Вклад Василия Вильямса в развитие отечественного почвоведения и агрохимии

Вильямс Василий Робертович (1863–1939) – создатель одной из лучших школ агропочвоведов, генератор новых идей в науке, деятельный администратор. Ученый пользовался беспрекословным авторитетом в стране, был консультантом Госплана, правительства, партийных органов. Его называли главным агрономом страны, великим ученым сталинской эпохи. В.Р. Вильямс всю свою жизнь посвятил разрешению проблемы высоких и устойчивых урожаев. Еще будучи студентом, он особенно интересовался химией и изучением почв. В 1888 г. В.Р. Вильямс опубликовал свою первую работу "Исследования восьми почв Мамадышского уезда Казанской губернии", в которой наметил направление научных исследований почвы. Его интересовали основные свойства почвы и среди них самое существенное – плодородие. Он с первых же шагов поставил перед собой задачу: развивать почвоведение в тесной связи с решением практических задач повышения урожайности сельскохозяйственных растений.

С целью познания условий плодородия почвы ученый в первое время изучал ее физические свойства и убедился, что они зависят от содержания перегнойных веществ. В.Р. Вильямса интересовали факторы, определяющие свойства почв. Он стремился рассматривать почву в развитии и этим принципиально отличался от всех предшественников и современников, занимающихся почвоведением. В магистерской диссертации "Опыт исследования в области механического анализа почв" В.Р. Вильямс показал необходимость комплексного подхода к изучению почв, открыл сложнейшие взаимосвязи, действующие в ней, подчеркнул, что физиология растений – фундамент всех выводов и заключений земледельческой науки. Под физиологией растений В.Р. Вильямс подразумевал физиологию высших и низших растений, т. е. в современном понимании физиологию растений и микроорганизмов. В своей диссертации ученый заложил основы биологического почвоведения. Их разработке были посвящены последующие десятилетия его творческой жизни.

С 1897 г. В.Р. Вильямс работал на Люберецких полях орошения и превратил их и большую производственную лабораторию, где всесторонне исследовал вопросы биологии почв. Он первым построил в России "поля орошения" – сооружения, основанные на очистке почвой бытовых вод больших городов. Люберецкие поля орошения, спроектированные В.Р. Вильямсом, просуществовали почти век, спасая Москву от ее же сточных вод. В этом же 1897 г. при руководимой им кафедре организовал испытательную станцию по контролю качества семян, почв и удобрений. В 1903 г. им были заложены лизиметрические опыты по изучению почвенных вод и перегнойных кислот. В ходе опытов ученый исследовал свойства почвенных органических кислот, условия их образования в зависимости от той или другой растительности; определил роль этих кислот в физических и химических процессах, совершающихся в почве, в формировании ее физической структуры. В 1904 г. В.Р. Вильямс при кафедре организовал питомник однолетних трав по изучению их биологии и хозяйственной ценности. В 1911 г. им при кафедре были созданы курсы по подготовке агрономов к работе с лугами и пастбищами, реорганизованные в 1914 г. в Научно-исследовательский институт по луговодству – впоследствии Институт кормов его имени. Начиная с 1926 г., В.Р. Вильямс руководил многолетними научными экспедициями по обследованию почв в регионах Советского Союза. Ученый отдал агрономической науке, служению сельскому хозяйству страны почти полвека своей жизни.

В.Р. Вильямс сформулировал понятие структуры почвы, имея в виду ее агрегированность. Он справедливо считал, что водопрочная зернистая или ореховатая структура способствует получению высоких урожаев, препятствует смыву почвы в результате эрозии. Ученый стоял на позициях биологического земледелия, в результате которого структура почв и содержание питательных веществ будут определяться правильно подобранными растениями, травосмесями. На основании этого им был предложен практический прием повышения плодородия почвы и получения высокого урожая сельскохозяйственных культур – травопольная система земледелия.

Травопольная система В.Р. Вильямса предусматривает осуществление комплекса взаимосвязанных звеньев. Она включает учение о восстановлении почвы, системе ее обработки, удобрениях и учение об организации всей сельскохозяйственной территории с научно обоснованным размещением на ней лугов, полей, лесов и полезащитных лесных насаждений. Он не выступал против удобрений. "Искусство удобрения состоит в умении удобрить растение, а не почву", – говорил В.Р. Вильямс.

С точки зрения современных систем земледелия травопольная система В.Р. Вильямса может рассматриваться как один из вариантов органического земледелия, которое имеет определенную экологическую нишу. Очень созвучны идеям ученого были дальнейшие разработки в мировом земледелии, когда были предложены биологические методы улучшения почв, создание условий для работы азотфиксаторов, минимализация обработок, смешанные посевы. В этом плане именно В.Р. Вильямс выступает как первый ученый, выдвинувший идею экологически чистого земледелия. Он одним из первых показал возможности и пределы влияния биологических систем земледелия. Они всегда будут ниже по продуктивности интенсивных систем земледелия, в которых широко используются минеральные удобрения и пестициды. Но при биосферном подходе эти системы выходят на первый план, и вопрос о конечном преимуществе какой-либо из них еще окончательно не решен. Безусловно, без удобрений сегодня человечество не может себя прокормить, но будущее потребует внести большие коррективы в наши системы земледелия, как и в соотношение обрабатываемых и ненарушенных площадей. Во всяком случае, принцип биологического улучшения почв и создания экологически чистого земледелия пока полностью не исчерпан и не опровергнут, а наоборот, находит все больше сторонников.

Для практикующего агронома почва — это не просто механическая среда для корней, а рыхлый поверхностный горизонт суши, способный производить урожай растений. Основным качеством этого природного тела является плодородие, которое напрямую зависит от содержания органического вещества, а также физических и физико-химических свойств пахотного слоя. Управление плодородием требует понимания того, в какой стадии находится почва — прогрессивной или регрессивной.

В прогрессивную стадию в почве формируются свойства, которые одновременно обеспечивают растения и водой, и элементами питания в благоприятном направлении. В регрессивную стадию баланс нарушается, и эти жизненно важные факторы начинают исключать друг друга. Это приводит к резкому снижению эффективности вносимых удобрений и потере урожая.

Биологический круговорот и эволюция почвенного слоя

Современный пахотный горизонт формируется не напрямую из материнской породы, а в процессе эволюции предшествующей почвы. Ключевую роль в этом процессе играет малый биологический и глобальный геологический круговороты веществ. Основой биологического круговорота выступает органическое вещество, качество и накопление которого определяют структуру почвы и режим питания культур.

Особую группу почв представляют пойменные земли, классификация которых строится на разделении на слоистые и зернистые типы. Эта градация позволяет агрономам эффективно работать со сложными дерновыми, луговыми и болотистыми почвами в поймах рек. Накопленный с конца XIX века опыт изучения взаимодействия в системе «растение — почва — удобрение» позволяет сегодня точно рассчитывать питание культур и совершенствовать технологии органических удобрений">внесения органических удобрений.