Все это необходимо иметь в виду, говоря о диалектике плодородия: оно менялось в разные геологические периоды по мере эволюции почвенного покрова. Не сразу у наземных растений развились мощные корни, способные высасывать воду и питательные вещества с большой глубины. Не сразу сформировались комплексы микробов и животных, способные перерабатывать растительные остатки. Поэтому в палеозое, как полагают, почвы были маломощные, поверхностные, сплошь покрытые толстым слоем мертвого растительного опада.
Теперь в агроценозах плодородие почв во многом обеспечивает человек, помогая живым организмам почвы удовлетворить потребности сельскохозяйственных растений в минеральных солях, воде, воздухе, для дыхания корней.
Но уже сейчас возникают ситуации, когда человек вынужден сам сотворить землю, не прибегая к помощи других живых существ, но искусственно создавая условия для роста растений, аналогичные природным. Такие почвы создали белорусские химики на основе ионитов - искусственных материалов, напоминающих своеобразную химическую губку. Разница в том, что впитать эта "губка" может любые химические вещества, а выжать из нее ничего не удастся, разве только обменять один ион на другой.
Внешне эта почва оказалась похожей на вату, на ней хорошо росли капуста, укроп, другие овощи. Ее можно в избытке насытить нужными растениям ионами на многие годы, а в обмен она будет связывать ненужные ионы корневых выделений. Такие почвы побывали уже на космических кораблях, с ними работали космонавты Климук и Коваленок, Губарев и Гречко, Рюмин и Попов.
Найдут они применение и в земных теплицах.
Но пока на Земле заботой земледельцев является повышение плодородия естественных почв на десятках и сотнях миллионов гектаров. Решить проблемы повышения плодородия почв может только тесный союз земледельцев с наукой, необходимость которого так требовательно была подчеркнута на апрельском Пленуме ЦК КПСС 1985 года.
Фундамент аграрного цеха
Под пашней сейчас в СССР занято 227 миллионов гектаров, то есть на каждого жителя приходится 0,84 гектара. Однако в целом по стране природные возможности далеко не идеальны. Достаточно сказать, что две трети посевов зерновых размещается в зоне недостаточного увлажнения. Потенциальное плодородие наших почв вдвое ниже, чем, скажем, в США. Следовательно, на единицу продукции требуется двое больше затрат труда.
Восполнение, умножение силы пашни - важнейшая задача растениеводства.
За последние годы удалось резко повысить продуктивность многих сортов прежде всего за счет улучшения питания. Но чудес в природе не бывает: взятое у земли падо вернуть с лихвой. В Нечерноземной зоне за сезон расходуется с гектара свыше тысячи килограммов гумуса.
Возвращается же в почву примерно половина.
Ничего страшного, уверяют агрономы, все можно поправить с помощью минеральных удобрений, паров. Опасное заблуждение: туки без органики малоэффективны.
Ее применение, правда, постоянно растет и достигло миллиарда тонн. Многие хозяйства Белоруссии, Подмосковья на гектар вносят по 13-19 тонн компостов, а вот в Рязанской, Тульской и ряде других областей - всего лишь по 4 тонны - втрое-вчетверо меньше нормы.
Наука и практика располагают богатым арсеналом средств для повышения плодородия, роста урожайности.
Среди них надо особо отметить новые способы обработки почвы, открытые дважды Героем Социалистического Труда Т. С. Мальцевым.
Разработанные им методы по праву стали называться мальцевской системой земледелия. На его идеях воспитывалось не одно поколение сибирских агрономов, мастеров высоких урожаев. Еще в начале 40-х годов он пришел к выводу о необходимости заменить пахоту безотвальной и поверхностной обработкой. Проведенные в колхозе "Заветы Ленина" опыты, когда зерновые засевались по непаханой почве, показали, что многолетние и однолетние растения, которые раньше делили на "разрушителей" и "восстановителей" плодородия, оставляют органических веществ в земле больше, чем потребляют их.
Так Т. С. Мальцев сформулировал главную задачу безотвальной обработки помогать однолетним растениям систематически улучшать почвенное плодородие.
Широко известной на Западе теории "убывающего плодородия" Т. С. Мальцев противопоставил теорию плодородия возрастающего. В основе ее - мысль о том, что необходимо максимально учитывать закономерности почвообразовательного процесса и приспосабливать к ним агротехнику.
Традиционная вспашка резко изменяет условия жизнедеятельности микроорганизмов, усиливает аэробные процессы, разрушает структуру почвы. Т. С. Мальцев пришел к выводу, что ежегодно глубоко поле пахать нельзя, нужно проводить лишь мелкое поверхностное лущение. Чтобы окультуривать не только верхний, но и нижние слои, создать более благоприятный водно-воздушный и пищевой режимы, наряду с поверхностной обработкой он предложил в паровом поле глубокое безотвальное рыхление.
Открытие Т. С. Мальцева стимулировало поиски других ученых. Исходя из почвенно-климатических условий Северного Казахстана, во ВНИИ зернового хозяйства под руководством академика ВАСХНИЛ, Героя Социалистического Труда А. И. Бараева разработали почвозащитную систему, основанную на плоскорезной обработке с максимальным сохранением стерни. Это новшество позволило приостановить на огромных площадях ветровую эрозию.
Со временем безотвальная обработка распространилась в Западной Сибири, на Алтае, в Поволжье, на Северном Кавказе, в Нечерноземной зоне, на Украине и в других районах.
Рекомендуя свой метод, Т. С. Мальцев, однако, предостерегает от его слепого копирования. "Одно мы считаем делом общим, - пишет он, - это стремление заставить однолетние растения систематически улучшать условия почвенного плодородия. От этого нужно и отправляться".
Но новая система пробивает себе дорогу медленно. Нелегко избавляться от старых привычек, от глубокого плуга. По мнению А. И. Бараева, такой плуг, некогда изобретенный в странах, где выпадает много осадков, поначалу сыграл положительную роль, подняв из более глубоких слоев питательные вещества. Сейчас же этот резерв в значительной мере исчерпан. Теперь надо делать ставку на растительный покров, который обеспечит почву нужным количеством гумуса. И тут на помощь приходит почвозащитная система.
Высокопродуктивные почвы - важнейшая предпосылка человеческой жизни и основа экологических процессов, благодаря которым люди извлекают из биосферы жизненно необходимые питательные вещества. И значение почв отнюдь не снижается, как бы ни были велики научно-технические достижения современного сельского хозяйства. Ибо, несмотря на новейшие методы производства пищевых продуктов, не зависящие от почвенных условий, все же в обозримом будущем никакой практической альтернативы почвам соответствующего качества не видно.
Совместное творение природы и человека - так называемые огородные почвы. Люди сумели добиться того, что они стали намного плодороднее всех почв лесной зоны. Орошаемые почвы Средней Азии - тоже результат многовековой земледельческой культуры.
Земельные ресурсы
Чтобы вести правильную экономическую политику, необходимо знать, какова площадь обрабатываемых земель и возможность расширения земельного фонда, какова продуктивность почв и насколько она может быть увеличена.
История сельского хозяйства красноречиво свидетельствует о том, что человечество, стремясь освоить как можно больше земель, распахивало почвы, не обращая внимания на отрицательные последствия своей деятельности. Между тем развитие земледелия "вширь" имеет свои пределы. Площадь равнин, пригодных для земледелия, составляет более 40 процентов всей поверхности суши. Но многие территории слишком холодны для земледелия, другие заболочены. И на поверку оказывается, что площади, которые можно распахать, составляют всего шесть процентов поверхности суши, то есть около девяти миллионов гектаров. При этом большая часть еще не распаханных земель или используется под пастбища, или занята лесами.
Сокращать же площадь лесов явно нецелесообразно.
Помимо того, что леса являются источником самых разнообразных продуктов и древесины, они выполняют такое множество охранных функций в природе и так благотворно влияют на все другие ресурсы, что их уничтожение, как правило, себя не оправдывает.
И тем не менее история земледелия была, по существу, историей сведения лесов. В зоне смешанных и широколиственных лесов их площади сократились на 40- 50, в зоне средиземноморских сухих лесов - на 70-80, в зоне муссонных лесов (особенно в зарубежной Азии) - на 85-90 процентов. На Великой Китайской п ИндоГапгскоп равнинах осталось менее пяти процентов лесов.
И сейчас их энергично продолжают уничтожать в тропических странах, где потребности в продовольствии настолько остры, что единственным средством обеспечения населения продуктами питания при существующем уровне развития сельского хозяйства является расширение посевных площадей.
Одна треть распаханных почв - в Европе, одна пятая - в Азии, одна пятая - в Америке, одна десятая - в Африке, и одна двадцатая - в Австралии и Океании.
На одного человека в мире в среднем приходится 0,35 гектара. Правда, в эту площадь входят почвы, занятые хлопчатником и льном, а также другими техническими, непродовольственными культурами, но зато в нее не включены пастбища и сенокосы, продукция с которых идет для выращивания и откорма скота. Если же учитывать пастбища и сенокосы, то площадь такого участка возрастет до одного гектара.
Именно такова "норма" на человека в большинстве стран Центральной Европы. Но амплитуда колебаний здесь очень велика. В Японии этот показатель составляет 0,07 гектара, в Египте - 0,10, в СССР и США - более 2, в Канаде - более 3, в Аргентине - более бив Австралии - более 40 гектаров.
Сколько человечество еще может освоить земель? И в каких местах? В полярном поясе, где распространены арктические пустыни и тундры, общая площадь земель - шесть миллионов квадратных километров. Из них используются всего около двух процентов - в основном как оленьи пастбища. Именно их можно увеличить, доведя до трех-четырех процентов.
В северной и центральной частях таежной зоны резервы более основательны: от двух процентов в северной части и до пятнадцати - в южной части тайги. Ввести в строй эти земельные площади поможет осушение заболоченных почв.
Основные массивы пахотных земель располагаются в южной части умеренного и наиболее увлажненных частях субтропического пояса северного полушария. Наиболее широко используются в земледелии черноземы, бурые и серые лесные почвы. К северу и югу от этих зон площадь пашни и степень земледельческого использования территорий уменьшаются.
Наиболее полно в умеренном поясе используются степи, площадь которых равна почти двум миллиардам гектаров.
Чернозем издавна был главной "хлебной" почвой России. Его происхождение научно обосновывал еще М. В. Ломоносов, писавший, что он возникает от "еотнития растительных остатков". До революции 100-200-пудовые урожаи (16-32 центнера) пшеницы с одного гектара без внесения удобрений с затратами только на вспашку делали чернозем действительно "царем почв"
(такое определение дал чернозему В. В. Докучаев).
Производить зерно в степи оказалось выгоднее, чем в других зонах; здесь без всяких удобрений удавалось получить до 40 центнеров первоклассного зерна знаменитых русских "твердых" пшениц, без которого невозможно ни выпекать высшие сорта хлеба, ни готовить лучшие макаронные изделия.
Изучение черноземных почв навсегда связано с именем великого русского почвоведа В. В. Докучаева.
Человечество давно интересовалось этими почвами.
Но только у Докучаева они стали объектом научных исследований. Над своей книгой "Русский чернозем" Докучаев работал более пяти лет. Он объездил почти всю черноземную зону европейской части страны, изучал по заказу земства также почвы Нижегородской губернии, совершенствовал методы полевых исследований, создавал основы генетической классификации почв.
К осени 1883 года книга была закончена. Ее издало Вольное экономическое общество, и она сразу же привлекла к себе внимание.
Защищать русский чернозем Докучаеву пришлось не только тогда, но и всю жизнь. С горечью писал он о хищническом отношении к почвам, об их истощении, называл прямых виновников, вырубавших лесные насаждения хранителей влаги в степных районах.
Собранные Докучаевым образцы почв, дополненные образцами из других, нечерноземных губерний, были показаны на Всероссийской промышленно-художественной выставке в Москве в 1882 году и на Всемирной выставке в Париже в 1889 году. На обеих выставках образцы были отмечены золотыми медалями. Докучаев так подробно описал чернозем (его строение, распространение, плодородие, образование), что даже спустя сто лет после выхода его работы мало что можно прибавить к его характеристике.
Труды ученого не утратили актуальности и поныне.
В "Русском черноземе" приведены данные о содержании гумуса в 290 почвенных разрезах. Сопоставляя их с нынешними, исследователи получили возможность определить, как изменился плодородный слой за сто лет. Итоги, к сожалению, не всегда оказывались удовлетворительными. В ряде мест содержание гумуса понизилось. Причина - недостаточное внесение органических удобрений, последствия эрозии пашни, нарушение севооборотов.
Помимо чернозема, осваивались и другие, в частности, более южные почвы - каштановые. С их обработкой связана великая целинная эпопея 50-х годов.
Ныне грандиозные проекты связаны с освоением еще более южных полупустынной и пустынной зон. Почвы там плодородные, тепла достаточно, чтобы собирать два урожая в год, так что при правильном орошении можно планировать только за счет этой природной полосы расширение посевов еще на 1 миллион квадратных километров.
О том, что растениям необходима влага, знали еще древние земледельцы Шумера, Китая и Египта. Но сколько ее нужно? Пшеница на широте Москвы поглощает на одном гектаре тысячу тонн воды, в сухих степях Заволжья - две тысячи тонн (могла бы и больше, но в почвах ее уже не хватает). Таким образом, для орошения тысячи гектаров требуется в течение лета два миллиона тонн воды. Если учесть, что часть ее испаряется, не попадая в растения, часть фильтруется в глубокие слои почвы и тоже проходит мимо растений, то эту цифру надо увеличить.
Сейчас в мире орошается не менее 100 миллионов гектаров. Красно-бурые почвы пустыни, сероземы, светлокаштановые почвы испытывают постоянную нехватку воды, орошение вторгается в пустыни. Но чтобы расширить его площадь, надо строить каналы, а обходится это очень дорого.
Ожившие пустыни северного Прикаспия, в Каракалпакии и северном Дагестане, Каракумский канал в Туркмении - убедительные доказательства того, какое это благо - орошение засушливых земель. Но откуда же взять воду для полива, которой не хватает и в других зонах? Немалые надежды связаны сейчас с проектом переброски части стока северных рек на юг. Проект этот очень сложен и требует оценки всех экономических и экологических исследований.
География поливов расширяется. Орошение продвинулось не только на юг, но и далеко на север. В летние месяцы поливают даже дерново-подзолистые почвы. Но в этом случае орошение должно обязательно сопровождаться внесением удобрений.
Осторожно: горизонт плодородия
На всем земном шаре почва подвергается губительным воздействиям. Продуктивность ее падает из-за эрозии, сведения лесов, засоления, подкисления, расширения городов, строительства дорог, аэропортов и промышленных предприятий, а также в результате применения химикатов.
В ряде районов планеты почва страдает от неправильной обработки и от чересчур интенсивной эксплуатации.
Почва нуждается в бережном отношении и заботливом уходе. Высокие урожаи обеспечивают прежде всего удобрения, восполняющие потерю питательных элементов, которые уходят с урожаем. Там, где выпадает много осадков, например на подзолистых почвах, удобрения могут очень быстро вымываться из верхних горизонтов и попадать в грунтовые воды. И тогда они бесполезны для растений. Более того, накапливаясь в грунтовых водах, нитраты, соли азотной кислоты, становятся вредными для человека и животных.
Большое количество осадков, превышающее испарение, и плохой отток воды из почвы с .грунтовыми водами приводят к заболачиванию территории. Почва так пропитывается водой, что из нее вытесняется весь воздух, п здесь могут развиваться только болотные растения. В лесной зоне очень часто заболачиваются сплошные вырубки, выемки вдоль железных дорог.
Заболачиванию в других зонах способствует неправильное орошение.
В засушливых районах почву подстерегают беды прямо противоположного характера - накопление солей в верхних горизонтах почвы п их иссушение, а это приводит к гибели растений.
Одна из главных опасностей, угрожающих почве, - эрозпя.
Водная эрозия - смыв верхнего слоя почвы, разрушение ее поверхности, почвенных комков, нарушение связи между отдельными частицами, перенос частиц на более низкие участки и в реки. Когда смывается верхний плодородный слой, урожайность снижается на 60-70 процентов. Стекая по бороздам, колеям от колес, неглубоким западинам вдоль склонов, вода сначала образует промоины, которые постепенно увеличиваются. Если промоина глубоко врезалась в почву, так, что ее нельзя выровнять распашкой, она кладет начало оврагу. Овраги могут достигать в длину сотни километров. Известен случай, когда за одно лето стекающая после дождя с крыши фермы вода вырыла промоину, превратившуюся затем в овраг длиной в несколько километров.
Не менее вредна ветровая эрозия, так называемая дефляция. Воздушные потоки могут перекатывать почвенные частицы и отрывать их от земли. Ветер переносит их довольно далеко: известны случаи, когда они оказывались на расстоянии до 400 километров. При этом ветер подхватывает обычно самые мелкие и самые богатые питательными веществами частицы почвы. В результате плодородие снижается на 40-60 процентов. Ветер "выдувает" посевы, обнажая корни растений в одном месте, а з других местах наносит целые "сугробы" из почв, нередко высотой до одного-двух метров.
Исследования показали, что гумусовый слой черноземов - основной источник их плодородия - частично или полностью снесен примерно на половине их площади.
Эрозия столь же стара, как и земледелие, и является обычным следствием стихийной распашки земель. Она особенно усилилась в эпоху капитализма. Стремясь получить максимальную прибыль, владельцы земли уничтожали леса и производили распашку склонов. В царской России без всяких предосторожностей распахивались склоны крутизной до 15-20 градусов, в то время как агрономическая наука считает крайним пределом крутизну 6-8 градусов. В итоге эрозия поразила лучшие земли Украины и Центральной России. Там и сейчас можно встретить овраги глубиной до 70 метров. За один только год такой овраг может "съесть" до 10-15 гектаров пахотных земель.
За последнее столетие водная и ветровая эрозия в мире уничтожила около 2 миллиардов гектаров земель, то есть площадь, равную территории СССР, или 27 процентов всех сельскохозяйственных земель планеты. Убытки от эрозии составляют во всем мире около 100 миллиардов долларов в год.
Несмотря на ряд мер, площадь эродированных земель в США составляет около 300 миллионов гектаров, из них более 110 миллионов - пахотные земли. Но первое место в мире по масштабам ускоренной эрозии принадлежит зарубежной Азии. Развитию эрозионных процессов там благоприятствуют сплошная распашка земель (в муссонных районах), вырубка лесов на водоразделах, преобладание пересеченного рельефа (3Д территории зарубежной Азии располагаются на высоте более 200 метров), наличие огромных площадей рыхлых отложений, сухость климата в сочетании с ливневым характером осадков.
Эрозия, как пишет член-корреспондент АН СССР В. А. Ковда, - это расплата за ошибки в земледелии, и борьба с ней требует серьезного научного, инженерного и экономического обоснования и больших капитальных затрат.
В нашей стране борьбе с эрозией уделяется большое внимание. ЦК КПСС и Совет Министров СССР в марте 1967 года приняли постановление "О неотложных мерах по защите почв от ветровой и водной эрозии", в котором указывается на* необходимость применения на сельскохозяйственных землях всего комплекса противоэрозионных мероприятий с учетом природных и социально-экономических факторов, для того чтобы превратить эродированные земли в высокопродуктивные сельскохозяйственные и лесные угодья.
В истории нашей страны накоплен достаточный печальный опыт, связанный с воздействием засухи на урожаи.
В 1891 году, например, засуха охватила 20 губерний.
Россия недобрала полмиллиарда пудов зерна. Крестьянские хозяйства были разорены, опустели целые деревни.
Причем засухи повторялись часто. И тогда подняли голос ученые. Докучаев писал: "Враги нашего хозяйства - ветры, бури, засухи - страшны нам только потому, что мы не умеем владеть ими". В статьях, публичных выступлениях ученый дал конкретные рекомендации, как предупредить трагические последствия засух.
Вскоре выходит его новая книга "Наши степи прежде и теперь". Весь доход от нее Докучаев передал в помощь голодающим. Блестяще написанная, убедительная, она и сегодня читается с захватывающим интересом. По его инициативе создается особая экспедиция департамента земледелия по изучению причин засухи. Организуются три опытные станции (участки) в Каменной степи под Воронежем, на водоразделе рек Дон - Донец и в сухой степи возле Таганрога. Под руководством Докучаева разводят лесополосы для защиты полей от суховеев, задержания талых вод. Закрепляются овраги, строятся водоемы, испытывается лиманное орошение. Лесополосы, посаженные Докучаевым, и ныне служат сельскому хозяйству.
Родиной степного лесоразведения является Россия.
Начало ему положил еще Петр I, заложивший в 1696 году в степи близ Таганрога дубовую рощу, которая должна была давать корабельный лес для Черноморского флота. Однако все попытки лесоразведения, которые предпринимались впоследствии в Южной России, диктовались именно потребностью в строительном и топливном материале. Поворотным моментом в истории отечественного лесоразведения стали работы экспедиции В. В. Докучаева.
В работе "Наши степи прежде и теперь" он в качестве одного из путей борьбы с засухой и неурожаями назвал степное лесоразведение.
В широких масштабах полезащитное лесоразведение начало развиваться после Великой Октябрьской социалистической революции. В постановлении Совета Труда и Обороны от 29 апреля 1921 года "О борьбе с засухой", подписанном В. И. Лениным, говорилось о необходимости развивать в государственных масштабах работы по облесению и укреплению оврагов и песков, особенно в районах Среднего и Нижнего Поволжья и Придонья.
В 1948 году Советом Министров СССР и ЦК ВКП(б)
было принято постановление "О плане полезащитных лесонасаждений, внедрения травопольных севооборотов, строительства прудов и водоемов для обеспечения высоких и устойчивых урожаев в степных и лесостепных районах Европейской части СССР", которое дало новый толчок развитию теории и практики степного лесоразведения.
Полезащитные лесные полосы, заметно ослабляя скорость ветра, регулируют температурный режим, способствуют равномерному распределению снега, повышают влажность воздуха и почвы в межполосном пространстве.
Благодаря лесным насаждениям значительно улучшаются физические свойства степных почв.
Под защитой лесных насаждений в зонах недостаточного увлажнения урожаи зерновых повышаются на 20- 30, овощных - на 50-75, кормовых трав - на 200 процентов.
Для полезащитных лесонасаждений требуется подбор местных засухоустойчивых сортов, тщательный уход за посадками, особенно в первые годы, правильный выбор мест для организации полос - преимущественно в низинах, куда поступает больше влаги с поверхностным стоком.
Очень важным средством борьбы с эрозией является безотвальная вспашка, предложенная Т. С. Мальцевым, которая оказалась очень эффективным средством, позволяющим противостоять засухе и пыльным бурям. При безотвальной обработке почвы на поле остается стерня, которая уменьшает скорость ветра над полем, задерживает снег и поверхностный сток с полей.
Очевидно, что борьба с эрозией почв в районах засушливого климата должна проводиться на больших площадях, и эффективной она может быть только в условиях общественной собственности на землю. При раздробленном, частнособственническом землепользовании неурожаи в зонах неустойчивого увлажнения неизбежны.
Процесс обработки почвы приводит к усилению минерализации органических и гумусовых остатков, распылению и потере питательных веществ. В результате потери гумуса из-за нерационального использования земель составляют 0,25-0,5 тонны на гектаре в год. Это отрицательно сказывается на сельскохозяйственном производстве, так как приводит к снижению урожаев в два-три раза.
Сокращение запасов гумуса в биосфере имеет не только хозяйственное, но и большое экологическое значение.
Биологическая продуктивность всей нашей планеты опирается на нормальное функционирование почвенного покрова, которое в первую очередь определяется состоянием гумусового слоя. Именно благодаря наличию гумусового горизонта почвы выступают как универсальный общеземной аккумулятор и распределитель энергии, необходимой для нормального обмена и круговорота вещества в ландшафтах.
Теперь в агроценозах плодородие почв во многом обеспечивает человек, помогая живым организмам почвы удовлетворить потребности сельскохозяйственных растений в минеральных солях, воде, воздухе, для дыхания корней.
Но уже сейчас возникают ситуации, когда человек вынужден сам сотворить землю, не прибегая к помощи других живых существ, но искусственно создавая условия для роста растений, аналогичные природным. Такие почвы создали белорусские химики на основе ионитов - искусственных материалов, напоминающих своеобразную химическую губку. Разница в том, что впитать эта "губка" может любые химические вещества, а выжать из нее ничего не удастся, разве только обменять один ион на другой.
Внешне эта почва оказалась похожей на вату, на ней хорошо росли капуста, укроп, другие овощи. Ее можно в избытке насытить нужными растениям ионами на многие годы, а в обмен она будет связывать ненужные ионы корневых выделений. Такие почвы побывали уже на космических кораблях, с ними работали космонавты Климук и Коваленок, Губарев и Гречко, Рюмин и Попов.
Найдут они применение и в земных теплицах.
Но пока на Земле заботой земледельцев является повышение плодородия естественных почв на десятках и сотнях миллионов гектаров. Решить проблемы повышения плодородия почв может только тесный союз земледельцев с наукой, необходимость которого так требовательно была подчеркнута на апрельском Пленуме ЦК КПСС 1985 года.
Фундамент аграрного цеха
Под пашней сейчас в СССР занято 227 миллионов гектаров, то есть на каждого жителя приходится 0,84 гектара. Однако в целом по стране природные возможности далеко не идеальны. Достаточно сказать, что две трети посевов зерновых размещается в зоне недостаточного увлажнения. Потенциальное плодородие наших почв вдвое ниже, чем, скажем, в США. Следовательно, на единицу продукции требуется двое больше затрат труда.
Восполнение, умножение силы пашни - важнейшая задача растениеводства.
За последние годы удалось резко повысить продуктивность многих сортов прежде всего за счет улучшения питания. Но чудес в природе не бывает: взятое у земли падо вернуть с лихвой. В Нечерноземной зоне за сезон расходуется с гектара свыше тысячи килограммов гумуса.
Возвращается же в почву примерно половина.
Ничего страшного, уверяют агрономы, все можно поправить с помощью минеральных удобрений, паров. Опасное заблуждение: туки без органики малоэффективны.
Ее применение, правда, постоянно растет и достигло миллиарда тонн. Многие хозяйства Белоруссии, Подмосковья на гектар вносят по 13-19 тонн компостов, а вот в Рязанской, Тульской и ряде других областей - всего лишь по 4 тонны - втрое-вчетверо меньше нормы.
Наука и практика располагают богатым арсеналом средств для повышения плодородия, роста урожайности.
Среди них надо особо отметить новые способы обработки почвы, открытые дважды Героем Социалистического Труда Т. С. Мальцевым.
Разработанные им методы по праву стали называться мальцевской системой земледелия. На его идеях воспитывалось не одно поколение сибирских агрономов, мастеров высоких урожаев. Еще в начале 40-х годов он пришел к выводу о необходимости заменить пахоту безотвальной и поверхностной обработкой. Проведенные в колхозе "Заветы Ленина" опыты, когда зерновые засевались по непаханой почве, показали, что многолетние и однолетние растения, которые раньше делили на "разрушителей" и "восстановителей" плодородия, оставляют органических веществ в земле больше, чем потребляют их.
Так Т. С. Мальцев сформулировал главную задачу безотвальной обработки помогать однолетним растениям систематически улучшать почвенное плодородие.
Широко известной на Западе теории "убывающего плодородия" Т. С. Мальцев противопоставил теорию плодородия возрастающего. В основе ее - мысль о том, что необходимо максимально учитывать закономерности почвообразовательного процесса и приспосабливать к ним агротехнику.
Традиционная вспашка резко изменяет условия жизнедеятельности микроорганизмов, усиливает аэробные процессы, разрушает структуру почвы. Т. С. Мальцев пришел к выводу, что ежегодно глубоко поле пахать нельзя, нужно проводить лишь мелкое поверхностное лущение. Чтобы окультуривать не только верхний, но и нижние слои, создать более благоприятный водно-воздушный и пищевой режимы, наряду с поверхностной обработкой он предложил в паровом поле глубокое безотвальное рыхление.
Открытие Т. С. Мальцева стимулировало поиски других ученых. Исходя из почвенно-климатических условий Северного Казахстана, во ВНИИ зернового хозяйства под руководством академика ВАСХНИЛ, Героя Социалистического Труда А. И. Бараева разработали почвозащитную систему, основанную на плоскорезной обработке с максимальным сохранением стерни. Это новшество позволило приостановить на огромных площадях ветровую эрозию.
Со временем безотвальная обработка распространилась в Западной Сибири, на Алтае, в Поволжье, на Северном Кавказе, в Нечерноземной зоне, на Украине и в других районах.
Рекомендуя свой метод, Т. С. Мальцев, однако, предостерегает от его слепого копирования. "Одно мы считаем делом общим, - пишет он, - это стремление заставить однолетние растения систематически улучшать условия почвенного плодородия. От этого нужно и отправляться".
Но новая система пробивает себе дорогу медленно. Нелегко избавляться от старых привычек, от глубокого плуга. По мнению А. И. Бараева, такой плуг, некогда изобретенный в странах, где выпадает много осадков, поначалу сыграл положительную роль, подняв из более глубоких слоев питательные вещества. Сейчас же этот резерв в значительной мере исчерпан. Теперь надо делать ставку на растительный покров, который обеспечит почву нужным количеством гумуса. И тут на помощь приходит почвозащитная система.
Высокопродуктивные почвы - важнейшая предпосылка человеческой жизни и основа экологических процессов, благодаря которым люди извлекают из биосферы жизненно необходимые питательные вещества. И значение почв отнюдь не снижается, как бы ни были велики научно-технические достижения современного сельского хозяйства. Ибо, несмотря на новейшие методы производства пищевых продуктов, не зависящие от почвенных условий, все же в обозримом будущем никакой практической альтернативы почвам соответствующего качества не видно.
Совместное творение природы и человека - так называемые огородные почвы. Люди сумели добиться того, что они стали намного плодороднее всех почв лесной зоны. Орошаемые почвы Средней Азии - тоже результат многовековой земледельческой культуры.
Земельные ресурсы
Чтобы вести правильную экономическую политику, необходимо знать, какова площадь обрабатываемых земель и возможность расширения земельного фонда, какова продуктивность почв и насколько она может быть увеличена.
История сельского хозяйства красноречиво свидетельствует о том, что человечество, стремясь освоить как можно больше земель, распахивало почвы, не обращая внимания на отрицательные последствия своей деятельности. Между тем развитие земледелия "вширь" имеет свои пределы. Площадь равнин, пригодных для земледелия, составляет более 40 процентов всей поверхности суши. Но многие территории слишком холодны для земледелия, другие заболочены. И на поверку оказывается, что площади, которые можно распахать, составляют всего шесть процентов поверхности суши, то есть около девяти миллионов гектаров. При этом большая часть еще не распаханных земель или используется под пастбища, или занята лесами.
Сокращать же площадь лесов явно нецелесообразно.
Помимо того, что леса являются источником самых разнообразных продуктов и древесины, они выполняют такое множество охранных функций в природе и так благотворно влияют на все другие ресурсы, что их уничтожение, как правило, себя не оправдывает.
И тем не менее история земледелия была, по существу, историей сведения лесов. В зоне смешанных и широколиственных лесов их площади сократились на 40- 50, в зоне средиземноморских сухих лесов - на 70-80, в зоне муссонных лесов (особенно в зарубежной Азии) - на 85-90 процентов. На Великой Китайской п ИндоГапгскоп равнинах осталось менее пяти процентов лесов.
И сейчас их энергично продолжают уничтожать в тропических странах, где потребности в продовольствии настолько остры, что единственным средством обеспечения населения продуктами питания при существующем уровне развития сельского хозяйства является расширение посевных площадей.
Одна треть распаханных почв - в Европе, одна пятая - в Азии, одна пятая - в Америке, одна десятая - в Африке, и одна двадцатая - в Австралии и Океании.
На одного человека в мире в среднем приходится 0,35 гектара. Правда, в эту площадь входят почвы, занятые хлопчатником и льном, а также другими техническими, непродовольственными культурами, но зато в нее не включены пастбища и сенокосы, продукция с которых идет для выращивания и откорма скота. Если же учитывать пастбища и сенокосы, то площадь такого участка возрастет до одного гектара.
Именно такова "норма" на человека в большинстве стран Центральной Европы. Но амплитуда колебаний здесь очень велика. В Японии этот показатель составляет 0,07 гектара, в Египте - 0,10, в СССР и США - более 2, в Канаде - более 3, в Аргентине - более бив Австралии - более 40 гектаров.
Сколько человечество еще может освоить земель? И в каких местах? В полярном поясе, где распространены арктические пустыни и тундры, общая площадь земель - шесть миллионов квадратных километров. Из них используются всего около двух процентов - в основном как оленьи пастбища. Именно их можно увеличить, доведя до трех-четырех процентов.
В северной и центральной частях таежной зоны резервы более основательны: от двух процентов в северной части и до пятнадцати - в южной части тайги. Ввести в строй эти земельные площади поможет осушение заболоченных почв.
Основные массивы пахотных земель располагаются в южной части умеренного и наиболее увлажненных частях субтропического пояса северного полушария. Наиболее широко используются в земледелии черноземы, бурые и серые лесные почвы. К северу и югу от этих зон площадь пашни и степень земледельческого использования территорий уменьшаются.
Наиболее полно в умеренном поясе используются степи, площадь которых равна почти двум миллиардам гектаров.
Чернозем издавна был главной "хлебной" почвой России. Его происхождение научно обосновывал еще М. В. Ломоносов, писавший, что он возникает от "еотнития растительных остатков". До революции 100-200-пудовые урожаи (16-32 центнера) пшеницы с одного гектара без внесения удобрений с затратами только на вспашку делали чернозем действительно "царем почв"
(такое определение дал чернозему В. В. Докучаев).
Производить зерно в степи оказалось выгоднее, чем в других зонах; здесь без всяких удобрений удавалось получить до 40 центнеров первоклассного зерна знаменитых русских "твердых" пшениц, без которого невозможно ни выпекать высшие сорта хлеба, ни готовить лучшие макаронные изделия.
Изучение черноземных почв навсегда связано с именем великого русского почвоведа В. В. Докучаева.
Человечество давно интересовалось этими почвами.
Но только у Докучаева они стали объектом научных исследований. Над своей книгой "Русский чернозем" Докучаев работал более пяти лет. Он объездил почти всю черноземную зону европейской части страны, изучал по заказу земства также почвы Нижегородской губернии, совершенствовал методы полевых исследований, создавал основы генетической классификации почв.
К осени 1883 года книга была закончена. Ее издало Вольное экономическое общество, и она сразу же привлекла к себе внимание.
Защищать русский чернозем Докучаеву пришлось не только тогда, но и всю жизнь. С горечью писал он о хищническом отношении к почвам, об их истощении, называл прямых виновников, вырубавших лесные насаждения хранителей влаги в степных районах.
Собранные Докучаевым образцы почв, дополненные образцами из других, нечерноземных губерний, были показаны на Всероссийской промышленно-художественной выставке в Москве в 1882 году и на Всемирной выставке в Париже в 1889 году. На обеих выставках образцы были отмечены золотыми медалями. Докучаев так подробно описал чернозем (его строение, распространение, плодородие, образование), что даже спустя сто лет после выхода его работы мало что можно прибавить к его характеристике.
Труды ученого не утратили актуальности и поныне.
В "Русском черноземе" приведены данные о содержании гумуса в 290 почвенных разрезах. Сопоставляя их с нынешними, исследователи получили возможность определить, как изменился плодородный слой за сто лет. Итоги, к сожалению, не всегда оказывались удовлетворительными. В ряде мест содержание гумуса понизилось. Причина - недостаточное внесение органических удобрений, последствия эрозии пашни, нарушение севооборотов.
Помимо чернозема, осваивались и другие, в частности, более южные почвы - каштановые. С их обработкой связана великая целинная эпопея 50-х годов.
Ныне грандиозные проекты связаны с освоением еще более южных полупустынной и пустынной зон. Почвы там плодородные, тепла достаточно, чтобы собирать два урожая в год, так что при правильном орошении можно планировать только за счет этой природной полосы расширение посевов еще на 1 миллион квадратных километров.
О том, что растениям необходима влага, знали еще древние земледельцы Шумера, Китая и Египта. Но сколько ее нужно? Пшеница на широте Москвы поглощает на одном гектаре тысячу тонн воды, в сухих степях Заволжья - две тысячи тонн (могла бы и больше, но в почвах ее уже не хватает). Таким образом, для орошения тысячи гектаров требуется в течение лета два миллиона тонн воды. Если учесть, что часть ее испаряется, не попадая в растения, часть фильтруется в глубокие слои почвы и тоже проходит мимо растений, то эту цифру надо увеличить.
Сейчас в мире орошается не менее 100 миллионов гектаров. Красно-бурые почвы пустыни, сероземы, светлокаштановые почвы испытывают постоянную нехватку воды, орошение вторгается в пустыни. Но чтобы расширить его площадь, надо строить каналы, а обходится это очень дорого.
Ожившие пустыни северного Прикаспия, в Каракалпакии и северном Дагестане, Каракумский канал в Туркмении - убедительные доказательства того, какое это благо - орошение засушливых земель. Но откуда же взять воду для полива, которой не хватает и в других зонах? Немалые надежды связаны сейчас с проектом переброски части стока северных рек на юг. Проект этот очень сложен и требует оценки всех экономических и экологических исследований.
География поливов расширяется. Орошение продвинулось не только на юг, но и далеко на север. В летние месяцы поливают даже дерново-подзолистые почвы. Но в этом случае орошение должно обязательно сопровождаться внесением удобрений.
Осторожно: горизонт плодородия
На всем земном шаре почва подвергается губительным воздействиям. Продуктивность ее падает из-за эрозии, сведения лесов, засоления, подкисления, расширения городов, строительства дорог, аэропортов и промышленных предприятий, а также в результате применения химикатов.
В ряде районов планеты почва страдает от неправильной обработки и от чересчур интенсивной эксплуатации.
Почва нуждается в бережном отношении и заботливом уходе. Высокие урожаи обеспечивают прежде всего удобрения, восполняющие потерю питательных элементов, которые уходят с урожаем. Там, где выпадает много осадков, например на подзолистых почвах, удобрения могут очень быстро вымываться из верхних горизонтов и попадать в грунтовые воды. И тогда они бесполезны для растений. Более того, накапливаясь в грунтовых водах, нитраты, соли азотной кислоты, становятся вредными для человека и животных.
Большое количество осадков, превышающее испарение, и плохой отток воды из почвы с .грунтовыми водами приводят к заболачиванию территории. Почва так пропитывается водой, что из нее вытесняется весь воздух, п здесь могут развиваться только болотные растения. В лесной зоне очень часто заболачиваются сплошные вырубки, выемки вдоль железных дорог.
Заболачиванию в других зонах способствует неправильное орошение.
В засушливых районах почву подстерегают беды прямо противоположного характера - накопление солей в верхних горизонтах почвы п их иссушение, а это приводит к гибели растений.
Одна из главных опасностей, угрожающих почве, - эрозпя.
Водная эрозия - смыв верхнего слоя почвы, разрушение ее поверхности, почвенных комков, нарушение связи между отдельными частицами, перенос частиц на более низкие участки и в реки. Когда смывается верхний плодородный слой, урожайность снижается на 60-70 процентов. Стекая по бороздам, колеям от колес, неглубоким западинам вдоль склонов, вода сначала образует промоины, которые постепенно увеличиваются. Если промоина глубоко врезалась в почву, так, что ее нельзя выровнять распашкой, она кладет начало оврагу. Овраги могут достигать в длину сотни километров. Известен случай, когда за одно лето стекающая после дождя с крыши фермы вода вырыла промоину, превратившуюся затем в овраг длиной в несколько километров.
Не менее вредна ветровая эрозия, так называемая дефляция. Воздушные потоки могут перекатывать почвенные частицы и отрывать их от земли. Ветер переносит их довольно далеко: известны случаи, когда они оказывались на расстоянии до 400 километров. При этом ветер подхватывает обычно самые мелкие и самые богатые питательными веществами частицы почвы. В результате плодородие снижается на 40-60 процентов. Ветер "выдувает" посевы, обнажая корни растений в одном месте, а з других местах наносит целые "сугробы" из почв, нередко высотой до одного-двух метров.
Исследования показали, что гумусовый слой черноземов - основной источник их плодородия - частично или полностью снесен примерно на половине их площади.
Эрозия столь же стара, как и земледелие, и является обычным следствием стихийной распашки земель. Она особенно усилилась в эпоху капитализма. Стремясь получить максимальную прибыль, владельцы земли уничтожали леса и производили распашку склонов. В царской России без всяких предосторожностей распахивались склоны крутизной до 15-20 градусов, в то время как агрономическая наука считает крайним пределом крутизну 6-8 градусов. В итоге эрозия поразила лучшие земли Украины и Центральной России. Там и сейчас можно встретить овраги глубиной до 70 метров. За один только год такой овраг может "съесть" до 10-15 гектаров пахотных земель.
За последнее столетие водная и ветровая эрозия в мире уничтожила около 2 миллиардов гектаров земель, то есть площадь, равную территории СССР, или 27 процентов всех сельскохозяйственных земель планеты. Убытки от эрозии составляют во всем мире около 100 миллиардов долларов в год.
Несмотря на ряд мер, площадь эродированных земель в США составляет около 300 миллионов гектаров, из них более 110 миллионов - пахотные земли. Но первое место в мире по масштабам ускоренной эрозии принадлежит зарубежной Азии. Развитию эрозионных процессов там благоприятствуют сплошная распашка земель (в муссонных районах), вырубка лесов на водоразделах, преобладание пересеченного рельефа (3Д территории зарубежной Азии располагаются на высоте более 200 метров), наличие огромных площадей рыхлых отложений, сухость климата в сочетании с ливневым характером осадков.
Эрозия, как пишет член-корреспондент АН СССР В. А. Ковда, - это расплата за ошибки в земледелии, и борьба с ней требует серьезного научного, инженерного и экономического обоснования и больших капитальных затрат.
В нашей стране борьбе с эрозией уделяется большое внимание. ЦК КПСС и Совет Министров СССР в марте 1967 года приняли постановление "О неотложных мерах по защите почв от ветровой и водной эрозии", в котором указывается на* необходимость применения на сельскохозяйственных землях всего комплекса противоэрозионных мероприятий с учетом природных и социально-экономических факторов, для того чтобы превратить эродированные земли в высокопродуктивные сельскохозяйственные и лесные угодья.
В истории нашей страны накоплен достаточный печальный опыт, связанный с воздействием засухи на урожаи.
В 1891 году, например, засуха охватила 20 губерний.
Россия недобрала полмиллиарда пудов зерна. Крестьянские хозяйства были разорены, опустели целые деревни.
Причем засухи повторялись часто. И тогда подняли голос ученые. Докучаев писал: "Враги нашего хозяйства - ветры, бури, засухи - страшны нам только потому, что мы не умеем владеть ими". В статьях, публичных выступлениях ученый дал конкретные рекомендации, как предупредить трагические последствия засух.
Вскоре выходит его новая книга "Наши степи прежде и теперь". Весь доход от нее Докучаев передал в помощь голодающим. Блестяще написанная, убедительная, она и сегодня читается с захватывающим интересом. По его инициативе создается особая экспедиция департамента земледелия по изучению причин засухи. Организуются три опытные станции (участки) в Каменной степи под Воронежем, на водоразделе рек Дон - Донец и в сухой степи возле Таганрога. Под руководством Докучаева разводят лесополосы для защиты полей от суховеев, задержания талых вод. Закрепляются овраги, строятся водоемы, испытывается лиманное орошение. Лесополосы, посаженные Докучаевым, и ныне служат сельскому хозяйству.
Родиной степного лесоразведения является Россия.
Начало ему положил еще Петр I, заложивший в 1696 году в степи близ Таганрога дубовую рощу, которая должна была давать корабельный лес для Черноморского флота. Однако все попытки лесоразведения, которые предпринимались впоследствии в Южной России, диктовались именно потребностью в строительном и топливном материале. Поворотным моментом в истории отечественного лесоразведения стали работы экспедиции В. В. Докучаева.
В работе "Наши степи прежде и теперь" он в качестве одного из путей борьбы с засухой и неурожаями назвал степное лесоразведение.
В широких масштабах полезащитное лесоразведение начало развиваться после Великой Октябрьской социалистической революции. В постановлении Совета Труда и Обороны от 29 апреля 1921 года "О борьбе с засухой", подписанном В. И. Лениным, говорилось о необходимости развивать в государственных масштабах работы по облесению и укреплению оврагов и песков, особенно в районах Среднего и Нижнего Поволжья и Придонья.
В 1948 году Советом Министров СССР и ЦК ВКП(б)
было принято постановление "О плане полезащитных лесонасаждений, внедрения травопольных севооборотов, строительства прудов и водоемов для обеспечения высоких и устойчивых урожаев в степных и лесостепных районах Европейской части СССР", которое дало новый толчок развитию теории и практики степного лесоразведения.
Полезащитные лесные полосы, заметно ослабляя скорость ветра, регулируют температурный режим, способствуют равномерному распределению снега, повышают влажность воздуха и почвы в межполосном пространстве.
Благодаря лесным насаждениям значительно улучшаются физические свойства степных почв.
Под защитой лесных насаждений в зонах недостаточного увлажнения урожаи зерновых повышаются на 20- 30, овощных - на 50-75, кормовых трав - на 200 процентов.
Для полезащитных лесонасаждений требуется подбор местных засухоустойчивых сортов, тщательный уход за посадками, особенно в первые годы, правильный выбор мест для организации полос - преимущественно в низинах, куда поступает больше влаги с поверхностным стоком.
Очень важным средством борьбы с эрозией является безотвальная вспашка, предложенная Т. С. Мальцевым, которая оказалась очень эффективным средством, позволяющим противостоять засухе и пыльным бурям. При безотвальной обработке почвы на поле остается стерня, которая уменьшает скорость ветра над полем, задерживает снег и поверхностный сток с полей.
Очевидно, что борьба с эрозией почв в районах засушливого климата должна проводиться на больших площадях, и эффективной она может быть только в условиях общественной собственности на землю. При раздробленном, частнособственническом землепользовании неурожаи в зонах неустойчивого увлажнения неизбежны.
Процесс обработки почвы приводит к усилению минерализации органических и гумусовых остатков, распылению и потере питательных веществ. В результате потери гумуса из-за нерационального использования земель составляют 0,25-0,5 тонны на гектаре в год. Это отрицательно сказывается на сельскохозяйственном производстве, так как приводит к снижению урожаев в два-три раза.
Сокращение запасов гумуса в биосфере имеет не только хозяйственное, но и большое экологическое значение.
Биологическая продуктивность всей нашей планеты опирается на нормальное функционирование почвенного покрова, которое в первую очередь определяется состоянием гумусового слоя. Именно благодаря наличию гумусового горизонта почвы выступают как универсальный общеземной аккумулятор и распределитель энергии, необходимой для нормального обмена и круговорота вещества в ландшафтах.