Нужно держать в уме три невероятно важных факта, касающихся растений.

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. 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.

Бобовые – или, скорее, бактерия, заражающая их, – тот самый «клей», который держит вместе весь трехпольный севооборот. Цивилизации существуют до тех пор, пока составляющие их люди сыты, и трехпольная система позволяет вам повысить производство пищи, увеличивая тем самым максимальный возможный размер самой цивилизации и, следовательно, число находящихся в распоряжении человеческих мозгов. Это также значит, что все, что вы делаете, от мельчайших побед до величайших достижений, зависит от кучки невидимых одноклеточных микроорганизмов, живущих в грязи.

Если они погибнут, то погибнет и ваша цивилизация.

Но можем ли мы добиться большей эффективности, обнаглеть еще сильнее и изобрести четырехпольный севооборот, подняв тем самым показатель до 75 процентов… или можем ли мы мечтать о 100 %? Потребовались сотни лет, чтобы человечество хотя бы набралось храбрости, чтобы задуматься о такой возможности, но вы можете смело спорить на свой излишек калорий (табл. 10).

Ведь вам это по силам.

Таблица 10. И в конечном счете система, при которой земля не пропадает зря. Прогресс!

При такой системе севооборота одинаковую поддержку получает и земля, и ее хозяин. Пшеница – для людей, ячмень и репа могут пригодиться как людям, так и живности, репа хорошо хранится зимой, и ею можно кормить скот, любые бобовые хороши, но клевер лучше остальных. В дополнение ко всему животные могут пастись на полях во время фазы репы или клевера, и это помогает контролировать сорняки. Дополнительно каждое поле получает три года передышки, прежде чем на нем появляется та же культура, так что вредители благополучно вымирают от голода.

Если в вашем регионе нет всех этих растений, то вы можете заменять что-то другими, по крайней мере до тех пор, пока запасы азота в почве возобновляются. Сохраняйте при этом осторожность: если не давать полю отдыхать, ему может грозить избыточное вспахивание, источник проблем (см. раздел 10.2.3).

Вы можете ощутить, что все это дело выглядит достаточно мудреным и люди молодцы, что до него додумались. Но на самом деле все вышло не так лестно для нас: наука, разобравшаяся с азотом и всем прочим, возникла позже, а вместо этого мы учились на собственных попытках и ошибках на протяжении многих тысячелетий, и даже простейшая двухпольная система появилась не раньше 6000 до н. э., а четырехпольная вошла в оборот только в XVIII веке н. э.

Итого: больше 20 тысяч лет для того, чтобы изобрести нормальное сельское хозяйство!

И все обстоит даже хуже: симбиоз между ризобией и бобовыми, который делает возможным продвинутую систему севооборота, возник в результате эволюции около 65 млн лет назад. Это так давно, что даже динозавры имели шанс изобрести наиболее сложную систему ротации культур, если бы они только были достаточно умны, или хотя бы попытались, или не были ужасным образом истреблены астероидами.

Помимо азота растениям также нужны кальций и фосфор.

Фосфор можно получать из костей, а кальций из зубов, так что обработка скелетов животных выглядит неплохой идеей. Вы можете перемолоть их и вскипятить, чтобы получить костную муку, самый удобный способ для того, чтобы засеять костями поле, а устроив реакцию костяной муки с серной кислотой (см. приложение С), вы получите фосфат, который растения усваивают куда легче и который поэтому является лучшим удобрением.

И теперь, когда вы знаете все о селекции и севообороте, вы (или люди из вашей цивилизации, если вы сами не склонны к сельскому хозяйству) готовы к эффективной работе. Само собой, в зависимости от того, где и когда вы оказались, вам будут доступны различные животные и растения, и эти детали описаны в последующих двух разделах.

Бо́льшая часть биомассы Земли бесполезна для человека: она либо неусвояемая, либо ядовитая, либо опасная, либо ее сбор и приготовление занимают слишком много времени, либо она содержит слишком мало питательных веществ, чтобы с ней имело смысл возиться. Но не отчаивайтесь: небольшое количество видов животных и растений на этой планете на самом деле очень полезно для нас, они обеспечивают нас едой, материалами для одежды и жилищ и даже лекарствами.

Скрестим пальцы, чтобы рядом с вами оказался кто-то из них!