С.Ф. Коваль, В.П. Шаманин  "Растение в опыте"

 

В отличии от предыдущих обеспечивает для корней условия, достаточно близкие к физической обстановке в реальной почве, но субстрат имеет очень малую влагоемкость и не адсорбирует ионы питательных веществ. Песчаная культура применяется для получения чистой (без влияния почвы) картины взаимодействия какого-либо фактора с корнями растения. Токсичность тяжелых металлов, вредоносность сульфатного или хлоридного засоления, скорость поглощения питательных веществ из новых форм удобрений и др. трудно изучать в почве по причине ее буферных свойств. И здесь на начальных этапах работы песчаная культура часто незаменима.

На чистом, промытом кислотой кварцевом песке корректные результаты получаются при постановке опытов по изучению роли микроэлементов в физиолого-биохимических процессах. Малый запас влаги в песке позволяет прекращением полива вызвать в течение 2-3 дней резко нарастающую засуху и столь же быстро прекратить ее. Именно в малых по объему сосудах Ф.Д. Сказкин (путем быстрого иссушения) установил критический период чувствительности растений к дефициту влаги [1971]. Таким образом, может быть изучено влияние водного дефицита на быстро протекающие процессы: наделение или растяжение клеток в строго определенном органе, на спорогенез или на созревание пыльцы. Изменяя размеры сосуда от 1 -2 до 30-50 кг песка и число растений в них, исследователь может достигнуть практически любой скорости нарастания водного дефицита. Аналогичным образом в песчаной культуре промывкой сосуда водой можно вызвать глубокий минеральный голод, приуроченный к строго определенному этапу органогенеза, и столь же быстро устранить его. Используя многократную промывку сточных сосудов питательным раствором, возможно от фазы к фазе любым образом изменять соотношение питательных веществ в субстрате. Подобная операция легко выполняется и в водной культуре, но, как отмечалось выше, условия функционирования корневой системы в ней мало соответствуют реальной обстановке в почве.

Конструкции вегетационных сосудов, правила их наполнения, организация дренажа описаны в общедоступных руководствах [Клейн, Клейн, 1974; Гродзинский, Гродзинский, 1973; Баславская, Трубецкова, 1964].

Малая влагоемкость песка неизбежно требует частых поливов. Но взвешивание большого числа сосудов очень трудоемкий процесс, а запасов влаги в жаркую погоду может не хватать даже на сутки. Иногда выходят из положении, чередуя поливы со взвешиванием с поливом всех сосудов одинаковым объемом воды, но это, конечно, увеличивает неоднородность условий.

Не менее трудно поддерживать и режим питательных вещесгв из-за отсутствия адсорбции их на частицах песка. Для этой цели при набивке сосудов вносят специальные, медленно растворяющиеся, питательные смеси. Но и в них азот и калий находятся в подвижной форме, а значит, не могут быть внесены в дозах, обеспечивающих всю вегетацию. При внесении малых доз растения быстро начинают голодать, а при очень высоком фоне питания колебания влажности в межполивные периоды вызывают скачки концентрации азота в растворе, что может привести к отравлению растений. Все это делает подкормки совершенно необходимым приемом ухода за растениями в песчаной культуре. Следует принять за правило вносить питательные вещества дробно: малыми дозами, но часто, не дожидаясь появления видимых признаков минерального голодания [Церлинг, 1978]. В сточных вегетационных сосудах, если это не противоречит цели опыта, возможно постоянное использование для полива слабого питательного раствора - 0,3- 0,5-кратного разведения против приведенног о в прописи. Вытекающий раствор в этом случае не собирают н поддоне для последующего возвращения в сосуд, а отбрасывают. Частота подкормок, концентрация питательного раствора и дополнительное внесение того или иного элемента корректируются по внешним признакам голодания или перекорма растений.

Песок обладает малой теплоемкостью и потому быстро прог ревается, ч то создает опасность ожога корневой шейки и теплового повреждения корней, температурный оптимум которых много ниже, чем у надземных органов. В летний день температура корней в подсохшем песке может подняться до 35-40° С, что сильно изменит физиологическую реакцию растения на изучаемые факторы. Вегетационные опыты в летнее время обычно размещают в вегетационных домиках, вентиляция которых оставляет желать лучшего. В ясную погоду сосуды должны выкатываться на открытую площадку по возможности раньше во избежание перегрева, стресс от которого способен поглотить эффекты любого изучаемого фактора. Круглосуточное же нахождение вегетационных сосудов в домике в летние месяцы совершенно недопустимо, и результатам такого опыта доверять невозможно ни при каких обстоятельствах.

В заключение подчеркнем, что опыты в песчаной культуре являются более «строгими» из всех вариантов вегетационного метода и требуют от исследователя наиболее высокой квалификации по сравнению со всеми другими субстратами.