Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Андрей Тимофеевич Болотов и его научное наследие. Учебное пособие для направлений подготовки бакалавриата и магистратуры «Агрономия», «Агрохимия и агр.pdf
получения на семена хорошо вызревших семян – использовал у
себя и рекомендовал в своих трудах использовать прием «двойного
обмолота». Суть его заключалась в том, что убранные снопы до
обмолота цепами слегка ударялись колосьями два-три раза о
деревянные, вбитые в землю колья. Таким образом, отбирались
только вызревшие семена.
Задавшись вопросом, почему при предварительной проверке
на всхожесть хорошие семена прорастают полностью, а в поле
лишь половина посеянных зерен дает плодоносящие растения, А.Т.
Болотов начал наблюдения за появлением всходов и обнаружил
растянутость процесса прорастания. Из некоторых зерен «шильца»
пробивались на поверхности почвы уже через четыре-шесть дней,
а у других появлялись только через три-четыре недели.
Выкапывая и изучая проростки, Андрей Тимофеевич установил,
что рано появляются всходы из зерен, заделанных в почву
неглубоко. Они более мощные с темно-зеленой окраской. Чем на
большей глубине находилось зерно, тем позднее его росток
появлялся на поверхности, тем более слабым и бледным он был.
Поздние всходы не успевали до зимы раскуститься и многие из
них погибали. Для дальнейшего уточнения своих наблюдений
Болотов провел специальный опыт с различными культурами. На
ровной площадке, тщательно подготовив почву, Андрей
Тимофеевич вручную посеял семена на разную глубину. Семена
предварительно отбирал по величине, форме, окраске. Осенью
растения были убраны отдельно по каждому варианту и
проанализированы. Данные опыта подтвердили, что неглубокая
заделка семян в почву (3-5 см) имеет значительные преимущества
перед глубокой (9 см и более): семена быстрее и более полно
прорастают, лучше кустятся, у таких растений выше
озерненность.
Поскольку результаты своих наблюдений А.Т. Болотов всегда
старался применять на практике, он по результатам данных
опытов разработал новую технологию обработки почвы и посева и
предварительно проверил её в полевом севообороте. Выбрал
ровную десятину земли и разделил её на две равные половины. На
одной посеял рожь старым способом, а на второй по своей
технологии. Опытную половину ещё раз разделил пополам: на
первой части поле вспахали, на него высеяли четыре четверика
(четверик – 26,2 л) ржи и семена заделали тыльной стороной
бороны, на второй части поле вспахали, посеяли три четверика
ржи и семена заделали обычным боронованием. На контрольной
половине (контроль) высеяли 6 четвериков ржи и запахали сохой,
как это было принято в то время. В результате был получен
71
следующий урожай: 62 четверика (в пересчете на десятину) на
затем по нему высевались семена и з
контроле, 64 и 72 на изучаемых вариантах соответственно.
Разница очень заметная. На основании этих опытов А.Т. Болотов
разработал новую технологию посева. Если раньше семена
рассевались по невспаханному полю и заделывались при вспашке
его сохой, то новой технологии поле предварительно пахалось,
аделывались бороной.
Разработанную А.Т. Болотовым технологию современники оценили
по достоинству, и она быстро распространилась по России. Она
обеспечивала более равномерное залегание семян в почве по
глубине, а так же внесла изменения в систему обработки парового
поля. При заделке семян пахотой они прорастали вместе с
сорняками, которые в дальнейшем заглушали озимые и сильно их
изреживали. При новой технологии между обработкой почвы и
посевом образовался разрыв. Поэтому появлялась возможность
эффективной борьбы с сорняками. Вспаханное поле засевалось не
сразу, а на некоторое время оставалось свободным. Появлявшиеся
на нем сорняки можно было тут же уничтожить боронованием.
Операцию по провоцированию и уничтожению сорняков можно
было проводить не один раз.
Проводя дальнейшие исследования, Андрей Тимофеевич
отмечает, что одни семена могут храниться более долгое время,
чем другие, некоторые семена надо сеять сразу же, в тот же год.
А.Т. Болотов делает вывод, что всхожесть семян зависит от трех
факторов:
1) от их спелости;
2) от условий их хранения до посева;
3) от физиологических особенностей данного вида растений.
Говоря о спелости семян, ученый указывает на
необходимость использовать для посева только самые крупные,
вызревшие на корню семена. Однако он отмечает, что бывают
случаи, когда не прорастают семена, у которых «с наружного вида
не приметно никакого недостатка». А.Т. Болотов был сторонником
теории пола у растений. Он подробно описал те причины, которые
могут помешать возникновению зародыша в семени. Понимая
значение пыльцы, и внимательно изучив процесс опыления,
Андрей Тимофеевич выделил следующие препятствия, которые
могут возникнуть на этом пути и помешать возникновению
зародыша:
1) пыльники могут быть повреждены морозом, бурями,
уничтожены птицами или насекомыми;
2) пыльца может быть не перенесена с мужских цветков на
женские (в плохую погоду, в парниках и оранжереях и т.д.);
72
3) пыльца могла попасть на рыльце пестика в недостаточном
своей мысли о том, что семена
Но встречались и другие случаи, когда на небольшом
количестве. В подтверждении
невсхожи из-за отсутствия нормального оплодотворения, А.Т.
Болотов приводит факты плохой плодовитости растений,
выращенных в комнатных условиях.
Рассуждая о необходимости опыления и о факторах,
мешающих ему, А.Т. Болотов косвенно указывает на
необходимость перекрестного опыления, на значение ветра и
доступность растений для насекомых. Говоря об этом, ученый
вплотную подходит к вопросу о причинах череззерницы,
пустозерности, справедливо полагая, что отсутствие опыления
некоторых цветков обуславливает данное явление.
Много занимался А.Т. Болотов вопросами изменчивости
растений. Он заметил, что растения ведут себя по разному: одни в
течение длительного времени почти не меняются в процессе
размножения (такие как хлебные злаки, лен), у других же
потомство иногда значительно отличается от родителей.
Ученому приходилось встречаться со случаями, когда особи
одного и того же вида различались между собой настолько, что их
можно было принять за разные виды. Чаще всего так было в
случаях произрастания растений в разных условиях обитания.
Болотов закономерно объяснял это различными условиями жизни.
Сельскохозяйственная практика говорила о том же: растения
выросшие на удобренном поле значительно отличались от
растений с неудобренных полей, так же различались и растения,
выращенные в условиях дождливого лета от выросших в жаркое
сухое лето.
выровненном участке при посеве однородного семенного
материала потомство вырастает неоднородным. Именно такие
случаи интересовали ученого. Для изучения факта изменчивости
Андрей Тимофеевич потратил много лет на проведения опыта с
тюльпанами. Тщательно подготовив несколько грядок, он взял
семенные коробочки с разных по окраске цветков растений, и
каждый образец посеял на отдельной грядке. Тщательно ухаживая
за всходами, выкапывая летом выращенные луковички и
высаживая их снова осенью, на пятый-шестой год ученый увидел
распустившиеся цветки. Растения были разными. Хотя
большинство повторяло родительский тип (от красноцветковых
растений большая часть потомства тоже была красноцветковой, а
от желтоцветковых – желтоцветковой), но потомство это было
разнообразным. Потомство красноцветковых растений было
представлено многими оттенками красного, встречались растения
73
с желтыми цветками, белыми, пестрыми. Желтоцветковый
родитель тоже дал в основном желтоцветковое потомство, но
имелись растения и с красными цветками разных оттенков, белые
и пестрые.
Аналогичные опыты с размножением семенами растений,
обычно размножаемые вегетативным путем, провел Болотов и с
другими культурами, в том числе черной смородиной, картофелем.
В одних случаях изменение потомства было очень заметным, в
частности у картофеля, в других почти не выражено, как у
смородины.
В дальнейшем результаты данных опытов он соединил с
данными опыта по посеву яблочных семян и пришел к
интересным выводам, которые можно изложить следующим
образом:
1) в растительном мире существует значительная
изменчивость форм, результатом которой является его
многообразие;
2) изменчивость бывает непостоянная, вызываемая
условиями существования, не наследуемая потомством, и
наследственная, являющаяся главным образом результатом
гибридизации;
3) размножение растений осуществляется двумя путями:
половым, с участием двух родителей с образованием семени, и
вегетативным – из различных частей одной особи, путем
прививки, укоренения;
4) при вегетативном размножении потомство повторяет
признаки и свойства родительской формы;
5) при половом размножении у потомства кроме признаков и
свойств родителей в различном сочетании могут появиться и
новые признаки;
6) при гибридизации родителей с разными признаками одни
гибриды наследуют определенные признаки только от отца, а
другие (тоже определенные) только от матери.
Во времена А.Т. Болотова широкое распространение имели
теории о «перерождении» растений. Иногда этим термином
обозначали ухудшение качества хлебов, снижение их урожайности. Но чаще всего под «перерождением» понимали
превращение одного вида растений в другой (пшеницы в рожь,
овса в овсюг); которое якобы может происходить в природе.
Андрей Тимофеевич в своих работах уделял этому вопросу
большое внимание. Как образованный ботаник, он не верил во
внезапное превращение одного вида растений в другой, ибо
74
бесчисленные опыты и наблюдения убеждали его в том, что из
семян ржи всегда вырастает рожь, а из семян огурца – огурец.
Из-за большой засоренности полей в те времена Болотов
придавал огромное значение разработке методов очистки
посевного материала от семян сорняков. Он обратил внимание на
то, что у одних видов растений семена шаровидные гладкие,
легко скатывающиеся с наклонной поверхности, а у других
угловатой формы с шероховатой поверхностью, которые могут
спокойно лежать на плоскости, находящейся под большим углом.
Учитывая это обстоятельство, Андрей Тимофеевич предложил
способ разделения семян культурных растений и сорняков,
принцип которого позднее был положен в основу простейших
зерноочистительных машин – змеек и горок. Сущность метода
заключалась в том, что круглые семена (горох, вика), быстро
скатываясь с наклонной плоскости, падали далеко от нее, а
шероховатые зерна сорняков – оставались на месте.
Болотов применял также метод отделения зерен ржи от
семян сорняков с помощью солевого раствора, в котором первые
тонули, а вторые всплывали. Меняя концентрацию раствора,
можно было применять этот способ для отделения от ржи семян
разных видов сорняков.
Конечно, методика селекционной работы, применявшаяся
А.Т. Болотовым, а так же методика проведения опытов не совсем
соответствуют используемым в настоящее время. Однако, будучи
глубоким мыслителем, теоретиком и в то же время замечательным
практиком, Андрей Тимофеевич, опираясь на свои исследования,
сделал открытия, позволяющие считать его основателем научного
семеноводства. Он был первым русским агрономом, который
изучил вопросы семеноводства, получил результаты, позволившие
ему улучшить качество семян, изменить примитивные технологии
в сельском хозяйстве. Он внедрил результаты опытов в своем
хозяйстве, апробировал их и получил более высокие урожаи.
Своими успехами он поделился с другими сельхозпроизводителями
и опубликовал в научных журналах результаты своих опытов.
Изучение наследия А.Т. Болотова позволяет нам утверждать,
что наш русский агроном стал основоположником развития
семеноводства, выделил важные показатели качества семян,
приемы повышения полевой всхожести, которые не потеряли
актуальности и сегодня.
75
ГЛАВА 5
БОТАНИЧЕСКИЕ РАБОТЫ А.Т. БОЛОТОВА
В
научном наследии Андрея Тимофеевича Болотова
видное место занимают ботанические работы. Они
явно преобладают не только в количественном, но и
в качественном отношении, так как наиболее
интересные открытия А.Т. Болотова, наиболее серьезный вклад его в
биологическую науку в первую очередь связаны с ботаническими
исследованиями – многочисленными наблюдениями за жизнью
растений и хорошо поставленными опытами в этой области. Следует
подчеркнуть, что Болотов – ботаник неотделим от Болотоваагронома, в широком смысле этого слова – Болотова-врачевателя.
Все его ботанические работы преследовали практические цели:
хорошее знание растений использовать для повышения
продуктивности полей, лугов, пастбищ, садов, огородов; улучшения
качества получаемой продукции. В свою очередь, решая те или
иные производственные задачи, Болотов «испытывая натуру»,
познавал закономерности биологических явлений.
Об А.Т. Болотове как ботанике имеется достаточно подробная
статья С.Ю. Липшица в словаре «Русские ботаники». Однако в ней
упоминается, главным образом, помологическая работа Болотова
«Изображения и описание сортов яблок и груш». Безусловно, эта
работа относится к ботаническим, так как в ней излагаются
принципы систематики и определения сортов яблони. Но автор
статьи не упоминает основные ботанические работы А.Т.
Болотова. Имеется в виду серия его статей по морфологии и
систематике растений, напечатанных в «Экономическом
магазине» за 1781 г., часть VII, под общим названием «Руководство
к познанию лекарственных трав». Это первое на русском языке
сочинение, в котором излагались основные принципы морфологии
растений и линнеевской систематики. Цель этого руководства
заключалась в том, чтобы дать в руки людям, желающим
ознакомиться с тем или иным растением, возможность узнать его
название. Зная название, в других книгах уже легко можно найти
всё известное об этом растении.
Во вступительной части, ознакомив читателей с тем, как
ученые определяют растения, А.Т. Болотов с горечью отметил: «вот
порядок, каким узнают ботаники травы! Но не всякому им в сем
случае подражать можно: обстоятельство, что на нашем языке еще
нет таких книг, в которых бы все растущие в России травы и
произрастания систематическим образом и по классам и статьям
76
[семействам] были обстоятельно описаны и каковая необходимо
нужна при ботанизировании, может мешать многим, а особливо
не знающим иностранных языков».
Восполнить этот пробел, дать своим соотечественникам
руководство, которое помогло бы им изучить строение растения и
на этой основе определить его систематическую принадлежность,–
такую задачу и ставил Андрей Тимофеевич, публикуя свои статьи.
Следует сказать, что это ему вполне удалось. Во-первых, Болотов
ко времени написания руководства уже имел богатый опыт
изучения российской флоры, его гербарий насчитывал многие
сотни растений, так что морфологические характеристики видов,
родов и семейств он давал на основе собственных материалов, что
делало их надежными.
О склонности А.Т. Болотова к ученым занятиям и опытам
знали все его знакомые и друзья. Поэтому, если кому-либо из них
случалось найти новое или какое-нибудь необычное растение, они
присылали А.Т. Болотову семена или сообщали ему об этом факте.
В результате на усадьбе Андрея Тимофеевича был настоящий (по
тому времени) ботанический сад, а красочный и образный язык
Болотова представлял описание растений настолько четко и
выразительно, что даже начинающему не составляло большого
труда правильно определять их.
В серии статей А.Т. Болотов даёт описание очень большого
количества диких растений. Одновременно с этим Болотов просил
своих читателей присылать ему описание, согласно напечатанному
руководству, местных, пользующихся какой-либо известностью
растений.
Изучением дикорастущих растений А.Т. Болотов занимался с
увлечением. Встречая новое растение, он старался немедленно
определить его и узнать его важнейшие свойства (главным
образом, с точки зрения лекарственной).
В основу классификации растений А.Т. Болотов положил
систему К. Линнея, которая к тому времени была принята
большинством ботаников. Соответственно с этим он построил
свою схему морфологического описания растений, начиная с их
органов размножения. Здесь А.Т. Болотов перечисляет их
важнейшие части: тычинки, пестики, венчик, чашечку, плоды,
семена, а дает их довольно подробную характеристику на примере
конкретных наиболее известных растений.
После цветков и связанных с ними плодов и семян А.Т.
Болотов знакомит читателей со стеблем и его ветвями, а также со
способами расположения цветков на стебле, в том числе с
группировкой цветков и соцветия.
77
Следующие разделы работы посвящены листьям и их
В цветке (в широком смысле слова) ученый различал
цветок в развитии, он включал в него и образующиеся семена, а
видоизменениям, а также корневой системе. Как в случае с
цветками и соцветиями, А.Т. Болотов подчеркивает удивительное
разнообразие в строении листьев и корней и приспособленность
их к определенной среде обитания.
основные части, тычинки и пестики, которые представляют собою
собственно органы полового размножения, и второстепенные,
чашечку и венчик, выполняющие функцию защиты основных
органов от неблагоприятных внешних условий. Рассматривая
также окружающий их околоплодник.
Тычинки («гвоздочки» по терминологии Болотова)
характеризуются большим разнообразием, как по числу, так и по
строению. Андрей Тимофеевич подчеркивал, что число тычинок
представляет собою важный систематический признак,
определяющий принадлежность растения к тому или иному
классу. Из других отличительных признаков ученый обращал
внимание читателей на строение «спичек или волоти» (по
современной терминологии – тычиночные нити), которые могут
быть длинными и короткими, толстыми и тонкими, иметь разную
окраску; строение шляпок (пыльников), различающихся формой,
способом расположения на волоти, весьма разнообразной
окраской, от белой до черной; строение семенной пыли (пыльцы).
В пестиках А.Т. Болотов, как и современные ботаники,
различал три основные части: яичник или семенное гнездо
(завязь), столбочек (столбик) и струпики (рыльце). Ему были
известны три типа завязи в зависимости от места соединения
её с околоцветником. В современной ботанике это верхняя,
нижняя и полунижняя завязи.
Столбики характеризуются А.Т. Болотовым главным образом
по их числу и устройству, в том числе признакам, позволяющим
отличить столбики от тычинок. Описывая рыльце, ученый
обращает внимание на такую важную особенность, как появление
на его поверхности в период созревания «никакой клейкой
влажности, дабы упадаемая на него из семенных гвоздочков пыль
тем удобнее могла приставать и производить определенное
натурою действие» (оплодотворение).
По мнению А.Т. Болотова, нигде природа не проявила такой
щедрости фантазии, как в строении цветков. Недаром человек
испокон веков старался обставить свое жилище и снаружи и
внутри цветочными растениями.
78
Разделив растения по строению цветков на две большие
группы: однолистные и многолистные (что соответствует
современным со спайнолепестными цветками и
раздельнолепестными), Андрей Тимофеевич на конкретных
растениях показывал строение главных типов цветков.
Семена А.Т. Болотов совершенно правильно рассматривал в
качестве зародыша будущего растения, снабженного запасом
питательных веществ, необходимых для его развития до тех пор,
пока он не перейдет на самостоятельное питание. Для защиты
зародыша от неблагоприятных внешних условий семена снабжены
различного рода предохранительными устройствами. В качестве
примеров Андрей Тимофеевич приводил бобы и стручки
мотыльковых растений, коробочки маковых и лилейных, твердые
косточки вишни, сливы и т.п. В ряде случаев природа соединила
функцию защиты зародыша с приспособительной функцией для
распространения вида в новые ареалы. Таковы, например, ягоды.
Птицы, склевывая их, перелетают на другие места и там
выбрасывают семена с экскрементами.
В отличие от ряда морфологов, которые при описании
растений ограничивались сухим изложением их морфологических
признаков, А.Т. Болотов пытался связать строение растений с их
биологическими структурами и их приспособительное значение.
Особенно ярко это проявилось при описании плодов и семян.
Внимательное изучение и повседневные наблюдения позволили
ему легко обнаружить важную роль в распространении плодов и
семян таких приспособлений: с помощью ветра – всякого рода
пушинок, перышек и крылышек; для переноса с помощью
животных – различных крючочков и зацепок; «естественных
пружинок», обеспечивающих разбрасывание семян. От внимания
А.Т. Болотова не ускользнул и такой факт, как распространение
семян прибрежных растений с помощью воды.
Большое внимание А.Т. Болотов уделял расположению
цветков на растении, считая, в частности, устройство соцветий
важным систематическим признаком. Здесь он прежде всего
различал одиночное расположение цветков на растении и
группировку их в разного рода соцветия. Примером первых были
тюльпаны и нарциссы, на вторых, поскольку их подавляющее
большинство, учёный останавливается подробнее. Для своего
времени он довольно точно классифицирует соцветия, выделяя
среди них такие, как кисть, зонтик (простой и сложный), колос,
головка, корзинка. В соцветии сложноцветных Андрей
Тимофеевич различал цветки трубчатые и язычковые.
79
А.Т. Болотов основательно изучил уже в середине XVIII в.
шь первый год, а затем вырастает
проблему размножения растений. Он был твердым приверженцем
теории существования пола у растений, которая в те времена
разделялась далеко не всеми учеными.
А.Т. Болотов четко сформулировал биологическое различие
между вегетативным и половым размножениями. В первом случае
потомство происходит с участием одного родителя и поэтому
несет в себе только его признаки, и чтобы сохранить сорт в
чистоте, лучше размножать его вегетативно (отводки, клубни,
луковицы и т.п.). В половом размножении участвуют два
родителя, и потомство будет уже другим, отличающимся от них.
Этот способ следует применять, когда хотят получить новые сорта.
Описывая расположение цветков у растений, он не преминул
подчеркнуть их половую природу на примере обоеполых цветков и
однополых, двудомных и однодомных растений.
Классификацию растений по распределению пола ученый
иллюстрировал следующими примерами: двудомные растения –
конопля (мужские особи – посконь, женские – головичник),
шпинат; однодомные – огурцы, арбузы, кукуруза; растения с
обоеполыми цветками – подавляющее большинство.
Вегетативным органам растений в отношении
систематической значимости Андрей Тимофеевич придавал
меньшее значение по сравнению с цветками, тем не менее считал,
что для определения любого растения требуется рассмотрение и
вегетативных органов.
В наземных органах он описывал отдельно ствол, ветви и
листья. При анализе строения стволов отмечалось, что некоторые
растения совсем не имеют стволов, ограничиваясь прикорневой
розеткой листьев, из которых развиваются цветоносные побеги, у
других она существует ли
стебель с листьями и цветками. Стволы А.Т. Болотов делил прежде
всего по высоте и прочности тканей (деревья, кустарники, травы);
кроме того – по строению: со сплошным заполнением тканью,
полые внутри, с междоузлиями и т.п.; прямостоящие, стелющиеся,
ползающие, вьющиеся и т.п.
Большое разнообразие растений А.Т. Болотов отмечал по
строению кроны у деревьев и расположению листьев у трав. У
деревьев сучья могут располагаться поочередно и мутовками,
отходить от ствола под углом вверх, перпендикулярно или
опускаться вниз. Травы могут иметь стебель простой и
ветвящийся с различным расположением листьев: по очереди
спирально, парами напротив друг друга, мутовками. У некоторых
растений стебель снабжен шипами или иголками.
80