Растение и солнце


К. А. Тимирязев. Избранные сочинения в 4-х томах.
ОГИЗ - СЕЛЬХОЗГИЗ, М., 1948 г.
Земледелие и физиология растений. Сборник общедоступных лекций.
OCR Biografia.Ru


Только что приведённый мною опыт Дегерена, доказывающий поглощение углекислоты, в то же время самым наглядным образом показывает нам зависимость растения от последнего и, быть может, самого важного условия его существования — от солнца. Между тем как листья, освещенные солнцем, извлекали из воздуха всю его углекислоту, питаясь ею, — стоило набросить на трубку чёрное сукно, и это явление прекращалось, даже изменялось в обратное: листья начинали выделять в атмосферу новое количество углекислоты, образовавшейся через окисление растительного вещества кислородом воздуха. В темноте растения не только не увеличивают своей массы, но ещё уменьшают её, сжигая своё вещество в этом процессе дыхания.
Итак, самый существенный процесс питания растения, приобретение им главной его составной части — углерода, зависит от света. Эту зависимость мы должны понимать в строго количественном смысле. От количества получаемой солнечной энергии зависит количество образующегося вещества; вывод этот с очевидностью вытекает из следующего соображения: растение получает углекислоту, состоящую из углерода и кислорода; углерод оно удерживает, а кислород выдыхает обратно в воздух, но химия нас учит, что для такого разложения углекислоты необходимо затратить столько же тепла, сколько выделил бы его этот освободившийся углерод, сгорая обратно в углекислоту. Мы знаем, сколько в нашем урожае находится органических веществ, сколько углерода; знаем, далее, сколько этот углерод освободил бы тепла, если бы его сжечь. Такое же, по меньшей мере, количество тепла, в форме солнечных лучей, должно было получить растение. Из этого строго количественного отношения между солнечным светом и усвоением углерода растением вытекает, между прочим, и тот результат, о котором мы вскользь упомянули выше. Мы сказали: чем лучше питается растение на счёт воздуха, тем менее оно испаряет воды. Этот факт поставлен вне всякого сомнения исследованиями французских учёных Дегерена и Жюмеля, и мы можем дать ему такое объяснение. На разложение углекислоты затрачивается энергия солнечных лучей, но она же тратится и на испарение воды; чем более будет та доля, которая производительно затрачивается на питание, тем менее останется для непроизводительной ее траты на испарение. Но, с другой стороны, доказано, что питание листьев находится, между прочим, в зависимости от доставленных растению солей калия, откуда можно усмотреть, как сложно иногда сплетается влияние почвы, влаги, воздуха и солнца и как бесконечно сложна задача сельского хозяина, заключающаяся в наилучшей эксплоатации всех этих четырёх факторов.
Может быть, мне готовы возразить: эти соображения о зависимости растения от солнца очень любопытны, но какой же они могут представить практический интерес, — ведь, все равно, нам не прибавить и не убавить ни одного луча солнца.
Конечно, так, но из этого вытекает с очевидностью тот малоизвестный вывод, что предел плодородия данной площади земли определяется не количеством удобрения, которое мы могли бы ей доставить, не количеством влаги, которою мы её оросим, а количеством световой энергии, которую посылает на данную поверхность солнце. Между тем, только отправляясь от этого положения, можем мы вполне понять экономическое значение земледелия. А такое понимание важно не для одного только земледельца, но и для государственного человека. «Наш министр финансов, — остроумно замечает Г. Фогель в речи, произнесённой на последнем съезде немецких натуралистов, — конечно, и не подозревает, что теми 87 миллионами, которые ему даёт сахарный акциз, он обязан химическому действию света», т. е. солнцу. В последнее время у нас часто приходится слышать рассуждения о «недрах земли», о тех богатствах, которые в них сокрыты, о каменном угле, который таится в этих недрах, откуда русский рабочий призван его извлекать хотя бы в ущерб себе, но зато в подрыв английскому рабочему, как-то ухитряющемуся доставлять нам его дешевле, чем он обходится нам дома. Каждый раз, как случается слышать эти рассуждения, невольно приходят на ум такие соображения. Ведь этот чёрный уголь только солнечный луч, схоронившийся в земле, а какие потоки этих лучей изливает солнце на бесконечный простор нашей родины! Или мы уже изловчились уловить их всех, и наша безграничная равнина покрыта возделанными полями и лугами, как поверхность Англии? И, наоборот, не потому ли английский рабочий вынужден был зарыться в землю, потому что на его тесном островке не всякий может предъявить свое droit au soleil (право на солнце)? Говорят, труд земледельца плохо окупается, но неужели подземный труд углекопа оплачен лучше? Почему же тогда порою заходит речь о том, что было бы полезно, вероятно, для возбуждения благородного соревнования, заменить этот свободный труд трудом арестанта-каторжника? Если мы так озабочены извлечением из недр земли тех лучей солнца, которые рабочий обречён добывать ползком и скрючившись в беспросветном мраке шахты, то почему же не позаботиться нам ранее о лучшем использовании тех неисчислимых сокровищ даровой силы, которые он может добывать на вольном воздухе, под ясными лучами для всех равно светящего солнца, гордо подняв голову и молодецки потряхивая кудрями, как его прототип — Микула? И не забудем, что этот чёрный уголь никогда не уйдёт от нас, хотя бы мы его приберегли на чёрный день, а каждый луч солнца, не уловленный зелёною поверхностью поля, луга или леса, — богатство, потерянное навсегда и за растрату которого более просвещённый потомок когда-нибудь осудит своего невежественного предка.
Земледелец из дарового сырого материала — воздуха и даровой силы — солнечного света изготовляет ценности; в этом главная тайна производительности его труда. Но мыслимый предел производительности этого труда, приложенного к данной площади, определяется солнцем. Уже теперь, конечно, в очень несовершенной форме, можем мы приблизительно определить физический предел этого плодородия, т. е. тот предел, которого человеческое искусство при помощи растения никогда не переступит.
Оказывается, что самые интенсивные наши культуры утилизируют 1—2% всей солнечной энергии, получаемой с данной площади. Можно ли из этого заключить, что нам когда-нибудь удастся использовать все эти 100% солнечного света? Конечно, нет, — потому что тогда растение было бы не велёное, а чёрное. Растение может испольэовать только ту часть солнечного света, которую оно поглощает, а это поглощение 8ависит от его зелёного вещества — хлорофилла. Это вещество, оказывается, поглощает, примерно, около 20—30% всего падающего на него света. Но это ещё не всё. Непосредственные опыты, излагать которые здесь было бы неуместно, убеждают, что и эта величина должна быть понижена вдвое. Следовательно, 10—15% солнечного света — вот всё, что может быть утилизировано растением, а мы только что видели, что при помощи самых интенсивных своих культур мы утилизируем уже до 2%. Значит, когда человек когда-нибудь успеет увеличить производительность самых интенсивных своих культур раз в пять, то, вероятно, будет в праве сказать, что получил всё физически возможное, всё, что даёт ему солнце.
Это — предел теоретический, далёкий; посмотрим же пока, что означает тот предел, который осуществлён на практике; как относится он к количеству затраченного на него труда. Другими словами, насколько может, а следовательно, должен вознаграждаться труд, приложенный к земле? Рислер вычисляет, что для всех работ на гектаре пшеницы нужно 50 рабочих дней, а при урожае в десять гектолитров получится количество, примерно, в двадцать два раза более того, которое затратится на пищу рабочего ва это время. Но человеку нужно прокормить себя не 50, а целых 365 дней, — следовательно, при сказанном урожае получится количество хлеба, достаточное на троих. Понятно, что такой урожай, — продолжает Рислер, — немыслимо мал, — не может же человек довольствоваться одним хлебом (1); откуда же покроет он другие свои потребности, постоянно возрастающие с развитием человеческой культуры? Очевидно, — заключает он, — необходимы урожаи в 20—25—30 гектолитров, и они вполне осуществимы. Возможны урожаи в 40—60, наконец, известен случай, когда он доходил до 72 гектолитров на гектар. Но что же такое этот урожай в 10 гектолитров, который признаётся фран-
---------------------------
1. Что сказал бы почтенный французский учёный о населениях, для которых и такое довольство — не всегда достижимый идеал?
---------------------------
цузским учёным немыслимо малым? Это — наш обычный средний крестьянский урожай в 5 четвертей ржи на десятину (по профессору А. Ф. Фортунатову), падающий в некоторых уездах до 4 и даже 3. А между тем датский крестьянин получает для своей пшеницы средний урожай в 18 четвертей!
Откуда же такая разница, где её причина? Говорят, величайший благодетель человечества тот, кто научит получать два колоса, где прежде родился один. Сколько должно народиться этих благодетелей для русского крестьянина, пока его доля сравняется с долей датского собрата? Не можем ли мы, по крайней мере, угадать, откуда, с какой стороны ждать их пришествия? Мы, натуралисты, даже в области догадок руководимся индукцией. Наше поколение воспиталось на книге, о которой, повидимому, вспомнило и молодое поколение, судя по тому, что появляется её новый перевод, — на «Логике» Милля (1); а в ней имеется так называемый второй канон экспериментального исследования, поясняющий, что «если один случай, когда наблюдается данное явление, отличается от другого, когда оно не наблюдается, одним условием, то это условие и есть причина или часть причины наблюдённого явления». Только что мы видели блестящий ряд применений этого приёма индуктивной логики. Почему та гречиха развилась хорошо, а эта захирела; чего недоставало ей? Опыт отвечает нам — азота. Почему та кукуруза разрослась до потолка, а эта замерла на первых же листочках; чего недоставало ей? Опыт говорит — железа. Чего же недостаёт русскому крестьянину такого, что есть у его датского собрата? Быть может, на этой необозримой равнине ему недостаёт угодий? Или земля
----------------------------
1. С глубокой благодарностью вспоминается при атом дорогой для целого поколения петербургских студентов Андрей Николаевич Бекетов. В наши студенческие годы он собирал у себя студентов-натуралистов для чтения рефератов, научных споров и т. д. На этих четвергах пишущему эти строки приходилось именно излагать логику Милля. Остаюсь при убеждении, что это была более здоровая пища для молодых умов, чем Шопенгауэр и Ницше, которыми дурманили головы позднейших поколений.
-----------------------------
у него хуже, чей у датчанина? Или солнце светит ему не так приветливо? Или его самого обидела природа и нехватает ему смётки и уменья? Или, быть может, он слаще ест и долее спит и не привык к тяжёлому труду? Конечно, нет! Так где же кроется различие? Я полагаю, история отвечает одним словом; это слово — школа (1). Школа, всем доступная и сильная всеобщим к ней сочувствием, — вот та «причина или часть причины», которая приносит на полях датского крестьянина урожай, о котором не смеет и помыслить наш крестьянин. Мы о радостью передаём известие, что то здесь, то там крестьяне стали сеять клевер, а история земледелия повествует, что этот клевер спас немецкое крестьянство от неминуемого разорения сто слишком лет тому назад. Культура поля всегда шла об руку с культурой человека. Немецкий учитель, говорят, победил под Седаном. Будем утешать себя надеждой, что наш учитель поведёт наш народ к иной победе — бескровной и не угрожающей отместкой, — к победе над природой, над невежеством и его неизменной спутницею — нищетою (2).
-------------------------------
1. Читатели журнала «Мир божий», где напечатана эта лекция, кстати, недавно имели случай познакомиться с историей датской народной школы в XIX столетии и с современной политической ролью датского крестьянства.
2. Лекция читана в пользу Общества попечения об улучшении быта учащих в начальных училищах. Как мало оправдались высказываемые вдесь надежды, — те, кто взялись быть руководителями народа, повели его в 1914 г. к завоеванию Царьграда и привели к голоду. [Примечание 1919 г. Ред.]
-------------------------------