Нужны ли формулы листьям и земле!

Писатель Олег Николаевич Писаржевский имел при себе записную книжку, куда заносил самое удивительное и невероятное из того, что его поражало. Как-то раз, когда мы с ним отчаянно спорили о джазе (он был большой любитель и редкий знаток джаза), он совершенно неожиданно прочитал вот такую запись:

"Международный конгресс ботаников. Работы Сингха и Паниаха (Индия). Встречены со смешанным чувством недоумения и восторга. Каждое утро индийские ученые устраивали для одного из водяных растений типа элодеи двадцатипятиминутный концерт. Они наблюдали под микроскопом изменения, которые происходили в протоплазме листьев под действием музыки, и обнаружили полное соответствие жизненных ритмов развития растения и музыкального на него воздействия. Аналогичным исследованиям была подвергнута мимоза. Мимоза "озвученная" в полтора раза превзошла по интенсивности роста выращиваемую в тишине.

Музыка и рост растений.

Наука поистине может научить удивляться".

Да, наука может научить удивляться.

Слышали ли вы, что сыворотка из крови людей, больных кататонической формой шизофрении (проявляющейся в длительной скованности), вызывает и глубокую заторможенность у животных и даже инфузорий? Но если бы только это! Растения, получившие такую сыворотку, перестают... поворачиваться к солнцу.

А недавно я прочитал об интересных экспериментах советских ученых. Ни в одной лаборатории мира не удавалось получить ничего подобного. Вот описание этих опытов.

Из стебля тыквы выделяли токопроводящие пучки и подсоединяли к ним микроэлектроды. Затем разными способами раздражали корень растения, например, слегка надрезали его. И уже через тридцать - сорок сантиметров от места раздражения в считанные секунды появлялся электрический импульс: на экране осциллографа возникал всплеск.

Это могло означать только одно: от места повреждения вверх по стержню устремился сигнал, электрический импульс. Вывод - растения обладают своеобразной "нервной системой" и, как животные, откликаются на внешние раздражения.

Мало того, растения, как и животные, как и мы с вами, подчиняются ритмам жизни. Они, как и мы, устают и нуждаются в ночном отдыхе.

Еще удивительнее предположение (основанное на опытах), что в растениях заложены элементы памяти и что растения принимают сигналы и по специальным каналам передают их в определенные центры, где перерабатывается информация и подготавливаются ответные реакции. Эти центры могут находиться в шейках корней, которые являются своеобразным сердцем растений. Корень, так же, как и сердце, сокращается, у него есть фазы возбуждения и торможения.

И уже, казалось бы, на грани фантастики лежат выводы о наличии у растений своего языка, об умении их реагировать не только на угрозу собственному благополучию, но даже на кризисы других родственных им и находящихся поблизости организмов! Известно, например, что пораженные и больные деревья излучают инфракрасные лучи в большем количестве, чем здоровые, - больные деревья лихорадит, у них повышенная температура.

Если разгадать работу зеленых нервов растений, можно подойти к заманчивой проблеме - управлению ростом.

Об этом когда-то мечтал знаменитый наш физик А. Ф. Иоффе, директор первого в мире Института агрофизики. Он с уверенностью говорил, что человек, применив в агробиологии тончайшие методы физики, химии и математики, овладеет внутренними процессами живого организма и станет хозяином взаимодействия растений с внешней средой.

Сегодня в лаборатории вместо растения в окружении традиционных колб, ступок, фильтров и пробирок можно увидеть растение в окружении миниатюрных регистрирующих датчиков. От них не ускользает ни одно жизненное проявление в зеленом организме и все, что происходит вокруг него. Обширные данные, подробную информацию круглосуточно регистрирует автомат. Ученый-исследователь в любой момент может получить у него динамический паспорт жизни растения.

Пока научились управлять только простейшими растениями. В Красноярском институте физики автоматически регулируют рост хлореллы. Хлорелла - одноклеточная водоросль. Ее рост - это простое деление клеток. Хлореллу помещают в сосуд, где она плавает. Рядом ставят измерительную систему. Сквозь сосуд, значит, и через хлореллу пропускают световой луч, который падает на фотоэлемент. По степени рассеивания луча определяют концентрацию клеток хлореллы в жидкости. Установка подкармливает растение светом и минеральными веществами, пока не заставит хлореллу дать наибольший прирост. Автомат запоминает наивыгоднейший режим и ведет процесс только на этом уровне.

Опыты идут от простого к сложному. Со временем управление применят не только к простейшим растениям, но и к высшим.

Пятьдесят родительских линий кукурузы могут дать 1225 простых и 690900 двойных гибридов. Как определить наилучший вариант из этих скрещиваний? Электронная вычислительная машина находит по имеющимся признакам родительских сортов 40 - 50 наилучших вариантов. Отобранные гибриды испытываются на полях. Их отличает высокая урожайность, большое содержание жира и протеина в зернах, стойкость против вредителей.

Известно, что жизнь человека коротка, а вывод нового сорта растений - дело чрезвычайно длинное и сложное. Недаром никто не говорит: "Труд селекционера". Говорят - "искусство" и сравнивают селекцию с ваянием. Селекционер, подобно скульптору, работает над новой формой. Свое "произведение искусства" он должен найти среди миллионов растений. Раньше поиск шел, да часто еще и теперь идет эмпирически. Главный инструмент здесь - терпение, наблюдательность, тренированная память и то необъяснимое чутье, которое подсказывает: "Вот этот, а не тот".

А если применить математику? Если определить и вычислить, отчего зависит урожайность, по каким признакам и показателям отбирать сорт? Да, математику применить можно, и с большим эффектом. С помощью вариационной статистики выводят коэффициент зависимости между урожаем и величинами, его составляющими.

Когда-то в России говорили о людях науки в сельском хозяйстве - "ученый агроном". Не так давно возник термин "сельскохозяйственный инженер". Теперь мы свидетели рождения непривычного сочетания слов "сельскохозяйственный кибернетик".

Чем же будут заниматься люди столь необычной пока профессии?

Единственный измерительный инструмент, которым раньше пользовался земледелец, была его рука. Этот "датчик" веками служил исправно. Приложил руку к земле - узнал температуру пашни. Размял в пальцах землю - узнал, созрела ли земля. На смену такому "датчику" сейчас приходит "электронное чутье". На поля выйдут "термопауки". Они позволят агроному "чувствовать" температуру каждого участка, каждого поля. Агроном сможет, не выходя из кабинета, определить время, когда сеять, с точностью до часов.

Вырисовывается как реальность весьма заманчивая перспектива дистанционного управления полеводством. Конечно, это не имеет ничего общего с идеей "кнопочного" выращивания урожая. Суть в другом. Агроном сможет свои действия сверять, как по хронометру, с вычислительной машиной-полеводом. Множество агрофизических сведений поступит в нее с полей от датчиков. Все, что узнают электронные щупальца машин, она приведет в стройную систему, сравнит со своим богатым опытом, который в нее заложат в виде программы. Машина станет и врачом-диагностом растений, и электронной памятью агронома, и его надежным советчиком.

И не только управлением роста растений, селекцией и автоматикой полеводства будет она заниматься.

Можно ли подобрать такой тракторный парк, чтобы не тратить лишние средства на покупку машин и в то же самое время сократить затраты на все виды работ до минимума?

Оправдается ли в некоторых случаях замена традиционной системы отраслевого земледелия динамической системой хозяйства многоотраслевого?

Как поставить своевременно и точно диагноз "больной" земледельческой машине, не разбирая ее?

Как равномерно, без снабженческой лихорадки обеспечить запчастями все сельскохозяйственные машины всех колхозов?

Можно ли построить эффективные математические модели производственной, технологической и экономической жизни колхоза, совхоза?

Каковы способы оптимального управления сельским хозяйством?

На все эти и многие другие вопросы ответят кибернетики-земледельцы.

Вот на какие размышления натолкнула меня запись из блокнота о влиянии музыки на рост растений. Между прочим, растения джаз не любят, он замедляет их рост, а классическая музыка им по душе: с нею они растут быстрее.