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DESCUBRIMIENTOS CIENTÍFICOS MÁS IMPORTANTES
Ley del mínimo. Historia y esencia del descubrimiento científico.
Directorio / Los descubrimientos científicos más importantes. Todos los animales, así como el hombre, comen alimentos de origen vegetal o animal. Por lo tanto, la cuestión de dónde obtienen las plantas su nutrición es una de las cuestiones de mayor importancia. “Los mejores investigadores han estado pensando en este tema durante mucho tiempo", escribe Z. Shpausus. "Durante mucho tiempo, se ha llamado la atención sobre el hecho de que una planta durante su vida crece desde un grano de semilla insignificante hasta su tamaño normal. y al mismo tiempo se encuentra un enorme aumento de peso. Aristóteles creía que las plantas absorben del suelo los materiales necesarios para su construcción en su forma final, por lo que no hay necesidad de ninguna transformación de estos materiales dentro de su cuerpo. En 1600, Van Helmont, por su experiencia, pudo probar la incorrección de estas suposiciones. Pesó 200 libras de tierra seca y clavó en ella una rama de sauce, cuyo peso era igual a 5 libras. Cuando se riega abundantemente con agua, esta La rama se manifestó como un sauce completo: echó raíces y durante los siguientes cinco años creció hasta convertirse en un árbol decente que pesaba 164 libras.Van Helmont sorprendió particularmente el hecho de que la tierra perdió solo 60 gramos de su peso original. Por lo tanto, la tierra de ninguna manera podría ser reconocida como la única fuente de alimento para el árbol en crecimiento, porque en este caso las 159 libras de aumento de peso de la rama de sauce tendrían que corresponder a una pérdida igual en el peso de la tierra. Ingenhaus y de Saussure, a finales del siglo XVIII, fueron los científicos que desarrollaron por primera vez la moderna teoría de la nutrición vegetal, según la cual las plantas absorben dióxido de carbono del aire, lo que se traduce en un mayor aumento del peso de materia seca de las plantas. de lo que cabría esperar en función de las cantidades reales de dióxido de carbono que absorben. Por lo tanto, debemos suponer que la nueva materia orgánica se forma a partir de dióxido de carbono y agua. Estos científicos ya en ese momento creían que también era necesaria la presencia de ciertas sales en el suelo. Por muy oportunas y correctas que hayan sido en muchos aspectos estas conclusiones, sin embargo fueron olvidadas a principios del siglo XIX y reemplazadas por la teoría del humus, que se remonta principalmente a Thayer, quien fue su más ferviente defensor. El punto de vista de Thayer, el fundador de la doctrina de la rotación de cultivos, era que la fertilidad del suelo depende únicamente del humus. Es la única fuente que suministra nutrientes a las plantas. El humus (suelo oscuro y suelto) contiene mucho carbono, el componente principal de todas las plantas. Según los defensores de la teoría del humus, éste contiene todas las sustancias necesarias para la vida vegetal en una forma ya preparada. Las sales, en su opinión, no son particularmente importantes, por lo que no era necesario pensar mucho en su origen y significado. El humus y el agua son las fuentes de nutrición de las plantas. Esta enseñanza fue tan clara y convincente que durante mucho tiempo nadie dudó de su validez. Uno de los que, sin embargo, dudó de él fue el joven profesor de química Justus Liebig (1803-1873). Basado en los hechos recopilados anteriormente y al mismo tiempo en los resultados de su trabajo, Liebig inició una nueva era en la agricultura. En su libro "Química agrícola", publicado en 1840, Liebig primero investigó de qué componentes una planta construye su organismo y de dónde obtiene estas sustancias. "Basado en numerosos análisis", escribe Z. Shpausus, "pudo establecer que cada planta contiene diez elementos que son de la mayor importancia para su crecimiento normal. Estos son los siguientes elementos: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, calcio, potasio, fósforo, azufre, magnesio y hierro. Agreguemos que en la actualidad se conocen una serie de elementos que están presentes en las plantas solo en forma de trazas, pero, sin embargo, juegan un papel importante en su actividad vital. Naturalmente , todas estas sustancias están contenidas en las plantas, no en la forma en que se conocen como elementos químicos, sino que son constituyentes de los compuestos a partir de los cuales se construye la planta. ¿De dónde obtienen las plantas estas sustancias? Ya hemos visto que el carbono absorbido por las hojas en forma de dióxido de carbono proviene de la atmósfera, mientras que el agua suministra hidrógeno y oxígeno a la planta. Pero, ¿qué pasa con el nitrógeno, que es una parte integral de las proteínas necesarias para la vida? Es cierto que la atmósfera contiene nitrógeno en cantidades enormes, porque es el 78 por ciento de este elemento, pero solo unas pocas plantas pueden absorber y utilizar el nitrógeno del aire. Tales plantas incluyen las llamadas plantas leguminosas, que incluyen frijoles, guisantes y altramuces. Es fácil asegurarse de que los nódulos que esconden bacterias en su interior se puedan encontrar en sus raíces. Las bacterias del nódulo tienen la capacidad de convertir el nitrógeno del aire en compuestos nitrogenados orgánicos, que luego pueden ser absorbidos por las plantas correspondientes. La planta hace posible que las bacterias vivan, y para ello preparan nitrógeno disponible para la asimilación de sus huéspedes. Este proceso de asistencia mutua se conoce en biología como simbiosis. Sin embargo, este proceso es sólo una excepción. La gran mayoría de las plantas deben extraer compuestos de nitrógeno directamente del suelo, ya que no pueden absorber directamente el nitrógeno del aire. Liebig opinaba que el amoníaco gaseoso, que se forma durante la descomposición de los compuestos orgánicos y, por lo tanto, siempre presente en una cantidad insignificante en la atmósfera, es suficiente para cubrir las necesidades de nitrógeno de las plantas. El amoníaco se disuelve en las gotas de lluvia, reacciona con el dióxido de carbono para formar carbonato de amonio y, en forma de la sal nombrada, ingresa al suelo, desde donde puede ser absorbido por las raíces de las plantas. Los seis elementos restantes se encuentran como sales en el suelo. Al estar disueltos en agua, pueden penetrar en las plantas a través de sus raíces. Es cierto que están presentes en el suelo en una cantidad limitada, pero los animales y las plantas, cuando sus restos se descomponen, devuelven al suelo las sales que recibieron de él durante su crecimiento. Después de eso, las sales pueden volver a servir como nutrientes para las plantas. Este es el final del ciclo que une la naturaleza muerta y viva. La planta toma sustancias inorgánicas del suelo y del aire y construye su propio organismo a partir de ellas, que consiste en compuestos orgánicos. Esta materia vegetal es el alimento de animales y humanos, y en secreciones fisiológicas, y después de la muerte en forma de cadáveres de estas criaturas, ingresa al suelo y se convierte en materiales de partida inorgánicos. Y en este ciclo, las plantas juegan el papel principal, porque solo ellas pueden usar materiales de construcción inorgánicos. Por tanto, diez elementos son esenciales para la vida vegetal. La ausencia de uno es suficiente para que la planta muera. La fertilidad del suelo siempre depende del elemento que está presente en el suelo en cantidades mínimas. Esta es una ley de suma importancia para la agricultura práctica. Liebig llamó a esta ley la “ley del mínimo”. Por supuesto, no debemos olvidar que, junto con las sales nutritivas, también existen otros factores, como el régimen hídrico del suelo, la temperatura, etc., que también afectan a la fertilidad del suelo. Pero, ¿cómo explicar la fertilidad cada vez menor de la tierra cultivable? Liebig explica en detalle. Si el agricultor devuelve al suelo en forma de estiércol todos los nutrientes que las plantas han extraído del suelo, entonces el contenido de sales nutrientes en el suelo seguirá siendo el mismo y la fertilidad de su parcela no disminuirá. Sin embargo, si vende parte de sus productos a la ciudad, entonces las sales nutritivas se perderán para su sitio y el próximo año ya no estarán a disposición de las plantas que crecen en este sitio. Si este proceso se repite año tras año, los rendimientos tendrán que empeorar cada año. Liebig argumentó: "El principio básico de la agricultura debe considerarse el requisito de que el suelo se devuelva por completo a todo lo que se le quitó. En qué forma se hará este retorno, ya sea en forma de excremento animal o en forma de ceniza. o huesos, es más o menos indiferente.Llega el tiempo en que la tierra cultivable y cada planta serán provistas del abono necesario para ello, que se producirá en las plantas químicas. Estas palabras de Liebig fueron justificadas mil veces en el pasado, pero en su época sirvieron repetidamente como pretexto para burlas y ocurrencias. "Le diré una cosa, colega: estoy nuevamente convencido de que ante mí se encuentra el libro más descarado que jamás haya caído en mis manos. ¿Está realmente familiarizado con su contenido?" - Von Mohl, profesor de la Universidad de Tubinga, evaluó con gran irritación el libro de Liebig que tenía delante. "Resulta que el mundo vegetal ya no debe su nutrición a la tierra, no, ¡las plantas se alimentan del aire, del agua y de las llamadas sales nutritivas que buscan en el suelo! Es sorprendente cómo todavía encuentra al menos alguna explicación". por la necesidad de cultivar la tierra. Pero tal vez "llegue incluso a la conclusión de que el agricultor no necesita tierra en absoluto y que el campesino podrá cultivar su propio grano en recipientes de vidrio. Mire, en este periódico puede ¡Lea la única respuesta correcta a sus tonterías!" Fritz Reuter se burla abiertamente de Liebig en su ensayo "Mi forma de vida": "Y esta era estuvo marcada por un desarrollo significativo de la agricultura. El profesor Liebig publicó un libro completamente sin sentido para los campesinos... Uno realmente podría volverse loco con estos términos. que estaba dispuesto a quedarse sin dinero, siguiendo todos los consejos contenidos en este libro, y que al mismo tiempo quería meter las narices en la ciencia, adquirió este libro para sí mismo y se sentó a leerlo hasta que su cabeza se fue engañando gradualmente por su contenido, y cuando llegó a tal estado, comenzó a preguntarse si el yeso era una sustancia irritante o nutritiva (¡para el trébol, no para el hombre!) es, por su propia naturaleza, una sustancia maloliente". Si no hay suficientes fertilizantes naturales, es necesario aplicar fertilizantes minerales al suelo para cubrir los costos de las sales nutrientes. Así razonó Liebig sobre la producción de su "fertilizante patentado". La planta produce carbono, hidrógeno y oxígeno en cantidades suficientes de forma natural. Liebig consideró posible decir lo mismo sobre el nitrógeno. Las plantas necesitan magnesio, hierro y azufre solo en pequeña medida, y están presentes en el suelo en una cantidad muy significativa. La introducción de fertilizantes cálcicos no es muy difícil, ya que las margas calcáreas se encuentran en excepcional abundancia. La situación es diferente con el potasio y el fósforo. En este sentido, las reservas de nutrientes del suelo deben reponerse con sales fertilizantes. Ambos elementos también están contenidos en el "fertilizante patentado" de Liebig. Una firma inglesa emprendió la producción de este fertilizante a gran escala. Sin embargo, en los campos fertilizados con estas sales, no se observó un aumento significativo en el rendimiento. ¿Es posible que las sales minerales no afecten de ninguna manera el crecimiento de las plantas, es errónea su enseñanza? Fueron tiempos difíciles de sobrellevar para Liebig y sus seguidores. Pasaron muchos años antes de que Liebig comprendiera el motivo del fracaso de su fertilizante. En la producción de "fertilizante patentado" buscó convertir sus fertilizantes de potasio y fósforo en forma de compuestos insolubles en agua. Por lo tanto, Liebig quería evitar que sus sales fertilizantes fueran arrastradas del suelo a sus capas más profundas ya con la primera lluvia. Pero al convertir estas sales en compuestos insolubles en agua, solo los hizo indigestos para las plantas, ya que las plantas solo pueden absorber sales disueltas. Gracias a esto, todos los fertilizantes se introdujeron en vano. Habiendo entendido la razón de los resultados negativos de la aplicación de tales fertilizantes, el científico corrigió el error. Liebig también tuvo que admitir que se había equivocado al suponer que el contenido de amoníaco en el aire era suficiente para el crecimiento de las plantas. Potasio, fósforo, nitrógeno y cal: esto es lo que ahora debería leer la fórmula de la que depende el aumento de la fertilidad del suelo. Incluso durante su vida, Liebig tuvo la oportunidad de establecer con satisfacción que su doctrina de las sales fertilizantes era universalmente reconocida. Cada vez más se afirmó la creencia en la necesidad de aplicar fertilizantes artificiales a las tierras de cultivo. Los experimentos han demostrado sin lugar a dudas que la tierra cultivable fertilizada produce rendimientos mucho mejores. Autor: Samin D.K.
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