На путях к сельскохозяйственной утопии
НА ПУТЯХ К СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ УТОПИИ
Почти всегда бывает так, что в лабораторной практике, среди работ, нередко весьма отвлеченных по своим заданиям, у крупных ученых, не имеющих ничего общего с практической деятельностью, получаются открытия, которые через много лет, иногда десятилетия, превращаются в мощные факторы, влияющие на дальнейшее развитие хозяйственной и общественной жизни.
Именно поэтому, если мы хотим представить себе возможные формы самого отдаленного будущего в нашем сельскохозяйственном развитии, мы должны идти даже не на опытные поля и станции, а в лаборатории Академии наук и наших высших научных центров, чтобы там познакомиться с новыми направлениями работ, обещающими коренные, совершенно изменяющие все обычные представления сдвиги в сельскохозяйственной технике. Мы не можем, конечно, в кратком очерке дать сводку всех этих работ, да и многие из них еще находятся в таком неоконченном состоянии, что трудно судить, в какой степени осуществимы намечаемые ими перспективы. Поэтому мы остановимся только на девяти технических элементах, исключительных по глубине своего значения.
1) Самой первой и общей проблемой, разрешение которой обеспечило бы решительный переворот во всем сельском хозяйстве, является улучшение самого хлорофиллъного зерна.
Мы уже знаем, что самые совершенные с точки зрения коэффициента усвоения солнечной энергии культуры дают нам ничтожный процент усвоения, всего только около 1 процента.
Некоторые аналитические расчеты дали нам основание считать, что, переходя от учета усвояемости энергии солнечных лучей квадратным метром поля к учету усвояемости ее квадратным сантиметром зеленого листа, мы получаем для последнего около 3 процентов усвояемости.
В настоящее время в Ленинградском ботаническом саду и в ряде научных центров за границей процесс работы хлорофилльного зерна подвергается всестороннему изучению.
В результате наблюдений устанавливается, что хлорофилльные зерна различных растений проделывают работу усвоения энергии с различным успехом. Отсюда является предположение о возможности начать работу с хлорофилльным зерном в сторону повышения его энергоусвояющих качеств. Подобно тому как в селекционной работе над растениями мы длительным искусственным отбором создаем новые формы растений и радикально изменяем их основные качества, подобно этому мы можем начать работу по селекции какого-либо растения в направлении хлорофилльного зерна с повышения энергии усвоения его.
Если бы работа в этом отношении увенчалась сколько-нибудь заметным успехом, то трудно себе представить те технические и хозяйственные последствия, к которым мог бы привести этот радикальный переворот в решении основной проблемы сельского хозяйства.
2) Мы начали свой анализ возможных технических завоеваний с постановки проблемы о селекции хлорофилльного зерна ввиду исключительного принципиального значения этой проблемы, хотя работы в ее направлении пока делают только первые робкие шаги.
Гораздо дальше мы ушли в деле изменения условий работы хлорофилльных зерен.
Основой работы хлорофилла является превращение углекислоты воздуха в крахмал растений. Как известно, в нашей атмосфере углекислота находится в ничтожном количестве, всего только 0,03 - 0,04 процента.
Несомненно, что процесс усвоения углекислоты, а с нею вместе и солнечной энергии мог бы быть значительно более энергичен, если бы мы могли повысить содержание углекислоты в воздухе. Лабораторные опыты в этом отношении дают нам блестящие результаты, а за последние годы в Америке и во Франции сделан ряд практических и хозяйственных начинаний в этом отношении. Как известно, углекислота тяжелее воздуха. Поэтому, разлитая по поверхности пашни, она долго не рассеивается и стелется поверхностным слоем по земле.
Для некоторых интенсивных огородных культур под Парижем оказывается выгодным привозить на огороды баллоны с углекислотой и выпускать ее на гряды, повышая тем самым процент ее содержания в низших слоях воздуха и тем придавая большую интенсивность процессам усвоения солнечной энергии. Несмотря на большую дороговизну такого своеобразного удобрения воздуха углекислотой, оно оказывается рентабельным, так как повышение урожайности, получаемое при этом, окупает все издержки.
Однако если рассеивание в огороде углекислоты из привезенных баллонов окупается, оно вряд ли применимо к полевому хозяйству. Для наших полей мы должны подумать о каких-то других, более дешевых и более массовых методах удобрения воздуха.
Как известно, большая масса углекислоты выделяется в атмосферу бактериями почвы. Вполне возможно поэтому поставить себе задачей усилить именно этот процесс дыхания почвы, обеспечивающий нам высокий процент углекислоты в припочвенном слое атмосферы.
Недаром поэтому профессор А. Дояренко и другие указывают, что навозное удобрение, которое мы вносим на поля, удобряет не только почву азотом и калием, но и воздух углекислотой.
В направлении этого воздушного удобрения в настоящее время и работает весьма усиленно агрономическая мысль Америки и Европы. В почву запахивают различные смеси зеленых растений, извести и других выделяющих углекислоту веществ, которые обеспечивают посевам или химическое выделение углекислоты, или усиление бактериального дыхания почвы.
Исследования в этой области только что начаты, их результаты обещают значительное усиление работы хлорофилльных зерен.
3) Одной из форм сильнейшего воздействия на высоту урожайности, как известно, является азотистое удобрение. Сильное действие навоза, почти безошибочное повышение урожайности при удобрении селитрой и другими азотистыми удобрениями делают их самыми мощными факторами поднятия урожайности и самыми ценными из всех возможных удобрительных средств.
Это обстоятельство давно уже поставило перед сельским хозяйством важную задачу - изготовление искусственных азотистых удобрений.
Мы знаем, какое большое значение в мировом обороте долгое время имели залежи чилийской селитры; ей на смену пришло изготовление искусственных удобрений путем усваивания азота из воздуха при помощи электрических разрядов. Этот способ изготовления азотных удобрений, при котором для образования электрического тока использована гидроэлектрическая энергия водных потоков, падающих с гор Норвегии, создал так называемую норвежскую селитру, очень дорогую, но все же конкурирующую с чилийской естественной селитрой.
В Германии за последнее время найден синтез, позволяющий получать из воздуха азотистое удобрение гораздо более дешевым способом, чем все предыдущие. Однако эта скидка себестоимости азотистого удобрения на несколько, быть может, десятков процентов все же недостаточна, чтобы сделать его дешевым средством увеличения урожайности. При этом положении вещей совершенно исключительное значение приобретают работы нашего советского академика Костычева, подошедшего к рассматриваемой проблеме с совершенно другой точки зрения.
Наблюдая в Крыму повторное выращивание табака из года в год на одном и том же месте, производимое без внесения каких-либо азотистых удобрений, Костычев тем не менее констатировал полную устойчивость его урожая, представляющую собой бесспорное азотистое чудо, так как, казалось, почва, не получая азотистого удобрения, должна была истощиться без этого основного производителя плодородия.
Однако подробные и тщательные опыты вскоре показали, что эта почва имела несомненный и притом постоянный приток азотистых веществ, которые получались благодаря деятельности особых почвенных бактерий, усваивающих азот прямо из воздуха.
Как известно, такое же усвоение азота из воздуха происходит в особых клубеньках на корнях клевера и некоторых других бобовых растений, но в данном случае бактерии были совершенно не связаны с каким-нибудь растением - бактерии просто существовали в почве и накапливали в ней из воздуха огромное количество азотистых веществ, могущих быть притом легко использованными культурными растениями.
Удалось выделить культуры этих бактерий, удалось их перенести из одного участка на другой, говоря иначе, заразить почву этими бактериями (что, впрочем, удается в отношении не всех почв) и сделать зараженную почву тем самым автоматически обогащаемой азотом.
На этом опыты пока и остановились. Однако если они получат дальнейшее развитие, то, может быть, через каких-нибудь 20 лет азотистое удобрение для целой деревни будет приходить обычным заказным письмом, в виде портативных капсулей, содержащих в себе культуру бактерий, усваивающих азот. Такие капсули смогут заменить собой многие вагоны чилийской селитры.
К сожалению, калий и суперфосфат нельзя усваивать из воздуха, но опыты по микроперемолу фосфатов и калийных солей в Пермской губернии показывают нам, что этот микроперемол дает возможность достигнуть этого же удобрительного эффекта с количеством удобрений, во много раз меньшим, чем при обычных способах размола.
Результатом этого будет полное уничтожение той власти транспортных издержек, которая тяготела над удобрениями, и вместе с этим необъятное расширение применения искусственных способов восстановления плодородия почвы. Бактериальное азотоснабжение почвы и микроперемол фосфатных удобрений обещают нам такой переворот в основах питания растений, который, может быть, еще не переживало сельское хозяйство за все время своего существования.
4) Три описанные нами новые агрономические идеи имели своей целью повысить усвоение солнечной энергии и увеличить количество органического вещества, добываемого земледелием с единицы площади.
Не меньше проблем и достижений имеем мы в области качественной метаморфозы этого органического вещества.
Сюда прежде всего относится проблема ускорения созревания. На известной ступени зрелости зерен и плодов они количественно образуют уже все то органическое вещество, которое им нужно для оформления. Однако это вещество находится в таком виде и таких формах, которые для окончательной зрелости должны пройти еще через довольно длительный период созревания и качественно совершенно видоизмениться.
Этот процесс созревания весьма длинен, и растения в течение его, занимая поля, создают в высшей степени мало нового вещества и дают ничтожно малые коэффициенты усвоения энергии (зеленый хлорофилл почти выпадает в период созревания). Проблема организатора хозяйства заключается в том, чтобы всячески укоротить этот период вегетации.
В Америке для этого выдвинут чрезвычайно смелый и красивый метод. Оказывается, что плоды и овощи, снятые совершенно зелеными, при обработке их газом этиленом, который в Америке в большом ходу, так как употребляется вместо хлороформа, приобретают свойство «доходить» до спелости в два-три дня при выставлении их на свет.
А это позволяет:
а) снять урожай, например, помидор, в совершенно еще незрелом виде за большой срок до момента спелости и вновь засеять поле другим растением, вновь начинающим усваивать солнечную энергию.
в) хранить и перевозить помидоры в зеленом виде с гораздо большим удобством и успехом, чем в зрелом состоянии.
с) в любой момент обработав зеленые помидоры этиленом, в два-три дня получить свежесозревшие плоды.
В наших условиях эта американская новинка еще не испытана, но нетрудно видеть те исключительные выгоды, которые она обещает организатору сельского хозяйства.
5) Пятым и пока еще гораздо менее вероятным чудом будущего сельского хозяйства должна явиться проблема организации тяги в земледелии. В настоящее время главнейшей формой тяги является, как известно, тяга конная, которая требует для своего обслуживания значительных запасов сена и овса, а следовательно, и значительной территории для своего произрастания, составляющей 20 - 25 процентов всей культурной площади.
Применение тракторов, конечно, может значительно освободить площадь полей хозяйства от необходимости изготовления интенсивного лошадиного фуража, однако при этом источник тягловой энергии переносится из внутрихозяйственных поступлений на доставку бензина и керосина с довольно дорогой оплатой этих привозных материалов.
А между тем тщательный анализ запаса энергии, находящейся в хозяйстве, убеждает нас в том, что тепловая энергия, заключенная, например, в соломе, которая получается с каждой десятины, настолько велика, что если ее можно было бы перевести в соответствующее количество бензина, то на этом бензине тракторы могли бы запахать пять гектаров посева, т. е., говоря иначе, каждый гектар зерновой культуры в своих побочных продуктах содержит в себе пятикратное количество тягловой энергии, необходимой для своей обработки.
Само собой понятно, что если бы был изобретен какой-нибудь трактор, который мог бы работать вместо керосина на соломе или на горючих продуктах, дешево получаемых из соломы, то сельское хозяйство могло бы сразу расширить на 25 процентов свою полезную вегетационную площадь, которая теперь обслуживает внутреннюю хозяйственную тягу.
Словом, использование в качестве источника внутрихозяйственной энергии отбросов продуктов сельскохозяйственной культуры - вот тот будущий переворот, который равносилен широкому техническому распространению азотоусвояющих бактериальных культур.
В этом отношении у нас есть даже и некоторые практические достижения: так, например, по сообщению профессора И. И. Рябова, один из эстонских сельскохозяйственных комбинатов по первичной переработке, треплющий лен, сбивающий масло и перемалывающий зерновые хлеба в муку, приводится в действие двигателем, отапливаемым исключительно только льняной кострикой, получаемой как отброс при трепании льна.
6) Значительная часть органического вещества, созданного растениями в сельском хозяйстве, в дальнейшем поступает в пищу животных и перерабатывается их организмом в продукты животноводства.
При этом мы вновь сталкиваемся с чрезвычайно низкими коэффициентами полезного действия, так как значительная часть питательной силы кормов поступает на поддержание жизни одного животного, на создание теплоты его тела и выбрасывается из организма в качестве извержений, поступающих в навоз. Поэтому повышение усвояемости кормов и коэффициента их полезного действия является первоочередной проблемой нашего хозяйства.
Конечно, в этом отношении большого эффекта можно ждать от селекции кормовых растений не только в смысле их урожайности, но и улучшения качества.
Возможно, что в будущем мы найдем дешевые методы «варить обед» коровам, так же как мы варим его себе самим.
Пока же приходится прибегать к самым различным ухищрениям в поисках за повышением коэффициента усвоения.
В. Осинский в своем дневнике путешествия по Америке отмечает, что там при откорме волов кукурузой она выходит из кишечника вола настолько мало использованной, что фермеры считают возможным употреблять воловье извержение для корма свиней, а навоз последних служит в дальнейшем для пиіци домашней птицы.
Корм, таким образом, проходит последовательно через три желудка и дает, конечно, очень высокий коэффициент использования.
7) Еще больших успехов достигает в настоящее время селекция домашних животных.
Ее задача заключается в том, чтобы при одном и том же весе животного и, следовательно, одном и том же расходе поддерживающего животного корма настолько увеличить его полезную работу, чтобы, выражаясь образно, «на четырех ногах проделать ту же работу, которая теперь делается на восьми или двенадцати».
О том, каких результатов можно в этом отношении достигнуть, говорит нам пример рекордсменки молочных удоев голландской коровы Моу Wolker Ollie Hamestead, которая в Америке в 1922 году в течение годового испытания дала молока 1112 ведер с жирностью 3,85 процента и 3/5 тонны масла.
Если сравнить эту коровенку не только с нашей крестьянской, дающей в год... 80 ведер, но даже с обычной европейской с ее удоями в 200 ведер, мы можем сказать, что Моу Wolker Ollie Hamestead как машина по выработке молока одна равняется 6 европейским коровам и целому стаду в 15 голов наших крестьянских. В отношении других видов животных селекция ведется в других соответствующих направлениях.
В мясном скоте стремятся развить скороспелость, т. е. способность во время, в два-три раза более короткое, достичь той же упитанности, которой достигают обычно животные.
У шерстных овец стремятся всячески увеличивать шкуру, лежащую на них, заставляя ее лежать складками и всячески растягиваться. Фигурально выражаясь, стремятся на «маленькую овцу надеть шкуру здорового вола».
Работая в этом направлении, скотовод достигает удивительных результатов, и живой организм в его руках превращается в мягкий воск, поддающийся всецело его творящей воле.
8) Дальнейшим вопросом, играющим не столько для Западной Европы, сколько для нас и Америки исключительную роль, является работа, связанная с предвидением урожая и регулированием атмосферных явлений. Целый ряд русских и американских ученых многие годы проработали в двух направлениях: с одной стороны, в направлении, устанавливающем связь высоты урожая с различными метеорологическими факторами. Мы имеем теперь вполне точную математическую формулу Обухова, позволяющую с исключительной точностью определить размеры урожайности хлебов северо-западных губерний в зависимости от метеорологических условий данного года. Такие же формулы нынче разрабатываются для юго-востока (Саратовская опытная станция), где они будут иметь особенно большое значение. С другой стороны, для нас особенно важными являются работы по наблюдению периодичности урожаев или неурожаев. В этом отношении работы Обухова, Давидовича, Мура, Семенова и других уже значительно продвинули вопрос вперед. Установлена точная и твердая связь высоты урожайности и осадков с движением льдов в Беринговом море, с высотой уровня Волги во время разлива и с целым рядом общих космических явлений; установлена 35-летняя, а для некоторых районов 11-летняя периодичность метеорологических явлений, связанных с неурожайностью, и даже, на основании всего этого материала, недавно скончавшийся профессор В. А. Михельсон и метеоролог Давидович за много месяцев вперед предсказали еще до сих пор всем памятный голод 1921 года.
Если методика этого предсказания будет развиваться и дальше, то сельский хозяин засушливой области, в которой колебания условий сельскохозяйственной культуры особенно резки, особенно мучительны, получит возможность заранее знать те метеорологические условия, перед которыми он окажется в наступающую сельскохозяйственную кампанию, благодаря чему сельское хозяйство в этой области из азартной игры можно будет превратить в нечто, построенное на основе ясного расчета. Сжимая и расширяя свои посевы, вводя засухоустойчивые культуры, противопоставляя палящему солнцу ксерофиты на солончаках и используя всякий лишний сантиметр осадков, сельский хозяин нашей огромной засушливой области сможет изменить весь строй своего хозяйства и удесятерить свои доходы.
9) Следующим этапом за этим может явиться, конечно, управление метеорологическими явлениями. Мы уже и теперь знаем опыты так называемого дождевания, т. е. вызывание искусственными приемами местных дождей, но мы нисколько не сомневаемся, что в ближайшие же десятилетия человеческое мышление, овладев механикой метеорологических процессов, открыв закон движения циклонов, закон образования волн холода и волн тепла, сможет обернуть эту зависимость и не только наблюдать за ходом метеорологических явлений, но и вызывать эти самые явления посредством каких-либо сверхмощных силовых оборудований.
Все сельское хозяйство превратится тогда в такую же размеренную, точно установленную систему производства, какой является наша обрабатывающая промышленность; ни один момент случайности, ни один момент произвола Николая Угодника здесь уже не будет иметь места.
Каждый миллиметр солнечных лучей, падающих на землю, встретит на своем пути вегетационную поверхность, которая с невиданным до сих пор процентом усвоения возьмет от него приносимую солнечную энергию, и ни одна капля в нашем оросительном балансе не пропадет, не оказав содействия этому процессу усвоения энергии солнца.
В этот момент наше сельское хозяйство достигнет своего технического апогея и, по всем вероятиям, в этот же момент оно сделается технически ненужным, потому что параллельное развитие техники по ассимиляции солнечной энергии и превращению ее в пищевые и текстильные вещества чисто фабрично-заводским способом будет уже давать коэффициенты усвоения, гораздо более высокие и получаемые гораздо более дешево, чем это происходит при работе хлорофилльного зерна.