Мы так сжились с представлением о том, что  растения живут на земле, что воз­можность выращивать их без земли может показаться удивительной. А между тем растения берут из почвы такое ничтожное количество нужных им питательных веществ, что мож­но легко обеспечить ими растение и вырастить его в бесплодном песке или в воде и   получить «урожаи»  в банке, бутылке и т.п. Современные науки о растениях (ботаника) и культуре их (агрономия) настолько овладели знанием потребностей растений, что мы в состоянии обеспечить их всем необходимым для полного развития, независимо от того, откуда растения получают их в природе. Растение создает свой урожаи прежде всего за счет энергии солнечного луча (который также может быть заменен искусственным светом).

Из веществ, которые нужны растению для создания урожая, в больших количествах требуется вода. Сырой урожай полевых растений содержит воды около ³/₄ их веса, а некоторые культуры, например овощные, содержат воды до ⁹/₁₀ своего сырого веса. Это лишь малая доля того количества воды, которое потребляет растение в течение своей жизни, всасывая ее из почвы и непрерывно испаряя листьями. Общее количество потребляемой ра­стением воды в течение жизни определяется 300—500— 800-кратным весом его сухого урожая, то есть для создания 1 килограмма урожая (в сухом состоянии) требуется 300—500—800 литров воды. Неудивительно, что забота о воде — одна из главных задач земледелия и что чаще всего низкие урожаи получаются от недостатка воды.

Сухая масса урожая примерно наполовину состоит из углерода, который растение получает из углекислоты воздуха. При сжигании растительных веществ обра­зуется обычный уголь. При ничтожном содержании уг­лекислоты в воздухе (три сотых процента) растению приходится «перерабатывать» громадные массы воздуха, чтобы извлечь из него углерод в нужных количествах.

Другая половина сухого вещества почти нацело состоит из элементов, содержащихся в воде,— кислорода и водорода; так что вода, кроме непосредственного участия в жизни растения, является еще и источником эле­ментов питания для растения.

Наконец, около ¹/₁₀ сухого веса урожая составляют вещества, извлекаемые растением из почвы. Это те вещества, которые прежде всего составляют золу ра­стений, получающуюся при полном их сжигании. Но если бы мы захотели питать растения только этой золой, то ничего не получили бы. Во-первых, при сжига­нии взятые растением из почвы питательные вещества превращаются в щелочи (или тот «щелок», который при­готовляют из золы), приобретая едкие, вредные для ра­стений свойства; а во-вторых, при сжигании часть этих веществ (азотистые вещества) теряется. Если же дать растениям вещества, находящиеся в золе, в форме безвредных солей и прибавить к ним селитры или аммиачных солей, то растения получат все, что они берут из почвы. В этом случае можно вырастить и получить полный урожай без земли — в воде, в песке и пр. Получить урожай любого растения, вырастив его в бутылке с водой, настолько занимательно, поучитель­но и просто, что можно рекомендовать это каждому, интересующемуся жизнью природы. И любой из вас мо­жет добиться в этом прекрасных результатов самыми простыми средствами.

Так как основными условиями жизни — светом, во­дой, воздухом и теплом — легко обеспечить растения, выращивая их в воде летом на открытом воздухе или на хорошо освещенном окне, то единственной заботой при этом будет обеспечение растений питательными ве­ществами,  которые   они   обычно извлекают из почвы.

Для этого можно заказать в аптеке или попросить в какой-нибудь лаборатории «порошок» следующего состава:

азотнокислого кальция   [Ca(.No₃)₂] 0,25 грамма

фосфорнокислого калия (КН₂Р0₄)     0,15       »

хлористого калия (КС1)    .       .       0,10       »

сернокислого магния (MgS0₄)    .   .   0,10       »

фосфорнокислого железа (FeP0₄)  .   0,05       »

Такой порошок растворяют в бутылке (600 кубических сантиметров) с чистой водой и в этом растворе вы­ращивают растение (не нужно обращать внимание, что жидкость  будет мутной).

В бутылке с таким раствором солей, при поддержа­нии постоянного количества воды (доливая чистую воду по мере испарения ее растением), можно вырастить одно вполне развитое растение обычных хлебных культур и получить урожай зерна.

Техника выращивания растений следующая. Сосу­дом может служить обыкновенная бутылка или всякий другой сосуд — банка и т. п., но необходимо соблюдать указанную крепость раствора при изменении емкости сосуда. Для простоты мы опишем, как вырастить уро­жай в обыкновенной бутылке.

Проросшее семя помещают на предварительно заго­товленной пробке. Для этого в обыкновенной пробке, подобранной к горлышку бутылки, выдалбливают сверху   до  половины   высоты   пробки   углубление  по размеру семени, чтобы оно свободно поместилось на дне этого углубления. Через остальную часть пробки просверливают от­верстие для корней (2—3 миллиметр а

Сбоку пробки вырезают бороздку, через которую можно было бы, не вынимая пробки, вста­вить в бутылку стеклян­ную или каучуковую труб­ку для приливания воды и продувания раствора; полезно сделать вторую та­кую же бороздку в пробке для выхода воздуха из бу­тылки при приливании воды и продувании (рис. 1). Семена проращивают на бумаге или материи, смоченной водой, в тарелке до образования корней длиной 4—6 сантиметров. В таком состоянии проращенное семя помещают в углубление в пробке, пропустив корни через отверстие в пробке в раствор. Первые дни уровень жидкости   в бутылке следует держать так высоко, чтобы корешки, по крайней мере, касались его; по мере удлинения

корешков уро­вень жидкости может быть понижен, чтобы не замокала пробка.

Во избежание появления в питательном растворе во­дорослей (позеленение раствора) необходимо затемнить бутылку, закрыв ее чехлом из материи, связанным у горлышка. Чехол лучше сделать из двойного слоя черной и белой материи (белая наружу), так как черная меньше пропускает света, но сильно нагревается, против чего и служит наружный слой из белой мате­рии. Чехол удобнее делать цилиндрический, собранный или связанный у горлышка бутылки, чтобы можно было, развязав сборки, спустить его и наблюдать за развитием корней, уровнем жидкости и т. п.

Когда растения подрастут, необходимо сделать под­держки для них, так как у корней нет опоры в воде. Для этого проще всего привязать к бутылке три проч­ных, сухих (чтобы не гнулись) прутика, затем двумя обвязками ниткой затянуть каждый прутик, чтобы он не двигался в стороны. Длину прутика надо брать соответственно с ожидаемой высотой растения (рассчиты­вать на высокий рост); по высоте в 2—3 местах их надо охватить кругом ниткой, забирая внутрь все стебли растения.

Уход за растением заключается в систематическом, ежедневном продувании раствора для обеспечения кор­ней воздухом. При продувании удобнее всего пользо­ваться резиновым баллоном (с двумя грушами, которые употребляются для пульверизатора). Менее удобно пользоваться велосипедным, футбольным и другими на­сосами. В крайнем случае можно продувать и ртом (хотя в выдыхаемом нами воздухе находится много угольной кислоты, все же в нем достаточно и кислорода, чтобы насытить им раствор).

Для продувания раствора в него через бороздку в пробке погружают трубку (каучуковую или стеклян­ную) до дна бутылки и через нее в течение 1—2 минут вдувают воздух, который, проходя через раствор, насы­щает его кислородом, необходимым для дыхания корней. Полезно сделать конец трубки с тонким отверстием, чтобы воздух входил в раствор возможно малыми пузырьками.

Кроме продувания, которое делают ежедневно ут­ром и вечером, нужно следить за расходом воды в бу­тылке и своевременно пополнять ее чистой водой. Пока растения небольшие, расход воды будет мал, но при их развитии вода будет расходоваться обильно и тогда придется ежедневно пополнять бутылку.

Перед доливанием воду, которую берут для этого, полезно хорошенько взболтать с воздухом, чтобы насы­тить ее кислородом.

Запаса питательных солей в указанных выше количествах достаточно, чтобы вырастить до полного созревания нормально развитое растение. Но возможно, что в этих условиях разовьются особо мощные экзем­пляры, и тогда надо будет пополнить запас питательных веществ. Чтобы не превысить допустимой крепости рас­твора, лучше к нему не прибавлять солей, а сменить весь раствор на вновь приготовленный. Такую смену раствора следует делать и в том случае, если в нем разведутся плесени — водоросли, он помутнеет или загрязнится и т. п. Весь старый раствор выливают из бутылки при помощи сифона или через отверстие в пробке, наклонив бутылку с растением; затем бутылку хорошенько промывают чистой водой (корни от этого нисколько не пострадают) и наливают туда вновь приготовленный раствор.

Так как растения, выращиваемые таким образом, полностью обеспечены питательными веществами и водой, то условиями, определяющими урожай, будут свет  и тепло.
Можно начать выращивание растений с конца зимы, когда наступят ясные, достаточно длинные солнечные дни, на хорошо освещенном окне теплой комнаты, где, по крайней мере, днем будет 3—4 часа солнечного света.

Однако полное развитие растений и хорошие урожаи можно получить лишь на открытом воздухе. Следова­тельно, с наступлением теплых дней большинство поле­вых, огородных, садовых однолетних растений могут быть выращены на балконе, крыше, дворе и т. п. Они дадут обильные урожаи, далеко превосходящие обычные (по расчету на одно растение). Очень хорошо и просто удается вырастить хлебные злаки: яровую пшеницу, овес, ячмень, а также лен, коноплю, гречиху, просо, хлопчатник,  горох.

Очень хорошо развивается кукуруза и дает большой урожай, но она требует гораздо больших сосудов и за­пасов питательных веществ