Опубликовано 20 июля 2011 года
Две колонки подряд рассуждаю о том, что можно разглядеть в чашке кофе (ау-у, кофейные «короли»! готов со скромным достоинством принять благодарность за рекламу вашей продукции!). Несмотря на все усилия, чашка не опустела и на ее дне можно увидеть много интересного (хватит на пару колонок).
В первой колонке мы обсудили, откуда берется биохимическая и тепловая энергия в чашке кофе. Во второй – убедились, что условием попадания кофе в чашку являются потоки энергии, организующие его выращивание, переработку и перемещение. Сегодня я хочу задуматься о том, откуда в кофе попали содержащиеся в нем химические элементы.
Представьте земную поверхность как лоскутное одеяло из относительно целостных единиц – биогеоценозов. Сейчас нам хватит определения биогеоценоза, как экосистемы в границах фитоценоза, иначе говоря – участка земной поверхности, выделенному по характерному типу растительности. Значительная часть «лоскутов» на современной Земле – агроценозы, искусственные сельскохозяйственные биогеоценозы. Кофе, как и сахарная свекла или сахарный тростник – их продукция. Вы помните, что агроценозы крайне неустойчивы и сохраняются лишь благодаря непрерывным энергетическим субсидиям? Как только мы прекратим энергетические вливания, на смену культурным растениям, запасающим максимум энергии в урожае, придут другие, более «заботящиеся» о своей конкурентоспособности, но менее урожайные.
Откуда берутся поля? Это измененные естественные ценозы, например, бывшие степи. Условия для разрушения отмерших трав в степи не ахти какие – сухо. Недоразрушенная органика накапливается в почве, образуя чернозем. Органические вещества чернозема для трав не нужны, а вот накопленные в нем биогены и вода для них крайне важны. Чернозем в степи мало-помалу разрушается (окисляется, выдувается, смывается), но зато и непрерывно пополняется в результате отмирания и разрушения трав.
Когда степь превращается в поле, восстановление чернозема прекращается, поскольку существенная часть биомассы изымается с урожаем, а не возвращается в почву. Разрушение идет своим чередом и только усиливается. Итого, плодородие полей в значительной степени основано на постепенно растрачиваемых почвах, оставшихся от разрушенных естественных биогеоценозов. В большинстве агроценозов почвы быстрее или медленнее деградируют…
Перед тем, как обсудить, как мы боремся со снижением плодородия агроценозов, задумаемся, какие элементы содержатся в потоке вещества, изымаемого нами с полей. Главные элементы в составе органических соединений – углерод, кислород и водород, которые поступают в продукты фотосинтеза из углекислого газа и воды. Очень важен и азот, без которого невозможно синтезировать ни белки, ни разнообразные соединения наподобие кофеина (вы помните, что мы говорим о кофе?). В атмосфере азота пруд-пруди, но воспользоваться им нелегко. Растения получают его из почвы, куда азот попадает или в результате действия бактерий, способных его связывать, или при его окислении в момент удара молнии. На количество молний растения особенно повлиять не могут, а вот нужные бактерии могут направленно разводить: бобовые делают это в специальных клубеньках на своих корнях.