Текст книги "Яблони на Марсе"

Автор книги: Юрий Чирков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 8 (всего у книги 18 страниц)

Говорил академик и о том, что микробная масса растет буквально не по дням, а по часам. Некоторые бактерии дают потомство каждые 30 минут. За 5 часов из одной клетки образуется тысяча новых. Если за сутки молодой бык в полтонны нагуливает примерно полкилограмма мяса, то 500-килограммовая масса дрожжевых клеток дает привес свыше двух тонн. Микроорганизмы в десятки и сотни тысяч раз продуктивнее животных и растений. И они «плодоносят» в отличие от растений круглый год!

Увы! К великому сожалению, микробный белок пока не может стать пищей человеку. Медицинские эксперты не спешат включить его в рацион. Не так-то легко освободить его от излишних, не усвояемых желудком, а то и просто вредных веществ-примесей. Так что сейчас такой белок идет только на корм скоту.

Микробиологический способ производства пищи – лишь одна из наметок того, как, возможно, будет кормиться человек в будущем. И потому прогнозам, предсказаниям нет конца.

Мост над полями

У Максимилиана Волошина (1877–1932) есть замечательные строки:

 
Быть черною землей. Раскрыв покорно грудь,
Ослепнуть в пламени сверкающего ока,
И чувствовать, как плуг, вонзившийся глубоко
В живую плоть, ведет священный путь.
 

Поэт почти наш современник, но созданный им образ мог бы принадлежать и древнему римлянину, и жителю Эллады. Плуг, соха, коса, серп… – это все уходящие приметы прошлого. Не они определяют лицо сельского хозяйства наших дней. В этом старинном занятии человека заботами науки появилось множество новинок.

Эксперты считают, что вскоре на поля выйдут… роботы. Нужда в них несомненная. Скажем, на тракторах человек пашет в семь раз быстрее, чем конным плугом. Но дальше увеличить скорость пахоты не удается: уровень вибрации возрастает непомерно, человеческий организм выдержать такое не в состоянии. Уже испытываются модели трактора, работающие автоматически. Необычно выглядят их пустые кабины, без водителей. Конструкторы задумываются, а зачем нужна в таком случае кабина? Разве для того, чтобы в ней сидел робот?

По этой и другим приметам видно, что сельскохозяйственное роботостроение будет быстро наращивать темпы. И тогда придумки писателей о размышляющих, наделенных сознанием агромашинах перестанут казаться чистейшей воды фантазиями. Как репортажная зарисовка будет восприниматься такой, к примеру, отрывок из рассказа Александра Проханова «Незримая пшеница»: «Я, самоходный комбайн СК-4, заводской номер 275201, с размером жатки 4,1 метра, с пропускной способностью четыре килограмма хлебной массы в секунду, на десятом году моего бытия, утомленный и старый, стою на краю хлебной нивы, быть может, последней в жизни, и испытываю, как всегда, страх от ее белизны и нетронутости, предчувствие боли, ее и своей, высших, безымянно-жестоких сил, столкнувших нас в истребительной, насмерть работе…»

Фантазии? До них рукой подать! В 1977 году в СССР был создан первый в мире агроробот – МАР-1. Две его руки длиной в 1250 миллиметров и грузоподъемностью по 75 килограммов движутся с точностью, не превышающей 1, а на ходу – 20 миллиметров. У робота есть «глаза», «уши», органы «осязания». Этот робот создали в Московском институте инженеров сельскохозяйственного производства. А в 1984 году руководитель этих работ Валерий Иванович Васянин опубликовал в издательстве «Колос» уникальную книгу – «Сельскохозяйственные роботы». В ней рассказано, какими должны быть роботы, предназначенные для теплиц, для животноводческих ферм (тут не обошлось без сюрпризов: на испытаниях свиньям пришлись по вкусу резиновые части робота, и он остался без «кистей»), для стрижки шерсти овец, для уборки чайных листьев на плантациях, для сбора плодов с деревьев (прообразом конструкции манипуляторов здесь послужил… хобот слона!), для уборки хлопчатника…

…Тракторы, комбайны, грузовики, как полагают футурологи, в скором будущем исчезнут с полей. Почему? Потому что громоздкая техника – мощный хлебоуборочный комбайн весит 10–12 тонн, – словно стадо гигантов слонов, буквально вытаптывают посевы. При чрезмерном использовании техники теряется от четверти до трети потенциального урожая, гибнет почва: пашня уплотняется, нарушаются водный и воздушный режимы, структура почвенных слоев.

Конструкторы ладят щадящие гусеницы, пытаются облегчить вес машин, заменяя металл пластмассами, внедряя ажурные конструкции в тела стальных коней, но все это полумеры. Радикальное же средство еще в 1931 году предложил советский инженер М. Правоторов. То, что позднее было названо мостовым земледелием.

Представьте себе, что все поля разделены узенькими рельсовыми путями на полосы по 100–150 метров шириной. Обработка почвы, возделывание растений, уборка урожая возложена на мостовой кран. По форме он родной брат могучих мостовых кранов, переносящих тяжелые детали в пролетах заводских корпусов. Энергию ему доставляет либо контактный рельс, как в метро, либо кабель. К крану можно подвешивать любые сельские агрегаты: плуги, культиваторы, сеялки или уборочные машины. Никаких тракторов и комбайнов, никакой бензиновой гари, прошли одну полосу посевов, переходим на другую.

В новых мостовых технологиях все операции можно будет сделать снайперски точными. Каждое сажаемое зернышко ляжет в специально отведенную для него лунку и на строго определенную глубину. Оператор портального механизма будет получать всю необходимую информацию: количество высеваемого зерна, глубину посева и состояние почвы. Записи обо всем, что распределяется на обрабатываемой площади, будут автоматически отображаться на индикаторах и фиксироваться в памяти ЭВМ…

Котлеты из хлореллы!

А теперь еще один прогноз специалистов. Они предлагают более пристально всмотреться в океан. Осознать те возможности, которые он предлагает. Пока рыбаки добывают в морях всего 10–20 «популярных» пород рыб: сельдь, тунец, сардина, морской окунь, скумбрия, камбала, треска и еще некоторые. Между тем есть виды рыб, промысел которых развит незаслуженно слабо. Это, к примеру, акулы, мясо некоторых из них не просто съедобно, но очень вкусно.

Кое-кто из ученых начинает всерьез поговаривать о возможности возделывания морей. О выращивании для пищевых целей различных водорослей на обширных, специально для этого приспособленных «морских огородах»: аквакультура, или, точнее, марикультура.

Съедобных водорослей известно около 70 видов. По содержанию питательных веществ они подчас превосходят пшеницу, мясо, картофель. Еще более привлекают они как дешевая кормовая масса. С гектара морского дна можно получать 15 тонн водорослей, тогда как гектар луга дает не более 4 тонн травы. Морское «поле» не нужно ни пахать, ни поливать, получая десять урожаев за год.

Люди начнут питаться планктоном, этой переносимой с места на место морскими течениями смесью мельчайших растительных и животных организмов? Француз Ален Бомбар, бесстрашно пересекший на резиновой лодочке океан, кормился планктоном и уверяет, что он «иногда имеет вкус омара, когда – вкус креветки, иногда – вкус овощей». Во всяком случае, есть его можно. И это богатый источник белков, жиров, углеводов и витаминов. Но, увы, он распылен по громадным водным просторам: всего десятые доли грамма в одном кубометре воды в среднем. Вылавливать его – занятие утомительное, дорогое и пока нерентабельное.

Но если планктон не дается в руки, – может, заняться возделыванием хлореллы? Считается, что котлеты вовсе не обязательно готовить из свинины или баранины, можно и из хлореллы. Потому что эта чудесная водоросль наполовину состоит из белков.

Итак, разводим хлореллу. Для роста ей нужны только влага, углекислота, соли и свет. За сутки с квадратного метра водной поверхности удается собрать от 20 до 70 граммов хлореллы. Установки и опытные заводы для выращивания этой водоросли уже спроектированы и построены. Имеются они в Голландии, в Японии, в СССР и в других странах. С гектара получают до 500 центнеров биомассы: в десятки раз больше, чем удается снять с поля, вырастив лучшие урожаи пшеницы! Беда только, что необходимо очищать хлореллу от не усваиваемых желудком человека и просто вредных примесей. Пока хлорелла идет – витаминные, белковые добавки – лишь на прикорм домашнему скоту и птице.

Как накормить человечество? Споры не утихают, список предложений, как пополнить рацион землян, все растет. Вот, скажем, такое предложение – питаться… листвой. Пока мы добываем из листьев лимонную кислоту, но ведь в них много пригодного для питания белка. Особенно у бобовых растений. Сок из листьев диких растений выжимается прессом и после обработки превращается в твердую массу зеленого цвета. Эксперты утверждают, что по питательности такой продукт близок к молочному казеину.

Ночное солнце

Предположения, научно-технические проекты. Среди них выделяется масштабами мечта ученых создать… ночное солнце.

Представим такую картину. Весна. Она всегда торопит земледельца: с утра и до самой темноты снуют в поле трактора. Как мало времени, как много надо успеть! Но вечерние сумерки не отсрочишь. Световой день иссяк. Однако машины не спешат покинуть поле. Механизаторы словно чего-то ждут. И вот над горизонтом появилась яркая звезда, за ней – вторая, третья… Спутники! Стремительно набирая высоту, они заметно прибавляют в свечении, и скоро на поля полился яркий свет, словно несколько полных лун сошлись воедино. Они и выплеснули на Землю потоки спасительного для механизаторов солнечного света, отраженного космическими спутниками-рефлекторами.

Фантастика? Скорее реальность. Впервые идея космических рефлекторов была высказана в 1929 году немецким исследователем Германом Обертом. С тех пор уже около десятка различных конструктивных схем спутников-рефлекторов предложили ученые из разных стран. Один из них в настоящее время разрабатывается в Московском авиационном институте. Здесь выполнен проект орбитального эксперимента со спутником-рефлектором массой, ее надо всячески снижать, не более 200 килограммов и площадью рабочей поверхности 110 квадратных метров. Эти размеры, отнесенные к единице массы конструкции, должны быть как можно большими.

Ночное солнце не только позволит сокращать сроки полевых работ. Чрезвычайно интересна перспектива противодействия кратковременным ночным заморозкам на почве, а также возможность осушения посевов после ливней. По оценкам специалистов, в сельском хозяйстве осветительная система, если считать, что она эксплуатируется всего 20 ночей во время уборочного сезона и используется для обслуживания 10 районов, даст дополнительно за год 13 миллионов человеко-часов. Это означает, что в те же сроки то же количество людей сможет убрать урожай дополнительно с 1 миллиона гектаров. Кроме того, надо полагать, что при соблюдении определенных правил освещения наземных районов с помощью спутников-рефлекторов можно стимулировать фотосинтетическую деятельность растений и повышать урожайность. Таким образом, за 10–15 лет существования на орбите осветительной системы можно рассчитывать на весьма существенный доход от применения космических зеркал.

Фантазии, превращающиеся в дело. А отчего бы не отправить сельскохозяйственные фермы в космос? Поближе к Солнцу. На планете становится тесно, а просторы космоса безграничны! Скажут: там нет земной тверди? Ну, это дело поправимое. Вот что на сей счет думает американский писатель и ученый Айзек Азимов: «…в первую очередь в космосе будут возведены колонии с почвой, доставленной с Луны и доведенной до идеального плодородия. Космические фермы будут размещаться в специальных цилиндрах длиной в несколько километров. В них можно будет поддерживать требуемые атмосферные условия, влажность и температуру. Важно отметить, что в этих сельскохозяйственных мирах не будет никаких вредителей…»

Как видим, многие проблемы (правда, пока лишь мысленно!) удастся решить. Вначале, предлагают фантасты, следует колонизировать все планеты нашей Солнечной системы: Марс, Венеру и так далее. Затем – не отправляться же за три моря к соседним звездам! – можно будет раздробить планеты на более мелкие и устроить вокруг Солнца искусственный зеленый биопояс жизни…

* * *

Далеко занесли нас мечты – в XXI, даже, видимо, в XXII век. А мы в основном обсуждали «меню» 2000 года. Срок недалекий, зато тут уж можно твердо сказать: основную пищу для нас и в начале третьего тысячелетия будут готовить растения.

Так вот вдруг, сразу отказаться от хлеба, молока, мяса? Забыть про чай и кофе, перец и горчицу? Перейти к хлорелле, микробному белку, химической пище? Нет, такое вряд ли случится. Да мы просто не в состоянии будем это сделать к году 2000-му. Пока кормить нас по-прежнему будут растения, возделываемые, видимо, в основном традиционными способами.

Глава 7
Сценарии урожая

Но перед тем, как взрезáть начнем незнакомое поле,

Надобно ветры узнать и различные смены погоды,

Также отеческих мест постигнуть обычай и способ:

Что тут земля принесет и в чем земледельцу откажет:

Здесь счастливее хлеб, а здесь виноград уродится,

Здесь плодам хорошо, а там зеленеет не сеян

Луг…

Марон Публиций Вергилий

Возделывание земли – важнейшее с древних времен занятие человека. Постепенно сформировалась и наука об основных законах этого дела – агрономия. Но знаем ли мы сейчас, как наилучшим образом выращивать сельскохозяйственные культуры? Как получать высокие и устойчивые урожаи? Разумеется, нет. До этого еще далеко. Слишком сложными оказались связи посева с климатом, погодой, характером почвы и с другими влияющими на урожай факторами.

А между тем требования к сельскому хозяйству все растут. В нашей стране основные направления этих задач связаны с реализацией биологических аспектов Продовольственной программы. В первую очередь программы зерновой независимости. Перед хлеборобами поставлена новая цель – выход на гарантированное производство зерна не менее одной тонны на человека, жителя нашей страны, в год. Что составляет около 300 миллионов тонн зерна. В этом трудном деле хлеборобам и работникам других отрядов сельского хозяйства все более весомую помощь начинает оказывать царица наук – математика.

Бухгалтерия посева

Земледелец древности брал то, что давала природа; в лучшие годы довольствовался урожаем в 3 центнера зерна с гектара. Переход к трехпольной системе земледелия и сохе, появление железного плуга, введение бобовых в севооборот удвоили урожаи, даже в 1913 году средний урожай зерновых по России составлял 8,2 центнера. Минеральные удобрения увеличили «природную дань» растений до 16 центнеров с гектара – это тот стопудовый урожай, о котором поется в народных песнях. Такие урожаи зерновых у нас в стране стали получать устойчиво лишь 10–15 лет назад.

Следующий рубеж связан с зеленой революцией. Создание сильных сортов, селекция на экстенсивный продукционный процесс довела цифры урожаев пшеницы до 50–55 центнеров с гектара. Конечно, всюду мы приводим средние цифры, отдельные достижения могут быть и выше. В Англии существует особый клуб фермеров. Его членом может быть только тот, кто регулярно собирает по 100 центнеров зерна с гектара. Так членство в этом клубе превращается в своеобразную рекламу.

100 центнеров с гектара – это реальность. Сейчас практики подбираются (во всяком случае, мечтают об этом!) к цифре 400 центнеров. Ну а можно ли поднять планку урожая выше? Кто ответит? Расчеты. И вести их без математики невозможно.

Первым попытался вывести уравнение урожая, померить числом труд земледельца, оценить, сколько человек в состоянии ожидать от поля, русский ученый член-корреспондент АН СССР Леонид Александрович Иванов (1871–1962). В 1941 году в сборнике работ по физиологии растений, посвященном памяти Тимирязева, появилась статья «Фотосинтез и урожай». В ней ученый дал первое, ставшее классическим, уравнение урожая.

Иванов отдал науке почти 70 лет своей долгой жизни, опубликовал около 200 научных трудов. А начался для московского гимназиста 6-го класса путь в науку тогда, когда во время летних каникул ему случайно попалась научно-популярная книга Тимирязева «Жизнь растения». Позднее Иванову посчастливилось слушать лекции Тимирязева в Московском университете на естественном факультете. Тогда-то и жизнь свою стал он планировать «по Тимирязеву» – начал изучать (биолог!) главным образом физику и химию и уж затем ботанику и другие биологические предметы.

Много раз Иванов круто менял свои научные пристрастия. Начинал с изучения водорослей, позже увлекался фосфором, его ролью в обмене веществ у растений, потом обратился к исследованию экологии и физиологии древесных растений – самых сложных растительных организмов. Большой опыт в изучении фотосинтеза (с 1940 года он возглавил лабораторию фотосинтеза в Институте физиологии растений АН СССР), желание сделать свою научную деятельность полезной для общества помогли Иванову, когда он писал статью «Фотосинтез и урожай».

Под урожаем, стремясь всемерно упростить очень сложную задачу, Иванов понимал вес всей вновь образующейся массы растений за учетный (летний сезон) период. А главным двигателем, который способствует накоплению зеленой массы растений, ученый считал фотосинтез.

В сущности, Иванов рассмотрел самый простейший баланс запасания (фотосинтез) и расхода (процесс дыхания) углерода в растениях. Этот баланс имел такой вид:

M + m = fPT – aP₁ · T₁

где буквами обозначены: M – сухой вес растений за учитываемый период, m – вес отпавших за то же время частей (желтеющие листья, погибшие стебли и так далее), P – величина общей листовой поверхности (тогда еще считали, что интенсивность процесса фотосинтеза пропорциональна площади листвы), T – рабочее время фотосинтеза, f – интенсивность этого процесса, P₁ – «дышащая масса», T₁ – время дыхания, а – его интенсивность.

Итак, простой баланс. Урожай (сумма M + m) тем больше, чем мощнее идет процесс фотосинтеза (fPT) и чем меньше потери (aP₁T₁). Приход-расход, бухгалтерия, грозящая стать, мы в этом позднее убедимся, тонкой и изощренной математикой.

Черное становится серым

К чему сводится работа земледельца? К тому, чтобы создать растениям по возможности комфортные условия. Прежде в сельском хозяйстве многое решалось на глазок, экспертным, так сказать, путем. Но время шло: копились знания, понимание совершающихся в недрах посева процессов становилось все более полным. Посев начали рассматривать как зеленую машину, которая потребляет из окружающей среды энергию и необходимые ей вещества и продуцирует нужную для человека органику. Собственно, это был уже чисто кибернетический подход. С позиций кибернетики идущие в посеве процессы можно изучать как функционирование некоторой очень сложной саморегулирующейся системы со множеством обратных связей.

Вначале посев мыслился просто как черный ящик: на входе – факторы внешней среды, на выходе – урожай; детали идущих в посеве процессов можно было и вообще считать полностью неизвестными. Но, конечно, постепенно черное становилось серым: в кибернетические модели стали вводить и различные характеристики растений. И чем дальше, тем их становилось больше. Так на бумаге в различных вариантах стали вырисовываться основные блоки системы почва – растения – атмосфера. Эти квадратики, кружочки (ради красоты и легкости обозрения их раскрашивают в яркие цвета), получившие собственные имена: Фотосинтез, Дыхание, Надземная фитомасса, Рост, Листья и так далее. Их стали соединять линиями со стрелками, отмечающими связи и взаимовлияния частей модели-схемы. Стрелки были помечены словами «радиация», «осадки», «ветер»… И вот уже в ход пошли математические символы, буквы, индексы, значки. Так можно было точно судить, куда переносятся потоки лучистой энергии, тепла, влаги, где фиксируется приход углекислого газа.

По существу, здесь действовал, торжествовал тот же, что и в уравнении Иванова, балансный подход. Только он очень усложнился. Так трудом многих исследователей разных стран создавались и совершенствовались модели урожая.

Теперь о роли математики. Без нее труд ученых, занятых исследованием отдельных биологических блоков, оказался бы для теории урожая потерянным. Мозаику отдельных частностей надо было соединить в стройную картину. Это положение, как остроумно заметил один математик, аналогично тому, как если бы, взглянув на разобранные детали часов, мы попытались узнать по ним, который теперь час. И как бы хорошо детали эти ни были изготовлены, они никогда не покажут время, пока мы их правильно не соединим и не приведем в движение.

В теории урожая (говорят еще о теории продуктивности посева, значительный вклад в это дело внесли советские ученые – член-корреспондент АН СССР Ничипорович, Росс и другие) «узнать время» удалось только лишь благодаря математике. Дело в том, что за линиями, связывающими главные узлы «зеленой машины», скрываются формулы и уравнения, часто очень сложные, дифференциальные и интегральные – высшая математика (!), которые количественно описывают обмен энергией и веществами. Весь спектр данных о погоде, о состоянии почвы и атмосферы, сведения о «самочувствии» посевов – ученые стараются учесть все, что может оказать влияние на формирование урожая – кодируется в интегралах и дифференциалах, в буквенных обозначениях. Так сконструированная с помощью биологов и агрономов кибернетическая модель стала еще и математической, содержащей обычно многие десятки коэффициентов и параметров.

Конечно, математическая трактовка реально идущих в природе процессов и явлений еще довольно груба. И неудивительно: научный поиск в этой области начат не так давно, лет 20 назад, и возникающие тут проблемы необычайно сложны. К примеру, влияние погоды нельзя правильно оценить, не зная предшествовавших условий. Солнечная сухая погода может быть чрезвычайно полезной растениям, если до этого было влажно. Однако те же условия снизят урожай, если запасы влаги в почве невелики.

Да, предыстория играет первостатейную роль. Растения снесут и засуху, если успели развить мощную корневую систему, а так это или нет, определяется условиями предшествующего периода вегетации. Так и получается, что растения как бы суммируют прошлые условия погоды, и их реакция на текущее во многом определяется этой «памятью».

Математизация идущих в растениях процессов начата. Дело это не может не принести богатых плодов. Об этом еще будет разговор. Сейчас же отметим одну новую возможность, которую математика подарила сельскому хозяйству.

Госпожа удача

Поговорим о программировании урожая. Суть этих слов в том, что человек хочет не просто ставить рекорды, получать урожаи по 400–500 центнеров зерновых с гектара; биофизики считают, такое вполне возможно. Он еще желает научиться управлять урожаями, проектировать их и, главное, делать их гарантированными.

Большой урожай – это всегда совпадение труда земледельца, его усилий с благоприятными внешними условиями, прежде всего, погодой. Но такая лотерейная, так сказать, удача – редкость. Уповать только на подарки судьбы не стоит. Жизнь требует иного. Необходимо так ставить задачу, чтобы на каждом поле брать столько зерна, картофеля или хлопчатника, сколько данная нива способна дать. Вот тут мы и подходим к программированию урожаев. К направлению, его у нас в стране возглавил академик ВАСХНИЛ Иван Семенович Шатилов, которое начало развиваться в науке совсем недавно.

Конечно, есть обстоятельства, которые не подвластны пока воле человека. Особенно погодные: внезапные морозы, губящие озимые, незапланированная жара, не ко времени затяжные дожди. Как же в этих условиях программировать урожай? Как добиваться стабильности? Какие принимать меры? И можно ли? Математика отвечает: да. Точный количественный учет всех факторов – особенности данного региона, режим влагообеспечения, минеральная подкормка растений и так далее – позволяет сформулировать условия, необходимые для получения гарантированных, скажем, 30 центнеров зерновых с каждого гектара в среднем.

Но, допустим, мы хотим получить не 30, а 40. Что ж! Следует, отвечает математика, принять дополнительно такие-то меры. Хотите получить 50? Необходимо сделать сверх этого еще то-то и то-то. Совершенно понятный ход событий – сколько вложишь труда и средств, столько и получишь! Как говорят в народе: без труда не вытащишь и рыбку из пруда!

И все-таки как быть со случайностью? Ведь обстоятельства каждый год складываются по-иному. Раз на раз не приходится! Накладки, сбои, непредвиденные трудности неизбежны. «Рулетка» природы вертится безостановочно. И, как поется в песенке Булата Окуджавы, госпожа Удача то смотрит земледельцу прямо в лицо, то откровенно поворачивается к нему спиной. Годы неудач неизбежны, тут уж ничего не поделаешь. Но программирование урожаев и не ставит себе целью раздавать страховки, начисто устранять урожайные аварии. Нет, задача здесь другая. Когда толкуют об определенной величине урожая, одновременно обязательно указывают и вероятность (снова математика! – теперь уже теория вероятностей) его получения. Если, например, вероятность получения урожая равна 0,6 – это значит, что в шести из каждых десяти лет будет получен урожай, равный или несколько больший программированного. В то же время в остальные годы урожаи могут быть и меньше программируемого.

Нас не устраивают 6 шансов из 10? Что ж, можно и уменьшить степень риска, заложив в расчеты новую вероятность получения урожая, скажем, 0,9: девять благоприятных сезонов на один неблагоприятный. Понятно, величина запрограммированного урожая при этом будет меньше, чем в случае с шансами 0,6. Если, конечно, об этом уже упоминалось, земледельцы не пойдут на новые траты, на дополнительные усилия: ассигнование денежных и материальных средств, профилактические меры и т. д.

До сих пор в рассуждениях об урожае мы слово это трактовали по Иванову: определяющим процессом тут молчаливо считался фотосинтез. Казалось бы, мысль эта очевидная, не стоило ее и оговаривать. Однако не все согласны с этим. Академик Сергей Павлович Костычев, например, по этому поводу писал так: «Не фотосинтез создает урожай, а само растение с помощью фотосинтеза, в зависимости от внешних условий». Гораздо более важными, чем фотосинтез, Костычев считал процессы роста и развития.

Рост растения. Интереснейшая тема! В романе Герберта Уэллса «Пища богов» от чудесной пищи цыплята становились величиной с лошадь, крапива могла тягаться ростом с пальмой, крысы были страшнее тигра, и по земле разгуливали люди-гиганты величиной с колокольню.

Развитие растений. Конечно же, это процесс, как и фотосинтез, для урожая ключевой. Не будем обсуждать детали и тонкости спора, возникшего между научными школами Костычева и Иванова. Однако совсем обойти проблему «Рост растений и урожай» нам не следует.

«Ауксано» значит «расту»

Кто-то сравнил удивительную координацию развития растения (так, все листья на дереве могут развернуться в один и тот же день) с координацией движений органиста, использующего все пальцы рук и обе ноги, чтобы играть четырехголосную фугу Баха. Этот образ вспомнился мне, когда я входил в здание Белорусского научно-исследовательского института земледелия, что находится в городе Жодино под Минском. Здесь, как я слышал, изучению роста растений придают особое значение и даже сконструировали для этого специальные приборы – ростомеры.

Правда, сознаюсь, эти устройства представлялись мне совсем по-иному. Вообразите, что рост измеряют таким необычным способом. Нить с грузом перекидывается через подвижное колесико и… прикрепляется к вихрам ребенка. Постепенно – с годами! – груз будет опускаться, и связанная с ним стрелка на особой шкале будет отмечать увеличение роста.

– То, что не годится для людей, – говорил мне кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории физиологии растений БелНИИ земледелия Константин Георгиевич Шашко, он помог мне познакомиться с наиболее интересными работами института, – может быть полезным, когда имеешь дело с растениями. Ведь в их жизни есть периоды, когда они растут буквально не по дням, а по часам. К примеру, побеги бамбука за минуту вытягиваются на доли миллиметра, что в пересчете на сутки дает десятки сантиметров прироста…

Измерение роста растений и их органов дело деликатное. Честно признаемся, о том, что понимать под ростом, ученые спорят до сих пор. Казалось бы, тут достаточно простой линейки. Так и поступают обычно на практике. Однако точность таких промеров невелика, потому их проводят не чаще чем раз в 5–10 дней.

Часы, минуты и даже секунды? Они также подвластны исследователям. К их услугам микроскопы с окулярными микрометрами, разнообразные средства фотографии и кинематографа. Но здесь ученый уже вынужден вести наблюдения за ростом в узких стенах лаборатории, а не в открытом поле.

Можно ли обручить точность с простотой? Можно ли создать дешевые механические ростомеры, производство которых легко было бы наладить в любом месте и в количествах, обеспечивающих довольно обширную программу исследований? Приборы, одинаково пригодные и в лаборатории, и в полевых условиях? Да, можно. Такие устройства – ауксанографы («ауксано» по-гречески значит «расту»), автоматически, без повреждений регистрирующие линейные изменения величины надземных органов растений – стеблей, листьев, побегов, ветвей, соцветий – и находящихся в почве, скрытых от глаз корнеплодов, клубней картофеля, создал коллектив ученых, которым руководит академик-секретарь ВАСХНИЛ Виктор Степанович Шевелуха.

– «Растение» и «рост» – слова одного корня. Должно быть, поэтому столь необходимы сельскому хозяйству простые и удобные ростомеры? – спрашиваю я у Шашко.

– Безусловно. Каждый вид растений имеет специфическую ауксанограмму. В ней зашифровано многое: способность переносить холод, засуху, циклы его роста, простои в развитии, когда рост временно прекращался. Ну а кроме того, рост растений – это один из важных количественных показателей урожайности посевов…

Рост – самая действенная реакция растений на изменение внешней среды. Растение может увеличить площадь своей листвы, пустить дополнительные побеги, отказаться от какой-то части своих органов. Вот так – для умеющих читать книгу природы – рост растений, понимаемый в широком смысле, становится индикатором их состояния. Сигналом для принятия экстренных мер. Так возникает дополнительная возможность для прогнозирования видов на будущий урожай.

ПУМ

Фотосинтез, ростовые процессы – это, несомненно, ведущие факторы в борьбе за урожай. Но можно ли забывать о погоде?

…Родившийся где-то в ледовых просторах Арктики мощный циклон, прорвав заградительные кордоны прогретых июльским солнышком теплых слоев воздуха, неожиданно обрушился на европейскую часть СССР. Покрывая за сутки сотни километров пути, нес он не только обильную влагу, столь необходимую изжаждавшейся земле, но и затяжные, не ко времени, губительные для растительности холода, вплоть до заморозков на почве. И результаты долгих бдений, томительной муштровки растений, итоги предусмотрительности земледельцев, их порой каторжного труда – все разом ставилось под удар. А надежды на полновесный урожай вновь откладывались на год. По крайней мере!..