Самая полная энциклопедия по саду и огороду

Курдюмов Николай Иванович

Налицо факт: самая важная часть растительного питания – углекислый газ. Мы зря его недооцениваем! «Выдохи» всего живущего – бесценная пища, главный материал для растений.

Растения лепят органику из CO₂ и воды. Мы окисляем ее обратно до CO₂ и воды. Так и обмениваемся: мы – все едоки органики – даем растениям углекислый газ, а они нам – органику и кислород. Кстати, кислород, как и водород, растения получают в основном из воды. Миллионы лет на планете поддерживается разумный баланс упомянутых газов.

Но вот проблема: углекислого газа в воздухе катастрофически мало – всего 0,03 %. А уж культурным

растениям, с их явно завышенной продуктивностью, его всегда не хватает! Летом, в солнечный и безветренный день, вокруг листьев быстро создается «вакуум» углекислого газа, и чем выше от земли, тем больше его дефицит. В теплице, уже через шесть недель после внесения навоза уровень CO₂ падает до 0,01 %! Установлено: при такой концентрации CO₂ фотосинтез резко падает, а при еще меньшей почти замирает.

Все это как-то не вяжется с буйным процветанием растительного царства. Разве могли растения миллионы лет так рисковать своим выживанием?.. Например, высоко в горах, на Крайнем Севере? Не поспешил ли Климент Аркадьевич, [34] приписав поглощение CO₂ только листьям?.. Если не листьями – как добывают растения столько углерода? Кажется, у Кузнецова нашелся логичный ответ и на эти вопросы.

Углерод – да. Но откуда?

34

Тимирязев.

Пройдемся по графику, посмотрим, куда кривая вывезет…

Откуда растения получают больше углерода: из воздуха или из почвы? Мы долго спорили и размышляли об этом. Я привлек даже видных ученых, изучил классику фотосинтеза. И представьте, вопрос остался открытым. Вот вкратце наши рассуждения.

Прежде всего: откуда берется углекислый газ воздуха?

Энергия биомассы земных растений почти на два порядка больше, чем дают сейчас все виды топлива. Людей еще и в помине не было, а 0,03 % CO₂ в воздухе уже были. Выходит, вовсе не наши костры, не машины и ТЭЦ поставляют углекислый газ в атмосферу. Такую прорву CO₂ способны «выдохнуть» только те, кто съел, окислил всю растительную биомассу – обитатели почв и океанов.

Очевидно: вернуть растениям их углерод может только постоянный распад, окисление дерна или подстилки. Итак, источник CO₂ – почва. Главный резервуар, хранитель CO₂ – почвенная мульча. Будь вы на месте растений, где бы вы стали добывать CO₂: там, где его почти нет, или там, где он сконцентрирован?

Идем далее, и находим небессмысленную аналогию. Азот – химический сосед, почти что родич углерода. В воздухе его – не доли процента, а целых три четверти. Казалось бы – бери, поглощай листьями! Но поглощается он только в виде растворов – аммония, нитратов и простой азотистой органики. Весьма логично предположить: углерод также усваивается в виде растворов. И действительно, почва просто пропитана его растворами! Это сам растворенный CO₂, угольная кислота, карбонаты, простые сахара и всевозможные кислоты. И корни, разумеется, поглощают CO₂ и угольную кислоту – этот факт отражен еще в энциклопедии 60-х. Вопрос вот в чем: основной ли это способ добычи углерода?

По Тимирязеву,

огромная площадь листьев нужна только и именно для поглощения углекислого газа из воздуха. Но ведь листовое испарение выкачивает почвенный раствор, добывая таким образом минералы. Значит, площадь листьев добывает из почвы и углекислые растворы. Чем больше испарил и прокачал, тем больше CO₂ добыл. Никакого конфликта! Наоборот. Охлаждение листьев, добыча минералов, воды и углерода одновременно, сразу, одним усилием, с минимальными затратами – вот рациональность, свойственная природе! Именно так растения и должны жить.

Хорошо. Но остается вопрос: сколько в почвенной воде CO₂? Хватит ли его для фотосинтеза? А гидропоника – откуда там углекислый газ в растворе? Там же нет органики. А ведь растения растут!

Растут, и будут расти, потому что не существует прохладной воды, не насыщенной газами. Дождевые капли, еще не долетев до земли, превращаются в слабые растворы. Выпаренная дистиллировка, [35] оставленная открыто, уже через пару часов – раствор. А растворимость CO₂ в 70 раз больше азотной, и в 150 – кислородной. На два порядка! Угадайте, каким газом насыщена вода больше всего?

35

ДИСТИЛЛИРОВАННАЯ ВОДА – химически чистая вода. Получается в дистилляторах путем простой конденсации пара на холодную поверхность.

Есть и еще аргументы в пользу углеродно-почвенной гипотезы.

Известно: добавка углекислого газа в воздух теплиц увеличивает урожаи. Об этом защищена масса диссертаций. И вот что они сообщают. Рост содержания CO₂ вчетверо, до 0,12 %, усиливает фотосинтез вдвое и прибавляет четверть урожая. Подъем до 0,3 % – в десять раз – позволяет собрать полтора урожая. Дальнейшее насыщение воздуха CO₂ до 1 % урожай не увеличивает. А выше 1,5–2 % урожай начинает резко падать: фотосинтез прекращается.

Почему? Потому что после критического уровня (1,5 %) доля CO₂ в воздухе уже такова, что вообще не дает ему выходить из цитоплазмы клеток. Корни качают углекислоту, а излишки девать некуда. Угроза отравления! И растение блокирует всасывание и прокачку растворов – замирает, пережидая стресс.

И вот гипотеза. Возможно, в богатых и живых почвах, при избытке почвенного CO₂, растения получают основную часть углерода из почвенного раствора. И только на «культурных» почвах, когда почвенный раствор вместо углерода перенасыщен солями, они включают запасной, «пожарный» механизм – поглощение CO₂ из воздуха. Видимо, это и наблюдал Тимирязев. Но господи, как же мало углекислого газа должно быть в этих несчастных листьях, чтобы начать всасывать его воздушный мизер! Отсюда главное правило природного земледелия:

Органика распадается все лето, и именно под растениями, а не в компостной куче!

Но эта гипотеза имеет столь же сильные контраргументы.

Доказано: диффузия, т. е. взаимопроникновение у газов в 10 000 раз быстрее, чем у жидкостей. Так что устьица – вполне себе эффективные дырочки.

Классик физиологии растений А. Л. Курсанов с помощью меченых атомов доказал: да, поглощенный корнями углерод очень скоро оказывается в сахарах листьев. Но его количество – в среднем 5 % от всего поглощенного.