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.
Состав урожая не ограничивается названными элементами. В разных концентрациях там находится практически вся доурановая часть таблицы Менделеева. Используем для обозначения всех элементов, необходимых для организмов, термин "биогены". Поток продукции из агроценозов –поток биогенов. Если вода из бассейна выливается по одной трубе, ее уровень останется постоянным, лишь если она притекает по другой. Какие "трубы" вносят биогены в агроценозы?
Углерод, кислород, водород и кое-как азот, поступают из атмосферы. А фосфор, сера, калий, кальций, железо, магний и многие другие элементы? Это серьезная проблема, которая важна не только для агроценозов, ведь вынос вещества из биогеоценозов – не изобретение людей.
Представьте себе реку, впадающую в море. Что несут ее мутные воды? Массу неорганики (песок, глина, соли), органики на разных стадиях разрушения и попросту живых организмов. Этот "суп" содержит в себе изрядное количество биогенов, смытых в реку со всего водосборного бассейна. Часть из них, попав в океан, вернется на сушу (с выловленной рыбой, пометом рыбоядных птиц и даже просто брызгами, которые подхватил ветер). Однако подавляющая часть этих биогенов будет изъята из круговорота и отправится на дно, в морские отложения. Какая энергия обеспечивает захоронение биогенов? Солнечная, это ведь благодаря ей дуют ветры и текут реки.
Если бы процесс миграции веществ на дно океанов ничем не компенсировался, Землю бы ожидала печальная судьба. Воздух и вода сточили бы континенты и выровняли бы морское дно. Планету покрыл бы океан глубиной более километра. Более плотные, чем вода, вещества, опустились бы вниз, унося множество биогенов. В освещенных солнцем водах образовалась бы химическая "пустыня", а биогены скопились бы на дне, где царит тьма. В этих условиях земная жизнь теплилась бы еле-еле.
Какие силы удерживают биосферу от столь печальной судьбы? Те, которые обеспечивают извержения вулканов и горообразовательные процессы. Они возносят все новые и новые горные породы наверх, в зону водно-воздушного разрушения. Из горных пород вымываются биогены, которые поступают в круговорот в составе живого вещества. Эти силы и делают Землю планетой жизни! Где их источник?
Разогретое (в первую очередь – вследствие гравитационной дифференциации недр в эпоху ранней молодости) ядро Земли медленно отдает свою энергию через вязкую, полужидкую мантию. Циркуляция мантии приводит к тому, что образующие земную кору плиты медленно плавают по поверхности планеты. Когда континентальные части плит громоздятся друг на друга, к небу возносятся горы; когда океанские участки плит вдавливаются на глубину, обогащенные водой осадочные породы в виде перегретой магмы вырываются на поверхность через жерла вулканов.
Как назвать силы, которые выполняют эту колоссальную работу? Древние греки назвали бы их хтоническими – связанными с первородной энергией Земли. Раньше хтоническими силами считали титанов, борьба которых вызывает землетрясения. Теперь можно говорить о хтонической энергии Земли, обеспечивающей элементное разнообразие процессов, происходящих на ее поверхности. Можно сказать, что хтонические силы в какой-то степени противостоят солнечным, не давая им "спрятать" биогены от организмов.
Могут живые организмы влиять на поступление биогенов на поверхность планеты? Лишь в небольшой мере, ускоряя разрушение горных пород. Зато они могут связывать недостающие элементы в биотическом круговороте веществ, по возможности минимизируя их потери.