Методика агрохимических исследований Лекция 1 История развития опытного

Методика агрохимических исследований Лекция 1. История развития опытного дела 1

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА В 1563 г. французский естествоиспытатель-самоучка Бернар Палисси писал, что соль есть основа жизни и роста посевов. Причиной истощения почв он считал удаление из нее этой соли, а пользу удобрения видел в возвращении ее в почву. Но, конечно, он не мог сказать, о какой соли шла речь 2

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА Первый известный вегетационный опыт заложен в 1629 году в Брюсселе голландцем Йоханнесом Ван Гельмонтом. Результат эксперимента исследователь объяснил исключительно поглощением растениями воды. Так возникла водная теория питания растений 3

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА Ошибочность выводов Ван Гельмонта была доказана в 1699 году Джоном Вудвортом – профессором медицины в лондонском Грасхэм-колледже (Англия) Вывод исследователя - для развития растения одной воды недостаточно В почве содержится нечто, способствующее росту растений: «растения образуются не из воды, а из какого-то почвенного материала» В почве содержится нечто, способствующее росту растений 4

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА Гениальную догадку о воздушном питании впервые высказал основоположник химии М. В. Ломоносов (1753). В своей работе «Слово о явлениях воздушных» он писал: «Преизобильное ращение тучных дерев, которые на бесплодном песку корень свой утвердили, ясно изъявляет, что жирными листами жирный тук из воздуха впитывают» . 5

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА В 1761 году шведским химиком Иганном Валериусом была высказана мысль о питании растений гумусом Наиболее видный сторонник этой теории немецкий ученый Альбрехт Даниель Тэер говорил о гумусе следующим образом: Автор первой книги по основам земледельческой химии «плодородие почвы зависит собственно целиком от гумуса, так как, кроме воды, он представляет единственное вещество почвы, могущее служить пищей растений» . Гумусовая теория питания растений - гумус является единственным веществом почвы, могущим служить пищей для растений - была распространена в Западной Европе в конце ХVIII и в начале ХIХ столетия 6

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА Вопреки данной теории Андрей Тимофеевич Болотов в первой на русском языке книге «Об удобрении земель» , изданной в 1770 г. в Трудах Вольного экономического общества, писал, что пища растений в почве «состоит в воде и некоторых особливых земляных или паче минеральных частичках. . . » . 7

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА Большое значение имели труды профессора Московского университета Михаила Григорьевича Павлова (17931840), (сторонника теории Альбрехта Тэера) организовавшего первое в России земледельческое училище в Москве (назначенное для обучения крепостных крестьянских мальчиков современному сельскому хозяйству в применении к русскому быту и местным потребностям) и Бутырский хутор при нем в качестве учебного хозяйства (1825), где были развернуты опыты по сравнительному изучению различных систем земледелия. 8

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА 2 -й период развития экспериментальной агрохимии В 1834 году Жан Батист Буссенго начал проводить опыты на полях своей фермы в Бехельбронне (Эльзас). Это были первые полевые опыты с удобрениями в истории человечества (до сих пор опыты проводили в лаборатории или в сосудах) 9

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА В 1840 году Юстус Фрайхер фон Либих выдвинул теорию минерального питания суть которой в том, что растения могут усваивать только простые минеральные вещества в виде их водных растворов На рисунке показана классическая иллюстрация принципа органичивающего фактора В этом частном случае, химический элемент калий ограничивает pазвитие растения, и «вода вытекает из бочки, когда достигнуто ограничение роста» . 10

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА Систематические полевые опыты были начаты Джоном Беннетом Лоозом и Жозефом Генри Гильбертом в 1843 году на Ротамстедской опытной станции (Англия). • В 1852 году заложено 9 стационарных полевых опытов по изучению влияния суперфосфата, сульфатов K, Mg, Na, аммонийных и нитратных солей в различных дозах и сочетаниях, а также навоза в эквивалентных дозах на урожайность основных культур. • 8 из этих опытов продолжаются и в настоящее время. 11

Ротамстедская опытная станция 12

n n Экспериментальные луга (в прошлом пастбища) на Ротамстедской станции в Англии. Слева вверху - вид сверху на часть экспериментальных участков. Слева внизу - сбор сена с опытного пастбища в 1940 -х годах. Справа вверху - луг, часть которого получала удобрения. Справа внизу - участок нетронутого луга (с сайта www. rothamsted. ac. uk) 13

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА В 1858 году немецкие биологи – Джоан Август Людвиг Вильгельм Кноп и Юлиус фон Сакс сумели вырастить растения на искусственных питательных средах с использованием минеральных солей до полного созревания. Профессор ботаники Боннского университета. Основатель Экспериментальной физиологии растений Одновременно доказали потребность растений в азоте, фосфоре, калии, кальции, магнии, сере, а в последующем – в отдельных микроэлементах. Вегетационный сосуд Сакса: 1 - растение кукурузы; 2 - пробка; 3 - питательный раствор Профессор агрохимии и руководитель сх опытной станции Лейпциг-Меккерн 14

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА Жорж Вилль - французский фармацевт, физик и химик. Приобрел известность своими многочисленными опытами над удобрениями, произведенными на полях фермы в Венсене, которую построил в 1860 г. Результаты опыта с пшеницей Ж. Вилля Бушель -27, 2 кг; акр – 04047 га. n n n Урожай в бушелях на акр Нормальное (полное удобрение) 43, 0 Удобрение без извести 41, 0 Удобрение без калия 31, 0 Удобрение без фосфора 26, 5 Удобрение без азота 14, 0 Неудобренная почва 12, 0 15

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА Дмитрий Иванович Менделеев - поставил и провел в 1867 -69 гг. полевые опыты по изучению влияния глубины вспашки, и действия удобрений в Смоленской, Петербургской, Московской и Симбирской губерниях. Диплом почетного члена Петровской земледельческой и лесной академии 16

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА Энгельгардт Александр Николаевич В 1866 -70 профессор химии Петербургского земледельческого института. Выдвинул предложение об организации агрономических станций при высших сельскохозяйственных учебных заведениях. Организовал лабораторию для исследований почв, удобрений, растений. В своём имении Батищево ввёл севообороты, травосеяние, исследовал эффективность минеральных удобрений. Предложил реорганизовать своё имение в опытную станцию. Ермолов Алексей Сергеевич А. С. Ермолов Ученик Энгельгардта, соратник Костычева. Занимался исследованием фосфорных удобрений. Министр земледелия 1893 -1905 гг. Преобразовал министерство, приступил к организации сети государственных, земских и общественных опытных учреждений по основным почвенно -климатическим зонам страны. 17

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА Стебут Иван Александрович Профессор Петровской земледельческой академии, по проекту которого в 1865 году было заложено опытное поле, где в 1868 изучали эффективность суперфосфата и костяной муки. Тимирязев Климент Аркадьевич И. А. Стебут Основоположник русской научной школы физиологов растений, Отстаивал необходимость организации научно-полевых исследований по агрохимии, агрономии и физиологии растений на специальных опытных станциях. Первым в России внедрил в практику научных исследований вегетационный метод. К. А. Тимирязев Вегетационный домик - 1872 г 18

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА Вегетационный домик К. А. Тимирязева- экспонат Всероссийской Нижегородской выставки 1896 года Внешний вид теплицы на Нижегородской выставке (с фотографии К. А. Тимирязева) Внутренний вид теплицы на Нижегородской выставке (с фотографии К. А. Тимирязева) 19

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА В 1896 году вегетационный домик был передан профессору Д. Н. Прянишникову. Конёк домика выполнен по эскизу Тимирязева. Домик - единственный павильон, уцелевший от выставки 20

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА Ученик К. А. Тимирязева Петр Самсонович Коссович провел много работ по развитию и усовершенствованию методики вегетационного опыта и методов химического анализа почв и удобрений. В 1890 году эти работы стали основой первого в России пособия по методике вегетационного опыта. В 1912 году на опытном поле Тимирязевской академии, по инициативе Дмитрия Николаевича Прянишникова, был заложен стационарный, полевой, многофакторный опыт, в котором эффективность одиннадцати и девяти вариантов удобрений изучается в шестипольном севообороте и в бессменных посевах (монокультуре). Опыт продолжается до настоящего времени. 21

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА В 1919 г. вместо существовавшего с 1916 г. Общественного комитета по делам удобрений был создан Научный институт удобрений (НИУ), а затем и сеть его опытных станций (Долгопрудная агрохимическая опытная станция (ДАОС), Люберецкое опытное поле). Основатели научного института удобрений (НИУ) академики Д. Н. Прянишников (возглавил агрохимический отдел) и Э. В. Брицке (возглавил технологический отдел) 22

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА Для изучения эффективности удобрений в России в 1926 -30 годах, под руководством НИУ, в 317 научных учреждениях было проведено около 4000 полевых опытов. Большая роль в проведении этих опытов принадлежала Д. Н. Прянишникову и Александру Никандровичу Лебедянцеву. Эффективность минеральных удобрений (%) в различных почвенно-климатических зонах СССР (данные Геогроафической сети опытов НИУ за 1926 -1930 гг. ) Варианты опыта Без удобрен ия N 45 Р 45 К 45 Подзолистые почвы Серые лесные почвы Черноземы Деградированные Обыкновенные Южные 100 105 118 143 103 150 152 163 137 212 210 231 218 152 За 100% принят урожай овса на контрольном варианте подзолистой почвы (15 ц/га) N 120 Р 120 К 120 23

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА Здание 1914 г. , инж. М. И. Осипов. В 1914 г. в доме размещался лазарет для раненых воинов 1 -й мировой войны. В 1931 -1948 гг. здесь работал Д. Н. Прянишников На базе лаборатории Дмитрия Николаевича Прянишникова в 1931 году организуется Всесоюзный институт удобрений и агропочвоведения (ВИУА), с 1965 по 2003 год - Всероссийский институт удобрений и агропочвоведения имени Д. Н. Прянишникова 24

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЫТНОГО ДЕЛА В 2003 г. Постановлением Россельхозакадемии на базе ВИУА и ЦИНАО организован Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д. Н. Прянишникова. Директор - академик Россельхозакадемии В. Г. Сычев. 25