В наше время достаточно много пишут о трагических страницах отечественной биологической науки, о разгроме генетики, о навязывании мракобесных идей сторонниками Трофима Лысенко и тому подобное. Да, всё это было. Однако эти трагические события несколько затеняют предшествующий период, когда в научной периодике регулярно появлялись статьи о достижениях советских генетиков, велись рассуждения о законах наследственности, о новых подходах к селекции на основе генетических исследований. Действительно, было время, когда генетику никто и не думал объявлять «продажной девкой империализма».
Весьма примечательно, что начало 1930-х годов было если и не золотой эпохой нашей науки, то уж по праву – эпохой грандиозных замыслов, воплощавшихся в интересные инновационные разработки, чья актуальность не утрачена и по сей день. Это касается не только генетики. В свое время мы уже писали о том, что с подачи академика Абрама Иоффе физика пришла на помощь аграриям. В принципе, научные основы сельского хозяйства закладывались не только с участием агрономов. Физика предлагала здесь свою помощь самым «нестандартным» образом. Уже в те годы отмечалось ее растущее влияние на другие науки – химию, биологию, геологию, астрономию и т.д. Агрономические науки, хоть и с некоторым запозданием, но также оказались в сфере влияния физики.
Заслуга академика Абрама Иоффе как раз в том и заключалась, что он обосновал важность привлечения физических методов исследования к сельскохозяйственной практике, обосновал применение физических способов к управлению факторами урожайности и продуктивности. Этими вопросами занимались соответствующие научные организации, одну из которых возглавлял сам академик Иоффе.
В 1932 году в Советском Союзе был создан Физико-агрономический институт, в задачу которого как раз входил поиск путей и методов привлечения физики в борьбе за высокие урожаи с полей и за высокую продуктивность животноводства. С самого начала Институт должен был найти пути решения как минимум трех важнейших проблем. Первая проблема была связана с поиском возможностей искусственного улучшения структуры почв. Вторая проблема касалась использования искусственного освещения растений в условиях закрытого грунта. Третья проблема касалась влияния ультрафиолетового света на животные организмы.
Таким образом, оказывая воздействия на почву, растения и животных, Институт пытался придать им новые полезные свойства, параллельно вооружая агрономические науки более точными методами измерений.
Как мы знаем, для решения первой проблемы издавна применялись такие традиционные методы, как вспашка, боронование, культивация, посев многолетних трав и внесение в почву органических удобрений в виде навоза. Институт должен был решить проблему улучшения почвенной структуры по-новому. Основная задача сводилась здесь к тому, чтобы найти способ заполнения пор между частицами почвы специальными жидкими системами, которые после отвердевания образовывали бы механически непрочные прослойки, способные удерживать влагу. Для этого требовалось найти подходящие вещества, способные играть роль такого заполнителя. В ходе исследований выяснилось, что такими «структурными удобрениями» могут стать продукты переработки древесины. Наиболее дешевыми продуктами являются торф и отброс бумажной промышленности – сульфитный щелок. Первый дает торфяной клей, а второй – так называемый коллоид А.
Проведенные Институтом лабораторные испытания показали возможность применения указанных продуктов в полевых условиях. Так, в 1934 году в научной печати сообщалось, что на опытном участке, где были проведены работы по такому искусственному структурированию почвы, удалось получить рекордный урожай овса – 30–40 центнеров с гектара. Как комментировали специалисты Института, искусственное структурирование повышает водопроницаемость почвы и уменьшает общий расход воды за счет снижения испарения с поверхности. Изменяется капиллярная влагоемкость почвы. Даже сыпучие кварцевые пески получают комковатое строение и приобретают положительные физические свойства. Они начинают задерживать влагу и уменьшают испарение с поверхности. Всё это, так или иначе, положительно сказывается на урожайности.
Еще одни важным направлением исследовательской деятельности Института стала работа по формированию благоприятного микроклимата в условиях закрытого тепличного грунта. Возможно, немногие знают, что именно тогда, в начале 1930-х годов, наши специалисты предложили использовать прозрачную пленку в качестве замены традиционному стеклу. Многочисленные работы с такой пленкой (прежде всего, для защиты цитрусовых культур на юге страны и опыты на севере в Хибинах) характеризовали пленку с лучшей стороны. Одно из важных свойств пленки (в отличие от стекла) – возможность пропускать ультрафиолетовые лучи, имеющие огромное значение для развития организмов. На этом основании ученые рекомендовали внедрение прозрачной пленки в тепличное хозяйство страны (то же самое предлагалось сделать и в отношении зданий лечебно-профилактического направления – больниц и санаториев).
Институту удалось поучить пленку, которая была в 50 раз легче стекла и обладала высокой прочностью, что позволяло ее безбоязненно транспортировать в различные пункты страны. Необходимо заметить, что процент боя стекла во время перевозок нередко доходит до 60%, и осколки становятся совершенно непригодными для использования. Тогда как ремонт пленки в случае разрыва осуществлялся простым склеиванием.
Испытания в полевых условиях показали, что пленка обеспечивает также и защиту от излучения, то есть от отдачи тепла почвой. Кроме того, она до минимума сокращает испарение воды почвой и усиливает накопление питательных веществ, в частности, азота. На примере пленки специалисты Института убедились в существенной возможности изменять световой и тепловой режим почвы и растений. В итоге перед отечественной наукой открывались перспективы воздействия на природу в таких масштабах, о чем до тех пор никто не мог и мечтать. Сдерживала, разве что, цена такой пленки. Но ученые уже тогда работали над ее удешевлением.
Параллельно шло изучение теплофизических свойств почвы (на что до этого не обращали внимания). В ходе исследований было установлено, что мы можем не только получить точные характеристики почвы относительно уровня тепла и влаги, но и поставить вопрос о регулировании тепла в почве непосредственным воздействием на ее поверхность. В Институте был сконструирован специальный прибор, измеряющий способность почвы получать тепловую энергию. С помощью такого прибора, утверждали ученые, можно подбирать вещества, резко изменяющие свойства почвы в плане ее теплоемкости и теплоотдачи.
Помимо этого, в Институте проводились работы по выявлению наиболее экономичной - с точки зрения потерь тепла - форму поверхности. Получив предварительные результаты, ученые приступили к полевым опытам для проверки возможности задержания тепла в почве путем особой ее обработки. Аналогичные работы проводились и относительно возможностей удержания влаги в почве. В частности, Институтом изучалась возможность регулирования испарения воды. Совокупно указанные исследования были нацелены на создание такого культурного пахотного слоя, который мог бы в перспективе обеспечить наивысшую производительность почвы, то есть дать наибольший урожай нашим полям.
Как видим, отечественная физика примерно 90 лет назад создала важнейшие заделы для очень важного направления, которое сегодня прочно увязывается с темой продовольственной безопасности. И показательно здесь то, насколько современно звучат упомянутые выше исследования, равно как и их цели и задачи.
Николай Нестеров
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии