Внесок Василя Вільямса у розвиток вітчизняного ґрунтознавства та агрохімії

Вільямс Василь Робертійович (1863–1939) – творець однієї з найкращих шкіл агроґрунтознавців, генератор нових ідей у науці, діяльний адміністратор. Вчений користувався беззаперечним авторитетом у країні, був консультантом Держплану, уряду, партійних органів. Його називали головним агрономом країни, великим вченим сталінської епохи. В.Р. Вільямс усе своє життя присвятив вирішенню проблеми високих і сталих урожаїв. Ще будучи студентом, він особливо цікавився хімією та вивченням ґрунтів. У 1888 р. В.Р. Вільямс опублікував свою першу працю "Дослідження восьми ґрунтів Мамадиського повіту Казанської губернії", у якій окреслив напрямок наукових досліджень ґрунту. Його цікавили основні властивості ґрунту і серед них найістотніша – родючість. Він із перших же кроків поставив перед собою завдання: розвивати ґрунтознавство у тісному зв'язку з вирішенням практичних завдань підвищення урожайності сільськогосподарських рослин.

З метою пізнання умов родючості ґрунту вчений спочатку вивчав його фізичні властивості і переконався, що вони залежать від вмісту перегнійних речовин. В.Р. Вільямса цікавили фактори, що визначають властивості ґрунтів. Він прагнув розглядати ґрунт у розвитку, і цим принципово відрізнявся від усіх попередників та сучасників, що займалися ґрунтознавством. У магістерській дисертації "Досвід дослідження в галузі механічного аналізу ґрунтів" В.Р. Вільямс показав необхідність комплексного підходу до вивчення ґрунтів, відкрив найскладніші взаємозв'язки, що діють у ньому, підкреслив, що фізіологія рослин – фундамент усіх висновків і заключень землеробської науки. Під фізіологією рослин В.Р. Вільямс мав на увазі фізіологію вищих і нижчих рослин, тобто в сучасному розумінні фізіологію рослин і мікроорганізмів. У своїй дисертації вчений заклав основи біологічного ґрунтознавства. Їхній розробці були присвячені наступні десятиліття його творчого життя.

З 1897 р. В.Р. Вільямс працював на Люберецьких полях зрошення і перетворив їх на велику виробничу лабораторію, де всебічно досліджував питання біології ґрунтів. Він першим побудував у Росії "поля зрошення" – споруди, засновані на очищенні ґрунтом побутових вод великих міст. Люберецькі поля зрошення, спроєктовані В.Р. Вільямсом, проіснували майже століття, рятуючи Москву від її ж стічних вод. У цьому ж 1897 р. при кафедрі, якою він керував, організував випробувальну станцію з контролю якості насіння, ґрунтів і добрив. У 1903 р. ним були закладені лізиметричні досліди з вивчення ґрунтових вод і перегнійних кислот. У ході дослідів вчений вивчав властивості ґрунтових органічних кислот, умови їхнього утворення залежно від тієї чи іншої рослинності; визначив роль цих кислот у фізичних і хімічних процесах, що відбуваються в ґрунті, у формуванні його фізичної структури. У 1904 р. В.Р. Вільямс при кафедрі організував розсадник однорічних трав для вивчення їхньої біології та господарської цінності. У 1911 р. ним при кафедрі були створені курси з підготовки агрономів до роботи з луками та пасовищами, реорганізовані у 1914 р. у Науково-дослідний інститут з луківництва – згодом Інститут кормів його імені. Починаючи з 1926 р., В.Р. Вільямс керував багаторічними науковими експедиціями з обстеження ґрунтів у регіонах Радянського Союзу. Вчений віддав агрономічній науці, служінню сільському господарству країни майже пів століття свого життя.

В.Р. Вільямс сформулював поняття структури ґрунту, маючи на увазі його агрегованість. Він слушно вважав, що водотривка зерниста або горіхувата структура сприяє отриманню високих урожаїв, перешкоджає змиву ґрунту внаслідок ерозії. Вчений стояв на позиціях біологічного землеробства, в результаті якого структура ґрунтів і вміст поживних речовин визначатимуться правильно підібраними рослинами, травосумішами. На підставі цього ним було запропоновано практичний прийом підвищення родючості ґрунту й отримання високого врожаю сільськогосподарських культур – травопільна система землеробства.

Травопільна система В.Р. Вільямса передбачає здійснення комплексу взаємопов'язаних ланок. Вона включає вчення про відновлення ґрунту, систему його обробітку, добрива та вчення про організацію всієї сільськогосподарської території з науково обґрунтованим розміщенням на ній лук, полів, лісів і полезахисних лісових насаджень. Він не виступав проти добрив. "Мистецтво удобрення полягає в умінні удобрити рослину, а не ґрунт", – говорив В.Р. Вільямс.

З погляду сучасних систем землеробства травопільна система В.Р. Вільямса може розглядатися як один із варіантів органічного землеробства, яке має певну екологічну нішу. Дуже співзвучними ідеям вченого були подальші розробки у світовому землеробстві, коли були запропоновані біологічні методи поліпшення ґрунтів, створення умов для роботи азотфіксаторів, мінімалізація обробітків, змішані посіви. У цьому плані саме В.Р. Вільямс виступає як перший вчений, що висунув ідею екологічно чистого землеробства. Він одним із перших показав можливості та межі впливу біологічних систем землеробства. Вони завжди будуть нижчими за продуктивністю від інтенсивних систем землеробства, в яких широко використовуються мінеральні добрива та пестициди. Але за біосферного підходу ці системи виходять на перший план, і питання про кінцеву перевагу якоїсь із них ще остаточно не вирішене. Безумовно, без добрив сьогодні людство не може себе прогодувати, але майбутнє вимагатиме внести великі корективи в наші системи землеробства, як і в співвідношення оброблюваних і непорушених площ. У всякому разі, принцип біологічного поліпшення ґрунтів і створення екологічно чистого землеробства поки що повністю не вичерпаний і не спростований, а навпаки, знаходить усе більше прихильників.

Для практикуючого агронома ґрунт — це не просто механічне середовище для коренів, а пухкий поверхневий горизонт суші, здатний виробляти урожай рослин. Основною якістю цього природного тіла є родючість, яка прямо залежить від вмісту органічної речовини, а також фізичних і фізико-хімічних властивостей орного шару. Управління родючістю вимагає розуміння того, у якій стадії перебуває ґрунт — прогресивній чи регресивній.

У прогресивну стадію в ґрунті формуються властивості, які одночасно забезпечують рослини і водою, і елементами живлення у сприятливому напрямку. У регресивну стадію баланс порушується, і ці життєво важливі чинники починають виключати один одного. Це призводить до різкого зниження ефективності внесених добрив і втрати урожаю.

Біологічний кругообіг та еволюція ґрунтового шару

Сучасний пахотний горизонт формується не безпосередньо з материнської породи, а в процесі еволюції попереднього ґрунту. Ключову роль у цьому процесі відіграють малий біологічний та глобальний геологічний кругообіги речовин. Основою біологічного кругообігу виступає органічна речовина, якість і накопичення якої визначають структуру ґрунту та режим живлення культур.

Особливу групу ґрунтів становлять заплавні землі, класифікація яких будується на розділенні на шаруваті та зернисті типи. Ця градація дозволяє агрономам ефективно працювати зі складними дерновими, лучними та болотистими ґрунтами в заплавах річок. Накопичений з кінця XIX століття досвід вивчення взаємодії у системі «рослина — ґрунт — добриво» дозволяє сьогодні точно розраховувати живлення культур та вдосконалювати технології органічних добрив">внесення органічних добрив.