Исследования М. В. Колесниченко, А. М. Гродзинского, С. И. Чернобривенко и других ученых

Начиная с 1950 года в СССР определились очень важные для ботаники и для практики сельского хозяйства направления исследований явлений взаимных отношений растений на основе выделения ими химических веществ. Это уже новая наука, которую можно назвать, как это предложил проф. Ф. Гаузе, "химической биоценологией". Биоценозами называют сообщества растений и животных, связанных в своей жизни существенно важными отправлениями.

Среди оригинальных исследователей в этой новой области изучения жизни растений следует назвать имена С. И. Чернобривенко¹, А. А. Часовенной, А. М. Гродзинского², К. И. Бельтюковой, Г. В. Поруцкого, Г. А. Санадзе.

¹ (Чернобривенко С. И. Биологическая роль растительных выделений и межвидовые взаимоотношения в смешанных посевах. М., "Советская наука", 1956)

² (Гродзинский А. М. Аллелопатия в жизни растений и их сообществ. Киев, "Наукова думка", 1965.)

Надо ли говорить о том, что разные ученые (потому они и настоящие ученые!) по-разному изучают вопросы химической биоценологии, имеют разные взгляды и на роль фитонцидов. Есть и важные пункты споров, далеко не во всем мои мысли совпадают с мыслями других исследователей. Но говорю это не из ложной скромности - я не могу считать себя столь же знающим взаимную жизнь растений, как, положим, Чернобривенко, Часовенная, Гродзинский и другие ботаники. Естественно поэтому, будучи несогласным с некоторыми важными мыслями этих исследователей, я полон уважения к ним и восхищаюсь их новаторской работой.

С. И. Чернобривенко - первый советский ученый, собравший сведения из мировой литературы, касающиеся понимания значения в жизни сообществ растительных выделений. Он и сам провел важные полевые и лабораторные наблюдения.

Позаимствуем из его работ факты, говорящие об отношениях между видами сельскохозяйственных растений. Большинство этих фактов Чернобривенко обнаружил в своих собственных опытах.

Чернобривенко привел в табл. 2 и 3 не вообще факты о взаимных влияниях растений друг на друга, а только факты о таких взаимоотношениях, которые, если не целиком, то в значительной степени зависели от действия именно растительных выделений.

Таблица 2. Враждебные отношения между видами сельскохозяйственных растений

Таблица 3. Благоприятные отношения между видами сельскохозяйственных растений

А вот собранные Чернобривенко факты о враждебных отношениях между видами деревьев и кустарников (табл. 4).

Таблица 4. Враждебные отношения между видами деревьев и кустарников

И. С. Остапенко в результате своих опытов получил интересные данные о взаимоотношении сорных и культурных травянистых растений в посевах (табл. 5).

Таблица 5. Взаимоотношение сорных и культурных травянистых растений

Все эти факты были известны еще до 1956 года, когда Чернобривенко написал свою книгу. А за последние десятилетия в науке появилось много новых важных данных.

Не будем обсуждать вопросы, в которых я не являюсь специалистом и могу вместе с читателями наделать ошибок. Но назвать большие проблемы мы обязаны. Среди них поднимающаяся время от времени проблема смешанных посевов.

Ботаник В. Л. Комаров в 1931 году писал: "Человечество когда-то, очень давно, остановилось совершенно случайно на определенных методах земледелия, садоводства и животноводства; методы эти хотя и хороши, но не согласны с теми путями, которыми идет в создании общего урожая природа. Не так давно был предложен метод монокультуры, метод противоестественный, он быстро распространился, но дал плохие результаты, и от него отказались, вступив па путь плодосмена, на путь комбинирования во времени нескольких культур. Почему не сделать еще шаг вперед и не комбинировать в культуре несколько растений не только на одном поле, но и одновременно? На Дальнем Востоке мне пришлось видеть комбинированные культуры гречихи с опийным маком, кукурузы с огурцами и фасолью. Урожай с такого участка получался двойной".

Так ли это? Все ли верно в этих рассуждениях с точки зрения современной науки?

Смешанные посевы осуществляются во многих странах, да и у нас в СССР. На Украине иногда высевают среди картофеля фасоль или бобы конские, выращивают кукурузу в смеси с фасолью или тыквой. В Молдавии нередко кукурузу возделывают вместе с картофелем, тыквой, фасолью и соей. Практикуются смешанные посевы в Грузии и в Средней Азии. Кажется, однако, все это недостаточно выяснено в научном отношении, и пока мало точных сведений о значении в смешанных посевах выделений растениями фитонцидов.

Читатель помнит некоторые примеры. Приведем еще. Овес угнетает бобовые культуры, но некоторые растения помогают бобовым. И. С. Гаврилов сообщает (1952), что в колхозе "Красный мак" Ленинского района Московской области урожайность семян гороха в чистом посеве составила 17 центнеров с гектара, а в смеси с горчицей белой - 22 центнера.

Интересны наблюдения С. И. Чернобривенко. Между рядами гнезд с посаженными в них желудями были высеяны нут, чечевица, гречиха, овес и дыня. Эти растения, пишет Чернобривенко, размещались таким образом, что рядок гнезд желудей с обеих сторон окаймлялся полосою (шириной около двух метров) одной из этих пяти культур. Сеянцы дуба лучше всего росли в окаймлении нута и дыни, а хуже всего около гречихи и овса. К середине октября на дубках, находившихся между полосами овса, половина листьев была уже пожелтевшей, а на дубках, росших по соседству с другими культурами, все листья в это время были еще зелеными. По высоте и толщине сеянцы дуба, росшие по соседству с гречихой и овсом, к концу осени были заметно меньше дубков, находившихся подле других культур.

Не следует думать, что все это объяснимо лишь влиянием летучих фитонцидов. Вероятно, действует большое число факторов, но какая-то роль, конечно, принадлежит и фитонцидам.

Биологическая наука близка к тому, чтобы сказать свое слово земледельцам относительно того, какие растения надо выращивать вместе, а какие растения "ненавидят" друг друга благодаря выделению антагонистических фитонцидов.

Большие принципиальные вопросы А. М. Гродзинский ставит о том, как влияют летучие выделения на жизнь другого растения. Какое значение они имеют в формировании почвы, в повышении или понижении ее плодородия, в отпугивании или привлечении вредных насекомых, опылителей? После уборки на полях остаются огромные массы урожая в виде корней, ботвы, половы, соломы. При наличии сорных растений или культур на зеленое удобрение в почву запахивают все 100 процентов массы. "Возникает вопрос, - пишет А. М. Гродзинский, - не содержатся ли в этих материалах вредные, тормозящие рост вещества, которые могут снижать урожай или ухудшать качество продукции последующих культур?"

В опытах А. М. Гродзинского и других ученых так и оказалось.

Явление фитонцидов следует учитывать в связи с вопросами так называемого почвоутомления, чередования культур в севооборотах, правильного использования почвы в парниках и теплицах, при выращивании растений в жидкостях и т. д.

Растения влияют друг на друга не только выделениями летучих фитонцидов, но и малолетучих веществ - подземными и надземными частями.

Конечно, не все то, что выделяет растение во внешнюю среду, должно называться фитонцидами. Листья растений выделяют не только летучие фитонциды; из них выделяются и нелетучие вещества, смываемые осадками. В науке они носят название гуттационных жидкостей. Фитонцидные свойства их начали уже исследовать. Выделять такие жидкости способны очень многие растения. У некоторых, однако, капли с листьев редко стекают, и навряд ли они играют важную роль в жизни растительных сообществ. Другие же растения, наоборот, дают обильное количество стекающей с листьев жидкости. Таковы, например, помидоры, маки, камыш, хвощ полевой, ива пурпурная, пырей ползучий, овсяница луговая, ячмень, рис и др.

Ботаники думают, что утренние росы на травах и деревьях выделяются самими растениями. Иногда, например, у злаковых наблюдается такое обильное выделение жидкостей листьями, что их сравнивают с дождем. Во всех ли случаях гуттационные жидкости обладают фитонцидными свойствами, - этот вопрос еще далек от выяснения, как неясен вопрос и значение такого "плача" растений в их взаимных отношениях (рис. 50).

Рис. 50. 'Плачут' листья земляники

Во многих странах заинтересовались этими явлениями. Очень интересные и обширные работы проведены начиная с 1936 года Гансом Молишем, Герхардтом Грюммером и другими. Книга Грюммера переведена на русский язык¹.

¹ (Грюммер Г. Взаимное влияние высших растений - аллелопатия. М., Изд-во иностранной литературы, 1957.)

Интересные работы проводят наши советские ученые С. И. Чернобривенко¹ - в Днепропетровске, А. А. Часовенная - в Ленинграде и другие. Передовые практики, не дожидаясь результатов лабораторных экспериментов, уже пытаются сознательно использовать фитонциды в интересах получения более высоких урожаев. Я сообщу о таких попытках.

¹ (Чернобривенко С. И. Биологическая роль растительных выделений и межвидовые взаимоотношения в смешанных посевах.)

Каждый читатель понимает, однако, что не всякий случай, приводимый в этой книге, должен служить какой-то непререкаемой инструкцией. Агроном совхоза "Семеновод" Алтайского края Г. А. Высоцкий сообщает о следующем.

На свекловичных плантациях, засоренных молочайником и осотом полевым, нередко можно наблюдать плешины размером до 100, 200 и даже 1000 квадратных метров. Сахарная свекла на этих местах находится в сильно угнетенном состоянии или полностью погибает, а сорняки (молочайник и осот полевой) оказываются нормально развитыми. Следовательно, рассуждает Высоцкий, угнетенное состояние свеклы нельзя объяснить ни сильным затенением ее сорняками, ни перехватыванием питательных веществ сорняками. Однако очевидно и то, что угнетение и гибель свеклы - результат неблагоприятного влияния осота и молочайника. Они оказывают угнетающее влияние также на кукурузу, пшеницу, картофель. Кукуруза под действием этих сорняков не кустится и не плодоносит.

В чем же дело? Специальными опытами доказано, что в этих явлениях имеют значение фитонциды, выделяемые сорняками. В других полевых опытах Высоцкий выяснял, какое влияние оказывают предшественники на рост и развитие моркови. Предшественниками моркови в его опытах были лук репчатый, пшеница, картофель и черный пар. Лучшими предшественниками для моркови оказались лук батун и репчатый, давшие значительную надбавку урожая моркови, к тому же морковь приобрела невосприимчивость к заболеванию белой гнилью (склеротиния) и серой гнилью (ботритис). При закладке семенников моркови на зимнее хранение пересыпка моркови мукой, приготовленной из ботвы лука (в количестве 5 килограммов на тонну семенников), обеспечивает невосприимчивость моркови к заболеванию белой и серой гнилью в течение 5 лет. Может быть, впоследствии удастся внести какие-либо поправки в сообщение Высоцкого, уточнить, пересмотреть его советы, но нельзя не радоваться смелым новаторским поискам практиков.