Докучаевские бастионы в действии. К 75-летию Государственного плана преобразования природы
История создания агроландшафтов Каменной Степи относится к первым годам работы «Особой экспедиции Лесного департамента по испытанию и учету различных способов и приемов лесного и водного хозяйства в степях России» под руководством В.В. Докучаева.
Первоначальный план докучаевской экспедиции предусматривал создание защитных лесонасаждений в междуречье Дона и Хопра. Эта местность протяженностью 200 км, расположенная между знаменитым Шиповым лесом и Теллермановской рощей, благодаря особому строению рельефа представляет естественный аэродинамический коридор. Попадая в него, раскаленные суховейные ветры, зарождающиеся на юго-востоке в прикаспийских пустынях, приобретали дополнительную энергию, губительную для урожая.
Однако царское правительство не поддержало смелых идей В.В. Докучаева. Для намеченных им работ была отведена ограниченная площадь в три тысячи гектаров, где была заложена знаменитая система лесных полос, ставшая впоследствии очагом высокой культуры земледелия.
Первые 140 га защитных лесонасаждений были созданы в период с 1894 по 1908 год. Основные принципы их закладки были определены еще В.В. Докучаевым. Характеризуя цели и задачи защитного лесоразведения на участках экспедиции, он говорил: «Лесные посадки проектированы экспедицией в следующей форме: защитные полосы по открытым степям, хотя бы и не сплошными посадками… Затем следуют снегосборные опушки, живые изгороди, насаждения по склонам оврагов и вокруг степных колодцев и т. п. Лентообразные посадки, посаженные по степи, должны служить для защиты посевов от ветров, бурь и суховеев, урегулирования снежного покрова и накопления в надлежащих местах снежных сугробов и валов, и закрепления склонов оврагов». В.В. Докучаев особо подчеркивал, что «…общий ход работ экспедиции имеет быть направлен к установлению на избранных участках возможно правильного соотношения между водой, лесом, лугом и другими хозяйственными угодьями…».
Сегодня Каменная Степь – крупный научно-исследовательский центр сельского хозяйства Черноземья. Это своеобразный уголок искусственной лесостепи, преобразованный разумом и трудом человека. Лес, культурные сельскохозяйственные угодья, пруды и водоемы составляют единый природно-антропогенный ландшафт, удивительно благоприятный для высокоэффективного сельскохозяйственного производства, созидательного плодотворного труда и культурного отдыха. На 15 тыс. га пашни создано 900 га защитных лесонасаждений, 35 прудов и водоемов общей площадью зеркала 386 га с запасом воды около 9 млн. кубометров.
Высокая эффективность полезащитного лесоразведения убедительно доказана 130-летним опытом посадки и выращивания леса в Каменной Степи. Данный опыт позволил глубоко и всесторонне изучить влияние лесных полос на изменение микроклимата, водного режима и плодородия полей, урожайность сельскохозяйственных культур.
Лесные полосы уже в первые годы способствуют задержанию и накоплению снега на полях, надежно защищают в зоне своего влияния (25-30-кратная высота лесополосы) сельскохозяйственные культуры от суховеев, пыльных бурь, заморозков и других экстремальных условий внешней среды. Известно, что с усилением ветра в засушливый период происходит большее испарение влаги из поверхностных слоев почвы и увеличивается непродуктивный расход ее растениями. Уменьшая скорость ветра, лесные полосы значительно снижают нерациональную потерю влаги. Под пологом лесополос и на защищенных ими полях уже через 25-30 лет значительно улучшаются водно-физические свойства черноземов, усиливаются биогенные почвообразовательные процессы. Здесь быстрее, чем на открытых полях восстанавливаются запасы питательных веществ, выносимых из пахотного слоя с урожаем, что способствует сохранению высокого потенциального уровня плодородия черноземов.
Средняя прибавка урожайности в зоне влияния лесных полос по озимой ржи составила 4,2 ц/га, по просу – 8,7, озимой пшенице – 4,6, подсолнечнику (семена) – 2,6, картофелю – 5,9, по сахарной свекле – 86,2 ц/га. Роль защитных насаждений в большей мере проявляется в засушливые годы.
Влага – решающее условие получения устойчивых урожаев. Однако здесь нередко наблюдается противоречие: с одной стороны, борьба за сохранение влаги в почве, с другой – потеря 10-20 млрд. кубометров воды в виде поверхностного стока в зоне с весенним паводком. При этом смывается наиболее ценный верхний слой почвы, развиваются линейные эрозионные процессы, резко снижается плодородие почвы, а если бы удалось задержать хотя бы половину этой воды на полях, то можно было бы дополнительно получить более 8190000 т зерна.
В открытой степи по сильно промерзшей почве вода скатывается, как по асфальту. А на полях между полосами почва оттаивает раньше и впитывает снеговую воду, как губка. Наблюдения показали, что в степи, не защищенной лесом, от 50 до 75% талых вод уходит с поверхности почвы бесполезно. При облесенности же водосборов до 6% сток воды сокращается более чем в 2 раза.
Огромная водорегулирующая роль лесных полос объясняется высокой инфильтрационной способностью почв, находящихся под лесом. Лесная почва обладает крупнозернистой структурой, ее укрывает мощный слой рыхлой подстилки. Поэтому она достаточно легко и быстро поглощает как талые, так и ливневые воды, трансформируя их далее в подземные хранилища, что повышает уровень грунтовых вод, таким образом оказывая влияние в прикорневой зоне растений.
Совсем другая ситуация наблюдается на безлесных склонах, где талые воды стекают по оврагам и балкам в реки, и только небольшая их часть пополняет запас подземных вод.
Лесные полосы и приовражные насаждения – верное средство в борьбе с эрозией почвы. Задерживая и уменьшая сток талых и ливневых вод, лес помогает человеку в борьбе с разрушением почвы, с образованием на ней новых промоин и оврагов.
Неоценима роль лесных полос и в биологической очистке стоковых вод. Прибалочные лесные полосы шириной 15-20 метров практически полностью очищают от аммиака, увеличивают щелочность стоковой воды, снижают ее жесткость. У воды, прошедшей через лесную подстилку, значительно лучше бактериологическое состояние.
Таким образом, многолетний опыт Каменной Степи позволил ученым сделать четыре главных вывода о действии лесных насаждений как «магазинов влаги». Они, во-первых, уменьшают количество воды, бесполезно стекающей с полей, и превращают наземный сток в подземный, во-вторых, пополняют запасы подземных вод и повышают их уровень в сравнении со степью, в-третьих, увеличивают питание рек, озер и прудов грунтовыми водами, в-четвертых, снижают и даже прекращают процессы эрозии, предохраняют реки, озера и пруды от обмеления и загрязнения.
Суровой проверкой и испытанием правильности разрабатываемых учёными природоохранных концепций явилась небывало жёсткая засуха 1946 года, погубившая посевы на большей части степной полосы СССР. В этот год урожай на полях Каменно-Степной опытной станции был в 2 раза меньше, чем в среднем за 1943-1945 гг. (15-16 ц/га), но он был практически таким же, как в обычные годы. Негативное действие засухи было существенно снижено, благодаря травопольной системе земледелия в сочетании с докучаевским агролесомелиоративным комплексом. В окружающих опытную станцию хозяйствах урожай был в 3-4 раза ниже.
На основе разработанных мер по борьбе с засухой 20 октября 1948 года было принято постановление Совета Министров «О плане полезащитных лесонасаждений, внедрения травопольных севооборотов, строительства прудов и водоёмов для обеспечения высоких и устойчивых урожаев в степных и лесостепных районах европейской части СССР».
В этот план включалась система мероприятий: 1) посадка полезащитных лесных полос, облесение берегов балок, оврагов, рек, озёр, прудов и водоемов, облесение и закрепление песков; 2) введение травопольных севооборотов, черных паров и рациональное использование земельных угодий; 3) правильная система обработки почвы, ухода за посевами, лущения стерни; 4) посев отборными семенами высокоурожайных сортов, приспособленных к местным условиям; 5) развитие орошения на базе использования вод местного стока.
Замысел был впечатляющим – по берегам Урала, Волги, Дона, Северского Донца, Хопра и других рек с севера на юг на сотни километров протянутся огромные государственные полезащитные полосы. Так, на разных берегах Дона планировалось посадить две полосы шириной по 60 м и длиной 920 км – от Воронежа до Ростова. Всего же протяженность лесополос составила бы 5 тыс. 320 км, а общая площадь новых лесов – более 4 млн. га. Со временем они должны были стать мощным заслоном на пути суховеев из Средней Азии и прикаспийских пустынь, защитить основные зерновые регионы от засух и пыльных бурь, задерживать все осадки и полностью прекращать сток. Помимо этого, для закрепления песков было намечено до 1955 года посадить леса на площади 322 тыс. га. К этому же времени в колхозах и совхозах должны были создать 45 тыс. прудов и 5 гигантских оросительных систем, охватывающих миллионы гектаров.
Виктор Турусов, д. с/х н., академик РАН, Елена Коновалова, м.н.с., ФГБНУ «Воронежский ФАНЦ им. В.В. Докучаева»
