Человек должен подражать растению: 1) ослабляя испарение без ущерба питанию; 2)достигая этого при помощи автоматических приспособлений. — Двоякая деятельность человека — сокращение расхода и обеспечение прихода воды.— Сокращение расхода: отбор выносливых разновидностей; удобрение; устранение сорных растений; ограэгедение от ветра. — Обеспечение прихода: накопление почвенной влаги; устройство водохранилищ; орошение при помощи ветра и солнца.— Человек должен подражать растению в подчинении себе враждебных сил природы и ещё прежде в замене кровавой междоусобной борьбы бескровною борьбой с природой.
Подводя итог тому, что мы знаем об испарении воды растением, мы можем остановиться на следующих общих выводах. Процесс испарения — процесс физический, подчиняющийся вполне определённым и понятным нам законам. В тех размерах, в каких он обыкновенно совершается в природе, он может быть скорее рассматриваем как неизбежное физическое зло, чем как необходимое физиологическое отправление. Причиной этой неизбежности является почти полное тождество условий этого процесса с условиями воздушного питания растения. Отсюда становится понятным, что все приспособления, встреченные в растении, направлены к тому, чтоб ограничить, умерить эту непроизводительную трату воды. Самыми совершенными из них, очевидно, должно признать те, которые осуществляют наибольшую экономию в воде с наименьшим ущербом для питания. Наконец, главная особенность всех этих приспособлений заключается в том, что они представляют характер автоматических регуляторов, приводимых в действие теми самыми условиями, которые вызывают испарение, или самым процессом испарения.
Узнав, как борется с васухой растение, естественно задаться вопросом: может ли и в чём может подражать ему человек? Мне кажется, что может и в очень многом.
Прежде всего полезно остановиться на той мысли, что нет основания принимать, чтобы испарение в тех размерах, в каких оно обыкновенно совершается, само по себе было необходимо для растения. Напротив того, мы видели, что оно может быть без вреда значительно понижено и что, наоборот, усиленное, не возмещаемое корнем испарение даже до появления очевидных признаков завядания угнетает питание растения и его рост (1). Таким образом, в большей части случаев понижение испарения может быть только благотворно для растения (2). Затем, само собою очевидно, что человек может регулировать отношение растения к воде двумя путями: пассивно — подчиняясь тем климатическим условиям, которые даны природой места, т. е. возможно экономно расходуя естественный запас воды, или активно — увеличивая этот запас, создавая для растения искусственную обстановку, более благоприятную, чем та, которая дана непосредственно природой.
Остановимся подробнее на мерах первой категории, как имеющих более близкое отношение к предмету этой лекции. Регулировать расход воды в растении, как и вообще всё, касающееся отправлений и строения растения, человек может также двумя путями: пользуясь наличными свойствами организма или оказывая на него воздействие при помощи внешних факторов. В первом случае он должен воспользоваться всеми особенностями организации, которые осуществило само растение, так как создать новые в буквальном смысле он обыкновенно бессилен. При выборе культурного растения он должен, следователь-
---------------------------------
1. Напомню ещё вывод, сделанный выше, что усиленное испарение, снабжая растение бесполезным избытком минеральных веществ, непроизводительно истощает почву.
2. Кроме тех, вероятно, редких условий, когда, как мы видели, испарение служит регулятором температуры растения.
---------------------------------
но, считаться с его потребностью в воде или, ещё лучше, должен выработать на месте породу, довольствующуюся наименьшим количеством воды. Здесь могучим средством является к его услугам начало искусственного отбора. Начало это широко прилагалось для выработки усовершенствованных пород, но едва ли когда-нибудь с той специальною целью, которую мы теперь имеем в виду. Обращалось почти исключительное внимание на органы, ради которых культивируется данное растение, и едва ли когда в достаточной мере на органы, без посредства которых не получались бы эти продукты, не обеспечивалась бы самая возможность существования организма, при тех или иных неблагоприятных условиях. Урожайность, качество съедобной или так или иначе идущей в пользу части — вот главная, почти исключительная эабота хозяина при выборе породы, причём не всегда ещё принимается во внимание, что растение, дающее хорошие результаты при одних условиях, может их и не дать при совершенно иных. Обращалось ли при выборе той или другой породы достаточное внимание на длину корней, обеспечивающую более обильный приход воды? Обращалось ли когда-нибудь внимание на толщину кожицы, на опушение или восковой налёт листьев, на число устьиц, свёртывание или периодическое складывание листовых пластин или, наконец, на их положение к горизонту? Всё это обстоятельства, сокращающие расход воды. Мы видели, например, что одно вертикальное положение листьев при известных климатических условиях могло бы внести экономию на испарении, равносильную обильному орошению, — и, кто знает, со временем, при внимательном изучении, не удастся ли подметить и усовершенствовать отбором это явление, обнаруженное в более или менее ясной степени у некоторых наших культурных и дикорастущих форм? В самое недавнее время обнаружился факт, имеющий более близкое отношение к занимающему нас вопросу. Оказывается, что ости наших злаков испаряют значительные количества воды — свыше 40 % всего количества испаряемого растением в этот период его жизни. Отсюда понятно, какое важное вначение в борьбе с засухой имело бы предпочтение безостых разновидностей. Насколько полезна и осуществима была бы такая мера, может решить, конечно, только точно поставленный опыт, и это, несомненно, один из вопросов, заслуживающих самого серьёзного внимания (1).
Этими указаниями я только хочу выяснить мысль, что с распространением физиологических знаний при выборе своих пород сельский хозяин не будет руководиться только свойствами одних ценных продуктов, а более дальновидно будет обращать внимание на свойства и других органов и при должной наблюдательности и терпении выработает путём отбора такие приспособления в борьбе с засухой, которые будут превосходить всё то, с чем мы только что успели ознакомиться, в такой же мере, как и сочные плоды и тяжеловесные зёрна наших садовых и полевых растений превосходят соответствующие органы их отдалённых дикорастущих предков.
К числу внешних воздействий, при помощи которых человек может понизить непроизводительную трату воды растением, относится прежде всего применение удобрений. Целый ряд наблюдателей приходит к согласному заключению, что для растений, получающих удобрение (особенно азотистое), понижается указанное выше отношение между образующимся органическим веществом и испаряемою водой, т. е. на каждую единицу веса образуемого органического вещества растение, получившее удобрение, испаряет менее, чем растение, не получившее его. Не следует, однако, понимать этого вывода так, что растение удобренное испаряет менее неудобренного, — такое толкование могло бы повести к печальным недоразумениям. Растение, получившее удобрение, испаряет абсолютно более воды, что и понятно, так как оно разовьётся роскошнее и образует большую поверхность испарения, но эту воду оно расходует с относительно большей пользой, так как ва равное количество воды даёт более органического вещества в сравнении с растением, не получившим удобрения. Это различие, очевидно,
----------------------------------
1. Высказывают, например, предположение, что ости своим испарением способствуют привлечению питательных веществ в колос, но это нуждается ещё в подтверждении.
----------------------------------
очень существенно, и его полезно всегда иметь в виду. Если, например, растению будет доступно количество воды, только строго обеспечивающее малый урожай, то удобрением мы, пожалуй, можем поставить его в такие условия, что оно даст урожай ещё худший, так как несвоевременно может истощить свой ограниченный запас воды. Понижающая испарение роль удобрения ещё не вполне разъяснена теоретически. Возможно, что более обильное присутствие органических веществ в соке растений просто понижает скорость испарения этих растворов, но возможно и следующее объяснение. Мы видели выше, что на солнечном свете испарение и питание (т. е. разложение углекислоты) зависит от лучей, поглощаемых велёным веществом листа (хлорофиллом), так что французские физиологи предлагают обозначить этот частный случай испарения особым термином — хлоровапоризацией. Вследствие этого в присутствии углекислоты испарение на солнце понижается, так как часть солнечной энергии, идущая иначе на испарение, затрачивается на химический процесс разложения углекислоты. В настоящее время мы ещё не имеем возможности строго учесть количественное отношение этих процессов между собою и с количеством солнечной энергии, поглощаемой хлорофиллом листа (1). Но уже на основании приблизительных данных об испарении на солнечном свете мы можем заключить, что при ослаблении полуденного света наполовину поглощаемой зелёным веществом солнечной энергии будет недостаточно для поддержания прежнего испарения и полного питания. Таким образом, при всяком напряжении солнечного света ниже указанного питание листа и хлоровапоризация будут находиться в антагонизме, — другими словами, питание листа будет прямо содействовать понижению испарения. Отсюда ясно, как существенны даже и с точки зрения испарения воды заботы о том, чтобы питание
----------------------------------
1. Это составляет в настоящее время предмет моих исследований (1891).
В настоящее время уж имеются приблизительные данные (см. мою статью в Истории нашего времени — «Успехи ботаники в XX веке», 1918 г., изд. бр. Гранат (1918). [См. Соч., т. VIII. Ред.]
----------------------------------
листа было наилучшее; а это, в свою очередь, осуществимо только под условием удовлетворительного удобрения.
Если необходимо заботиться о том, чтобы культурное растение экономно пользовалось доступной ему водой, то ещё важнее заботиться о том, чтобы сорная растительность не отдавала бесполезно воздуху той воды, которую она косвенно отнимает у культур. То же соображение, быть может, не мешает иметь в виду и при оценке одного культурного приёма, получающего всё более и более широкое распространение. Так как одно из самых ценных питательных начал почвы — селитра — легко вымывается, особенно осенними дождями, то предлагают осенью, после уборки хлеба, засевать поля каким-нибудь быстро растущим растением, которое своими корнями собирало бы селитру и затем само шло на зелёное удобрение (1). Дегерен приводит пример подобного опыта с горчицей, причём действительно совершенно прекратился сток дренажных вод (2). Если горчица своим испарением задерживала только тот избыток почвенных растворов, который так или иначе удалился бы из почвы, то, конечно, она приносила бы только пользу; но если она ещё черпала из запаса осенней влаги, то спрашивается, при всяких ли климатических условиях польза от сбережения азота вознаградит за израсходованную воду?
На основании сказанного о необходимости устранения сорной растительности для ограничения расхода воды можно было бы сделать вывод (и он был сделан), что в случае опасения за недостаток воды полезно сокращать и число растений, возделываемых на данной площади, т. е. прибегать к более редкому посеву; но это заключение нужно принимать с некоторой оговоркой. При наступлении засухи для растения важно не абсолютное количество воды в окружающей его почве, а ко-
--------------------------------
1. Когда зелёным удобрением служат бобовые растения, то эта польза увеличивается ещё усвоением азота из воздуха.
2. Горчица должна быть отнесена к сильно испаряющим воду растениям, так как, по Вольни, для неё отношение между образующимся органическим веществом и испаряемою водой — 1 : 800, между тем как для злаков, мы видели, оно — 1 : 300.
--------------------------------
личество её в ближайшем соседстве с корнями или степень насыщения почвы водой. Так, Гельригель показал, что при одном и том же абсолютном количестве воды в малом горшке растение могло существовать, между тем как в большом оно уже завядало.
Но если хозяину важно обеспечить своё растение от сорных трав, расхищающих его запас воды, то он только с пользой может прибегать к защите более крупных растений — в форме живых изгородей и лесных опушек, замедляющих движение ветра и тем значительно умеряющих испарение. На этот раз он только повторяет в большем масштабе то, что, как мы видели, растение широко прилагает в микроскопических размерах.
Переходим теперь к рассмотрению мер, в которых человек выступает активным деятелем, не приспособляясь к данным климатическим условиям, не подчиняясь, а подчиняя себе природу. Как ни покажется это парадоксальным, но и в этой активной своей роли человек, в основе, мог бы с пользой подражать растению. На этот раз задача должна заключаться не в ограничении расхода, а в обеспечении прихода воды на культурной площади. Круговорот воды в природе, обеспеченный в общих чертах, может оказаться нарушенным в известном месте, в известное время, и потому в большей части случаев засуха является последствием не абсолютного недостатка в воде, а лишь неравномерного, несоответствующего условиям культуры распределения осадков в течение годичного периода. На нашей хлебородной равнине, очевидно, главную роль должно играть сохранение осенних, а ещё важнее весенних вод, — задержание той массы в краткий срок прибывающей и сбегающей без пользы воды, которую дают тающие снега (1). Здесь,
-------------------------------
1. Я не касаюсь эдесь ни искусственного вызывания дождей, ни облесения. Замечу, кстати, что растение представляет нам также примеры запасливости. Существует целый ряд особенностей, главным образом, в строении листовых черешков, превращающих их в водохранилища; самым разительным примером служит Ravenala Madagascaricnsis, так называемое «дерево путешественников», и один вид ворсянки. Сюда же относится особая водоносная ткань, встречающаяся под кожицей многих растений и служащая запасом воды.
-------------------------------
очевидно, могут принести пользу две меры: во-первых, задержание возможно большего количества воды в самой почве при помощи ее разрыхления, т. е. глубокой, особенно осенней, вспашки, и сохранение неудержимого почвой избытка в оврагах, превращенных в водохранилища (1). О пользе устройства запруд приходится достаточно часто слышать, но их устройством разрешается только половина — и сравнительно более лёгкая половина — задачи (2). Из обыкновенно глубоких оврагов, превращенных в водохранилища, воду ещё нужно поднять для орошения полей, так как немного найдётся, вероятно, местностей, где бы можно было воспользоваться естественным скатом, устроив запруды в более высоко расположенных верховьях оврагов. Прибегать к паровым двигателям для подъёма воды при дороговизне топлива едва ли окажется под силу большинству наших хозяев. Здесь, естественно, рождается мысль о необходимости подражать растению и заставить работать на себя те самые враждебные и даровые силы природы, с которыми приходится вступать в борьбу. Растение страдает от иссушающих ветров и солнечного зноя, и эти самые враждебные силы оно заставляет ограничивать свой расход и обеспечивать приход воды. Почему не мог бы сделать того же человек? Если голландцы при помощи своих ветрянок борются с океаном, превращают море в сушу, если в наших городах различные усовершенствованные ветря-
--------------------------------
1. Польза глубокой вспашки, как одной из мер борьбы с засухой, кажется, не подлежит сомнению вследствие достигаемого ею двойного результата — накопления и лучшего сбережения влаги. Припоминаю разительный пример, который мне самому случалось наблюдать. В 1867 г. Вольное экономическое общество организовало несколько опытных полей. Мне пришлось наблюдать за опытами в Симбирском уезде, где этот год отличался продолжительною засухой. Три во всех отношениях сходные участка были вспаханы на различную глубину (сохой и плугом), и одним из главных результатов окаэалось преимущество глубокой вспашки. Глубокая вспашка, очевидно, важна не только как средство для увеличения запаса воды, но и как средство для развития более глубоко идущих за нею корней.
2. Т. е., придерживаясь терминологии нашего известного специалиста этого дела генерала Жилинского, обеспечивается только водоснабжение, но не обводнение.
--------------------------------
ные двигатели качают воду в верхние этажи домов, почему бы тот же ветер не мог бы поднять воду со дна оврагов до уровня полей? Почему не заставить его возвращать корням ту воду, которую он отнимает у листвы? А солнце... почему не воспользоваться его палящими лучами для орошения полей? Известна остроумная попытка Мушо устроить насосы, действующие солнечным нагреванием, — насосы, словно сознательные существа, подающие тем более воды, чем сильнее засуха.
Основная идея солнечного насоса Мушо крайне изящна по своей простоте. Представим себе конусообразный сосуд из листового железа ABCD, продолжающийся в трубку, погружённую в воду (рис. 12). Металлическая крышка конуса (ab) вычернена и представляет поверхность солнечного нагрева. При s и d — клапаны, оба открывающиеся вверх. Представим себе, что прибор уже отчасти наполнен водой. Вследствие расширения нагретого воздуха в верхней части воронки вода закрывает клапан d и, открыв клапан s, чрез боковую трубку подымется в сосуд К, откуда чрез сифон S выльется на нагретую чёрную поверхность bа. Тогда воздух в воронке охладится и, сжимаясь, васосёт новое количество воды (закрывая клапан s и открывая d). Тем временем вода на крышке воронки успела стечь чрез b в водопровод, а вычерненная поверхность снова начнёт нагреваться солнцем, и т. д. Аппарат, как видно, действует совершенно автоматично, без всякого за ним ухода, и тем успешнее, чем жарче греет солнце. В последнее время во Франции появились солнечные насосы другой системы, принадлежащей Телье, получившие, невидимому, уже практическое применение (1). Аппарат Телье основан на нагревании раствора аммиака. Приёмником солнечного тепла (инсолятором) служит крыша изображённого на рисунке птичника (рис. 13); она состоит из спаянных между собой двух листов железного толя, промежуток между которыми наполнен раствором аммиака. Освобождающийся аммиачный газ приводит в движение обыкновенный газовый двигатель и, отработав, поглощается холодной водой и возвращается назад в инсолятор. При поверхности нагрева в 70 квадратных метров насос поднимает в час 60 кубических метров воды на высоту 10 метров (2). Такой насос доставлял бы в час на десятину слой воды в 7 миллиметров, а всё количество воды, которого недоставало в 1891 г. (с апреля до июля) полям восточной России, равнялось 69 миллиметрам. Другими словами, такой насос, действующий даровой силой солнца, доставил бы в десять часов на десятину всё то количество, которого ей недоставало в засуху 1891 г. Мы, очевидно, близки к осуществлению таких солнечных насосов, которые дают практические результаты (3). По основной идее насосы Мушо гораздо проще. Правда, они поднимают воду на сравнительно небольшую высоту полутора метров, но при дешевизне их устройства их можно расположить целые ряды постепенно возвышающимися террасами, а главное, насколько мне известно, ещё нигде не применялась другая остроумная мысль Мушо — значительно увеличить действие этих насосов, зарядив их (раз навсегда!) жидкостью с низкой точкой кипения. Простота устройства таких насосов и их целесообразно автоматическое действие при помощи даровой
-----------------------------------
1. О практическом применении насоса Мушо мне, к сожалению, ничего неизвестно. Его паровую машину, действовавшую солнцем, видели все, кто побывал на Парижской выставке в 1878 г.
2. Т. е. на 4 с лишком сажени, — высоту, во многих случаях достаточную.
3. Остаётся, конечно, вопрос экономический. Насосы Телье стоят от 3 000 до 5 000 франков. Такой расход пока, вероятно, только под силу интенсивным огородным или садовым культурам.
------------------------------------
силы заслуживали бы, кажется, чтобы над ними были произведены опыты, тем более что и необходимая жидкость у нас, кажется, найдётся под руками: это те лёгкие нефтяные продукты, с которыми наши нефтепромышленники, как приходилось не раз слышать от людей, хорошо осведомлённых, не знают, что и делать (1).
Ветер и солнце, качающие воду из оврагов, превращенных в запруды, и подающие тем более воды, чем сильнее в ней потребность, — вот радикальное, теоретически удовлетворительное разрешение вопроса о борьбе с засухой (2). Природа, превращенная в послушного автомата, как бы сознательно предупреждающего грозное бедствие ещё до его наступления,— вот идеальное разрешение задачи, на котором только и может вполне успокоиться вооружённый наукой человеческий ум.
Фантазия, воздушные замки! — скажут люди практические. Но сколько таких фантазий осуществилось уже на глазах одного нашего поколения. Электрический свет стал такою заурядною вещью, что ему смешно даже удивляться, а далеко ли то время, когда мы сбегались, съезжались издалека, чтобы на несколько минут полюбоваться диковинным зрелищем, о повсеместном, будничном применении которого, казалось, не могло быть речи? Или ещё ближе: я очень хорошо помню, как весь учёный Париж любовался вторичными элементами Планте. Для теоретиков-фантазёров сразу было понятно, чтб означают эти элементы: это электричество, запасённое впрок, электричество в кармане, электричество-товар. Скептики, как
----------------------------------
1. Сказано в 1891 г. [Примечание 1919 г. Ред.]
2. Говоря об орошении, не мешает указать и на следующее обстоятельство. Несколькими наблюдателями удостоверяется факт, что растение, получавшее в начале своего развития воду в изобилии, и в позднейшем возрасте более требовательно к ней, более страдает от засухи, легче может быть спалено солнцем. Эта привычка не представляет ничего таинственного в вполне может быть объяснена на основании известных физиологических данных. Во всяком случае, с этим фактом должно считаться при распределении орошения, если запас воды только ограниченный.
-----------------------------------
всегда, мотали головами, но не прошло десяти лет — и весь свет, учёный и неучёный, заговорил об аккумуляторах Труве. Такими ли ещё чудесами поразит нас будущее! Будем же надеяться, что те же «суховеи», тот же солнечный зной, которые иссушают наши поля, будут со временем только орошать поля наших потомков (1).
Но даже доведя свою борьбу с засухой до такого благополучного конца, человек будет только последовательно итти по пути как бы намеченному ему растением. И единственный ли это пример для подражания, доставляемый нам изучением растения? Мне кажется, попутно мы могли подметить и другой, имеющий ещё более широкое значение. Не раз в течение всей лекции приходилось нам повторять то слово, которое поставлено в её заголовке. То роковое слово «борьба», которое так часто по недоразумению, а ещё чаще с вполне определённым умыслом бросают в лицо современным натуралистам, обвиняя их в том, что вместе со словом они ввели в обиход человеческой жизни и самое понятие, оправдывая им водворение чуть не звериных нравов. Недавно мне случилось прочесть мнение одного юриста, будто учение о «борьбе за существование» в значительной мере ответственно даже за тот расцвет милитаризма, свидетелем которого привелось быть нашему поколению. Если бы это было верно, то пришлось бы допустить, что никогда ещё, за память истории, научная идея не приносила таких скороспелых и уродливых плодов. Идеи Дарвина проникли в Германию в начале шестидесятых годов, а в 1864 г. немецкие войска уже штурмовали Дюппель! Не вероятнее ли допустить, что дюппельские герои не несли в своих ранцах «Происхождение видов» и что бесполезно взваливать заслуги проповедника «крови и железа» на плечи
-------------------------------
1. Солнечные двигатели и пр. продолжают быть задачей дня, причём изобретатели идут в двух противоположных направлениях: одни добиваются возможно могучих, но в то же время и дорогих приспособлений, другие заботятся о возможной простоте и доступности (Энеас в первом, Шуман во втором направлении). Несомненно, практическими уже оказываются кухонные приборы, действующие солнечной теплотой, особенно для жарких климатов. [Примечание 1919 г. Ред.]
-------------------------------
Дарвину, — с него довольно и своих. Во всяком случае, в применении к тем фактам, с которыми мы только что ознакомились, мы могли убедиться, что на языке ботаники, к которому охотно прибегал и Дарвин, слово «борьба» означает не истребление себе подобных, а только самооборону, — победу жизни над враждебными силами мёртвой природы. И человек, казалось, мог бы смело подражать этой борьбе. Если бы свои силы, затрачиваемые во взаимной борьбе, глухой или открытой, он дружно сосредоточил на бескровной борьбе с природой, если бы хоть часть труда и знания, которые он растратил на изобретения орудий истребления — хотя бы на изобретения пороха, бездымного и дымного, который, по какой-то злой иронии, избрал символом своей изобретательности и ума, — он обратил на изучение и подчинение себе природы, то, конечно, бедствия, подобные засухам и голоду, уже давно стали бы достоянием истории (1).
----------------------------------
1. Сказано в 1891 г. Замечу, как давно люди науки угадывали будущее в предостерегали от тех ужасов, с которыми человечество борется безуспешно вот уже пятый год. [Примечание 1919 г. Ред.]
----------------------------------
