Усвоение солнечной радиации биоценозами

We use cookies. Read the Privacy and Cookie Policy

Усвоение солнечной радиации биоценозами

Как известно, лишь примерно 5% сухой массы растения (стебли, ветви, листья, цветы, плоды, корни) создаётся за счёт питательных веществ, заимствуемых у почвы. Остальные 95% этой массы даёт фотосинтез (с участием углекислого газа, солнечной энергии и влаги). Если кому–то это соотношение покажется сомнительным — пусть вообразит себе 30–40-летний осокорь. Нетрудно догадаться, какой вместительной была бы пещера под осокорем, если бы доля почвы в образовании его биомассы (и по весу, и по объёму) была хоть сколько–нибудь заметной.

Однако если сопоставить — ну хотя бы с помощью банальных весов (какая профанация!) — литературу, посвященную роли почвы в образовании биомассы, с литературой, где описывается роль солнечной радиации в обеспечении жизни растений, то на долю первой придётся, наоборот, 95%, а второй достанется, от силы, 5%! Даже о паритете «годі мріяти» (нечего и мечтать). Блестящая лекция Климентия Аркадьевича Тимирязева о физиологии растений — одно из немногих исключений.

И вот подарок судьбы. Приехал я с лекцией в Первомайск–на–Буге (Николаевская область). Перед лекцией подошёл ко мне — просто познакомиться — симпатичный мужчина (из тех, что сразу приходятся «по сердцу»). Это был Олег Анатольевич Войнов, главный инженер–почвовед Николаевского проектно–технологического центра «Облгосплодородие», куратор северных районов области. Мы коротко побеседовали, и он мне дал подборку своих статей.

Пока я коротал время в поезде по дороге из Первомайска в Николаев, до меня дошло, что я держу в руках. Это были статьи об усвоении солнечной радиации биоценозами! Мне показалось недостойным «есть сало под одеялом». Я сразу же сканировал эти статьи и переслал Н. И. Курдюмову. Реакция Ника была не менее живой — он немедленно позвонил Олегу Анатольевичу и попросил материалы в электронном виде. Я вам скажу — у нас с Ником были основания «взбодриться»!

В течение многих лет Олег Анатольевич работал в академических учреждениях и, используя мощный инструментальный аппарат (тепловизоры, тепловые сканеры, инфракрасные радиометры, аэрокосмическую съёмку), исследовал усвоение солнечной радиации биоценозами и проблемы их влагообеспечения на полях Одесской, Винницкой и Николаевской областей. Было установлено, что ведущей характеристикой биоценоза, определяющей степень усвоения радиации и уровень влагообеспечения, является так называемый листовой индекс (ЛИ) — отношение общей площади листьев к площади, занимаемой биоценозом. И Олег Анатольевич нашёл, что оптимальное поглощение радиации наступает при ЛИ, равном 4!

Потрясающий результат! Не бахвалясь и не примазываясь, скажу, что для меня этот вывод не стал неожиданностью. Предощущение чего–то такого в моей голове бродило, но… в правом полушарии. Олег Анатольевич твёрдой рукой перевел его в левое полушарие — из иррациональной сферы в рациональную.

Изучение данных по трём областям за 20 лет дало два неожиданных результата:

• от снижения ЛИ с оптимальной 4 до 1,1–1,2 урожай снижается вчетверо;

• на полях с сопоставимым ЛИ в засушливые годы (по сравнению с удовлетворительными) урожай снижается лишь на 25%.

Здорово смотрится рядом эта парочка! Бог милостив: своими руками, не обеспечив приличный листовой индекс, мы можем снизить урожай вчетверо, а не зависящая от нас погода — лишь на четверть! Стало быть, и повысить урожай вчетверо — в наших руках, а пенять на погоду — полноте! Воистину «У природы нет плохой погоды».

Скрупулёзный анализ позволил Олегу Анатольевичу выявить механизм определяющего влияния низкого ЛИ на снижение урожая. При малом ЛИ и, следовательно, при недостаточном проекционном покрытии почвы листьями, солнечные лучи достигают её. Будучи (практически) абсолютно чёрным телом, наши черноземы полностью поглощают радиацию — во всём солнечном спектре. И излучают обратно около 97% поглощенной энергии, но — в тепловом диапазоне. Если бы это происходило, к примеру, на паровом поле, то дополнительно подогревался бы окружающий воздух — вот и вся беда. А на занятом поле растения, подогреваясь снизу, оказываются как бы на «раскалённой сковородке». И испытывают жестокий тепловой стресс!

С помощью листьев, усиленно испаряя воду, растения могут противостоять тепловому стрессу. Эта способность растений удивительна: они могут понижать температуру на 8–10 градусов! Но какой ценой? Победа бывает пирровой — это как раз об этом случае.

Зерновое поле с оптимальным ЛИ на каждый центнер урожая расходует примерно 5 миллиметров воды. А на поле с ЛИ, близким к 1, на те же цели уходит уже 50 миллиметров воды! Расход воды увеличивается в 10 раз! Не по делу, не для нужд фотосинтеза, не для накопления питательных веществ, а для защиты от неблагоприятных условий, для того, чтобы просто выжить, уцелеть на «раскалённой сковородке»!

Какая коварная цепочка: сначала голая земля (хотя бы в междурядьях), потом поливы (не для нужд фотосинтеза, а для снятия теплового стресса у растений), а под конец — солончаки, эрозия почвы и прочие «прелести».

Насколько вовремя свела меня судьба с О. А. Войновым! В аккурат к самому жестокому лету! И если мой огород практически не пострадал от адского пекла, то это прежде всего от того, что я ни на минуту не забывал о работах Олега Анатольевича: сознательно и целеустремленно добивался того, чтобы листовой индекс был, по крайней мере, приличным (фото 50, 51). Благодаря Олегу я могу, не кривя душой, продолжить прелестный стих Эльдара Рязанова: «Всякая погода — благодать!». Нет у меня оснований жаловаться даже на небывало «пылкое» лето-2010.

50. Разнотравье в картошке: горох, «самовольно» выросшие. адовая лебеда, ромашка, ячмень

51. На картофельной грядке — шапки цветоносов лука и овсяного корня. Лук был посажен осенью на челень для весны, а овсяной корень специально оставлен для семян

Естественно, я делаю всё, чтобы мои слушатели осознали важнейшую роль листового индекса как средства «управления» радиацией. Удивительно, но они признают эту роль сразу и безоговорочно. Многие мои рассуждения воспринимаются как эпатажные (а подчас — и как надуманные). Но — не про листовой индекс. Видно, что они ложатся на подготовленную «почву».

Я думаю, что благожелательному настрою слушателей способствует то, что у многих из них ещё в памяти те времена, когда инженеры, студенты, доценты и прочие заведующие лабораториями, словом, те, кто был вне рядов гегемона, убирали осенью урожай на колхозных полях. И все поголовно помнят, что собирали во–о–от такие перцы, помидоры, баклажаны, и уже больше никогда таких перцев, помидоров, баклажанов не встречали (в том числе — ив своих огородах). Все видели, что эти плоды росли в бурьянах выше головы. И как не быть таким бурьянам, если прополка приходилась на время отпусков у инженеров и экзаменационных сессий у студентов и доцентов, и эта нуднейшая работа ложилась на плечи школьников. Надо ли говорить о «качестве» этой прополки? А как нервничали из–за этого «качества» классные руководители!

Обосновывая своё давнее сдержанное отношение к прополке, я припоминал именно перцы в бурьянах на колхозных полях. Но эта ссылка — в глазах слушателей — была скорее эмоциональной, чем доказательной. Этот феномен вспоминался как курьёз («да, бывает»), и тут же забывался. И только теперь, и притом легко, приходит понимание, что школьники, сами того не ведая, своей работой «халам–балам» обеспечивали… высокий листовой индекс и, как следствие, приличный урожай.

Олег Анатольевич пошёл дальше. Он указал систему мероприятий, формирующих нужные листовой индекс и проекционное покрытие (имеются в виду зерновые поля):

• перекрёстный посев;

• выбор правильного направления посева;

• использование стартовых удобрений;

• выбор оптимальной густоты стояния растений;

• мульчирование почвы;

• подбор культур с нужными биологическими особенностями.

Адаптация этих мероприятий к условиям огорода даёт такую картину.

Перекрёстный посев обеспечивает более равномерное размещение семян по площади. А в огороде — просто напрашивается отказ от рядов и междурядий, т. е. замена рядового сева севом вразброс (фото 23). Об этой замене подробно говорилось в пункте «Дай мне зоркости узреть…» (часть 1).

Правильное направление посева — это, по мнению Войнова, направление рядков с востока на запад. Напомню, что Олег Анатольевич исследовал большие площади, сев на которых осуществлялся с помощью техники, и был, естественно, рядовым. Так вот, в самые жаркие полуденные часы надёжнее всего прикрывают почву рядки, направленные с востока на запад (а не с севера на юг, как пишется в большинстве книг про огород), Роль такого выбора — не пустячная: в опытах Олега Анатольевича кукуруза, посеянная с востока на запад, в засушливые годы давала урожай, на 20–25% больший, чем та, что была посеяна с севера на юг.

Забавное совпадение цифр: поворот направления рядков компенсирует потери от засухи. И вновь — у природы нет плохой погоды!

Всё это справедливо и в огородах, но — при отказе от рядков вместе с ними уходят и заботы об их направлении.

Стартовые удобрения должны помочь растениям обзавестись обильной листвой прежде, чем наступит неблагоприятная для растений жара. Они нужны даже в случае, если почва кажется достаточно плодородной. Для ускорения вегетации на старте можно замульчировать посадки компостом (лучше «живым», незрелым), подкормить «чаями», полить почву ЭМ-раствором, посыпать «бокашиками», обложить растения ЭМ — «силосом». «Кашу маслом не испортишь», и поэтому ещё раз напомню о необходимости соблюдать осторожность: если ускоренное выделение питательных веществ не будет поддержано адекватным количеством воды, то листва в процессе фотосинтеза может страдать («гореть»). Поэтому применять «допинг» надо после дождя или полива.

Раньше я считал, что, применяя ЭМ-препараты, надо иметь в виду возможность потери одного из ценнейших качеств органических удобрений — постепенного поступления питательных веществ. Дескать, сейчас будет «густо», а позже «пусто». Теперь же (под влиянием работ Олега Анатольевича) неравномерность «поставки» питательных веществ выглядит оправданной.

Выбор оптимальной густоты стояния растений влияет, прежде всего, на расходование влаги.

Необходимо придерживаться такого общего правила: чем меньше плодородие почвы, тем большей должна быть густота стояния, чтобы компенсировать недостаточность развития растений. При механическом севе нужной густоты добиваются регулировкой сеялок.

А в огороде подходящая густота стояния обеспечивается таким образом. Во–первых, если при севе вразброс придерживаться того же расхода семян на заданную площадь, что и при севе рядками, то на грядке не будет сгустков семян, и на ней останутся те растения, которые были бы удалены при прорывке. А во–вторых, уходя от монокультуры, мы сеем (или сажаем) на той же грядке уплотняющие культуры, и, естественно, повышаем густоту стояния растений.

Увеличения густоты не надо бояться. Представим, что вместо двух монокультурных грядок, засеянных чернушкой и морковью, созданы две смешанных грядки, засеянные смесью тех же семян лука и моркови. Растениям кажется, что густота стояния уменьшилась, поскольку у лука и моркови корневые системы разные и по–разному распределены во времени потребности во влаге, в питательных веществах, в свете. Можно увеличить норму высева: на смешанных грядках растения могут стоять гуще, чем на монокультурных, и при этом не страдать от тесноты.

Естествен вопрос: «А как всё–таки добиться — практически — оптимального листового индекса?». Разумеется, определять ЛИ без оснастки, что была у Олега Анатольевича, — трудно. Надо «набить руку», научиться «провидеть» грядку такой, чтобы солнечные лучи не попадали на землю. Именно такой совет даёт Олег Анатольевич. Естественно, в начале вегетации это невозможно, и Олег Анатольевич называет (для «подопытных» культур) такие ориентиры: почва под кукурузой должна быть «спрятанной» от солнца ко времени выброса метелки, под колосовыми культурами — к стадии выхода в трубку, под подсолнечником — к началу образования корзинки. Что касается традиционных огородных культур, то здесь может придти на помощь чутьё огородника. Во всяком случае, почву надо затенить до наступления жары. И лучше, конечно, двумя днями раньше, чем одним позже.

Мульчирование почвы рассматривается обычно как приём, который предохраняет почву от испарения, прикрывает корневые зоны от перегрева и вообще модерирует температуру почвы, глушит сорняки и препятствует водной и ветровой эрозии почвы. Однако к перечню «заслуг» мульчирования надо отнести и способность компенсировать возможный недобор листового индекса (фото 52–55).

52. Голая земмля у перца тщательно замульчирована

53. Картошка со свёклой и льном. Дефицит листового индекса компенсируется мульчей. Как кстати были бы здесь сорняки…

54. Если мульчировать клубнику (strawberry (англ.) — соломенная ягода), то так, как это делает Татьяна Потапова под Полтавой — не жалея соломы!

55. Видно, что клубнике на соломе хорошо!

Только следует иметь в виду, что мульчировать нужно не только (и даже не столько) лунки, сколько междурядья — из–за них, главным образом, растения оказываются на «раскалённой сковородке». Поскольку ранним летом, когда возникает нужда в мульчировании, мульчирующие материалы, как правило, в дефиците, надо с помощью сидератов создавать, а потом оберегать «войлок», прикрывающий почву. «Войлок» спасает огородника и от забот о мульчирующих материалах, и от возни с расстиланием их.

Нелишним будет напомнить, что мульча — хоть полёгшие сидераты, хоть настилаемые материалы — важнейший поставщик свежей органики, определяющей плодородие почвы. Т. е. мульча — это «два в одном»: и «секьюрити», и удобрение.

Подбор культур с нужными биологическими особенностями призван растянуть период с комфортным листовым индексом. Нужно чередовать ранние и поздние, высокие и низкие культуры, сеять «сменщицу», когда сменяемая культура ещё не убрана, имея в виду главную цель: землю ни на минуту не надо оставлять голой. В следующей части книги будут приведены конкретные примеры такой «игры».

Неожиданно высокая солнечная активность летом 2010 года заставила шире взглянуть на проблемы радиации. У многих культур горели листья от прямой, а не отражённой радиации. Страдали даже яблоки, не заслонённые от солнца, не говоря уже о салатах, ботве картошки и огурцов, плодах перца, листьях капусты и других культур.

Понадобилось думать не только об оптимальном усвоении радиации биоценозами, о предотвращении перегрева растений отражённым от поверхности земли теплом, но и о защите растений от прямых солнечных лучей, т. е. о создании подобия зонтика над растениями или частокола, продвигающего в течение дня волны тени по растениям и снижающего интенсивность радиации до разумных пределов.

Простейшим решением этой проблемы представляется уплотнение посадок культурами, которые следовало бы назвать «бодигардами». И, подобно телохранителям VIP-персон, растения — кандидаты в «бодигарды» — должны пройти своеобразный «кастинг», отбор. Кандидаты должны удовлетворять четырём обязательным условиям:

• иметь более высокий, чем у охраняемой культуры, рост и одновременно раскидистую и разреженную листву;

• быть устойчивыми к радиации, не страдать от прямых солнечных лучей;

• быть менее скороспелыми, чем подзащитная культура;

• быть агротехнически совместимыми с охраняемой культурой.

Разумеется, перечислены не все обязательные требования, т. е. те, что надо соблюдать во что бы то ни стало.

К примеру, конопля (разумеется, я имею в виду коноплю посевную, а не коноплю индийскую, называемую ещё марихуаной) смогла бы быть прекрасным защитником всех без исключения культур, всего огорода. Как красиво он бы смотрелся! Но не видно, как отбивался бы огородник от милиции. Не каждый же милиционер отличит марихуану от обычной конопли. Так как сформулировать соответствующее требование? «Участковый милиционер должен иметь высшее агрономическое образование»?

Ещё пример трудно формулируемого требования. Безусловно хороши экстерьером полыни: и серебристая, и чернобыльник, и даже амброзия. Но только в пьяном бреду можно было бы призвать их на помощь. И как сформулировать требование, которое позволило бы отсеять полыни? «Пьющий земледелец должен знать меру»?

Но и те требования, которые удалось сформулировать для «кастинга», — вроде бы прозрачные, не чрезмерные — удовлетворить непросто.

Если растение–защитник само не выдерживает радиации, то что в нём толку? К примеру, у космеи, садовой лебеды, кукурузы — подходящие «внешние данные», но в лето?2010 они «горели».

Малорослый защитник не сделает зонтика над подопечными растениями. В то же время листва не должна образовывать плотную тень: она должна не лишать растения солнечного света, а лишь ослаблять радиацию — вот задача защитника. Космея, например, не прошла бы «кастинг» не только потому, что сама «горит», но ещё и потому, что даёт слишком плотную тень.

Опять же — какой толк в скороспелом защитнике? Он должен дождаться окончания вегетации подопечного растения или наступления мягкой поры, когда отпадёт нужда в его услугах. К примеру, хорошим защитником для лука был бы редко посеянный кориандр. Луку и кориандру было бы уютно вместе во всех смыслах. Если бы не один «пустячок» — кориандр созревает (и усыхает) намного раньше лука.

56. Раскидистые листья бамии, высокий рост и тропическое происхождение обеспечивают эффективную защиту соседних растений от палящего солнца

Наконец, проблемы может создать агротехническая несовместимость защитника и подзащитного. Нет, по–видимому, лучшего защитника для всего (почти) огорода, чем бамия (фото 56). Сколько бонусов! Прежде всего — необыкновенное украшение огорода в течение всего лета и осени. На мой взгляд, цветы бамии — самое совершенное божье творение. Далее идут:

• непрерывный поток нежнейших стручков для супов, соте, яичницы, заготовок на зиму;

• устойчивость к радиации (ещё бы: бамия, как никак, — тропическое растение!);

• рост до 1,5 м;

• плодоношение до самых заморозков и даже после них;

• разреженные листья, являющиеся чем–то средним между листьями каштана и канадского клена;

• агротехническая совместимость почти со всем огородом.

Правда, бамию–тропиканку надо поливать, но она того стоит.

Словом почти в конце перечня я хотел упрекнуть бамию в том, что не поднимается рука использовать её, например, для защиты картошки. Дело в том, что когда придёт время копать картошку, бамия будет в самом соку: она ещё может цвести и давать стручки целых два месяца. Однако, копая картошку, трудно не повредить соседку–бамию. А жалко.

Удачным защитником растений (в том числе и картошки) представляется сорго. Только — хлебных сортов, т. е. не то высокое, с раскидистой метёлкой, которое на Украине зовут «віниччям», а более приземистое, с достаточно плотной метёлкой, толстым (почти кукурузным) стеблем и с листьями, не усыхающими до самых морозов (фото 57, 58). Правда, надо иметь в виду, что это сорго склонно к кущению (у кукурузы тоже есть эта склонность, но — мизерная), и тень может стать избыточно плотной. Вот только не знаю, считать ли склонность к кущению недостатком. Ведь как только тень от сорго станет слишком плотной, пасынки можно выломать и «за так» усилить ими мульчу.

57. В усадьбе В. Б. Фалилеева. В правом верхнем углу — хлебное сорго. Редко посеянное сорго способно создать негустую комфортную тень для соседних растений

58. Там же… Колоновидная яблоня уже на первом году дала «неслыханный урожай». Слева — куст хлебного сорго

Как ни странно, но выстоял в необычайно знойное лето и высокий салат, семена которого привезены из Краметерхофа — альпийского поместья Хольцера. Я, правда, не знаю названия этого салата. Его листья, поочередно отходящие от стебля, напоминают листья артишока (фото 59). Самое удивительное, что у него (салата!) очень большой вегетационный период, и его листья можно (и нужно) обрывать всё лето.

59. Достойный «телохранитель» для растений — альпийский салат (растёт на грядке чернушки, посеянной вразброс)

Задачу выбора растений — «бодигардов» можно несколько облегчить — искать растения, способные защитить конкретного «хозяина».

Например, хороша «экстерьером» щирица. Она могла бы защищать невысокие растения (лук, морковь, свёклу). Но у неё — короткий вегетационный период. А вот культурные сорта, обычно называемые амарантом, и повыше сорной щирицы, и не такие скороспелые, и уже могут защитить, например, картошку. Какая живописная картина: рубиновые пятна амаранта в зелёной ботве! Амарант не только не жалко (не в пример бамии), но даже нужно при копке картошки отправлять в компостную яму. У него как раз к этому времени созревают, но ещё не высыпаются семена.

Успешными защитниками могут быть высокие чернобривцы, майоры. Вполне могла бы выступить в этой роли лебеда садовая, правда, она сама ищет, кто бы её защитил.

Для картошки В. Т. Гридчин предложил такую изящную «персональную» защиту. Сразу после посадки картошки, до мульчирования, нужно редко посеять редьку масличную (очень редко, по 4–5 зёрен на 1 кв. м), замульчировать грядку, и больше на редьку не обращать внимания. Она вырастет выше картошки, будет ей надежной защитницей от радиации (даже если сама слегка поджарится), потом обсеменится (примерно ко времени копки картошки), обсыплется, падалица вскоре взойдёт, и поле уйдёт в осень в сидератах — без сева, самосевное. Чудесный трюк! Предупредительная получается у картошки радиазащитница — она готова защищать не только картошку, но и поле осенью и зимой! Работает круглый год!

Нелишне заметить, что редька сеется по картошке не взамен, а в дополнение к другим уплотнителям. Скажем, лён как защитник от радиации — никакой, но колорадский жук может пролететь мимо картошки именно из–за льна.

Помидоры проявили себя отличным защитником для шалота (фото 60). Особенно эффективной оказалась «опека» помидоров над морковью (фото 61).

60. Шалот в помидорах

61. Морковь, выросшая под покровом помидоров

Ниже, в пункте «Летние посадки огурцов» (часть 3) будет рассказано ещё об одном «персональном» защитнике — для огурцов.

Получается что–то вроде домашнего задания читателям: приглядываться, какие из доступных растений смогли бы выступить в роли защитников, искать их самим, а не хвататься сразу за телефонную трубку и просить выслать семена. Я уже просто остерегаюсь сказать доброе слово о каком–нибудь растении (а так хочется: для меня все они — Божьи творения).

Звонит мне однажды с Ивано—Франковщины симпатичный (судя по голосу и манере общения) мужчина и просит прислать семян космеи. Дескать, если это меня не затруднит, он вложит в письмо готовый конверт с адресом и т. д. Попросил его выглянуть в окно. «Отаке бачіте?» — «Бачу». — «Отакі квітки («цветы»)?» — «Так!» — «Адже ж оце саме вона, космея!». И долго смеялись мы над этим конфузом: нет, по–видимому, ни одного огорода на Украине, где бы не было этого неприхотливого растения, известного ещё под названиями космос, нечёсаная барыня, лохматая барыня и др.

Словом, если не хочется копать картошку уже готовой сваренной, снимать сгоревшие перцы и, скорее, усохшие, чем созревшие, семена с разных маточников, если вы не можете удовлетвориться по итогам сезона одними арбузами (а им чем жарче, тем лучше) — выбирайте защитников по душе и рассевайте и рассаживайте их там и сям. С таким расчётом, чтобы солнце смотрело на растения как бы через кисею.