3.1.2. Взаимодействие растений с почвой и атмосферой

Для того, чтобы развиваться, растениям необходимы вода, атмосфера, содержащая углекислый газ, солнечный свет и тепло; это — основные условия. Источником энергии является свет, а основными материалами, из которых строятся ткани, служат вода и углекислый газ. Тепло в данном наборе не является источником энергии, но определённый уровень температуры необходим для протекания химических реакций в органах и клетках любого растения. Как минимум, необходимы положительные температуры, т. к. вода должна находиться в жидкой фазе. Некоторые северные и высокогорные растения «привыкли» и могут расти при нескольких градусах выше нуля, а для культур умеренного пояса и южных требуется больше тепла. Именно поэтому апельсины и виноград не растут в канадской или сибирской тундре, хотя там достаточно воды, воздуха и света (летом).

При всей своей неприхотливости растения отказываются потреблять только перечисленную простую пищу; им необходимы в небольшом количестве ещё некоторые другие элементы, так сказать, приправа. Основных таких добавок три: калий, фосфор и азот. Эти элементы должны содержаться в почве в растворимом виде, поскольку они впитываются корнями вместе с водой. Хорошие почвы в первую очередь отличаются от плохих содержанием растворимых соединений указанных трёх элементов. В богатых почвах (чернозём, лёсс) растворимые соединения калия, фосфора и азота присутствуют в достаточных количествах. Когда растительный покров не используется ни людьми, ни животными, отмирающие растения возвращают добавочные элементы обратно в почву. При этом устанавливается природное равновесие, и циклы роста и отмирания могут повторяться год за годом длительное время — почва не скудеет. Но если растения не остаются на месте, а систематически вывозятся для питания людей и животных, то вместе с зелёной массой удаляются и добавки. С каждым годом почва становится всё беднее, истощается. Поэтому когда распахиваются новые земли или создаются пашни на месте выжженных лесов, то первые годы урожаи бывают хорошими, а затем постепенно падают. Наконец, наступает момент, когда использовать пахотные земли становится невыгодно.

Для поддержания плодородия почвы необходимо возвращать унесенное. Это можно делать в форме органических (навоз) или минеральных удобрений. Современное интенсивное сельское хозяйство, вынужденное кормить всё возрастающее население планеты, не может обойтись только органическими удобрениями; их хватит разве что для огородов, где выращиваются овощи, но не для обширных пашен, где производится пшеница, рис, кукуруза и многие другие культуры. Люди заселили всю Землю, покрыли пашнями, пастбищами, лугами, огородами, садами и плантациями многолетних культур обширные районы. Если человечество хочет жить и развиваться дальше, оно вынуждено взять на себя заботу о сохранении плодородия почвы путём внесения минеральных удобрений.