Пути в незнаемое

И вот, испытывая любопытство и надежду, ученые задают себе вопрос: как же удается клубеньковым бактериям с помощью довольно вялых ферментов, получаемых от растения, поглощать большие порции атмосферного азота?

На ум приходит аналогия.

В промышленном синтезе аммиака, где азот связывают с водородом (между прочим, все больше голосов раздается в пользу того, что и биологическая фиксация — восстановительная), катализатором служит окись железа. В свою очередь, этот ускоритель реакции еще более активизируется, когда к нему добавляют окись алюминия. В присутствии добавки азот связывается намного быстрее.

Не поступают ли точно так маленькие хитрецы? Не подмешивают ли они к основным катализаторам-ферментам, которые дает им растение, что-то свое, магическое, как окись алюминия?

Конечно, аналогия — не ответ. Но дальнейшие исследования исходят из того, что именно в расторможении, активизации ферментов все дело. Либо надо узнать, что бактерии используют «вместо» окиси алюминия, либо самим найти активизирующий состав. И тогда… Но об этом чуть позже. Прежде надо сказать, что сами-то ферменты, поглощающие свободный азот, были обнаружены группой Турчина не только в клубеньках бобовых растений, но также в стеблях и листьях. А впоследствии даже в зерновых культурах, чего уже никто не ожидал. Выходило, что в обширном растительном царстве не одно семейство избранных — бобовые, но и другие культуры могут усваивать атмосферный азот.

…Вот так просто, не повысив голоса, не меняя позы, а поводя лишь указкой куда-то в сторону таблицы, докладчик сказал:

— Не только бобовые, но и другие.

Это был стандартный образец академического сообщения, когда в вас стреляют ошеломительными вещами незаметно, с ходу. Непосвященный, пожалуй, заерзает на стуле.

А «свой» засечет удар, но не дрогнет. Не принято. Но, на наше счастье, существуют неисправимые. Они аплодируют невпопад, в перерывах между частями симфонии, когда положено благоговеть молча и весь Большой зал консерватории об этом знает; они же задают неприкрытые, всех интересующие вопросы на ученых советах: «Так что же, Федор Васильевич, выходит, Буссенго ошибался?»

Буссенго, который в глазах практики был, да и сейчас пока остается прав, теоретически ошибался, а Либих, осмеянный практикой, угадал истину.

Атмосферный азот усваивают не только бобовые, но и другие растения… Это так же неожиданно со вчерашней точки зрения, как с сегодняшней было бы: «В воде могут дышать не только летающие рыбы, но и остальные летающие существа».

Итак, растения усваивают атмосферный азот…

Скольких можно прокормить?

Все науки в наше время становятся непосредственной производительной силой. Сельскохозяйственные же науки в значительной мере всегда были практичными.

Какова же в этой связи ценность открытия Турчина?

— По нашему мнению, — говорит Федор Васильевич, — азотфиксирующие ферменты в растениях подавлены, чем и вызван низкий выход продукта. Мы выясняем характер ферментов и ищем средства, чтобы их расшатать, активизировать. Если нам удастся эти средства найти, то — теоретически — любое растение сможет фиксировать азот воздуха в таких количествах, что, как знать, не отпадет ли нужда в азотных удобрениях…

Сказанное равносильно тому, что успех будет началом новой истории земледелия.

«Вся история земледелия в Западной Европе свидетельствует о том, — писал академик Дмитрий Николаевич Прянишников, — что главным условием, определяющим среднюю высоту урожая в разные эпохи, была степень обеспеченности сельскохозяйственных растений азотом».

…Азотный бюджет почвы давно уже находится на дотации. Расходуя много электроэнергии и хорошей стали, заводы синтезируют аммиак, выпускают азотные удобрения. С каждым годом все больше и больше. В 1960 году в мире было произведено что-то около 10 миллионов тонн азотных соединений. Более 80 процентов этого количества — за счет атмосферы. Какую долю искусственного аммиака потребляет сельское хозяйство, точно неизвестно. Но что она не мала и стремительно растет — это факт. В Великобритании, как подсчитал доктор Г. В. Кук, за последние восемнадцать лет с минеральными удобрениями на поля поступило азота столько, сколько за предшествующие 102 года.

Темпы, которые изумляют и тревожат. Тем более что из 100 миллионов тонн азота, которые ежегодно берут из почвы растения, с минеральными удобрениями возвращается пока только 12 миллионов.

Дефицит связанного азота на нашей планете составляет корень проблемы пищевого белка — едва ли не самой серьезной из общечеловеческих проблем ближайшего будущего. Чтобы узнать, сколько всего человек может прокормить земля, приводят к общему знаменателю — первооснове жизни, белку — пахотные площади, урожаи, поголовье скота. В условиях, когда число едоков за столом прибавляется ежесекундно, с нарастающей скоростью, из этих подсчетов и встает проблема пищевого белка. И даже — в трактовке некоторых калькуляторов — мировой «белковый пессимизм».