Может быть, многие растения появились на свет совсем в других широтах и в силу каких-то обстоятельств переселялись с места на место? А на новые места они приходили со старыми «привычками». Борис Сергеевич начинает изучать историю Земли, историю растений. И находит. Оказывается, то самое «некоторое царство», где росли тропические деревья, где благоухала акация, называется Норвегией. Тополь и акация привыкли к длинному дню. Попав на юг, они каждый вечер требовали: «Включите, пожалуйста, солнце!»
…О работах Алларда и Гарнера Борис Сергеевич узнал от своего учителя — директора Института физиологии растений Академии наук СССР Николая Александровича Максимова, когда тот вернулся из Америки.
Тогда же впервые было произнесено слово «фотопериодизм». Борис Сергеевич заинтересовался фотопериодической классификацией растений — ведь в опытах, которые он ставил, разгадывая тайну тополя и акации, он столкнулся с теми же загадками, которые волновали его американских коллег. Борис Сергеевич не понимал только одного: что же это за нейтральные растения? Нейтральные — значит безразличные. Безразличные к тому, сколько времени их освещает солнышко. Но такого не может быть. Что-то тут не так! По-видимому, в рассуждение Алларда и Гарнера закралась ошибка.
Борис Сергеевич начинает с того, что повторяет опыты с теми же растениями, с которыми работали Аллард и Гарнер. Но его опыты строились на ином принципе.
Через некоторое время он приходит с результатами своих экспериментов к Максимову.
— Никаких нейтральных видов нет и никогда не было. Просто американцы танцевали не от той печки. Для них было важно, когда зацветают растения. А ведь важно, какой урожай они дают.
— Да, но малина-то?
— Вот именно, малина… Она действительно цветет на любых фотопериодах. Но урожай? На семичасовом дне растения — низкорослые, урожай маленький. На непрерывном освещении растения растут очень хорошо, а урожай по сравнению с урожаем на фотопериодах с пятнадцатичасовыми днями оказывается почти вдвое меньшим!
В классификацию, предложенную Гарнером и Аллардом, нужно было внести поправку: признать, что существуют только короткодневные и длиннодневные растения.
Проведенные опыты заставили Бориса Сергеевича продолжить спор с Аллардом и Гарнером. В результате была сделана
Много лет назад Борис Сергеевич прочел у Тимирязева: «Едва ли какой процесс, совершающийся на поверхности земли, заслуживает в такой степени всеобщего внимания, как тот, далеко еще не разгаданный процесс, который происходит в зеленом листе, когда на него падает луч солнца».
Что же происходит с растением днем? По-видимому, луч солнца, падая на растение, включает своего рода реле управляющего агрегата. Реле передает команду листьям и корням. Листья открывают устьица. Начинается обильное испарение влаги с поверхности листа — транспирация. Соки проходят по всему организму растения от корней к листьям. Корневая система создает нагнетающее давление, а испарение — сосущее усилие.
Скорость движения восходящего тока регулируется открытием и закрытием устьиц листьев, через которые вода испаряется в атмосферу. У большинства растений на свету устьица открываются.
Под действием солнечного света вода и растворенные в ней минеральные соли передвигаются по живому телу растения. Растение — это своеобразный аккумулятор солнечной энергии. Под ее воздействием хлорофилловые зерна зеленого листа превращают простые неорганические вещества в сложные органические— крахмал и сахар. Солнечные лучи как бы консервируются растением — при их помощи оно строит стебель, формирует листья, раскрывает бутоны, осуществляя сложные реакции фотосинтеза.
Но вот наступает темнота. Что происходит с растением? Может, в нем замирает жизнь?
Ночью прекращаются процессы фотосинтеза. Но начинаются химические процессы, которые осуществляются за счет внутренней энергии самих растений. Может быть, происходит регенерация, восстановление жизнеспособности клеток, выполняющих роль системы связи и управления работой растения. Но никто пока еще не изучил до конца, каковы эти процессы.
То, что они идут, и то, что без них растение не может существовать, доказано на опытах.
Что же важнее для растения: ночь или день? Борис Сергеевич начал новую серию опытов. И тут случилось так, что растения загадали ему еще одну загадку. А началось это вот с чего. Есть целый ряд растений, которым нужно 12 часов света и 12 часов темноты. На таком режиме короткодневные цветут, а длиннодневные — нет. Им не хватает света. Это не противоречит законам фотопериодизма, потому что фотопе-риодическая реакция растений зависит от длины дня.
А что, если выключать и включать свет произвольно? Что скажут на это растения? Такой вопрос и поставил перед ними Борис Сергеевич. И вот над растениями через каждый час вспыхивает и гаснет солнце.
Растения по-прежнему получают в сумме по 12 часов света и темноты. Но ведут они себя в этой обстановке, как говорят, «совсем наоборот»: короткодневные не цветут, а длиннодневные цветут.
Борис Сергеевич ставит и ставит опыты. Реакция одна и та же. В чем же дело?
И Мошков приходит к такому правильному выводу: основной фактор, определяющий фотопериодическую реакцию растения, — это не свет и не темнота, взятые отдельно. В жизни растений основную роль играет определенное чередование светлых и темных частей суток.
В связи с этим и была сделана переоценка ценностей.
Суточный ритм света и темноты Борис Сергеевич назвал актиноритмом, а само явление — актиноритмизмом. Жизнь растений зависит не только от света, но и от темноты. А фотопериодизм переводится, как светопериодизм. Кроме того, сочетание слов также было неудачно — ведь период может быть каким угодно длинным, а для растений ночь, например, не могла быть меньше определенного времени. В связи с этим пришлось внести поправку в классификацию. Борис Сергеевич Мошков разделил все растения на никтофильные — любящие темноту и никтофобные — не любящие темноту.
Теперь он мог с достаточным основанием сказать, что в классификацию растений была внесена ясность.
Проводя свои опыты, Борис Сергеевич заметил, что урожайность растений зависит от того, сколько света оно получает.
Все опыты, связанные с открытием актиноритмизма, Борис Сергеевич проводил в закрытом грунте и под электрическим солнцем.
Скептики утверждали, что на искусственном освещении выращивать растения нельзя. Ближняя инфракрасная радиация погубит растения обилием тепла.
Но в лаборатории светофизиологии Ленинградского института агрофизики нашли управу и на инфракрасную радиацию. Блок с лампами опустили, чтобы они не перегревали растения, в стеклянный сосуд с проточной водой. Вода уносила вреднее тепло, и сквозь составленный из блоков прозрачный потолок на растения лился яркий, но не горячий свет.
Эти опыты натолкнули Бориса Сергеевича на интересную мысль, которая в конце концов привела к тому, что в лаборатории был создан новый, необычайно продуктивный метод выращивания растений. Большую часть времени растение живет в неблагоприятных условиях. Конечно, солнце и дождь — это источники жизни. Но случается иногда и так, что они становятся источниками смерти, потому что пока не повинуются нам и часто не знают меры. А сорняки? А вредители растений?
И Борис Сергеевич окончательно решает проводить все опыты так, чтобы растения не зависели от изменчивых факторов. Все началось с того, что были созданы грядки
Растения болеют. Где гнездятся возбудители этих болезней? Споры плесени, микробы, зародыши вредителей-насекомых гнездятся в земле. Как избавиться от них? На этот вопрос ответил почвовед лаборатории Евгений Иванович Ермаков.
Несколько лет назад он пришел к Борису Сергеевичу.
— До тех пор, пока мы не найдем заменителя обычной почвы, одни и те же опыты будут давать разные результаты, — сказал Евгений Иванович. — Почвы, которые мы используем, не всегда однородны по своим питательным и физическим Свойствам. Отсюда и разные урожаи.
Доводы Евгения Ивановича были достаточно основательны, и с этого дня начались поиски искусственной земли.
Она должна была отвечать многим требованиям. Во-первых, нужна была твердая среда, чтобы корни, опираясь на нее, могли поддерживать растения в вертикальном положении. Во-вторых, эта «земля» должна была бесперебойно снабжать корни водой и растворами минеральных веществ, нужных для питания. И, в-третьих, в ней должно было быть много воздуха, чтобы корни и растения могли развиваться нормально.
Было опробовано множество образцов. Евгений Иванович искал наилучший материал, при помощи которого растению удобнее всего было бы строить свою жизнь. И нашел его… на фабрике строительных материалов. На этой фабрике готовили вещества, нужные для звуко- и теплоизоляций. Это был керамзит.
Евгений Иванович размолол его на мелкие комочки, испытал, и оказалось, что излишки воды не задерживаются в нем. В порах оставалось как раз столько воды, сколько нужно растениям. Комочки прекрасно впитывали в себя растворы удобрений. А пространства между комочками всегда были наполнены воздухом.
Словом, керамзит оказался во всех отношениях подходящим материалом.
Но на этом дело не кончилось. Перед Мошковым и его товарищами стояла большая задача — они хотели узнать потенциальные возможности растений, хотели заставить их рассказать, что им нужно, чтобы они смогли дать самый большой урожай, на какой только у них хватит сил.
Что же нужно было сделать для этого еще? Прежде всего нужно было дать растениям света по потребности. Для этого их стали выращивать не в теплице, а
Передо мной лежат фотографии томатных кустов. Одни — настоящие заморыши. Другие — коренастые, плотные. Из сочной зелени выпирают круглые бока спелых помидоров.
Почему они такие разные?
Оказывается, одни выращены в обычной теплице летом, а другие — в темном подвале при очень ярком освещении.