Полевой метод исследований на мелиорированных землях

Среди существующих в настоящее время сравнительных опытов: лабораторного вегетационного, лизиметрического и полевого, последний отличается наибольшей достоверностью.

Особенность полевого опыта, как важнейшего метода экспериментального изучения основных вопросов земледелия, отличающая его от других методов исследования состоит в том, что культурное растение изучается вместе со всей совокупностью почвенных, климатических и агротехнических факторов, очень близких к производственным, или непосредственно в производственных условиях. Только полевой метод может установить связь между урожаем и средствами воздействия на него. Кроме того, существует ряд вопросов, которые вообще не могут быть изучены вне полевой обстановки, вне полевого опыта. Например: система обработки почвы, севооборот, применение удобрений в севообороте, сочетание удобрений и орошения с другими агротехническими приемами, механизация уборки, урожайность различных сортов.

В философском понимании опыт - это часть общественно-производственной деятельности людей, направленной на раскрытие объективных законов материального мира с целью овладения и подчинения тайн природы власти человека. В техническом понимании опыт - это такое изучение, при котором исследователь искусственно воспроизводит явления природы или изменяет условия так, чтобы лучше выяснить сущность явления, происхождение, причинность и взаимосвязь предметов и явлений.

Полевой сельскохозяйственный опыт - исследование, осуществляемое в полевой обстановке на специально выделенном участке. Основной задачей полевого опыта является установление различий между вариантами опыта, количественная оценка действия факторов жизни, условий или приемов возделывания на урожай растений и его качество.

Как бы не были ценны наблюдения, результаты лабораторных, вегетационных и лизиметрических опытов, прежде чем сделать вывод на основе их данных и предложить рекомендации для производства, они должны быть проверены в условиях сравнительного полевого опыта. Все это делает полевой опыт основным, важнейшим методом исследования в орошаемом земледелии. Производственный опыт продолжает научный эксперимент и выражает связь между наукой и практикой; это по существу важнейший этап продолжения и завершения научного исследования, доработка научно-технического результата до такого состояния, когда этим результатом могут воспользоваться непосредственно специалисты сельского хозяйства на местах.

Опыт показывает, что последний этап научного исследования - доведение результата до формы, приемлемой для производства, - целесообразно выполнять непосредственно самим хозяйством.

Производственный опыт должен опираться на научную теорию. Нельзя приступать к нему, не будучи уверенным, что идея его не противоречит научным данным, теоретическим предпосылкам. Однако, как известно, не всегда эксперимент оканчивается удачно и дает ожидаемый практический результат. Нередко экспериментальная проверка не подтверждает теоретическое построение, расчет. Но в этом случае производственный опыт становится источником дальнейшего развития знаний, разработки новых путей дальнейшего развития проблемы. "Если, в свою очередь, - замечает Дж. Бернал, - то или иное практическое приспособление работает, а еще чаще, если оно не работает, - это порождает новые наблюдения, новые эксперименты и новые теории".

Так, производственный эксперимент становится фактом постоянного движения вперед, развития теоретических знаний, но не только подтверждает или опровергает то или иное теоретическое положение, но и одновременно с этим всегда ставит, выдвигает новые теоретические проблемы, которые разрабатываются наукой. Таким образом, через производственный опыт осуществляется обратная связь производства с наукой, через него практика вторгается в познание, теорию, науку содействует их бурному развитию в направлении, определяемом практическими нуждами производства. "Если у общества, - писал Ф.Энгельс,- появляется техническая потребность, то она продвигает науку вперед больше, чем десяток университетов".

Одной из важнейших задач орошаемого земледелия является рациональное использование земель, водных ресурсов, минеральных удобрений и других природных факторов для повышения продуктивности и устойчивости агрофитоценозов в полной гармонии с охраной окружающей среды. В интенсивном земледелии необходимо значительно повысить роль органических и минеральных удобрений, биологической фиксации азота, свести до минимума отчуждение органических остатков из почвы.

Однако, и отрицать на современном этапе земледелия использование минеральных удобрений и оросительных мелиораций также неоправданно, как и отказаться от аграрной экосистемы вообще.

В связи с этим, работа мелиораторов направлена на совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных культур с учетом энергосбережений для получения проектной урожайности культур-фитомелиорантов с высокой энергетической и протеиновой питательностью в условиях орошения.

Практика мелиоративной деятельности свидетельствует, что для достижения намеченной цели необходимо изучить следующие вопросы:

- изучить возможность возделывания культур-фитомелиорантов на засоленных почвах;

- изучить водный и пищевой режимы при возделывании культур-фитомелиорантов на почвах солонцовых комплексов;

- установить продуктивность культур-фитомелиорантов.

В целях всестороннего и глубокого изучения поставленных вопросов на опытных участках сейчас необходимо проводить следующие наблюдения и подсчеты:

- определение полноты всходов, густоты стояния растений; а также фенологические наблюдения на основе методических указаний по проведению полевых опытов с кормовыми культурами; наблюдения за полнотой всходов, густотой стояния растений;

- в течение вегетации растений отмечать фазы развития сельскохозяйственных культур;

- наблюдать за динамикой роста и развития растений, а также проводить учет урожая по методике ВНИИК на каждой повторности варианта опыта;

- учет урожая проводить методом сплошной уборки;

- водно-физические свойства почвы целесообразно определять по методике известного мелиоратора В.А.Астапова.

Если проанализировать ошибки и упущения, допускаемые при полевых опытах, то необходимо обратить внимание, что в основе их лежит философско-методологическая ущербность мышления исследователей, игнорирующих диалектику единства и различия компонентов природной системы. Проведение полевых опытов в условиях орошаемого земледелия требует особенно внимательного подхода и правильного диалектического понимания принципа единства и различия. Тождество неизучаемых условий - это не механическое соблюдение их равенства, а создание таких условий эксперимента, при которых тот или иной из изучаемых приемов может дать наибольший эффект.

"В области естествознания, - замечал К.А.Тимирязев,- всякая действительно плодородная научная мысль - мысль, раскрывающая науке новые горизонты, представляет три момента, три ступени развития... Это, во-первых, ступень угадывания истины - ступень творчества; за ней следует ступень логического развития этой мысли во всех ее последствиях, и, наконец, третья ступень - проверка этих выводов путем наблюдения или опыта, - ступень собственного научного исследования". Вторая из названных ступеней нередко выпадает. Это не позволяет понять изучаемую природную систему как единство взаимосогласующихся различий компонентов, составляющих ее.

Важно подчеркнуть, что особенно большое значение мелиорация земель получила на современном этапе развития человеческого общества, когда социально-экономические преобразования вызвали потребность в ней и создали объективные предпосылки для ее развития.

В 1940 году площадь орошаемых земель на земном шаре составила 106 миллионов гектаров, в 1955 году - 121, а в 80-е годы ХХ века она превышала 220 млн.га. Эти осушенные земли, составляя лишь 14% используемых в сельском хозяйстве угодий, дают более 25% всей сельскохозяйственной продукции.

Земля - это наше национальное богатство, и мы обязаны по-хозяйски его использовать. Однако, почвенно-климатические условия для ведения сельского хозяйства в России и бывшем СССР были намного сложнее, чем в большинстве основных развитых стран мира. Например, в зоне недостаточного увлажнения с количеством осадков до 400 миллиметров в год в СССР было сосредоточено 60% пашни, а в США - только 1%. Однако треть сельскохозяйственных угодий у нас расположено в зоне избыточного увлажнения, значительная часть их нуждается в осушении. Огромные площади земель имели повышенную кислотность и требовали известкования, на других участках надо было проводить гипсование и т.д.

Еще недавно мы часто вспоминали известный советский афоризм: "Даже целое общество, нация, и даже все одновременно существующие общества взятые вместе, не есть собственники земли. Они лишь ее владельцы, пользующиеся ею, и как «добрые отцы семейства» они должны оставить ее улучшенной последующим поколениям".

Именно этим благородным делом и занимаются мелиораторы. Орошая и осушая земли они превращают бесплодные пустыни и болота в цветущие сады, луга и пашни. Напомним, что потенциально в СССР имелось примерно 200 млн. га малопродуктивных пустынных пастбищ, болот и избыточно-увлажненных земель, которые путем мелиорации могли быть поставлены на службу человеку. Это немало, если вспомнить, что вся пашня в СССР немногим превышала 220 млн.га. Именно за счет мелиорации можно и должно в основном было приостановить происходящий в настоящее время неблагоприятный процесс сокращения пашни в расчете на душу населения.

Орошение и осушение земель намного повышает их продуктивность, то есть экономическое плодородие. Как убеждает отечественный и зарубежный опыт, каждый гектар орошенной земли при правильном его использовании, продуктивнее неорошаемого в соответствующей зоне более, чем в 2,5 раза, а осушенной земли - примерно в 2 раза. При мелиорации земель растет производительность труда, повышаются рентабельность производства и размеры чистого дохода. Дополнительные затраты капитала на мелиорацию земель окупаются в сравнительно короткие сроки. Главное же состоит в том, что без мелиорации земель теперь уже трудно решать задачи, связанные с увеличением производства сельскохозяйственной продукции.

Вот почему столь необходимо уделять мелиорации земель большое внимание, выделяя на эти цели значительные средства и материальные ресурсы. Мелиоративные работы характеризуются, прежде всего, комплексным подходом, высокими темпами мелиоративного и водохозяйственного строительства и ввода земель в сельскохозяйственный оборот, устройством технически совершенных гидромелиоративных систем, обеспечивающих комплексное регулирование основных факторов жизни растений и получение продукции при наиболее рациональном и экономном использовании водных, земельных, трудовых и других материальных ресурсов, а также охрану окружающей природной среды.

Эти важные хозяйственные проблемы ставят перед мелиоративной наукой ряд новых сложных задач, и в первую очередь, разработку методов комплексного регулирования водно-солевого и питательного режимов орошаемых земель.

Мелиорация в настоящее время вышла за рамки сельского хозяйства и стала комплексной, ландшафтной. Поэтому разработка научных основ преобразования и охраны природы в целях более полного использования естественных ресурсов и улучшения окружающей среды приобретает первостепенное общегосударственное значение.

На повестке дня определение конкретных задач и выработка комплексных мер по природоохранной деятельности, решение которых является одновременно государственным, общенародным и личным делом каждого человека.

В качестве наиболее значимых в системе "Мелиорация - природная среда" можно выделить следующие проблемы:

- управление продукционным процессом с целью получения высокого урожая, длительного сохранения плодородия и предохранения почвы от эрозии и истощения;

- оздоровление ландшафта и прогнозирования последствий воздействия человека на природную среду;

- устойчивости природных и антропогенных ценозов, что определяет условия создания принципиально новых природно-хозяйственных экосистем с характерными чертами стабильности, максимальной биопродуктивностью;

- восстановления нарушенных экосистем. Эта проблема связана с приемами возвращения нарушенной части ландшафта в сферу культурно-хозяйственного использования посредством восстановления исходного или близкого к исходному состоянию, рекультивацией выработанных торфяников и восстановлением эрозированного почвенного покрова, плодородия истощенных земель и продуктивности почв и водоемов;

- сохранения эталонных участков биосферы, позволяющих создать научно-обоснованную систему типичных ландшафтов, водоемов и экосистем, от абсолютно заповедных до поддерживаемых в заданном режиме, т.е. с разной степенью вмешательства человека.

Разработка принципиальных схем и конструкций технически совершенных мелиоративных систем, включающих природоохранные сооружения и комплексы, требует создания теоретических основ мелиоративной экологии, что возможно только при детальном изучении природных взаимосвязей и их изменений после мелиорации.

В результате длительного воздействия человека на почву, а через нее на всю окружающую среду в природе сформировались новые экологические системы. Наиболее крупными и самыми распространенными являются агроэкологические системы, образованные первичным воздействием хозяйственной деятельности человека на окружающую среду и нарушением экологического равновесия. Влияние осушительных и культурнотехнических мелиораций с экологической точки зрения есть ничто иное, как "загрязнение" почвы, так как изменяются ее химический состав, водно-физические и биологические свойства.

Роль мелиорации в повышении плодородия, постоянном росте производительной силы земли, формировании местного влагооборота и облагораживании ландшафта несомненно положительна. Однако истощение и загрязнение водных ресурсов, обеднение флоры и фауны и др. являются весьма нежелательными и зачастую необратимыми процессами. Означает ли это, что природная среда деградирует? В данном случае нужно говорить только о сознательном вмешательстве в природную среду с целью формирования новой антропогенной экологической системы, в большей мере отвечающей жизнеобеспеченности человека. А наблюдающиеся в настоящее время негативные явления, в определенной мере сказывающиеся на экологической ситуации, требуют формирования общего сознательного отношения к водно-земельным ресурсам, более экономичное их использование.

Уже сегодня целесообразность осушения заболоченных площадей и его степень оценивают эффектом, получаемым не по отдельным фрагментам, а в целом по водосбору. Еще более существенна переоценка принципов мелиорации и использования торфяников, ибо в последние десятилетия расход торфа в значительной мере превышает его приход.

Стало очевидным, что составление физико-географических прогнозов изменения природной среды под влиянием антропогенных факторов для природных объектов и регионов является неотъемлемой составной частью инженерно-экологических расчетов при проектировании и планировании освоения и эксплуатации водно-земельных ресурсов.

В сформировавшейся системе показателей в области охраны окружающей среды можно выделить три основные группы: параметры функционирования природоохранных систем и комплексов, показатели воздействия на окружающую среду и показатели изменения окружающей среды.

И.В.Минаев первым достаточно полно отразил аспекты и показатели влияния мелиорации на окружающую среду. Все причины и последствия им разделены также на три группы: инженерные - их последствия обнаруживаются непосредственно и практически имеются всегда; агротехнические - последствия трудноопределимы и весьма трудны для прогнозов; строительства и эксплуатации гидромелиоративных систем - последствия временные, но существенные по силе воздействия на окружающую среду. Все эти последствия И.В. Минаев анализирует исходя из измерений условий жизни и уровня комфортности сельского населения.

В настоящее время, когда хозяйственная деятельность людей по масштабам своего воздействия на природу приближается к глобальным процессам, особенно важно понимание законов развития общества и природы, осознание их диалектического единства. Учась правильно понимать законы природы, справедливо отмечал Ф.Энгельс, люди будут "познавать как более близкие, так и более удаленные последствия нашего активного вмешательства в ее естественный ход" (270.С.153-154).

Когда речь идет о мелиорации, то многие ошибочно думают, что речь идет только об орошении или осушении земель, то есть о работах, которые связаны с водохозяйственным строительством.

Выше мы остановились на определении понятия мелиораций. На самом деле в научном и практическом понимании мелиорация представляет собой широкий комплекс работ, проводимых с целью улучшения качества почв, поддержания их естественного плодородия и роста урожайности сельскохозяйственных культур. Именно такое определение мелиорации стало ныне общепризнанным. Мелиорация - это охрана от эрозии и засоления, посадка полезащитных лесных полос, снегозадержание, известкование кислых и гипсование солонцеватых почв, культурнотехнические мероприятия и другие прогрессивные способы обработки почв, а всего около 40 различных видов мелиоративных мероприятий, среди которых водные (орошение и осушение) лишь один из многих.

Современные масштабы мелиорации требуют научно обоснованных прогнозов целесообразности применения тех или иных мероприятий, а также влияния ее на природную среду с учетом воспроизводства природных ресурсов. Мелиорация предопределяет изменения водно-воздушного, теплового и других режимов на мелиорируемых и смежных с ними территориях, гидролого-гидрогеологического режима речных водосбросов и регионов в целом. При этом изменяются условия взаимодействия поверхностных и подземных вод, величины стока и нарушается экологическое равновесие с упрощением и заменой сложных биологических сообществ простыми сообществами. Следовательно, проблема "Мелиорация - природная среда" является комплексной и включает технические, экономические, организационно-правовые и социально-экологические аспекты.

Конечно, негативные последствия мелиорации могут быть возможными и даже неизбежными. Причиной неизбежных последствий является сельскохозяйственное использование земель, а возможных - несовершенство методов мелиорации. Негативные последствия бывают обратимыми и необратимыми. Возможные обратимые последствия, главные из которых снижение уровней воды в речных и озерных системах, увеличение дефицитов водных ресурсов, снижение продуктивности смежных территорий, - можно свести к минимуму путем строительства совершенных осушительно-увлажнительных систем, улучшением их эксплуатации и совершенствованием агротехники. Возможные необратимые процессы - ухудшение естественного ландшафта, усиление минерализации органогенных почв и эрозии, обеднение флоры и фауны - соответствующим комплексом мероприятий могут быть снижены и локализованы. Что касается таких необратимых процессов, как изменение влагооборота и элементов водного баланса, усиление химического загрязнения водных ресурсов, изменение режима напорных подземных вод, теплофизических свойств почвы, микроклимата региона, то полностью они практически неустранимы, тем более, что изменение режима подземных вод в значительной мере зависит от других техногенных и природных факторов.

Для своевременного выявления нежелательных последствий мелиорации и разработки мероприятий по их устранению необходим постоянный контроль за гидролого-экологической обстановкой. Это требует комплексных исследований земельных, водных, биологических ресурсов, оценки состояния и прогнозов изменений природной среды и водных ресурсов отдельных регионов с целью оптимизации экологической среды и водохозяйственного строительства. С позиций экологии в содержание строительных проектов обязательно должны включаться природоохранные мероприятия, обеспечивающие восстановление нарушаемых природных комплексов. Каждому проекту должен предшествовать достоверный и деятельный прогноз возможного влияния мелиорации на окружающую среду. Следует иметь в виду, что формирование экосистемы - процесс длительный, и поэтому большую роль в действенности природоохранных мероприятий имеет эксплуатация объектов. Основным же принципом разработки природоохранных мероприятий должно быть полное включение производственных процессов водного хозяйства в природные.

И здесь мы снова обращаемся к выяснению верификационного знания практики как критерия истины. Важно иметь в виду, что этот критерий имеет элемент неопределенности. В частности, мелиоративная деятельность убедительно свидетельствует об этом. Подчеркнем, что неопределенность критерия практики, его ограниченность, его относительность объясняется двумя причинами:

Во-первых, в целом, практика человечества ограничена, и как источник знаний и как средство проверки теорий, создаваемых разумом, потому, что противостоящая людям природа бесконечна и безгранична во времени и в пространстве, т.е. безграничность природы предлагает бесконечность процесса ее познания. Данный момент особенно нагляден при проведении мелиоративной деятельности.

Во-вторых, ограниченность критерия практически заложена в ее собственном прогрессе, поскольку общественная практика является не только средством, но и предметом назначения. И этот фактор постоянно напоминает о себе в ходе мелиоративной деятельности.

В практике люди изменяют окружающую природу и создают искусственную среду для своей жизни. С ускорением развития производства в наш век процесс преобразования природы идет особенно быстро. С каждым годом человек глубже познает окружающий мир, растет количество информации, получаемой человечеством, опережающими темпами. На помощь исследователям пришла мощная вычислительная техника, позволяющая хранить и обрабатывать автоматически огромную массу экспериментальных данных. При этом значительно увеличилась скорость и достоверность обработки данных. Несомненно, растет и абсолютность практики как критерия истинности. Поэтому в настоящее время особенно важно чутко воспринимать в процессе познания свидетельства практики. Абсолютность и относительность ее как критерия истины позволяет срабатывать этому критерию в их диалектическом единстве.