Как изобрести всё. Создай цивилизацию с нуля

1. Растения используют энергию солнца, чтобы вырасти большими и вкусными.

2. Химическое вещество, которое они используют, чтобы преобразовывать солнечную энергию, именуется хлорофиллом.

3. Азот является основой хлорофилла.

Будет сильным упрощением назвать азот «волшебной едой для растений», но не чрезмерным. Это самое важное питательное вещество для растений по всему миру, и причиной того, что Венерина мухоловка и саррацения эволюционировали в по-настоящему насекомоядных хищников, стало их желание извлекать азот из всякой летающей и жужжащей мелочи.

Хорошие новости: если вы в достаточной степени живы, чтобы это читать, то атмосфера Земли полна азота. Плохие новости: растения не могут брать азот из воздуха. Вместо этого они добывают его из почвы.

И если они будут раз за разом забирать его, количество азота станет уменьшаться… и вы столкнетесь с очень серьезными проблемами.

Мы рады подробно описать вам, с какими именно.

1. С учетом того, что количество азота в почве, как и других питательных веществ, будет сокращаться, ваши посадки станут расти все хуже и хуже, пока совсем не зачахнут.

2. Вредители и болезни, привлеченные теми растениями, которые вы постоянно сажаете, будут процветать, поскольку вы обеспечиваете им постоянное жилье и питание.

3. Не меняя высаживаемую культуру, вы увеличиваете риск голода в том случае, если случится неурожай.

4. Злаки с поверхностной корневой системой не держат почву, и та будет понемногу эродировать.

5. Злаки с глубокой корневой системой оставляют меньше биомассы в почве после жатвы и тем самым возвращают в нее меньшее количество питательных веществ.

6. Ваша ферма с одной-единственной культурой будет представлять собой унылое зрелище, и вам придется есть на ужин одно и то же каждый вечер.

Чтобы избежать этих проблем, вам нужно давать почве возможность для восстановления. Если вы не в экстремальных условиях, то это делается просто: вспашите поле, но ничего на нем не сажайте целый год (на сельскохозяйственном языке это называется «оставлять под паром») и позволяйте там пастись своим домашним животным. Вспахивание убивает сорняки, а навоз и моча скота полны азота, и это поможет восстановить плодородие почвы[18]. Итак, прекрасно, ваша почва в полном ажуре. Если, конечно, вас не смущает перспектива ничего не есть целый год.

И если в этот момент вы подумали, что можете легко улучшить систему, обрабатывая только половину своих полей каждый год, оставляя вторую половину «отдыхать», то примите наши поздравления: вы только что изобрели севооборот, а точнее говоря, двухпольный севооборот.

Он выглядит следующим образом (табл. 8).

Таблица 8. Двухпольный севооборот: в него вовлечены растения и навоз

При этой системе 50 процентов ваших полей исключены из выращивания пищи, но зато она простая, надежная и позволяет вам есть каждый год. Но если вы хотите больше разнообразия и/или не желаете слышать жалобы по поводу того, что можно было бы и продуктивнее использовать землю, вы можете изобрести трехпольный севооборот.

Он работает следующим образом (табл. 9).

Таблица 9. Трехпольный севооборот. Теперь вы сажаете два раза в год и работаете в два раза больше! Что за мир!

Теперь вы сажаете и жнете дважды в год, и это требует либо дополнительного труда, либо лучших плугов (исторически отвальный плуг позволил решить задачу: смотрите раздел 10.2.3), но это позволяет вам использовать землю с эффективностью 66 процентов. Но если эксплуатировать поля дважды перед жатвой, не приведет ли это к тому, что почва будет истощаться?

Ответ связан с теми бобовыми, которые вы сажаете.

Для бобовых характерны сухие плоды, заключенные в оболочку или стручок: нут, обычный горох, соевые бобы, обычные бобы, люцерна, клевер, чечевица и арахис. Мы перечислили их все прямо сейчас, потому что вы определенно захотите использовать одного из этих плохих парней!

Почему?

Помимо того что все эти штуки вкусны, бобовые входят в число немногочисленных растений, которые могут быть хозяином определенной бактерии (именуемой ризобия, или клубеньковая бактерия, хотя вы, само собой, можете назвать ее как вам захочется), обитающей в корнях. Эта бактерия делает нечто чрезвычайно ценное, на что ни одно растение на Земле не способно само.

Она возвращает азот обратно в почву.

Более точно выражаясь: когда ризобия заражает растение, она действует как единый симбиотический организм, забирая часть углерода, который растение производит в процессе фотосинтеза, и в ответ превращает газообразный азот (N₂) в ту его форму, которую растения могут использовать (NH₃, или аммиак) и которая хранится в корнях в виде гранул. Когда вы жнете эти растения, оставляя корни в земле, то и азот, и ризобия возвращаются в почву, ожидая следующей посадки.