К.А.Тимирязев и его учения о питании растений

Подготовила: студентка АА-1-7-б

Неупокоева Мария Юрьевна

Руководитель: Циалковский Юрий Иванович

Воронеж-2013

Содержание:

1. Биография Климента Аркадьевича Тимирязева.

2. Учения о питании растений в работах К.А. Тимирязева.

3. Роль К.А. Тимирязева в становлении и развитии вегетационного метода в России.

Климент Аркадьевич Тимирязев (1843 - 1920 гг.) - всемирно известный ученый, основоположник русской школы физиологов растений, член-корреспондент Петербургской Академии наук с 1890 г.

К.А. Тимирязев родился в Петербурге в прогрессивно настроен­ной дворянской семье. Отец его - Аркадий Семенович, республика­нец по своим взглядам, занимал крупное служебное положение в таможенном ведомстве, учил сына безграничной любви к истине.

К.А. Тимирязев в 1865 г. окончил Петербургский университет вольнослушателем, так как в 1862 г. был исключен из него за участие в студенческих сходках. Еще будучи вольнослушателем универси­тета, в 1864 г. Климент Аркадьевич в «Отечественных записках» публикует статью о Дарвине, а в 1865 г. выпускает первое издание своей книги «Чарльз Дарвин и его учение». Университет он закончил со степенью кандидата и золотой медалью. В дальнейшем он про­должает серьезные научные поиски в области физиологии растений.

Глубокое понимание тесной связи устоев агрономии с изуче­нием жизни растений проявилось у К.А. Тимирязева уже в 1867 г., когда он, только что, окончив университет, принял на себя поручение Вольного экономического общества по проведению полевых опытов в Симбирской губернии с применением аммиачного удобрения.

В 1868 году он направляется за границу для подготовки к профессорскому званию. В заграничной поездке он работал в Гейдельберге в лабораториях Кирхгофа, Бунзена, Гофмейстера, а в Париже он слушал лекции Буссенго, учеником которого он себя называл.

Осенью 1870 г. Климент Аркадьевич был приглашен препо­давателем ботаники в Петровскую сельскохозяйственную академию. В 1871 г. он защищает магистерскую диссертацию на тему «Спек­тральный анализ хлорофилла» и избирается профессором Петровской сельскохозяйственной академии, а в 1875 г. защищает докторскую диссертацию об усвоении света растениями. В октябре 1877 г. К.А. Тимирязев был избран экстраординарным профессором Москов­ского университета (но продолжал оставаться профессором Петров­ской академии до реорганизации ее в 1892 г. в Сельскохозяйственный институт) и занял в университете первую в России кафедру анатомии и физиологии растений, организовав там физиологическую лабора­торию, и, наряду с преподаванием, углубляется в научную работу.

К.А. Тимирязев был ученым-экспериментатором. Применив точные методы физики и химии к физиологии питания растений, он своими трудами оказал существенное влияние на развитие фунда­ментальных положений агрономической науки. Как вдохновитель научного земледелия он указывал на необходимость взаимосвязи полевых и лабораторных исследований. Достижения науки следует проверять на полях, а наблюдения в поле могут быть объяснены только лабораторными опытами.

К.А. Тимирязев как великий гражданин и патриот своей страны, радетель за развитие отечественного научного земледелия постоянно выступал за масштабное развитие опытного дела. Ссыла­ясь на одного из лучших представителей научного земледелия - Грандо, который отмечал, что все задачи земледелия сводятся к определению и возможно строгому осуществлению условий питания растений, Климент Аркадьевич отмечал, что непонимание этой коренной истины приводило ко многим ошибкам, делало бесплодными по отношению к главной задаче земледелия целые направления в науке.

Выступая за сочетание фундаментальных и прикладных ис­следований, он считал, что научное земледелие и физиология расте­ний являются пограничными областями знаний и их связывает общая мысль, что без науки научной не было бы науки прикладной.

Как популяризатор науки он свои идеи непременно связывал с заботой об отечественном земледельце, отстаивая системный подход в решении насущных задач сельского хозяина. «...Если бы у нас было не по одному какому-нибудь опытному полю на уезд, а десятки, сотни дешевых опытных полей, то наш крестьянин знал бы, само растение подсказало бы ему, что ему нужно в каждом отдельном случае», - так образно доказывал Климент Аркадьевич необходи­мость проведения повсеместных полевых исследований.

Уже в 1867 г. К.А. Тимирязев в качестве помощника Д.И. Мен­делеева участвовал в постановке первых в России опытов с минераль­ными удобрениями, организованных Вольным экономическим обществом, в 1868 - 1870 гг. работал в лабораториях в Германии и Франции.

I. Климент Аркадьевич оказал значительное влияние на развитие опытного дела в России. Начиная еще с проведения агрохимических опытов по плану Д.И. Менделеева (1867 г.), он много внимания уделял организации показательных опытных станций. В.Л. Комаров (1948), описывая жизнь и деятельность К.А. Тимирязева, отмечал, что «одним только продвижением опытного дела в отсталое сельское хозяйство России, он, несомненно, вошел в число тех, кто заслуживает благодарность человечества»

Популяризируя свои идеи о развитии в России опытного дела, о приложении физиологии растений к земледелию, об организации в России опытных станций, которые должны быть местом не только проведения исследований, но и демонстрации достижений науки, К.А. Тимирязев отмечал, что страна по преимуществу земледель­ческая, страна, благосостояние которой связано с существованием растения, до сих пор сделала и делает менее всех для изучения этого растения. Между тем как в Англии находятся люди, жертвующие на это дело миллионы, между тем как Германия потеряла и счет своим опытным станциям, у нас за эти полвека не возникло ни одной.

Его яркие пропагандистские выступления, а также публикация сборника его лекций по проблеме «Земледелие и физиология расте­ний» оказали большое влияние на развитие агрохимических исследо­ваний в России в XX веке.

Климент Аркадьевич высоко оценивал заслуги Буссенго, особенно как ученого-экспериментатора, отмечая, что вместо полу- эмпирических, полуаприорных представлений о питании растений, из которых исходил Тэер, которые шли вразрез с фактами, приобретен­ными наукой, Буссенго поставил строго научную задачу: при помощи весов учесть баланс вещества для каждого агрономического процесса и получения растительного продукта. И далее К.А. Тимирязев писал: «Нигде, быть может, не выступает с большей очевидностью тож­дество целей и средств научной агрономии и физиологии растений, как в этой полувековой научной деятельности Буссенго»

К.А. Тимирязев считал Буссенго основателем вегетационного метода, следовал правилу своего учителя: «спросить мнение расте­ния» о значении для него того или иного источника пищи. Для раз­вертывания исследовательских работ К.А. Тимирязев создал физио­логическую лабораторию и совместно с И.А. Стебутом в 1870 г. устроил на опытном поле академии первую в России теплицу для выращивания растений в искусственных условиях (вегетационный домик).

К.А. Тимирязев сочетал в себе редкий пример талантливого ученого, строгого исследователя, блестящего публичного лектора, умевшего соединять общедоступность изложения с глубиной мысли. В своих выступлениях он много внимания уделял связи теорети­ческих исследований с практическими вопросами научного земле­делия, всегда думал о земледельце и о долге интеллигенции перед ним. Он часто заканчивал лекции о питании растений напоминанием о том, что поднятие крестьянского земледелия - самая насущная задача, прямо и косвенно касающаяся каждого русского гражданина.

К.А. Тимирязев нередко выступал с публичными лекциями на агрономические темы, откликаясь на события в жизни страны (засуха 1891 г. и последовавший за ней голод 1892 г., охвативший не только юго-восток, но и центр черноземной полосы).

Он постоянно уделял внимание пропаганде агрономических знаний, так как считал, что сельскому хозяину, занимаясь земле­делием, приходится решать сложные задачи. «Нигде, быть может, ни в какой другой деятельности не требуется взвешивать столько разно­образных условий успеха, нигде не требуется таких многосторонних сведений, нигде увлечение односторонней точкой зрения не может привести к такой крупной неудаче, как в земледелии»

Темами его публичных лекций служили и важные научные открытия, из которых Климент Аркадьевич делал выводы для практики сельского хозяйства.

Он высоко ценил научные положения одного из основателей агрохимии, Ю. Либиха, особенно о возврате в почву уносимых с урожаем недостающих в ней питательных веществ. В своей работе «Земледелие и физиология растений» Климент Аркадьевич очень образно и доступно писал о теории минерального питания растений Ю. Либиха. Говоря о зольных элементах, он подчеркивал: «Раз извлеченные из почвы, они сами не вернутся обратно, - их может вернуть только та же сила, которая их извлекла оттуда, т.е. человек. Отсюда зола, извлеченная любым растением, - злаком ли или бобовым, - есть затронутый капитал почвы, который должен быть возмещен так или иначе, если мы желаем сдать землю потомкам такою, какою получили ее от предков.Это знаменитый «закон возврата», провозглашенный Либихом, и представляющий как бы ни пытались ограничить его значение, одно из величайших приобретений науки »

Климент Аркадьевич высоко ценил вклад Буссенго в науку, отмечая, что он проделал громадный труд, «чтобы получить возможность с полною уверенностью сказать, что за какие-то четыре, пять лет в это поле поступило столько-то и удалено с него столько-то килограммов углерода, водорода, азота и пр., это был научный подвиг, до той поры невиданный, и поэтому совершенно справедливо мнение Дюма, что Буссенго явился в области агрономии тем, чем был для химии Лавуазье»

Одним из важнейших путей поднятия производительности земледелия России Тимирязев считал клеверосеяние, а также рас­ширение посевов других бобовых культур. «...Особенность гороха и всех бобовых, отличающая их от злаков, - способность усваивать свободный азот атмосферы находится в связи со способностью их корней заражаться известными бактериями почвы».

Он высоко оценивал открытие симбиотической фиксации азота бобовыми культурами, которое назвал как «одно из блестящих новейших приобретений учения о питании растений»

Высоко оценивая достижения агрономической химии и физиологии растений, К.А. Тимирязев писал в 90-х годах XIX века: «Чем отмечены научные успехи за этот последний век, отразившиеся на земледелии, совершенно изменившие его характер, превратившие его из бессвязного собрания рецептов и слепого подражания успешным примерам в более или менее сознательную разумную деятельность? Конечно, возникновением двух отраслей знания: агрономической химии и физиологии растений...»

И далее он приводил в пример величайшего из теоретических и практических авторитетов XIX столетия Ж.Б. Буссенго, который по­ставил в заголовке своих сочинений три слова: «Агрономия, агрономическая химия, фи­зиология». Такова в действительности их последовательность: агро­номия ставит практические задачи, агрономическая химия предлагает материальные средства и научное обеспечение их применения; физиология же растений, проводя фундаментальные исследования на живом объекте деятельности агронома, дает теоретическое обоснова­ние использованию этих средств. Успехи агрономической химии связаны с совершенствованием методологии исследований, а это расширяет область науки. Проверка же научных положений непосредственно на растении сообщает но­вую информацию и приводит исследователя к конкретным выводам. Поэтому Климент Аркадьевич заключает: «Земледелие стало тем, что оно есть только благодаря агрономической химии и физиологии растений; это очевидно арпоп (вперед, само собой) и доказывается самой историей»

Он впервые в России начал исследование физиологической и биохимической роли микроэлементов в жизни растений. Об этом свидетельствуют результаты его опытов по изучению влияния железа, никеля, марганца, кобальта и цинка на превращение филоксантина в хлорофиллин (Тимирязев, 1937).

В последнее десятилетие XIX века Климент Аркадьевич стал уделять много внимания минеральным удобрениям, с которыми ему пришлось работать еще в пору молодости в опытах, организованных Д.И. Менделеевым в 1867 г.

К.А. Тимирязев обращал внимание на необходимость более широкого использования удобрений в борьбе с засухой, особенно после бедственных последствий засухи, постигшей земледелие Рос­сии в 1891 г. В публичной лекции (1892 г.) он отмечал, что к числу внешних воздействий, при помощи которых человек может понизить непроизводительную трату воды растением, относится прежде всего применение удобрений. Растение, получившее удобрение, расходует воду с относительно большей пользой, так как за равное количество воды дает более органического вещества в сравнении с растением, не получившим удобрения.

С первых лет работы в Петровской академии К.А. Тимирязев, как преемник своего учителя Ж.Б. Буссенго - автора вегетационного метода исследований, совместно с И.А. Стебутом организовал в Петровско-Разумовском вегетационный домик, который стал прототипом теплиц на многих станциях России. Другая тепличка под его руководством была построена в 1890 г. для этих же целей в Московском университете (за неимением места - на крыше здания).

В 1896 г. по поручению Министерства земледелия Климент Аркадьевич устраивает опытную станцию на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде. По его плану был построен вегетационный домик, оборудованный необходимой аппаратурой и приборами, приобретенными у русских и заграничных фирм. Кроме того, он в теплице заложил мелкоделяночные полевые опыты. Все это было широко доступно публике, поскольку Климент Аркадьевич устраи­вает широкую демонстрацию опытов по питанию растений.

В 1897 г. изящно построенная металлическая теплица была передана в Петровскую академию в распоряжение Д.Н. Прянишни­кова, который на протяжении более чем полувека (до своей кончины в 1948 г.) успешно вел физиологические и агрохимические исследо­вания.

В публичной лекции «Физиология растений как основа науч­ного земледелия» (1897 г.) Климент Аркадьевич отмечал, что при­менение физиологии растений и агрономической химии наряду с развитием химической промышленности учетверило урожаи в передовых странах Западной Европы по сравнению со средневековым уровнем. Здесь же он говорил о важности для земледелия таких наук, как сельскохозяйственная метеорология и почвоведение, так как они определяют условия жизни растений. Так, химический анализ почвы может получить должное толкование только в сопоставлении с показаниями растения.

В январе 1901 года Климент Аркадьевич выступил в универси­тете с актовой речью «Столетние итоги физиологии растений», в заключение которой дал высокую оценку и агрономической химии, отмечая их исключительную значимость в земледелии: «Познается древо по плодам его. Химия и физика, придя на помощь физиологии растений, в течение одного века дали человечеству возможность расширить «права» жизни и сократить власть смерти - большего знамения своей полезности не может предъявить никакое знание»

К.А. Тимирязев высоко оценивал великое завоевание науки - превращение азота атмосферы при помощи электричества в селитру. Он отмечал, что это важнейшее из удобрительных веществ, широкое применение которого изменит в будущем судьбу земледелия. «Благо­детельное же значение этого важнейшего завоевания научной техники едва ли можно вполне оценить для будущности человечества». Для такого суждения было достаточно оснований. Уже в то время потребность земледелия европейских стран в азотных удобрениях обеспечивалась в основном за счет чилийской селимы.

Мастерское изложение сложных вопросов минерального пита­ния растений в доступной для слушателей форме, демонстрация опытов в теплицах тысячам посетителей на Нижегородской выставке, пропаганда опытных станций создавали предпосылки для дальней­шего развития агрохимических исследований.

К.А. Тимирязев в вопросе эффективного применения удобре­ний большое внимание уделял зарубежному опыту. Он перевел на русский язык курс лекций немецкого агрохимика П. Вагнера «Основы разумного удобрения», где в простой форме излагается значение удобрений для различных растений. К агрохимической тематике можно отнести и книгу А. Гарвуда «Обновленная земля. Сказание о победах современного земледелия в Америке», которую Климент Аркадьевич перевел с английского языка.

Климент Аркадьевич проявлял постоянную заботу о росте научных кадров. Так, он внес в совет Академии ряд ценных предложений, направленных к повышению уровня преподавания. По его предложению на старшие курсы Академии привлекались лица, окончившие физико-математический факультет университета и обладавшие серьезными естественнонаучными знаниями, с тем чтобы готовить их к профессуре по агрономическим дисциплинам. Первыми по университетским дипломным работам из числа окончивших университет на конкурсной основе были привлечены к аспирантуре П.С. Коссович, Д.Н. Прянишников, Н.В. Соболев, а позднее -

В.С. Буткевич, А.Н. Лебедев, А.Г. Дояренко, П.И. Лисицын, Е.В. Бобко, А.Ф. Тюлин и др.

Среди многочисленных талантливых учеников К.А. Тимирязева

- Д.Н. Прянишников, основатель отечественной агрохимической школы. Под руководством К.А. Тимирязева развивалось мастерство исследователя-агрохимика и преподавателя П.С. Коссовича; своими лекциями и выступлениями Климент Аркадьевич повлиял на станов­ление большого знатока опытного дела профессора А.Г. Дояренко. Известными учениками К.А. Тимирязева являются: выдающийся физиолог, автор классических работ по минеральному питанию расте­ний Д.А. Сабинин, а также крупные ученые В.Л. Комаров, С.А. Но­виков, Е.Ф. Вотчап и др.

За выдающиеся заслуги в науке К.А. Тимирязев был избран почетным членом многих иностранных академий, университетов, школ, научных обществ. Так, он получил степень почетного доктора наук Женевского университета как преемник Сенебье и Соссюра - ученых, посвятивших себя как физиологии растений, так и агрохимии (Торшин, 1993).

Академик И.П. Павлов назвал К.А. Тимирязева (по случаю его 70-летия), «источником света для многих поколений» (Петербург­ский, 1946). История естествознания, и в частности агрохимии, подтвердила правоту этих слов.

Профессор А.Г. Шестаков (1940) в статье «К.А. Тимирязев и вегетационный метод» отмечает, что работы Климента Аркадьевича по усвоению солнечной энергии и углекислоты растениями при­надлежат к числу фундаментальных работ в области физиологии растений, и поэтому имя его заслуженно пользуется славой крупней­шего физиолога. Деятельность К.А. Тимирязева проникнута идеей максимального использования достижений физиологии и других наук для земледелия. На протяжении своей научной и общественной деятельности он боролся за развитие опытной работы, за широкое использование вегетационного и полевого опытов.

Климент Аркадьевич является примером ученого-обществен- ника. «Талантливый человек, добившийся крупнейших успехов в области физиологии растений, К.А. Тимирязев неотступно боролся за использование достижений физиологии растений в земледелии. Жизнь и работа К.А. Тимирязева являются примером целеустремлен­ности и понимания гражданского долга» (Шестаков, 1940).

В воспоминаниях о К.А. Тимирязеве как о своем учителе Дмитрий Николаевич Прянишников (1940) писал, что «в нем мы видели не только редкий пример исследователя, умеющего соединить с тонкостью эксперимента изящество изложения своих научных сообщений, но и блестящего лектора, энергичного популяризатора, знакомившего русское общество с трудами и жизнью крупнейших светочей естествознания мира».

Д.Н. Прянишников близко соприкасался по роду своей науч­ной деятельности с Климентом Аркадьевичем. Он сдавал ему магистерские экзамены по физиологии растений (экзамены по агрономической химии - у Н.Е. Лясковского). Климент Аркадьевич был рецензентом и главным оппонентом по магистерской и докторской диссертациям Дмитрия Николаевича. У них были общие научные интересы, находившиеся в плоскости соприкосновения агрохимии с физиологией растений.

В заключение своего воспоминания Д.Н. Прянщнников пишет: «Мне остается выразить настойчивое желание, чтобы наша молодежь читала Тимирязева в подлиннике: нужно знать Тимирязева, нужно не забывать того, чем он жил и за что боролся, чему посвятил всю свою светлую жизнь, и каждому следовать его примеру по мере сил».

Литература:

В.Г.Минеев, Л.А.Лебедева «История агрохимии и методологии агрохимических исследований»

Издательство Московского университета 2003г