Ее год рождения неизвестен. Да и вряд ли можно с достаточной достоверностью говорить о точном годе, в котором появилась новая наука. Долгий путь постоянного поиска знания, возникновения и опровержения гипотез, которые подчас казались неоспоримыми истинами, годы и годы постепенного, по крохам, накопления фактов исподволь готовят вспышку – момент возникновения истины.
И такой ярчайшей вспышкой был ознаменован 1840 год. Именно тогда была выпущена небольшой типографией ничем не примечательная, на первый взгляд, книжка немецкого ученого Юстуса Либиха «Химия в приложении к земледелию и физиологии». Посвященная, казалось бы, совсем не увлекательному вопросу – питанию растений, она была написана захватывающе ярко, остроумно, остро полемически.
Логика автора подчас убеждала читателя в правоте высказываемого значительно быстрее, чем сухие данные опытов и анализов. Соли, минеральные соли, соли, содержащие азот, фосфор, калий, кальций и другие элементы, являются пищей растений.
И началась новая эра, эра научной агрохимии, эра бурных поисков: какие растения больше требуют азота, когда им нужнее калий, что будет, если в почве не хватает железа, сколько солей выносят из почвы стебли и зерна пшеницы, много ли нужно внести в почву удобрений, чтобы пополнить эту убыль? Сотни вопросов, тысячи опытов и десятки тысяч анализов.
Анализы, анализы и еще раз анализы. Химия атаковала сельское хозяйство, лабораторный стол стал непременной его принадлежностью. Вначале все казалось очень простым: вынесено с урожаем из почвы 80 килограммов азота с поля – верни ему столько же. Рассчитывали, сколько нужно внести удобрения, и вносили. И вот тут-то и начались неожиданности: внесут азот, вырастет озимь высокая, зеленая, а зимой пропала, нет урожая.
А там, где не вносили, пусть и не много, но собирают хлеб. А на другом поле внесли удобрения, а растения совсем высохли, говорят «сгорели» под солнцем. Начались сомнения, споры. И долго они еще длились, пока не было установлено: просто вносить в почву нужные вещества, удобрять ее даже полезными солями не нужно. Необходимо не почву удобрять, а разумно питать растения. Разве можно за один раз съесть недельную порцию пищи? Нет, конечно.
А если даже и сумеешь это сделать, то ничего хорошего не получится. Пожалуй, и заболеть можно. А растения? И они страдают от переудобрения, перекормки. Подчас и болеют, и гибнут. Оказывается, здесь все важно: и дозы внесения удобрений, и сроки их применения, и способ, каким их вносить, и сочетание с другими солями. Вот, например, молодые всходы. Корневая система у них еще совсем слабая, небольшая. Если мало сейчас в почве необходимых растению элементов, задержится его рост, а то и погибнет молодой организм.
Очень важно внести сейчас в почву быстродействующие удобрения. Надо и заранее позаботиться о снабжении молодых растений необходимыми им веществами внеся их в почву при посеве, да поближе к семенам – в рядок, в лунку. Внесли обычное количество, а растение погибло. В чем дело? Различными исследователями и опытами работавшего в Харькове профессора А. Е. Зайкевича, проведенными еще в 1880-е годы.
Было установлено, что обычные количества удобрения, вносимые в почву не равномерно, а в определенные участки поля вблизи от растений, могут угнетать их, так как около корней создается высокая концентрация растворяющегося вещества. При этом содержащаяся в почве вода насыщается данной солью и становится недоступной молодому растению. А. Е. Зайкевич вдвое, втрое уменьшил дозу удобрения, вносимого в рядок, и сразу получил очень значительную прибавку урожая.
Удобрения меньше, но оно дается в нужное растению время и ближе к корням, и эффект лучше. Да и, как говорят, окупаемость единицы удобрения урожаем становится выше. Ведь одно дело – получить дополнительно один килограмм зерна от внесения одного килограмма удобрения, другое – от такого же количества удобрения получить два килограмма зерна.
Но важнее всего, применяя удобрения, учесть характер будущей продукции, ради получения которой высевается данная культура, ее количество и качество. А для этого нужно хорошо знать интимные, глубинные процессы обмена веществ, протекающие в растении, физиологию каждого отдельного элемента, используемого растением.
Так, оказалось, что азот особенно резко влияет на интенсивность процессов роста – образование зеленой массы, на накопление в растениях белков, этих важнейших для живого организма соединений. Поэтому, если возделывается какая-либо культура для получения зеленой массы (например кукуруза на силос), если нужно ускорить рост растений, к примеру озимых весной после их перезимовки, когда многие листья погибли от морозов, то без азота здесь не обойтись.
Не вырастить нам без хорошего снабжения азотом и многие овощные культуры. Особенно много азота потребляет капуста. Да это и понятно: ведь ее кочаны или, как еще их называют, вилки, не что иное как плотно скрученные листья; больше азота – интенсивнее рост, больше листьев, больше кочан. А фосфор и калий? Без них не обойтись при получении больших урожаев зерна. И тот, и другой элемент заметно влияют на нормальное развитие органов воспроизведения растений: цветков, семян, то есть, в конечном итоге, зерна.
Но зерно отличного качества, особенно пшеницу, не получишь и без азота. Если мало будет в пшенице белков, плохой из нее будет хлеб, а макароны и вовсе не получатся: разварится тесто в воде и распадутся макаронные трубочки. А белок – это опять-таки азот. Много калия потребляет картофель. Он выносит на гектаре до 300—400 килограммов калия из почвы. Из-за недостатка калия листья у картофеля развиваются плохо, и особенно замедляется рост клубней. В клубнях же идет накопление крахмала, этого ценнейшего, питательнейшего вещества.
Недаром говорят: «Эх, и разваристая картошка уродилась!». Вкусна, сытна, значит. А что такое «разваристая»? Да богатая крахмалом! Образуется же крахмал в листьях. А листья хорошо растут там, где много азота. Вот видите, о каком бы растении мы с вами ни завели речь, везде приходится вспоминать о важности азота, калия и фосфора для получения хорошего, высококачественного урожая.
Только при правильном сочетании в удобрениях всех питательных веществ можно получить хороший урожай, хотя, действительно, в каждом отдельном случае значение этих элементов в формировании урожая неодинаково. Почему мы, говоря об удобрениях, чаще всего упоминаем азот, фосфор и калий? Что это, наиболее нужные растениям элементы? Или элементы, потребляемые в наибольших количествах?
Нет. Ни первое, ни второе. Действительно, потребление этих элементов растениями довольно значительно. Но, например, кальция растения выносят из почвы намного больше, чем знаменитых азота, фосфора и калия. И правда, недостаток этих элементов резко отрицательно сказывается на растениях, но не менее губителен для них недостаток железа, бора, марганца и практически всех остальных элементов.
Так в чем же дело? А дело в том, что именно этими элементами – азотом, фосфором, калием – почва, как правило, снабжает растения недостаточно. Она не полностью удовлетворяет потребности в них растений. Вот здесь мы и подошли с вами к одному из самых существенных вопросов агрохимии:
какие же вещества следует вносить в почву в качестве удобрений? Мы уже знаем с вами, что просто удобрять почву не следует. Нужно рационально питать растения. Теперь же мы можем сказать: вносить в почву нужно такие элементы, в которых растения в данный момент испытывают недостаток для образования необходимого количества урожая нужного нам качества, – вот одно из основных правил агрохимии.
Поэтому прежде всего рассчитай, сколько и каких элементов нужно для формирования планируемого урожая, определи, сколько этих элементов содержится в почве, установи, соответствует ли их количество требующемуся и, если нет, то внеси недостающее в виде удобрения. Но и это не конец! Это лишь только начало нового разговора, новой проблемы. Да, внося в почву удобрения, мы питаем растения.
Ну а почва? Что же она, служит просто нейтральным инертным вместилищем этой пищи? Конечно, нет! И это обязательно нужно постоянно учитывать. Внося в почву удобрения, мы прежде всего и очень интенсивно действуем на саму почву. Мы резко изменяем ее свойства – структуру, реакцию (в частности, кислотность), условия жизни почвенных микроорганизмов и многое другое.
А все это небезразлично и для самих растений. Тем более, что все эти изменения далеко не всегда бывают для них благоприятны. Нерационально применяя удобрения – не вовремя внося их в почву, неправильно определяя их дозы, мы можем сильно загрязнить почву, снизить ее плодородие. Так, например, частое бессменное внесение в почву калийных солей может существенно усилить ее кислотность.
Применение большими дозами нитратных, азотных, удобрений, при которых азот не будет полностью усваиваться растениями, может привести к тому, что избыток этого азота начнет вымываться из почвы, поступать в грунтовые воды, а с ними и в воды колодцев, других водоемов, из которых берем воду и мы с вами. Вода же, богатая нитратами, неблагоприятно действует на человеческий организм. Здесь уже речь идет не просто о плодородии почвы, но и о нашем с вами здоровье. Применяя удобрения, необходимо всегда помнить об охране природы, о возможности неблагоприятных для людей изменений в ней.
Такие изменения можно предвидеть, предотвратить, но для этого никогда не следует считать, что наши поступки всегда имеют только положительный эффект. Так и с удобрениями. Очень ценные это вещества. Недаром само слово «удобрения» происходит от корня «добр» – хороший. Да, недаром и народ давно сказал: «Добро со злом одной веревочкой свито».
Вот и нужно нам, применяя удобрения, взять от них как можно больше добра и предотвратить возможное зло. Питание растений – сложный процесс, и большинство удобрений призвано непосредственно снабдить растения нужными им элементами. Однако улучшение снабжения растений пищей нередко может быть достигнуто и другими путями.
Вот, например, органические удобрения: навоз, торф, зеленая масса растений, запахиваемая в почву (так называемые сидеральные удобрения), и многие другие. Они не только увеличивают содержание в почве нужных растениям веществ, но и заметно улучшают многие важные свойства почвы, влияющие на ее плодородие.
Так, даже однократное внесение навоза может полностью ликвидировать кислотность почвы, сделать ее нейтральной. Навоз резко улучшает водные свойства почвы – ее водопроницаемость, водоудерживающую способность. Он интенсифицирует деятельность населяющих почву микроорганизмов, а в результате опять-таки улучшает снабжение растений пищей. В итоге внесение в почву органических удобрений, и особенно навоза, существенно изменяющего в лучшую сторону многие свойства почвы, на ряд лет повышает плодородие почвы, получаемые на ней урожаи.
Метко сказано об этом в народной пословице: «Добрая земля назем (навоз) раз путем примет, да девять лет помнит!». Все большие массы удобрений применяются на наших колхозных полях. Все разнообразнее становится набор удобрений, что позволяет с наименьшим побочным эффектом, а то и вовсе без него, получать необходимые прибавки урожая. Вот, например, сложные удобрения, такие, как нитрофоски и другие.
Все чаще они вносятся в наши поля. И не случайно. В них содержатся вместе и азот, и фосфор, и калий, а нередко и другие элементы – бор, марганец. Сразу, за один раз вносится в почву все, что нужно растению. Да и вредных остатков удобрений в этом случае в ней не остается: все внесенное используется растениями. Интересны бактериальные удобрения.
Например, нитрагин, содержащий в себе культуру накапливающих азот клубеньковых бактерий. Сотнями килограммов этого элемента способны обогатить почву одного поля такие бактерии. Очень эффективны и дешевы жидкие удобрения – аммиачная вода, аммиакаты. Много их в нашем распоряжении, и наша задача по-хозяйски использовать их возможности, все более и более увеличивая урожаи, улучшая качество сельскохозяйственной продукции.