Лист только с виду прост. Казалось бы, пластинка на черешке - и все. Но присмотритесь внимательнее. Сверху он слегка (у яблони) или сильно (у груши) блестящий, как отполированный. Такой вид придает этой стороне листа плотная кожица, покрытая восковым налетом. А снизу он мягкий, окраска его тусклая, на всей поверхности слабое или сильное в зависимости от сортовых особенностей опушение. Вся пластинка пронизана многочисленными мельчайшими жилками. Мелкие жилки, как ручейки, сливаются в более крупные, а те, в свою очередь, в еще более крупные, хорошо заметные, направляющиеся к центральной жилке. Центральная жилка прямо связана с черешком, а он - с веточкой, которая имеет прямую связь с остальными ветками и корнями. Промежутки между крупными и мелкими жилками заполнены тканями, разными и по структуре, и по назначению. Под верхней плотной кожицей находятся удлиненные, напоминающие столбики, тесно подогнанные одна к другой клетки. Поэтому ткань называется столбчатой, или полисадной.
Если лист расположен в условиях хорошего освещения на периферии кроны, клетки полисадной ткани крупные и «селятся» в два-три слоя. Если же лист развивался при недостатке света, то клетки намного мельче и размещаются, как правило, одним слоем.
В клетках полисадной ткани находятся хлоропласты - мелкие образования, напоминающие по внешнему виду зерна злаковых. Их по 8-16 в каждой клетке. Количество опять-таки определяется условиями освещения: при хорошем - больше, при плохом - меньше. Благодаря своей структуре и содержащимся в них веществам (в частности, хлорофиллу) хлоропласты способны «ухватывать» энергию солнечного света, связывать ее и по мере надобности передавать тому или другому элементу или веществу.
С нижней стороны листа ткань, расположенная под кожицей, рыхлая. Она состоит из сравнительно крупных клеток овальной формы. Клетки содержат мало хлоропластов и мало хлорофилла. Между клетками имеются крупные промежутки - резервуары для воздуха и паров воды. Нижняя кожица насквозь «дырявая». На каждом квадратном миллиметре до 200 устьиц. Через них и реализуется связь с внешним миром путем воздухообмена и транспирации.
Пройдя через все дерево, через систему жилок вода с растворенными в ней элементами минерального питания поступает к каждой клетке. На лист падает солнечный луч и закипает работа. Сначала вода под действием энергии солнечного света и при участии определенных веществ разлагается в хлоропластах на кислород и водород. Кислород выделяется, а водород, вступая в реакцию с углекислотой, образует углевод и воду. Конечно, не все так просто. И путь длиннее, и реакции сложнее. Происходят они и на свету, и в темноте. Участвуют в синтезе разные вещества: переносчики энергии, ферменты, катализаторы и др. Но в первом приближении схема верна.
Затем в клетках идут реакции посложнее. Синтезированные углеводы соединяются в более сложные вещества, в разных местах их цепочек к ним присоединяются минеральные элементы и в результате образуются очень сложные вещества: углеводы, жиры, белки, витамины и др. Они накапливаются, и используются на рост различных тканей плодов, листьев, веток, корней, откладываются в запас, разлагаются в процессе дыхания и в процессе других реакций, связанных с жизнедеятельностью растений. И все эти реакции, все эти превращения имеют один двигатель - солнечную энергию. Не считая затрат в течение фотосинтеза, в 1 кг сухого вещества аккумулируется около 4,5 тыс. ккал. Для синтеза этого вещества растение должно пропустить через себя до 400 кг воды, что также требует большого количества энергии. На каждую связанную в фотосинтезе единицу энергии требуется 1,5 единицы энергии на транспирацию.
Источником энергии для синтеза органического вещества является Солнце. Только около 47% его энергии поступает на земную поверхность. Из них же всего 0,1-0,3% используется в процессе фотосинтеза, но по количеству энергии это в 10 раз больше, чем расходуется за год на всем земном шаре и в 200 раз больше, чем содержится в годовом запасе продуктов питания. Правда, те растения, которые человек постоянно совершенствует на протяжении всей истории своего развития, используют в процессе фотосинтеза до 1,5% фото-синтетически активной радиации, а при очень благоприятных условиях - до 5%. Это очень много, если сравнить со средними для Земли показателями, и в то же время очень мало, если сравнить с теоретически возможными - до 25 и даже до 35%.
Если нарисовать кривую возможного фотосинтеза, то у листьев, сформировавшихся при высоком уровне освещения, она будет возрастать почти пропорционально повышению притока солнечной энергии. В тени, наоборот, формируются листочки мягкие, тонкие, бледные, на усиление освещения они реагируют слабо. Как только приток солнечной радиации достигнет уровня, при котором данные листья формировались, так выше уже кривая и не поднимается, как бы сильно они ни освещались. Фотосинтез «теневых» листьев в 4-5 раз слабее, чем световых. И почки на свету формируются более крупные, более развитые. И веточки более толстые, более мощные, способные удерживать на себе много плодов. А в затенении они тоненькие, слабенькие, принесут один-два мелких плодика, да и то потом не могут плодоносить - отдыхают 3-4 года.
Роль солнечного света не ограничивается только прямым участием в фотосинтезе. Под его влиянием, как уже говорилось, формируется основной фотосинтезирующий орган - лист и определяется его способность поглощать и накапливать солнечную энергию. Да и не только накапливать, но и влиять на характер распределения сухого вещества между различными частями и органами растения, то есть направлять его на формирование веток или плодов. Так, при слабом освещении (ниже 30% от полного на открытой площадке) вообще не закладываются плодовые почки. Посмотрите на растения или даже на части его, находящиеся в затенении, и вы увидите, что это тонкие длинные голенастые веточки, не имеющие не только плодов, но часто и листочков. При хорошем освещении, напротив, большая часть продуктов фотосинтеза (до 60%) направляется на формирование генеративных органов - плодов. Условия освещения сильно влияют на товарные качества плодов, главным образом на их размер и окраску. Нормально развитые привлекательные плоды можно получить только при достаточном освещении.
И еще одно действие солнечной энергии. Это так называемый «тепловой эффект». Тепло регулирует скорость протекания многочисленных реакций, в том числе и фотосинтеза. Регулирует скорость роста пыльцевых трубок после опыления. Ведь если они прекратят рост или будут расти слишком медленно, оплодотворения завязи не произойдет и цветки или уже довольно крупные плодики опадут. Урожая не будет.
Тепловые лучи прогревают почву и соответственно стимулируют деятельность корней. Тепло стимулирует активность транспирации, а следовательно, и ускорение поступления воды с растворенными в ней элементами минерального питания в листья для включения в фотосинтез. Правда, перегрев тоже опасен. Он может вызвать закрывание устьиц и падение фотосинтеза, что мы и можем наблюдать в полдень в жаркие летние дни.
По использованию солнечной энергии существенно различаются деревья на разных подвоях. Так, у высокорослых деревьев на семенных подвоях при благоприятном сочетании факторов на формирование плодов используется 40% от всей синтезированной фитомассы. У деревьев же на вегетативно размножаемых слаборослых подвоях - до 60% и более.
Активность фотосинтеза и характер распределения продуктов ассимиляции зависят от формы и состояния кроны. Обычно дерево само регулирует размещение своих ветвей наиболее целесообразно в соответствии с сортовыми особенностями и условиями выращивания. Присмотритесь, как размещаются ветки на центральном проводнике у молодых деревьев. Центральная - растет прямо вверх, а у остальных уже заранее как бы запрограммирован рост под большим или меньшим углом к вертикали. Это для того, чтобы возможно быстрее выйти из тени вышерасположенных веток и попасть в зону оптимального освещения. Чем ниже размещается ветка, тем под большим углом она отходит и старается дальше отойти от дерева на свободное место и направиться там вверх - к солнцу. Правда, с возрастом, под влиянием деформации, обусловленной собственной тяжестью, нагрузкой урожаем и земным тяготением, ветки повисают, ложатся на нижерасположенные. В результате образуется загущение и в то же время создается свободное пространство, которое очень быстро осваивают вновь появляющиеся ветки. Процесс повторяется. Кроме того, по мере удлинения веток и усиления ветвления листовой полог перемещается на периферию, что тоже приводит к загущению ее и оголению вследствие недостатка света глубинных частей кроны. Создаются зоны контрастного освещения. Контрастны они и по продуктивности. Здесь уже необходимо вмешательство садовода с секатором. Но лучше не допускать до такого состояния и применять обрезку в качестве профилактического средства.
Учитывая, что количество синтезирующегося органического вещества прямо зависит от количества использованной в процессе фотосинтеза солнечной энергии, необходимо создавать оптимальные условия для того, чтобы этот процесс протекал в максимально возможном ритме. Как это делается практически?
Прежде всего - подбор сортов и подвоев. В сад должны попадать только те растения, которые характеризуются при сдержанном росте обильным ежегодным плодоношением. В каждой зоне - свои, достаточно хорошо известные и специалистам, и опытным садоводам-любителям местные и интродуцированные сорта. Точнее было бы сказать: сортоподвойные комбинации.
Размещать деревья надо так, чтобы они не затеняли рядом расположенные. Лучше всего сажать рядами. При этом между соседними рядами должно быть свободное пространство, равное высоте крон (без учета высоты штамба). Так, при высоте кроны 3 м свободное пространство должно быть как минимум 2,5 м. Если же дерево имеет высоту 6 м, а свободное пространство будет всего 3 м, то не удивляйтесь, если снизу ствол оголится тоже на 3 м. Это неизбежно. Если же ваши деревья сомкнутся ветками во всех направлениях, то готовьтесь увидеть урожай только на верхушках растений. Вы, наверное, уже заметили, что во всех руководствах по обрезке неизменно пишут о необходимости снижения высоты крон. Прислушайтесь к этим советам и не пожалеете: они не напрасны. Площадь вашего участка станет использоваться намного рациональнее.
Следующее требование: крона должна хорошо освещаться по всей глубине и высоте. Установлено, что с боковых сторон хорошее освещение у взрослых растений яблони распространяется на глубину около 1 метра, сверху - до 1,5 м. Вот отсюда и оптимальная ширина кроны - не более 2 м, максимум - 0,5 м. Желательно, чтобы ветки одного дерева не проникали в кроны соседнего в ряду. А еще лучше, если между соседними деревьями было хотя бы небольшое (0,5 м) свободное пространство.
Хорошо «работать» могут только здоровые листья. Листья, поврежденные вредителями и болезнями, слабо поглощают солнечную энергию и плохо ее используют. Отсюда недобор органического вещества, слабый урожай в текущем году и плохие условия для дифференциации цветковых почек под урожай следующего года. Поэтому защита растений от вредителей и болезней - непременное условие повышения продуктивности сада.
Надо постоянно помнить также о том, что количество синтезированного органического вещества определяется обеспеченностью растений влагой и элементами минерального питания. Однако не стоит увлекаться. Полив и удобрение растений без учета их потребности могут дать негативные результаты.
Как же оценить, правильно ли вы ухаживаете за своими растениями, если надо учитывать так много факторов и решать так много сложнейших задач? На первых порах сделать это очень просто. Растение само говорит о себе. Визуально можно практически безошибочно определить все ваши промахи. Рост преобладает над плодоношением - значит, слишком много даете влаги, удобрений (особенно азотных), сильно обрезаете, не нагружаете дерево урожаем. Деревья плохо растут - усильте уход, примените более сильную обрезку, посмотрите, здоровы ли они, не повреждена ли древесина и особенно кора. Много слабо освещаемого пространства - снова ваше упущение: плохо формируете, недостаточно прореживаете, не снизили крону, при обрезке не учитываете биологию сорта и в первую очередь пробудимость почек и побегообразовательную способность. Правильной нужно считать такую систему формирования и обрезки, когда листовой и продуктивный полог размещается равномерно по всему объему кроны.
Наблюдайте, «читайте» дерево, постарайтесь понять его. Тогда и оно в ответ «поймет», что вы от него хотите: тени от листвы, дров от веток или плодов хорошего качества.
Р. Кудрявец, доктор сельскохозяйственных наук
Приусадебное хозяйство № 5, 1984.
