Васин Михаил
Известные незнакомцы
НАУКА НА ГРАНИ ФАНТАСТИКИ
МИХАИЛ ВАСИН
Известные незнакомцы
Несколько лет назад я побывал в удивительном и странном мире. Здесь все сотворено человеком; небо - прозрачные плоские корытца, заполненные проточной водой; солнце - зеркальные электролампы, свет которых, пронизывая воду, отдает излишнее тепло; земная твердь - железные этажерки с гидропонными грядками-полками. Лишь обитатели этого мира сельскохозяйственные растения - были вполне обычными.
Впрочем, в то, что они обычны, тоже верилось нелегко.
К примеру, взращенные на "этажерках" томаты давали шесть урожаев в год - 130 килограммов с квадратного метра! Напомним для сравнения, что на плантациях с той же площади собирают лишь 3-4 килограмма, а в лучших теплицах, снимая плоды дважды в году, получают 20-25 килограммов. Гибрид капусты и редиса, в котором съедобны и корнеплоды и листья, успевал принести за тот же срок 21 урожай - 150 килограммов продукции на квадратном метре. Маленький, с одной почкой, черенок, отсеченный от виноградной лозы, через пять месяцев одаривал двумя зрелыми кистями весом до 500 граммов.
И сегодня в лаборатории светофизиологии и светокультуры агрофизического научно-исследовательского института в Ленинграде ведутся широкие исследования возможностей сельскохозяйственных растений. За прошедшие годы и без того их невероятная продуктивность поднялась еще более. Сбор томатов достиг 180 килограммов с квадратного метра (в пересчете на гектар это 1800 тонн). Гибридный редис, скрещенный теперь еще и с редькой, не потеряв своих питательных качеств, повысил урожайность до 200 килограммов. Две тысячи тонн с гектара!
Читателя, вероятно, будет интересовать вопрос: возможны ли такие урожаи на огороде, на плантациях? Увы, не скоро.
И прежде всего потому, что мы еще не можем управлять природными факторами: температурой воздуха и почвы, интенсивностью освещения, продолжительностью дня и ночи. Лишь поместив растения в светоустановки, в искусственные, полностью контролируемые человеком условия, мы получаем сверхвысокие - по нынешним понятиям - урожаи.
Но в таком случае для чего нужны и подобные исследования, и подобные рекорды?
Как ни удивительно, но за многие века занятий земледелием люди не успели (да и не могли - не было необходимой техники) досконально изучить растения, которые нас кормят. Вот несколько примеров. До сих пор в парниках и теплицах за 60 дней выращивают рассаду, а не зрелые помидоры, как это делается в лаборатории. Согласно устоявшимся сельскохозяйственным канонам при выращивании овощей в закрытом грунте на ночь снижают температуру до 15-18 и даже 12 градусов, а на свету поднимают до двадцати пяти. В результате днем растениям жарко, а ночью они вынуждены... обогревать помещение. Исследования агрофизиков показали: тепловой комфорт обитателей теплиц определяется двумя факторами - температурой окружающего воздуха и количеством поглощенной лучистой энергии. При интенсивном освещении растения чувствуют себя неплохо, даже если в помещении мороз 5-6 градусов. Были бы в тепле корни.
Или взять роль суточных ритмов в жизни сельскохозяйственных культур. С помощью точных экспериментов, проведенных в лаборатории, установлено, что для многих растений умеренной зоны самым благоприятным является 14-18-часовой день.
Однако некоторые из них могут прекрасно развиваться и при столь неестественно коротком дне, как шестичасовой. А абиссинская капуста не только безболезненно выдерживает смену света и тьмы через каждый час, но и вдвое по сравнению с обычными сутками увеличивает при этом прирост зеленой массы. И наоборот, есть растения, которые, если их "сон" сокращен хотя бы на пять минут против нормы, сильно запаздывают с образованием бутонов, а часовое освещение среди ночи полностью исключает плодоношение.
Но нередко подобная аритмия приходится сельскохозяйственным культурам по вкусу. Например, рекордные урожаи томатов здесь получают благодаря тому, что подобран оптимальный режим: 8 часов свет - 4 часа тьма - 4 снова свет 8 часов тьма...
- Эти эксперименты показывают, насколько важна в жизни растений продолжительность дня и ночи, фотопериодизм, - комментирует результаты исследований руководитель лаборатории профессор Борис Мошков. - С помощью воздействия светом и темнотой в различных комбинациях мы подавляем ростовые процессы и поощряем процессы, создающие нужную нам продукцию. Огромную роль играет и интенсивность освещения.
Все это надо учитывать, чтобы уметь управлять растительным организмом. Ведь потенциал растений чрезвычайно велик.
Любая культура обладает фантастической продуктивностью.
Исследования, проводимые под руководством профессора Мошкова, имеют теоретический характер. Но они дают пищу для размышлений практикам. Беспредельные возможности повышения продуктивности растений, выявленные в лаборатории, - хорошая основа для оптимизма селекционеров в их трудных поисках. Но, кроме того, почему бы в производственной технологии закрытого грунта не испробовать некоторые - наиболее приемлемые для практики варианты продолжительности дня и ночи? А может быть, следует изменить и тепловой режим теплиц? Агрофизики утверждают, что разработанные ими методы выращивания гидропонных помидоров, редиса, огурцов и т. п. могут быть использованы уже сегодня.
В лаборатории профессора Мошкова развернуты столь же штересные исследования и со злаковыми культурами.
Под искусственным небом светоустановок хорошо известная пшеница обернулась вдруг прекрасной незнакомкой. Если, например, считалось, что вегетационный период озимых занимает от 240 до 360 дней, то здесь они стали вызревать за 120170 суток. Яровые же вместо трех-четырех месяцев требовали полтора-два.
Каждое зерно на современном поле дает 18-20, максимум 25 зерен. А вот каковы способности пшеницы на самом деле: одно семя сорта "аврора", помещенное в светоустановку, дает 4000-5000 зерен.
Изменяя длину дня и ночи, ученым удалось выявить наиболее благоприятный режим. Например, ячмень здесь начинает колоситься на девятнадцатый день после посева и за год приносит семь урожаев. Яровые пшеницы успевают вызревать пять раз в году. Озимые - трижды, то есть дать за год на одном квадратном метре до 15 килограммов зерна, в пересчете на гектар - 1500 центнеров.
За три года в лаборатории вывели новую разновидность "авроры" - яровую. Ежегодно выращивали пять поколений, на четырнадцатом остановились и начали испытания на делянках.
Первые результаты показали, что в производственных условиях скороспелая "аврора" может давать 70 центнеров с гектара.
Но главный итог исследований в том, что разработан и проверен на растениях разных видов эффективный и высокоскоростной способ селекции, создания новых сортов. А в этом сельское хозяйство остро нуждается. Ведь на получение нового сорта селекционер затрачивает 10-12, а порой и 15 лет. Еще 5-8 сезонов уходит на испытания и размножение семян. Итого 15-20 лет. С помощью светоуcтановок для создания сорта достаточно двух-трех лет.
Специальное конструкторское бюро института разработало для сложных биологических исследований более совершенные приборы и устройства, зачастую уникальные. Это вегетационноклиматическая камера, вегетационный климатический шкаф, камера низких температур. В них можно скопировать климат тропиков и Заполярья, воспроизвести смену дня и ночи не только всех широт нашей планеты, но и внеземные сутки. С помощью простейшего программного устройства легко "заказать" нужную погоду на много часов вперед. Идет разработка новых агрегатов, в том числе суховейной и физиологической камер для тончайших экспериментов. Арсенал селекционера пополняется и новыми методами, и новой техникой, появляется возможность привести в действие, эффективно использовать потенциальные возможности растений.
