Глава 8 «Save our soil!» («Спасите нашу землю!»)
Глава 8
«Save our soil!» («Спасите нашу землю!»)
…Недавно коллекции филателистов пополнились новой маркой. Вышла она в США. На ней начальные буквы трех слов — всем знакомый сигнал бедствия на море «SOS»! Только расшифровывается он по-иному: «Спасите нашу землю!»
Как-то в нашей компании механизаторов появился сотрудник одного из новых автомобильных заводов. Речь зашла о профессиях.
— Ну что такое плуг? — пренебрежительно улыбнулся автомобилист. — Всего-навсего несколько полос железа, стянутых болтами. А комбайн? Ни одной приличной трансмиссии: все на цепях. Вы же отстали от нас на сто лет!
Оскорбившись, мы предложили критику разобраться в конструкции вязального аппарата. Через три часа он признал свое поражение.
Этот механизм имитирует движение человеческих рук. Именно они, руки, научились, любовно обняв скошенный хлеб, собирать его в сноп, туго перевязать перевяслом. Потом эту операцию доверили машине.
Теперь жатка-сноповязалка — тоже прошлое.
Несколько лет назад ставропольские агрономы решили вспомнить старину и поставили интересный опыт. Связав снопы, предки наши ставили их в суслон — шатром. Сверху острую крышу накрывали еще одним снопом. Так шатер и стоял до той поры, когда приходила очередь обмолота. К чему такое хитрое сооружение, забыли даже самые старые деды. А скорее всего этого они и вовсе никогда не знали.
Секрет же оказался простым. В легко продуваемом ветром шатре создается своеобразный микроклимат, в котором спрятанный в тень колос, убранный в стадии молочно-восковой зрелости, лучше наливается и дозревает. Итог: гарантированная прибавка урожая минимум на 10 процентов и плюс более качественное зерно!
Существенное отличие земледельческого производства от промышленного состоит в том, что в первом природа непосредственно участвует во всех технологических операциях с землей и растениями. А что от природы в детали, которую обтачивает токарь? Разве что сам материал, на получение которого была использована железная руда…
Но если это так, то не должны ли мы вернуться к методам, имитирующим методы выращивания растений природой?
Именно на этом настаивают многие специалисты, в том числе и Э. Фолкнер, считающий, что «почва сама без всякой помощи позаботится о растениях, если мы не помешаем ей». С его точки зрения, человек только мешает природе сделать свое дело: «Культурная почва создается в результате гниения, а не с помощью сельскохозяйственных орудий».
С точки зрения Фолкнера и значительной части ученых, агрономов мы должны полностью довериться природе. Вот, например, говорят они, курица-наседка, которая вывела утят из подложенных ей чужих яиц. Посмотрите, как она пугается, видя, что ее дети смело идут в воду. Вот так же пугаемся и мы, боясь поместить свои культурные растения в естественные условия и оставить их без своей постоянной опеки.
— Все это хорошо, — говорят другие. — Для утят вода — среда родная. А вот является ли девственная, не распаханная и не взрыхленная почва такой же родной, естественной средой для наших практически искусственных растений — это еще вопрос. Слишком уж долго их предки лелеялись пахарем, чтобы они могли быть вот так вдруг предоставлены сами себе. Да и обеспечивает ли природа большие урожаи диких растений, чем человек культурных на своих полях? Расчеты показывают как раз противное. Не разумнее ли идти старым путем? Ведь именно на этом пути человечеству удалось создать мощнейшую индустрию и ступить ногой на другие планеты. Не означает ли это, что и древнейшее земледелие должно как можно быстрее вступить на путь промышленного развития? На этом пути и создание полностью или частично синтетических продуктов питания, и дальнейшая механизация и автоматизация земледелия, сознательная переделка климата, наконец.
Давайте перестанем жить на полюсе!
«Для веселия планета наша мало оборудована», — говорил Маяковский. И действительно, 11 процентов всей суши нашей планеты покрыты материковыми льдами, 4 процента отнимают тундры, 16 — горы, более 20 заняты пустынями, солонцами и солончаками, а также болотами. Остается меньше половины. Но и оставшееся освоено далеко не полностью. Даже наиболее плодородные степные черноземы засеваются в разных странах всего на 70–85 процентов. Огромные пространства заняты лесами, лесные почвы распаханы всего на 10–40 процентов. И совсем уж слабо эксплуатируются почвы пустынных степей и полупустынь. Здесь процент использования падает до 2–3.
Но и с этой наличностью жить бы можно, и даже значительно лучше, если бы не климат…
Возьмем наиболее близкий нам пример. Практически вся территория нашей страны находится в соседстве с полюсом, хотя южные ее районы и отстоят от него более чем на 5 тысяч километров. Дело в том, что между основными земледельческими районами СССР и Арктикой нет ни теплого Гольфстрима, ни высоких гор, играющих роль щита, как в Западной Европе и в США. Еще в 1892 году основоположник отечественной климатологии А. И. Воейков писал: «Наша суровая зима и короткое лето невыгодны для народного хозяйства; они мешают нам возделывать растения более теплых стран и заставляют держать более животных и орудий, чем в Западной Европе, более тратить на устройство домов, отопление и теплую одежду».
От холодных масс арктического воздуха не защищены даже самые южные районы страны. Так, в феврале 1929 года морозы на Южном берегу Крыма достигали 25 градусов, на кавказском побережье — 10. В 1949 году арктический воздух вторгся на территорию Средней Азии. В Ташкенте температура упала до минус 30, вымерзли цитрусовые в Закавказье. В 1963 году во второй декаде марта в Ростовской области стояли морозы 38 градусов при тонком снежном покрове.
Если в целом наша планета малопригодна для веселья, то о территории нашей страны и говорить нечего. 35 процентов ее занимают арктические и редколесные тундры, 47 покрыто вечной мерзлотой, 75 испытывает охлаждение до минус 40 градусов и ниже, и, как мы видели, даже наши субтропики не гарантированы от 20-градусных морозов.
К тому же Северный полюс, как ни странно, сопричастен и к частым у нас засухам. Дело в том, что холодный арктический воздух имеет низкую влажность. При весенне-летнем перемещении на юг он прогревается. Но чем выше становится его температура, тем больше нужно влаги для его насыщения. Эту влагу воздух собирает с полей. Как результат — суховей, засуха.
С 1889 по 1921 год из 33 лет 20 были засушливыми. Как следствие — массовая гибель скота, эпидемии, голод. Царское министерство внутренних дел в 1908 году вынуждено было признать, что угроза «умереть голодной смертью является ежегодно весьма возможной участью значительного числа земледельцев России».
Однако мало того, что наш климат засушлив и суров, он к тому же отличается весьма неуравновешенным характером. Например, 31 января 1956 года одинаковая температура — минус 4 градуса — была зарегистрирована на Северном полюсе и в… Сочи. Перед тем же новым годом температура на полюсе поднялась до оттепели, в то время как в Москве стоял 30-градусный мороз. Или вот средняя месячная температура. В Москве в январе она равна –10,3 градуса (по многолетним данным). Однако в отдельные годы она повышается до минус 3 (средняя для Одессы), а иногда уменьшается до минус 22 (это уже как на Земле Франца-Иосифа). Еще лучше «гуляет» средняя температура января в Ленинграде: от плюс 0,6 (как в Феодосии), до минус 24,4 (а это как на северной оконечности Новой Земли).
Очень капризно выпадают и дожди. Так, годовая сумма осадков на Алтае колеблется от 160 миллиметров (что характерно для пустыни) до 500 миллиметров (лес).
И так было всегда. Русский летописец в 1454 году сообщал, что 2 июля «мороз рожь побил», а в 1485 году 2 месяца — январь и февраль — было так тепло, что «сады раскинулись и цвели, и трава великая была, и птицы гнезда вили». В 1524 году снег сошел лишь 25 мая, а в XIV веке 25 лет подряд была засуха.
Итак, причиной многих наших бед является то печальное обстоятельство, что мы живем в ближайшем соседстве с белыми медведями. Конечно, съехать со своей квартиры мы не можем, однако улучшить ее водоснабжение (устранить засуху) попытаться стоит.
Еще совсем недавно считалось, что появление крупных внутренних водных бассейнов сделает климат мягче, влажнее, избавит от суховеев. Исследования показали, что влияние на засушливость даже очень большого водного зеркала становится ничтожным на расстоянии всего 10–15 километров от берега. Да и в самом деле: Сахара лежит между Атлантическим океаном и Средиземным морем, а большая часть берегов Аральского, Каспийского и Красного морей являют собой вид бесплодной пустыни.
Так что надеяться на то, что одни новые водохранилища спасут нас от засухи, сделают климат «океаничней», не приходится. По-видимому, следует думать не о том, чтобы запасать воду впрок, а как бы распределить ее по каналам, отдать полям.
Сейчас у нас орошаемых земель всего 2–3 процента. А между тем 43 нуждаются в дополнительной влаге. Так что работы с орошением хватит лет на 30–40 как минимум. Однако возникает все тот же вопрос: где взять такую нужную и сельскому хозяйству, и промышленности, и городскому населению воду?
Резервы пока есть, и немалые. Мы приступили уже к обводнению среднеазиатских пустынь, где построено такое уникальное сооружение, как Каракумский канал, проводятся каналы Днепр — Кривой Рог, Иртыш — Караганда, Днепр — Донбасс и другие.
В Директивах XXIV съезда нашей партии сельскому хозяйству записано: «Ввести в эксплуатацию за пятилетие 3 млн. гектаров новых орошаемых земель, включая земли лиманного орошения, провести работы по обводнению пастбищ на площади 41,2 млн. гектаров, по повышению водообеспеченности земель существующего орошения».
После завершения этой программы мы получим колоссальный прирост сельскохозяйственной продукции. Но использование стока рек в сельском хозяйстве приведет к обмелению некоторых внутренних бассейнов. Прежде всего пострадает Арал. Но и здесь есть выход: существует вполне выполнимый уже в настоящее время проект «поворота» великих сибирских рек на юг через пустынные казахстанские степи. Правда, уменьшится сток в Северный Ледовитый океан. Но с этим примириться можно.
Имеется и множество других больших и малых проектов орошения пахотных земель. «Повысить темпы работ, — говорится в Директивах XXIV съезда КПСС, — на строительстве крупных водохозяйственных объектов Каховской и Куйбышевской оросительных систем, а также в зоне Большого Ставропольского, Северо-Крымского и Саратовского каналов. Продолжить строительство инженерных систем под посевы риса в Краснодарском крае, Астраханской и Ростовской областях, Приморском крае, в Казахской и Узбекской ССР». Одни из этих планов уже осуществляются, другие лишь рождаются на столах проектировщиков. И все же претворение всех этих замыслов в жизнь никак не сможет изменить нашего климата в целом. Ведь для того, чтобы перестать жить на Северном полюсе, необходимо отгородиться от него хотя бы какой-нибудь тонкой перегородкой. Конечно, никакого занавеса здесь не повесишь, горы не воздвигнешь и атомного солнца, как об этом мечтают фантасты, в ближайшие десятилетия не зажжешь. Есть, однако, другая возможность…
Если уж человек научился поворачивать вспять реки, то почему бы ему не попытаться повернуть вспять и океанские течения? Сейчас теплый Гольфстрим, развернувшись на 180 градусов где-то на долготе Мурманска, уходит назад в Атлантику. Замкнутый между Советской Арктикой, Гренландией и Северной Америкой, Ледовитый океан остается без притока теплой воды и напоминает гигантский герметичный холодильник, периодически распахивающийся лишь для того, чтобы выбросить леденящие струи холода в окружающее пространство.
Советский инженер П. М. Борисов предложил разгерметизировать Арктику, заставив Гольфстрим проникнуть в глубь замерзшего океана. Для этого достаточно перегородить плотиной Берингов пролив и прекратить в него доступ относительно холодным тихоокеанским течениям. Тогда, поскольку уровень океанов везде должен быть одинаков, миссию пополнения водных запасов Арктики взял бы на себя Гольфстрим. Расчеты показывают, что переброска этого теплого течения транзитом через Ледовитый в Тихий океан (для этого в упомянутой плотине предусматриваются специальные насосные станции) полностью освободит ото льда, по крайней мере, очень широкую полосу у побережья. В результате климат Арктики существенно потеплеет, навигация по Северному морскому пути сможет осуществляться круглый год. Крупнейшим последствием явится полное исчезновение вечной мерзлоты, существенно улучшится климат всей территории нашей страны, Аляски, Канады и прилегающих районов.
Промеры пролива и инженерные расчеты показали, что сооружение плотины — дело вполне осуществимое и вовсе не фантастически дорогое. Правда, нужны совместные усилия всех заинтересованных стран, и прежде всего СССР и США. Но это еще не главное. Дело в том, что мы еще не знаем всех последствий осуществления проекта.
Даже исчезновение вечной мерзлоты дает не одни плюсы. Может быть, с ее уничтожением вся тундра станет непролазным болотом? А что делать с городами, которых здесь немало и которые держатся буквально на вечной мерзлоте, забив в нее сваи?
В общем же, проект совсем неплох; и если хорошо взвесить все «за» и «против», то… По крайней мере, мы можем гордиться тем, что он может быть осуществлен в принципе. Ведь если уж человек сможет управлять океанскими течениями, то вопрос переделки климата в глобальном масштабе может встать на повестку дня уже сегодня.
Земледелие без земли и земледельца
И все же глобальная переделка климата — дело будущего. Пока же мы можем создавать любой желаемый климат лишь в теплицах. Не следует, однако, думать, что здесь у нас слишком ограниченные возможности. Напротив.
В теплице человек имеет дело с так называемым защищенным грунтом. По существу, это уже не почва, а тело полностью искусственное, конгломерат песка, глины и органических веществ, смешанных в определенной пропорции. И посмотрите, создав полностью искусственную среду обитания растений, человек избавился и от всех бед, которые его преследовали в поле. В теплице он не заботится о дожде и солнце, о севообороте и эрозии: все решается нажатием кнопки, причем даже роль оператора иногда играют сами растения, выступающие как автоматические регуляторы. Существуют устройства, реагирующие на чувство голода у растений, на потребности их к свету, теплу, влаге. Под крышей — не в поле, здесь может быть установлена самая сложная и чуткая аппаратура, превращающая получение урожая в чисто промышленный процесс. В тепличном хозяйстве практически все производственные операции поддаются полной автоматизации. И земледелие без земли и без земледельца приносит огромные урожаи!
Особенно в этом отношении перспективны гидропонные теплицы. В них, наконец, подтверждена точка зрения Ван-Гельмонта: растения используют землю лишь как опору для корней, остальное приносит вода с растворами питательных веществ. Правда, для опоры используется не почва, а мелкий гравий. Он укладывается в длинные бетонные желоба, по которым периодически пропускается питательный раствор.
Все операции, с которыми приходится сталкиваться полеводу, сводятся к повороту крана. Не нужно ни обрабатывать, ни культивировать землю, не нужно и бороться с сорняками, так как гравий стерильно чист, можно не опасаться попадания на растения ядохимикатов и радиоактивных осадков из атмосферы. Решена и проблема борьбы с болезнетворными бактериями: после уборки урожая корыто с гравием промывается дезинфицирующим раствором. Нет здесь, наконец, и «этих ужасных насекомых»: в помещение их просто не пускают.
А урожаи? В гидропонной теплице растения вызревают в 1,5–2 раза быстрее, чем в поле. За год выращивают 6 урожаев помидоров и 20 редиски. В поле помидоры редко приносят более 200 центнеров с гектара. А на камнях получают до 10 тысяч — в 50 раз больше! При этом гидропонные помидоры куда вкуснее и полезнее полевых: растениевод заранее позаботился, регулируя питательный раствор, о том, чтобы в них был оптимальный набор и кислот, и сахаров, и витаминов. И это еще не предел. Если заставить растения самостоятельно управлять процессом своего роста, то сроки созревания сократятся в 2–3 раза и съём помидоров с одного гектара достигнет поистине фантастической цифры: 20–30 тысяч центнеров.
Уже сейчас в нашей стране есть города, почти полностью обеспечивающие себя свежими овощами в течение круглого года. Для этого следует иметь всего-навсего 1 квадратный метр рабочей площади гидропонной теплицы на одного жителя.
Предпосылки для этого имеются полные. В самом деле, что нужно для теплицы? Прежде всего здание. Сооружение это очень легкое: невысокие стены и прозрачная крыша, которая теперь легко собирается из тонкой пленки. Каркас металлический, тоже легкий. Впрочем, пленку можно и просто надувать, делая ее многослойной: воздух, как известно, прекрасный теплоизолятор.
Построив здание, надо позаботиться о тепле. И здесь развивающаяся промышленность из врага земледелия превращается в ее друга. Сейчас мы выбрасываем в атмосферу и реки огромное количество отработанной горячей воды и пара. Для охлаждения воды на заводах строят сложные сооружения, огромные тепловые электростанции, сбрасывают в каналы горячую воду. Все это даровое тепло в лучшем случае используется для плавательных бассейнов. Не пора ли подумать о массовом строительстве гидропонных теплиц непосредственно на территории фабрик и заводов?
Расчеты показывают, что мы вполне в состоянии полностью изъять овощи из полевых севооборотов. Это не только освободит огромные земельные площади, но и резко повысит урожайность овощей и снимет в значительной мере проблему эрозии: ведь именно овощи требуют наиболее тщательной обработки земли, а следовательно, подвергают ее угрозе выветривания.
Итак, овощеводству, по всей вероятности, предстоит недалекое промышленное будущее. Выращивание пшеницы и других зерновых культур в защищенном грунте пока экономически неэффективно. То же самое следует сказать о кормовых и технических культурах. Пока…
Есть, однако, и другой выход полеводства на путь промышленного развития.
Человечество возделывает злаки уже много тысячелетий. Но почему именно злаки? Может быть, не так уж глуп герой марк-твеновского рассказа «Как я редактировал сельскохозяйственную газету»? Быть может, булки действительно могли бы расти на деревьях. Существует же, наконец, хлебное дерево! Поискать, очевидно, нечто подобное следует: ведь для своих корыстных целей мы эксплуатируем меньше одного процента от всего видового богатства флоры Земли.
Кое-что в этом направлении уже сделано. Прежде всего обратили внимание на океан. И не мудрено: неисчислимые стада многочисленных обитателей моря существуют практически за счет планктона и рассеянных по поверхности океана огромных лугов, состоящих из мелких водорослей. Способности к размножению у последних поистине фантастические. Например, хлорелла. При ее выращивании в корытах по способу, сходному с гидропонным, удается выращивать урожай до 1000 центнеров с гектара за год. Это более чем в 30 раз больше того, что дает пшеница в поле. В хлорелле много витаминов. При этом в зависимости от условий выращивания в ней может содержаться около 90 процентов белков (в пшенице — 30) или 80 процентов жиров (больше, чем у масличных: подсолнечник — 25, конопля — 35), или 40 процентов крахмала и сахара (сахарный тростник и свекла — 20). Так что можно задуматься о хлебе из хлореллы, о хлорелловом масле и сахаре.
Правда, пока хлорелловые пироги не могут конкурировать с пшеничными. Но ведь это только начало. Будущее у этих пирогов, безусловно, есть… Но, думая о будущем, мы никак не можем забывать и о настоящем. В ближайшие десятилетия невозможно обеспечить растущее население земного шара гидропонными овощами и хлорелловыми яствами. Наверное, не под силу людям и коренным образом переделать климат планеты. А поэтому стоит прислушаться к голосу тех, кто призывает вернуться к тем методам добычи продовольствия, какие предоставляет нам природа, насколько это возможно, конечно.
Лесостепная чересполосица
По своей способности защищать почву от водной и ветровой эрозии на первом месте стоит лес.
Первое в России степное лесничество было создано в 1843 году. Но необходимость сохранения и умножения лесов понимали задолго до этого. Еще Петр I заложил первую степную рощу близ Таганрога во время одного из своих азовских походов. Правда, заботился он больше о корабельном лесе, чем о защите земли. Поэтому здесь посадили дубы, которые и вырубались многократно для строительства морского флота. Потомки петровских дубов, однако, стоят и по сей день.
Основы новой науки — агролесомелиорации — были заложены В. В. Докучаевым. В 1892 году его экспедиция в южнорусские степи исследовала влияние лесных насаждений на полевые культуры. Экспедиция заложила опытные делянки, обсадила их лесными полосами и лентами различной ширины и изучала в последующие годы их влияние на скорость движения ветра, на влажность и температуру почвы и воздуха, на уровень грунтовых вод и урожайность.
Прошедшие с того времени 70 лет существенно изменили степной пейзаж. Зеленые кольца лесных полос окружили поля и способствовали повышению урожайности их.
По данным Всесоюзного научно-исследовательского института агролесомелиорации, средняя прибавка урожая зерновых и подсолнечника на полях, защищенных лесными полосами, по сравнению с открытыми, составила в районах Северного Кавказа 4,2 центнера с гектара, в центрально-черноземной полосе и Поволжье — 2,8, в Западной Сибири и Казахстане — 2,1. Правда, в 1969 году лесные полосы не только не смогли защитить поля от эрозии, а и сами оказались буквально погребенными под слоями пыли. Но ведь они и не могли предотвратить пыльных бурь. Лесные полосы — это всего лишь тормоз для ветра.
Наибольший эффект в этом отношении, как ни странно, дают не сплошные, густые посадки, а ажурные, легко просматриваемые. У «непродуваемых» минимум скорости ветра наблюдается внутри насаждения и на подветренной опушке. Здесь всегда «лесная тишина». Но все это хорошо разве что для автотуристов, следующих к сочинским пляжам. Отражаясь от плотной лесной стены, ветер «делает свечку». А там, на высоте, он попадает под действие еще более свирепого воздушного потока и, разогнавшись, вновь вынуждается изменить свое направление, поворачиваясь к земле. В результате уже на расстоянии 8–10 метров с подветренной стороны ветер бушует пуще прежнего.
Ажурные же продуваемые лесополосы работают как хорошая аэродинамическая труба. В середине такой полосы ветер дует с большей скоростью, чем с наветренной стороны. Зато, пройдя меж стволами и кронами, он теряет часть своей энергии, и его скорость начинает падать. В результате влияние лесной полосы высотой примерно в 5 метров растягивается как минимум до 50–60 метров.
В общем же, следует признать, что для защиты от ветра лесные полосы не выход из положения. Зато они играют немаловажную роль в деле накопления влаги.
Весна на юге бурная, быстрая, снег сходит мгновенно, и еще не успевающая оттаять почва не пропитывается талой водой и не удерживает ее. В лесных же полосах снег лежит долго — зачастую еще и тогда, когда в поле уже отсеялись. Почва здесь медленно впитывает влагу, и весь прилегающий к лесополосе район становится мощным аккумулятором воды. Влияние леса на влажность почвы отчетливо прослеживается на расстоянии 50–150 и даже более метров от опушки.
Очень существенно снижают лесополосы и испарение в жаркие месяцы года; установлено их положительное влияние на засоление почв, на снижение смыва их потоками воды. Последнее особенно важно для степных районов. Почва под лесом промерзает меньше, чем в открытом поле, примерно на 20 сантиметров. Соответственно более чем в 10 раз уменьшается здесь и сток весенней воды. Значит, меньше и смыв почвы. Исследования показали, что запасы влаги в метровой толще грунта на облесенных землях на 47 миллиметров выше, чем на открытых, и что лесные полосы возрастом за 50 лет поглощают талой воды в 10–12 раз больше, чем вспаханная зябь. Что касается смыва почвы с гектара лесной полосы, то он равен 45 килограммам, а с необлесенной площади — 4600. Разница более чем в 100 раз!
После леса лучший защитник почв от эрозии — луг. Одним из первых экспериментально изучил процесс ветровой эрозии Г. В. Высоцкий. В 1894 году он установил влияние состояния поверхности почвы на скорость ветра вблизи нее. «Если эта поверхность гладкая, — писал он, — нижняя струя будет двигаться наиболее быстро. Наоборот, чем шероховатее поверхность почвы или чем гуще и выше ее щетинистый покров, тем значительнее коэффициент трения и тем сильнее падение скоростей движения нижних струй».
Травы успешно защищают почву не только от ветра, но и от размывающего действия воды. Облесение склонов и их залужение — основные способы борьбы с водной эрозией и овражным расчленением земли. Обычно наиболее крутые склоны засеиваются многолетними травами. Исследователи установили, что кукурузное поле на склоне крутизной всего 5 градусов теряет вследствие смыва ежегодно 245 тонн почвы на каждом гектаре. А то же поле, засеянное травой, — всего 52 килограмма. И при этом оно накапливает в 8 раз больше влаги! Подсчитано, что для того, чтобы вода смогла смыть слой почвы толщиной в 18 сантиметров с такого засеянного травой склона, ей понадобится 10 тысяч лет. Склон, засеянный зерновыми, потеряет эти же 18 сантиметров всего за 36 лет, кукурузное поле — за 9, а полностью лишенный растительного покрова склон (пар) — только за 5 лет.
Не менее эффективны травы и на ровных полевых участках. Обычно их сеют полосами, чередуя с посевами основных зерновых культур. Эта система так и называется — полосной. Ширина чередующихся полос может быть разной: на самых легких (эрозионно-опасных) почвах — 50 метров, на более устойчивых к эрозии — 100–150.
Нетрудно видеть, что, устраивая подобную лесостепную чересполосицу, чередуя посевы основных культурных растений с полосами леса и многолетних трав, мы действительно «подражаем природе». Эффект от этого подражания, безусловно, есть, но он нам довольно дорого стоит: ведь мы отнимаем у культурных растений часть принадлежащей им земли.
Минимальная и нулевая обработка земли
Если уж до конца следовать природе, то землю следует вовсе не обрабатывать. Однако в подавляющем большинстве случаев это успеха не приносит. Отсюда и возник принцип — обработка «по минимуму».
Минимальная система обработки исходит (иногда молчаливо, иногда открыто) из того положения, что любая обработка приводит в конце концов к разрушению земли. Но дело-то ведь состоит в том, что в естественном своем состоянии почва не приносит тех урожаев, которые ежегодно дает культурная почва. Природа очень экономна, она не собирает высоких урожаев, зато сохраняет тем самым себя. Человек же каждую осень увозит с поля многие сотни и тысячи килограммов выращенной им органической массы. Обрабатывая почву, он просто-напросто интенсифицирует процессы окисления, происходящие в ней. Многовековое стремление земледельцев к усилению и разнообразию приемов механической обработки почвы, с тем чтобы полнее мобилизовать и использовать ее природное плодородие, базируется на принципе «выжать все».
До поры до времени, а также при подходящих климатических условиях такое стремление приводит все же хоть и к незначительным, но сдвигам: минерального питания в земле достаточно для выращивания растений в течение нескольких миллионов лет. Но интенсивная обработка приводит в конце концов к снижению содержания гумуса, склеивающего частицы в агрегатные комки. Последние легче разрушаются под механическим воздействием машин, воды и ветра. Постепенно в почве накапливается бесструктурная пыль, ухудшаются ее физические свойства, начинается эрозия. Эрозия — это не истощение почвы, это ее разрушение, наступающее именно из-за стремления человека повысить ее плодородие путем многократных и тщательных обработок.
Впервые в широком масштабе минимальная система обработки была испытана в штате Мичиган (США) в 1945 году. Затем она стала применяться в штатах Огайо и Нью-Йорк и к середине 50-х годов получила широкое распространение по всей стране. Поворот был очень крутым: еще вчера поле, тщательно и многократно обработанное, лишенное растительных остатков на поверхности после уборки урожая, казалось признаком культуры и урожая. И вдруг резко уменьшается число обработок и проходов по полю тяжелых агрегатов и машин, упраздняются многие недавно казавшиеся необходимейшими операции, все чаще применяется принцип комбинирования и совмещения. Эти новые принципы распространяются буквально со скоростью степных пожаров.
В системах минимальной обработки земли отвальный плуг, как правило, не применяется. В степных провинциях Канады, где сосредоточен 81 процент всех пахотных земель страны, поля не пашутся уже свыше 30 лет. Вместо плуга пользуются более простыми клинообразными орудиями — плоскорезами, культиваторами различных типов и боронами. Таким образом, отбросив отвальный плуг, мы возвращаемся не столько к методам природы, сколько к методам наших предков, ковырявших землю примитивной заостренной палкой. И в чем, в конце концов, разница: в руках ли человека подобное орудие или его тянет по полю мощный современный трактор? Разница только в ширине захвата орудия, в скорости, в производительности, но не в принципе обработки. Так же когда-то ковырял землю и раб фараона Хеопса. А поэтому, если уж быть последовательными, то, может быть, стоит вспомнить и то время, когда земледелие вовсе не знало обработки?
Некоторая часть исследователей, полагающая, что мобилизации почвенного плодородия и стабильных урожаев можно достичь и не обрабатывая землю, считает, что основное назначение механической обработки заключается в уничтожении сорняков. Практика, однако, показывает, что поставленная цель полностью не достигается. Обработками уничтожаются только растущие сорняки. В то же время для их семян создаются столь же благоприятные условия, как и для семян культурных растений. Ведь в целинных степях совсем нет сорняков, живущих на пшеничном поле. Появляются они там только после распашки. Таким образом, нам приходится каждый год вести бои с сорняками, и удается эти бои выигрывать, уничтожая обработкой живые, растущие сорняки. Но одновременно мы подготавливаем все необходимые условия для умножения противника и ведения с ним еще более ожесточенных схваток в следующем сезоне.
По подсчетам агрономов, на каждом квадратном метре пахотного слоя лежит в среднем 12 тысяч штук семян сорняков. Более 99 процентов из них терпеливо ждут, когда мы своими обработками обеспечим их оптимальными условиями. А поэтому есть ли смысл вообще в обработках?
Исходя из этих соображений, в США и других странах были поставлена опыты так называемой нулевой обработки. Почва в опытах совершенно не обрабатывалась, сорняки же уничтожались гербицидами. Посев производился сразу сеялкой, сошники которой снабжались дополнительными устройствами, прорезывающими в необработанной почве тонкие бороздки, куда и бросались семена. Вот вам снова коми-пермяцкий «кол, на колу — малая железка».
По данным американских испытателей урожаи кукурузы, получаемые при таком способе, мало отличаются от урожаев на обработанной земле. Некоторые из них полагают, что основная проблема нулевой обработки — в создании достаточно эффективных гербицидов, которые без ущерба для высеваемой культуры и нежелательных последствий отравления почвы эффективно уничтожали бы сорняки.
В нашей стране опыты нулевой обработки получили более осторожную оценку. Они показали, что урожаи на обработанной и необработанной земле мало отличаются лишь в первый год пользования полем. В последующем почва уплотняется, и урожаи падают: корни избалованных культурных растений не желают энергично развиваться в плотной среде. Принцесса на горошине продолжает требовать пуховиков.
И все же эти опыты многообещающи. Во всяком случае, если не удастся полностью отказаться от обработки почвы, то, во всяком случае, достичь оптимальной рыхлости ее, при которой получаются наибольшие урожаи, можно всего за один проход. Так что минимальная система оправдывает себя полностью. Не следует, конечно, отождествлять ее с примитивными системами, практиковавшимися в прошлом. Хотя в какой-то степени мы действительно возвращаемся к плугу Гесиода и сохе, но возвращаемся на принципиально ином уровне: минимальная обработка не означает недоброкачественную: напротив, для ее осуществления необходимы высокая культура производства, высокий уровень химизации сельского хозяйства и наличие достаточно сложных и современных машин.
К числу последних следует отнести прежде всего комбинированные машины.
Стремление сократить число проходов машинно-тракторных агрегатов по полю привело к появлению машин, совмещающих операции, например обработку, внесение удобрений и посев. Правда, и это не ново: в древности был вавилонский плуг-сеялка, выполнявший ритуальный акт оплодотворения земли. Но если то орудие явилось следствием жреческой изобретательности, то появление современных комбинированных машин стало возможным лишь вследствие прихода на поля мощных тракторов, способных приводить в движение тяжелые широкозахватные машины — такие, как плуг, борону и сеялку одновременно.
Обычно минимальная обработка сочетается с другим методом борьбы с эрозией — с мульчированием. Смысл этого последнего — укрыть оголенную землю. На необходимость мульчирования указывал еще Менделеев. «Отенение, — писал он, — производит то же действие, что и вспашка. Если, например, прикрыть почву листвой, соломой или вообще чем бы то ни было отеняющим и дать ей спокойно полежать некоторое время, то она и без всякого пахания достигнет зрелости».
При мульчировании скошенная солома не увозится с поля, а измельчается и разбрасывается. Таким образом имитируется сплошной дерновый покров естественной почвы. Эксперименты с мульчированием ведутся уже более пятидесяти лет. Они показали высокую эффективность этого способа, который позволяет увеличить накопление снега на поле зимой, снижает сток талых вод, уменьшает смыв. Отлично зарекомендовала себя мульча и в борьбе с водной эрозией. Обычно солома лежит поверх оставшейся после укоса стерни. Ветру не так легко сорвать цепляющиеся за стерню соломины, скорость его снижается, уменьшается выветривание. Помимо этого отенение земли в зонах недостаточного увлажнения снижает испарение с ее поверхности, а следовательно, сохраняет накопленную за зимний период влагу.
Перед очередной обработкой и посевом стерню вместе с мульчей закапывают в почву на небольшую глубину. Благодаря этому солома разлагается значительно быстрее, чем при глубокой заделке. И конечно, очень важно то, что значительную часть урожая — солому — мы оставляем в поле, увеличивая тем самым возврат взятого, в почве накапливаются органические вещества.
На примере мульчирования можно видеть, насколько эффективны методы, возвращающие нас к естественной почве, к методам природы. По многочисленным данным, снос почвы водой при использовании мульчи снижается более чем в 50 раз по сравнению с вспаханной, ничем не прикрытой землей. Конечно, это не равноценно посеву многолетних трав, но все же достаточно много. Что касается ветровой эрозии, то, по американским данным (в США мульчирование на больших площадях применяется уже более 30 лет), она снижается не менее чем в 5 раз. При этом удается получить и существенно большие урожаи.
Остается проблема все того же сорняка. С ним справляются либо гербицидами, либо в паровом поле, когда проводят несколько обработок культиваторами-плоскорезами, сохраняющими на поверхности поля стерню.
Таким образом, разумное сокращение числа обработок и известное упрощение почвообрабатывающих орудий сохраняет землю, сокращает расходы на возделывание растений, увеличивает урожай. Отличным примером в этом отношении может служить опыт Всесоюзного научно-исследовательского института зернового хозяйства, который под руководством академика Бараева в достаточно короткий срок разработал и внедрил на огромных площадях бывших целинных земель систему безотвальной минимальной обработки с мульчированием стерни. Это позволило резко повысить урожайность зерновых культур в восточных районах страны и дало основательную базу для борьбы с ветровой эрозией.
«Кастрюли» в поле. Организация территории
Еще один из первых русских профессоров земледелия, М. И. Афонин, в 1771 году рекомендовал на полях производить поперек склона частые «водяные борозды», чтобы стекающие воды не могли «так быстро смыть и свести жирность».
То обстоятельство, что обработка земли проходами вдоль склона способствует появлению промоин и канавок от дождя и талых вод, было замечено давно. Единственный способ прекратить смыв почвы со склона — это пахать поперек, строго по горизонталям высоты. Требование элементарно, однако выполнить его не так просто.
Взгляните на землю из окна самолета. Вы увидите крупные квадраты и прямоугольники полей. Вся планировка сельскохозяйственной территории у нас прямолинейна. По прямой нарезаются границы колхозов и совхозов, по прямой разделены районы и области. Длинными прямыми линиями огораживают поля лесополосы. Дороги между полей тоже стараются делать попрямее. Казалось бы, естественно: прямую провести и проще и дешевле. Не будет же комбайн ходить по полю зигзагом…
Требование пахать поперек склона легковыполнимо, если уклон идет точно на одну из сторон прямоугольного поля. А если уклон по диагонали? Тогда, если продолжать стремиться к «прямохождению» сельскохозяйственных машин, в каком направлении поле ни паши, все равно пойдешь вдоль склона. А это будет вызывать эрозию и снижение влажности почвы.
Система работы по горизонталям хорошо и издревле отработана в горных и предгорных районах: здесь склоны покрывают горизонтальными площадками — террасами, на которых и возделываются растения и сады.
Возможно, что эта система может оказаться рациональной и вне гор: ведь эрозионно-опасных склонов в Союзе более 70 миллионов гектаров. Но для этого необходимо прежде всего коренным образом изменить всю планировку и организацию территории, провести в жизнь целую систему мероприятий, ибо, как говорил В. Докучаев, «эти меры должны быть цельны, строго систематичны и последовательны, как сама природа».
Наиболее перспективная для нашего юга система противоэрозионной организации территории разработана новочеркасским ученым — директором Всероссийского института виноградарства и виноделия, профессором Яковом Ивановичем Потапенко. Эта система направлена как против ветровой, так и против водной эрозии.
Последние годы показали, что даже в тех районах, где старые, отработанные еще В. Докучаевым методы защиты степных почв от ураганных ветров проводятся в жизнь наиболее последовательно и систематично, почвы все же страдают от эрозии. Засыпанные пылью весной 1969 года лесные полосы свидетельствуют, по мнению Якова Ивановича, что мы боремся не с причинами, а со следствиями ветровой эрозии. Истинной же причиной ее является то обстоятельство, что черноземная почва страдает от недостатка влаги. Сырую почву ветром не развеешь. Правда, он усиливает испаряемость, усиливает, следовательно, и высыхание земли. И все же, если почва покрыта растительностью и достаточно влажна, ей не страшен любой ураган, даже тот, который срывает крыши домов.
Черноземы способны полностью удержать все выпадающие в течение года осадки. Но мы не умеем еще задерживать на поверхности поля наиболее ценную, талую влагу, а весенне-летние дожди часто бывают скупы. И даже если чернозем хорошо промок, жаркое степное солнце и ветер приводят к тому, что испарение в зоне недостаточного увлажнения в 2–3 раза выше выпадающего количества осадков.
До сих пор с испарением боролись единственным способом: мелко и тщательно взрыхляли почву с поверхности, разрушая капиллярные промежутки, подтягивающие влагу из нижних слоев к верхним. Но именно такая лишенная растительного покрова, почва (например, пар) наиболее подвержена разрушительному действию водной, а после высыхания и ветровой эрозии. Это первый крупный недостаток нашей степной системы земледелия.
Второй, как полагает Я. Потапенко, заключается в неправильном расположении лесополос. Мы уже говорили, что для защиты от ветра они не выход из положения. А между тем, закладывая лесополосы в направлении, перпендикулярном пути господствующих ветров, мы не считаемся с рельефом местности и часто располагаем их по склону. Такие полосы обычно развиваются слабо, так как талые воды, не задерживаясь, стекают вниз, вдоль полосы; иногда они даже способствуют образованию оврагов.
Упоминавшийся институт виноградарства и виноделия с 1945 года практикует систему Я. Потапенко. Состоит она из целого ряда мероприятий. Прежде всего применяется «контурно-горизонтальнополосная» организация всей территории хозяйства. Поля здесь не выглядят правильными прямоугольниками, их очертания строго следуют рельефу местности. Начиная с водоразделов, протяженные границы полей, магистральные дороги, основные лесозащитные полосы располагаются только по горизонталям. Для этого пришлось заложить новые полосы, по новому провести дороги, выкорчевать некоторые старые посадки. Опыт института показал, что такое размещение полос обеспечивает и полное влаго- и снегозадержание, и прекращение эрозии.
Конечно, одна такая контурно-горизонтальнополосная организация территории проблему не решает. Оказалось необходимым разработать еще целую систему полевых мероприятий, способствующих накоплению влаги и снижению испаряемости.
Прежде всего и обработка земли, и все уборочные и транспортные работы в хозяйстве ведутся вдоль горизонталей. Обработку почвы обычно сочетают с бороздованием или обвалованием поля. Чередование гребней и горизонтальных канав-борозд на поле после осенней его обработки позволяет запасти зимнюю влагу.
Еще лучшие результаты дает прерывистое бороздование или поделка микролиманов. Автором последнего способа является русский агроном А. А. Шалабанов. В 1903 году он писал: «Для задержания снеговых вод нет надобности в обширных болотах и громадных лесах, которые способны давать меньший валовой доход, чем пахотная земля. Достаточно только поверхность земли привести в такой вид, чтобы снеговая вода была на некоторое короткое время весною задержана на поверхности земли возможно равномерно, что легче всего достигнуть пропашкой земли в шашку так, чтобы образовался ряд как бы открытых коробок». При такой обработке поверхность поля покрывается множеством замкнутых со всех сторон углублений — словно миллионами кастрюль, каждая из которых задерживает всю без остатка попавшую в нее влагу.
Однако борозды, микролиманы и валы делают поверхность поля неровной, что затрудняет работу машин и приводит к необходимости периодически уничтожать расставленные на земле «кастрюли». В связи с этим возникла другая мысль: а что, если убрать микролиманы внутрь почвы? Поле в этом случае остается ровным, зато на определенном расстоянии друг от друга, и, конечно, строго по горизонталям, оно рассекается узкими и глубокими щелями. Идея проста: стекая вниз по склону, вода попадает в щель, где и сохраняется до лучших времен. Смытая же ею почва задерживается у небольших валиков земли, окантовывающих прорезанную щель.
Плохо в этом способе одно: щель быстро затягивается осыпавшейся землей, заливается. Кроме того, стенки ее в зимний период промерзают так же сильно, как и поверхность поля. А это препятствует интенсивному впитыванию весенних талых вод. Решили поэтому попытаться утеплить и укрепить стенки. С этой целью одновременно с нарезанием щели в нее забивается плотный клин измельченных растительных остатков: резаной соломы, стеблей кукурузы, подсолнечника, ботвы — одним словом, всего, что остается в поле после уборки урожая.
Забитая органическими остатками щель служит долго — от 3 до 5 лет, пока стебли не сгниют, увеличив запасы полезных питательных веществ в почве. Зимой благодаря утеплению стенки щели промерзают слабо, талая вода интенсивно впитывается и сквозь них, и с поверхности. Известно, кроме того, что водопоглощающая способность стеблей растений весьма велика. Слой сена толщиной в один миллиметр способен удержать почти миллиметровый слой воды. Именно поэтому оставленная в поле копна всегда суха в середине: для впитывания всей выпадающей за сезон влаги достаточно тонкого поверхностного слоя. Стог, закопанный в землю, способен накопить влаги в несколько раз больше собственного веса. Таким образом, каждая подобная щель, мульчированная органическими остатками, является прекрасным аккумулятором влаги. А это обеспеченная прибавка урожая плюс прекращение эрозии.
Поле — на поле, соха — на соху не похожи
Есть такая русская пословица: «Человек на человека, поле на поле, соха на соху не похожи». Мудрая пословица — она говорит о том, что народный опыт задолго до нашего времени установил огромную значимость для земледелия разницы почвенно-климатических условий, географических ландшафтов. Этот опыт учил: хозяйствуй вдумчиво, к каждому клочку земли подходи со своей меркой, под каждое поле настраивай свою соху. Теперь, когда нам пришла пора подводить итоги, особенно пригодится эта пословица.