Исследования А.М. Гродзинского и других учёных

Начиная с 1950 года в СССР определились очень важные дли ботаники и для практики сельского хозяйства направления исследований явлений взаимных отношений растений на основе выделения ими химических веществ. Это уже новая паука, которую некоторые учёные называют химической биоценологией (Ф.Гаузе). Биоценозами называют сообщества растении и животных, связанных в своей жизни существенно важными отправлениями.

Иностранные исследователи — X.Молиш и его последователи - предпочитают называть новую науку аллелопатией (от греческих слов «взаимные враги»). Этот термин, так сказать, привился, и им пользуются и наши отечественные учёные, хотя он, мне кажется, не отражает в достаточной мере суть интереснейшей, важной для практики новой науки и совсем не отражает биологического учения о фитонцидах. Название «аллелопатия» уже потому несовершенное, что в природе на почве выделения фитонцидов устанавливаются не только враждебные отношения растений друг к другу.

Решающую роль в развитии аллелопатии в СССР сыграла киевская научная школа Андрея Михайловича Гродзинского. Интересующиеся вопросами аллелопатии с большим увлечением прочтут превосходную книгу Гродзинского «Аллелопатия в жизни растений и их сообществ», вышедшую в Киеве в 1965 году. И до исследований Гродзинского печатались работы по аллелопатии, например книга С.И. Чернобривенко «Биологическая роль растительных выделений и межвидовые взаимоотношения в смешанных посевах», изданная в Москве в 1956 году.

Не лишне обратить внимание на то, что в некоторых книгах иностранных авторов об аллелопатии неправильно рассказывается история открытий. Так, в 1978 году издана книга известного учёного Э.Л. Райса «Аллелопатия». Содержание книги интереснейшее, однако по крайней мере комично звучат многие утверждения автора, касающиеся истории науки. Райс правильно и многократно пользуется нашим термином «фитонциды», но сообщает, будто этот термин предложил американский микробиолог Залман Ваксман. Ваксман в одной из статей, спустя много лет после введения нами слова «фитонциды», верно использовал его, но можно ли на основании этого считать его автором термина?

Есть и иные утверждения в книге, вызывающие улыбку и недоумение. Так, например, в книге Райса написано: «...лишь много лет спустя (?) после того, как в печати появились первые, ещё недостаточно определённые высказывания относительно аллелопатических взаимодействий между высшими растениями, возникло предположение, что высшие растения могут продуцировать вещества, подавляющие рост микроорганизмов» (с. 23).

«Диву даёшься» от таких утверждений. Полное незнание истории открытия фитонцидов, ни слова не упоминается об истории биологического учения о фитонцидах, не упоминаются имена В.Г. Дроботько, Д.Д. Вердеревского, Л.В. Метлицкого, наконец, моё и других наших учёных. А частные ошибки Райса выглядят уже совсем смешно. Например, утверждается, что Мак Найт, Уолтон и другие в 1936 году обнаружили летучие бактерицидные фитонциды чеснока. Как знают читатели, ещё в 1928—1930 годах мы восхищались изумительными бактерицидными веществами чеснока.

Несмотря на эти и другие странные ошибки, книга Райса очень полезная. В ней излагается огромное количество фактов, объединяемых биологическим учением о фитонцидах.

Надо ли говорить о том, что разные учёные (потому они и настоящие учёные!) по-разному изучают вопросы химической биоценологии, имеют разные взгляды и на роль фитонцидов. Есть и важные пункты споров, далеко не во всём мои мысли совпадают с мыслями других исследователей. Но я не могу считать себя столь же знающим взаимную жизнь растений, как, положим, С.И. Чернобривенко, А.А. Часовенная, А.М. Гродзинский и другие ботаники. Естественно поэтому, будучи несогласным с некоторыми важными мыслями этих исследователей, я полон уважения к ним и восхищаюсь их новаторской работой.

С.И. Чернобривенко — первый советский учёный, собравший сведения из мировой литературы, касающиеся значения в жизни сообществ растительных выделений. Он и сам провёл важные полевые и лабораторные наблюдения. Позаимствуем из его работ факты, говорящие об отношениях между видами сельскохозяйственных растений. Большинство этих фактов Чернобривенко обнаружил в своих собственных наблюдениях.

Чернобривенко привёл не вообще факты о взаимных влияниях растений друг на друга, а только факты о таких взаимоотношениях, которые если не целиком, то в значительной степени зависели от действия именно растительных выделений. По его данным между следующими растениями наблюдаются враждебные отношения (слева — угнетающий вид, справа — угнетаемый):

А между этими сельскохозяйственными растениями устанавливаются благоприятные отношения (слева — изучавшийся вид, справа — вид, на который он действует неугнетающе или благоприятно):

А вот собранные Чернобривенко факты о враждебных от ношениях между видами деревьев и кустарников (слева — угнетающий вид, справа — угнетаемый):

И.С. Остапенко в результате своих опытов получил интересные данные о взаимоотношении сорных и культурных травянистых растений в посевах:

Все эти факты были известны ещё до 1956 года, когда Чернобривенко написал свою книгу. А за последние десятилетия в науке появилось много новых важных данных.

Не будем обсуждать вопросы, в которых я не являюсь специалистом и могу вместе с читателями наделать ошибок. Но назвать большие проблемы мы обязаны. Среди них поднимающаяся время от времени проблема смешанных посевов.

Ботаник В.Л. Комаров в 1931 году писал: «Человечество когда-то, очень давно, остановилось совершенно случайно на определённых методах земледелия, садоводства и животноводства; методы эти хотя и хороши, но не согласны с теми путями, которыми идёт в создании общего урожая природа. Не так давно был предложен метод монокультуры, метод противоестественный, он быстро распространился, но дал плохие результаты, и от него отказались, вступив на путь плодосмена, на путь комбинирования во времени нескольких культур. Почему не сделать ещё шаг вперёд и не комбинировать в культуре несколько растений не только на одном поле, но и одновременно? На Дальнем Востоке мне пришлось видеть комбинированные культуры гречихи с опийным маком, кукурузы с огурцами и фасолью. Урожай с такого участка получался двойной».

Всё ли верно в этих рассуждениях с точки зрения современной науки? Биологическая наука близка к тому, чтобы сказать своё слово, какие растения надо выращивать вместе, а какие растения «ненавидят» друг друга вследствие выделения антагонистических фитонцидов.

Есть все основания радоваться успехам научной школы А.М. Гродзинского. Возглавляемым им коллективом учёных сделано так много, что об этом нельзя сказать кратко. Вот лишь несколько примеров интересных фактов и идей.

Большие принципиальные вопросы А.М. Гродзинский ставит о том, как влияют летучие выделения на жизнь другого растения. Какое значение они имеют в формировании почвы, в повышении или понижении её плодородия, в отпугивании или привлечении вредных насекомых, опылителей? После уборки на полях остаются огромные массы урожая в виде корней, ботвы, половы, соломы. При наличии сорных растений или культур на зелёное удобрение в почву запахивают все 100 процентов массы. «Возникает вопрос, — пишет Гродзинский, — не содержатся ли в этих материалах вредные, тормозящие рост вещества, которые могут снижать урожай или ухудшать качество продукции последующих культур?» В опытах Гродзинского и других учёных так и оказалось.

Явление фитонцидов следует учитывать в связи с вопросами так называемого почвоутомления, чередования культур в севооборотах, правильного использования почвы в парниках и теплицах, при выращивании растений в жидкостях и т.д.

Растения влияют друг на друга выделениями не только летучих фитонцидов, но и малолетучих веществ — подземными и надземными частями.

Конечно, не всё то, что выделяет растение во внешнюю среду, должно называться фитонцидами. Листья растений выделяют не только летучие фитонциды, из них выделяются и нелетучие вещества, смываемые осадками. В науке они носят название гуттационных жидкостей. Фитонцидные свойства их начали уже исследовать. Выделять такие жидкости способны очень многие растения. У некоторых, однако, капли с листьев редко стекают, и навряд ли они играют важную роль в жизни растительных сообществ. Другие же растения, наоборот, дают обильное количество стекающей с листьев жидкости. Таковы, например, помидоры, маки, камыш, хвощ полевой, ива пурпурная, пырей ползучий, овсяница луговая, ячмень, рис и многие другие.

Ботаники думают, что утренние росы на травах и деревьях выделяются самими растениями. Иногда, например у злаковых, наблюдается такое обильное выделение жидкостей листьями, что их сравнивают с дождём. Во всех ли случаях гуттационные жидкости обладают фитонцидными свойствами? Этот вопрос ещё далёк от выяснения, как неясны вопрос и значение такого «плача» растений в их взаимных отношениях (рис.46).

Рис.46. «Плачут» листья земляники.

Во многих странах заинтересовались этими явлениями. Обширные работы проведены последователем Молиша Герхардтом Грюммером и другими. Книга Грюммера переведена на русский язык[15].