Юрий Новиков - Беседы о сельском хозяйстве
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 еще 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 мостатрактора 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 еще 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 ее 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 еще 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*10^9 килокалорий фотосинтетнчески активной радиации. Если растение способно аккумулировать 2 процента ее, то это значит, что оно сможет потребить из указанного количества всего лишь 1/50 часть, то есть 51,4*10^6 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*10^6 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 ее условия - функции от деятельности человека. В промышленности стандарт производимых изделий обусловливается гарантированным качеством, стандартом сырья, а также искусственными стандартными условиями производства.
Сельское хозяйство все еще 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 еще 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 эполе 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, промыштенным 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.
