最小法则。科学发现的历史和本质

最小法则。科学发现的历史和本质

最重要的科学发现

所有动物和人类一样，都吃植物或动物来源的食物。因此，植物从哪里获得营养的问题是最重要的问题之一。

Z. Shpausus 写道：“最优秀的研究人员长期以来一直在思考这个问题。”很长一段时间以来，人们一直关注这样一个事实，即植物在其生命周期中会从微不足道的种子生长到正常大小。并且同时发现了巨大的体重增加。亚里士多德认为植物从土壤中吸收必要的材料以形成最终形式，因此不需要在体内对这些材料进行任何转化。在 1600 年，范赫尔蒙根据他的经验，能够证明这些假设的不正确性。他称重 200 磅的干土，并在其中插入一根重量为 5 磅的柳树枝。用水充分浇水时，这树枝表现为一棵完整的柳树：它生根发芽，在接下来的五年里长成了一棵重达 164 磅的体面的树。让 Van Helmont 感到特别惊讶的是，地球只减掉了原来的 60 克重量。因此，地球绝不能被认为是生长中树木的唯一营养来源，因为在这种情况下，柳枝增加的 159 磅重量必须对应于地球重量的相等损失。

英根豪斯和德索绪尔是 XNUMX 世纪末最先提出现代植物营养学说的科学家，他们认为植物从空气中吸收二氧化碳，从而导致植物干物质重量的更大增加比根据他们实际摄入的二氧化碳量所预期的要高。因此，我们必须假设新的有机物是由二氧化碳和水形成的。这些科学家当时已经相信土壤中某些盐的存在也是必要的。

无论这些结论在许多方面多么及时和正确，但它们在 XNUMX 世纪初被遗忘并被腐殖质理论所取代，腐殖质理论主要可以追溯到最热心的捍卫者塞耶。

轮作学说创始人塞耶的观点是，土壤肥力完全取决于腐殖质。它是为植物提供营养的唯一来源。腐殖质 - 疏松的深色土壤 - 含有大量的碳 - 所有植物的主要成分。根据腐殖质理论的捍卫者的说法，它以预先准备好的形式含有植物生命所需的所有物质。在他们看来，盐并不是特别重要，因此没有必要过多考虑它们的起源和意义。腐殖质和水是植物营养的来源。

这个教导是如此清晰和令人信服，以至于很长一段时间没有人怀疑它的有效性。仍然怀疑他的人之一是年轻的化学教授 Justus Liebig (1803-1873)。基于早期收集的事实，同时基于他的工作成果，李比希开创了农业的新纪元。

在他 1840 年出版的《农业化学》一书中，李比希首先研究了植物从哪些成分构成其有机体以及从何处获得这些物质。 “基于大量分析，”Z. Shpausus 写道，“他能够确定每株植物都含有十种对其正常生长至关重要的元素。这些元素如下：碳、氢、氧、氮、钙、钾、磷、硫、镁和铁。让我们补充一点，目前已知的许多元素仅以微量形式存在于植物中，但在植物的生命活动中发挥着重要作用。自然，所有这些物质都包含在植物中，不是以它们被称为化学元素的形式存在，而是它们是构成植物的化合物的组成部分。植物从哪里获得这些物质？

我们已经看到，叶子以二氧化碳的形式吸收的碳来自大气，而水则为植物提供氢和氧。但是，作为生命必需蛋白质的组成部分的氮呢？诚然，大气中含有大量的氮，因为它占这种元素的 78%，但只有少数植物能够从空气中吸收和利用氮。这些植物包括所谓的豆科植物，包括豆类、豌豆和羽扇豆。很容易确保可以在根部找到隐藏细菌的结节。根瘤菌具有将空气中的氮转化为有机含氮化合物的能力，然后可以被相应的植物吸收。这种植物使细菌得以生存，为此它们为宿主准备了可用于同化的氮。这种互助的过程在生物学中被称为共生。

然而，这个过程只是一个例外。绝大多数植物必须直接从土壤中吸收氮化合物，因为它们不能直接从空气中吸收氮。李比希认为，气态氨是在有机化合物腐烂过程中形成的，因此在大气中总是以微不足道的量存在，足以满足植物对氮的需求。氨溶解在雨滴中，与二氧化碳反应形成碳酸铵，并以上述盐的形式进入土壤，从土壤中被植物根系吸收。

其余六种元素以盐的形式存在于土壤中。溶解在水中，它们可以通过根部穿透植物。诚然，它们在土壤中的含量是有限的，但是当动物和植物的残骸腐烂时，它们在生长过程中从土壤中获得的盐分会返回到土壤中。之后，盐可以再次作为植物的营养物质。

这是连接死与活自然的循环的结束。植物从土壤和空气中吸收无机物质，并从中构建出自己的有机体，由有机化合物组成。这种植物物质是动物和人类的食物，在生理分泌物中，这些生物死后以尸体的形式进入土壤，变成无机原料。而在这个循环中，植物扮演着主要角色，因为只有它们才能使用无机建筑材料。

因此，十种元素对于植物生命是必需的。缺少一个就足以使植物死亡。土壤肥力始终取决于土壤中存在的微量元素。这是一条对于实际农业至关重要的定律。李比希称该定律为“最小值定律”。当然，我们不能忘记，除了营养盐之外，还有许多其他因素，例如土壤的水情、温度等，也会影响土壤的肥力。

但是如何解释耕地的肥力不断下降呢？李比希详细解释。如果农民将植物从土壤中提取的所有养分都以肥料的形式还给土壤，那么土壤中的营养盐含量将保持不变，他的地块的肥力也不会下降。

但是，如果他将部分产品出售给城市，那么他的场地的营养盐将丢失，明年它们将不再可供该场地上生长的植物使用。如果这个过程年复一年地重复，那么产量将不得不逐年恶化。

李比希认为：“农业的基本原则应该被认为是要求土壤完全归还给从土壤中提取的一切。这种归还将以什么形式进行，无论是以动物粪便的形式还是以灰烬的形式或骨头，或多或少无动于衷。是时候为耕地和每株植物提供必要的肥料了，这些肥料将在化工厂生产。李比希的这些话在过去被千百次辩护，但在他的时代，它们一再成为嘲弄和俏皮话的借口。

“我告诉你吧，同事：我再次确信，我面前摆着一本落入我手中的最无耻的书。你真的熟悉它的内容吗？” ——图宾根大学教授冯·莫尔非常恼怒地评估了放在他面前的李比希的书。 “事实证明，植物世界的营养不再来自地球，不，植物以空气、水和它们在土壤中寻找的所谓营养盐为食！令人惊讶的是，他仍然至少找到了一些解释但也许“他甚至会得出这样的结论：农民根本不需要土地，农民将能够在玻璃容器中种植自己的谷物。看，在这份报纸上，他可以阅读他的废话的唯一正确答案！”

弗里茨·罗伊特（Fritz Reuter）在他的文章《我的生活方式》中公开嘲笑李比希：“这个时代的标志是农业的显着发展。李比希教授为农民出版了一本完全没有意义的书……人们真的会为这些术语发疯。他准备好身无分文，听从了这本书中的所有建议，同时又想把鼻子伸向科学，他为自己买了这本书，坐在上面，直到他的头逐渐被它的内容所迷惑，当他达到这种状态时，他开始怀疑石膏是否是一种刺激性或滋养性物质（对于三叶草，而不是对人类！），就其本质而言，它是一种有气味的物质。”

如果没有足够的天然肥料，则必须在土壤中施用矿物肥料以弥补营养盐的成本。于是李比希对他的“专利肥料”的生产进行了推理。该植物自然产生足量的碳、氢和氧。李比希认为氮也可以这样说。植物只需要少量的镁、铁和硫，它们在土壤中的含量非常高。钙肥的引入并不是很困难，因为钙质泥灰石的含量非常丰富。钾和磷的情况不同。在这方面，必须用肥料盐补充土壤的养分储备。这两种元素也都包含在李比希的“专利肥料”中。

一家英国公司大规模生产这种肥料。然而，在用这些盐施肥的田地中，没有注意到产量显着增加。有没有可能矿物盐不会以任何方式影响植物的生长，他的教导是错误的吗？对于李比希和他的支持者来说，这是一段艰难的时期。

许多年后，李比希才明白他的肥料失败的原因。在“专利肥料”的生产中，他试图将他的钾肥和磷肥转化为水不溶性化合物的形式。因此，李比希想避免他的肥料盐在第一场雨中就已经从土壤中冲刷到更深层。但是通过将这些盐类转化为不溶于水的化合物，他只会让植物无法消化它们，因为植物只能吸收溶解的盐类。多亏了这一点，所有的肥料都是徒劳的。在了解了施用此类肥料产生负面结果的原因后，科学家纠正了这个错误。

李比希也不得不承认，他关于空气中氨气含量足以植物生长的假设是错误的。钾、磷、氮和石灰——这就是提高土壤肥力所依赖的公式现在应该读到的内容。

即使在他的有生之年，李比希也有机会满意地证明他的肥料盐学说得到了普遍认可。越来越多的人坚信需要在耕地上施用人造肥料。不可否认，实验表明，施肥的耕地带来了更好的产量。

作者：萨明 D.K.

我们推荐有趣的文章 部分最重要的科学发现:

▪ 放射性

▪ 航天学

▪ 洪堡的语言学理论

查看其他文章 部分最重要的科学发现.

读和写 有帮助对这篇文章的评论.

<< 返回

科技、新电子最新动态：

花园疏花机 02.05.2024

在现代农业中，技术进步的目的是提高植物护理过程的效率。创新的 Florix 疏花机在意大利推出，旨在优化采收阶段。该工具配备了移动臂，可以轻松适应花园的需求。操作员可以通过使用操纵杆从拖拉机驾驶室控制细线来调节细线的速度。这种方法显着提高了疏花过程的效率，提供了根据花园的具体条件以及花园中生长的水果的品种和类型进行个性化调整的可能性。经过两年对 Florix 机器在各种水果上的测试，结果非常令人鼓舞。 Filiberto Montanari 等农民使用 Florix 机器多年，他们表示疏花所需的时间和劳动力显着减少。 ... >>

先进的红外显微镜 02.05.2024

显微镜在科学研究中发挥着重要作用，使科学家能够深入研究肉眼看不见的结构和过程。然而，各种显微镜方法都有其局限性，其中之一是使用红外范围时分辨率的限制。但日本东京大学研究人员的最新成果为研究微观世界开辟了新的前景。东京大学的科学家推出了一种新型显微镜，它将彻底改变红外显微镜的功能。这种先进的仪器可以让您在纳米尺度上以惊人的清晰度观察活细菌的内部结构。通常，中红外显微镜受到分辨率低的限制，但日本研究人员的最新进展克服了这些限制。据科学家称，所开发的显微镜可以创建分辨率高达120纳米的图像，比传统显微镜的分辨率高30倍。 ... >>

昆虫空气捕捉器 01.05.2024

农业是经济的关键部门之一，害虫防治是这一过程中不可或缺的一部分。来自西姆拉印度农业研究委员会中央马铃薯研究所 (ICAR-CPRI) 的科学家团队针对这一问题提出了一种创新解决方案——风力昆虫空气捕捉器。该设备通过提供实时昆虫种群数据来解决传统害虫防治方法的缺点。该捕集器完全由风能提供动力，使其成为一种无需电力的环保解决方案。其独特的设计使您能够监测有害和有益昆虫，从而全面了解任何农业地区的昆虫数量。卡皮尔说：“通过在正确的时间评估目标害虫，我们可以采取必要的措施来控制害虫和疾病。” ... >>

来自档案馆的随机新闻

液体冷却系统 Eisbaer LT 92 31.08.2020

Alphacool 推出了专为小型计算机设计的 Eisbaer LT 92 液体冷却系统。它可以被认为是经典 Eisbaer LT 的更轻版本，没有用于定位目的的快速接头，并提供仅 25 厘米长的软管。

尽管铜散热器的尺寸很小，等于 134 x 90 x 30 毫米，但 LSS 即使对于强大的处理器也能提供足够的冷却。 DC-LT 泵以 2600 rpm 的转速运行，产生 70 l/h 的流量。它与一个铜水块组合成一个尺寸为 69 x 69 x 39 毫米的块。

完整的安装座可兼容 AMD 处理器 AM4、AM3+、AM3、AM2+、AM2、939、FM2+、FM2、FM1、G34 和 940，以及英特尔处理器 LGA 2066、115x、755、2011-3、2011、1366 和 1200 .

Eisbaer LT 92 使用 Enterprise Solution 系列的软管和接头，更可靠且抗扭结。不包括风扇。

新奇的价格是 73,09 欧元。

其他有趣的新闻：

▪ 世界上有多少台电脑

▪ 来自橄榄的能量

▪ 可以教授联觉

▪ 富士 FinePix XP70 极致相机

▪ 找到自身免疫性疾病的病因

科技、新电子资讯

免费技术图书馆的有趣材料：

▪ 网站测量技术部分。文章精选

▪ 文章如果今天的夜晚更黑就好了！流行表达

▪ 文章大米都是白色的吗？详细解答

▪ 文章猫薄荷。传说、栽培、使用方法

▪ 文章操作系统上的三个设备。无线电电子电气工程百科全书

▪ 第5+5并不总是10。焦点的秘密

留下您对本文的评论：

本页所有语言

主页 | 图书馆 | 用品 | 网站地图 | 网站评论