Осторожно: TERRA! - Юрий Новиков

Так человек прерывает связь, которой скреплена сама жизнь. Конечно, трудно рассчитывать на то, что можно «вписать» весь его современный быт, шумный городской уклад со все более интенсивно развивающейся промышленностью в этот извечный естественный круговорот веществ. Вписать невозможно, а вот попытаться вернуть земле все из нее взятое — да, можно. И Либих формулирует свой знаменитый закон возврата.

Чтобы почва сохраняла свое плодородие, необходимо восполнять ее потери в минеральных веществах в форме искусственных удобрений. Как это сделать? Элементарно просто. Произведите химический анализ снятого урожая растений. Это позволит установить, что, скажем, с каждой тонной кукурузы из земли выносится около 14 килограммов азота, почти 3,5 калия, 1,5 серы, 2,5 фосфора, около килограмма магния и т. д.

Посчитали? А теперь извольте вернуть взятое — ну хотя бы в виде искусственных минеральных удобрений.

Видите, как все просто? С точки зрения Либиха, почва — что коммерческий банк: если не делать вклады, не будет и процентов, можно и прогореть. Возвращайте долги, зарывайте капитал в землю — и ваше будущее обеспечено, вы будете жить на проценты с капитала как самый добропорядочный рантье.

Либих не ограничился пропагандой своей теории. В полном соответствии с духом времени он пустился в предпринимательство, создал первую фабрику искусственных удобрений в Олендорфе, из стен которой выходили специальные смеси — туки, составленные со скрупулезной немецкой точностью по рецептам Либиха. Такое аптекарское отношение к нуждам земли прямо-таки окрыляло зажиточных бауэров, а ученых заставляло спешить с экспериментами — копошиться в золе растений, щелкать на счетах и подбивать сальдо под графами дебет-кредит…

Очень скоро было обнаружено, что на первое место среди минеральных удобрений должны быть поставлены азотистые туки. Источником азота в почве является процесс разложения отмерших растений и животных. Таким образом, увозя урожай с поля, мы прежде всего похищаем из почвы азот.

До момента открытия фабрики в Олендорфе единственным широко распространенным методом возврата азота было внесение навоза. Правда, еще древние римляне обнаружили, что посевы многолетних трав, как, например, бобовых, повышают в последующие годы урожай основных культур. Травы нередко прямо запахивали в почву, называя эту операцию «зеленым удобрением». Как обнаружили химики, причиной в обоих случаях является прекращение «азотистого голодания».

Позже обнаружили, что азот поступает к растению и непосредственно из воздуха (той же технологии придерживаются все современные азотные химкомбинаты). Главную роль здесь играют бактерии, живущие в особых клубеньках на корнях многолетних трав. Живут они в мирном симбиозе — сожительстве — с растением: листья снабжают и растение, и бактерии азотом и углеводами. Накопленные бактериями запасы азота высвобождаются при разложении старых клубеньков и корней растений или выделяются клубеньками непосредственно в почву. Так обеспечивается возврат и даже накопление азота в почве в естественных условиях.

В том искусственном мире, который мы незаметно для себя строим на нашей планете, возврат азота в почву осуществляется главным образом с помощью искусственных удобрений. Многое также дает геология и производство кокса и натриевой селитры.

Следующее по важности место занимает фосфор. Положение с ним несколько хуже, чем с азотом. В воздухе этот элемент не содержится, а в почве его довольно мало. Достаточно всего нескольких десятков лет непрерывной эксплуатации земли, чтобы запасы фосфора в ней были полностью исчерпаны. В связи с этим многим ученым проблема убывания природных запасов фосфора казалась куда более серьезной, чем угроза энергетической гибели человечества из-за истощения залежей угля и нефти.

Фосфор отчуждается из почвы вместе с растением и накапливается в костях животных и человека. В «долибиховский период» именно кости и составляли основу фосфорных удобрений. Ценились они достаточно высоко. Так, например, после наполеоновских войн гордые победители-англичане взимали контрибуцию с побежденных их собственными костями. Скелеты массами вывозились с полей битв для того, чтобы быть превращенными в костяную муку и рассыпаны прахом по полям Альбиона. Впоследствии этот опыт повторили германские фашисты…

Костяная мука — ценнейшее удобрение, ее источником являются бойни и рыбный промысел. Последнее обстоятельство, между прочим, существенно подрывает запасы и в недавнее время привело к падению (в несколько раз!) количества вылавливаемой сельди в северных морях, омывающих Европейский континент и Исландию.

Главным источником фосфора в настоящее время являются залежи фосфоритов, а также металлургическая промышленность, поставляющая сельскому хозяйству так называемый томасшлак.

Фосфора в почве мало, и он почти не возвращается в нее с навозом (возврат, как показали исследования досужих либиховцев, не превышает 40–43 процентов). Зато калием земля снабжена в избытке. В средней по качеству почве пахотный горизонт содержит до 30 тонн калия на одном гектаре. В подпахотном же слое его еще больше. И тем не менее многие почвы нуждаются в калийной подкормке. Дело в том, что большая часть этого элемента находится в «неудобоусвояемых формах», то есть в химических соединениях, являющихся, по мнению капризного растения, невкусными.

Древнейшим и полезнейшим искусственным калийным удобрением является зола деревьев (вспомните подсечное земледелие). Хорошо восполняют потери калия навоз и зеленое удобрение.

Все эти естественные удобрения покрывают большую часть потребностей сельского хозяйства. И тем не менее производство искусственных калийных удобрений год от году растет…

Конечно, рассказ о значении тех или иных элементов в жизни растения можно было бы вести еще очень долго. В недавнее время, например, обнаружили полезность внесения так называемых микроэлементов. Оказалось, что медь в ничтожных количествах повышает стойкость хлорофилла в листьях, молибден и кобальт способствуют лучшему усвоению азота. Как мы уже говорили, растение не склонно к чревоугодию. Но его можно считать гурманом: по крайней мере, специй к его столу подавать надо немало.

Либих стоял у истоков развития агрохимии и современной индустрии минеральных удобрений. Правда, задолго до него земледельцы вносили в почву все, что нужно: золу деревьев, ил рек и озер, кости животных, навоз. Однако всех этих источников органических веществ хватало лишь до поры до времени, до тех пор, пока почва была еще не выпахана, пока можно было периодически оставлять ее в покое, пока были запасы целины.

С развитием городов и специализацией сельского хозяйства процент возврата в почву взятых из нее элементов падал все больше и больше. Почвы выпахивались и беднели. Началось использование искусственных минеральных удобрений на наиболее истощенных почвах Центральной Европы. Не случайно именно в Германии — стране с весьма значительной плотностью населения и весьма интенсивным земледелием — возникло учение Либиха.

Но, несмотря на всю безукоризненность расчетов автора минеральной теории, земля отказывалась подтвердить получение взносов. Более того, кое-где на полях, неумеренно обработанных изделиями Олендорфа урожаи резко упали. Последовало банкротство — фабрика закрылась. Именно к этому периоду и относится выше цитированное письмо Либиха, в котором он выражает желание повеситься.

Помимо закона возврата, Либих предложил еще и «закон минимума». В соответствии с ним почва обязывалась вести себя в точности как банковский механизм, давая пропорциональный прирост урожая на каждую новую долю внесенного удобрения. Вносить же в землю рекомендовалось те элементы, которые были в ней в минимуме (не хватает калия — вноси калий, нет магния — давай магний!). Внешне все было абсолютно логично. Но в земледелии много раз логика как до, так и после Либиха подводила ученых.

Уже самые первые последователи Либиха принялись строить диаграммы и выводить математические зависимости. Соотношения между вносимыми химикалиями и урожаем выражались, к полному удовольствию научной общественности, в виде формул. Поддерживалась иллюзия, что земледелие становится точной и математизированной наукой.

К огорчению увлеченных исследователей, первое же следствие математизации обратилось против агрохимии Либиха. Вместо прямой линии на всех диаграммах «удобрение — урожай» получалась весьма хитроумная кривая — сигмоид. Вначале прибавление урожая с внесением питательных веществ было даже больше, чем предсказывала теория, затем некоторое время устанавливалось пропорциональное соотношение, вслед за тем кривая начинала все больше и больше уклоняться от предписанного ей направления. Она вывозила явно «не туда»: урожай прекращал увеличиваться, а затем и вовсе падал до прежнего минимума.