Ученые подсчитали, что около 10% всей поверхности суши на нашей планете сейчас используется под посадки и посевы различных культур: пищевых, кормовых, технических, лекарственных, декоративных. Много это или мало — 10%? Большинство читателей, возможно, ответят: «Много!» — и будут правы. Действительно, стоит только представить, что ежегодно человек снимает урожай с территории, равной почти 2/3 территории нашей страны, как эта цифра обретает наглядность.
И в то же время на нашей планете не хватает земель для сельского хозяйства. Растениеводы в поисках их вынуждены осваивать районы, которые раньше считались неудобными или неблагоприятными для земледелия.
До 1918 года посевы и посадки растений в основном ограничивались умеренными районами нашей страны. В ХХ веке посевы зерновых, поля с овощами — не редкость и за полярным кругом: земледелие вышло к побережью Северного Ледовитого океана на Кольском полуострове, по долине реки Оби, по Енисею. Можно говорить о сельскохозяйственном освоении Камчатки. Даже на Чукотке (в краю исконных охотничьих угодий и оленеводства) корреспонденты газет сегодня беседуют с мастерами-овощеводами.
Что же может расти и давать хорошие урожаи на самом северном рубеже нашей страны — в условиях северной тайги, в лесотундре и тундре?
Еще первые опыты кольских поморов в XVIII— XIX веках показали, например, что в здешних краях можно выращивать репу. Позднее, в 1923 году, в самом центре Кольского полуострова было основано Полярное отделение Всесоюзного института растениеводства. Сотрудники его не только повторили опыты поморов.
Кольская земля, кольский климат оказались благоприятными для многих овощей, в частности для картофеля, капусты, турнепса, брюквы, салата, укропа, моркови и многих других. Картофель, например, дает здесь урожаи, не уступающие, а зачастую и превосходящие урожаи в средней полосе европейской части нашей страны. Правда, содержание крахмала в картофеле на севере несколько ниже, чем на юге. Поэтому повышение вкусовых качеств клубней — одна из задач северных селекционеров.
Неплохие урожаи отмечены и у полевых культур — ячменя, овса, гороха, яровой пшеницы. Именно эти культуры дальше других распространены на севере, даже за полярным кругом.
Земледелие продвигается также и в горы, в те горные долины, которые до сих пор не освоены человеком. Здесь опыта растениеводства больше, чем в Субарктике. Жители горных районов имеют и определенный ассортимент культур, и выработанные зеками навыки, приемы, традиции возделывания растений. В Тибете, например, который иногда называют «крышей мира», возделывают ячмень. На высоте 4570 м над уровнем моря его выращивают лишь на корм скоту, но уже на высоте 4400 м — как зерновое. Значительно ниже проходит граница высокогорного плодоводства. За отметку 3500 м поднимаются в Тибете только два плодовых дерева — шелковица черная и абрикос.
В другом высокогорном районе мира — на Перуанско-Боливийском нагорье — земледелием занимались задолго до открытия Америки Колумбом. Здесь, на высоте около 4000 м, местные жители сеяли киноа и каньяуа — зерновые растения из семейства маревых, родственные нашей обыкновенной лебеде.
Есть районы высокогорного земледелия и в Советском Союзе. Прежде всего это Памир. В долине горной реки Чечекты, на высоте 3860 метров, местные ботаники на экспериментальных полях показали возможность промышленной культуры голозерного ячменя, редиса, лука. Ячмень лидирует и в других высокогорных районах. Он вызревает в верхних поясах гор Тянь-Шаня, Алтая, Саян.
В опытах кавказских ботаников на трехкилометровой высоте хорошие урожаи давали редис, чеснок, шпинат, салат, лук, китайская капуста.
Некоторым читателям может показаться после этих примеров, что сельскохозяйственное освоение новых северных и высокогорных районов — дело не такое уж трудное: высеял набор культур и жди результата. При хорошем уходе какое-нибудь растение и дает достаточно высокий урожай. Но человеку нужно не какое-нибудь, а вполне определенное полезное растение, да и урожай требуется не просто высокий, но и стабильный, гарантированный в любые суровые годы. В самом деле, на Кольском полуострове, например, весна и лето вместе длятся всего около 3 месяцев. Снег в центральных районах сходит полностью лишь к началу июня и вновь выпадает в конце августа или в первых числах сентября. Если вспомнить, что лето здесь совсем не такое теплое, как в средней полосе, и к тому же и днем и ночью в это время светит солнце, стоит полярный день, с которым большинство южных растений раньше не встречалось, то станет понятным, что новым переселенцам здесь будет не сладко.
И в горах растения подстерегают многие трудности. В высокогорьях Тибета, например, очень велика разница между дневными и ночными температурами воздуха. Летом сорокаградусная дневная жара нередко сменяется ночным двадцатиградусным морозом.
Оказывается, для новых районов нужны и новые растения, более неприхотливые, более выносливые, короче — растения с новыми биологическими качествами.
Повысить устойчивость растений, сделать их более приспособленными к суровым условиям, в частности к низким температурам, можно различными путями.
Кто бывал в ботаническом саду Московского государственного университета, тот, возможно, обращал внимание на серебристолистное деревце, цветущее красивыми розовыми цветками. Это чингиль — обитатель сухих и жарких пустынь. Для того чтобы заставить его расти в умеренном климате Москвы, черенок чингиля привили на обыкновенную карагану желтую. На стволике ее даже теперь хорошо видно место срастания прививки — шаровидный наплыв. Объединение морозостойкого подвоя и сравнительно более чувствительного к холодам привоя дало возможность москвичам любоваться этим экзотическим растением.
В некоторых случаях проблему приспособления растения к новым условиям человек решает, искусственно изменяя форму роста. Примером того служат плодовые сады во многих районах Сибири. В жестокие сибирские холода нередко погибает большая часть годичного прироста деревьев, а с ним — большая часть урожая плодов. Чтобы избежать этого, стали создавать стелющиеся сады. Ветви деревьев еще в молодом возрасте пригибают к земле, заставляя их расти распластанно, как говорят, в виде шпалеры. Зимой кроны таких деревьев почти полностью заносит снегом. А снег — прекрасная шуба даже от лютых сибирских морозов.
Можно повысить зимостойкость другим путем — путем создания выносливых гибридных форм. При этом особенно перспективна так называемая отдаленная гибридизация — скрещивание растений с очень отдаленным родством. Конечно, трудно предположить, что удастся скрестить, скажем, яблоко с березой. Но вот примеры очень интересных, необычных и, самое главное, ценных гибридов получены академиком Николаем Васильевичем Цициным и его сотрудниками — гибриды пшеницы и многолетнего дикорастущего злака элимуса, которые могут зимовать и давать гарантированные урожаи там, где обычная озимая пшеница в отдельные неблагоприятные зимы вымерзает полностью. Более зимостойкими, а следовательно, пригодными для разведения в северных и высокогорных районах оказались также гибриды обыкновенного травянистого табака с дикорастущим южноамериканским древовидным табаком. Потомство вместе с зимостойкостью приобрело также древовидную форму.
Двадцатый век дал в руки ученых мощные средства перестройки природы растений. В их числе различные высокоактивные химические вещества и физические средства воздействия на семена, под действием которых возникают измененные растительные организмы, которые называются мутантами и полиплоидами. Среди таких растений можно обнаружить экземпляры с нужными нам свойствами, например повышенной устойчивостью к различным неблагоприятным условиям.
Наконец, оказалось, что не всегда нужно изменять сами растения, прежде чем переселить их в новые районы. Иногда выгоднее и эффективнее изменить условия его будущего существования. Поясним это на примере цитрусовых. Долгое время культура лимона, мандарина, апельсина была сосредоточена в нашей стране на сравнительно маленьких территориях Черноморского побережья Кавказа и в Юго-Восточном Азербайджане. В других районах, например в Средней Азии, цитрусовые зимой вымерзали. Продвижение цитрусовых на восток стало возможным тогда, когда их стали выращивать методом траншейной культуры. Деревья высаживали в глубокие, но достаточно просторные траншеи, которые на зиму можно было накрывать сверху плетеными матами или парниковыми рамами. Этого оказалось достаточно, чтобы лимоны и апельсины могли расти и плодоносить, например в Таджикистане.
А использование вулканического тепла, так называемых геотермальных вод помогает выращивать многие полезные растения на суровом Северо-Востоке нашей страны.
Несколько слов нужно сказать и о не совсем обычных плантациях, созданных человеком,— подземных. Разрабатывая полезные ископаемые, шахтеры проходят под землей многие километры шахтных стволов, штреков, штолен. По мере истощения запасов минерального сырья эти подземные выработки обычно забрасываются.
Нельзя ли использовать эти подземные галереи в каких-нибудь иных целях, например, как подземные теплицы? — задали себе вопрос исследователи. Ведь в них зимой и летом сохраняется сравнительно ровная положительная температура, они надежно защищены от сильных морозов. Плохо лишь с освещением — ведь солнечный свет сюда не проникает совсем. Значит, решили ботаники, нужно выращивать здесь такие растения, которые мало требовательны к освещению или совсем не требуют света.
Такими растениями, жизненные процессы у которых идут без участия света, у которых отсутствует фотосинтез, оказались грибы. Белоголовые шампиньоны на стеллажах подземных теплиц-шампиньонниц были первыми полезными растениями, успешно освоившими, так сказать, «подземный космос». Первыми, но не единственными.
В Хибинских горах долгие годы ведутся разработки апатита — содержащего фосфор минерала, который часто называют «камнем плодородия». Экскурсантов, которые иногда попадают на рудник, шахтеры проводят по врезанным в горы забоям и штрекам, знакомят с мощной техникой, показывают сверкающие зеленоватыми кристаллами выходы апатита. Но в не меньшей степени экскурсанты удивляются зелени, простым комнатным цветам, которые повсюду в рабочих помещениях как бы сопровождают шахтеров.
Есть у них и своя подземная теплица, где при свете электрических ламп они выращивают овощи и цветы. Эти необычные своим происхождением — «подземные» цветы вручают здесь победителям трудового соревнования, юбилярам, уходящим на отдых ветеранам.