История изучения плодородия почв Башкортостана
Башкортостан – географически сложная территория, расположенная на Южном Урале и в Приуралье, что объясняет большое разнообразие физико-географических, геоморфологических и климатических условий, почвообразующих пород, типов растительности. В конечном итоге все это обусловило формирование широкого ряда типов почв и почвенного покрова сложной структуры. Разнообразие почв и их свойств делает необходимым дифференцированный подход к землепользованию и регулированию плодородия почв на основе глубокого знания зональных генетических различий и динамики свойств, что особенно важно в условиях нарастания антропогенной нагрузки на почвы.
В аспектах генезиса, географии, агропроизводственных свойств, химического состава, физико-химических, агрофизических, биологических свойств, регулирующих плодородие, почвенные ресурсы республики изучены достаточно хорошо. В целом почвы характеризуются высоким потенциальным плодородием, значительной экологической буферностью, особенно в естественных экосистемах. Однако уровень продуктивности земледелия в настоящее время не соответствует потенциалу плодородия почв. Анализ современного состояния земельных ресурсов, динамики свойств почв [Хазиев, 1990] показывает, что в сельскохозяйственных экосистемах наметилась устойчивая тенденция деградации почв: усиление эрозионных процессов, дегумификация, дисбаланс гумуса и питательных элементов, переутомление почвенного профиля, сокращение мощности гумусового горизонта, подкисление и т.д.
История изучения почв республики связана с именами классиков русского почвоведения – В. В. Докучаева, П. А. Костычева, С. И. Коржинского, Н. М. Сибирцева, В. В. Геммерлинга, К. Д. Глинки и других. В. В. Докучаев в своей книги «Русский чернозем» [1883] приводит некоторые характеристики черноземов Приуралья. В книге «Почвы черноземной области России» [1886] П. А. Костычевым были расширены географические сведения о почвах на территории Башкирии и подчеркнуто богатство черноземов органическим веществом. Н. М. Сибирцев [1891] дал более детальную характеристику основных типов лесостепных почв Приуралья и внес существенный вклад в изучение почв региона. Значительные дополнения к сведениям о географии почв в Башкирии были сделаны С. И. Коржинским [1891], давшим подробное описание наряду с черноземами и серых лесных почв.
С целью детального изучения почвенного покрова республики, выявления новых земель, пригодных для сельскохозяйственного освоения, в 1932 г было создано Башкирское почвенно-ботаническое бюро, которое позже реорганизовалось в Башкирскую научно-исследовательскую полеводческую станцию. Сотрудниками этих учреждений до 1939 г были проведены исследования почв на площади более 4 млн га с составлением почвенных карт хозяйств и районов.
В послевоенный период наметился заметный перелом в сторону агрономической направленности почвенных исследований. Наряду с территориальными исследованиями проводились изучение агропроизводственных свойств и качественная оценка почв с целью разработки практических рекомендаций по повышению их плодородия. Для выявления потребности известковании почв Д. В. Богомоловым были выполнены маршрутные пересечения в междуречье Белой и Уфы. Кроме того, в районах степного Предуралья изучались процессы эрозии и дефляции почв (Д. В. Богомолов, С. С. Соболев, М. М. Туровцев и др.).
В 1974 г была организована экспедиция с целью изучения почв Башкирского государственного заповедника в центре Южного Урала. В составе экспедиции работали С. Н. Тайчинов, А. Ш. Латыпов, П. Я. Бульчук. В эти же годы проводились работы по комплексному агропочвенному районированию территории Башкирии Д. В. Богомоловым [1954], впоследствии С. Н. Тайчиновым [1960].
В 1952-1954 гг. под руководством С. Н. Тайчинова и М. Н. Бурангуловой были продолжены работы по комплексному исследованию агропроизводственных свойств почв Общего Сырта и Белебеевской возвышенности, районов Башкирского Зауралья и междуречья Белой и Уфы. Полученные научные материалы позволили уточнить границы агропочвенных районов и значительно дополнили сведения о химических, физико-химических и биологических свойствах почв республики.
В 1956-1961 гг. проведены фундаментальные исследования почв лесостепной зоны Башкирии. В 1957 и 1958 гг. были осуществлены первые комплексные исследования серых лесных почв, развивающиеся под лиственными, хвойно-лиственными и хвойными лесами в ряде районов республики. Эти работы позволили в значительной степени уточнить генезис, химические, агрохимические, водно-физические и биологические свойства почв. Результаты были обобщены в монографическом сборнике «Серые лесные почвы Башкирии» [1963], а также в монографии Г. А. Склярова «Лесостепные почвы Башкирской АССР, их генезис и производственная характеристика» [1964]. На основании изучения агрохимических свойств серых лесных почв и специальных опытов выявлена их потребность в органических, минеральных удобрениях, а также в известковании.
В последующие годы (1962-1965) внимание почвоведов было сосредоточено на черноземных почвах Башкирии. Исследованы вопросы генезиса и эволюции этих почв в регионе, химические, агрохимические, биохимические и водно-физические свойства, изучены формы питательных веществ и трансформация их под влиянием различных факторов, взаимодействие почв и удобрений. Были проведены специальные исследования карбонатных черноземов [Курчеев, 1969] и изучались лесорастительные свойства черноземов Зауралья в связи с развитием агролесомелиорации [Галимов, 1968].
Результаты исследований черноземов обобщены в монографии «Черноземы Башкирии» [Бурангулова и др., 1969]. В книге впервые приведены картограммы содержания гумуса, азота, фосфора, калия и некоторых микроэлементов в почвах черноземной зоны республики.
Многолетние всесторонние исследования фосфорного режима почв Башкирии и эффективность фосфорных удобрений проведены под руководством М. Н. Бурангуловой (1955-1967). Впервые выполнено детальное изучение фосфорных соединений почв, идентифицированы неорганические и органические соединения фосфора, выявлена их трансформация в различных экологических условиях, составлены картограммы содержания валового и подвижного фосфора в почвах республики. Установлены районы, в первую очередь нуждающиеся в применении фосфорных удобрений. Большой вклад в изучение проблемы фосфорных удобрений в почвах региона внесли исследования Ю. А. Усманова, Б. П. Шиленко, С. А. Абдрашитова.
С 1970 г были расширены исследования азотного фонда почв Башкирии. Получены данные о содержании и запасах азота в почвах, о формах азотистых соединений, их подвижности и роли биохимических процессов в превращении соединений азота в почвах, выявлены возможности и пути воздействия на эти процессы, установлены биохимические механизмы повышения подвижности почвенного азота под влиянием азотных удобрений (Н. С. Наумов, Ф. Х. Хазиев, М. Х. Хамидуллин, И. К. Хабиров). Результаты изучения азотного фонда почв Башкирии обобщены в книгах «Почвенный азот и Эффективность азотных удобрений» [Хазиев, Наумов, 1979] и «Экология и биохимия азота в почвах Южного Приуралья» [Хабиров, 1993].
На всех этапах изучения почв в регионе обращали внимание на особенности гумусовых показателей. Еще в работах В. В. Докучаева [1883], Н. М. Сибирцева [1901]отмечалась высокая гумусность почв региона. Далее Д. В. Богомолов [1954], подтвердив эту особенность, установил еще и укороченность гумусовых профилей почв Приуралья, особенно черноземов, и выявил причины формирования в регионе почв с высоким содержанием гумуса при укороченной мощности гумусового профиля, в отличие от аналогичных почв европейской части страны. В последующие годы проведены целенаправленные исследования гумуса: содержание, запасы, групповой и фракционный состав, состав функциональных групп гумусовых кислот, особенности локализации гумуса по гранулометрическим и коллоидным фракциям, динамика его под влиянием агротехники и эрозии почв, состояние баланса гумуса, биохимические механизмы трансформации гумуса в почвах, составлены карты содержания и запасов гумуса в почвах (П. А. Курчеев, А. Х. Мукатанов, Г. А. Кольцова, Ф. Х. Хазиев, Ф. Я. Багаутдинов). Наряду с изучением специфических гумусовых веществ большие успехи достигнуты в исследованиях неспецифических органических компонентов гумуса в почвах региона – фосфорорганических соединений (М. Н. Бурангулова, Г. А. Кольцова, И. М. Габбасова), азоторганических соединений (Н. С. Наумов, Ф. Х. Хазиев, И. К. Хабиров), углеводов (Ф. Х. Хазиев, Ф. Я. Багаутдинов). Результаты многолетних исследований органических компонентов почв обобщены в монографии «Органическое вещество почв Башкирии» [Хазиев и др., 1991].
Первая агрофизическая характеристика черноземных почв республики в пределах Белебеевской возвышенности была выполнена А. П. Маляновым [1937]. Более детальные исследования этих свойств выщелоченных черноземов в связи с их обработкой проводил Г. С. Смородин [1948, 1955, 1960]. Изучая строение пахотного слоя, он определил оптимальные физические условия для выращивания сельскохозяйственных культур. Глубокое изучение физических и водных свойств почв осуществил почвоведы-агрофизики Института биологии Башкирского филиала АН СССР (Ф. Ш. Гарифуллин, Ш. А. Гайсин, Р. Я. Рамазанов, Э. Г. Ашимов и др.). в результате этих исследований дана характеристика основных почв республики по механическому, микроагрегатному и структурно-агрегатному составам, удельной и объемной массе, общей позорности, водопроницаемости, влагоемкости, содержанию и динамике питательных веществ, химическим свойствам, составу гумуса, водно-воздушному и температурному режимам в связи с агрофизическими свойствами. Полученные материалы позволили познать сущность культурного почвообразовательного процесса и особенности свойств почв для дифференцированного агротехнического воздействия на их плодородие. Итоги исследований обобщены в монографии «Физические свойства почв и их изменение в процессе окультуривания» [Гарифуллин, 1979].
Начиная с 1957 г проводилось изучение содержания микроэлементов в почвах республики и эффективность микроудобрений (А. С. Шарова, М. П. Чмелев, Г. Е. Радцева и др.). на большом экспериментальном материале дана характеристика по содержанию и закономерностям распределения микроэлементов в основных типах почв. Проведено картирование содержания их подвижных форм. Впоследствии результаты исследований обобщены в монографии «Микроэлементы в почвах Башкирии и эффективность микроудобрений» [Гирфанов, Ряховская, 1975].
Крупномасштабные и систематические исследования почвенного покрова и агрохимических свойств почв были начаты после организации Отдела землеустройства при Министерстве сельского хозяйства (1956 г), в последующем Башкирский филиал «Волгогипрозем», и Республиканской агрохимической службы. В 1975 и 1990 гг. были изданы новые почвенные карты Башкирии в масштабе 1:600000. для каждого хозяйства составляются почвенные и агрохимические карты с определением конкретных мер рационального использования земель, повышения плодородия почв, а также систем применения удобрений и известкования почв.
В истории развития сельского хозяйства республики 1980-е годы характеризуются внедрением интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, при которых резко возрастают технологические нагрузки на почву. В 1980-1986 гг. под руководством Ф. Х. Хазиева проводились комплексные исследования почв в условиях интенсивных систем земледелия. Результаты исследований обобщены в книге «Повышение плодородия почв в условиях интенсивных систем земледелия» [1986]. Интенсификация земледелия приводит в первую очередь к агрофизической деградации почв. Основными способами ее предотвращения являются минимализация обработки почвы адаптированными приемами для почв лесостепных и степных зон, обогащение ее активной органикой (Ф. Х. Хазиев, Р. Я. Рамазанов, М. А. Сираев, Х. Ф. Фаизов, А. Х. Мукатанов и др.).
Проводились многолетние исследования по созданию систем обработки почв (С. Н. Тайчинов, Г. С. Смородин, Н. Р. Бахтизин, М. М. Хамидуллин, М. Г. Сираев, Р. Я. Рамазанов), применения удобрений (Ю. А. Усманов, Б. П. Шиленко, С. А. Абдрашитов, В. К. Трапезников), севооборотов (С. С. Ильин, Э. М. Рахимов, М. Б. Амиров) с учетом зональных особенностей почв. Результаты этих исследований составили научную основу «Научно обоснованных систем земледелия по зонам Башкирской АССР» [1990].
В мониторинга пахотных почв на фиксированных полях севооборотов госсортоучастков в 1966-1969 гг. (Ф. Ш. Гарифуллин, Э. Г. Ашимов, Г. А. Кольцова, Б. У. Шамсутдинов) и повторно в 1986-1987 гг. (Ф. Х. Хазиев, Р. Я. Рамазанов, А. Х. Мукатанов, Г. А. Кольцова) проводились комплексные исследования динамики свойств почв. Установлено что на полях с освоенными севооборотами при регулярном внесении органо-минеральных удобрений в почвах устанавливается компенсированный баланс питательных элементов и гумуса, оптимальный уровень агрофизических свойств и биологической активности почв при стабильном и высокой урожайности сельскохозяйственных культур. На основании этих исследований определены оптимальные параметры плодородия серых лесных почв и выщелоченных черноземов (Ф. Х. Хазиев, Г. А. Кольцова). На длительных опытах в учхозе Башсельхозинститута (1958-1987 гг.) изучены условия и технология расширенного воспроизводства плодородия выщелоченного чернозема и определены нормативы разного уровня плодородия этих почв (М. Б. Амиров, Э. М. Рахимов).
Комплексный анализ состояния почвенного покрова республики и свойств почв показал тенденцию тотальной деградации почв, снижения плодородных характеристик – ухудшение агрофизических свойств, дегумификация, отрицательные балансы элементов питания, техногенные разрушения. Это послужило основой разработки «Комплексной программы повышения плодородия почв Башкирской АССР на 1990-1995 годы» [Хазиев и др., 1990], в которой определены основные нормативные показатели, направления и практические приемы эффективного использования, защиты от деградации и повышения плодородия почв.
Начиная с 1980 годов главное внимание сосредоточено на исследованиях в агрономическом направлении в связи с обострением проблемы плодородии почв.