В поисках чуда (с илл.)

Советские ученые создали специальную установку с мощными зеркальными лампами накаливания.

Избыток тепла в ней поглощается проточной водой, циркулирующей между прозрачными стенками особой ванны-перегородки. Задерживая инфракрасные лучи, этот фильтр оберегает растения от перегревания.

В то же время он пропускает радиацию, которая обеспечивает нужную интенсивность фотосинтеза — процесса, при котором под действием света в хлорофилле, зеленом пигменте растения, углекислый газ и вода превращаются в органические соединения.

Несложная вроде бы аппаратура, а продемонстрировала высокую эффективность. Урожаи томатов удается снимать до 6 раз в год. В рекордно короткие сроки вызревают также огурцы, многие другие овощи.

В наши дни электросветокультура стала обычным делом в парниково-тепличных хозяйствах Москвы, Ленинграда, Урала, Сибири; особенно важное значение имеет она для районов Крайнего Севера.

Наряду с лампами накаливания широкое применение в качестве искусственных солнц нашли также источники холодного света. Особенно крупный вклад в развитие люминесцентной техники внесен академиком С. И. Вавиловым и его школой. Сергей Иванович (брат академика Н. И. Вавилова) — физик, но его работы сыграли свою роль и в биологии. Академик А. Ф. Иоффе — тоже физик, профессор Б. С. Мошков — биофизик, тем не менее именно они были основоположниками электросветокультуры, преобразившей сельское хозяйство. Биология породнилась с физикой, и этот союз принес замечательные плоды.

Свет — один из важнейших факторов в жизни растений. Однако выяснилось и другое: ежесуточно погружаясь на несколько часов во мрак, царство флоры не просто уступает неумолимому закону природы, не равнодушно подчиняется ему, а испытывает в этом определенную потребность. Регулярные изменения в окружающей среде от сезона к сезону, от дня к ночи (и еще более частые) вызвали ритмичность физико-химических процессор в живых организмах.

Долгое время господствовал взгляд, будто листья прекращают усваивать углекислый газ из воздуха к ночи лишь потому, что они не в состоянии делать это в темноте. Если же освещать их и дальше, то вроде бы хлорофилл должен работать по-прежнему активно. Нет! Академик С. П. Костычев и его сотрудники нашли, что даже в Заполярье, где день длится месяцами, фотосинтез регулярно приостанавливается: он протекает волнообразно — синхронно с суточным вращением Земли. То же самое наблюдается и при непрерывном искусственном освещении. Такая очередность жизненных проявлений внутренне свойственна организму. Похоже, что в его клетках тикают некие биологические ходики, с которыми соразмеряется весь уклад его существования.

Профессор И. И. Тунар обнаружил, что поглощение химических веществ корнями у томатов, подсолнечника, фасоли, кукурузы, овса также подчинено строгому ежесуточному расписанию. Возбуждение и торможение охватывают все растение целиком. Но так как любая физиологическая функция зеленого организма теснейшим образом связана с фотосинтезом и фактически полностью зависит от него, то понятно, сколь важно для согласованной работы всего живого «часового механизма» правильное чередование светового воздействия, которое, как выяснили М. X. Чайлахян и Б. С. Мошков, воспринимается через листья.

Вскрыв закономерности фотопериодизма, ученые превратили световой луч в золотой ключик, с помощью которого можно регулировать ход биологического «хронометра».

Известно, что одни культуры (соя, просо, табак, хризантемы) быстрее зацветают при коротком дне и долгой ночи, другие (например, хлебные злаки), наоборот, — предпочитают поменьше спать, подольше бодрствовать. Иногда лишние 2–3 часа темноты заметно задерживают развитие растений. С другой стороны, чересчур долгое пребывание на свету тоже вредно. Как угодить прихотям самих растений?

Физико-химические процессы, протекающие в недрах листьев и корней, стеблей и побегов, поддаются строгому учету с помощью чувствительных приборов.

В соответствии с характером зарегистрированных сигналов специальный автомат может включать или выключать осветительную аппаратуру. Впервые такое устройство сконструировано лет десять назад в Агрофизическом институте В. Г. Кармановым. Сегодня ученые и инженеры создают более совершенные установки, где по директивам самого растения регулируются еще и температурный режим, влажность воздуха, содержание углекислоты и прочие технологические параметры. Придет пора, когда появятся полностью машинизированные полуфабрики-полуплантации, где умным электронным агрегатам будут переданы все полномочия агрономов.

Светоулавливающий аппарат листьев наделен изумительным совершенством. Но его эффективность, как мы убедились, зависит от многих факторов.