РАЗВИТИЕ УЧЕНИЯ О СИСТЕМАХ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ЦЧП

В историческом аспекте развития систем земледелия отмечается несколько этапов; от примитивных (залежная и переложная) до интенсивных (плодосменная, зернопропашная, пропашная).

Шесть неурожайных лет за два десятилетия с 1871 по 1891 год (особенно 1871, 1880, 1891 гг.), охватывающих всю черноземную полосу России, вызывали в стране сильнейший голод. Это обстоятельство обратило на себя внимание передовых русских ученых, направило их исследовательскую мысль на изучение причин засухи и на разработку системы мероприятий по устранению этих причин.

В 1892 году вышел в свет классический труд В.В. Докучаева «Наши степи прежде и теперь», а в 1893 году такие выдающиеся работы, как «О борьбе с засухами в черноземной области посредством обработки полей и накопления на них снега» П.А. Костычева, «Борьба растений с засухой» К. А. Тимирязева, «Как высохла наша степь» А.А. Измаильского. Это был достойный ответ ученых-патриотов на народное бедствие, вызванное засухой 1891 года.

Каждый из ученых в отдельности предложил свою систему мер, которые, дополняя друг друга, образовали известный комплекс мероприятий по обеспечению высоких и устойчивых урожаев на юге и юго-востоке Европейской части России.

Позднее этот комплекс мероприятий вошел в разработанную академиком В.Р. Вильямсом травопольную систему земледелия.

В.В. Докучаев разработал грандиозный план упорядочения водного хозяйства в степях России, который включил в себя регулирование рек путем создания на них водохранилищ, регулирование оврагов и балок при помощи живых изгородей, регулирование водного хозяйства в открытых степях, на водоразделах при помощи системы прудов и водоемов, облесения и орошения. Оценивая объем и значение этого плана, академик В.Р. Вильямс характеризовал В.В. Докучаева «как человека, который на целую эпоху перерос свое время» и писал, что «...он наметил такой план агролесомелиораций в степной полосе, который в полной мере мог быть оценен, разработан и будет осуществлен только в период строительства социализма». (В.Р. Вильямс. Предисловие к книге В.В. Докучаева «Русский чернозем». Собр. соч. Т. 8, Сельхозгиз. М., 1951, с. 290).

В.В. Докучаев создал учение о почве (генетическое почвоведение) как об особом природном теле, развивающемся под воздействием пяти факторов:

  • 1. Климатические условия;
  • 2. Свойства почвообразующей растительности;
  • 3. Деятельность животного мира;
  • 4. Рельеф;
  • 5. Характер почвообразующей материнской породы.

П.А. Костычев разработал и теоретически обосновал систему агротехнических мероприятий, направленную на борьбу с засухой в черноземной полосе путем накопления и сохранения в почве влаги, выпадающей в виде снега и дождя. Отсюда задача земледельца: увеличить водопроницаемость черноземной почвы, чтобы прекратить ее испарение. Эта задача может быть решена путем введения черного пара под озимые, глубокой зяблевой вспашки под яровые, пропашные и снегозадержания, борьбы с сорняками, поверхностного рыхления почвы.

Однако в период преобладания переложной системы земледелия, без пара, с краткосрочной залежью и паровой системой в форме трехпольного севооборота с поздним (июньским) подъемом пара, невозможно было проводить серьезную борьбу с засухой. Поэтому П.А. Костычев предлагал как предварительную меру, начать с травосеяния на полях. Вокруг этих вопросов шли нескончаемые споры. Александр Алексеевич Измаильский сетовал на то, что участники этих споров до сих пор, имея в виду определенный район, не могут сговориться о том, какой обработке отдать предпочтение. Кто советует придерживаться возможно более глубокой вспашки, а кто, наоборот, является защитником не только мелкой пахоты, но и прославляет посев под рало; кто рекомендует навозное удобрение, а кто утверждает, что при навозном удобрении растения легче выгорают; кто рекомендует черный пар, а кто утверждает, что черный пар растрачивает почвенные вещества почвы, и т. д. (Ф.С. Крохалев. О системах земледелия. М., 1960, с. 381-382).

Сам А.А. Измаильский был сторонником черного пара, глубокой вспашки и удобрения южных черноземных почв. Он резко критиковал управляющего крупным имением Подольской губернии польского помещика И. Овсинского за огульное отрицание глубокой вспашки и удобрения черноземов, за пропаганду мелкой пахоты.

П.А. Костычев в статье «К вопросу об удобрении и обработке черноземных почв» подвергал резкой критике ученых (Филипченко), которые считали черный пар бесполезным и даже вредным мероприятием. Все эти нападки отражал К.А. Тимирязев. В своем труде «Борьба растений с засухой» он разработал вопрос об отношении растения к воде и указал научные пути регулирования этого отношения, которые сводятся к экономному расходу естественного запаса воды в почве, применяя искусственный отбор растений и увеличению этого запаса с помощью мер, предложенных В.В. Докучаевым и П.А. Костычевым.

Последователи В.В. Докучаева, П.А. Костычева, К.А. Тимирязева -академики Д.Н. Прянишников и В.Р. Вильямс разрабатывали и пропагандировали прогрессивные агротехнические мероприятия по сохранению и непрерывному повышению плодородия почвы.

Д.Н. Прянишников был горячим противником монокультуры, исключающей севооборот. Севооборот он считал объективной необходимостью и одним из решающих условий повышения урожайности полей. Разнообразие почвенно-климатических и экономических условий в стране обусловливает применение различных севооборотов и приемов возделывания сельскохозяйственных культур. Д.Н. Прянишников рекомендовал применять четырехпольные пропашные и плодосменные севообороты. Наиболее прогрессивными он считал плодосменные севообороты, представляющие чередование трех главных типов культур: хлебных, пропашных и кормовых трав, главным образом, бобовых как азотособирателей. Плодосменные севообороты ему представлялись радикальным средством быстрого и одновременного подъема зернового хозяйства и животноводства.

«Нетрудно подсчитать, - указывал Д.Н. Прянишников, - что замена трехполья (пар, рожь, овес) четырехпольем (пар, рожь, картофель, овес) дает удвоение продуктивности всей площади, если считать на сухое вещество или калории. Если же к этому четырехпольному севообороту прибавить поле клевера, то, как свидетельствует многолетний сельскохозяйственный опыт западноевропейских стран, урожайность зерновых по сравнению с трехпольным севооборотом удваивается, а с применением минеральных удобрений на фоне клевера учетверяется». (Д.Н. Прянишников. Частное земледелие. 1929, с. 28).

В.Р. Вильямс внес крупнейший вклад в агрономическую науку, разработав прогрессивное учение о почвообразовательном процессе, о закономерностях развития и нарушения условий плодородия почвы, о мелкокомковатой прочной структуре почвы как основе почвенного плодородия, о восстановлении структуры почвы путем введения в севооборот посевов многолетних бобовых и злаковых трав.

В.Р. Вильямсу принадлежит общепризнанное агрономическое определение системы земледелия как комплекса агротехнических мероприятий, направленных на восстановление, поддержание и постоянное повышение плодородия почвы.

На основе своего агрономического учения о плодородии почвы и достижений других сельскохозяйственных наук В.Р. Вильямс разработал и предложил систему агротехнических мероприятий по восстановлению и повышению плодородия почвы, которую он назвал «Травопольной системой земледелия». В нее входят: 1) рациональная организация всей территории хозяйства и система двух севооборотов - полевого и кормового; 2) правильная система обработки почвы и ухода за посевами; 3) правильная система удобрений; 4) посадка полезащитных лесных полос.

Позднее Вильямс присоединил еще два: 1) систему семеноводства, посев отборными семенами и 2) систему мелиорации - оросительную в районах недостаточного увлажнения и осушительную в районах избыточного увлажнения.

По имени выдающихся ученых, трудами которых она обоснована, травопольная система получила название «Комплекс Докучаева - Ко-стычева - Вильямса».

Прогрессивность травопольной системы обнаруживается при сопоставлении ее с теми системами земледелия, которые исторически ей предшествовали: паровая - зерновая, переложная, улучшенная паровая - зерновая, выгонная или многопольно-травяная, плодосменная.

Ни об одной из этих систем нельзя сказать, кем она создана. Все они появились стихийно. Ученые только открывали их и описывали, усо-вершенсгвовали или видоизменяли в зависимости от условии места и времени.

Травопольная система земледелия есть результат исторического развития сельскохозяйственной науки и в первую очередь - агрономического почвоведения. Она представляет практические рекомендации по подъему земледелия, опирающиеся на естественно-научные основы.

Но В.Р. Вильямс ошибался, считая травопольную систему земледелия средством одновременного решения и зерновой и животноводческой проблемы в стране, «...единственно приемлемой в народном хозяйстве», а «...травопольные севообороты осуществимыми на всей территории СССР». (В.Р. Вильямс. Собр. соч., Т. 7. С. 205-207).

В.Р. Вильямс определял систему земледелия как комплекс агротехнических мероприятий, зависимый от характера производственных отношений и меняющийся под влиянием их развития. В связи с этим он развивал понятие об экономическом плодородии почвы. В то же время Вильямс ошибочно полагал, что в рамках данных производственных отношений система земледелия не зависит от природно-экономических особенностей различных районов страны, и не считал ее частью системы ведения сельского хозяйства.

Длительное отставание развития зернового хозяйства и необходимость первоочередного разрешения зерновой проблемы, планирование производства и заготовок зерна во всех районах страны заслоняли перспективу правильной специализации сельского хозяйства по отдельным природно-экономическим зонам, районам, хозяйствам. В результате учение о системах земледелия выступило на первое место, а учение о системах ведения сельского хозяйства отступило на задний план - часть затмила целое.

«В разгоревшихся в середине 30-х годов спорах между академиками В.Р. Вильямсом и Д.Н. Прянишниковым речь шла главным образом о том, какая система земледелия должна преобладать на полях Советского Союза - травопольная или плодосменная». В этом споре обе стороны ошибались (Ф.С. Крохалев, в кн. «О системах земледелия». М. 1960, с. 413).

Широкое применение травопольных севооборотов в послевоенные годы на полях различных районов страны выявило, что они экономически эффективны в нечерноземной полосе и совершенно неэффективны в степных засушливых районах Европейской части СССР. Это помогло обнаружить некоторые ошибочные положения в учении В.Р. Вильямса о травопольной системе земледелия.

Академик Т.Д. Лысенко еще в 1950 году в статье «Об агрономическом учении В.Р. Вильямса», отмечая положительную прогрессивную теоретическую основу травопольной системы земледелия, в то же время правильно охарактеризовал ее как «Схему агротехнических мероприятий», которая в неизменном виде не может применяться повсюду.

Отмечая, что «учение В.Р. Вильямса о законах развития почвы и ее плодородия есть теоретическая основа для управления природой плодородия почвы в земледелии», оно в то же время имело ряд ошибочных положений. К ним следует отнести:

  • 1. Повсеместное внедрение травопольной системы земледелия для создания водопрочной структуры, в т. ч. посев яровой пшеницы после многолетних трав и вспашка их поздней осенью;
  • 2. Отрицательное его отношение к озимым культурам;
  • 3. Рекомендации повсеместно, независимо от климатических условий, вспашки травяного пласта только глубокой осенью;
  • 4. Неправильное отношение к навозу, он рекомендовал вносить навоз в виде перегноя-сыпца, т. к. по его мнению, он не влиял на структуру почвы;
  • 5. О нецелесообразности применения катка, как орудия предпосевной и допосевной подготовки почвы;
  • 6. Относительно бороны, он считал, что «...борона у всех народов считается орудием вредным и малопригодным»;
  • 7. Минеральные удобрения не эффективно вносить на бесструктурных почвах.

Шаблонное применение травопольной системы земледелия не помогло разрешению зерновой проблемы.

Бурное развитие промышленности и земледелия стало нарушать нормальный ход развития системы «почва - растение - животные».

К концу 80-х годов стало ясно, что растениеводство, несмотря на широкое внедрение зональных систем земледелия, новых сортов, применение удобрений и интенсивных технологий, продолжает оставаться высокозатратным и низкоэффективным. Затяжной и тяжелый экономический кризис, разразившийся в России, больно ударил по сельскому хозяйству, включая земледелие.

В связи с этим Президиум академии в середине 1990 года принял решение о подготовке и проведении специальной сессии по проблемам земельной реформы и развитии российского земледелия на ближайшую перспективу (1991-1995 гг.). Были созданы две рабочие комиссии из наиболее авторитетных ученых и специалистов. Одну комиссию возглавил президент ВАСХНИЛ академик А.А. Никонов. Она подготовила Концепцию научного обеспечения земельной реформы в СССР. Другую рабочую группу для подготовки проекта Концепции развития земледелия в условиях перехода к рыночным отношениям и многоукладному сельскому хозяйству возглавил академик А.Н. Каштанов. В январе 1991 года они были приняты на выездной сессии ВАСХНИЛ в г. Курске. В обеих концепциях переход к новым системам земледелия предлагалось осуществлять на базе применения высоких, наукоемких, экологически безопасных, энергоресурсосберегающих технологий и новой техники.

После распада СССР в 1992 году Президиум вновь созданной Российской академии сельскохозяйственных наук принял решение о проведении в июне в Каменной Степи (НИИСХ ЦЧП, Воронежская обл.) научной сессии с повесткой дня «Научное наследие В.В. Докучаева и современное земледелие» (к 100-летию Особой экспедиции В.В. Доку-

чаева). На сессии был сделан анализ развития российского земледелия за 100 лет, вскрыты причины низкой эффективности зональных систем земледелия, возникновения экологических проблем и впервые предложена новая концепция развития земледелия на эколого-ландшафтной основе с учетом опыта Каменной Степи и других работ на перспективу.

Проблема правильного использования земли, ее сохранения и улучшения весьма актуальна для Центрально-Черноземного региона.

Во многих сельскохозяйственных регионах нашей страны, в том числе Центрально-Черноземной зоне отмечается повышенная потеря органического вещества почвы, ее деградация. Перерасход гумуса в почве при возделывании сельскохозяйственных культур все больше усложняет технологию их возделывания.

В настоящее время нельзя решить проблемы сельского хозяйства проведением только отдельных кампаний. Необходима четкая и последовательная программа развития сельскохозяйственного производства, освоение научно обоснованных адаптивно-ландшафтных систем земледелия, разработка современных систем ведения хозяйства.

За последние два десятилетия в НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева и научных учреждениях зоны накоплен богатейший опыт и разработаны высокоэффективные приемы повышения урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности животноводства применительно к местным условиям.

В основных чертах разработана теория обработки почвы.

Изучение продуктивности различных видов и типов севооборотов в длительных стационарных опытах НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева, Воронежском ГАУ, Всероссийском НИИСС, Белгородской ГСХА, Курской, Тамбовской СХОС позволило разработать более совершенные схемы чередования культур для хозяйств различной специализации и внести уточнения в теорию построения севооборотов и расширенного воспроизводства плодородия черноземов.

Осуждение некоторых ошибочных положений травопольной системы земледелия В.Р. Вильямса привело к другой крайности, ошибочному, почти полному сокращению посевов многолетних трав даже в тех районах, где они хорошо растут, дают хорошие урожаи.

Проведенными опытами установлено, что наибольшее количество пожнивных и корневых остатков дают многолетние травы. По количеству оставляемой в почве органической массы культуры располагаются в следующей убывающей последовательности: многолетние травы -озимая пшеница - кукуруза и подсолнечник - яровая пшеница - ячмень - горох - сахарная свекла.

По данным НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева, в севооборотах с черным паром или сахарной свеклой отмечалось более сильное снижение гумуса в почве. Насыщение севооборота зерновыми культурами или наличие в севообороте многолетних трав уменьшает отрицательное влияние черного пара и сахарной свеклы на содержание в почве гумуса. На выровненных по рельефу площадях с мощным гумусовым горизонтом рекомендуется вводить специальные свекловичные севообороты с 4-5 летней ротацией: чистый или занятой пар, озимые, сахарная свекла, ячмень.

Количественные изменения гумуса в почве зависят от структуры и степени насыщения севооборотов отдельными культурами.

Оптимальное насыщение севооборотов зерновыми колосовыми культурами - 50 %. Максимальный удельный вес колосовых может быть доведен в Воронежской и Белгородской областях до 65 %, в Липецкой и Тамбовской областях до 70-75 % без снижения урожайности всех культур.

Судя по данным исследований, на землях используемых в растениеводстве процесс гумусообразования идет по пути образования более стойких и малоподвижных форм гумуса.

Установлено, что независимо от чередования культур в севооборотах и степени использования влаги за вегетационный период к началу весеннее-полевых работ влажность почвы после всех культур в большинстве случаев выравнивается.

Следует признать, что рекомендации по поддержанию плодородия почвы с помощью выращивания многолетних, особенно бобовых, трав, изложенные в научном комплексе «Докучаев-Костычев-Вильямс», судя по публикациям в литературе, сейчас находят все большее применение в Соединенных Штатах Америки. Нельзя отрицать, что и в нашей стране ошибки по внедрению травопольной системы земледелия были вызваны так же несовершенством технологии возделывания многолетних трав.

Учитывая развитие сельскохозяйственной науки за последние десятилетия и идеи В.В. Докучаева, П.А. Костычева, К.А. Тимирязева, Д.Н. Прянишникова, В.Р. Вильямса, М.Г. Чижевского и многих других ученых, считаем приоритетным в перспективе внедрение полевого травосеяния, как средства обогащения почвы органическим веществом, повышения водопрочности структуры почвы, улучшения сложения структуры пахотного слоя, разуплотнения.

С учетом актуальных проблем современного земледелия в результате наших длительных стационарных опытов вскрыты основные закономерности течения почвенных процессов. Установлено, что наиболее важным направлением в мобилизации плодородия черноземов является биологическое.

Агрофизические показатели плодородия почвы при различных способах и глубинах основной обработки являются как бы каркасом, на основе которого протекают химические и биологические процессы, определяющие уровень плодородия и величину урожаев возделываемых культур. Они же взаимосвязаны и взаимозависимы между собой.

Нами доказано, что при вспашке на глубину от 20-22 см до 25-27 см создаются оптимальные условия для физических, химических и биологических процессов в почве, улучшающих почвенное питание растений и создающих максимальное количество новообразованных гуминовых кислот, которые, включаясь в круговорот синтеза и разложения гумуса в почве взамен старого, израсходованного на минерализацию в период возделывания растении, позволят поддерживать его на исходном уровне или обеспечивать базу для расширенного воспроизводства плодородия.

В длительных стационарных опытах института доказано, что различные способы обработки и глубина основной обработки почвы влияют на активность окислительно-восстановительных ферментов, в частности пероксидазу, участвующую в разложении гумуса и полифенолок-сидазу, катализирующую синтез гумуса.

Увеличение глубины вспашки до 35-37 см и обработка почвы плоскорезом повышали активность пероксидазы (с 80,2 мг по вспашке на 20-22 см до 86,0 мг пурпургаллина на 100 г почвы за 30 минут) и снижали активность полифенолоксидазы (с 116,7 мг до 112,9 мг на 100 г почвы за 30 минут). Коэффициент накопления гумуса (отношение полифенолоксидазы к пероксидазе) при этом с 1,45-1.46 по вспашке на 20-22 см уменьшался до 1,31-1,35 по вспашке на 35-37 см и до 1,33-1,38 по обработке почвы плоскорезом.

В связи с этим наибольшее количество подвижных гуминовых кислот в почве образуется по вспашке на глубину от 20-22 до 25-27 см. Увеличение глубины вспашки и безотвальные обработки снижают количество новообразованных гуминовых кислот в почве и не повышают водопрочность и количество структурных агрегатов.

В почвенной микробиологии большую роль в повышении плодородия почвы отводят азотобактеру. Он считается индикаторным организмом, так как его обнаруживают только в плодородных почвах с хорошими агрономическими свойствами. Так, больше азотобактера наблюдалось по вспашке на глубину 20-22 см - 57,5 колоний в 50 г почвы. По средневегетационным показателям динамики азотобактера, значительное его снижение отмечено при плоскорезной обработке (на 33,1 колоний) и рыхлению плугом (на 35,8 колоний), что связано с большей плотностью, худшим воздухообменом почвы. Наибольшая масса бактериальных клубеньков была по вспашке на 20-22 см - 23,6 кг/га. Глубокая вспашка и безотвальное рыхление снижали массу клубеньков, что отражалось на величине поступления биологического азота в растения и почву.

Активизируя жизнедеятельность свободноживущих микроорганизмов, способных связывать атмосферный азот, и симбиотрофных микроорганизмов с помощью правильно построенных севооборотов и обработки почвы можно повышать плодородие черноземов.

Важным фактором поддержания эффективного и потенциального плодородия является правильное сочетание обработки почвы с удобрениями.

Установлены интервалы глубины вспашки в сочетании с удобрениями, приводящие к максимальному проявлению их синергизма.

Наивысший эффект взаимодействия удобрений и основной обработки почвы проявляется по вспашке на глубину 20-22 см. Максимальная эффективность от минеральных удобрений на черноземных почвах достигается при внесении Ы60РбоКбо кг/га д. в. под каждую культуру севооборота.

Наибольшая продуктивность гектара пашни в десятипольном севообороте получена по вспашке на 20-22 см в сочетании с удобрениями -

49,0 ц/га корм. ед. основной продукции, без удобрений - 41,5 ц/га корм, ед. По безотвальным приемам обработки продуктивность гектара пашни снизилась на 2,4-2,9 ц/га корм. ед. Увеличение глубины обработки почвы до 35-37 см снижало эффективность вспашки и применения удобрений на 1,2 ц/га корм. ед.

В настоящий период развития земледелия в почвенно-климатических условиях юго-востока ЦЧЗ по агрофизическим показателям можно принять обрабатываемый слой, созданный отвальной обработкой на глубину 20-22 см.

В связи с ростом интенсификации сельскохозяйственного производства и внедрением более тяжелых орудий и тракторов изучено влияние воздействия ходовых систем машин и орудий на плодородие черноземов, определены оптимальные параметры объемной массы почвы, обеспечивающие максимальную урожайность сельскохозяйственных культур и высший порог вредоносности. При достижении плотности сложения - 1,20-1,29 г/см3 применение минеральных удобрений оказывается слабо эффективным или не эффективным. При возделывании сельскохозяйственных культур без применения удобрений наибольший урожай достигается при создании сложения почвы с объемной массой - 1,0-1,14 г/см3.

Программой рационального ведения сельскохозяйственного производства предусмотрен инновационный путь развития. Особое значение будут иметь накопленные ранее знания, в том числе уникальный опыт Каменной Степи, заложенный в конце прошлого века профессором В.В. Докучаевым, подтверждающий возможность управления процессами расширенно-экономного воспроизводства сельскохозяйственных культур, основанными на сохранении или повышении плодородия черноземов, в т. ч. гумуса.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >