Факультет

Студентам

Посетителям

Развитие научных основ земледелия и учения о севообороте

Впервые учение о севообороте как составная часть научного земледелия сформировалось на основе научно-технического прогресса и развития естествознания в XVIII — XIX веках, чему способствовало развитие химии, физики, ботаники, многочисленные научные открытия в области естественных наук как в России, так и в странах Старого и Нового света.

В рабовладельческую эпоху (Древний Египет, государства Месопотамии, Древние Греция и Рим) уже был накоплен большой эмпирический материал, систематизированный в виде правил и рецептов по ведению сельского хозяйства. Греческие и римские философы, писатели Аристотель (IV в. до нашей эры), Катон Старший (II в. до нашей эры), Варрон и Вергилий (I в. до нашей эры), Колумелла и Плиний Старший (I в. нашей эры) обобщили существовавшие в то время правила по возделыванию сельскохозяйственных культур, по уходу за домашними животными, по организации и ведению сельского хозяйства. В их работах были заложены некоторые принципы, которые в последующем вошли в агрономию, например, дифференциация агротехники в зависимости от почвенных и климатических условий, вида и сорта растений. До наших дней дошли целые трактаты по земледелию римских авторов. Например, в сочинении Катона (III-II в. в. до н. э.) «О делах деревенских» содержатся практические советы по самым различным вопросам сельского труда и быта.

В обширном 16-томном труде «О сельском хозяйстве» Колумелла (Рим, I век н. э.) доказывает необходимость ведения хозяйства на научных основах, на необходимости критического анализа принятых агрономических представлений, широкой постановки исследовательской работы. Он писал: «Тот, кто посвятит себя занятиям сельским хозяйством, должен, прежде всего, обладать следующими качествами: знанием дела, возможностью расходовать средства и желанием действовать». Колумелла возражал против взгляда, будто «земля усталая и истощенная не в силах с прежней щедростью давать людям пропитание». «Разумный человек не поверит, что земля состарилась — помоги ей навозом и восстанови, словно пищей, ее утраченные силы» (по Д. Н. Прянишникову). Это прямо связано с современным положением научного земледелия о не изнашиваемости земли как средства производства.

Для сохранения и восстановления плодородия почвы он рекомендовал глубокую вспашку в сочетании с различными видами навоза, с компостом, с золой, с зеленым удобрением (люпин), с пескованием и глинованием, уничтожать сорняки, бороться с вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений на полосах (полях), чередующихся с чистым паром.

Наряду с положительным влиянием чистого пара в древнем Риме была известна высокая эффективность чередования зерновых культур с бобовыми культурами. Вергилий в своей поэме Георгики, подчеркивая значение такого чередования, писал об «отдыхе» полей: «Так, сменяя плоды, поля предаются покою».

Конечно, никакой теоретической основы эти рекомендации не содержали. Это была чистая эмпирика, основанная на практическом опыте, без объяснения и понимания существа процессов, происходящих под влиянием того или иного агротехнического приема.

Да иначе оно и быть не могло, так как в те далекие времена ни химии, ни физики, ни биологии, ни других естественных наук, которые могли бы дать научное обоснование приемов практического земледелия, не существовало. В то же время труды Колумеллы и некоторых других мыслителей древности свидетельствуют о том, что уже тогда на основе богатой эмпирики зарождались ростки научной агрономической мысли.

Но прогрессивные мысли Колумеллы, как и других передовых умов того времени, не нашли широкого распространения в практическом земледелии Древнего мира, которое в условиях рабовладельческого строя в течение последующих веков вместе с разрушением великих империй пережило период упадка. Не нашли они сколь либо значимого развития и во времена средневекового феодализма, который отличался засильем религиозного мракобесия, очень медленным развитием естественных наук и застоем в агрономии.

С ростом городского населения увеличился спрос на продукцию сельского хозяйства. Это потребовало повышения его товарности, введения более интенсивных систем земледелия. С уменьшением площади свободных земель возникла необходимость замены залежи и перелога чистым паром. Еще при феодализме в ряде стран Западной Европы древняя залежная система земледелия стала заменяться паровой системой земледелия. А основой этой системы земледелия стало трехпольное чередование культур с чистым паром: 1. пар чистый, 2. озимое зерновое, 3. яровое зерновое. Оно получило повсеместное распространение и длительное время использовалось как основа земледелия. На территории Руси в Московском, Новгородском и Владимирском княжествах трехпольные зернопаровые севообороты существовали уже в XIII — XIV веках.

С появлением и становлением капитализма в Европе (XVI-XVII вв.) зернопаровое трехполье стало тормозом в развитии земледелия и, начиная с XVII века, в ряде европейских стран (Англия, Голландия, Франция, Германия и др.) стало заменяться другим — плодосменным чередованием: 1) клевер, 2) озимые зерновые, 3) пропашные, 4) яровые зерновые с подсевом клевера. Это чередование стало одним из основных звеньев многопольных севооборотов, которые потребовались в связи с распространением полевого травосеяния, с появлением и широким распространением в Старом свете новых растений (картофеля, кукурузы, подсолнечника, табака, сои, рапса, риса и других культур).

В это же время появляются первые попытки научного обоснования чередования культур, связанные, прежде всего, с выяснением природы питания растений. Такую попытку сделал еще в 1629г. голландец Ван-Гельмонт (1577-1644) На основании своих опытов он разработал водную теорию питания растений, которой придерживались длительное время. Но ошибочность выводов Ван-Гельмонта доказал в 1699 г. англичанин Вудворд, установивший, что для жизни растений одной воды недостаточно, что почва содержит какие-то вещества, способствующие росту растений. Какие именно, никто не мог сказать, так как еще не было методов химических анализов почвы, растений, воды, которые могли бы ответить на этот вопрос.

В те годы во взаимосвязи растений и почвы наибольшее значение придавалось органическому веществу почвы, которое называлось в то время почвенным жиром или туком. Считали, что урожай растений зависит от почвенного жира, а, следовательно, он является пищей для растений. Практика внесения в почву навоза и перегноя, которые увеличивали урожайность, как нельзя лучше подтверждала такое представление. Это мнение, в конце концов, превратилось в теорию гумусового питания растений, которая широко использовалась в трудах русского ученого И. М. Комова (1750-1792) и немецкого ученого А. Тэера (1752-1828).

В 1788 г. вышла книга И. М. Комова «О земледелии», в которой он писал, что питательный сок растений ничем не разнится от пищи животных. В 1815 г., спустя 27 лет после работы И. М. Комова, вышел четырехтомник Тэера под названием «Основания рационального сельского хозяйства», в котором утверждалось, что плодородие почвы зависит целиком от гумуса, так как, кроме воды, он представляет единственное вещество почвы, могущее служить пищей растениям. На этом основании все растения делились на истощающие и обогащающие почву гумусом, из чего вытекала и этим обосновывалась необходимость их чередования на полях.

На этом же основании А. Тэером сформулирован был закон плодосмена: «Любое агротехническое мероприятие более эффективно при плодосмене, чем при бессменном посеве». Именно такой перевод закона плодосмена с немецкого языка дат профессор Московского университета М. Г. Павлов в своей работе «Плодопеременение как закон природы и первое правило для составления севооборота» (1838).

К началу XIX века агрономическая наука в Европе достигла больших успехов. Сложилось учение о севооборотах, о влиянии бобовых культур на повышение плодородия почвы, о сортовых посевах и качестве семян. Во многих странах трехполье заменяли плодосменом с посевом клевера.

В первой половине XIX века исследованиями К. Шпренгеля (1752-1849) в Германии, Н. Т. Сосюра (1767-1845) в Швейцарии и Ж. Б. Буссенго (1802-1887) во Франции было доказано, что растения питаются минеральными соединениями, которые они берут из почвы и воздуха, и синтезируют органическое вещество. В работе «Учение об удобрении» Шпренгель писал: «Растения из неорганических веществ, получаемых ими из почвы и воздуха, образуют тела органические с помощью света, тепла, электричества и влаги ».

Своими классическими опытами Буссенго установил ассимиляцию растениями углерода из воздуха и поглощение корнями азота из почвы. Этими исследованиями была подорвана теория гумусового питания и заложены прочные основы теории минерального питания растений. Однако работы этих ученых остались незамеченными, тогда как вышедшая в 1840 г. книга немецкого агрохимика Ю. Либиха (1803-1873) «Химия в приложении к земледелию и физиологии» произвела переворот в теории питания растений. В ней резкой критике подвергалась теория гумусового питания растений. Взамен нее была предложена и обоснована теория минерального питания. Либих доказал, что только неорганическая природа доставляет растениям питательные вещества. Он считал, что с каждым урожаем растения выносят из почвы питательные вещества и, следовательно, истощают ее. Это истощение можно предотвратить удобрением почвы и чередованием культур на полях.

Однако чередование культур в севообороте лишь замедляет ход истощения, так как различные растения обедняют почву разными элементами. Этого истощения не будет, если возвращать почве в виде химических удобрений все элементы в том количестве, в котором растения уносят с урожаем. На этой основе Либихом был сформулирован «закон возврата», на применении которого в практике он особенно настаивал. Его суть сводится к тому, что «все вещества, используемые растениями для создания урожая, должны полностью возвращаться в почву с удобрениями».

Давая положительную оценку закону возврата, К. А. Тимирязев отмечал, что учение о необходимости «возврата» неуязвимо, как закон природы, и представляет собой, как бы ни пытались ограничить его значение, одно из важнейших приобретений науки. Однако, как и предшествующие теории питания растений, теория Либиха имела свои недостатки, которые заключались в недооценке азота в питании растений. Этот пробел восполнил современник Ю. Либиха французский ученый Жан Батист Буссенго (1802-1887).Он был одним из основоположников агрохимии. С помощью вегетационных и полевых опытов Ж. Б. Буссенго установил, что азот, так же как и фосфор, калий и другие зольные элементы, растения берут из почвы в виде нитратов (1878г.). Он подверг уничтожительной критике теорию минерального питания растений. «Если бы Либих был прав — говорил на своих лекциях Буссенго, то какими жалкими глупцами представлялись бы все мы, земледельцы. Зачем вывозим мы длинные вереницы возов навоза, затрачивая на это силы рабочих и лошадей, когда можно было бы воспользоваться этим навозом, этой соломой, как топливом, и небольшую кучку золы вывезти в поле на ручной тачке? Но спросим растение, согласно ли оно с мнением Либиха, вывезем в одно поле навоз, а в другое его золу. Ответ растения был не в пользу гениального химика. Растение ответило, что оно нуждается и в азоте навоза, а не в одной его золе» (цит. Тимирязев К. А.. Избр. соч. Т. Н. С. 22).

Ж. Б. Буссенго первым также предположил, что бобовые растения усваивают азот из воздуха.

Развитие агрономии, в том числе и теории севооборота, во многом обязано работам Ротамстедской опытной станции в Англии. Заложенные здесь в середине XIX века классические опыты по изучению удобрений в севообороте и при бессменном посеве, которые ведутся до сих пор, сыграли большую роль в развитии теории питания растений и в приложении агрохимии к практическому земледелию.

Уже первые результаты длительного опыта в Ротамстедте показали, какое большое значение имеет чередование культур по сравнению с их бессменным возделыванием, как на фоне удобрений, так и без них.

В теории севооборота все большее и большее научное обоснование получали основные положения плодосмена, теперь уже опирающиеся на законы научного земледелия, на глубокие познания в области химии и биологии, физиологии растений и агрохимии, почвоведения и микробиологии, генетики и агрометеорологии, фитопатологии и энтомологии и других отраслей естествознания.

В середине XX века, когда был накоплен обширный материал по экспериментальному изучению и практическому использованию севооборотов, Д. Н. Прянишников проанализировал, обобщил его и впервые дал всестороннее научное объяснение причин чередования культур на полях. Как известно, он их разделил на 4 тесно связанных друг с другом группы причин чередования культур: химические, физические, биологические и экономические. Различая эти группы, он в то же время подчеркивал их тесную связь и взаимодействие, обеспечивающие реализацию принципов плодосмена.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: