CC BY
9УДК 631.5
DOI: 10.24412/cl-37200-2024-714-719
РОЛЬ ХЬЮ БЕННЕТТА В СОЗДАНИИ НОВОГО НАПРАВЛЕНИЯ В ПОЧВОВЕДЕНИИ
- ОХРАНЫ ПОЧВ
HUGH BENNETT'S ROLE IN CREATING A NEW DIRECTION IN SOIL SCIENCE
- SOIL CONSERVATION
Левыкин С.В., Грошева О.А., Казачков Г.В., Левыкина Н.П.
Levykin S.V., Grosheva O.A., Kazachkov G.V., Levykina N.P.
Институт степи УрО РАН, Оренбург, Россия Institute of Steppe of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Orenburg, Russia
E-mail: [email protected]
Аннотация. В статье анализируется деятельность американского ученого Хью Беннетта по созданию принципиально нового направления в почвоведении - охраны почв от эрозии. Предложенное Беннеттом решение проблемы катастрофических пыльных бурь, принявших к 30-м годам XX века, особенно в районе Великих равнин, масштаб национальной катастрофы, носило комплексный и системный характер. На государственном уровне была разработана и принята программа, основным направлением которой стало проведение мероприятий, направленных на борьбу с почвенной эрозией и сохранением атмосферных осадков на пахотных, пастбищных и лесных участках. Планирование противоэрозионных мероприятий происходило с использованием природоохранного районирования и учетом почвенно-климатических условий регионов, с применением «бассейнового принципа» и классов качества земель фермерского хозяйства. Важнейшими направлениями реализации программы Беннетта было введение полезащитного севооборота, земледелие по полосам, террасирование склонов, мульчирование стерней, посадка древесно-кустарниковой растительности, применение почвозащитных травянистых растений (использование для повышения плодородия почв, в качестве покровных культур и зеленого удобрения, улучшения пастбищ) и другие мероприятия. Применение всех этих мер способствовало уменьшению потерь органического вещества, сокращению площади эродированных земель и созданию высокодоходного сельскохозяйственного производства.
Ключевые слова: Хью Беннетт, охрана почвенных и водных ресурсов, водная и ветровая эрозия.
Abstract. The article analyzes the activities of the American scientist Hugh Bennett to create a fundamentally new direction in soil science - protecting soils from erosion. Bennett's proposed solution to the problem of catastrophic dust storms, which by the 1930s, especially in the Great Plains region, had reached the scale of a national catastrophe, was complex and systemic in nature. At the state level, a program was developed and adopted, the main focus of which was the implementation of measures aimed at combating soil erosion and preserving atmospheric precipitation in arable, pasture and forest areas. Anti-erosion measures were planned using environmental zoning and taking into account the soil and climatic conditions of the regions, using the "basin principle" and quality classes of farm land. The most important areas of implementation of Bennett's program were the introduction of protective crop rotation, strip farming, terracing slopes, stubble mulching, planting trees and shrubs, the use of soil-protective herbaceous plants (use to increase soil fertility, as cover crops and green manure, improvement of pastures) and others Events. The application of all these measures contributed to reducing the loss of organic matter, reducing the area of eroded land and creating highly profitable agricultural production.
Key words: Hugh Bennett, soil and water conservation, water and wind erosion.
Введение. Хью Хэммонд Беннетт занимает особенное место в ряду первых американских почвоведов - Юджина Вольдемара Хилгарда (1833-1916, основоположника американского почвоведения), Кертиса Флетчера Марбута (1863-1935, директора отдела почвенных исследований Министерства сельского хозяйства США), Милтона Уитни (1860-1927, первого руководителя Почвенного бюро), Джорджа Нельсона Коффи (1875-1967, создателя первой национальной почвенной карты США). Занимаясь изучением почвенного покрова, он выбрал главной целью своей жизни защиту почв от проявлений эрозионных процессов, став основоположником «природоохранного» направления в американском почвоведении, получив впоследствии прозвище «отца охраны почвы».
Опираясь на труды русских почвоведов: основоположника учения о почве -В.В. Докучаева, его оппонентов, учеников и последователей: П.А. Костычева, К.Д. Глинки, П.В. Отоцкого, С.С. Неуструева и др., первый директор Службы охраны почв (SCS) доктор Хью
Хэммонд Беннетт рассматривал почвенный покров как часть сложного взаимосвязанного с другими компонентами природного комплекса, что позволяло разрабатывать, обосновывать, адаптировать и применять комплексные мероприятия по охране почв. Основополагающим при этом являлся «бассейновый принцип» или «принцип водоразделов».
Будучи достаточно дальновидным человеком, Беннетт понимал, что только комплексная защита почв от эрозии позволит фермерам долгие годы поддерживать плодородие почв на высоком уровне, получая при этом высокие урожаи сельскохозяйственных культур.
Концепция службы охраны почв, возникшая под его руководством, заключалась в том, что сотрудники службы должны были уметь находить пути решения проблем, обладать даром убеждения и создавать планы по преобразованию земельных участков совместно с фермерами -землепользователями, землевладельцами.
Результаты исследования и их обсуждение. Будущий «отец охраны почв» родился 15 апреля 1881 года в многодетной фермерской семье недалеко от Уэйдсборо округа Энсон в Северной Каролине. Получив в июне 1903 года степень бакалавра наук в Университете Северной Каролины, он поступает на работу в качестве геодезиста, а в последствии почвоведа в Бюро почв Министерства сельского хозяйства США в Вашингтоне, округ Колумбия.
К 1905 году изучая почвы в округе Луиза, штат Вирджиния, Беннетт приходит к мысли о том, деградация почв, вызванная эрозией, серьезно влияет на формирование урожаев различных культур. Представленный в 1908 году на конференции губернаторов в Уайтхаусе доклад Томаса К. Чемберлена «О загрязнении окружающей среды» укрепляет его в том, что эрозия почвы является проблемой не отдельных фермерских хозяйств, а влияет на все сельскохозяйственное производство Соединенных Штатов. К этому времени он руководит исследованиями почв не только в США, но и изучает почвы Коста-Рики и Панамы (1909 г.), Аляски (1914 г.) и Кубы (1925-1926 гг.), а также работает в Комиссии по установлению границы между Гватемалой и Гондурасом (1919 г.).
К 30-м годам XX века в Соединенных Штатах практически все пригодные под обработку площади, особенно в районе Великих равнин, были распаханы. Произошла полная смена экосистем - некогда покрытые злаково-луговой растительностью прерии, представляли собой поля, занятые пшеницей, кукурузой, хлопчатником и другими сельскохозяйственными культурами.
В центре Великих равнин (штаты Оклахома, Канзас, Колорадо, Нью-Мексико и Техас) образовался и быстро разрастался «Пыльный котел» («Пыльная чаша», англ. Dust Bowl) - район катастрофических пыльных бурь, вызванных сочетанием антропогенных (экстенсивное ведение сельскохозяйственного производства) и природных факторов (засухи). Огромные массы верхнего плодородного слоя почвы сдувались сильными ветрами, не встречающими преград в лишенных естественной растительности и распаханных прериях, и переносились в виде черных облаков на большие расстояния - вплоть до Атлантического океана. К 1940 году около 2,5 миллиона человек в США и Канаде покинули свои дома на Великих равнинах, 500 тысяч человек потеряли жилье, суммарно фермеры теряли до 25 миллионов долларов в день (530 миллионов в современных ценах), многие умерли от голода и пневмоний, вызванных вдыханием пыли.
Академик Прасолов Л.Н. по вопросу этого экологического бедствия писал так: «Печальный опыт земледелия в США наиболее показателен. Наличие колоссальных пространств девственных земель, которые застали первые поселенцы в Америке, и условия капитализма создали в земледелии США традиции, приведшие к потере земельных богатств страны. Колонисты не заботились о защите почв от разрушительного действия водной и ветровой эрозии, а стремились только к получению наибольшего дохода. Участки, истощенные и разрушенные эрозией, забрасывались и земледелие передвигалось на новые плодородные девственные земли [1].
Характеризуя господствующие в то время на почвах США эрозионные процессы, Х. Беннетт [2] отмечает, что разрушение верхнего, наиболее плодородного горизонта почвы эрозией происходит очень быстро, а на восстановление 2,5 см этого горизонта потребуется от 300 до 1000 лет и более. Таким образом, если будет смыт пахотный горизонт мощностью 18 см, то тем самым будет сведен на нет результат работы естественных сил природы за период по меньшей мере в 2-7 тыс. лет. По предварительным данным, к почвам, разрушенным эрозией, отнесено 20 млн га пашни, что составляет площадь, примерно равную площади штата Небраска. В денежном выражении стоимость потерь от эрозии составляет не менее чем в 500 млн долларов в год [2].
Учитывая активный обмен знаниями между русскими и американскими почвоведами в 20-30-х годах XX века, Беннетт активно развивает направление «охраны почв», заложенное
трудами В.В. Докучаева [3], П.А. Костычева [4] и А.А. Измаильского [5] в деле борьбы с засухами и эрозией степных почв, сохранением и восстановлением степей.
Выступления Беннета, будь то демонстрационные показы на полях, научные доклады или выступления в Конгрессе, природоохранные лекции вдохновляли людей. Он умел дискутировать и обладал даром убеждения. Когда весной 1935 года, в разгар «Пыльного котла», над Вашингтоном (округ Колумбия) пронеслась пыльная буря с Великих равнин, Беннетт делал доклад перед комитетом Конгресса по законопроекту об охране почв. Он знал, что приближается пыльная буря, и использовал ее как доказательство, чтобы наглядно продемонстрировать необходимость сохранения почвенных ресурсов.
В апреле 1935 года Конгресс США, оценив ущерб от пыльных бурь в 1 млрд. долларов (по курсу 1935 года), объявляет это событие национальной катастрофой. В этом же году принимается федеральный закон об охране почв, в котором эрозия была названа угрозой благосостояния нации. Ответственность за реализацию закона была возложена на Министерство сельского хозяйства.
Одной из форм борьбы с засухами и пыльными бурями было создание в 1933 году «Soil Erosion Service (Служба борьбы с эрозией почв)», переименованной в 1935 году в «Soil Conservation Service» (Служба охраны почв)» и позже в «Natural Resources Conservation Service» (Служба охраны природных ресурсов)» [6].
Основная задача Службы охраны почв, возглавляемая Хью Беннеттом, заключалась в разработке и реализации национальной программы, мероприятия которой были направлены на охрану почв и сохранение водных ресурсов, более эффективное использование земли и повышение материального уровня жизни городского и сельского населения. Все мероприятия можно сгруппировать в 3 основных направления:
1) Борьба с почвенной эрозией и сохранение поступающих атмосферных осадков -основное реализуемое Службой Беннетта направление, предусматривающее сохранение почвенных и водных ресурсов путем применения различных мер на пахотных, пастбищных и лесных землях, подвергшихся водной и ветровой эрозии.
Необходимо отметить, что за каждый акр, обработанный одним из 4 способов: minimum tillage (минимальная обработка), dry farming (богарное земледелие), contour ploughing (контурная вспашка), mulching (мульчирование) Правительство США начисляло фермеру 1 $.
2) Покупка малопроизводительных (на грани бросовых) земель - эта программа разработана в рамках закона Бэнкхед-Джонса 1937 года и предусматривала приобретение федеральным правительством малопродуктивных земель и улучшение купленных земель для последующего их эффективного использования. В дальнейшем правительство выкупило 11,3 млн акров пашни для постепенного естественного сукцессионного возобновления прерий.
3) Борьба с наводнениями - программа предполагала уменьшить урон, вызываемый наводнениями, представляющими угрозу для жизни и имущества людей, путем проведения противоэрозионных мероприятий на небольших водосборах, откуда берут начало паводковые воды.
Необходимо отметить, что выполнение государственной программы по охране почвы и сохранению влаги проводилось на основе двух руководящих принципов.
Первый из этих основополагающих принципов - при планировании мероприятий на поле, на ферме или ранчо, на водосборе или на любом другом земельном участке важно основываться на проведенных ранее научных исследованиях и воздействовать на все типы земельных угодий. При этом необходимо обязательно учитывать природные условия, наличие доступного оборудования, источников энергии, финансовых средств и даже вкусы и наклонности самого фермера, а также изучать и применять новые методы хозяйствования.
Второй руководящий принцип заключается в совместной работе специалиста по охране почв и фермера по составлению плана, направленного на охрану почвенных и водных ресурсов и отвечающего всем особенностям фермы или ранчо, с применением всех мероприятий в необходимой последовательности. При этом в природе не существует двух идентичных участков земли, и поэтому каждое поле, участок пастбища или леса требует индивидуального подхода и специализированных мер.
Умелое сочетание биологических и технических мероприятий, используемых в плане по охране почвы, считал Беннетт, должно достигать 85-90% эффективности. Причем этот план становится единственно возможным способом, при помощи которого фермер может вести хозяйство и повышать плодородие своих земель для ведения непрерывного земледелия.
По данным наблюдений в научно-исследовательском центре Ред-Плейнс близ Гатри (Оклахома) [2], почва, покрытая сплошным растительным покровом, хорошо сопротивляется эрозии и задерживает осадки. Следовательно, в практике ведения сельского хозяйства, по мнению Беннетта, необходимо более широко использовать тесно сомкнутую растительность, применять защитный растительный покров или растительную мульчу на возможно большей площади в течение длительного времени.
Основные меры, с помощью которых растительность используется для охраны почвы и сохранения влаги, заключаются в введении почвозащитных севооборотов, посеве полосами, мелиорации лугов и пастбищ, посеве почвозащитных культур и применении зеленого удобрения.
Введение чередования культур по полям, т.е. севооборота, почти всегда уменьшает потери почвы и влаги (таблица 1), отмечает Беннетт, что тем самым делает возможным повышение плодородия почвы, способствует борьбе с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур.
Таблица 1
Время, необходимое для смыва 18 см слоя почвы с пылеватого суглинка на склоне крутизной 16 %, Ла-Кросс, штат Виксонсин [по: 2]
Способ использования Ежегодный смыв, т/га Число лет
Под травами 0,22 10000
Под культурами севооборота 62,27 36
Под кукурузой 250,26 9
Под паром 427,84 5
При введении почвозащитных севооборотов, по мнению Беннетта, необходимо руководствоваться следующими основными принципами: сокращать пребывание почвы под пропашными культурами, насколько это возможно без ущерба экономике фермы, увеличить насколько это практически возможно время пребывания почвы под бобовыми или злаковыми травами и уменьшить количество обработок почвы. Между основными культурами можно высевать промежуточные: они не дают урожая, но и не позволяют стоять полю открытым.
Важным и эффективным приемом по борьбе с эрозией является использование стерни или пожнивных остатков культурных растений для защиты поверхности почвы [2]. Этот прием состоит в том, что на полях оставляют остатки растений - стерню зерновых, стебли кукурузы, сорго, суданской травы, хлопчатника, табака, гороха, ботву картофеля, чтобы они образовали защитный мульчирующий слой, подобно лесной подстилке. Этот прием, по наблюдениям Беннетта, оказался особенно эффективным в области Великих равнин и других регионах с малым количеством атмосферных осадков и развитой ветровой эрозией.
В качестве примера Хью Беннетт [2] приводит положительный опыт научно-исследовательской станции по охране почвы в Зейнсвилле (штат Огайо), когда для обработки стерни применялись культиваторы-глубокорыхлители с узкими лапами для последующего посева люцерны по стерне бородача. Кроме культиваторов также использовались безотвальные плуги, которые рыхлят почву плоскими лапами с хорошо режущими краями на глубину 7,5-15,0 см. Дополнением к этим орудиям стал чизельный плуг, изобретенный фермером из Оклахомы Фредом Хоэмом.
К преимуществам такого метода относится:
- защита почвы от прямого удара эродирующих ее дождей, что значительно уменьшает поверхностный сток и смыв;
- увеличение поступления осадков в почву;
- предохранение почвы от перегрева и иссушения;
- сохранение органического вещества почвы;
- повышение урожайности сельскохозяйственных культур.
Дальнейшие исследования полностью подтвердили выводы Беннетта [7]. По данным 4-х летних исследований на Опытной станции в Бушленде (штат Техас), при разбрасывании разного количества измельченной соломы озимой пшеницы, по мере увеличения количества соломы возрастал запас влаги, и это впоследствии положительно сказывалось на урожае сорго (таблица 2).
Таблица 2
Влияние количества послеуборочных остатков озимой пшеницы на накопление влаги в почве и урожай зерна сорго [по: 7]
Количество послеуборочных остатков для мульчирования Запас влаги в почве в слое 0-1,8 м перед посевом, мм Урожай, ц/га Прибавка урожая, ц, в расчете на
1 га 1 т мульчи
0 72 17,8 - -
1 99 24,1 6,3 6,3
2 110 26,0 8,2 4,1
4 116 29,8 12,0 3,0
8 139 36,8 19,0 2,5
12 147 39,9 22,1 1,8
Важным мероприятием программы, разработанной Беннеттом, стала посадка древесно-кустарниковой растительности. Необходимо отметить, что из 252 млн га лесных земель США 56 млн га относились к лесным землям сельскохозяйственного назначения. Для их создания, по поручению Президента США Франклина Д. Рузвельта, кроме сотрудников Службы охраны почв и Лесного Департамента, были привлечены специалисты Гражданского корпуса охраны окружающей среды. Всего было создано 30 000 км ветрозащитных лесных полос, при этом высажено более 200 млн деревьев.
Заключение. Активное сельскохозяйственное освоение территории Соединенных Штатов, которое базировалось на высоких мировых ценах на зерно, стремлении простых людей к реализации «американской мечты», благоприятных погодных условиях, обернулось жесточайшими засухами, господством эрозионных процессов и национальной катастрофой. Для борьбы с эрозий почв государство создает Службу охраны почв (первым директором, которой и был Хью Беннетт) и принимает национальную программу, мероприятия которой были направлены на охрану почв и сохранение водных ресурсов.
На основе использования собственного опыта почвенных исследований, наработок русских почвоведов и американских коллег, применяя при этом «ландшафтный принцип», Беннетт искал пути борьбы с атмосферной и почвенной засухой, а также проявлениями водной и ветровой эрозии. Для этого разрабатывались, обосновывались, на сельскохозяйственных станциях апробировались и предлагались фермерам для внедрения комплексные мероприятия по охране почв. Для получения максимального эффекта Беннетт предлагал не ограничиваться одной фермой, а применять «бассейновый принцип» или «принцип водоразделов», что позволяло реализовывать все направления программы.
Все многообразие программных мероприятий Беннетта можно группировать по следующим основным направлениям:
- борьба с почвенной эрозией и сохранение поступающих атмосферных осадков путем применения различных мер на пахотных, пастбищных и лесных землях, подвергшихся водной и ветровой эрозии - внедрение почвоохранных севооборотов и обработок (которая позже трансформировалась в Mini-till, No-till, Strip-till), посадка древесно-кустарниковой растительности, оставление стерни на полях, посев сидератов и т.д.;
- покупка малопроизводительных (на грани бросовых) земель и улучшение купленных земель для последующего их эффективного использования. В дальнейшем правительство выкупило 11,3 млн акров пашни для постепенного естественного сукцессионного возобновления прерий;
- борьба с наводнениями - уменьшение урона, приносимого наводнениями, путем проведения противоэрозионных мероприятий.
При этом сотрудники службы Беннетта проводили активную разъяснительную работу среди фермеров, демонстрируя на полях опытных станций достоинства новых методов земледелия.
Необходимо отметить, что залог успешного решения проблемы борьбы с эрозией почв на государственном уровне во многом заключался в личностных качествах директора Службы охраны почв Хью Беннетта - его целеустремленности, деловитости, компетентности, эрудированности и коммуникабельности.
По сути, Х. Беннетт, разработав и внедрив в практику сельскохозяйственного производства комплексную систему защиты почв от эрозии, подтвердил правильность теоретических программных положений В.В. Докучаева, А.А. Измаильского, К.Д. Глинки, направленных на борьбу с засухой и эрозией в степных регионах. Эта система продолжает жить и в наши дни, развиваясь и эволюционируя, позволяя получать стабильные урожаи сельскохозяйственных культур.
Статья подготовлена по теме НИР Института степи УрО РАН № АААА-А21-121011190016-1.
Список литературы
1. Прасолов Л.И. Предисловие к книге С.С. Соболева «Развитие эрозионных процессов на территории европейской части СССР и борьба с ними». М.: Изд-во АН СССР, 1948. Т. 1.
2. Беннетт Х.Х. Основы охраны почвы. Пер. с английского Т.Л. Чебановой. М.: Изд-во иност. литературы, 1958. 411 с.
3. Докучаев В.В. Наши степи прежде и теперь. М.: Сельхозгиз, 1953. 152 с.
4. Костычев П.А. Почвы черноземной области России: их происхождение, состав и свойства. М.: Сельхозгиз, 1949. 240 с.
5. Измаильский А.А. Как высохла наша степь. М.: Сельхозгиз, 1937. 76 с.
6. Фрюауф Др.М. Опыт и последствия североамериканского синдрома «Dust Bowl - пыльных бурь» для проекта «Кулунда» // Вестник Алтайской науки. 2014. № 4. С. 226-233.
7. Measuring and managing residue // Successful Farming 1989. Vol. 87. No 13. P. 22-23.
