РАСТЕНИЕВОДСТВО ИЛИ РАСТЕНИЕПРОИЗВОДСТВО?

 

— Каждому стеблю — водопровод? Добавьте ещё индивидуальное питание… порционными блюдами и, конечно, мусоропровод…

— Зато гарантированный урожай — и при этом ни эрозии, ни засоления почвы!

— Еще бы! Да это и не почва совсем, а чистое золото! По ней же страшно в поле за урожаем идти! Не лучше ли уж как в старину зинджи — и её, и урожай в мешок, да и…

— С поля прямо в амбар?.. Не лишено смысла!

Человека, впервые попавшего на машиностроительный завод, металлургический или химический комбинат, поражает обилие техники: машин, механизмов, разнообразных транспортеров, передач, трубопроводов… Поразительно, думает он, как это проектировщику удалось представить мысленно и перенести на чертеж подобное нагромождение стали, бетона, грохочущих и сыплющих искрами гигантских установок, за которыми и людей-то не видно!.. Недоуменно оглядевшись и присмотревшись к окружающему непонятному хаосу, человек убеждается: кое-где люди здесь есть… И ему хочется скорее бежать отсюда в поле, где стоит густая рожь, где нет грохота и гари…

В развитых странах на одного сельскохозяйственного рабочего приходится лишь немногим меньше техники, чем в промышленности. А в США энерговооруженность одного работающего в сельском хозяйстве в два раза выше, чем индустриального рабочего. Вот вам и тишина во ржи!

Впрочем, это ещё не значит, что сельское хозяйство уже перегоняет промышленность. Ведь чтобы удвоить продуктивность сельскохозяйственного гектара, следует удесятерить вложения энергии в него. А для удвоения «продуктивности» в сфере промышленности достаточно лишь немногим более чем удвоить энерговооружение. Откуда такое несоответствие?

По последним данным антропологической науки род человеческий существует на Земле по крайней мере 1,5 миллиона лет. Писаная история человека насчитывает около 10-12 тысяч лет. За истекшее время им совершено множество технических революций: человек научился летать в воздухе и абсолютной пустоте, плавать по водной поверхности и под ней, достиг неимоверных глубин земных и океанических. Скорость перемещения собственного бренного тела в пространстве повысил в тысячи раз. И вместе с тем никак не изменил (в качественном смысле) основного способа, с помощью которого добывает хлеб свой насущный. Как и одну, две, десять и пятнадцать тысяч лет назад, человек повторяет один и тот же стереотипный технологический процесс, по одну сторону которого находится он сам с его требующим наполнения желудком, а по другую стоит природа, земля… Вот этот процесс:

· вспаши, взрыхли землю…

· брось в неё семена…

· взрасти, сохрани и защити урожай…

Лишь после этого ты сможешь пожать плоды своего труда и отмахнуть хрустящую горбушку от ещё теплого высокого каравая.

 

Так было, так есть и так, вероятно, ещё долго будет.

И все операции в этом технологическом процессе осуществляются, как и тысячи лет назад, орудиями и машинами. Изменились они за этот срок, конечно, неузнаваемо: как и весь современный мир, стали автоматизированными, кибернетизированными… Однако от этого содержание процесса нисколько не изменилось: и сегодня, как и тысячи лет назад, — вспаши, посей, сохрани…

Изобретение колеса — неимоверный скачок вперед.

С колесом в мир человека пришла качественно новая вещь, позволившая в корне перестроить саму технологию передвижения по суше. Точно так же, создав крылья, человек не просто получил опору в воздухе — появился принципиально новый способ передвижения в пространстве.

Но вот мы заменили конный плуг на тракторный, выбросили лукошко и послали на поля сеялки, не захотели руками выдергивать сорняки и создали культиватор, перестали отряхать с деревьев и топтать ногами зловредных гусениц — в саду появился опрыскиватель…

И все равно способ, технология воздействия на почву с целью получения урожая остались все теми же: вспаши, посей, защити…

Формы любой техники обусловлены свойствами тех материалов, тех предметов труда, для изменения свойств или формы которых эта техника предназначена. В. Ленин писал: «ТЕХНИКА МЕХАНИЧЕСКАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ потому и служит целям человека, что её характер (суть) состоит в определении её внешними условиями (законами природы)».

И тем не менее техника технике, машина машине — рознь.

Человек не подражал в беге самому быстрому на Земле четвероногому — гепарду. Однако научился двигаться по суше в несколько раз быстрее его. Люди не слишком хорошо знали механику движения рыб в водной среде, когда построили первые быстроходные суда.

Великий Леонардо да Винчи изучил механику полета птиц, мечтая о том времени, когда человек сумеет оторваться от Земли. И эта мечта свершилась, хотя двигатели наших летательных аппаратов не похожи на крылья птиц. Одним словом, в своей технологической практике человек далеко не всегда подражал природе, постоянно избирая свои собственные пути. И на них он достиг очень многого. А вместе с тем есть и такая отрасль его производственной деятельности, которую можно было бы назвать нетехнологической, отрасль, в которой человек изменил самому себе. Этой отраслью является сельское хозяйство.

Совершенно несравнимо воздействие на почву плуга и на металл — резца, хотя и в том, и в другом случаях мы имеем дело с одними и теми же принципами обработки материалов. Токарь твердо знает, что выйдет из-под его инструмента, пахарь далеко не столь же уверен в результатах своего труда, так как он держится лишь за одну рукоятку плуга. На другую нажимает сама Природа — полноправная участница технологического процесса, который многие тысячелетия осуществляется человеком в целях собственного пропитания.

Именно с этих позиций земледельческая техника стоит особняком в бесконечном ряду машин, созданных человеческим гением. По существу, мы не можем рассматривать изолированно один только плуг так, как это допустимо делать по отношению к токарному станку. Мы должны рассматривать его, в комплексе с той средой, которую он изменяет и с которой он составляет единую систему.

Система эта состоит из пас, нашей технологии сельскохозяйственного производства с его машинами, возделываемых растений и солнца. Продуктивность системы определяется продуктивностью фотосинтеза, коэффициент полезного действия которого чрезвычайно мал.

Отсюда и малость отдачи процесса дополнительных энерговливаний в сельскохозяйственное производство.

Но это не все.

Характер функционирования системы растение — солнце определяет и характер сельскохозяйственной техники. Так, поскольку система работает не круглый год, а сезонно, постольку точно так же работает и техника.

Токарный станок может работать круглосуточно, домну нельзя останавливать и на минутный отдых; плуг, сеялка, культиватор или комбайн работают от нескольких дней до нескольких недель в году. А это значит, что «лошадиные силы» только числятся за механизатором. Более 90 процентов времени своей службы они стоят без движения.

И наконец, «размазанность» сельскохозяйственной техники, её «невидность» среди бескрайних полей, от которой эта самая тишина во ржи… Техника сельского хозяйства не может концентрироваться в пространстве и времени, как это умеет делать индустриальная техника.

И это тоже снижает её отдачу.

До появления сложных сельскохозяйственных машин уборка урожая распадалась на две четко разграниченные фазы: полевые работы и работы на току (по В. Далю, «ток» — от «торкать», «тукать», «стучать» — место, расчищенное и «убитое», утоптанное, где молотят хлеб, «тукая» по нему цепами). В поле хлеб косили или срезали серпами, вязали в снопы и перевозили на ток, где и обмолачивали.

С появлением молотилок место обмолота иногда начали переносить с тока в поле: молотилка перемещалась от одного участка к другому, к ней подвозили снопы…

Но вот 24 октября 1869 года «Санкт-Петербургские ведомости» сообщили, что «департамент земледелия и сельской промышленности выдал Власенко Андрею десятилетнюю привилегию на изобретенную им машину, которая сразу выполняет работу жнейки и молотилки…».

Зерноуборочный комбайн позволил совместить ток и поле. За сто лет своего развития он превратился в настоящий «степной лайнер» — достаточно мощный, сложный и… несовершенный.

Самые лучшие короткостебельные урожайные сорта пшениц имеют длину стебля, вдвое превышающую размеры колоса. Обычно же разница в длинах измеряется отношением 1:5, а то и 1:10. Сколько же в таком случае соломы и сколько зерна попадает в комбайн? Если считать по массе, то соломы в полтора-два раза больше (зерно тяжелее). А это приводит к тому, что минимум 50 процентов энергии комбайна затрачивается на совершенно бесполезный «обмолот» пустой соломы.

Между тем урожаи растут. Сегодня требования к производительности комбайнов в два-три раза превышают требования вчерашнего дня. Кроме того, больший урожай требует резкого сокращения потерь.

Чего только не придумали конструкторы, создавая комбайн, который бы умел убирать с поля одни колосья и оставлять стебли стоять на корню! Тут и пневмо-, и вибро-, и электроустройства, сложнейшие механизмы, мудреная автоматика. Пока все напрасно: новые машины если и работали, то давали слишком много потерь (оставались «подслеповатыми» и «видели» не все колосья). Не могли они и развить высоких скоростей. Последний порок, очевидно, органический: за большую избирательность машине приходится платить меньшей производительностью. А это значит, что жатка, скашивающая в поле все подряд, всегда будет двигаться быстрее разборчивого уборщика колосков.

А что, если отказаться от услуг комбайна? Представьте себе: хлеб в поле убирается простыми скоростными жатками. Они быстро срезают стебли, измельчают их и полученную однородную массу (она более транспортабельна, чем снопы или целые стебли) бросают в кузов автомашины или прицепа. Собранный урожай сводится на ток, где работает настоящий завод — автоматизированный, электрифицированный и даже кибернетизированный. «На приколе» — не на ходу: большинство проблем автоматизации и необходимого усложнения конструкции решается проще, главное же — соблюдается принцип максимально возможной концентрации техники.

Доведенный «до идеала», этот принцип приводит к перефразировке известного древнего правила относительно горы и одного гражданина, претендовавшего на звание пророка: «Если Магомет не идет к горе, то гора идет к Магомету!» Если машина не идет в поле, то поле идет к машине! И это не парадокс…

С любым биологическим видом, не успевающим за слишком быстрым изменением среды, происходит то, что на языке биологии вежливо называется элиминацией. На обычном языке — это уничтожение, исчезновение. Не успел отрастить более длинные когти — элиминируйся.

Технические «части тела» человека в этом отношении более совершенны. Сроки «выращивания» новой машины куда короче, чем сроки выращивания новых когтей. К сожалению, иногда они слишком уж коротки, и поэтому биологический вид Homo sapiens, случается, обгоняет изменяющуюся среду своей жизни. И, обгоняя, деформирует.

Техника не только преобразует среду, но и зависит от нее, приспосабливается к ней. В этом отношении она ведет себя ничуть не лучше любого биологического вида, пытающегося приспособиться к изменениям среды, виновником которых является человек. Вот, к примеру, на Чукотке вследствие хозяйствования людей площадь, занятая лишайником — основным кормом северных оленей, — сократилась за последние сто лет в десятки раз и составляет сейчас 1-3 процента. Изменилась растительность, изменились и олени: появилась новая порода — харгин, которая может обходиться без лишайников и питаться травами. Для этого олени «сочли необходимым» укоротить конечности, увеличить размеры туловища, обрести способность к быстрейшему увеличению веса…

А теперь вспомним, как развивалась техника обработки почвы…

Во время оно, когда наши предки поселились на сплошь заросших лесами европейских землях, основными техническими средствами их воздействия на среду были топор, кресало с трутом и мотыга. Позднее, когда предки немного утомились от непрерывного махания топором, а размеры лесов поуменьшились, они изобрели рало (славяне — соху).

Этих технических средств хватило на несколько тысячелетий, поскольку устройству периодических, все уничтожающих лесных пожаров ничто особенно не мешало.

Огонь удобрял землю золой, «элиминировал» сорняки, а заодно, несколько размягчая почву, облегчал внедрение в неё сошников рал и сох.

Минули тысячелетия. Европа «вошла в возраст» и полысела. Не стало леса, не стало условий и для разведения приличных пожаров. От степных пожог больше вреда, чем золы.

Но если нет огня, значит, нечем бороться с сорняками. Пришлось придумать плуг с отвалом, который мог бы, во-первых, хоронить сорняки, переворачивая пласт земли «вверх дном», а во-вторых, запахивать навоз и вообще хоть немного мобилизовать и пополнить утраченное былое плодородие.

Соха жила несколько тысячелетий, срок жизни плуга, кажется, будет на порядок меньше: уже в XVIII столетии изменившаяся среда познакомила человека с неприятным и незаконным его же детищем, которое окрестили эрозией… Главным се виновником был признан отвальный плуг. К середине нашего века пришло время «укоротить» его, трансформировать в…

Скажите, разве «поведение» орудий для обработки почвы не напоминает поведение чукотского оленя?

И если да, то почему же люди столь непоследовательны в своем постоянном стремлении преобразовывать природу? Почему нужно обязательно приспосабливать плуг к земле, а не наоборот — землю к плугу?

Впрочем можно ли действительно решить эту задачу (и таким образом перевезти поле к плугу)? Ведь нужно прежде всего решить другую задачу — энергетическую. Значит, снова трактор…

Наиболее старый и, пожалуй, до сего времени наиболее радикальный способ научить горы ходить к человеку — это террасное земледелие. В некоторых районах Центральной и Юго-Восточной Азии все мало-мальски пригодные горы уже очень давно прошли школу выучки у человека. Теперь они больше напоминают известные всему миру ступенчатые пирамиды Египта и Мексики, нежели естественные образования.

Конечно, древние террасы рассчитывались на столь же древнюю и, с нашей точки зрения, примитивную технику обслуживания. И тем не менее они ориентировались на самую интенсивную (до сего времени!) форму земледелия — огородничество на грядках. Их ширина не более одного метра, друг от друга они отделены тропками. Тропки позволяют «не удобрять» поле следами своих ног, а лишь осторожно касаться его легкими орудиями, а то и просто руками, превращая землю в пух, перебирая её, убирая все лишнее.

Огородничество всегда и везде давало наибольший выход продукции с единицы площади. Правда, при наибольших затратах труда. Ну а если попытаться модернизировать старый принцип? Что, если увеличить ширину грядки с одного до 30, 60 или 120 метров и попробовать дотянуться «автотяпкой» до её середины, чтобы не топтаться по ней? Как это сделать? Очень просто, превратить трактор в подобие мостового крана. Основной его частью станет длинная ферма, повисшая над полем и опирающаяся по его краям на колеса или гусеницы. Тропки между грядками сделать постоянными дорогами с твердым покрытием, а может быть, даже рельсовым путем. Длина «грядки» может быть любой:

на индивидуальном огороде — несколько метров, в «мостовом земледелии» — несколько километров.

Осуществим ли мы тем самым «идею переноса горы»?

Да, в какой-то степени. Ведь теперь мобильное энергетическое средство (бывший трактор) «привязано» к своей грядке и стало куда более стационарным, чем его предшественник. Раз так, появилась возможность более полной автоматизации; рабочие органы навешенных ца ферму машин стали такими же или даже более чуткими, внимательными к земле и растению, как и человеческие руки. Главное же, что произошло: удалось оторвать сельхозмашину от земли, она не опирается теперь на нее, не уплотняет её (вспомните о постоянных колеях, по которым американские фермеры предпочитают водить свои трактора), значит — обеспечивает больший урожай.

Есть и ещё одно важнейшее преимущество новой системы, предложенной почти 50 лет тому назад советским инженером М. Провоторовым. Речь идет о ликвидации «органического эгоизма», присущего культуре растениеводства, о котором говорилось выше и который приносит так много бед.

На «грядке», обрабатываемой мостовым кран-трактором, можно выращивать растения не сплошным массивом, а пятнами, по квадратам: квадрат № 1 — пшеница, № 10 — свекла, № 113 — гладиолусы и т. д.

Вместо уязвимой по отношению к внешним воздействиям монокультуры получается устойчивая многообразная экологическая система. Обслужить квадрат № 335 так же легко, как и № 1, потому, что кран-трактор по полям-грядкам не топчется. Кроме того, его можно снабдить и вычислительной машиной (это ведь не обычный трактор, а целая система механизации сразу!), которая бы помнила, где что растет, какие операции и когда следует выполнить.

Искусственные растительные сообщества, высокоурожайные, богатые по видовому составу — великолепный и к тому же вполне естественный барьер на пути сельскохозяйственных вредителей и сорняков. Создав его с помощью самой современной (и отчасти пока ещё фантастической) техники, мы в то же время как бы вновь возвращаемся к дикой природе, богатой разнообразием и потому малочувствительной к нашествиям гусениц и мышей.

А точность? Помните, каковы требования к точности работы машинно-тракторного агрегата и как ему трудно их выполнить? Причина тоже известна: мобильность трактора, неровность земли, сложность рельефа. У обычного трактора нет тех идеально ровных направляющих, которые есть у суппорта токарного станка и которые обеспечивают ему микронную аккуратность. А у моста-трактора они есть: зоны работы жестко разделены на функционально-биологическую и инженерную. В первой растут растения, здесь организуется управляемый биохимический процесс. Вторая — для колес и коммуникаций, труб и электрокабелей, водопроводов и пневмопроводов, для автотранспорта, наконец.

У мостового земледелия много преимуществ, о которых можно было бы написать ещё целую книгу, но есть, конечно, и недостатки. Главный — стоимость, необходимость огромных капиталовложений, высокая металлоемкость. Зато гарантированный и даже запрограммированный урожай…

— Гарантированный и даже запрограммированный урожай! Не слишком ли смело? Вы, наверное, видели такую клоунаду: клоун делает несколько шагов за мячом, но у него падают штаны; он подтягивает их до нужного уровня, но теряет шляпу; наклоняется за ней — с носа падают очки. Не так ли и мы…

— Вы забываете, что клоунада запрограммирована клоуном.

— Вот именно. А можно ли запрограммировать неожиданности, подстерегающие сельское хозяйство?

— Можно.

«Истинный кормилец крестьянина — не земля, а растение, — пишет К. Тимирязев, — и все искусство земледелия состоит в том, чтобы освободить растение, и следовательно, и земледельца от «власти земли».

Как известно, пословицы и поговорки — плоды фольклора. Правом на фольклорное творчество пользуются все. Пользуются им и ученые. Одной из рожденных (и очень любимых) ими поговорок является следующая:

«Нет ничего практичнее чистой теории». Приняв её за правило, попробуем рассчитать, каким же теоретическим урожаем может одарить человека растение, если полностью освободить его от «власти земли».

Освободить — значит обеспечить всем необходимым.

Представим себе, что нам удалось полностью решить эту задачу. От чего же тогда будет зависеть урожай?

Очевидно, от единственного фактора, изменить который мы не в силах, — от солнечного излучения.

Из всего широкого спектра солнечных лучей, достигающих поверхности Земли, растения умеют использовать только некоторую часть, которую называют фотосинтетически активной радиацией (ФАР). Она изменяется прежде всего в зависимости от географической широты местности, а также от высоты над уровнем моря, частоты появления на небе облаков и т. п.

Зависит продуктивность растений и от степени усвоения ФАР растениями, то есть КПД фотосинтеза. Принято считать, что если он равен 0,5-1, то мы имеем дело с низкой продуктивностью, если 1-2 — со средней. Хорошая продуктивность — это КПД ФАР, равный 2-3, высокая — 3-4 и очень высокая — 4-5. Выше 5 процентов КПД ФАР в естественных условиях не поднимается.

Зависит КПД ФАР и от географического положения района, и от сорта растения, и от все той же почвы, и ещё от многих условий, о которых разговор ниже. Пока же примем для расчетов границу между средней и хорошей продуктивностью, то есть 2 процента; применительно к условиям большей части территории пашей страны такой КПД просто великолепен.

Пусть на один гектар ежегодно (за время вегетации)

приходит 2,57*10⁹ килокалорий фотосинтетически активной радиации. Если растение способно аккумулировать 2 процента её, то это значит, что оно сможет потребить из указанного количества всего лишь 1/50 часть, то есть 51,4*10⁶ килокалорий на гектаре.

Известно, что в 1 килограмме абсолютно сухой органики содержится определенное число килокалорий У яровой пшеницы один такой килограмм «стоит» что-то около 4 тысяч килокалорий. Делим 51,4*10⁶ на 4 тысячи и получаем 128,5 центнера абсолютно сухой биомассы с гектара. При отношении зерна к соломе 1 : 1,5 и влажности зерна 14 процентов приведенная цифра означает 60 центнеров зерна с гектара.

Академик А. Ничипорович подсчитал, пользуясь аналогичным методом, что при всех вышеперечисленных условиях теоретический урожай озимой пшеницы для Подмосковья равен 44 центнерам (учтите, что это «средний максимальный», фактический же может уклоняться от него). Для северных границ нечерноземной зоны урожай, естественно, ниже (для Коми АССР, например, 12 центнеров), а для юга — выше (Украина — до 70, Средняя Азия — до 110 центнеров с гектара).

Как видите, цифры не столь уж велики. Кстати, они подтверждены и практикой: урожаи в 60-70 центнеров с гектара на юге Украины вовсе не редкость для передовых хозяйств, а на Кубани отдельные поля дают до 100, хотя в среднем в тех же районах они не выше 30-40 центнеров.

Пожалуй, первым, кго задумался над проблемой, как приблизить средний фактический урожай к максимальному теоретическому, был житель Древней Эллады Феофраст. В одном из своих ботанических сочинений он писал: «Удобрение посевов должно соответствовать почве.

В некоторых местах, например, в Сирии, нехорошо пахать глубоко, в других, например, на Сицилии, слишком тщательная обработка приносит вред. Итак, все зависит от места».

К той же теме, но уже на другом научном уровне, вернулся известный французский агробиолог Ж. Буссенго. В 1837 году в результате проведенных им полевых экспериментов он пришел к выводу, что «надо установить нечто вроде баланса между урожаем и удобрением». К нашему времени простая эта мысль была развита в целую теорию программирования урожаев, основные принципы которой сформулировал академик И. Шатилов. По его мнению, урожай — интегральная величина, определяемая целым комплексом факторов внешней среды, агротехникой и природой выращиваемого сорта…

Программирование промышленного производства сейчас — явление вполне обыденное. Могут возникнуть сомнения и у людей, желающих рассчитать число тонн стали, которое предстоит выплавить в будущем году сталелитейной промышленности, но они несопоставимы с мучениями людей, прогнозирующих урожай предстоящего года.

В первом случае задача решается в строго детерминированной форме, так как все её условия — функции от деятельности человека. В промышленности стандарт производимых изделий обусловливается гарантированным качеством, стандартом сырья, а также искусственными стандартными условиями производства.

Сельское хозяйство все ещё стоит на уровне кустарного производства, так как не может гарантировать ни стандартных производственных условий, ни стандартного исходного сырья — почвы. Индустриализация сельского хозяйства останется чисто формальной, пока не будет преодолена фактическая нетехнологичность, кустарность основы земледелия.

Это не означает, что сейчас люди ещё не в состоянии считать и прогнозировать урожаи будущего. Однако отличие программирования развития сельского хозяйства от промышленного развития заключаются в необходимости учета природных факторов. А поскольку последние случайны, постольку и прогнозирование урожайности носит вероятностный характер и пользуется статистическими сведениями. Например, теми, которые производят метеостанции.

К сожалению, пока что метеорологи научились делать в лучшем случае десятидневные прогнозы погоды с качеством, достаточно отличным от качества «работы» деда Ивана, крутящего по утрам собственную коленку.

С месячными, квартальными и тем более годовыми прогнозами дело обстоит значительно хуже. Пока что нам не удается разобраться с хитрым механизмом возникновения циклонов и антициклонов, описать его с приличествующей нашей эпохе математической строгостью и использовать для решения хотя бы проблемы зонтика.

Раз так, внешние условия как один из основных компонентов формулы прогноза урожая — «интеграла И. Шатилова» приходится учитывать в известной вероятностной форме: «от и до»…

Второе слагаемое в упомянутом интеграле — уровень агротехники. Он определяется экономическими возможностями государства делать большие или меньшие вложения в сельское хозяйство, промышленным потенциалом страны (и возможностями его роста), от которого зависит количество и качество техники, материалов и других средств, направляемых в сельское хозяйство. Зависит он (ой, как зависит!) и от общей культуры людей, занятых сельскохозяйственным производством, их технической грамотности и подготовленности, организованности и дисциплинированности…

Перечень этот можно было бы продолжить с раскрытием значимости каждой из перечисленных связей. Но и без того уже ясно: и здесь, как и в метеорологии, не удается вывести строгую математическую зависимость-уравнение, в котором слева стоит урожай, а справа — упомянутые грамотность, организованность и т. п.

и т. д. Значит, снова статистика — наука о старом, анализирующая прошлые ситуации, которые вовсе не обязательно повторятся в настоящем и будущем.

Последнее слагаемое «интегрального урожая» — сорт возделываемого растения, то есть это потенциальные, генетически обусловленные возможности. Пожалуй, здесь мы наиболее всесильны и полновластны… не забудьте только то, с чего начиналась эта книга: «зеленую революцию» не свершить с помощью одного лишь высокоурожайного сорта. Да и сама возможность возделывания последнего зависит oт первых двух факторов — климатического и зоотехнического. Со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Поэтому для обычных «средних» условий сельскохозяйственного производства «интеграл Шатилова» дает не однозначный и приблизительный ответ. Например, в следующем году надо ожидать урожая озимой пшеницы в … области в пределах от … и до … . Но это в средних условиях А в «несредних»…

Вот, например, результаты работы по программированию урожаев, проведенной Татарским НИИ сельского хозяйства в 1971 — 1972 годах (в центнерах с гектара):

· горох на зеленую массу: прогноз — 400, фактически — 413;

· горох на зерно: прогноз — 40, фактически — 42; озимая рожь: 40 и 41,5; озимая пшеница: 80 и 79,2

· и т. д.

Аналогичные результаты получены и в опытных хозяйствах Волгоградского сельскохозяйственного института в 1971 — 1976 годах…

К. Тимирязев писал: «Узнать потребность растения — вот область теории; прибыльно для себя удовлетворить эти потребности — вот главная забота практики».

В программировании урожаев теория и практика слиты воедино.

В наше время вопрос, что именно нужно растению, в каком количестве и когда, изучен достаточно подробно. Волгоградские ученые Г. Устенко и С. Ягнова составили, например, графики суточного прироста растительного вещества кукурузы и соответствующие им графики потребления растением минеральных веществ. На их основе была составлена программа подкормки кукурузы удобрением и программа поливов.

Итак, начало программирования урожаев — в растительной и почвенной диагностике.

Поскольку ни растение, ни почва говорить не умеют, приходится задавать им вопросы на биохимическом языке, делая многочисленные анализы при помощи многочисленной аппаратуры, измеряющей количество света, температуру, влажность и десятки других параметров.

Представьте себе поле, засеянное растениями пополам с приборами. Оживленный диалог между первыми и вторыми транслируется в вычислительный центр, где электронные машины анализируют его и принимают решения:

подать в квадрат № 335 питательную смесь № 5807-бис в количестве 25 килограммов действующего вещества; отпустить квадрату № 406 пятьсот литров воды… В квадрате № 748 появилась зерновая моль. Опрыскать квадрат…

На квадрат № 515 выпали осадки, содержащие выбросы металлургического комбината. В почве повысилось содержание свинца. Принять меры к его удалению и… наказанию директора комбината.

Конечно, пока что нарисованная картина ещё фантастична (хотя и не в целом, а только в деталях). Но условия для её осуществления либо уже есть, либо скоро будут. И прежде всего техника…

Из всего, что может предложить сегодня инженерная мысль, оптимальным энергосредством для программируемого полеводства является вышеописанный «полеход» или «мостотрактор» М. Провоторова. Вспомогательную роль могли бы играть аппараты на воздушной подушке и вертолеты. Значительно хуже обстоит дело с остальными сельскохозяйственными машинами: комбайны в условиях получения гарантированных высоких урожаев малопроизводительны, плуги и другие почвообрабатывающие орудия не обладают внутренней целенаправленностью, они не в состоянии идеально точно выдержать глубину обработки и дать идеально точную степень рыхления; культиватор «слеп», он не отличает «своих» от «чужих» и выпалывает всех подряд; сеялка не может точно распределить семена по поверхности.

Одним словом, техника запрограммированных урожаев — дело будущего, хотя и не столь отдаленного.

— Здесь есть одно противоречие… Недавно мы с вами говорили о необходимости не машину приспосабливать к среде, а наоборот… Так почему бы, прежде чем заниматься конструированием новых машин…

— Не заняться конструированием новых растений?..

Замечание вполне резонное.

Общеизвестно, что человек стал человеком главным образом потому, что ему удалось изобрести общество.

Всю свою дальнейшую жизнь на земле он посвятил тому, чтобы «очеловечить» все окружающее. В том числе и растения. Взяв в виде исходного материала некоторые из растений, живших до этого в компании с другими видами, он создал крупные искусственные растительные сообщества, где стебель пшеницы растет рядом только с себе подобными. Поэтому, если уж речь зашла о конструировании, следует говорить о конструировании посевов, а не отдельных растений. Занимаются таким конструированием не только генетики, выводящие новый сорт, но и инженеры-механики, создающие новые машины для формирования посевов.

С хозяйственной точки зрения, конечно, более важным показателем, чем КПД фотосинтеза отдельного листа и отдельного растения, является КПД посева.

А он-то как раз меньше первого. И вот почему.

Фотосинтез — это своеобразный процесс зарядки аккумуляторов, зеленых растений, солнечной энергией.

Но растения — существа живые, следовательно, имеющие право на дыхание. Дыхание же — всегда окисление, то есть обратный аккумулированию процесс разрядки. Доля продуктов фотосинтеза, затрачиваемая на дыхание, довольно высока: 15-25 процентов. Именно разница «фотосинтез — дыхание» и определяет в конечном итоге количество урожая.

Фотосинтез идет только на свету, а вот дышать растения по вполне понятным соображениям должны и днем и ночью. Причем дышать приходится не в одиночку, а в коллективе. Впрочем, так же как и заниматься своими прямыми обязанностями — фотосинтетической деятельностью.

И фотосинтез и просто дыхание протекают, оказывается, совсем по-разному, в зависимости от степени «общественности» или, наоборот, «индивидуализированности» данной особи. В посевах сельскохозяйственных культур ход обоих процессов зависит от множества факторов: от строения самого растения и «архитектуры»

(есть такой термин и у агрономов!) посевов, от их густоты и высоты, от характера размещения растений по площади, от формы и распределения их листьев по высоте.

Одно растение пшеницы, единолично занимающее «квартиру» площадью в 1 квадратный метр, способно дать очень высокий урожай, но десять растений на той же площади при несколько меньшей индивидуальной урожайности дадут биомассы больше. Сто растений дадут ещё больше, но когда густота посева превысит некоторый предел, кривая выхода биомассы с единицы поверхности земли пойдет вниз.

Растениеводство сегодняшнего дня ориентировано на мизерный урожай единичного растения при высоком урожае суммарном. Правильно ли это?

В слишком мощном и густом посеве листья нижних ярусов страдают и от недостатка радиации, и от её качества (наиболее ценные лучи солнечного спектра застревают в верхних ярусах). Поэтому листья нижних ярусов работают с неполной нагрузкой. При слишком большом переуплотнении растения начинают конкурировать друг с другом, борясь за пищу и воду. Работа эстонского ученого, профессора Ю. Росса показала, что распределение концентрации углекислого газа в посеве тоже неравномерно. Максимум приходится на среднюю часть растения, минимум — на его вершину и приземную зону. К тому же чем гуще посев, тем с большим трудом проникает сюда этот основной строительный материал.

Итак, посев имеет свою архитектуру и свой микроклимат. Внутри его изменяется уровень света и температуры, влажности и скорости ветра. И все это влияет на фотосинтез и дыхание растений.

Влияют на них и соседи. От перенаселенности страдает все живое. Страдают и растения. В излишне густых посевах у стеблей слабо развиваются механические ткани — опорный скелет, они становятся хрупкими и ломкими. В погоне за светом растение изо всех сил тянется в высоту; в результате — снова снижение прочности, уменьшение и общего количества листьев, и числа их ярусов (а это означает снижение суммарной фотосинтетической деятельности).

Человечество с древнейших времен знакомо с эпидемиями чумы и холеры. И издавна известно, что наиболее уязвимы в этом отношении крупные поселения, города, районы, перенасыщенные жителями. Чума и холера всегда были бичом китайских, индийских городов, густонаселенных районов Европы и никогда не посещали хижин эскимосов или папуасов. Точно так же и растения: чем гуще посев, тем выше опасность эпидемических заболеваний.

Одним словом, в принципе можно сделать растение с очень высоким КПД фотосинтеза, но оно не способно жить в коллективе. На сегодняшний день «идеальным»

растением, приспособленным к жизни в условиях перенаселения, считается растение с коротким стеблем, листья которого способны очень долго работать в полную силу. Для этого в начале жизни они должны быть очень светолюбивыми: ведь в юном возрасте они занимают самый верхний ярус посева, где больше всего солнца.

Старея, листья постепенно опускаются вниз, где света меньше. Значит, во второй половине жизни они должны стать тенелюбивыми.

Но выращивание невысоких, не затеняющих друг друга растений никак не может быть универсальным средством изобретения «идеального растения». Кому, к примеру, нужны карликовые сорта сахарного тростника или кормовых культур, где ценится не зерно, а зеленая масса? Кроме того, следует учесть, что «идеальные»

пшеницы-карлики предъявляют идеальные же требования к агротехнике. Они требуют от человека куда большей внимательности и заботливости, чем их менее продуктивные родственники. Им нужны и другая (больше и лучшего качества) пища, и обилие воды (они в полном смысле слова водохлебы), и, наконец, большая точность размещения на поле.

Профессор А. Семенов подсчитал, что сейчас при самых благоприятных условиях только благодаря неравномерности размещения растений по полю мы теряем 1/5 урожая. Нужна «идеальная сеялка». Возможно, что в связи с этим лучше всего сеять не в поле, а на… заводе…

Представьте себе станок, быстро поглощающий рулоны бумаги и центнеры семян. Семена наклеиваются на бумажную ленту через идеально равные промежутки, вновь скручиваются в рулоны и отправляются в поле. Здесь рулоны устанавливаются на легкой и простой сеялке: её задача — раскрутить рулон и присыпать его землей. Через некоторое время бумага (в неё добавлены минеральные удобрения) размокнет, растворится, а семена прорастут.

Аналогично решается и задача механизации посадки рассады или саженцев деревьев и кустарников: их приклеивают между двумя полосками ленты и тоже сматывают в рулон…

«Посев» на заводе — ещё одно из проявлений тенденции роста стационарности сельскохозяйственной техники, о которой уже говорилось.

Впрочем, дело не только в самой сеялке. Пусть она будет предельно точной, этого все равно недостаточно.

Нужно ещё знать, сколько семян ей следует разместить на одном гектаре. А это количество — норма высева — зависит от всхожести семян (которая никогда не равна ста процентам!), от их размера (и размера взрослого растения), требовательности к воде, пище и свету, географических условий (вновь климат!), степени засоренности полей (вновь агротехника!) и ещё десятка других факторов.

Вывод: можно (в принципе) сделать «идеальную сеялку» точно так же, как и любую другую сельскохозяйственную машину, разработать технологический процесс выращивания растений предельно автоматизированным и внешне похожим на индустриальный. И тем не менее мы не достигнем полной индустриализации сельскохозяйственного производства до тех пор, пока не поставим под полный контроль все влияющие на него факторы.

Но не лучше ли все же иметь один большой пшеничный куст, чем тысячу немощных стебельков?.. В промышленном животноводстве, например, так и поступают: уменьшая число коров, увеличивают их удойность.

В результате — рост валового производства молока.

Итальянский ученый, профессор Дж. Ацци (один из тех, кто стоял у колыбели новой науки — сельскохозяйственной экологии) писал когда-то: «Если бы среда не оказывала никакого влияния на растения, то одно растение, развившееся из единственного маленького семени, заполнило бы своей массой всю вселенную».

«Если бы не среда…» Главной задачей сельскохозяйственной техники и технологии как раз и является задача ограждения растений от давления на них среды.

Все машины, приборы и механизмы, используемые в сельском хозяйстве, нужны не только для того, чтобы облегчить нашу собственную жизнь, но и, главным образом, жизнь растения.

На 90 процентов тело растения соткано из солнечных лучей. К. Тимирязев писал: «Каждый луч солнца, не уловленный зеленой поверхностью поля, луга и леса, — богатство, потерянное навсегда, за растрату которого более просвещенный потомок когда-нибудь осудит своего невежественного предка».

Мы не умеем пока включать и выключать Солнце.

Да, по-видимому, никогда и не научимся. А жаль: практика показывает, что даже обычные дикие растения арктической тундры за длинный полярный день способны перешагнуть рубеж 50-процентного КПД фотосинтеза. Это же свойство присуще и некоторым тропическим растениям, особенно в молодом возрасте. Недаром в странах Юго-Восточной Азии осужденного на смерть распинали над ростком бамбука: для того чтобы прорасти сквозь тело несчастного, тому достаточно нескольких часов.

В искусственных сооружениях — фитотронах и теплицах, освещаемых электрическим светом, — растения повышают свой энергетический КПД на 25, а в отдельных случаях — до 50 процентов. Это означает, что сейчас, не умея регулировать световой поток, падающий на поле, мы вынуждены ограничиваться приблизительно 4% возможного урожая!

Следующий фактор, влияющий на жизнь растения» _ это тепло. Его наши технические средства тоже не могут регулировать. По крайней мере, в массовых масштабах: на ограниченных площадях можно проложить под землей паропроводы, куда подавать отработанный на энергостанции пар. К аналогичному приему прибегают в Исландии и на Камчатке, где используются геотермальные источники и гейзеры.

В полевых условиях свет и тепло часто антагонисты. В жаркий солнечный полдень растения обычно испытывают депрессию (в этом они похожи на все живое, в том числе и на нас): интенсивность фотосинтеза резко снижается. Сейчас мы умеем лишь отчасти влиять на перегрев. Антидепрессантом может быть искусственный туман, состоящий из мелких капель воды, или специальный химикат-аэрозоль (об этом мы рассказывали выше).

О воде и орошении уже говорилось…

Следующая группа факторов, влияющих на жизнь растений, относится к химическим. Это, например, газовый состав атмосферы… Регулировать его мы совсем не умеем, а вот изменять — сколько угодно!

Продуктивность растений зависит прежде всего от содержания в атмосфере углекислого газа — СО₂, из которого они черпают основной строительный материал жизни — углерод. Приблизительно 300 миллионов лет назад сочетание углекислого газа и кислорода в атмосфере оказалось наиболее оптимальным для растений. Это позволило им развить настолько бурную «хищническую» деятельность по преобразованию окружающей среды, что наступил экологический кризис, растения стали «задыхаться» в перенасыщенной кислородом атмосфере. В результате вымерли высокопродуктивные мощные растения (главным образом папоротники, которые, как полагают геологи, и обогатили нас запасами горючего) и появились более приспособленные (и менее продуктивные) современные. Как видим, человек не первый творец (и не первая жертва) экологического кризиса.

Эксперименты показывают, что повышение уровня кислорода от 0 до 21 процента (атмосфера сегодняшней Земли) приводит к снижению уровня фотосинтеза на 30 — 50 процентов. Установлено, таким образом, что растениям не хватает углекислого газа. Особенно значительная нехватка его обнаруживается в середине густых посевов.

Продувать их газом из хорошо известных всем городским жителям баллонов, конечно, можно. Но сколько нужно для этого газа, машин и баллонов! Правда, за последние 70 лет в связи с тем, что мировое потребление топлива увеличилось в 7 раз, очень возросло и продолжает возрастать содержание углекислого газа в воздухе. Реагируют ли растения на «улучшение обстановки»?

Некоторые специалисты считают, что реагируют, но слабо (в масштабах планеты обнаружить увеличение фотосинтезирующей деятельности растений трудно). Большинство, однако, полагает, что растения относятся к этому безразлично (а может быть, даже и снижают работоспособность). Причиной является то немаловажное обстоятельство, что заводские трубы изрыгают в атмосферу вместе с СО₂ ещё кое-что…

Итак, наша техника не влияет (по крайней мере «сознательно») на химический состав атмосферы, в которой функционирует опекаемая нами агросфера.

На химический состав почвы наше влияние достаточно полное, а наши машины уже почти совершенно «сознательны». Хотя дело и не обходится без неприятных последствий.

Остаются ещё механические и так называемые биотические факторы. К первым относятся такие силы природы, как ветер, град, пожар и тому подобные неприятности, ко вторым — фактор взаимодействия организмов.

Наше влияние на стихийные силы природы пока ещё ничтожно. В жаркое время года суховею достаточно двух-трех дней, чтобы уничтожить посевы, независимо от того, орошаются они или нет. Что касается градобойной артиллерии, то о ней мы уже говорили.

Техники защиты полей от вредных ливней пока ещё нет, зато существуют пожарные команды и специальная служба пожаробезопасности.

Взаимодействие организмов… что ж, здесь мы тоже кое-что можем. Армии наших механизированных Медей что ни день распыляют над полями яды и отравы - для всех тех организмов, которые мы считаем своими кровными врагами.

Но пришла пора подвести итоги: что же может и что умеет наша сельскохозяйственная техника. Многое она не может и, вероятно, не сможет никогда; многое может, но немногое умеет. У неё есть ещё немало шансов поумнеть и таким образом обеспечить очень высокий уровень продуктивности культурных растении.

Методы выращивания запрограммированных урожаев как раз и помогают достичь этого уровня.

Они позволяют «выжать» из растения все возможное в данной конкретной ситуации, мобилизовать все технические средства на оптимальное регулирование среды, которая его окружает, позволяют, наконец, выбрать из бесчисленного множества вариантов планов выращивания различных растений на данной ограниченной площади оптимальный. Эти методы уже сегодня широко внедряются в практику передовых хозяйств. Завтра они станут доступны всем.

В начале нашего века урожай озимой пшеницы в 15-20 центнеров с гектара считался очень высоким, и удвоение его казалось фантастикой. Сейчас нередки урожаи в 60 центнеров, то есть в 3-4 раза больше.

Если перевести их на старую крестьянскую меру «сам», то получим урожай «сам шестьдесят». Это означает, что одно зерно, посеянное в поле, дало 60 зерен. Мера «сам» - это коэффициент размножения.

Академик Б. Мошков, проводя опыты с размножением кахетинской ветвистой пшеницы в полностью контролируемых условиях, обнаружил растения, образовавшие из одного зерна колосья, в которых поместилось 4700 зерен общим весом 200 граммов. Это означает, что теоретически возможны урожаи, доходящие до 10 тысяч центнеров с гектара (2 урожая в год в полностью контролируемых оптимальных условиях).

Последующие опыты, проведенные Б. Мошковым, позволили снять с одного квадратного метра теплицы, освещаемой электрическим светом, 15 килограммов зерна, что равнозначно урожаю 1500 центнеров с гектара. Сейчас уже ясно, что в условиях искусственной «светокультуры» при регулировании всех параметров жизни растения (включая и состав воздуха), при использовании современной техники урожаи пшениц в 3 тысячи центнеров с гектара совсем не фантастика!

Что касается овощей, то они дают значительно больше (несколько урожаев в год): помидоры и огурцы — до 40 тысяч, а редисо-салат (помесь редиса с салатом, позволяющая сделать съедобными «и вершки и корешки») — до 15 тысяч центнеров с гектара!

— Потрясающе! Цена такого урожая, конечно, тоже потрясающая?

— Подсчетами займемся позже. Вспомните о нашей первой беседе: чем высокоурожайнее растение, тем уже диапазон условий его «комфорта». Искусственному «идеальному» растению нужна столь же идеальная искусственная среда. Цена последней… Что же, здесь наши растения напоминают нас самих: ведь среда жизни человека становится все более искусственной и, следовательно, все более дорогой.

Мы уже не раз подчеркивали, что сельскохозяйственное производство резко упрощает окружающую нас биосферу. Простые, часто однокомпонентные системы (система возделывания одной пшеницы, например) в рамках агросферы должны «работать» за очень сложные многокомпонентные системы нетронутой природы.

Но чем больше мы упрощаем, тем сложнее проблемы…

Многообразные растительные сообщества в степи не слишком-то боятся засухи. Как бы ни была капризна погода в данный год, кто-нибудь из членов сообщества да окажется в выигрыше — не лютик, так одуванчик, не одуванчик, так молочай. Дикая степь всегда урожайна, а вот степь пшеничная…

Пшенице нужны влага и пища в строго определенное время и в определенном количестве: от… и до… Поэтому при расчете «цены урожая» культурных растений следует принять во внимание прежде всего «цену потерь». Ковыльной степи не страшна засуха, она лишь слегка снижает синтез органики в бездождливые периоды. А человек в это же время вынужден перепахивать погибшие посевы: на нашем юге практически ежегодно десятки тысяч гектаров. Для нас нет вопроса «Что делать?» в этой ситуации. Выход очевиден: все больше техницизировать сферу жизни растений, обеспечивая их влагой, пищей, защитой от окружающей среды. Сама история развития сельскохозяйственного производства свидетельствует о том, что на этом пути растет гарантированность урожаев…

Сложность природной системы, от которой люди отказались, они заменили на сложную, многозвенную искусственную систему, призванную обеспечить указанную гарантированность и состоящую из селекционных, семеноводческих, агрохимических и мелиоративных центров, системы механизации сельскохозяйственных работ, стоящих за спиной всех этих частных систем огромной индустрии машин и материалов. Единственный относительно природный компонент этой системы — поле. Поле, над которым небо то пасмурное и серое, то безоблачное и нестерпимо яркое; поле, над которым порой проносится ураган, а порой стоит полная тишина… Согласитесь, описанная система очень сложна и во многом противоречива. А что бывает со слишком сложными (и тем более противоречивыми) системами, известно очень хорошо…

9 ноября 1965 года произошла «катастрофа века»: за 11 минут на огромной территории США и Канады полностью отключилось электричество. Перестали двигаться поезда и лифты, погас свет в операционных и на посадочных полосах аэродромов, остановились заводы, застыл металл в электропечах. Зрелище погасших окон Нью-Йорка было настолько невыносимо мрачным, что самоубийц в эту ночь было в несколько раз больше обычного.

Причиной катастрофы была слишком большая сложность единой энергосистемы «Канада — США Восточная». Она, эта сложность, делала немыслимым дублирование всех подсистем общей системы, которые, по теории вероятностей, могли когда-нибудь выйти из строя.

В результате достаточно было отказа одного из реле, чтобы…

В сложной системе современного сельского хозяйства мы не в состоянии задублировать все её подсистемы уже потому, что не все они в нашей власти. Поэтому дальнейшее усложнение приводит не только к увеличению продуктивности, но и к увеличению потенциальной «опасности срыва». Последствия реализации такой опасности (пусть она даже будет крайне редкой) могут быть куда более катастрофичными, чем результаты описанной «катастрофы века». И уж, во всяком случае, абсолютная «цена потерь» будет значительно выше любых неурожаев прошлых веков.

Отсюда-то и следует вывод об относительной призрачности нашей независимости от природы. Похоже, что с течением времени она не только не уменьшается, но и увеличивается: достаточно не сработать одному реле, и…

Обсуждая проблему «земледелия под крышей», надо обязательно иметь в виду эту сторону вопроса.

Ведь в таком земледелии есть возможность контролировать все части системы. Кроме того, здесь легко решаются проблемы засорения среды и максимальной концентрации энергии и техники на единице производственной площади. Впрочем, термин «закрытый грунт» все больше стареет. Человек переходит от эксплуатации естественной почвы к использованию искусственных сред.

То, что луковица может расти в стакане с водой, было известно с незапамятных времен. На Нижегородской ярмарке в конце XIX века К. Тимирязев демонстрировал «водную культуру» многочисленных сельскохозяйственных растений, однако окончательно «гидропоника» (что в переводе с греческого означает «работа с водой») как производственное направление оформилась лишь в 1940 году, после выхода в свет работ нескольких американских исследователей.

Первая промышленная гидропонная установка — корыто с питательным раствором и вместо земли поддерживающее пористое или перфорированное устройство для растений (модель — луковица в стакане).

Очень скоро оказалось, что, ставшие когда-то сухопутными, растения не слишком склонны к воспоминаниям. Их корни не выдерживают постоянного контакта с водой, поражаются разными заболеваниями; в результате — снижение урожаев по сравнению с «контролем», обычной почвой. Выход нашли в продувании питательного раствора воздухом, однако это удорожает установку.

Тогда гидропоника трансформировалась в «аэропонику». Ее изобретатели утверждают, что их предшественницей была известная ассирийская царица Семирамида, устроившая, по библии, висячие сады.

Одно из чудес света в современной интерпретации выглядит следующим образом. Посадим луковицу (это для наглядности, точно так же можно сажать и любые другие семена) в «стакан» без дна. «Поле» — это длинное решето, в отверстиях которого размещаются семена. Над и под решетом проходят трубы с мелкими отверстиями. По ним насосами подается: внизу — питательный раствор, вверху — обычная вода.

Первый кормит корни, вторая освежает листья, чтобы они лучше трудились.

У аэропоники есть и другие варианты, но все они базируются на одном принципе — периодическом опрыскивании растений. Тем самым в отличие от чисто водной культуры к корням получает доступ и воздух. А аэрация им совершенно необходима: какими бы водохлебами ни были огурцы, они все же не водоросли.

В аэропонике плохо одно — быстрое подсыхание корней (на то и теплица, чтобы в ней было тепло!).

Поэтому приходится поддерживать повышенную влажность в прикорневой зоне или защищать корни специальными полиэтиленовыми мешочками со сливом (вот вам и индивидуальная теплая уборная!).

Дорого и сложно? Тогда давайте посмотрим, как выглядит агрегатопоника. Она в качестве «корнеобитаемой среды» (более древнее название — земля) использует: песок, гравий, разный по составу и происхождению щебень, шлаки — отходы металлургии, торф, солому и многое другое (в том числе и искусственные синтетические материалы).

Первые десять лет увлечения агрегатопоникой привели исследователей к ошеломляющим результатам: съем растений с одного квадратного метра бетонных корыт, набитых гравием (или другими вышеперечисленными средами) поражал и величиной и дешевизной. В самом деле, в «земляных теплицах» почву приходится периодически обеззараживать — пропаривать, прожигать, а иногда и полностью удалять, заменяя новой. Возни с ней куда больше чем в геле. А здесь не почва — гравий…

Очень скоро «агрегатопонисты» с огорчением убедились, что они сгибаются. Им пришлось вспомнить, что естественная почва не что иное как продукт, получившийся из того же мелкого гравия, песка и щебня, продукт эрозии горных пород. В тот день, когда самая храбрая водоросль выползла на берег и уцепилась за обломки скалы, в тот день и начался процесс почвообразования. В ходе этого процесса растения кое-что добавляли в камень — собственные отходы, собственные тела… Потом появились черви, нематоды, животные…

Когда первый «агрегатопонист» наполнил гравием первое корыто, посадил в него огурцы и включил насос, он включил и процесс первичного почвообразования.

Остатки корней, отходы, потом — микроорганизмы, грибы и бактерии… Через 5-7 лет урожай в гравийной культуре падает до минимума. Приходится опорожнять корыта. А жаль, здесь все так просто: насос прокачивает сквозь гравий питательный раствор, излишки его сливаются во второе — нижнее — корыто (поддон), откуда вновь забираются насосом…

Из создавшегося положения есть два выхода: либо использовать для изготовления почвозаменителей совершенно инертные материалы, либо сделать что-то вроде почвы, но такой, чтобы она не изменялась во времени.

И, конечно, во всех случаях хорошо бы иметь такие растения, у которых были бы съедобны и вершки и корешки (вышеупомянутый редисо-салат, например).

Первое направление реализуется с помощью синтетики: разных вариантов гранулированных полихлорвинилов, пенополистиролов и т. д. и т. п. Второе — ориентируется на так называемые ионообменные смолы. Изготавливают их в виде гранул-шариков. В каждой грануле есть все необходимые растению элементы питания.

Достаточно заполнить корыто с гранулами чистой водой, как начинается обмен ионами. В воде смолы не растворяются, зато в её присутствии отдают корням нужные им ионы калия, кальция, магния и железа, а также катионы соединений серы, азота и фосфора. Взамен они получают продукты жизнедеятельности корней:

ионы водорода и тому подобные отходы.

Дожив до гидропоники, растениеводство дожило и до того долгожданного момента, когда его можно наконец величать «промышленным». При этом новый титул отвечает вовсе не форме, а самому содержанию принципиально новых процессов выращивания растений. Эти процессы приобрели все основные черты индустриальных:

они протекают в полностью искусственной стандартной среде, с оптимальными, регулируемыми параметрами и основываются на использовании стандартных по свойствам материалов — почвы, растений. Не мудрено поэтому, что выращивание последних может теперь производиться не только с помощью машин, но и непосредственно «в машинах», как это принято в металлургии или в машиностроении. Вот несколько примеров…

Представьте себе диск, разделенный на множество одинаковых по размерам лотков-секторов, заполненных стандартной корнеобитаемой средой. Диск медленно вращается, входит в сектор посева, где неподвижно (вот она, полная стационарность техники с сопутствующей ей полной автоматизацией и кибернетизацией!) закреплена сеялка. Устройство, лишь отдельными чертами напоминающее сеялку, производит абсолютно точный посев.

Далее лоток попадает в секторы проращивания и выращивания, где строго по заданной программе идет дождь, сияет солнце (чаще электрическое), веет ветер (часто углекислый), где умеренно тепло и в меру влажно… В секторе уборки стационарные машины чуткими руками изымают растение из «земли», а последнюю тщательно дезинфицируют, промывают и продувают…

Под руководством академика Г.Давтяна, директора единственного в нашей стране Института гидропоники, сейчас разработаны первые автоматизированные гидропонные фабрики, производящие зеленую подкормку для коров и другого скота и птицы, рассаду, лекарственные растения и многое другое. Освоены и выпускаются промышленностью многоярусные гидропонные установки, в которых выращиваются лук, рассада, зеленый корм.

Итак, растениеводство становится растениепроизводством. Постепенно оно заимствует у индустрии ещё одну важную черту — возможность роста не вширь, а вверх, что особенно важно для густонаселенного мира.

Первые многоэтажные фабрики растений в нашей стране построены в Прибалтике и Армении, а за рубежом — в Австрии и Кувейте. Внешне они выглядят, как вертикальные башни — теплицы. Внутри движутся вертикально замкнутые или спиральные конвейеры, несущие растения от одной фазы их жизни к другой. Башни в три раза полнее вбирают в себя солнечную энергию, чем это могут сделать распластанные по земле одноэтажные теплицы, механизация их проще и дешевле, главное же — они занимают мало места и органически вписываются в городской пейзаж (который, вероятно, скоро станет наиболее распространенным на Земле).

Расчеты показывают: чтобы выращивание пшеницы в полностью контролируемой среде стало выгодным, нужно, чтобы эта среда повысила урожай в 200 раз.

Согласно Б. Мошкову, возможный урожай пшеницы — 10 тысяч центнеров. Это только в 125 раз больше, но…

…Мировая статистика показывает: уже несколько столетий идет процесс удорожания сельскохозяйственной продукции относительно промышленной. Еще вчера стоимость пишущей машинки равнялась центнеру говядины, сегодня «стоит» всего 10 килограммов, завтра будет стоить в 10 раз меньше.

У промышленной индустрии во много раз больше возможностей, чем у сельскохозяйственной, чтобы «делать быстрее, больше, дешевле». Следовательно, не исключено, что уже в самом недалеком будущем стоимость килограмма хлеба, выращенного методами промышленного растениеводства, окажется меньше, чем выращенного в рамках традиционного растениеводства.

Для некоторых других культур «пересечение кривых» уже произошло; первыми на поток становятся овощи: помидоры, огурцы, редис, салат; за ними «тянутся» дыни и кукуруза, лекарственные растения и цветы…

В связи с этим, а также в условиях все большей урбанизации сельское хозяйство многих небольших стран Западной Европы постепенно уходит под крышу.

Специалисты уже подсчитали, когда именно крыша укроет все поля Голландии, Бельгии, ФРГ, если сохранятся современные темпы строительства новых теплиц и фабрик. Цифры называют разные: от десяти до ста лет.

Конечно, было бы по меньшей мере наивно думать, что можно будет когда-нибудь укрыть крышей все поля и пастбища. Представьте себе теплицу размером во всю Среднерусскую равнину…

Но нужно ли укрывать все? Достаточно сделать промышленным производство вышеперечисленных наиболее трудоемких культур, чтобы это оказало огромное влияние и на все остальное растениеводство. Работая «рука об руку» с растениепроизводством, оно могло бы, например, получать от него семена и рассаду, саженцы и сеянцы. Это существенно увеличило бы продуктивность традиционного земледелия и улучшило бы гарантированность и качество получаемого урожая.

— А вот с этим я никак не могу согласиться! Мне кажется, что в теплицах выращивают не огурцы, а нечто их напоминающее. И хоть в огурце 95 процентов воды, все-таки, видимо, в поле эта вода — не совсем та вода…

— Ох, уж этот скепсис! Вы мне напоминаете праотца всех критиков — Мома. Был у греков такой бог: пока Зевс работал над созданием быка, Прометей — над человеком, а Афина строила дом, он слонялся без дела и всех критиковал: глаза, мол, у быка не на рогах и ему не видно, кого бодать, сердце у человека внутри тела, и значит, никто не знает, на что он способен, а у дома нет колес, и поэтому домовладелец не может избавиться от докучливых соседей.

— Что же случилось с Момом?

— Зевс низверг его с высот небесных в Тартар…

Вынужденное путешествие Мома из бездн космических в бездны подземные греческой мифологией не описано. А жаль: поскольку оно должно быть достаточно длительным, хорошо бы узнать, как в старину решали проблему питания космонавтов. Для коротких космических рейсов она может быть решена с помощью достаточного запаса бутербродов. Другое дело — длительные: на несколько лет бутербродов не напасешь…

Здесь приходит на ум идея замкнутой экологической системы, способной организовать равновесное воспроизводство жизни в ограниченном объеме пространства.

Самый «простой» пример замкнутой экологической системы — это биосфера Земли: вот уже много миллионов лет она продуцирует самое себя, непрерывно обеспечивая условия для своей смерти и возрождения. Как говорил великий мудрец поэт Рудаки: «А мир желает лишь круговращенья».

С тех пор, как человек понял эту истину, а также ту, что он, возможно, уже разорвал замкнутое природное кольцо, ему все настойчивее приходит в голову мысль о создании кольца искусственного. Для длительных полетов в космосе оно совершенно необходимо, однако кто мы, как не космонавты, и что такое наша планета, как не корабль среди звезд? Идея создания замкнутой экологической системы вначале казалась актуальной лишь для тех, кто запускает ракеты, сейчас она не менее актуальна и для более земных профессий…

Любая замкнутая экологическая система (в том числе и биосфера Земли) состоит из трех «подсистем».

Первая — восстановительная — обеспечивает усвоение поступающих извне энергии и неживых (минеральных) компонентов среды и превращает их в живую материю.

Это растения, или в более широком научном смысле — автотрофные организмы, подготавливающие пищу для остальных, объединенных второй — окислительной системой. Основной частью её являются челюсти и желудочно-кишечный тракт. Они обеспечивают переработку запасенных продуктов в тела гетеротрофов.

Жизнь не могла бы замкнуть круг и обеспечить свое существование, не будь смерти. Последняя, отправив гетеротрофов на тот свет, обеспечивает возможность функционирования следующей подсистемы минерализации останков живого. Входящие в неё организмы перерабатывают органику и возвращают её в исходное минеральное состояние, чем обеспечивают возможность жизни автотрофов и замыкают круг.

Первой простейшей искусственной замкнутой экологической системой, сознательно сконструированной человеком, была система, состоящая из все тех же трех блоков: его самого, водоросли хлореллы и различных автоматических устройств, разлагающих остатки жизнедеятельности первых двух.

Метод конструирования такой системы достаточно прост. Известно, например, что для обеспечения полного поглощения всего углекислого газа, производящегося одним человеком, достаточно 25-40 литров суспензии (механического раствора в воде) хлореллы. Приняв этот объем за 100-процентное удовлетворение этой потребности человека, найдем количество кислорода, выделяемого указанным объемом. Оно несколько выше потребности человека в кислороде, и, значит, система будет постепенно переполняться кислородом. Белков и жиров названное количество