Занимательная агрономия

Внутри корня в клеточном соке растворены многие образующиеся в растении органические вещества, которые создают значительную концентрацию (крепость) клеточного сока. Снаружи корня в почве находится очень слабый почвенный раствор, вода этого раствора и устремляется в растение через оболочку корня с большой силой, могущей поднять ее по стеблю до листьев. Здесь она испаряется, вследствие чего концентрация клеточного сока опять становится большой, и вода снова проникает внутрь корня с той же силой, измеряемой десятками атмосфер[2]. Каждое вещество, находясь в растворе, характеризуется свойственным ему осмотическим давлением, зависящим от его химического состава.

Клеточный сок растений обычно имеет осмотическое давление, равное 5-15 атмосферам (иногда гораздо выше). Поэтому вода почвенного раствора устремляется в растение с огромной силой, которая и производит всю работу по передвижению воды в растении и также держит в напряжении все его ткани. В этом легко убедиться. Так, если поместить корень растения в какой-нибудь безвредный раствор (например, раствор сахара) такой концентрации, которая соответствует концентрации его клеточного сока (или если таким раствором полить почву около растения), то при этом сравняются концентрации раствора внутри и вне корня и исчезнет сила, заставляющая воду поступать в растение; сразу же упадет напряжение его тканей — тургор; растение опустит листья и быстро завянет, хотя бы почва была мокрая.

Но еще более интересно воспроизвести все эти явления искусственно, на так называемой модели растения, где можно заставить действовать эту силу вне растения, воспроизводя всасывание воды, поднятие ее на высоту, испарение и напряжение тканей. Для этого нужно изготовить мешочек из проницаемой для воды перепонки, который и будет служить моделью корня.

Его надо наполнить каким-либо раствором и погрузить в воду. Вода будет проникать в этот мешочек с силой, способной поднять раствор в мешочке и в приделанной к нему трубке на большую высоту. Если к трубке сверху приспособить такой же пустой мешочек, то он, наполнившись раствором, выпрямится, будет оставаться в таком состоянии и испарять воду, пополняемую свежим притоком ее снизу (рис. 3).

^{Рис. 3. Модель растения: А — завядающего; Б — нормального.}

Иначе говоря, такая модель растения будет проделывать все функции настоящего растения по всасыванию, поднятию, испарению воды и напряжению тканей. Так же как и растение, если перенести эту модель из воды в такой же раствор, каким наполнен мешочек, вода перестанет поступать в него, напряжение упадет и верхний мешочек «завянет» и спадет.

Изготовить такую модель довольно просто, располагая очень несложным оборудованием.

Для изготовления модели корня — мешочка — лучше всего взять обыкновенный коллодий (его можно получить в любой аптеке). В качестве формы лучше всего брать обыкновенную пробирку или небольшой аптечный пузырек с горлышком пошире (чтобы удобнее вынимать мешочек). Пузырек (или пробирку) наполняют доверху коллодием, который сейчас же выливают обратно, а пузырек оставляют в опрокинутом положении, чтобы избыток коллодия стек, а оставшаяся на стенках внутри тонкая пленка его подсохла.

Когда стенки пузырька (или пробирки) изнутри совершенно высохнут, на них образуется тонкая (незаметная для глаза) пленка из коллодия, которую можно снять с пузырька; она и будет служить моделью корня. Чтобы пленка отошла от стенок и ее можно было вынуть из пузырька, отделяют край ее у ребра горлышка (оставляя часть горлышка склеенным с пленкой, чтобы она не упала в пузырек) и между пленкой и стеклом наливают немного воды. При взбалтывании вода своей тяжестью проникает всюду между пленкой и стенкой пузырька и отделяет от нее пленку. Прибавляя понемногу воды, побалтывая и осторожно при помощи очень гладкого тонкого прутика или перышка (стараясь не повредить пленки) отделяют и вынимают мешочек из пузырька. Прежде всего проверяют, нет ли в нем отверстия. Для этого нужно наполнить его водой и посмотреть, не течет ли он. Обыкновенно не сразу, но в несколько раз удается приготовить такие мешочки без изъянов. Выверенные мешочки можно хранить в воде до их употребления[3].

Мешочек наполняют крепким раствором сахара, привязывают к стеклянной трубочке и погружают в воду в вертикальном положении. Сейчас же начнется поступление воды в «корень» и поднятие ее по «стеблю» — трубочке. Пока поднимается вода (это происходит довольно медленно), можно заняться изготовлением «листьев». Для этого берут такой же пустой мешочек, лучше значительно меньших размеров, и привязывают его к верхнему концу трубки. Без раствора он будет «вяло» висеть (рис. 3, А), но как только наполнится раствором, он выпрямится и займет напряженное положение соответственно своей форме (рис. 3, Б). От изобретательности зависит дать ему любую форму — листа или цветка (изготовив эту форму, например, из гипса, глины, воска и прочего). Можно окрасить коллодий в зеленый или иной цвет, прибавляя какой-нибудь краски.