Редактор ОТ ПАЛКИ И КАМНЯ К МАШИНЕ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ МАШИНЫ И ОРУДИЯ
ОТ ПАЛКИ И КАМНЯ К МАШИНЕ
Человек в глубокой древности начал возделывать культурные растения. Землю он тогда обрабатывал только при помощи палки и камня. Постепенно палка и камень сменились мотыгой, а затем появились лопата, коса, грабли, серп, цеп. Все эти орудия были ручные, и их применение требовало от человека большой затраты мускульной силы.
Чтобы облегчить свой труд и повысить его производительность, человек стал использовать на сельскохозяйственных работах домашних животных: вола, верблюда, лошадь и др. Понадобились новые орудия, и люди создали их. Сначала это были соха, борона, а позднее плуг; еще позднее появились сеялка, косилка, жатка.
Замена мускульной силы человека силой упряжных животных привела к значительной экономии человеческого труда. Например, работа пахаря с использованием конной тяги стала в 8—10 раз производительнее ручного труда с мотыгой.
307
В XIX в. на смену упряжным животным пришел трактор. Впервые стали применяться колесные тракторы с паровой машиной в Англии и Франции в 30-х годах XIX в., и применялись они сначала на транспорте и в армии. С 1850 г. паровые тракторы начали использовать на пахоте и других сельскохозяйственных работах. С появлением трактора было изобретено много различных сельскохозяйственных машин, приводимых в действие механической энергией. Сельское хозяйство стало механизироваться.
В дореволюционной России тракторы насчитывались единицами и они были только в крупных помещичьих хозяйствах. Механизация сельского хозяйства в нашей стране началась лишь после Октябрьской революции. Упряжных животных стали заменять тракторами и автомобилями, а сохи и деревянные бороны — орудиями и машинами на тракторной тяге. Социалистическая промышленность стала выпускать для сельского хозяйства тракторные плуги, бороны, культиваторы, косилки, комбайны и другие сельскохозяйственные орудия и машины.
Механизация внесла коренные изменения в сельскохозяйственное производство. Например, чтобы убрать и обмолотить урожай зерновых с одного гектара с помощью серпа и цепа, три человека должны работать 6—8 дней. На самоходном комбайне, который выпускает наша промышленность, один человек убирает гектар зерновых всего за 30 минут, т. е. затраты труда сокращаются примерно в 300 раз!
Но значение механизации не ограничивается заменой ручного труда и живой тяги машинами. Механизация позволяет создавать более благоприятные условия для жизни и развития растений и животных и получать максимум сельскохозяйственных продуктов при минимальных затратах труда. Кроме того, механизация высвобождает значительное количество
людей из сельскохозяйственного производства для других отраслей народного хозяйства. Вот почему партия, правительство уделяют такое большое внимание механизации сельскохозяйственного производства в нашей стране.
Ежегодно наши заводы выпускают для сельского хозяйства машины почти шестисот наименований. В 1965 г. в колхозах и совхозах было 1 млн. 650 тыс. тракторов различной мощности, около 600 тыс. зерноуборочных комбайнов, сотни тысяч других машин, орудий и механизмов; на одного работника, занятого в сельскохозяйственном производстве, приходилось в среднем 7 лошадиных сил механической тяги.
Парк сельскохозяйственных машин в СССР постоянно растет и качественно улучшается.
Пятилетним планом на 1966—1970 гг. предусмотрено резкое увеличение выпуска сельскохозяйственной техники. Например, годовой выпуск тракторов запланировано увеличить с 330 тыс. в год до 625 тыс., производство зерноуборочных комбайнов — с 84 тыс. в год до 125 тыс.
За пять лет, начиная с 1966 г., сельскому хозяйству предусмотрено поставить 1 млн. 790 тыс. тракторов, 1 млн. 100 тыс. грузовых автомобилей и на 10 млрд. 700 млн. рублей различных сельскохозяйственных машин, орудий и механизмов. Появятся более совершенные тракторы и комбайны, различные машины и механизмы новых конструкций. Они позволят механизировать еще больше производственных процессов.
В настоящее время основу энергетики сельскохозяйственного производства составляют подвижные источники энергии — трактор и механические двигатели. О них, а также о различных современных сельскохозяйственных машинах и орудиях, приводимых в действие от этих источников механической энергии, и рассказывается в этом разделе книги.
ТРАКТОРЫ
«Стальной конь» — так метко народ назвал трактор. Современный трактор на пахоте заменяет несколько десятков лошадей, а на санях или на специальном прицепе он может тянуть за собой десятки тонн груза. Без этой мощной тяговой машины немыслима механизация работ в сельском и лесном хозяйстве, на строительстве дорог, в промышленности.
Дореволюционная Россия не имела тракторостроительной промышленности, да и нужды в массовом производстве тракторов не было: при единоличном крестьянском хозяйстве с не-
308
большим земельным наделом они не могли найти широкого применения.
После Октябрьской революции перед молодой Советской республикой встала важнейшая задача — поднять разоренное сельское хозяйство, преобразовать его в социалистическое.
Для разрешения этой задачи нужна была современная техника, и в первую очередь тракторы.
Попытки строить тракторы на заводах общего машиностроения предпринимались еще в 1918 г. Но успех пришел лишь в 1924 г., когда ленинградский завод «Красный путиловец» в большом количестве начал изготовлять колесные тракторы с керосиновым двигателем мощностью в 20 лошадиных сил (рис. 1). Эти еще маломощные машины помогали первым коммунарам налаживать хозяйство, служили наглядной агитацией за объединение крестьян-единоличников в коллективные хозяйства.
В годы первой пятилетки были построены три огромных тракторных завода — в Сталинграде, Харькове и Челябинске. Первые два были рассчитаны на ежегодный выпуск 50 тыс. колесных тракторов каждый, а третий — на выпуск 40 тыс. мощных гусеничных тракторов. Так наша страна еще в начале 30-х годов полностью освободилась от покупки тракторов за рубежом.
К 1941 г. на Советский Союз приходилось уже около 40% мирового производства тракторов, а по выпуску гусеничных тракторов СССР занимал и сейчас занимает первое место в мире.
Массовое производство разнообразных тракторов позволило механизировать большую часть сельскохозяйственных работ. Трактор проник в отдаленнейшие уголки нашей Родины, а профессия тракториста стала одной из самых распространенных и почетных в сельском хозяйстве.
Война нанесла огромный ущерб нашей тракторной промышленности. Однако в послевоенные годы в кратчайшие сроки были восстановлены разрушенные, построены новые тракторные заводы (Алтайский, Владимирский, Липецкий) и освоено массовое производство новых, более совершенных тракторов. Уже в 1949 г. тракторов в СССР производилось больше, чем до войны, а общее количество их в народном хозяйстве (так называемый тракторный парк) достигло довоенного уровня. В 1965 г. в тракторном парке уже насчитывалось около 1 млн. 650 тыс. тракторов разных типов и различной мощности.
Рис. 1. 20-сильный трактор завода «Красный путиловец» (1924 г.).
Независимо от конструктивных особенностей все тракторы (см. вклейку, стр. 336—337) имеют двигатель, передаточную часть, или трансмиссию, ходовую часть, или движитель, рабочее оборудование, которое служит для соединения трактора с машинами, для управления ими, для привода в движение рабочих органов этих машин, и органы управления.
Все отечественные тракторы оборудованы высокоэкономичными и надежными в работе двигателями — дизелями. Устройство, работа и классификация двигателей тракторного типа описаны в томе 5 ДЭ. Устройство других основных
Рис 2. Специализированный пропашной трактор.
309
Рис. 3. Виноградниковый (узкогабаритный) трактор. Обтекатель ходовой части снят.
Рис. 4. Садово-огородный трактор.
частей трактора показано на вклейке (стр. 336—337).
Трансмиссия современных колесных тракторов имеет управляемую муфту сцепления, увеличитель крутящего момента, коробку перемены передач, промежуточную и конечную передачи, дифференциал и приводные валы колес.
Трансмиссия гусеничных тракторов дифференциала обычно не имеет, но оборудуется поворотным устройством.
Управляемая муфта сцепления служит для временного разъединения коробки передач и
Рис. 5. Самоходное шасси с самосвальным кузовом.
двигателя перед включением или выключением той или иной передачи и для последующего плавного, безударного соединения коробки передач и двигателя.
Увеличитель крутящего момента позволяет трактору трогаться с места с максимальным грузом и после разгона переходить на более высокую скорость без остановки. Увеличитель крутящего момента дает возможность также временно увеличивать силу тяги трактора за счет снижения скорости его движения.
Коробка перемены передач позволяет изменять скорость, силу тяги и направление движения трактора, а также отключать ходовой аппарат от двигателя; последнее нужно во время пуска двигателя или во время его работы при неподвижном тракторе. Промежуточная и конечная передачи служат для передачи и увеличения крутящего момента. Промежуточная передача, кроме того, «поворачивает» плоскость вращения колес.
Дифференциал дает возможность ведущим колесам при повороте трактора вращаться с разными скоростями.
Корпусы двигателя и трансмиссии у тракторов соединяются между собой и образуют
310
остов трактора, который через подвеску, например рессоры, опирается на ходовой аппарат. У некоторых же тракторов остовом является рама. Ходовой аппарат — это опора трактора, он же превращает вращательное движение ведущих колес в поступательное движение машины.
Движитель гусеничного трактора имеет гусеницу. Гусеница представляет собой бесконечную шарнирную ленту — стальной рельс, по которому катится трактор. Опорная поверхность гусеницы очень велика: за почву одновременно зацепляется 10—12 почвозацепов (выступов), поэтому давление на почву и буксование у гусеничных тракторов значительно меньше, чем у колесных.
Колесные тракторы имеют ведущие (обычно задние) и направляющие (обычно передние) колеса. У тракторов повышенной проходимости (рис. 6) передние колеса делают также ведущими; такие колесные тракторы с успехом работают на заболоченных почвах. На задние колеса приходится около 75% общего веса трактора, поэтому пневматические шины у них больше, чем у передних колес.
Для улучшения сцепления с почвой шины ведущих колес имеют большие почвозацепы и накачиваются воздухом до сравнительно небольшого давления.
Трактор может работать с прицепными, навесными и полунавесными машинами и орудиями. Они соединяются с трактором при помощи прицепного или навесного устройства.
Для управления машинами тракторы оборудованы гидравлической системой. Рабочие органы многих машин, соединенных с трактором, приводятся в движение валом отбора мощности трактора. В случае необходимости тракторы используют также для того, чтобы через шкив и ремённую передачу привести в движение рабочие органы неподвижных машин (шкив устанавливают на вал отбора мощности).
Движение колесных тракторов направляют, изменяя положение передних колес при помощи рулевого управления, а гусеничных — уменьшая скорость вращения одной гусеницы относительно другой; последнее производится при помощи фрикционной муфты или планетарного механизма, включенных в трансмиссию трактора между промежуточной и конечной передачами.
Рис. 6. Колесный трактор повышенной проходимости.
Если нужно остановить трактор или замедлить скорость его движения, включают тормозную систему. При торможении только правого или левого колеса (или отключении гусеницы) трактор делает крутой поворот.
Рис. 7. Гусеничный трактор повышенной проходимости.
311
Рис. 8. Колесный трактор-тягач.
Виды тракторов
Тракторы предназначены для разных работ и подразделяются на сельскохозяйственные, промышленные и транспортные. В зависимости от назначения они имеют свои особенности в устройстве и действии. Кроме того, тракторы различаются по силе тяги, типу ходовой части (колесный, гусеничный и колесно-гусеничный), типу двигателя (дизельный, карбюраторный или газовый).
Среди сельскохозяйственных тракторов есть тракторы общего назначения, пропашные, садовые и виноградниковые, самоходные шасси, тракторы повышенной проходимости, тракторы-тягачи и горные тракторы.
Тракторы общего назначения (см. вклейку, стр. 336—337) используют на пахоте, севе, уборке колосовых и на других работах.
У пропашных тракторов (см. цветную вклейку и рис. 2), предназначенных для обработки междурядий, увеличен так называемый агротехнический просвет — расстояние от поверхности почвы до нижних частей машины. Это нужно для того, чтобы не повреждать растения. Кроме того, у пропашного трактора регулируется колея (расстояние между серединами колес), так как расстояние
между рядками растений различно: для свеклы, например, одно, а для хлопчатника — другое. Эти тракторы очень поворотливы, или, как говорят, маневренны. На пропашных тракторах можно выполнять и многие другие работы, поэтому их называют универсальными.
На виноградниках для глубокой обработки междурядий и других тяжелых работ применяют виноградниновые тракторы (рис. 3). Они обтекаемой формы, неширокие (около 1000 мм) и невысокие.
Садово-огородные тракторы (рис. 4) могут выполнять
пропашные работы в поле, в садах, под кронами деревьев и в междурядьях ягодников. Такие тракторы имеют обтекаемую форму и минимальные размеры; их можно делать высокими и низкими, без дополнительных запасных частей. Садово-огородные тракторы очень маневренны, у них регулируется не только колея, но и агротехнический просвет.
У самоходного шасси (рис. 5) двигатель, трансмиссия и рабочее место водителя расположены в задней части, а машины навешивают на ту часть рамы, которая расположена между передними и задними осями. Это позволяет трактористу хорошо видеть междурядья и легко следить за ходом и действием рабочих органов машин. Самоходное шасси можно также оборудовать навесным самосвальным кузовом для перевозки грузов или другими машинами и установками.
Самоходные шасси чаще всего имеют регулируемую колею. Обычно они универсальны. Но некоторые типы шасси приспособлены выполнять только определенные работы, главным образом уборочные.
Для работы в трудных условиях — на заболоченных, рыхлых и песчаных почвах, а также на плохих дорогах — предназначены колесные и гусеничные тракторы повышенной проходимости. Колесные
312
имеют не два, как обычно, а четыре ведущих колеса, а гусеничные — гусеницу с увеличенной опорной поверхностью (рис. 6 и 7).
Для выполнения тяжелых работ в сельском хозяйстве и внутрихозяйственных перевозок во многих отраслях промышленности и в строительстве широко используют тракторы-тягачи (рис. 8), а на лесозаготовках трелевочные тракторы (рис. 9).
В горных районах нашей страны много полей на крутых склонах. Обычный трактор здесь работать не может. Его заменяет специальный крутосклонный трактор. У этого трактора имеется второе (переднее) навесное устройство для машин, два сиденья для тракториста и органы управления двойного действия. Особый механизм (реверсивный) позволяет двигаться с одинаковой скоростью и вперед и назад. Такой трактор ходит по полю вперед и назад, не разворачиваясь в конце гона, как челнок в швейной машине. Крутосклонный трактор может работать на склонах крутизной до 20°.
На более крутых склонах (до 25°), например на чайных плантациях, работает горный трактор. Он имеет приспособление, которое вручную или автоматически изменяет положение ходовой части в зависимости от величины наклона поля и тем поддерживает трактор в вертикальном положении.
Советские инженеры и конструкторы разработали сравнительно немного основных моделей тракторов, на базе которых создаются различные видоизмененные модели.
Тракторы различаются величиной силы тяги и разделяются на классы: 0,6; 0,9; 1,4; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 9,0 и 15,0 тонн (при скорости 6 км/час у колесных и 5 км/час у гусеничных тракторов).
Один из основных путей повышения производительности труда в сельскохозяйственном производстве — увеличение скорости движения машинно-тракторных агрегатов. Поэтому современные тракторы обладают повышенными скоростями. Кроме того, тракторы имеют большое число передач в широком диапазоне скоростей движения: колесные тракторы от 0,5 до
Рис. 9. Трелевочный трактор.
2,3 км/час на замедленных, до 6—9 на основных рабочих и до 20—30 на транспортных передачах и гусеничные соответственно 2—2,5; 5—8 и 9—12 км /час.
Наша промышленность выпускает тракторы высокого качества, и их можно увидеть на полях многих зарубежных стран. На заводах разработаны еще более совершенные машины. Так, например, Харьковский тракторный завод подготовил к производству мощный быстроходный колесный трактор-тягач Т-125, Алтайский —
Рис. 10. Мощный гусеничный трактор Т-4 общего назначения.
313
Рис. 11. Самоходное шасси СШ-7 5 для работы с тяжелыми комбинированными сельскохозяйственными машинами.
производит мощный гусеничный трактор Т-4 общего назначения (рис. 10), а завод им. Кирова в Ленинграде выпускает самые мощные тракторы К-700.
Сельскохозяйственное производство сезонное, и многие машины и орудия используются только 15—20 дней в году. Чтобы использовать тракторы в большей мере, в Советском Союзе создано для них много различных машин и орудий. Это позволило расширить фронт работ, выполняемых тракторами. Однако существующие тракторы можно использовать только со
сравнительно небольшими и легкими навесными машинами и орудиями, а современные высокопроизводительные уборочные и другие машины имеют большие размеры и вес. Поэтому Таганрогский комбайновый завод приступил к производству мощного самоходного шасси СШ-75 (рис. 11), а Ростовский комбайновый завод — к производству навесных зерновых комбайнов к этому шасси. Одновременно на ряде специализированных заводов приступают к производству других машин, предназначенных для работы на самоходном шасси.
Удивительные машины
По полю движется мощный гусеничный трактор. За ним широкой полосой ложится вспаханная почва. В кабине машины тракторист, но он не касается рычагов управления. Трактор пашет сам. Лишь на краю загонки механизатор нажимает кнопку и разворачивает агрегат. Что это — фантазия? Нет, уже реальность. На поля, где испытываются машины Алтайского тракторного завода, вышло несколько самоуправляющихся тракторов Т-4. Автоматы к ним разработали конструкторы Алтая, Волгограда, Харькова, Кишинева и Научно-исследовательского автотракторного института.
Трактор Т-4, который недавно начали выпускать на Алтайском заводе, — один из самых сильных в стране. Его двигатель имеет мощность 110 л. с. Это позволяет машине работать на повышенных скоростях. Пахать с пятикорпусным плугом она может на скорости 8 км/час. Производительность трактора в два раза выше, а расход топлива ниже на 10—15%, чем у ДТ-54А. Облегчены и условия труда тракториста: кабина оборудована мягким сиденьем и хорошо вентилируется, а в холодную погоду обогревается. Алтайские конструкторы постоянно совершенствуют свою машину. Уже выпущены первые партии
тракторов с двигателем мощностью 130 л. с.
А вот другая машина — самый маленький из выпускающихся в стране тракторов — самоходное шасси Т-16. Оно хорошо знакомо садоводам и овощеводам. Уже пять лет Т-16 непрерывно сходит с конвейера Харьковского тракторного завода.
Т-16 — универсальная машина. Она работает более чем с сорока различными навесными сельскохозяйственными орудиями. А когда кончаются сезонные сельскохозяйственные работы, шасси не стоит без дела. Оно перевозит различные грузы, подвозит корма к животноводческим фермам,
314
МАШИНЫ И ОРУДИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
С давних пор человек обрабатывает почву под посев для того, чтобы создать условия, благоприятные для развития культурных растений: облегчить доступ к их корням питательных веществ, воды и воздуха и уничтожить сорняки.
За долгую историю земледелия способы и орудия обработки почвы все время совершенствовались. В наше время инженеры, опираясь на научную теорию сельскохозяйственного машиностроения и используя многовековой опыт обработки почв, создали для сельского хозяйства много сложных и высокопроизводительных машин и орудий. Это позволило механизировать все процессы обработки почвы.
Почву обрабатывают по-разному в зависимости от ее свойств и состояния, вида сельскохозяйственной культуры, способов выращивания ее, климата и погоды. Основные виды обработки почвы — лущение, вспашка, предпосевная обработка и обработка при уходе за растениями.
Осенью, после уборки урожая, на ощетинившееся золотистой стерней поле выходят тракторы с лущильниками или дисковыми боронами. Они разрыхляют верхний слой почвы на глубину 4—6 см, перемешивают его со стерней и сорняками и частично оборачивают. Это — лущение. Оно облегчает доступ влаги и воздуха
в нижние слои почвы, после лущения легче пахать и качество вспашки повышается. Семена сорняков, находящиеся на поверхности почвы, при лущении заделываются на небольшую глубину и прорастают после первых же осенних дождей. Их всходы затем легко уничтожаются при вспашке. Лущение жнивья снижает засоренность полей и помогает уничтожить яйца и личинки вредителей сельскохозяйственных растений.
Проводится лущение дисковыми лущильниками. Наиболее распространены дисковые лущильники, имеющие ширину захвата 5, 10, 15 и 20 м. Ими лущат жнивье, обрабатывают пары, луга и пастбища, рыхлят задернелые пласты и измельчают глыбы и комья после вспашки.
На рисунке 1 показан дисковый лущильник с шириной захвата 10 м. Его сферические диски устанавливаются на осях. Диски, собранные по нескольку штук на общей квадратной оси, составляют батарею (рис. 2). Дисковые батареи на шарнирах присоединены к раме лущильника и потому могут перемещаться в вертикальной плоскости, приспосабливаясь к неровностям поверхности поля.
Угол, образуемый плоскостью вращения диска с направлением движения, называется углом атаки; его можно изменить. Если ось батареи расположена перпендикулярно
Рис. 1. Лущильник дисковый ЛД-10: 1 — рама; 2 — брус; 3 — среднее колесо; 4 — тяга; 5 — боковое колесо; 6 — правая батарея; 7 — левая батарея; 8 — балластные ящики.
315
Рис. 2. Батарея дисков: 1 — ось батареи; 2 — подшипник; 3 — диск; 4 — стойка; 5 — угольник.
Рис. 3. Борона дисковая навесная БДН-2: 1 — рама передних батарей; 2 — рама задних батарей; 3 — задняя батарея; 4 — передняя батарея; 5 — рычаг поворота передних батарей; 6 — рычаг поворота задних батарей; 7 — стойка присоединения батареи к трактору.
Рис. 4. Виды вспашки (условная схема): а — оборот пласта на 180°; б — взмет пласта; в — культурная вспашка.
направлению движения, то диски только разрезают верхний слой почвы. Угол атаки при этом равен нулю. Если же ось батареи повернута так, что плоскость вращения диска составляет некоторый острый угол с направлением движения, то каждый диск вырезает в почве пласт, рыхлит и сбрасывает его сбоку. Чем больше угол атаки дисков, тем глубже обрабатывается почва. Обычно при лущении угол атаки составляет 30—35°. Чтобы диски глубже врезались в почву, если это нужно, в балластные ящики, установленные на раме батарей дисков, насыпают землю или песок.
Для лущения поля с пожнивными остатками, стерней, для разрезания и измельчения задернелых пластов, рыхления комьев и глыб после вспашки и для предпосевного рыхления почвы используют также дисковую навесную борону (рис. 3). Ее батареи состоят из гладких сферических дисков. В отличие от лущильника они установлены в два ряда. Поэтому дисковая борона лучше дробит, рыхлит и перемешивает верхний слой почвы. Диски передних батарей выпуклой стороной обращены внутрь, а задних — наружу. Это позволяет более равномерно обрабатывать почву и меньше смещать ее верхний слой вбок. Угол атаки дисков регулируют рычагами, поворачивая оси батарей.
Дисковой бороной можно обрабатывать почву на глубину до 12 см. Ширина захвата бороны равна 2 м. Из трех борон, соединенных с трактором (по одной бороне справа и слева от трактора и одна сзади), составляют агрегат шириной захвата 6 м.
Спустя некоторое время после лущения поле пашут. Основная задача вспашки — рыхление и оборот пласта. Рыхление облегчает доступ воздуха, воды и питательных веществ к корням растений, способствует накоплению и сохранению влаги в пахотном слое, помогает корневой системе лучше развиться, усиливает жизнедеятельность полезных микроорганизмов. Оборачиванием пласта верхний, потерявший структуру слой укладывается на дно борозды, а нижний, комковатый слой поднимается наверх. При обороте пласта в почву заделывается дернина, остатки культурных растений, сорняки, удобрения, а также опавшие семена сорняков и сельскохозяйственные вредители.
На рисунке 4 показаны три основных вида вспашки: оборот пласта на 180°, взмет пласта и культурная вспашка. При обороте пласта задернелая часть пласта полностью укладывается на дно борозды. Взмет пласта означает, что
316
Рис. 5. Навесной плуг ПН-4-35: 1 — полевая доска; 2 — стойка корпуса; 3 — лемех; 4 — отвал; 5 — предплужник; 6 — корпус (на рисунке очерчен пунктиром); 7 — дисковый нож; 8 — опорное колесо; 9 — рама; 10 — стойка подвески.
вырезанный пласт оборачивается на 120—140° и приваливается к откосу предыдущего. При культурной вспашке в верхнем слое почвы предплужником плуга сначала вырезается тонкий пласт в две трети ширины основного пласта и сбрасывается в борозду, а затем вырезается основной пласт и оборачивается на 130— 150°. При этом основной пласт покрывает верхний, тонкий. Для обработки старопахотных земель используют в основном третий вид вспашки.
Пашут землю плугами. Поле под зерновые или технические культуры пашут плугами общего назначения на глубину 20—30 см. Для
Рис. 6. Прицепной пятикорпусный плуг: 7 — бороздное колесо; 2 — заднее колесо; 3 — винтовой механизм для регулирования положения бороздного колеса; 4 — силовой гидравлический цилиндр для подъема плуга в транспортное положение; 5 — винтовой механизм для регулирования положения полевого колеса; 6 — полевое колесо; 7 — прицеп.
вспашки почвы под сады, виноградники, а также для вспашки лугов и болотных, кустарниковых, лесных, каменистых, поливных земель, горных склонов, полей для посева риса и некоторых других культур используют специальные плуги.
Плуги бывают лемешные, дисковые и роторные. По роду тяги их делят на конные, тракторные (прицепные, полунавесные и навесные), самоходные. Есть плуги и на канатной тяге. Посмотрим, как устроен и работает широко распространенный навесной лемешный плуг общего назначения. Основные рабочие органы плуга: нож, предплужник, лемех, отвал (рис. 5). Нож подрезает пласт почвы в вертикальной плоскости. Предплужник снимает часть верхнего слоя почвы и сбрасывает на дно борозды. Лемех подрезает пласт снизу. Отвал поднимает, оборачивает и рыхлит вырезанный пласт. Лемех, отвал и стойка образуют корпус плуга. Давление, возникающее в результате действия пласта почвы на корпус, воспринимает полевая доска. Она упирается в дно и стенку борозды. При работе плуга за корпусом остается открытая борозда и разрыхленные, отваленные в сторону пласты.
Навесные плуги присоединяют к трактору сзади при помощи навесной системы. На рисунке 5 изображен четырехкорпусный навесной плуг ПН-4-35 (цифра 35 указывает, что ширина захвата каждого корпуса 35 см). В передней части рамы плуга имеется трехстержневая жесткая стойка и
317
Рис. 7. Схема перемещения пластов при обработке подзолистых почв трехъярусным плугом. Объяснение в тексте.
Рис. 8. Фреза в работе: 1 — нож; а — барабан; 3 — вал барабана; 4 — фрикционная накладка; о — решетка кожуха; в — почвенная стружка; 7 — кожух фрезы.
Рис. 9. Борона зубовая.
ось подвески для присоединения плуга к навесной системе трактора. Глубина пахоты регулируется перестановкой опорного колеса при помощи винтового механизма.
При пахоте на конной тяге скорость движения плуга составляет 3—4 км /час. Применительно к такой скорости были подобраны удачные формы рабочей поверхности плужных корпусов. Лошадь сменил трактор, а формы лемеха и отвала в основном остались прежними, и пахать можно было только с прежней скоростью. Чтобы повысить производительность труда, нужно было увеличить скорость движения плуга при пахоте. Но при скоростях, превышающих 7 км/час, плуги с обычной формой отвалов пашут плохо: почва отбрасывается в сторону, пласты укладываются беспорядочно, ухудшается заделка растительных остатков. Поэтому для работы на больших скоростях (9—12 км/час) были сконструированы плуги со специальными скоростными корпусами.
Наша промышленность выпускает одно-, двух-, трех- и четырехкорпусные навесные плуги применительно к тракторам малой, средней и большой мощности. Для трактора К-700 изготовляют навесной восьмикорпусный плуг ПН-8-35.
Наряду с навесными плугами заводы выпускают также и прицепные. На рисунке 6 показан прицепной пятикорпусный плуг. Он отличается от навесного тем, что имеет три опорных колеса и прицеп для присоединения к трактору. Колеса при помощи винтовых механизмов можно устанавливать в разных положениях относительно рамы и корпусов.
Когда плуг работает, бороздное и заднее колеса катятся по дну борозды, а полевое колесо — по непаханому полю. Поэтому в рабочем положении полевое колесо винтовым механизмом ставится выше бороздного на глубину пахоты. В транспортном же положении все три колеса находятся на одной плоскости.
Установку плуга на заданную глубину пахоты производят предварительно на установочной горизонтальной плите или ровной площадке. Из рабочего положения в транспортное и обратно плуг переводится гидравлическим цилиндром, соединенным с гидравлической системой трактора.
По предложению директора Шадринской опытной станции (Курганская область) Героя Социалистического Труда Т. С. Мальцева почву в условиях Курганской области обрабатывают и таким способом: пашут плугами без отвалов на глубину 30—40 см один раз в 4—5 лет, а в
3 18
Рис. 10. Шлейф-борона ШБ-2,5: 1 — прицепной брус; 2 — нож; 3 — рычаг для поворота ножа; 4 — зубчатая планка; 5 — шлейф.
промежутке между вспашками поле обрабатывают только дисковыми и зубовыми боронами и лущильниками.
Для коренного улучшения малоплодородных почв — подзолистых, солонцовых и др. —применяют глубокую послойную вспашку ярусными плугами.
Послойная вспашка достигается особым расположением корпусов плуга. После прохода плуга остается открытое дно борозды на поверхности третьего слоя. Первый корпус (рис. 7, разрез I — I) поднимает, оборачивает и укладывает верхний слой почвы на дно борозды (на поверхность третьего слоя). Следующий за ним второй корпус с высоким отвалом (разрез II — II) поднимает первый и третий слои и без оборота смещает их вправо, а третий корпус, идущий по следу первого корпуса (разрез III — III), подрезает второй, подзолистый слой и сбрасывает его на дно борозды сзади отвала второго корпуса.
Такое перемещение слоев улучшает водный и воздушный режимы почвы и повышает ее плодородие. Этот трехъярусный плуг пашет на глубину 40 — 45 см.
Для обработки торфяников, болот, лугов и пастбищ применяют фрезы и роторные плуги. Работа фрезы показана на рисунке 8. Рабочий орган ее — вращающийся по направлению движения трактора барабан с ножами, закрепленными на дисках.
Каждый нож срезает клиновидную почвенную стружку, разрыхляет ее и бросает на решетку кожуха.
Так фреза за один проход выполняет вспашку и рыхление пласта.
Роторные плуги выпускаются пока только в виде опытных образцов. Вращающиеся рабочие органы их имеют различную форму.
После вспашки верхний слой почвы разрыхляют дисковыми и зубовыми боронами, шлейф-боронами и культиваторами, выравнивают волокушами и катками и уплотняют катками (рисунки 3, 9, 10, 11, 12).
Поле, вспаханное осенью, к весне заплывает и покрывается коркой с трещинами. Верхний слой его быстро высыхает. Такое поле обрабатывают зубовой бороной (рис. 9). Она разрушает корку и создает рыхлый слой глубиной до 8 см, который задерживает испарение влаги.
Рис. 11. Культиватор паровой навесной КПНА-3: 1 — рама; 2 — стойка для навешивания на трактор; 3 — опорные колеса; 4 — передние полольные лапы; 5 — задние полольные лапы; 6 — нажимные пружины.
319
Рис. 12. Кольчато-шпоровый каток.
Рис. 13. Пахотный комплексный агрегат в работе.
Для более глубокого рыхления (до 12— 16 см) служат культиваторы с рыхлительными лапами.
Перед посевом, чтобы уничтожить проросшие сорняки и обеспечить доступ воздуха и влаги к семенам, верхний слой почвы обрабатывают культиватором с полольными лапами на глубину заделки семян (рис. 11).
Для очистки поля от сорняков применяют еще культиваторы с пружинными зубьями, которые вычесывают сорняки, а также штанговые культиваторы, наматывающие сорняки на вращающийся в почве вал.
Часто различные операции обработки почвы совмещают: боронование проводят одновременно со вспашкой, боронование — с культивацией, культивацию — с посевом, лущение — с уборкой. Для этого из нескольких различных машин или орудий составляют комплексный агрегат.
Комплексный агрегат, выполняя одновременно несколько операций, резко повышает производительность труда, сокращает число занятых рабочих, уменьшает стоимость работ и расход эксплуатационных материалов. Да и работы выполняются в более сжатые сроки.
Такие агрегаты очень выгодны и перспективны.
Например, пахотный комплексный агрегат ПКА-2 может пахать, дробить глыбы и комья, выравнивать поверхность и уплотнять верхний слой почвы перед посевом зерновых и технических культур (рис. 13).
В агрегате сочетаются пятикорпусный плуг, разравниватель и кольчатый каток — комкодробитель с двумя рядами дисков, расставленных в шахматном порядке.
Многие почвообрабатывающие орудия и машины используют также для ухода за растениями, а при специальном оборудовании и для внесения в почву минеральных удобрений и гербицидов.
Вибратор на плуге
Ученые и конструкторы пришли к выводу, что можно чуть ли не вдвое облегчить работу тракторного плуга, сделав его рабочие органы вибрирующими.
Если заставить их колебаться с определенной частотой, тяговое сопротивление при вспашке понизится.
Значит, можно использовать тракторы меньшей мощности.
В нашей стране испытываются образцы плугов-новинок, снабженных специальными вибраторами. Для питания их в Институте энергетики Латвийской академии наук создан генератор переменного тока.
Почва подготовлена, погода благоприятная — можно сеять. Чтобы получить хороший урожай, сев каждой культуры нужно провести в лучшие сроки и очень быстро.
Для нормального развития все растения должны получать достаточное и одинаковое количество питательных веществ и влаги, поэтому семена по засеваемому участку распределяют равномерно. Нужная одному растению площадь зависит от вида культуры и запаса питательных веществ в почве. Например, для каждого растения пшеницы на хорошо удобренных структурных почвах нужно 14 —16 см ² пашни.
Очень важное значение для роста растений имеет глубина заделки семян. На рисунке 1 показаны всходы семян овса, высеянных в одно время, но на разную глубину. Семена, заделанные очень мелко, прорастают раньше других, но затем всходы их развиваться не могут, так как верхний слой почвы быстро высыхает. При глубокой заделке семян всходы имеют тонкие слабые стебли и короткие корни. Если семена заделаны в почву слишком глубоко, ростки не могут достичь поверхности земли и растения погибают. Наиболее удачны всходы при заделке семян на глубину 3—5 см. Семена различных культур и на разных почвах заделываются на разную глубину. Чем меньше семена, тем мельче они заделываются. На почвах легких, песчаных семена нужно за-
Рис. 1. Влияние глубины заделки семян овса на развитие всходов.
делывать глубже, на почвах тяжелых, глинистых — мельче.
Необходимо, чтобы к семенам легко поступали воздух и влага. Поэтому при севе семена должны укладываться на уплотненную почву и прикрываться рыхлой.
Успешно выполнить все эти важные условия помогают сложные машины — сеялки.
Как же устроены и как работают эти машины? На рисунках 2 и 3 показана сеялка, пред-
Рис. 2. Общий вид зерновой прицепной тракторной сеялки СУ-24: 1 — ходовое колесо; 2 — рычаг подъема маркера; 3— семенной ящик; 4 — прицепное устройство (сница); 5 — прицепная скоба; 6 — рычаги включения автоматов; 7 — поручни; 8 — левый маркер; 9 — чистики колес; 10 — семяпроводы; 11 — сошники; 12 — подножная доска; 13 — шлейфы; 14 — рама сеялки; 15 — диск маркера.
321
назначенная для посева зерновых культур рядовым способом. За каждый проход она высевает и заделывает в почву 24 рядка семян.
Основные части сеялки: семенной ящик, высевающие аппараты, семяпроводы, сошники, механизмы передачи движения к высевающим аппаратам и подъемным автоматам сошников. Все эти части установлены на общей раме, опирающейся на два колеса и прицеп трактора.
При движении сеялки семена из семенного ящика через отверстия в его дне поступают в семенные коробки высевающих аппаратов. Здесь вращающиеся желобчатые катушки захватывают семена своими ребрами, выносят их из коробки и сбрасывают в семяпроводы, изготовленные из прорезиненной ткани, стальных лент или воронок. По семяпроводам и сошникам семена опускаются на дно борозды, образованной сошником. Осыпающаяся со стенок борозды земля покрывает семена рыхлым слоем необходимой толщины. Регулируют толщину этого слоя (глубину заделки семян) винтовым регулятором. Он установлен на раме сеялки. Равномерность углубления сошников регулируют давлением пружин на поводки сошников. Поверхность почвы над рядками выравнивают свободно привязанными цепочками с кольцами — шлейфами.
Высевающие аппараты приводятся в движение ходовыми колесами сеялки при помощи цепочно-зубчатой передачи. Сошники опускают перед началом работы и поднимают в транспортное положение при помощи двух ячеистых автоматов, действующих также от ходовых колес сеялки.
Во время работы сеяльщик стоит позади ящика сеялки на доске и держится за поручни. Справа и слева от него находятся рычаги включения автоматов подъема сошников.
Для увеличения или уменьшения количества высеваемых семян изменяют скорость вращения
катушки высевающего аппарата (число оборотов) и ее рабочую длину. При вдвигании катушки вместе с валом в семенную коробку (рис. 4) рабочая длина катушки увеличивается и высев семян возрастает, при выдвигании — высев уменьшается.
Если высеваются крупные семена — горох, бобы и др., дно семенной коробки опускают, а при высеве мелких семян — поднимают.
На рисунке 5 показана схема различных видов посевов.
Основной способ посева — рядовой. При обычном рядовом посеве семена высевают рядками. Рядки отстоят один от другого на некотором расстоянии, которое называется междурядьем. Для разных культур междурядья различны. Для зерновых междурядье обычно составляет 12—15 см. При таком посеве каждое растение получает питание с площади, представляющей собой узкую полосу, так как расстояние между семенами в рядке не более 1,5 см.
Рис. 3. Поперечный разрез зерновой прицепной тракторной сеялки СУ-24 (обозначение позиций 1—15 то же, что и на рис. 2): 16 — автоматы подъема; 11 — ролик автомата; 18 — цепная передача к автоматам подъема; 19 — натяжная звездочка; 20 — регулятор заглубления сошников; 21 — вал подъема сотников; 22 — вилка штанг; 23 — рычаг группового опоражнивателя; 24 — рычаг вала высевающего аппарата; 25 — катушка высевающего аппарата; 26 — высевающий аппарат; 27 — тяги включения автоматов; 28 — крючки для навешивания шлейфов при переездах; 29 — штанги; 30 — пружины штанг; 31 — поводки сошников; 32 — поводковый брус; 33 — тяги включения привода к высевающим аппаратам.
322
Рис. 4. Катушечный высевающий аппарат с нижним высевом (справа — разрез по А — Б): 1 — катушка; 2 — семенная коробка; 3 — муфта; 4 — валик катушек; 5 — переставное дно семенной коробки; 6 — пружина катушки; 7 — регулировочные прокладки.
При рядовом перекрестном посеве и той же общей норме высева расстояние между семенами в рядке увеличивается в два раза. Однако при этом способе сеялка дважды проходит по одному и тому же участку; кроме того, растения в местах пересечения рядков располагаются слишком густо.
Этих недостатков не имеет рядовой узкорядный посев, с междурядьями в 7— 8 см. Узкорядным способом сеют зерновые культуры, травы и лен.
Свеклу, кукурузу, подсолнечник, овощные и другие культуры, которым нужна большая площадь питания, сеют рядовым широкорядным способом. Это позволяет механизировать обработку междурядий и вносить удобрения между рядками растений.
При выращивании семенников трав, проса, овощных культур применяют ленточный посев. Это обычный рядовой посев, но через каждые 2—4 рядка делается промежуток в 30— 60 см для междурядной обработки посевов и подкормки растений.
Семена некоторых пропашных культур высеваются гнездовым способом. При таком севе семена распределяются не сплошными рядами, а гнездами: 1—3 зерна в гнезде. Гнезда в рядке располагаются на одинаковом расстоянии, но гнезда в двух соседних проходах сеялки обычно смещаются относительно друг друга. Поэтому обработка таких посевов в поперечном направлении невозможна.
При квадратно-гнездовом посеве гнезда семян распределяют по засеваемой площади на пересечениях линий, делящих поле на квадраты или прямоугольники. При таком посеве можно механизировать обработку междурядий вдоль и поперек рядков.
Применяется также однозерновой посев (пунктирный). Он дает большую экономию посевного материала. Зерна размещаются в рядках на равных расстояниях, и для растений тем самым создаются самые благоприятные условия. Таким способом сеют одноростковую сахарную свеклу, кукурузу. В зависимости от способа посева сеялки делятся на рядовые, узкорядные, гнездовые, квадратно-гнездовые и однозерновые. По своему назначению они подразделяются на зерновые, свекловичные, овощные, травяные, кукурузные и др., а по виду тяги на конные и тракторные (прицепные и навесные). Сеялки, предназначенные для одновременного посева
Рис. 5. Схема различных видов посевов: I — рядовой обыкновенный; 2 — рядовой перекрестный; 3 — рядовой узкорядный; 4 — рядовой широкорядный; 5 — ленточный трехстрочный; 6 — гнездовой простой; 7 — квадратно-гнездовой; 8 — однозерновой квадратный; 9 — однозерновой в вершинах равносторонних треугольников.
323
Рис. 6. Сеялка-культиватор-растениепитатель СКРН-12А: 1 — семенные банки; 2 — маркер в рабочем положении; 3 — опорное колесо; 4 — туковые банки; 5 — маркер в транспортном положении; 6 — прикатывающие катки.
зерновых культур и семян трав (зерно-травяные), а также посева зерновых с одновременным внесением в рядки минеральных удобрений, называются комбинированными. Если сеялки, различные по назначению, имеют одинаковые колеса, сошники, части рамы и отдельные узлы, механизмы и детали, они называются унифицированными.
На рисунке 6 изображена сеялка-культиватор-растениепитатель. Она предназначена для точного пунктирного высева калиброванных одноростковых семян сахарной свеклы. Одновременно с высевом семян она вносит в рядки минеральные удобрения и прикатывает рядки. Ее можно приспособить для прореживания всходов и рыхления междурядий с одновременной подкормкой растений минеральными удобрениями.
Сеялка-культиватор-растениепитатель навешивается на тракторы «Беларусь», Т-38 и КДП-35. Она значительно отличается от обычной рядовой сеялки. Вместо общего семенного ящика на ней установлено двенадцать семенных банок с дисковыми высевающими аппаратами, которые высевают по одному семени свеклы. Впереди семенных банок на раме сеялки установлено шесть банок для минеральных удобрений (туков) с высевающими аппаратами. Последние подают удобрения в двенадцать тукопроводов (по два на каждый высевающий аппарат). Высеянные семена заделывают в борозде загортачами (приспособления, загребающие землю). Сеялка снабжена двумя маркерами — приспособлениями, оставляющими в поле бороздку для ориентировки тракториста при следующем проходе агрегата.
При переоборудовании сеялки в культиватор с машины снимают семенные банки с высевающими аппаратами, сошники, подножные доски и устанавливают рабочие органы культиватора — полольные лапы, рыхлительные долота или подкормочные ножи.
Для квадратно-гнездового посева калиброванных семян кукурузы с одновременным вне-
Рис. 7. Квадратно-гнездовая навесная комбинированная шестирядная сеялка СКНК-6: 1 — рама; 2 — банка для туков; 3 — банка для семян; 4 — узлоуловитель; 5 — маркер в транспортном положении.
324
сением в почву минеральных удобрений предназначена квадратно-гнездовая навесная комбинированная шестирядная сеялка (рис. 7). Она работает с мерной проволокой, натягиваемой вдоль засеваемого участка. Мерная проволока снабжена узлами, расположенными на одинаковом расстоянии один от другого. На время работы мерная проволока вставляется в узлоуловитель, установленный на раме сеялки. Как только вилка узлоуловителя встречает узел проволоки, она отклоняется назад и включает механизм, открывающий клапаны сошников, после чего очередная порция семян (гнездо) из каждого сошника выбрасывается в борозду.
Каждый высевающий аппарат сеялки имеет свой отдельный привод, и каждый сошник свободно копирует рельеф поля. Сеялка снабжается приспособлениями для высева кормовых бобов, кукурузы с соей, горохом и другими зернобобовыми, подсолнечника и клещевины.
Передовики сельского хозяйства в последние годы переходят на посев с повышенной скоростью движения (8—10 км/час), добиваясь таким путем большей производительности труда и сокращения сроков сева. Однако при посеве на повышенных скоростях необходимо особенно тщательно обрабатывать почву перед посевом, хорошо очищать семена и более внимательно готовить посевной агрегат к работе.
Для получения высокого урожая недостаточно только хорошо подготовить почву, провести посев в срок и отборными семенами. Надо еще систематически ухаживать за растениями во время их роста: накапливать и сберегать в почве влагу и питательные вещества, обеспечивать доступ воздуха и влаги к корням растений, уничтожать сорняки, прореживать рядки культур, подкармливать растения минеральными удобрениями, окучивать их, орошать, предупреждать болезни и охранять от сельскохозяйственных вредителей. Все это делается при помощи различных машин.
Еще до появления всходов зерновых и пропашных культур и вскоре после появления всходов проводят сплошное боронование поля легкими и средними зубовыми, сетчатыми и прополочными боронами, обрабатывают посевы ротационными мотыгами. Этим разрушают почвенную корку, образующуюся после дождей, выравнивают гребнистую поверхность засеянного поля и уничтожают значительную часть ростков однолетних злаковых сорняков, только что появившихся на поле. На рисунке 1 показано сплошное боронование легкими боронами посевов кукурузы по всходам. Поле боронуют поперек рядков после образования у кукурузы 2—3 листочков. Зубья борон при этом вычесывают проросшие сорняки, а культурные растения остаются нетронутыми.
При возделывании многосемянной сахарной свеклы растений появляется в 2—3 раза больше, чем может нормально развиваться. Если такие загущенные посевы не прореживать, растения теснят и угнетают друг друга и урожай снижается.
Прореживают всходы свеклы сетчатой бороной-скребницей (рис. 2). Она состоит из прицепной цепи, поперечного бруса и двух секций, присоединенных к брусу несколькими короткими цепочками. Каждая секция составлена из отдельных звеньев с зубьями из стальной проволоки. Звенья расположены в семи рядах, по 11 штук в каждом ряду. У одних зубьев концы закругленные, у других — с заостренными лапками. В звеньях они чередуются. Зубья с закругленными концами рыхлят почву и частично вычесывают растения, а зубья с лапками подрезают и вычесывают стебли свеклы и сорняков.
Прореживают посевы сначала поперек рядков. При этом удаляется до половины всех растений. Через 4—5 дней после первого прореживания, когда оставшиеся растения оправятся, поле боронуют вторично под углом в 30—40° к рядкам. В результате вторичного прореживания из 20—24 растений свеклы, проросших на одном погонном метре рядка, остается 4—5 растений.
Букетировку, т. е. особый способ прореживания, свеклы применяют для того, чтобы можно было обрабатывать посевы как вдоль, так и поперек рядков. При квадратном размещении растений расстояния между центрами букетов равны ширине междурядий, а в букете оставляют по од-
325
Рис. 1. Боронование посевов кукурузы по всходам боронами ЗБП-0,6 в агрегате со сцепкой.
ному растению. При квадратно-гнездовом размещении в букетах оставляют по 2—3 растения. Для посевов сахарной свеклы наиболее распространена ширина междурядья в 45 см. Букетировку рядков свеклы производят пропашными навесными и прицепными культиваторами, снабженными полольными лапами (бритвами) с захватом 150 мм.
Ухаживают за пропашными культурами во время роста растений при помощи универсальных культиваторов и культиваторов-растениепитателей. Наиболее распространен навесной культиватор-растениепитатель с шириной захвата 4,2 ж (рис. 3). Он может подрезать сорняки, рыхлить междурядья на глубину 10—16 см, вносить минеральные удобрения на глубину до 16 см, окучивать растения, нарезать поливные борозды и окучивать рядки. На культиваторе установлены туковысевающие аппараты, тукопроводы, подкормочные ножи для внесения удобрений в междурядья и полольные лапы для подрезки сорняков.
Рама культиватора состоит из бруса, имеющего форму квадратной трубы. В средней части бруса есть три стойки, ими культиватор навешивают на трактор. Вдоль бруса расположены кронштейны семи шарнирных секций, на них установлены подкормочные ножи и полольные лапы.
Каждая секция (рис. 4) с набором рабочих органов (рис. 5) шарнирно связана с брусом культиватора и может перемещаться в вертикальной плоскости независимо от других секций. Опорное копирующее колесо каждой секции позволяет ей приспосабливаться к неровностям почвы и сохранять постоянную глубину обработки. Поперечный брус культиватора в работе опирается на два ходовых колеса, которые в зависимости от ширины обрабатываемых междурядий вместе с секциями можно перестанавливать по брусу.
Каждый рабочий орган культиватора имеет свое назначение. Стрельчатые и односторонние (правые и левые) полольные лапы подрезают сорняки. Долотообразная лапа рыхлит
326
Рис. 2. Сетчатая борона-скребница БСП-4. а—схема бороны: 1 — прицепная цепь; 2 — поперечный брус; 3 — соединительная цепочка; 4 — правая секция; 5 — левая секция; б — часть звеньев бороны: 1 — круглый зуб; 2 — зуб с лапкой; 3 — цепочка; 4 — скоба; 5 — соединительная пластинка.
Рис. 3. Культиватор-растениепитатель КРН-4,2: 1 — поперечный брус; 2 — опорное колесо; 3 — секция рабочих органов; 4 — тукопровод; 5 — подкормочный нож; 6 — соединительный валик; 7 — подножная доска; 8 — цепная передача; 9 — туковысевающий аппарат; 10 —- верхняя стойка подвески; 11 — нижняя стойка подвески с кольцами; 12 — стрельчатая полольная лапа.
327
Рис. 4. Секция рабочих органов культиватора КРН-4,2: 1 — передний кронштейн; 2 — нижнее звено параллелограммного механизма; 3 — колесо секции; 4 — задний кронштейн; 5 — грядиль; 6 — стяжной болт; 7 — брусок держателя; 8 — держатель; 9 — полольные лапы односторонние (правая и левая); 10 — хомуты; 11 — транспортная тяга; 12 — верхнее звено параллелограммного механизма; 13 — хомуты крепления секции.
Рис. 7. Ротационные игольчатые диски:
1 — стержень держателей; 2 — держатель;
3 — стойка рамки игольчатых дисков;
4 — игольчатый диск; 5 — рамка.
Рис. 5. Рабочие органы культиватора: 1 — правая и левая односторонние плоскорежущие лапы; 2 — стрельчатая плоскорежущая лапа; 3 — стрельчатая универсальная лапа; 4 — рыхлящие долотообразные лапы; 5 — лапа-отвальчик; 6 — пружинная лапа; 7 — окучивающий корпус.
Рис. 6. Секция прополочной боронки с круглыми пружинными
зубьями: 1 — стойка; 2 — кронштейн; 3 — рамка; 4 — зубья;
5 — сектор рамки; 6 — пружина.
Рис. 8. Схема высева туков: 1 — банка для туков; 3 — вращающийся диск; 3 — вращающаяся тарелка; 4 — приемная камера; 5 — тукопровод; 6 — подкормочный нож; 7 — рама; 8 — опорное колесо рамы.
328
междурядья на глубину до 16 см. Лапа-отвальчик (левая и правая) в защитной (не обрабатываемой культиватором) зоне присыпает землей сорняки. Прополочные боронки (рис. 6), имеющие девять пружинных зубьев, рыхлят почву и вычесывают сорняки в защитных зонах и междурядьях. Ротационные игольчатые диски (рис. 7) обрабатывают защитные зоны на плотных почвах.
Чтобы почва не застилала возделываемые растения при работе культиватора на повышенных скоростях, применяют щиток-домик.
Расстановку рабочих органов (рис. 9) производят на ровной площадке. При этом культиватор устанавливают так, чтобы его поперечный брус и рамы секций занимали горизонтальное положение. Под опорные колеса поперечного бруса культиватора и под колесо каждой секции подкладывают деревянные
бруски, высота которых должна быть равна глубине обработки, уменьшенной на 1,5—2 см (на глубину погружения колес в почву во время работы).
Для правильной расстановки рабочих органов по ширине захвата пользуются разметочной доской, на которой нанесена продольная средняя линия культиватора, осевые линии рядков и принятые защитные зоны.
Схема работы туковысевающего аппарата культиватора приведена на рисунке 8. У цилиндрической банки, в которую засыпаны минеральные удобрения, дно в виде чугунной вращающейся тарелки с отогнутыми кверху краями. Над тарелкой расположены два вращающихся диска. Вращающаяся тарелка подводит удобрения к дискам, которые захватывают их и непрерывно сбрасывают в приемную камеру. Отсюда удобрения по воронкообразному
Рис. 9. Схема расстановки рабочих органов культиватора для обработки междурядий в 700 мм.
тукопроводу поступают в подкормочный нож, который и заделывает их в почву.
Во вращательное движение тарелка и диски приводятся колесом культиватора. Регулируют норму высева удобрений изменением числа оборотов тарелки и дисков и размеров отверстия, через которое туки поступают из банки в тарелку. Высев суперфосфата, например, можно регулировать в пределах от 40 до 250 кг на 1 га.
Культиватор КРН-4,2 используют также для опрыскивания рядков растворами гербицидов (химические препараты, уничтожающие сорняки).
При обработке рядков гербицидами на трактор устанавливают два бака, заполненных раствором гербицида, а на культиваторе укрепляют шланги, трубы и распылители, по которым раствор подводится к рядкам растений.
МАШИНЫ ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ В ПОЧВУ УДОБРЕНИЙ И ПРИМЕНЕНИЯ ЯДОХИМИКАТОВ
Ежегодно в сельском хозяйстве используются сотни миллионов тонн органических и минеральных удобрений. Их надо своевременно вывозить в поле и с наименьшими затратами труда и средств вносить в почву. Задача эта не простая, и решить ее можно только с помощью машин. Что же это за машины и как они работают?
Органические удобрения (навоз, компосты и др.) обычно сначала разбрасывают по поверхности поля, а затем запахивают плугом. Для подвозки и разбрасывания их применяют тракторные навозоразбрасыватели грузоподъемностью от 2 т и выше (рис. 1). Эти машины имеют кузов и два рабочих органа: цепной скребковый транспортер, движущийся по дну кузова, и лопастные барабаны, установленные вместо заднего борта кузова.
Рис. 1. Тракторный навозоразбрасыватель.
Эти рабочие органы приводятся во вращение от вала отбора мощности трактора.
С помощью тракторного погрузчика удобрения загружаются в кузов навозоразбрасывателя, затем тракторист выезжает на поле, где включает вал отбора мощности трактора. Транспортер начинает медленно перемещать всю массу, находящуюся в кузове, к вращающимся лопастным барабанам, которые разбивают комки и разбрасывают удобрения полосой, ширина которой 3—4 м.
Регулировка нормы внесения органических удобрений достигается изменением поступательной скорости транспортера кузова. Чем быстрее движется этот транспортер, тем больше при той же самой скорости трактора норма внесения удобрений.
Существует и другой способ разбрасывания органических удобрений. На автосамосвалах и самосвальных тракторных тележках удобрения вывозят на поле и сбрасывают кучами в ровные ряды. Затем удобрения из этих куч разбрасывают валкователем-разбрасывателем, работающим с гусеничным трактором.
Наезжая на кучу, трактор с помощью валкователя образует из кучи валок. Этот валок попадает под вращающиеся крыльчатки и разбрасывается ими полосой в 15—20 м. Чтобы не оставались неудобрен-
330
ные площади, расстояние между рядами куч должно быть равно ширине полосы, на которой разбрасываются удобрения.
На животноводческих фермах в специальные хранилища-жижесборники поступают сотни миллионов тонн ценнейшего жидкого удобрения — навозной жижи. Для откачки ее, вывозки в поле, внесения в компостируемые штабеля торфа или навоза и равномерного распределения по полю применяются автомобильные и тракторные жижеразбрасыватели (рис. 2).
Цистерна жижеразбрасывателя заполняется при помощи шланга, опускаемого в жижесборник. Чтобы жидкость поднялась по шлангу на высоту 3—4 м и заполнила цистерну, из цистерны выкачивается воздух и в ней создается вакуум. Откачка воздуха из цистерны осуществляется при помощи двигателя трактора от всасывающего коллектора двигателя, или эжектора, устанавливаемого на выхлопную трубу двигателя. Чтобы жидкость быстрее выливалась, в цистерне создается избыточное давление до 1,5 атмосферы. Это достигается подачей в цистерну выхлопных газов двигателя.
Рис. 2. Схема тракторного жижеразбрасывателя: 1 — эжектор; 2 — отсасывающий и нагнетательный трубопровод; 3 — смотровой люк; 4 — люк; 5 — цистерна; 6 — заборный шланг; 7 — разливочное устройство.
Минеральные удобрения в зависимости от времени их использования вносятся в почву по-разному. Применяется предпосевное, или основное, внесение минеральных удобрений, когда удобрения вносятся вразброс с последующей заделкой их в почву плугом или культиватором, припосевное, т. е. внесение удобрений в рядки, бороздки, лунки одновременно с высевом семян или высадкой рассады, и подкормка — внесение удобрений во время роста растений. Подкормка зерновых культур проводится вразброс, пропашных — в рядки.
Рис. 3. Схема центробежного навесного разбрасывателя минеральных удобрений: 1 — бункер; 2 — дозатор; 3 — сбрасыватель пальчатый; 4 — туконаправитель; 5 — диск разбрасывающий.
Для предпосевного внесения минеральных удобрений применяются туковые сеялки и разбрасыватели. Туковые сеялки имеют длинный ящик и тарельчатые высевающие аппараты. Ширина полосы, на которой рассеиваются минеральные удобрения, соответствует длине туковых ящиков — 2,8 и 4,2 м. Для увеличения ширины обрабатываемой полосы несколько сеялок соединяют вместе.
Разбрасыватели бывают двух типов: навесные (на трактор) с небольшим бункером, примерно на 300 кг удобрений, и прицепные, или кузовные. Навесные разбрасыватели хорошо используются на небольших полевых участках и особенно в садах, где удобрения надо разбрасывать под кронами деревьев (рис. 3).
Прицепные разбрасыватели служат для внесения минеральных удобрений и извести на больших площадях. Это тракторные тележки грузоподъемностью в 2—3 и более тонны; из их кузова удобрения подаются на центробежные диски или метатели другого типа. Ширина полосы, на которой рассеиваются порошковидные удобрения, достигает 6 м, а гранулированные (имеющие форму зерен, комочков) — 10—12 м.
Удобрения подаются на метатель скребковым транспортером, движущимся по дну кузова тележки, или ленточным транспортером, заменяющим дно кузова. Создаются разбрасыватели, у которых нет транспортеров, а удоб-
331
Рис.4. Автомобиль-перегрузчик в транспортном положении.
Рис.5. Автомобиль-перегрузчик в рабочем положении
рения к метателю подаются в результате вибрации дна кузова тележки.
В зависимости от местных условий прицепные разбрасыватели используются по-разному. Если удобряемое поле находится сравнительно близко (до 3—4 км от склада минеральных удобрений), разбрасыватели загружают удобрениями прямо на складе. Если поле далеко от склада минеральных удобрений, выгоднее вывозить удобрения на поле автомобилями-перегрузчиками (загрузчиками), а разбрасыватели использовать только для разбрасывания удобрений. Это увеличивает их производительность.
У автомобилей-перегрузчиков (рис. 4, 5) кузов при помощи силовых гидравлических цилиндров сначала поднимается на высоту более 2 м и только потом начинает опрокидываться, как у обычных самосвалов.
Такое устройство позволяет быстро перегружать удобрения из кузова автомобиля в кузов разбрасывателя.
Создаются автомобили-загрузчики с выносными транспортерами для загрузки прицепных разбрасывателей, туковых и зерно-туковых сеялок.
Но как вывозить и вносить на поля сильно пылящие известковые и минеральные удобрения: сланцевую золу, цементную пыль, сухую тонкого помола известняковую муку, фосфоритную муку и др.? Такие удобрения вывозят на поля в герметически закрывающихся автомобильных и тракторных цементовозах (рис. 6) и распыляют с помощью компрессора.
Припосевное внесение минеральных удобрений осуществляют комбинированными сеялками и сажалками. Ящик комбинированной зерновой или льняной сеял-
Рис. 6. Автомобильный цементовоз вносит пылевидные удобрения.
332
ки имеет два отделения с самостоятельными высевающими аппаратами для зерна и туков.
Сеялки и сажалки для посева пропашных культур (свеклы, кукурузы, картофеля, хлопчатника, овощных и др.) снабжаются банками с туковысевающими аппаратами. Из каждой банки удобрения через тукопроводы поступают в один или два сошника, которые заделывают их в почву.
Подкормку минеральными удобрениями зерновых культур нередко производят с самолетов, которые загружают специальными погрузчиками. Пропашные культуры подкармливают во время их роста с помощью культиваторов-растениепитателей (см. стр. 327). Эти машины культиваторными лапами рыхлят почву между рядками растений и с помощью специальных сошников (подкормочных ножей) вносят удобрения на глубину до 16 см.
На культиваторах-растениепитателях устанавливаются такие же банки с туковысевающими аппаратами, как и на сеялках для пропашных культур.
Кроме сухих гранулированных и порошковидных удобрений, промышленность поставляет сельскому хозяйству жидкие азотные удобрения — водный и безводный аммиак. Для перевозки таких удобрений применяются автомобильные и тракторные цистерны-аммиаковозы, а в почву они вносятся специальными машинами, имеющими баки, насос, распределительную штангу со шлангом. Так, для внесения в почву водного аммиака, а также растворов гербицидов, применяемых для борьбы с сорняками, используются гербицидо-аммиачные машины. Они навешиваются на различные гусеничные и колесные тракторы. Это позволяет вносить жидкие удобрения одновременно с пахотой (под плуг), при сплошной культивации (под культиваторную лапу) и при междурядной обработке пропашных культур (с помощью подкормочного ножа или рыхлящего долота).
* * *
В зависимости от методов химической обработки сельскохозяйственных культур для защиты их от вредителей, болезней и сорняков применяются
различные машины. Это опрыскиватели, опыливатели, аэрозольные генераторы, протравливатели и фумигаторы.
Наиболее распространены опрыскиватели (рис. 7, 8). При опрыскивании растений капельки ядов в водных растворах и масляных эмульсиях хорошо прилипают к стебелькам и листьям.
Работает опрыскиватель так. По полю движется трактор с навесным или прицепным опрыскивателем, в бак которого залит раствор ядохимиката. Из бака жидкость с помощью насоса под давлением до 20—45 атмосфер подается в специальную трубку-штангу. Штанга имеет распылители, через которые жидкость выбрасывается на поле, где мелкими капельками оседает на растения. Для работы в садах применяют трубку-брандспойт с распылителем на конце. Рабочий держит брандспойт в руках и направляет распыленную струю яда на дерево. Конечно, рабочий должен быть хорошо защищен специальной одеждой и маской.
При обработке виноградников горизонтальная часть штанги закрепляется на тракторе выше растений и на расстоянии не менее 250— 300 мм от кустов (рядов). К этой штанге присоединяются вертикальные трубки-штанги (с распылителями), и растения обрабатываются растворами ядохимикатов по всей высоте (рис. 8).
Для химической обработки небольших молодых садов, ягодников, виноградников и огородных культур, размещенных на приусадебных участках, крутых склонах, а также для обработки отдельных очагов заражения, теплиц, складов и овощехранилищ применяются
Рис. 7. Вентиляторный опрыскиватель.
333
Рис. 8. Штанговый опрыскиватель.
ранцевые опрыскиватели. Они закрепляются на спине рабочего, как школьный ранец, и работают от поршневого или диафрагмового насоса с ручным приводом.
Есть и такие опрыскиватели, у которых распыленная жидкость подается на растения с помощью воздушного потока, создаваемого вентилятором (рис. 7). У этих опрыскивателей раствор из резервуара через распылители подается насосом к вентилятору. Здесь ядохимикат подхватывается воздушным потоком и наносится на обрабатываемые растения.
При работе с вентиляторным опрыскивателем воздушный поток с распыленным ядохимикатом стараются направлять по ветру.
Рис. 9. Схема опыливателя: 1 — бункер; 2 — мешалка; 3 — шнек; 4 — катушка питателя; 5 — всасывающая труба; 6 — вентилятор; 7 — редукционный клапан; 8 — шестеренчатый насос; 9 — резервуар; 10 — сливной шланг; 11 — манометр; 12 — шланг увлажнения; 13 — распыляющая труба; 14 — увлажняющий наконечник.
В этом случае улучшается обработка, так как капли яда оседают на растения и сверху и сбоку.
Количество распыливаемой жидкости зависит от величины рабочего давления, числа распылителей и диаметра их выходных отверстий.
Опыливатели применяются для использования сухих порошкообразных ядохимикатов. По сравнению с опрыскиванием опыливание более производительно и менее трудоемко, так как не требует воды. Но оно имеет и существенные недостатки. При опыливании порошок слабо прилипает к растениям, а это увеличивает расход ядов. Кроме того, при незначительном (2—3 м/сек) ветре работать с опыливателем невозможно, так как пылевидные яды сдуваются ветром с растений.
Опыливатели (рис. 9) имеют бункер для заправки сухими ядами. Из бункера через дозирующее устройство (питатель) яд поступает к вентилятору, а затем воздушным потоком, через распыливающее устройство, выбрасывается наружу и наносится на растения.
В зависимости от условий обработки и размеров обрабатываемых участков применяют ранцевые и тракторные опыливатели.
Норма расхода ядохимиката обычно регулируется перекрытием окна в дне бункера при помощи заслонки и рычага. Некоторые опыливатели имеют насос с резервуаром для воды. Это позволяет проводить опыливание с увлажнением порошковидных химикатов.
В хозяйствах, как правило, необходимо проводить и опрыскивание и опыливание. Поэтому изготовляются машины с узлами опрыскивателя и опыливателя. Это комбинированные опрыскиватели-опыливатели.
334
Рис. 10. Схема аэрозольного генератора: 1 — бензиновый бак; 2 — бочка с раствором ядохимиката; 3 — приемник; 4 — кран; 5 — форсунка; 6— диффузор горелки; 7 —свеча; 8 — камера сгорания; 9 — распылитель ядохимиката; 10 — сопло; 11 — воздухонагнетатель.
Для борьбы с вредителями и болезнями растений применяют еще ядовитые туманы (аэрозоли). Их создают при помощи аэрозольных генераторов (рис. 10). От опрыскивателей они отличаются тем, что очень мелко распыляют раствор ядохимиката (размеры частичек тумана в пределах 20—60 микрон). В таком виде ядохимикаты хорошо проникают в кроны деревьев, а также в щели амбарных и животноводческих помещений и дезинфицируют их.
При работе аэрозольных генераторов ядовитый туман захватывает большую площадь, что дает значительную экономию химиката. Но аэрозоли нельзя применять при скорости ветра, превышающей 3 м/сек, и при восходящих потоках воздуха, так как туман тогда плохо оседает, относится в сторону или поднимается вверх.
Ядовитые туманы в аэрозольном генераторе образуются термомеханическими и механическими способами. В генераторе имеются две емкости: для бензина и для растворов ядохимикатов.. При термомеханическом способе распыленный бензин смешивается с воздухом. Эта смесь воспламеняется от искры запальной свечи и сгорает, образуя горячие газы, которые захватывают раствор ядохимиката, поступающего через распылители. Под действием высокой температуры (400—600°) мелкие капли ядохимиката испаряются. Смесь газа и паров выбрасывается в атмосферу, попадает в относительно холодный воздух, охлаждается и превращается в туман. При механическом способе образования тумана подача бензина отключается и раствор ядохимиката распыляется воздушным потоком.
Протравливатели семян предназначены для химической обработки семенного зерна. Семена протравливаются порошкообразным, жидким или распыленным жидким ядохимикатом. Протравливатели состоят из зернового бункера, бункера для сухих ядохимикатов и резервуара для жидких, смесительного вращающегося барабана или шнека, насоса или компрессора. В бункеры протравливателей зерно грузят транспортером или вручную. Из бункера зерно подается порциями или непрерывным потоком в смесительный барабан или шнек. Здесь в процессе перемешивания зерно опудривается, или увлажняется, или обрабатывается распыленным ядовитым туманом, подаваемым под давлением до 8 атмосфер с помощью компрессора.
Фумигаторы (рис. 11) применяются для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур при помощи испаряющихся и сильнодействующих ядов (гексахлорбутадиена, дихлорэтана и др.). Различают два типа фумигаторов: почвенные и наземно-палаточные.
Почвенными фумигаторами вносят ядохимикаты в почву. Операцию внесения ядохимиката совмещают с культивацией или глубоким рыхлением, например междурядий виноград-
Рис. 11. Схема фумигатора: 1 — редуктор; 2 — вентилятор; 3 — заправочное устройство: 4 — бункер; 5 — бочка с ядохимикатом; 6 — резервуар для воды; 7 —
насос; 8 — ограничитель; 9 — распылнвающие наконечники; 10 — палатка.
335
ника. В этом случае почвенный фумигатор присоединяют к виноградниковому плугу или другому почвообрабатывающему орудию. Фумигатор имеет резервуар для жидкого ядохимиката, дозатор и систему ядопроводов (трубок) для подачи жидкости в почву. Нормы внесения ядохимикатов могут регулироваться в пределах от 250 до 1600 кг на гектар при помощи разных наконечников.
Наземно-палаточный фумигатор предназначен для химической обработки чайных шпалер цианистым водородом. Машина монтируется на самоходном шасси, применяемом на чайных плантациях, и имеет бункер для ядохимикатов, вентилятор, насос, резервуар для воды и фумигационную палатку.
Перед началом работы машину заправляют водой и ядохимикатом. После заправки тракторист осторожно въезжает на чайную плантацию, останавливается и с помощью рабочих раскрывает матерчатую палатку, накрывающую шпалеру на длину 45 м. Затем включает вал отбора мощности и первую передачу трактора и начинает работу. Ядохимикат из бункера поступает к вентилятору, смешивается с воздухом, а затем в ограничителе смачивается водой. Из увлажненной смеси цианплата с воздухом выделяется цианистый водород. Удерживаемый палаткой, он проникает в крону чайных кустов.
Все машины, о которых мы рассказали, широко применяются в современном сельскохозяйственном производстве. Умелое использование их в значительной мере содействует повышению урожайности всех сельскохозяйственных культур.
Уборка урожая — самая горячая пора в сельском хозяйстве. Чтобы сохранить урожай, ее надо начинать своевременно и проводить быстро. Эту задачу помогают выполнять разнообразные уборочные машины. Одни из них простые, другие сложные. Простые выполняют одну-две операции, сложные выполняют много операций и выдают готовый продукт. Сложные уборочные машины называют комбайнами. Все уборочные машины должны быть высокопроизводительны, надежны в работе, не повреждать зерно, клубни или корнеплоды и не допускать потерь.
Зерновыми культурами в нашей стране заняты самые большие площади, более 50% всей пахотной земли, поэтому наиболее распространены зерноуборочные машины.
Основная зерноуборочная машина — комбайн. Это замечательная машина. Двигаясь по полю, он срезает стебли, сразу же обмолачивает колосья, отделяет зерно от примесей и собирает его в бункер, а солому — в навешиваемый сзади копнитель.
Первый советский зерноуборочный комбайн был создан в 1930 г. на заводе «Коммунар» в г. Запорожье. Это был прицепной комбайн
марки «Коммунар». Он имел свой двигатель, но передвигался по полю при помощи трактора, почему и назван прицепным. Двигатель его приводил в действие только рабочие органы: жатку и молотилку.
Теперь наши заводы выпускают самоходные комбайны. На обороте вклейки изображен самоходный комбайн СК-4. Спереди расположена жатка. Ее режущий аппарат срезает стебли, подведенные к нему мотовилом. Мотовило же укладывает срезанные стебли на жатку, шнек сдвигает их к середине жатки, а транспортер захватывает и подает в молотилку.
В молотильном аппарате зерно вымолачивается из колосьев и через решетку — деку, расположенную под молотильным барабаном, проваливается на грохот и поступает на решета очистки.
Солома, в которой осталось немного зерна, подается на соломотряс. Здесь она встряхивается, отделившееся от нее зерно поступает на очистку, а сама солома собирается в соломокопнитель.
Зерно очищается от примесей на двух решетах, обдуваемых воздушным потоком от вентилятора. Очищенное, оно проваливается через решета и поступает в зерновой шнек, который перемещает его в скребковый элеватор. Последний доставляет зерно в бункер — ящик, установленный на комбайне.
336
Колоски, оставшиеся необмолоченными, колосовым шнеком и колосовым элеватором снова подаются в барабан молотилки. Полова (незерновая часть колоса) после обмолота поступает в соломокопнитель. Отсюда она вместе с соломой выгружается на поле в копны весом 150—250 кг.
Этой сложной машиной управляет один человек — комбайнер. Чтобы ему легче было работать, основные рычаги управления и контрольно-измерительные приборы установлены в одном месте — на площадке комбайнера. Не сходя с рабочего места и не останавливая комбайна, комбайнер может выгружать из бункера в автомашину зерно, а из соломокопнителя копны соломы, изменять поступательную скорость комбайна, устанавливать нужный зазор между барабаном и декой, регулировать высоту среза стеблей. Для предупреждения комбайнера на щитке приборов установлены сигнальные лампочки, которые загораются, как только бункер или соломокопнитель заполнятся.
Зерноуборочный самоходный комбайн СК-4 может работать в различных условиях. В большинстве районов страны он работает на колесах, оборудованных пневматическими шинами. На Дальнем Востоке в период уборки выпадает много дождей, поэтому комбайн оборудуют гусеницами, как у гусеничного трактора. В прибалтийских республиках, где во время уборки тоже дождливо, на комбайне применяется полугусеничный ход, т. е. гусеницами заменяются только ведущие колеса.
Самоходные советские комбайны пользуются заслуженной славой у механизаторов нашей страны и многих стран Европы и Азии.
В 1965 г. в Советском Союзе насчитывалось около 600 тыс. различных зерноуборочных комбайнов и среди них еще много прицепных.
Комбайны позволили значительно сократить сроки уборки зерновых культур. Однако и при таком большом количестве комбайнов убирать весь урожай без потерь не удается: ведь зерно быстро созревает и при небольшом ветре высыпается из колоса на землю. Чтобы уменьшить потери зерна, кроме прямого комбайнирования, когда комбайн одновременно скашивает и обмолачивает хлеб, широко применяется так называемый двухфазный, или раздельный, способ уборки. Зерновые культуры скашиваются валковыми жатками за 4—6 дней до полного созревания зерна, т. е. тогда, когда нельзя убирать его прямым комбайнированием. Затем валки подбираются и обмолачиваются комбайном.
Валковые жатки имеют режущий аппарат, мотовило и полотенно-планчатый транспортер, который и укладывает срезанную массу в валок на поле.
Жатки для раздельной уборки бывают прицепные и навесные. В последнее время чаще стали применять жатки, навешиваемые на самоходные комбайны (рис. 1). Эти жатки (марки ЖВН-6 и ЖВН-10) широкозахватные. Они имеют ширину захвата 6 и 10 м (жатки, выпускавшиеся ранее, имели ширину захвата только 4 и 4,6 м). Жатка ЖВН-10, кроме того, за один проход может укладывать скошенную хлебную массу в один или два валка. Поэтому ее можно применять на уборке хлебов с различной урожайностью. При урожайности до 15 ц с гектара жатки укладывают скошенную массу в один валок, а при более высокой урожайности — в два валка. Эти жатки особенно выгодно применять на полях, площадь которых не менее 100 га. Широкозахватными жатками за рабочий день скашивают зерновые с 30—50 га.
Для подбора валков на комбайн устанавливают подборщик. Когда комбайн движется, подборщик подбирает валок и подает его в молотилку комбайна.
После уборки зерновых культур на поле остается много копен соломы. Они не позволяют обрабатывать почву: лущить или пахать поле под зябь. Поэтому сейчас все шире применяется поточный способ уборки. При этом способе солома измельчается установленным на комбайне механизмом — измельчителем, собирается в тракторную тележку, прицепленную к комбайну, и отвозится к месту хранения.
Поле сразу освобождается от соломы, а солому в таком виде можно использовать в животноводстве на подстилку и корм скоту без дополнительной обработки.
Во влажных северных и северо-западных районах нашей страны иногда применяют иной способ уборки хлебов. Сначала хлеба жатками-сноповязалками скашиваются и вяжутся в снопы. Режущий аппарат жаток-сноповязалок работает так же, как у рядовых жаток. Связываются снопы особым вязальным аппаратом, который при помощи специальных устройств отделяет порцию скошенного хлеба, обхватывает ее шпагатом, связывает и обрезает шпагат. Готовые снопы сталкиваются на стерню. Затем снопы скирдуются. После того как зерно и солома высохнут, их обмолачивают молотилками, у которых молотильное устрой-
337
Рис. 1. Жатка ЖВН-10 для уборки зерновых культур.
ство такое же, как у самоходного комбайна. Так же зерно отделяется от соломы; очищается зерно от половы и сора решетами.
* * *
Сельское хозяйство получает все больше минеральных удобрений, и внесение их под зерновые культуры позволит значительно поднять их урожайность. Поэтому для уборки высокоурожайных Зерновых культур разрабатываются новые зерноуборочные комбайны с повышенной пропускной способностью и производительностью. Наши ученые и инженеры разрабатывают также и некомбайновый способ уборки зерновых культур. Он называется трехфазным. Суть его заключается в следующем. Зерновые культуры сначала скашивают жаткой и укладывают в валки (первая фаза); затем подборщиком-измельчителем скошенную массу подбирают, измельчают и погружают в большую тележку, прицепленную к подборщику (вторая фаза); после этого «молотилка обмолачивает скошенную массу и отделяет зерно от соломы (третья фаза). Трехфазный способ благодаря электрификации и автоматизации ряда процессов позволяет сократить количество рабочих на уборке. Кроме того, при этом способе не нужен комбайн.
Кукурузу выращивают для получения зерна и на силос.
Основная машина для уборки кукурузы на силос —силосоуборочный комбайн. Современный комбайн скашивает и измельчает растения высотой до 4 м при урожайности до 1000 ц зеленой массы с гектара. Силосоуборочный комбайн прицепной и работает в агрегате с трактором. Его устройство напоминает жатку для зерновых культур: он имеет режущий аппарат, мотовило, транспортер и, кроме того, питающий и измельчающий аппараты. Режущий аппарат срезает стебли кукурузы, мотовило сначала наклоняет их, а затем укладывает на транспортер, который перемещает растения в питающий аппарат. Питающий аппарат состоит из двух вращаю-
3 3 8
Рис. 2. Кукурузоуборочный комбайн ККХ-3.
щихся валиков. Он захватывает и продвигает стебли в измельчающий аппарат. Здесь растения режутся на части длиной 30 мм. Измельченная масса поступает сначала на горизонтальный, а затем на наклонный транспортер, который сбрасывает ее в кузов автомашины, идущей рядом с комбайном.
Кукурузу на силос можно убирать и зерноуборочным самоходным комбайном, предварительно оборудовав его кукурузной жаткой и
Рис. 3. Технологическая схема работы комбайна ККХ-3:
1 — шарнирные направляющие мысы; 2 — мысовые цепи;
— режущий аппарат; 4 — лобовой щит для наклона стеблей: 5 — початкоотделяющий аппарат; 6 — измельчающее устройство; 7 — элеватор измельченной массы; 8 — элеватор початков; 9 — воздухопровод; 10 — прицепная тележка;
11 — вентилятор.
измельчителем стеблей. Кукурузная жатка и измельчитель работают как силосоуборочный комбайн, и измельченная масса также собирается в кузов автомашины. Так зерноуборочный самоходный комбайн становится универсальной уборочной машиной.
Когда кукуруза поспеет, ее убирают на зерно — в початках или с обмолотом их. Для уборки спелой кукурузы в початках чаще всего используют кукурузоуборочный
339
Рис. 4. Очиститель початков кукурузы ОПП-5.
комбайн ККХ-3 (рис. 2), а для уборки с обмолотом початков и измельчением листо-стебельной массы — зерноуборочный самоходный комбайн СК-4. Во втором случае на комбайн навешивается вместо зерновой жатки кукурузная, а вместо копнителя соломы—измельчитель. Комбайн, убирающий кукурузу на зерно, работает так же, как и на уборке зерновых, только стебли, прошедшие через молотилку, не собираются в копнителе, а направляются в измельчитель, откуда подаются в автомашину, идущую рядом с комбайном. Переоборудованный зерноуборочный комбайн убирает за рабочий день спелую кукурузу с 5—7 га.
Убирать кукурузу зерноуборочным самоходным комбайном выгодно тем, что хозяйству не нужно приобретать новых уборочных машин. Но зерно кукурузы сразу же после уборки обязательно надо сушить, так как оно имеет большую влажность и быстро портится.
Кукурузоуборочный комбайн ККХ-3 прицепной. У него нет собственного двигателя, и он работает в агрегате с трактором. Поэтому рабочие органы его приводятся в движение от вала отбора мощности трактора. Этот комбайн за один проход убирает сразу три рядка кукурузы, посеянной с междурядьями 70 см. Когда комбайн движется, его цепи захватывают стебли кукурузы (рис. 3), подводят к режущему аппарату, который и срезает их. Срезанные стебли подаются к початкоотделяющему аппарату, который состоит из двух металлических вальцов с рифленой поверхностью. Стебель кукурузы протягивается между вальцами, початки отрываются от него и сбрасываются на цепочно-планчатый элеватор, который подает их в тележку, прицепленную к комбайну,
Когда початки движутся по элеватору, их обдувает воздушный поток от вентилятора и легкие примеси отделяются.
Стебли кукурузы измельчаются в специальном барабане, после чего элеватор выгружает измельченную массу в кузов автомашины или в тракторную тележку.
Початки кукурузы нужно еще очистить от листьев, которыми они плотно обернуты. И эту работу выполняет машина. Ее называют очистителем початков (рис. 4). Очиститель початков навешивают на трактор. Подборщик, расположенный спереди, захватывает початки из кучи и подает их на горизонтальную часть транспортера. Здесь они укладываются по одному вдоль желобов, а затем поступают в очистительные вальцы, которые снимают с них обертки. Очищенные початки укладываются в бурт позади машины. Теперь початки
340
Рис. 5. Кукурузная молотилка МКП-3,0.
необходимо обмолотить. Это делает кукурузная молотилка (рис. 5). Она имеет штифтовой барабан и цилиндрические деки с отверстиями, а для очистки зерна — решета.
Картофелеуборочные машины
Рис. 6. Картофелекопатель КТН-2.
Картофель — очень важная культура в нашей стране, но на его возделывание и особенно на уборку затрачивается много труда. Совсем недавно картофель убирали главным образом так: сначала конным плугом его подкапывали,
а затем собирали вручную. Чтобы убрать урожай с одного гектара, в день требуется 40 — 45 человек. Снизить большие затраты труда помогают картофелеуборочные комбайны, картофелекопатели и др.
Картофелекопатели бывают навесные и прицепные, а работают они с трактором, который передвигает их по полю. У картофелекопателя (рис. 6) два основных рабочих органа: подкапывающие лемехи и сепарирующий (отделяющий) аппарат элеваторного, грохотного или швыряльного типа. Лемехи картофелекопателя подкапывают рядки кустов карто-
341
Рис. 7. Картофелеуборочный комбайн К-3.
феля, сепарирующий аппарат отделяет клубни от почвы, а частично и от ботвы и укладывает их на поверхность поля. С поля картофель собирают вручную.
В зависимости от почвы применяют картофелекопатели разного типа. На легких песчаных почвах хорошо работает вибрационно-грохотный картофелекопатель, на тяжелых глинистых почвах — элеваторный, а на каменистых, каких очень много в прибалтийских республиках и Ленинградской области, лучше работают картофелекопатели швыряльного типа.
Применение картофелекопателей вдвое снизило затраты труда на уборку картофеля. Так, на уборку одного гектара картофеля картофелекопателем в день нужно около 20 человек, т. е. вдвое меньше, чем на уборку с конным плугом. И труд людей стал намного легче.
Еще больше снизить затраты труда позволили картофелеуборочные комбайны. На уборке картофеля в колхозах и совхозах чаще всего используется картофелеуборочный комбайн марки К-3 (рис. 7). Этот комбайн не имеет собственного двигателя и приводится в действие от вала отбора мощности трактора.
В комбайн каждую секунду поступает до 200 кг подкопанной земли, клубней картофеля и ботвы, поэтому он передвигается по полю очень медленно, всего 1,5—2 км в час. Трактор, с которым работает комбайн, оборудован специальным ходоуменьшителем.
Лемехи комбайна (рис. 8), как и картофелекопателя, подкапывают сразу два картофельных рядка. Вся подкопанная масса подается на основной прутковый элеватор, который просеивает часть почвы, а оставшуюся массу подает на пневматические баллоны — комкодавители. Они, вращаясь навстречу друг другу, разрушают комки почвы и сбрасывают всю массу на решета грохота, сквозь которые земля проваливается.
А как же отделяются от ботвы клубни? Падая с грохота, ботва с неоторванными клубнями повисает на редких прутках транспортера, к которому плотно прилегает прижимное полотно. Зажатая таким образом ботва проходит над отбойными прутками, которые отрывают
Рис. 8. Схема картофелеуборочного комбайна К-3: 7 — лемех; 2 — активные боковины; 3 — основной элеватор; 4 — баллоны-комкодавители; 5 — грохот; 6 — ботвоудаляющее устройство; 7 — барабанный транспортер; 8 — транспортер-переборщик; 9 — транспортер загрузки копильника; 10 — лоток примесей; 11 — копильник.
342
оставшиеся на ней клубни. После этого ботва сбрасывается на поле позади комбайна.
Отделенные от ботвы клубни подаются в подъемный барабан, обтянутый жгутом из стальной проволоки в полиэтиленовой трубке. Барабан подает клубни на наклонный стол переборщика, где они скатываются к нижнему краю стола, а оставшаяся почва движется вместе с полотном. Сверху полотна переборщика установлен делитель: он отделяет примеси от клубней. Окончательно отделяют клубни от примесей рабочие, стоящие по обе стороны стола переборщика. Примеси скатываются по наклонному лотку на убранное поле, а чистые клубни по транспортеру поступают в бункер.
Из бункера выкопанный картофель выгружается в тракторную самосвальную тележку или автосамосвал, которые и отвозят его на сортировальный пункт.
Если ботва очень большая, комбайн работает плохо. В таких случаях до начала работы комбайна ботву срезают, измельчают ботвоуборочной машиной и используют на силос.
Сортировальный пункт (см. рис. на стр. 367) состоит из приемного бункера для выгрузки картофеля из тележки, картофелесортировки и трех отводных транспортеров. На сортировальном пункте картофель очищают от мелких примесей и разделяют по размеру на крупный, средний и мелкий. После этого картофель поступает на выгружающие транспортеры. Здесь вручную отбирают оставшиеся комки почвы, камни и поврежденные или больные клубни. Чистые клубни картофеля ленточными транспортерами засыпают в картофелехранилище или в бурты.
Благодаря картофелеуборочным комбайнам, ботвоуборочным машинам и сортировальным пунктам резко снижается потребность в рабочих, облегчаются и ускоряются уборочные работы.
Машины для уборки сахарной свеклы
Уборка сахарной свеклы тоже очень трудоемка. Чтобы убрать эту культуру, нужно подкопать растения, извлечь корнеплоды из земли, обрезать ботву, очистить корнеплоды от земли, собрать ботву и увезти ее с поля.
Для уборки сахарной свеклы наша промышленность выпускает несколько машин: для уборки с небольших участков — свеклоподъемники, а с больших массивов — свеклокомбайны. Свеклоподъемники бывают прицепные и навесные на тракторы. Их подкапывающие лапы (рис. 10) проходят рядом с корнеплодами, разрыхляют землю, приподнимают свеклу кверху, но оставляют ее в почве; после подкапывания свеклу выбирают вручную. Таким образом, свеклоподъемники лишь облегчают уборку, но не механизируют ее полностью.
Рис. 9. Свеклопогрузчик СНТ-2,1.
343
Рис. 10. Свеклоподъемник СНУ-3 Р.
Основная машина для уборки свеклы — свеклокомбайн. В колхозах и совхозах работают комбайны разных марок — СКЕМ-3Г, КС-3, СКН-2М и др. Их передвигают по полю тракторы, а рабочие органы приводятся в движение от вала отбора мощности трактора. Комбайн обслуживают тракторист и двое рабочих.
Наиболее распространены комбайны КС-3 (рис. 11) и двухрядный СКН-2М.
Когда комбайн КС-3 движется по полю, ботвоподъемники приподнимают ботву и собирают в пучок, а захватывающие лапы: теребильного аппарата зажимают ее и поднимают вверх. Одновременно подкапывающие лапы, как и у свеклоподъемника, нарушают связь корней свеклы с почвой, чем облегчают работу теребильного аппарата. Зажатая теребильными лапами свекла выравнивается по высоте головок корнеплодов пальчатым дисковым выравнивателем, затем подводится к дисковым ножам, которые и отрезают ботву.
Отрезанные корнеплоды подаются на элеватор и направляются в бункер или специальный очиститель-погрузчик. С очистителя они попадают на прутковый элеватор, а с него выгружаются в тракторную тележку, идущую рядом. Обрезанная ботва сбрасывается на другой элеватор и поступает в бункер.
Свеклоуборочный комбайн высвобождает большое количество рабочих; за рабочий день он убирает урожай с 3 га, а если его обслуживают опытные механизаторы, то с 4—5га. Свеклу из тракторной тележки выгружают на краю поля небольшими продолговатыми кучами, удобными для механизированной погрузки. Оставлять свеклу в поле долго нельзя: она быстро теряет сахаристость. Поэтому ее нужно собрать и увезти с поля. Погружают корнеплоды в автомашину или на тракторную тележку свеклопогрузчики (рис. 9). Свеклопогрузчик имеет питатель, боковые вилы для подачи корнеплодов к питателю, продольный элеватор и поперечный транспортер для подачи корнеплодов в автомашину. Свеклопогрузчик обслуживается трактористом и одним или двумя рабочими. Производительность его 30—40 т в час.
Хлопчатник занимает одно из ведущих мест среди технических сельскохозяйственных культур. Возделывание его и особенно уборка очень трудоемки. До недавнего времени хлопок убирали только вручную; теперь его стали убирать преимущественно хлопкоуборочными машинами.
Хлопкоуборочная машина (рис. 12) за один проход собирает хлопок с двух рядом расположенных рядков растений. Она состоит изкустоподъемников, двух уборочных аппаратов, двух вентиляторов, воздуховодов и бункера. Каждый уборочный аппарат состоит из четырех барабанов, по окружности которых расположены шпиндели. Все эти рабочие органы смонтированы на раме.
Хлопкоуборочная машина навешивается на трактор, а ее рабочие органы приводятся в движение от вала отбора мощности трактора.
Кустоподъемники поднимают пониклые кусты хлопчатника, зажимают нижнюю часть кус-
344
Рис. 11. Свеклоуборочный комбайн КС-3.
тов и направляют их в рабочую камеру уборочного аппарата. В камере кусты проходят через щель между вращающимися барабанами. Шпиндели барабанов, вращаясь, зубьями захватывают хлопок из раскрытых коробочек и наматывают его на себя. Затем барабаны отводят шпиндели от куста хлопчатника и подводят их к щеточным съемникам.
Съемники, вращаясь, снимают со шпинделей хлопок-сырец и сбрасывают его в приемные камеры. Из приемных камер хлопок по воздухопроводам вентиляторами подается в бункер машины.
Хлопок, который опал с кустов на землю, а также не снятый шпинделями барабана с низко расположенных коробочек, засасывается потоком воздуха через сопла подборщиков и по системе воздуховодов транспортируется в бункер. Оттуда хлопок выгружается в тракторную тележку и отвозится на заготовительные пункты.
Хлопкоуборочную машину обслуживает один человек. За день она собирает хлопок с 2,8 га и заменяет 20 сборщиков.
Рис. 12. Хлопкоуборочная машина ХВС-1,2.
345
Искра помогает сохранить урожай
Уборка подсолнечника — дело хлопотливое и трудное. Если ждать полного его созревания и косить сразу, за один проход комбайна можно слишком много потерять семян — этих маленьких кладовых ценнейшего масла. Если же уборку начинать раньше, недозревшие влажные семена потребуют длительной дорогой сушки.
Наши прадеды находили такой хитроумный выход. Перед уборкой они срезали наискосок верхушки стеблей и на них насаживали корзинки для дозревания и просушки в поле, на ветру и солнце. Лучшей «технологии» не придумаешь: потери семян незначительные, а масло получается отличное. Но как быть на больших площадях посевов подсолнечника?
Сотрудники Волгоградского сельскохозяйственного института предложили оригинальное решение проблемы. При уборке урожая они решили использовать электроискровые разряды. На специальные разрядные устройства агрегата, установленного на тракторе, на тысячные доли секунды подаются импульсы напряжением 80 — 100 тыс. вольт. Обработка стеблей проводится в 20 — 30 см от корзинки.
При этом на стеблях образуются темные пояски омертвевшей ткани, прерывается связь корзинки с остальными частями растения и она быстро подсушивается на воздухе. Условия уборки улучшаются, и она идет почти без потерь.
Стряхиватель плодов
Когда наступает пора сбора слив, орехов, вишен, черешен, абрикосов, миндаля, в садах появляются «механические уборщики» — стряхивающие машины «Стрела» (ВСО-25). Эту машину разработали советские инженеры и конструкторы.
К вибратору, установленному на тракторе и создающему 1000—1200 колебаний в минуту, прикреплена Штанга. Вторым концом она крепится
к фруктовому дереву, которое надо трясти. «Стрела» за час работы стряхивает плоды (в специальные уловители) с 25—30 деревьев. Использование «Стрелы» значительно повышает производительность труда. Так, например, при сборе слив она увеличивается в 5—8 раз по сравнению с уборкой вручную. «Стрела» навешивается на садовый трактор ДТ-20.
На площадку тока въехал самосвал. Шофер включил подъемный механизм, кузов наклонился, и на площадку потекло зерно. Но это еще не то зерно, ради которого трудились хлеборобы. Пока это зерновая масса, намолоченная комбайном. В ней обычно много различных примесей: кусочки соломы и зеленых растений, семена и соцветия сорняков или других культур, комочки земли.
Примеси, как правило, содержат много влаги, они очаги гниения и плесневения, и от них быстро портится зерно. Если же уборка проводится в неблагоприятных погодных условиях, зерно на ток поступает еще и влажное. А влажное зерно быстро согревается, становится затхлым и непригодным для хлебопечения. Бывает, что зерно и полностью портится.
Семенное зерно, если его не просушить, быстро теряет всхожесть и энергию прорастания, Поэтому на току зерно необходимо очистить от всех примесей, а влажное еще и просушить,
После очистки зерно сортируется, т. е. разделяется на фракции в зависимости от его назначения: для посева, помола, переработки на крупу и др.
Зерна культурных растений и примеси различаются размерами (шириной, длиной, толщиной), состоянием поверхности (шероховатые, гладкие), удельным весом, упругостью, весом, формой, аэродинамическими свойствами, т. е. по-разному движутся в струе воздуха.
Чаще всего зерновую массу разделяют по размерам частиц (рис. 1) и по аэродинамическим свойствам.
3 46
В зерноочистительных машинах есть решета с круглыми и продолговатыми отверстиями. Через решета с круглыми отверстиями могут пройти только такие зерна, ширина которых меньше диаметра отверстий решета (рис. 2), а через решета с продолговатыми отверстиями — зерна, толщина которых меньше ширины отверстий решета (рис. 3).
Подбирая решета, можно таким образом отобрать зерна нужной толщины и ширины.
Сложнее разделить зерна по длине. На обычных решетах это сделать нельзя, так как практически очень сложно расположить все зерна длинной осью параллельно поверхности решета. А при всех других расположениях зерен относительно поверхности решета через одно и то же отверстие могут пройти зерна самой различной длины.
Как же разделить на фракции зерна по длине? Это делается при помощи ячеистых (триерных) поверхностей (чаще всего цилиндрическими и дисковыми триерами). Ячейки на триерной поверхности (рис. 4) заполняют лишь те зерна, длина которых меньше диаметра ячейки; более длинные зерна остаются на поверхности. При наклоне ячеистой поверхности зерна, не уместившиеся в ячейках из-за своей большой длины, соскальзывают, а более короткие, лежащие в ячейках, удерживаются и выпадают лишь при более крутом наклоне. Пропущенная таким образом по триерной поверхности зерновая масса разделяется на две фракции, одна фракция — зерна более длинные, чем диаметр ячеек, и другая — зерна более короткие, чем диаметр ячеек.
Рис. 1. Размеры зерна: а —
толщина, б — ширина, в—
длина.
Рис. 2. Разделение зерен на решетах с круглыми отверстиями: а — зерна, ширина которых меньше диаметра отверстия, проходят сквозь решето; б — зерно, ширина которого больше диаметра отверстия, не проходит сквозь решето.
В сельском хозяйстве наиболее распространены цилиндрические триеры. Они имеют ячейки на внутренней поверхности цилиндров. Внутри цилиндра находится лоток, в него из ячеек триера выпадают зерна, длина которых меньше диаметра ячеек.
Разделение зерновой массы по аэродинамическим свойствам основано на различном со-
Рис. 3. Разделение зерен на решетах с продолговатыми отверстиями: а — зерна, толщина которых меньше ширины отверстия решета, проходят сквозь решето; б — зерно, толщина которого больше ширины отверстия, не проходит
сквозь решето.
Рис. 4. Разделение зерен триерной поверхностью: а — зерно, длина которого меньше диаметра ячейки, укладывается в ячейке; б — зерно, длина которого больше диаметра ячейки, не укладывается в ячейке.
347
Рис. 5. Вверху — электромагнитный барабан семеочистительной
машины. Внизу — схема работы электромагнитного барабана:
1 — лоток, подающий семена; 2 — латунный цилиндр; 3 —
электромагнит; 4 — разделяющий щиток.
противлении зерен и примесей движению воздуха. При продувании тонкого слоя зерновой массы воздушным потоком более легкие и летучие частицы относятся дальше, а более тяжелые падают ближе.
На скорость скольжения частиц по наклонной плоскости влияют форма частиц и состояние * их поверхности (бугорчатость, шероховатость). Поэтому, подбирая определенный угол наклона плоскости, можно добиться такого положения, когда зерна с более гладкой поверхностью будут скатываться с плоскости, а с более шероховатой — задерживаться или скатываться медленнее.
Зерна с шероховатой поверхностью хорошо покрываются мелким порошком, содержащим железо. Если их обработать таким порошком, а затем поместить в магнитное поле, то они притягиваются магнитом и извлекаются из общей зерновой массы. На рисунке 5 показан электромагнитный барабан, к которому притягиваются зерна, покрытые железистым порошком.
Сортируют зерна по удильному весу либо в потоке жидкости, либо на колеблющихся решетах, продуваемых снизу потоком воздуха. При определенной частоте колебаний и скорости воздушного потока происходит расслоение зерновой массы: зерна с большим удельным весом опускаются, а с меньшим —«всплывают».
Для очистки и сушки зерна на токах и складах применяются различные зерноочистительные машины, большинство из них передвижные. После обработки партии зерна или после окончания работы они легко перевозятся на другое место. Но есть и стационарные машины. Они укрепляются на фундаменте и передвигаться не могут.
К передвижным машинам относятся ворохоочиститель, зерноочистительная машина и барабанная зерносушилка.
Ворохоочиститель (рис. 6, 7) — самоходная ветро-решетная машина с устройством для механизированной загрузки зерновой массы и выгрузки очищенного зерна и отходов. Зерновую массу в ворохоочистителе захватывают скребки загрузочного транспортера и подают в приемную камеру машины. Из приемной камеры зерновая масса равномерно поступает в два вертикальных канала, имеющих прямоугольное сечение; в каналах под действием собственного веса зерна падают вниз. В каналах зерно встречается с сильной восходящей струей воздуха, отсасываемого вентилятором. В зависимости от вида очищаемого зерна скорость воздушного потока регулируется так, что полноценные зерна падают вниз, а неполноценные и все легкие примеси уносятся воздухом.
Зерновая масса, прошедшая очистку воздухом, попадает на решета. В машине ОВП-20 решета закреплены в двух решетных станах, совершающих колебательные движения. В каждом решетном стане устанавливается по 4 решета (но 2 решета в верхнем и нижнем ряду). Решета подбираются в зависимости от вида и степени засоренности очищаемого зерна. На решетах из зерновой массы выделяются и выносятся струей воздуха крупные и мелкие примеси, щуплые и дробленые зерна, а полноценное зерно выгружается скребковым транспортером.
В зерноочистительной машине, предназначенной для очистки и сортирования, зерно
348
Рис. 6. Схема работы
ворохоочистителя
ОВП-20.
Рис. 7. Ворохоочиститель ОВП-20.
349
Рис. 8. Барабанная зерносушилка СЗПБ-2,0.
Рис. 9. Общий вид зерноочистительного пункта: 1 — автомобилеподъемник; 2 — нория загрузочная; 3 — ворохоочиститель; 4 — триерный блок; 5 — нория чистого зерна; 6 — нория отходов; 7 — блок бункеров; 8 — пульт управления; 9— нория подачи чистого зерна к складу.
350
очищается воздушным потоком, решетами и триерными цилиндрами.
Сушат зерно, чаще всего продувая движущийся или неподвижный слой зерновой массы нагретым воздухом или смесью топочных газов с воздухом. Реже применяется сушка холодным воздухом.
Для сушки зерна широко применяется барабанная зерносушилка (рис. 8). Главный рабочий орган ее — горизонтальный барабан, разделенный продольными перегородками на шесть секторов. Внутри барабана вдоль секторов укреплены полочки-лопасти. Горячие топочные газы смешиваются в воздухопроводе с наружным воздухом и проходят внутри барабана, в который подается зерно. Полочки и перегородки вращающегося барабана поднимают и сбрасывают зерно. При каждом сбрасывании под влиянием воздушного потока зерно перемещается вдоль барабана. Смесь топочных газов с воздухом (теплоноситель), проходя через барабан, высушивает падающее и лежащее на полочках зерно. Высушенное зерно отводится в охладительный барабан, который устроен так же, как и сушильный.
Для сокращения затрат труда на послеуборочную обработку зерна из зерноочистительных, сушильных и погрузочно-разгрузочных машин составляют комплексные механизированные зерноочистительно-сушильные тока и пункты.
Автомобиль, доставивший зерно на зерноочистительный пункт, въезжает на платформу автомобилеподъемника (рис. 9). Он наклоняет автомобиль назад, и зерно через предварительно открытый задний борт ссыпается в приемную яму, откуда вертикальной норией (ковшовый ленточный элеватор) подается в ветрорешетные зерноочистительные машины. Очищенное зерно самотеком поступает в триерные блоки и оттуда по зернопроводам ссыпается в приемный ковш нории чистого зерна. Рядом с ней расположена нория отходов, имеющая две отдельные ленты с ковшами. К этой нории также самотеком ссыпаются соломистые и другие фуражные отходы. Нории загружают чистое зерно и отходы в соответствующие секции блока бункеров. Отсюда чистое и отсортированное зерно за несколько секунд ссыпается в кузов стоящей под бункером автомашины. Всеми машинами и оборудованием на зерноочистительном пункте управляет один машинист.
Создание на токах колхозов и совхозов зерноочистительных пунктов в несколько раз снижает затраты труда на очистке зерна по сравнению с очисткой его отдельными машинами, а высокая производительность таких пунктов позволяет своевременно очистить все собранное зерно.
МЕХАНИЗАЦИЯ НА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМАХ
Труд доярок, скотников, свинарок, пожалуй, один из самых тяжелых. Но неизбежно ли это? Ответ можно дать уже сейчас. Конечно, нет. С развитием социалистического сельского хозяйства ручные работы в животноводстве постепенно стали механизироваться, и современные механизированные и автоматизированные молочные фермы или птичники-автоматы более походят на лабораторию или производственный цех пищевого комбината, где работают в белых халатах.
Механизация и автоматизация неизмеримо облегчают труд животноводов, но в то же время требуют от животноводов больших знаний. Работники животноводческой фермы должны не только уметь обслуживать машины, налаживать и регулировать их работу, но и знать, как эти машины воздействуют на организм коров, свиней, кур и других животных. Они должны знать, как применять доильную машину, чтобы коровы отдавали молоко, как обрабатывать машиной корма, чтобы животные давали больше молока, мяса, яиц, шерсти, как регулировать освещение, температуру и влажность воздуха в телятниках, птичниках, свинарниках, чтобы животные лучше росли и не болели.
Вот почему работать на фермы должны идти образованные люди, молодежь, владеющая необходимыми знаниями.
Как же механизированы современные животноводческие фермы?
351
Рис. 1. Механическое доение.
На молочной ферме одна из главных машин — доильная (рис. 1). Ручное доение коров — работа очень трудоемкая. Например, чтобы надоить один литр молока, доярка должна сделать пальцами до 100 нажимов. Современные доильные машины полностью механизируют доение коров. Они работают по принципу отсасывания молока из вымени коров с помощью вакуума (разреженного воздуха), который создается специальным вакуум-насосом. Из такого вакуум-насоса, приводимого обычно в действие электродвигателем, трубопровода (вакуум-провода), через который отсасывается воздух из доильных аппаратов, и самих доильных аппаратов и состоит доильная машина.
Главная часть доильного аппарата — четыре доильных стакана. Они надеваются на соски вымени. Молоко доильными стаканами отсасывается в ведро, молочный бидон (они устанавливаются около коровы) или в стеклянный молокопровод. По молокопроводу молоко автоматически подается к фильтру для очистки (вместо фильтра иногда устанавливается центробежный молокоочиститель). Затем молоко поступает в охладитель и, наконец, в молочную цистерну.
Если нужно, молоко пропускают через пастеризатор или сепаратор. В пастеризаторе убиваются все вредные микробы, а в сепараторе отделяются сливки.
Коров доят в стойлах или в специальном помещении — доильном зале. Доильные залы в зависимости от того, как в них размещаются коровы, оборудуются различными доильными установками («елочка», «тандем», «карусельная»), Если коровы размещены под углом к проходу, в котором работает доярка, и с двух сторон от него, то это «елочка», если параллельно этому проходу — «тандем», а если на вращающейся платформе — это «карусель». При доении коров на пастбище используют передвижную доильную установку. При любой доильной установке могут применяться одни и те же доильные аппараты, фильтры, охладители и пастеризаторы молока.
Хороший организатор с пытливым умом сумеет выбрать наиболее эффективный способ механизации доения коров и полностью автоматизировать первичную обработку молока на ферме.
Современные доильные машины («Волга», «Майга», ДА-3М), если их правильно эксплуатировать и строго соблюдать технологическую дисциплину, повышают производительность труда доярок в 3 — 8 раз и не вызывают заболеваний коров.
Наибольшие практические результаты достигнуты в механизации водоснабжения животноводческих ферм. Вода из буровых или шахтных колодцев подается на фермы электронасосами или водоструйными установками; но
352
применяются и обычные центробежные насосы. Работа водокачек полностью автоматизирована, и колхозному или совхозному электрику нужно только раз в неделю проверить электронасосную установку, почистить контакты автоматической аппаратуры. Если есть водонапорная башня, автомат работает в зависимости от уровня воды в башне. Если башни нет, то на водокачке устанавливается небольшой воздушно-водяной бак.
Электронасос, подавая воду, сжимает в баке воздух, отчего давление повышается. Когда давление будет максимальным, автомат выключает электронасос. Когда же давление понижено до допустимого минимального уровня, автомат включает электронасос.
Для поения животных в скотных дворах и птичниках устанавливаются индивидуальные или групповые поилки. В холодное время при помощи специального устройства вода подогревается электричеством.
Для кормления животных применяются различные кормопритотовительные и кормораздаточные машины.
Для раздачи кормов служат ленточные, скребковые, шнековые транспортеры. При откорме птицы используют так называемые вибрационные и качающиеся транспортеры. На свинооткормочных фермах успешно работают пневматические, гидромеханические установки, самоходные электрические кормораздатчики (рис. 2). На молочных фермах применяют скребковые транспортеры и прицепные к трактору или самоходные кормораздатчики.
Рис. 2. Самоходный кормораздатчик.
На свиноводческих и птицеводческих фермах раздача кормов автоматизируется. Автоматы с часовым механизмом в определенное время, как говорят, по заданной программе, включают кормораздаточные устройства и после выдачи определенной кормовой нормы выключают их.
353
Успешно механизируется и подготовка кормов.
Ученые-зоотехники установили наиболее эффективные кормовые рационы для различных животных в зависимости от их продуктивности, способы обработки кормов и составления кормовых смесей. Промышленность изготовляет различные машины для дробления зерна и других сухих кормов, для измельчения грубых, влажных и зеленых кормов, мойки и измельчения картофеля и корнеплодов, приготовления травяной муки, различных кормовых смесей, комбикорма (рис. 3) и машины для тепловой обработки кормов — запаривания, дрожжевания, сушки.
В корм всем животным, и особенно молодняку и птице, обычно добавляют травяную муку, богатую витаминами и белком.
Рис. 3. Автоматический агрегат для приготовления комбикорма: 1 — блок бункеров для основных компонентов; 2 — приемный ковш загрузочного устройства с уловителем крупных примесей; 3— штурвал для направления загружаемого зерна в разные отсеки блока бункеров; 4 — дозаторы основных компонентов; 5 — дозатор минеральных кормов; 6 — молотковая дробилка; 7 — транспортер для подачи сена; 8 — циклон — аппарат для очистки воздуха от твердых частиц.
При обычной сушке травы на солнце витамины разрушаются. Листья и цветки, наиболее богатые белком и другими питательными веществами, высушиваются быстрее и при ворошении сена обламываются, превращаются в труху и во время перевозки теряются.
Поэтому теперь траву все чаще сушат в специальных машинах (барабанных и лотковых сушилках); так почти полностью сохраняются витамины, белок и другие вещества. Полученное таким образом сено затем измельчают и получают травяную муку.
Облегчает и улучшает условия труда на фермах механизация уборки навоза и помета. Эти работы, прежде наиболее грязные и трудоемкие, все более автоматизируются.
На свинооткормочных фермах в станках-логовах животных содержат на глубокой подстилке, она убирается только при смене откормочной группы свиней. В том месте, где кормят свиней, навоз периодически смывается струей воды в навозный транспортер, расположенный посредине помещения. Из свинарников поперечный транспортер подает навоз в подземный навозосборник, из которого он затем выгружается на тракторный прицеп, самосвал или пневматической установкой, работающей при помощи сжатого воздуха, подается на поля орошения. Пневматическая установка работает от часового механизма автоматически по заданной программе.
Навоз на фермах крупного рогатого скота убирают преимущественно скребковыми транспортерами. Они также подают навоз в подземный навозосборник, в тракторный прицеп или в вагонетку электрифицированной подвесной дороги. Наполненная вагонетка автоматически отправляется к навозохранилищу, где так же автоматически опрокидывается, и пустая возвращается к коровнику.
Практика показывает, что наиболее эффективна механизация всех основных производственных процессов на фермах. Механизация же отдельных процессов, даже самых трудоемких, например доения на молочных фермах, часто дает небольшой эффект, так как не позволяет перестроить весь технологический процесс производства молока или мяса и сократить обслуживающий персонал. Поэтому перед промышленностью стоит задача поставлять колхозам в совхозам полный комплект машин, позволяющих механизировать все производственные процессы на различных животноводческих фермах
354
Рис.4. Автоматизированные сбор, сортировка и упаковка яиц.
с разным количеством скота или птицы. Применение таких комплектов машин резко повышает производительность труда работников фермы и удешевляет продукцию.
Наиболее полно механизируются и автоматизируются птицефермы. Кроме раздачи кормов, поения птицы, уборки помета, там автоматически включается и выключается свет, вентиляция и отопление птичников, открываются и закрываются лазы, через которые птицы выходят на выгульные площадки.
Особое значение в птицеводстве имеет автоматизация сбора, сортировки и упаковки яиц (рис. 4). Яйца, снесенные курами в специальных гнездах, скатываются на ленту яйцесборочного транспортера и подаются им на яйцесортировочный стол. Здесь они сортируются по размерам или по весу и укладываются в специальную тару.
На современной автоматизированной птицеферме достаточно иметь только электромеханика и зоотехника-технолога-оператора. Первый налаживает, регулирует машины-автоматы и осуществляет технический уход за ними. Второй ведет зоотехническое наблюдение за птицей и составляет программы работы машин-автоматов.
Продуктивность животных и эффективность их кормления в значительной мере зависят от
условий, в которых они содержатся: температуры, чистоты и влажности воздуха в помещениях.
Наша промышленность выпускает разнообразное санитарно-техническое оборудование для вентиляции и обогрева животноводческих помещений — вентиляторы, паровые котлы, теплогенераторы и электрокалориферы для подогрева воздуха.
Для местного обогрева служат инфракрасные облучатели, брудера для цыплят, бактерицидные лампы с ультрафиолетовым излучением и др.
Дальнейшее развитие механизации, электрификации, автоматизации колхозного и совхозного животноводства позволит при наименьшей затрате труда создать обилие дешевых продуктов животноводства для населения и много сырья для промышленности. Полная механизация всех процессов ухода за животными приведет к высокой культуре производства, к организации его на промышленной основе при двухсменной работе животноводов с семичасовым рабочим днем.
Таким образом, благодаря механизации и автоматизации тяжелый труд скотников, доярок превращается в разновидность труда индустриального, исчезает различие между трудом колхозника и промышленного рабочего.
МАШИНЫ ПОМОГАЮТ ОСУШАТЬ И ОРОШАТЬ ПОЛЯ
В нашей стране есть немало пустынных, полупустынных и заболоченных земель. Советские люди превращают их в плодородные поля. Коренное улучшение земель с неблагоприятным для сельского хозяйства водным режимом называется мелиорацией.
В зависимости от природных условий тех или иных районов различают оросительную и осушительную мелиорацию. Задача оросительной мелиорации — восполнение недостатка влаги в почве, а осушительной — устранение из почвы избытка влаги.
Достигается это разными путями. Воду можно подавать по каналам из реки, озера или водохранилища. При этом вода сначала направляется в магистральный канал, самый крупный в системе. Отсюда она попадает в распределительные каналы и подается на поля. Таким способом орошают поля чаще всего. Воду можно вводить в почву и снизу, по трубам. Это подпочвенное орошение.
Для осушения заболоченных почв устраивают достаточно глубокие открытые каналы или отводят грунтовые воды с помощью дренажа. Дренаж состоит из расположенных на определенной глубине и на определенных расстояниях проходов в почве (дрен), в которые собираются избыточные воды. По дренам вода сбрасывается в отводящие каналы.
Таким образом, для орошения или осушения земель необходимо строительство каналов, насосных станций, плотин, дренажных систем. Это строительство связано с очень тяжелыми земляными, бетонными, монтажными и другими работами. В наше время все эти работы выполняют разнообразные машины. Они называются мелиоративными.
Чтобы подготовить земельный массив к освоению, нужно очистить его от деревьев, кустарника, камней. Машины для подготовительных работ, как правило, навесные или прицепные к мощным дизельным тракторам. Валят мелкий лес и срезают кустарники кусторезами, выкорчевывают пни, корни кустарника, убирают камни, остатки срезанной растительности корчевателями. В районах, где встречаются крупные валуны, применяются специальные камнеуборочные машины (рис. 1).
После очистки участка проводятся планировочные работы, т. е. выравнивание рельефа местности. Это делают грейдерами или специальными машинами-планировщиками. Они позволяют производить работу с большой точностью.
Рис. 1. Камнеуборочная машина.
356
Рис. 2. Одноковшовый экскаватор.
Землеройные работы при рытье водохранилищ, каналов и других сооружений чаще всего выполняют одноковшовыми экскаваторами (рис. 2). Основное их достоинство — универсальность.
Наша промышленность выпускает одноковшовые экскаваторы нескольких типов и разных размеров. Основной рабочий орган экскаватора — ковш , связанный со стрелой. Многие, наверно, видели, как работает эта машина. Ковш ритмично опускается, набирает грунт, поднимается на необходимую высоту, затем стрела поворачивается, относит ковш далеко в сторону, где из него и выгружается грунт.
В зависимости от вида выполняемых работ экскаваторы оборудуются по-разному: прямой лопатой и обратной. Экскаватор с прямой лопатой вынимает грунт, расположенный выше уровня опорной поверхности гусеничного хода, а экскаватор с обратной лопатой и драглайн (канатоскребковый экскаватор) — грунт, расположенный ниже уровня опоры машины. Экскаватор, оборудованный драглайном, — основной землеройный снаряд на гидромелиоративных работах. Благодаря удлиненной стреле и канатной подвеске ковша он может применяться на строительстве очень широких и глубоких каналов.
Рис. 3. Ковши для одноковшового экскаватора.
357
Рис. 4. Плужный канавокопатель.
Для рытья каналов в последние годы используются и другие машины. Так как на всем протяжении канала его профиль одинаков, инженеры изготовили машины, создающие готовое русло канала за один проход.
Простейшая из таких машин — плужный канавокопатель (рис. 4). Это высокопроизводительная машина. С ее помощью канал прокладывают намного быстрее, чем при использовании других землеройных машин, в том числе и одноковшовых экскаваторов. Однако для плужных канавокопателей нужен очень мощный тягач — в 100 и более лошадиных сил.
Это ограничивает возможность их применения. Практически плужные канавокопатели можно использовать лишь для прокладки небольших каналов.
На рисунке 5 показан фрезерный канавокопатель. Это канавокопатель с активным рабочим органом. Две вращающиеся фрезы с ножами, установленными под определенным углом, способны вырыть канал с гораздо меньшими энергетическими затратами, чем плужный канавокопатель.
Землеройные машины с фрезерными рабочими органами наиболее перспективны. Машиностроительные заводы нашей страны готовят к выпуску новые машины подобного типа.
Сооружением канала работа
мелиораторов не ограничивается. По мере действия канала русло его зарастает травой, водорослями и даже кустарниками. Они растут настолько бурно, что иногда уже через несколько месяцев после пуска канала в эксплуатацию количество подаваемой на поля воды уменьшается вдвое. Кроме того, канал засоряют ил, песок и другие наносы. Если не принять срочных мер, то к концу сезона канал не сможет пропускать воду. Поэтому на каналах постоянно работают машины —каналоочистители.
На рисунке 3 показано несколько типов специальных ковшей для одноковшовых экска-
Рис. 5. Фрезерный канавокопатель.
358
ваторов, работающих на очистке каналов. Если растительность и наносы удаляются из-под воды, в стенках ковшей делают отверстия. Для этого удобны и ковши, челюсти которых закрываются особым механизмом. Такие ковши называются грейферами.
Специально для очистки каналов предназначен многоковшовый экскаватор (рис. 6). Он снабжен цепью, на которой укреплены ковши. Особенность этого экскаватора состоит в том, что гусеницы его расположены по разные стороны канала, причем расстояние между гусеницами может изменяться. Такая конструкция позволяет очищать этой машиной каналы различной ширины.
Существует и другая машина для очистки каналов — фрезерный каналоочиститель. Рабочий орган у нее не ковш, а фреза. Фреза — это диск с лопастями, на которых укреплены ножи. Фреза не только срезает растительность и удаляет наносы, но и действует как метатель, выбрасывая грунт за пределы канала. Фрезерные каналоочистители обычно навешивают на тракторы. Рабочий орган навешивают сбоку, трактор движется по дамбе канала. Фреза, опущенная в канал, захватывает наносы и растительность и выбрасывает всю эту массу на бровку канала.
Для очистки применяются и землесосные установки, сухопутные и плавучие. Основной их агрегат — специальный центробежный насос — землесос. В отличие от обычных насосов, предназначенных для чистой воды, землесос может перекачивать пульпу — смесь воды с растительностью и грунтом.
Рис. 6. Многоковшовый экскаватор.
Рабочие колеса землесосов сконструированы так, чтобы через насос могли проходить большие куски грунта и даже сравнительно крупные камни. Землесосные установки снабжаются рыхлителями в виде вращающихся фрез, оборудованных ножами. Рыхлители устанавливаются в непосредственной близости от всасывающего патрубка землесоса.
В данной статье кратко рассказано только об основных мелиоративных машинах. Целая армия их идет сейчас в наступление на пустыню и болота. Без них невозможно было бы освоить Голодную степь в Средней Азии, осушить вековые болота Белорусского Полесья, выполнить все те грандиозные планы преобразования природы, о которых рассказано в статьях «Поля на месте болот», «Человек наступает на пустыню», «Орошаемое земледелие».
ЧТО ДАЕТ СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ
Бегут вдоль улицы села линии проводов. По ним в каждый дом, в клуб, школу, больницу, на животноводческую ферму, на тока приходит электричество — самая универсальная и удобная энергия, с которой не могут сравниться ни тепловая, ни механическая, ни какая-либо
иная. Электрическую энергию легко передавать на далекие расстояния, с ее помощью легко можно осуществить автоматизацию.
Сельскохозяйственное производство многоотраслевое, и ему нужны все виды энергии. В совхозе или колхозе, обеспеченном электро-
359
Рис. 1. Обогрев утят инфракрасными лучами.
энергией, сравнительно простыми средствами можно получить из нее световую, лучистую, тепловую, механическую или любую другую энергию.
На животноводческих фермах самые разнообразные электроустановки заменяют труд десятков людей. Одни подают воду на ферму и, если нужно, подогревают ее, другие готовят корма и раздают их животным, третьи убирают навоз.
А как облегчается труд доярок при использовании электрифицированных доильных аппаратов! Да и молоко получается более чистым.
С помощью электричества обогревают маленьких утят (рис. 1), цыплят и поросят, электрифицированные конвейеры собирают яйца, сортируют их и упаковывают, «электрические наседки» — инкубаторы выводят миллионы цыплят.
Раньше овец стригли вручную, ножницами. Это тяжелый труд. При электрострижке овец (рис. 2) шерсти снимают больше, лучшего качества (шерсть получается длиннее и ровнее) и работа выполняется быстрее. Более 80% овец в нашей стране стригут на электрифицированных стригальных пунктах в колхозах и совхозах.
Практика и технико-экономические расчеты показывают, что каждый киловатт-час электроэнергии, израсходованной на производственные нужды в животноводстве, экономит по сравнению с ручным трудом 1,5 человеко-часа работы и значительно снижает себестоимость продукции животноводства.
Нужно электричество и растениеводам, в первую очередь на молотильных и сушильных токах. Здесь зерно с помощью различных машин, работающих на электроэнергии, очищается и сортируется, а излишне влажное подсушивается.
С каждым годом у нас увеличивается площадь орошаемых земель. И здесь работает электричество: электрифицированные насосные станции подают воду на поля (рис. 3).
От электропривода работают станки и различные механизмы в ремонтных и механических мастерских, на пилорамах, мельницах.
В последнее время электричество стали применять в сельскохозяйственном производстве не только как источник энергии для работы различных машин и как источник тепла, но и как источник лучистой энергии — источник ультрафиолетового и инфракрасного облучения и обычного освещения.
Без электричества не вырастить и ранних овощей в теплицах и парниках (рис. 4).
Изменением продолжительности светового дня и состава светового потока улучшают обмен веществ в организме животных, что при тех же затратах корма увеличивает продуктивность животных. При продолжительном дне (12—16 часов в сутки) молодняк и птица быстрее растут, а если световой день укорочен до 6—8 часов, животные лучше откармливаются, накапливая жир.
Продлением светового дня в птичнике увеличивают яйценоскость кур в зимние и осенние месяцы.
Ультрафиолетовым облучением ускоряют обмен веществ в организме животных, а следовательно, рост и развитие молодняка (рис. 5). Все шире начинают применять ультрафиолетовые облучающие установки в борьбе с рахитом у молодняка животных и птиц.
360
Ультрафиолетовые установки с бактерицидными лампами помогают обеззараживать воздух в животноводческих помещениях, стерилизовать посуду и воду.
С помощью ультрафиолетовых лучей начинают определять качество сельскохозяйственных продуктов, а также обрабатывать семена различных культур перед посевом. Это повышает всхожесть и энергию прорастания семян.
Используют электричество и без преобразования в другой вид энергии. Так, токи высокой частоты применяют для сушки зерна, фруктов и др. Сушка зерна токами высокой частоты выгодно отличается от тепловой, так как нагрев получается более равномерный и быстрый. Высокочастотные вакуум-сушилки в сочетании с тепловыми в два раза ускоряют сушку фруктов, наполовину экономят топливо и улучшают качество продукта.
Электричеством пользуются все совхозы и почти все колхозы, многие миллионы жителей села. И трудно себе представить, что до Великой Октябрьской социалистической революции русский крестьянин не знал, что такое электричество.
Вдохновителем и организатором великого дела электрификации России был Владимир Ильич Ленин. Он обосновал главные идеи, задачи электрификации и определил направление ее развития. По его докладу сессия ВЦИК в феврале 1920 г. приняла решение о разработке плана восстановления и реконструкции
Рис. 2. Электрострижка овец.
народного хозяйства на базе электрификации, плана ГОЭЛРО.
Ленин видел в электрификации необходимое условие построения коммунизма. Обращаясь к молодежи — делегатам III Всероссийского съезда РКСМ 2 октября 1920 г., Владимир Ильич сказал:
«Мы знаем, что коммунистического общества нельзя построить, если не возродить промышленности и земледелия, причем надо возродить их не по-старому. Надо возродить их на современной, по последнему слову науки построенной, основе. Вы знаете, что этой основой является электричество, что только когда про-
Рис. 3. Электрифицированная насосная станция с дождеванием.
361
Рис. 4. Выращивание овощей при электрическом освещении.
изойдет электрификация всей страны, всех отраслей промышленности и земледелия, когда вы эту задачу освоите, только тогда вы для себя сможете построить то коммунистическое общество, которого не сможет построить старое поколение…»
Владимир Ильич живо интересовался практическим осуществлением сельской электрификации. Он присутствовал вместе с Надеждой Константиновной Крупской на открытии первой сельской электрической станции в подмосковной деревне Кашино. С особым интересом следил он за первыми опытами вспашки земли с помощью электрических агрегатов и лично присутствовал при их испытаниях на Бутырском хуторе под Москвой.
От первых «лампочек Ильича», с которыми шла в деревню новая жизнь, нас отделяют десятилетия грандиозного строительства. Страна покрылась сетью мощных электростанций; линии высоковольтных передач несут энергию во все уголки нашей Родины.
Партия и советский народ руководствуются гениальной формулой Ленина: «Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны».
Поэтому в Программе Коммунистической партии Советского Союза сказано: «Партия считает одной из важнейших задач быструю электрификацию сельского хозяйства».
Современный этап развития сельской электрификации характеризуется массовым внедрением электрических двигателей — их сейчас в сельском хозяйстве свыше двух миллионов. Это означает, что все больше сельскохозяйственных работ выполняется с помощью электричества. Теперь уже нередки случаи, когда в одном колхозе или совхозе работает 100—200 и более электродвигателей.
Все чаще электрическими установками управляют автоматы. Для вывода цыплят, утят и другой птицы широко применяются полностью автоматизированные инкубаторы. Чтобы получить максимальный выход цыплят, в инкубаторах автоматы поддерживают заданный режим температуры, влажности; так же автоматическим путем через каждые два часа поворачиваются лотки с яйцами.
В птичниках внедряются автоматические установки для искусственного продления светового дня. Они включают освещение осенью и зимой до рассвета, днем при пасмурной погоде и вечером, когда естественного света слишком мало.
Автоматическое управление также применяют при выращивании овощей в закрытом грунте. Разрабатываются приемы автоматического включения дождевальных установок в теплицах в зависимости от содержания влаги в почве и воздухе.
362
Автоматизация вентиляции в овоще- и плодохранилищах позволяет резко уменьшить потери сельскохозяйственных продуктов при их хранении.
Если основные и вспомогательные работы выполняются с помощью электроустановок, это значит, что осуществлена комплексная электромеханизация, а если электрические установки управляются не человеком, а аппаратами, это уже полная автоматизация.
Комплексная электромеханизация и полная автоматизация резко повышают производительность сельскохозяйственного труда, а главное, качественно его изменяют, приближают к труду индустриального рабочего.
В нашей стране созданы опытные птицеводческие фермы-автоматы с полной электромеханизацией всех работ. Это совершенно новый тип предприятий, производящих ценное мясо птиц и яйца. В них осуществлена комплексная автоматизация управления машинами и установками с помощью программных устройств без постоянного участия человека.
Как показывает опыт СССР и передовых зарубежных стран, на сельскохозяйственных предприятиях нового, индустриального типа сочетается поточное производство и комплексная электромеханизация. Это молочные и откормочные фермы, теплично-парниковые комбинаты, круглый год производящие овощи, автоматизированные инкубаторные станции, полностью автоматизированные пункты сушки, очистки, сортировки и хранения зерна, плодов, картофеля и овощей, комбинаты, перерабатывающие молоко, фрукты и т. д.
Применение электроэнергии в сельскохозяйственном производстве открывает широчайшие перспективы для создания изобилия продуктов питания и разнообразного сырья для промышленности.
А электрификация быта приближает уровень жизни сельского населения к городскому. Теперь уже никого не удивляет, что в доме колхозника или рабочего совхоза есть электрическая плитка, утюг, стиральная машина, радиоприемник, телевизор и т. д. В селах в первую очередь электрифицируются ясли, детские сады, амбулатории, поликлиники, бани, прачечные, хлебопекарни.
Рис. 5. Ультрафиолетовый облучатель в курятнике.
Так воплощаются в жизнь заветы Владимира Ильича. Но работы впереди еще много, в ней примете участие и вы, сегодняшние школьники. Это и к вам обращены замечательные слова Ленина, произнесенные на III Всероссийском съезде комсомола: «Вы прекрасно понимаете, что к электрификации неграмотные люди не подойдут, и мало тут одной простой грамотности. Здесь недостаточно понимать, что такое электричество: надо знать, как технически приложить его и к промышленности, и к земледелию, и к отдельным отраслям промышленности и земледелия. Надо научиться этому самим, надо научить этому все подрастающее трудящееся поколение».
КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
Для механизации сельского хозяйства наша промышленность производит много различных орудий и машин. Однако до последнего времени механизировались преимущественно отдельные, наиболее важные и трудоемкие процессы и операции: пахота, боронование, посев и уборка зерновых культур и некоторые другие, а многие процессы или совсем не механизировались, или механизировались недостаточно.
Получалось, например, так: скосят в колхозе или совхозе траву на сено машинами, а сгребают и скирдуют сено вручную. Это значительно удорожает сено и затягивает уборку. То же самое можно сказать о послеуборочной обработке зерна, об очистке и погрузке свеклы при уборке ее с поля, об уборке соломы, хлопка и т. д.
И вот к чему это приводит: на подготовку 1 га почвы (пахота, боронование), посев и уборку комбайнами зерновых культур затрачивается в среднем 0,87 человеко-дня, а на обработку полученного с 1 га урожая на полевом току без надлежащей механизации — 1,57 человеко-дня, т. е. в 1,8 раза больше. Уборка хлопка вручную поглощает 80% труда, затраченного на возделывание хлопчатника.
И еще пример. Совсем недавно много ручного труда затрачивалось на выращивание кукурузы. Машинами только обрабатывали почву под эту культуру, проводили сев и культивацию, а прорывали растения в рядках, пололи их (несколько раз) и убирали початки вручную. В результате люди трудились много, а производительность их труда была низкой и продукция оказывалась дорогой.
Необходимое повышение производительности труда в колхозах и совхозах и значительное
удешевление сельскохозяйственной продукции возможно только при механизации не отдельных, а всех технологических процессов сельскохозяйственного производства. Такая механизация называется комплексной.
Все изготовляемые для комплексной механизации машины увязываются друг с другом. Например, сеялки и сажалки делаются с учетом принятых способов и схем посева и посадки (ширина междурядий и др.), а машины для ухода за растениями (культивация и др.) — с учетом устройства сеялок и сажалок (ширина захвата и т. д.). Кроме этого, для комплексной механизации необходимо, чтобы машины и орудия были достаточно производительны, не требовали увеличения обслуживающего персонала в тот или иной сезон и обеспечивали нормальную и равномерную загрузку тракторов, двигателей и других источников энергии.
При разработке систем машин для комплексной механизации необходимо учитывать также сроки выполнения работ, урожай, расстояние, на которое совершаются перевозки, производительность на всех основных работах. Все это необходимо для обеспечения непрерывного потока в работе.
Хотя отечественная промышленность и выпускает машины для комплексной механизации, потребность в них еще полностью не удовлетворяется. Поэтому на практике часто применяют отдельные агрегаты, которые обеспечивают поточность в выполнении только некоторых работ. Например, зерновой комбайн срезает растения, обмолачивает колосья, очищает зерно и погружает его в автомашину. Здесь поток только при уборке зерна. Оборудованный же соломоизмельчителем и при со-
Рис.1. Схема поточной уборки зерна и соломы.
364
Рис. 2. Транспортер для выгрузки семенного картофеля из хранилища.
ответствующем наборе машин, этот же комбайн обеспечивает поточную уборку и зерна и соломы (рис. 1).
Условия для поточной работы создаются и при использовании кукурузоуборочного комбайна «Херсонец», когда он сбрасывает початки в прицепную тележку, а силосную массу в кузов автомобиля или прицеп трактора.
Так как промышленность пока еще полностью не обеспечивает сельскохозяйственное производство машинами, нужными для комплексной механизации, передовые механизаторы сами подбирают необходимые механизмы и имеющиеся машины, совершенствуют технологию работ и комплексно механизируют все процессы возделывания таких трудоемких культур, как картофель, сахарная свекла, кукуруза и хлопчатник. Такие механизаторы перестают быть только исполнителями определенных механизированных операций. Они полностью берут на себя выращивание и уборку сельскохозяйственных культур без применения ручного труда.
Так, созданное по инициативе механизатора Н. Ф. Мануковского (колхоз им. Кирова, Воронежская область) звено комплексной механизации вырастило и убрало кукурузу с площади 150 га, затратив на возделывание ее в три раза меньше труда, чем до комплексной механизации.
С минимальными затратами ручного труда выращивает картофель механизированное звено В. И. Кузнецова (Центральная машиноиспытательная станция, Московская область). Почву для посадки механизаторы пашут и боронуют стандартными орудиями и машинами. Семенной картофель они выгружают из хранилища транспортерами (рис. 2), а мешки с семенным картофелем грузят в прицеп трактора механическим загрузчиком (рис. 3), приводимым в действие от трактора. Таким же загрузчиком засыпаются семена в бункеры сажалок. Для этого каждый посадочный агрегат оборудован загрузчиком.
Сажает картофель звено навесными четырехрядными картофелесажалками (рис. 4). Одновременно с посадкой вносятся минеральные удобрения. Только их подготавливают и засыпают в банки картофелесажалок вручную. Все же остальные работы в звене механизированы.
После посадки картофеля поле боронуют сетчатыми боронами; для перевозки их изготовлена рама, которая используется вместо сцепки.
Первые междурядные обработки звено совмещает с боронованием и подкормкой минераль-
Рис. 3. Погрузка семенного картофеля загрузчиком; действующим от трактора.
365
Рис. 4. Посадка картофеля четырехрядной навесной сажалкой.
Рис. 5. Тракторный агрегат для одновременной культивации, боронования и внесения
удобрений (подкормки).
ными удобрениями; для этого используется агрегат, показанный на рисунке 5. Когда звено не имело сетчатых борон, в агрегат включались (навешивались) легкие зубовые бороны.
Окучивание картофеля и окучивание с подкормкой звено проводит с помощью того же агрегата, только с него снимаются бороны,
а культиватор вместо лап оборудуется окучниками.
Убирают картофель комбайнами. Из бункера комбайна картофель выгружается в тракторный прицеп или автосамосвал и доставляется к сортировальному пункту, где он проходит дополнительную очистку и разделяется на круп-
366
ный, средний и мелкий. Сортировальный пункт (рис. 6, 7) звено устраивает или на краю убираемого поля, или непосредственно у картофелехранилища. На сортировальном пункте у картофелехранилища крупные и средние клубни с помощью системы транспортеров закладываются в хранилище, а мелкие — в бурт.
В 1964 г. звено В. И. Кузнецова на площади 200 га вырастило и убрало по 201 ц картофеля с гектара. На производство одного центнера картофеля оно затратило всего 39 человеко-минут, что в несколько раз меньше времени, затрачиваемого немеханизированными бригадами и звеньями.
Благодаря комплексной механизации значительных успехов добилась бригада В. А. Тюпко, возделывающая хлопчатник. На производство одного центнера хлопка бригада затратила только 7,5 человеко-часа — значительно меньше, чем обычные бригады.
Большой эффект комплексная механизация дает не только в растениеводстве, но и в животноводстве — очень трудоемкой отрасли сельскохозяйственного производства.
Итак, комплексная механизация облегчает труд колхозников и рабочих совхозов, обеспечивает получение высоких урожаев при наименьших затратах труда на их выращивание
Рис. 6. Схема сортировального картофельного пункта, установленного у хранилища: 1 — автосамосвал; 2 — приемный бункер; 3 — сортировка; 4 — транспортер для мелкого картофеля; 5 — бурт; 6 — распределительный транспортер; 7 — съемник картофеля с подающего транспортера; 8 и 9 — подающие транспортеры; 10 — транспортер для примесей; 11 — картофелехранилище.
и уборку и значительно снижает себестоимость сельскохозяйственной продукции.
Для тех из вас, юные читатели, кто изберет для приложения своих сил и знаний сельскохозяйственное производство, здесь открыто широкое поле деятельности.
Рис. 7. Картофелесортировальный пункт КСП-15.
ТВОРЦЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ
АНДРЕЙ ТИМОФЕЕВИЧ БОЛОТОВ (1737—1833)
Андрей Тимофеевич Болотов — выдающийся русский ученый, основатель агрономической науки в России и талантливый писатель—родился в деревне Дворяниново, имении своего отца, небогатого тульского помещика.
Детство Андрея прошло отчасти в деревне, отчасти там, где находился полк, которым командовал его отец. Андрею тоже была уготована военная карьера. Десятилетним мальчиком, по обычаю того времени, он был записан в полк отца солдатом, чтобы к совершеннолетию получить офицерский чин. В 12 лет он потерял отца, а через два года — мать. Образование Болотов получил только у домашних учителей. Но главным источником знаний были для него книги. Благодаря огромному трудолюбию, упорству и любознательности Болотов стал одним из самых образованных людей своего времени.
368
В 1755 г. Болотов вступил в ряды действующей армии, участвовал в сражениях Семилетней войны. В 1762 г. Андрей Тимофеевич возвратился в Россию. В Петербурге при дворе он мог сделать карьеру, но, как он писал впоследствии, «имел случай видеть двор и все происходящее в нем, насмотрелся жизни знатных и больших бояр, насмотрелся до того, что получил к ней и ко всему виденному омерзение совершенное». Болотов вышел в отставку и уехал в свою. деревню. Здесь, стремясь принести наибольшую пользу народу, с увлечением занялся сельским хозяйством, научными изысканиями в области растениеводства, животноводства, широкой научно-просветительской деятельностью.
Больше 80 лет Болотов провел в деревне, но это не помешало ему, литератору и агроному, приобрести всероссийскую и даже мировую известность. Журналы и книги, которые он издавал вместе с известным просветителем Н. И. Новиковым, читала вся русская интеллигенция того времени.
Его перу принадлежит свыше 300 томов самых разнообразных сочинений, в том числе и интереснейшая автобиография «Жизнь и приключения Андрея Болотова, описанные им самим для своих потомков».
В научных исследованиях в области сельского хозяйства Болотов старался использовать и многовековой опыт русского крестьянина, и все достижения зарубежной науки. Он и сам проводил множество разнообразных опытов. В автобиографии он рассказал, как постоянно учился растениеводству у крестьян. Однажды, остановившись в селе Липецы близ Серпухова, «будучи до садов охотником, увидел… что все жители сего села были таковыми; не мог я довольно наговориться о том с хозяином двора, где мы ночевать остановились, и я наслышался от него о многом, до того мне неизвестном». Болотов разделял мнение крестьян, что барбарис из помещичьих садов заражает хлебные злаки ржавчиной. Только в конце XIX в. ученые убедились в правильности этих народных наблюдений. «Случилось мне однажды услышать о том, что какому-то человеку вздумалось нацеплять на яблони каменья… Всем это смешно было… не смеялся только я один». Поставив много опытов, Болотов убедился, что пригибание ветвей молодых яблонь значительно ускоряет переход их в пору плодоношения.
Болотов заложил основы учения о системах земледелия, севооборотах, правилах обработки почвы и посева культурных растений, о борьбе
с сорняками. Он стремился научно обосновать правила агрономии, создать учение о том, как и чем питаются растения. В то время большинство ученых считали, что растения питаются только одной водой, превращая ее во все другие вещества своего организма. Болотов опровергал эту теорию. «На разных почвах рост растений весьма неодинаков, хотя вода тех мест повсюду одинакового состояния»,— писал он.
Взгляды Болотова на корневое питание растений очень близко подходили к представлениям передовых ученых начала XIX в.
А. Т. Болотов.
Он считал, что в навозе и навозной жиже, в остатках растений и животных есть «плодоносная соль», которая повышает урожай. Однако «соленые частички», содержащиеся в них, становятся доступными растениям лишь после того, как навоз и органические остатки разложатся в процессе гниения.
Болотов высказывал правильные взгляды на участие воздуха и листьев в питании растений. Он писал, например, что нужно оставлять часть листьев на деревьях при пересадке, чтобы «листья … не меньше важные машины, как и самые коренья, могли по посадке тотчас продолжать свое прежнее действие и питать дерево таким же образом воздухом, как коренья питают его соком и влагою из земли».
Болотов был основателем учения об удобрении почв. Тогда не было еще минеральных удобрений, удобрениями могли служить лишь навоз, торф, ил, зола, известь. Почти 200 лет назад он писал о заколдованном круге, в который попадает агроном, не применяющий удоб-
369
рений: без них низки урожаи, при низких урожаях недостает кормов, нет возможности содержать много скота, хозяйство получает мало навоза, недостаток навоза и других удобрений ведет к падению урожайности. В связи с этим
Внешний вид и план дома А. Т. Болотова в Дворянинове (рисунок А. Т. Болотова) .
Болотов говорил о необходимости соблюдать определенные пропорции в развитии растениеводства и животноводства.
Во многих работах Болотова об «исправлении и удобрении земель» мы находим советы об использовании навоза, навозной жижи, о приготовлении компостов, использовании торфа, золы, извести и других удобрений.
Большой знаток плодоводства и цветоводства, Болотов учил, как закладывать сады, устраивать питомники плодовых деревьев, прививать деревья, ускорять вступление их в пору плодоношения и т. д. Он разработал способы пересадки больших деревьев. Выписывая семена со всех концов России и из-за границы, Андрей Тимофеевич собрал огромную коллекцию растений — настоящий ботанический сад. Знаток разнообразных сортов яблони и груши, он составил первое в мире руководство по определению сортов плодовых растений —«Помологию», в которой описал 601 сорт яблони и 39 сортов груши, сопроводив описания цветными рисунками.
Болотов основал научную фенологию — учение о смене сезонных явлений в природе. Он много лет проводил наблюдения над сроками распускания листьев, цветения, плодоношения и листопада у различных растений. Болотов заложил основы выведения новых сортов культурных растений путем гибридизации(скрещивания) и селекции (отбора). Он провел целый ряд опытов, выясняя законы оплодотворения у растений, раньше Найта1 и Дарвина установил, что от перекрестного опыления получается более жизнеспособное потомство, чем от самоопыления, изучил способы приспособления растений для перекрестного опыления (различные формы цветков, разновременность созревания тычинок и пестиков в обоеполых цветках), первый указал на роль насекомых в переносе пыльцы.
Много полезных статей написал Болотов и по лесоводству: о том, как правильно разводить, сажать лес, как за ним ухаживать и как его использовать.
Интересы этого замечательного человека не ограничивались сельским хозяйством. Он проводил физические опыты, лечил крестьян окрестных сел, много рисовал, писал стихи, философские сочинения, писал и ставил пьесы в своем домашнем театре.
В течение 52 лет Болотов вел наблюдения за погодой и развитием растений. Он очень любил работать с микроскопом — изучал строение растений, рассматривал кристаллы различных солей и т. п.
Несмотря на то что нас отделяет от Болотова свыше ста лет, его труды с интересом и пользой прочтет каждый, кто любит природу, занимается сельским хозяйством.
1 Известный английский ученый первой трети прошлого века.
370
ЖАН БАТИСТ БУССЕНГО (1802—1882)
В 20—30-х годах прошлого столетия в странах Южной Америки шла освободительная война против испанского владычества. К предводителю армии восставших, легендарному Симону Боливару, явился юноша с письмом от знаменитого ученого, исследователя Южной Америки Александра Гумбольдта. Гумбольдт рекомендовал его, Жана Батиста Буссенго, в качестве горного инженера. В то время Жану Буссенго было всего 20 лет. Окончив горную школу во французском городе Сент-Этьенне, юноша отправился за океан, в Южную Америку, чтобы изучать природу этой страны.
У Боливара не было должности горного инженера, и он предложил юноше чин офицера в своей армии. Шесть лет провел Буссенго в армии, боровшейся за независимость своего народа, и потом на всю жизнь остался убежденным демократом и республиканцем.
В Южной Америке Буссенго изучал залежи чилийской селитры, определял состав газов в кратерах вулканов, проводил немало других интересных и новых для того времени исследований. Вернувшись на родину, во Францию, уже известным ученым, Буссенго получил место профессора в г. Лионе, затем переехал в Париж, где преподавал в Высшей школе искусств и ремесел. Вскоре ученый был удостоен звания академика.
Жизнь Буссенго внешне текла теперь очень однообразно, но за этим внешним спокойствием скрывалась напряженнейшая работа мысли, повседневный подвиг ученого.
Буссенго был одним из создателей новой науки — агрономической химии, т. е. химии почв, растений и удобрений. Буссенго ввел в агрономию «весы», т. е. точные методы химического анализа растений, почв и удобрения в поле.
Кроме того, он внес важный вклад в физиологию растений — науку о жизненных процессах в растительных организмах. К. А. Тимирязев с гордостью называл себя учеником Буссенго и посвятил его памяти замечательный труд «Земледелие и физиология растений».
В 1870 г. Климент Аркадьевич слушал лекции Буссенго и оставил нам яркие воспоминания о нем. Тимирязев сообщает такую интересную деталь. Когда он попросил у Буссенго разрешения поработать в его лаборатории, тот отказал. Оказывается, его лаборатория была настолько мала, что в ней не было
места для лишнего человека. Однако Буссенго тут же пригласил Тимирязева прослушать курс его лекций и обещал осветить в них более подробно интересовавшие Тимирязева вопросы.
Во время лекций Буссенго и его ассистенты проделывали самые сложные опыты и тут же производили вычисления полученных результатов. Таким образом, перед слушателями проходил весь процесс доказательства научного положения.
С 1836 г. Буссенго в своих имениях в Эльзасе ставил полевые опыты, сопровождая их точными химическими анализами. Из его работ ученые-химики впервые узнали, что азот входит в состав организма не только животных, как тогда считали, но и растений.
Тщательно анализируя химический состав растений, Буссенго заинтересовался тем, как происходит обмен веществ, в частности азота, в их организме. Он установил, что с урожаем растений выносится азота из почвы больше, чем было его во внесенных удобрениях. Буссенго проводил анализы в пятипольном севообороте,
Ж. Б. Буссенго.
где пропашные культуры чередовались с зерновыми и бобовыми таким образом: пропашные, яровая пшеница, клевер, озимая пшеница, овес. Ученый пришел к выводу, что после зерновых культур количество азота в почве уменьшается, а после бобовых — увеличивается. Таким образом, злаки и другие культурные растения истощают запасы азота в почве, а бобовые культуры, например клевер, обогащают почву азотом.
371
Он высказал предположение, что бобовые берут часть азота из воздуха.
Благотворное действие навоза и других удобрений Буссенго объяснял тем, что с ними в почву вносится азот. Ученый еще в Южной Америке наблюдал, что бесплодные почвы пустыни, удобренные птичьим пометом (гуано), становились плодородными и приносили хорошие урожаи. Азот в гуано содержится в форме аммонийных солей.
Во взглядах на азотное питание растений Буссенго резко расходился с другим крупным химиком того времени Юстусом Либихом (см. стр. 373). Либих, не проведя соответствующих опытов, утверждал, что все растения получают азот из воздуха и что небольших количеств аммиака в воздухе достаточно, чтобы обеспечить потребность растений в азоте. Он советовал земледельцам не вывозить навоз на поля, что требует затраты сил и средств, а сжигать его и вносить в почву золу (при сжигании любого органического вещества азот в виде газообразных окислов улетучивается в атмосферу, в золе остаются только минеральные вещества).
Буссенго всегда подходил к растению как физиолог, пытаясь поставить специальный опыт и выведать ответ у самого растения. Для опровержения взглядов Либиха Буссенго проделал такой опыт. На одной делянке он вносил в почву навоз, а на другой — только золу от такого же количества навоза. Делянка с золой не дала хорошего урожая. Этим простым опытом было доказано, что Либих неправ.
Выводы Буссенго о значении азотных удобрений для растений были вскоре подтверждены на Ротамстедской опытной станции в Англии. Здесь ученые Лооз и Гильберт с 1842 г. стали систематически изучать роль удобрений в жизни растений. Ротамстедская станция существует до сих пор. Приезжающим на станцию в первую очередь показывают эти классические опыты, которые ведутся непрерывно уже свыше 120 лет.
Полевые опыты Буссенго положили начало опытному делу во всех странах мира. Сейчас в любой стране на многочисленных опытных станциях выводятся новые сорта растений, разрабатывается и проверяется новая агротехника, изучаются вопросы животноводства.
Буссенго проделал и первые точные опыты с кормлением животных, сопровождавшиеся точными химическими анализами. Эти опыты показали, что самые ценные корма те, которые наиболее богаты азотом.
Но самое большое значение для науки имели его исследования азотного питания растений.
Как усваивают растения азот? Вопрос этот так захватил Буссенго, что он в шестидесятых годах снова возвращается к нему. Он проделывает точнейшие опыты: выращивает растения на прокаленном толченом кирпиче в закрытом стеклянным колпаком пространстве, где нет и следа аммиака, и поливает их водой, лишенной азотных солей. В этих условиях выросли очень маленькие растения, ученый их назвал предельными. Предельные растения развивались за счет азота, имевшегося в семени. Анализы показали, что в каждом растении было такое же количество азота, как и в семени, из которого оно развилось. Другие же растения, которые получали азот в виде солей азотной кислоты или солей аммония, развивались нормально. На основании этих опытов ученый сделал окончательный вывод: зеленые растения не усваивают молекулярный азот атмосферы, а получают азот из почвы через свою корневую систему.
Это было верное решение. Только как же быть с бобовыми? Ведь еще в ранних своих опытах, поставленных в полевых условиях, Буссенго отметил, что бобовые усваивают часть азота из воздуха. Теперь же, уточняя в лаборатории постановку опыта, прокаливая почву или толченый кирпич, Буссенго уничтожал все бактерии, в том числе и клубеньковые, и бобовые культуры в его опытах не образовывали клубеньков и не могли усваивать азот из воздуха. Ученый распространил свой вывод и на бобовые растения. И это было ошибкой. Исправить ее помогли через тридцать с лишним лет немецкие ученые Гель-ригель и Вильфарт. К тому времени, после исследований Пастера, уже появилось новое учение о микробах — наука микробиология. Гельригель установил, что на корнях бобовых растений есть клубеньки, в которых находятся бактерии, усваивающие азот из воздуха и обогащающие почву азотом.
Изучая азотное питание растений, Буссенго фактически разработал новый вегетационный метод выращивания растений в специальных вазонах (горшочках) с почвой, песком и другими материалами. Этот метод и сейчас используется агрохимиками и физиологами растений, изучающими корневое питание растений.
Буссенго уделил много внимания и изучению процесса фотосинтеза, ряд его открытий в этой области не потерял своего значения и теперь.
ЮСТУС ЛИБИХ (1803—1873)
Юстус Либих — крупнейший немецкий химик, один из основателей агрономической химии. Он родился в Дармштадте (Германия). Его отец имел маленькую химическую лабораторию, готовил и продавал различные лаки и краски. Помогая отцу, сын заинтересовался химией. Выполняя поручения отца, Юстус охотно ходил к красильщику, аптекарю, мыловару и всюду старался узнать что-нибудь новое. Так, узнав у мыловара, как делают мыло, он дома сам приготовил туалетное мыло.
Однажды Юстус увидел на ярмарке странствующего химика, который получал из смеси уже знакомых мальчику веществ «гром и пламя». После этого он загорелся желанием делать химические опыты, а наставления к ним стал искать в книгах по химии.
В гимназии, куда он поступил учиться, главными предметами были латынь и греческий язык. Либих по ним не успевал. Когда директор гимназии спросил, кем же он собирается быть, если так плохо учится, Юстус ответил: «Я буду химиком».
Однажды во время урока греческого языка из ранца Юстуса с громом вырвалось пламя. Виновник неуместного взрыва был исключен из школы. Отец устроил его учеником к аптекарю. Однако и здесь страсть к опытам со взрывчатыми веществами привела к беде: взрывом сорвало часть крыши в чердачной комнате, где жил юноша. Аптекарь поспешил освободиться от такого беспокойного помощника, а Либих решил серьезно изучать химию.
Осенью 1820 г. он поступил в Боннский университет, а в следующем году перешел в университет города Эрлангена. Для совершенствования в химии Либих переехал в Париж, который был тогда центром химической науки. В Париже преподавание химии было поставлено именно так, как это нравилось Либиху — с демонстрацией химических опытов.
В Париже Либих написал свою первую статью. В ней говорилось о результатах исследований той самой гремучей кислоты, опыты с которой он начал еще в школьные годы. Эта работа принесла двадцатидвухлетнему ученому известность.
Возвратившись из Франции, Либих в 1824 г. стал профессором Гисенского университета. Он начал с организации химической лаборатории. В то время лабораторий в университетах не было и средств на их устройство не отпускали. Либих понимал, что без лаборатории нельзя плодотворно работать. Он сумел создать лабораторию в заброшенном помещении бывшей казармы и в течение многих лет пополнял ее оборудование из своих личных средств. 3а 28 лет Либих создал в Гисене крупнейший центр химических исследований, в который съезжались химики из всех стран мира. Ученики Либиха — Бухнер, Кекуле, Мерк, Копп, Жерар, из русских Воскресенский, Зинин, Соколов и др. стали известными учеными. Либих разработал методы количественного анализа в органической химии, впервые получил хлороформ, уксусный альдегид, выделил гиппуровую кислоту и множество других соединений.
Ю. Либих.
Всюду он стремился поставить химию на службу практике. Он предложил новый, безвредный способ серебрения зеркал, способ получения желтой кровяной соли и т. п. Особенно много сделал Либих для использования достижений химии в растениеводстве и животноводстве.
В тот период в Европе, особенно в странах с большой плотностью населения, все чаще стали слышаться жалобы земледельцев на истощение почвы.
С развитием капитализма и ростом городского населения резко возрос спрос на сельскохозяйственные продукты и сырье. Крестьяне стремились получать от своего хозяйства все больше продукции для продажи на городских
373
рынках. Однако они не знали, что в почву необходимо возвращать вещества, которые были взяты из нее растениями и оказались в составе зерна, мяса, молока, яиц, овощей и картофеля. А между тем земля с каждым урожаем теряла свое плодородие.
В 1840 г. Либих опубликовал свою книгу «Органическая химия в применении к земледелию и физиологии», сыгравшую огромную роль в агрономии. В ней Либих блестяще обобщил все накопленные к тому времени химические знания о закономерностях питания растений и изложил новую теорию минерального питания растений. К тому времени многие ученые — Павлов в России, Соссюр в Швейцарии, Дэви в Англии, Буссенго во Франции и Шпренгель в Германии — знали, что урожайность растений можно поднять с помощью селитры, «мочевой соли» (мочевины), золы, костной муки и гипса. Однако сельские хозяева и почти все агрономы до выхода в свет книги Либиха считали, что только навоз может служить удобрением. В то время господствовала неправильная гумусовая теория питания растений, утверждавшая, что растения питаются непосредственно перегноем — гумусом.
Либих на основе данных науки того времени сделал вывод, что углерод растения берут из углекислоты воздуха, а не из гумуса. Он доказал, что гумус нерастворим в воде и уже поэтому не может служить растениям пищей. Сравнивая действие на урожай одной весовой единицы костной муки и золы с действием одной весовой единицы навоза, Либих сделал вывод, что «урожаи полевых культур понижаются или повышаются в точной пропорции к уменьшению или увеличению количества минеральных веществ, вносимых с удобрениями».
Навоз, по мнению Либиха, удобряет поле потому, что при его разложении (минерализации) освобождаются аммиак, фосфорная и серная кислота, усваиваемые растениями. Но, собирая урожай, хозяйство, которое вывозит продукты на рынок, отнимает у почвы нужные растениям вещества в несравненно большем количестве, чем возвращает их почве вместе с навозом. Большая часть минеральных веществ корма животных идет на образование мяса, шерсти, молока и других продуктов. Эти продукты, так же как и пищевое зерно, клубни картофеля, корнеплоды сахарной свеклы, уходят из сельского хозяйства, а вместе с ними безвозвратно теряются и все содержащиеся в них вещества, взятые растениями из почвы.
При одном навозном удобрении поля ежегодно недополучают вещества, которые они отдают растениям. Поэтому Либих формулирует «закон возврата» в почву всех минеральных веществ, взятых растениями в процессе жизнедеятельности. Он пишет о необходимости вносить в почву наряду с навозом минеральные вещества, а тех хозяев, которые не заботятся о соблюдении «закона возврата», обвиняет в хищничестве, в разграблении плодородия почвы, в беспечности и равнодушии к благу потомства.
Карл Маркс высоко оценил «закон возврата»: «Выяснение отрицательной стороны современного земледелия, с точки зрения естествознания, представляет собой одну из бессмертных заслуг Либиха»,— писал он.
Либих призывал правительства и народы (европейских государств в особенности) послушать предостерегающий голос истории и науки, обратить должное внимание на признаки оскудения полей.
Крупные землевладельцы-помещики вначале обрушились на Либиха за то, что он «оскорбил» их обвинениями в разбойничьем отношении к почве, а затем попытались использовать «закон возврата» в свою пользу как доказательство неизбежности высоких цен на сельскохозяйственные продукты и землю. Для этого буржуазные экономисты выдумали ложный «закон убывающего плодородия», который сваливал на природу вину за бедность народа и за дороговизну жизни, В. И. Ленин писал, разоблачая этот лжезакон: «Маркс давно опроверг этот «закон», сваливающий вину на природу … тогда как на деле вина лежит в капиталистическом общественном устройстве ».
Большой заслугой Либиха было установление другого важнейшего закона земледелия —
Таким рисунком К. Л. Тимирязев пояснял «закон минимума» Ю. Либиха.
374
«закона минимума», или, как его позднее назвали, «закона ограничивающих факторов». Либих установил, что минеральные вещества и другие факторы урожайности: вода, свет, тепло и т. д. — все одинаково нужны и не могут заменить друг друга. При отсутствии или недостатке какого-либо фактора резко снижается урожай. К. А. Тимирязев в лекциях для крестьян и агрономов пояснял «закон минимума» таким образом: «Это — кадка, на отдельных звеньях которой написаны различные составные части пищи растения и общие условия его существования; звенья спилены на различной высоте, и понятно, что количество воды, которое может вместить эта кадка, зависит от уровня, соответствующего самому короткому звену. Так и в поле, очевидно, урожай зависит от того вещества или вообще условия, которого всего менее; напрасно стали бы мы увеличивать количество других, — высоту других звеньев,— большего урожая в нашу кадку-поле мы не вместим».
Поэтому необходимо давать растениям не только то условие, которое находится в минимуме, а все без исключения факторы питания и роста, учитывать их взаимодействие. Только создавая для растений оптимальные, т. е. наилучшие во всех отношениях, условия, растениевод обеспечит непрерывный рост урожайности.
Но иногда Либих делал и неправильные выводы. Так, он утверждал, не проделав необходимых опытов, что растения берут из воздуха не только углекислый газ, но и азот в виде аммиака. Отсюда он делал ошибочный вывод, что навоз ценен главным образом не как источник азота, а как источник фосфора и калия. Крупнейший французский агрохимик Буссенго критиковал Либиха за недоказанность многих его утверждений, за недостаток уважения к опыту (см. стр. 372).
После его остроумной критики Либих отказался от своей первоначальной точки зрения и согласился с тем, что навоз — источник азота, фосфора и калия.
Горячая пропаганда применения минеральных удобрений, которую Либих проводил в течение многих лет, уже при его жизни принесла благотворные плоды. С помощью минеральных удобрений оказалось возможным не только предотвратить дальнейшее истощение почвы, не только сохранить прежний уровень почвенного плодородия, но и повысить его. Тем самым были опровергнуты выдумки буржуазных экономистов о «законе убывающего плодородия». Минеральные удобрения помогли поднять урожайность в некоторых странах к началу XX в. вдвое против 1840 г., когда Либих выдвинул теорию минерального питания растений.
Наряду с основными законами сохранения почвенного плодородия Либих разработал основы научного подхода к питанию человека и кормлению животных. В этом также его большая заслуга.
ЛЮТЕР БЕРБАНК (1849—1926)
Лютер Бербанк, известный американский селекционер-дарвинист, родился в Честере, в семье фермера. Любовь к природе, которая была стимулом всей деятельности Бербанка, пробудилась у него с детства. Лютер рано потерял отца и был вынужден, получив только начальное образование, поступить рабочим на фабрику.
Когда Бербанку было двадцать лет, он прочитал книгу Ч. Дарвина «Прирученные животные и возделываемые растения». «С этого часа,— пишет Бербанк, — мир растений словно послал мне вызов испытать их способности, изучить характерные черты, создать новые свойства, новые идеалы, вывести такие растения, какие
хотелось и требовалось создать». Так он стал селекционером.
Бербанк начинает выращивать овощи и семена. Он разрабатывает способ получения ранней сахарной кукурузы, приступает к гибридизации фасоли, создает широко известный белоклубневый сорт картофеля Бербанк. Эти первые работы заронили мысль о том, что его призвание — создание пластичных, т. е. легко поддающихся воздействию человека, форм растений. Из таких пластичных форм селекционер создает сорта с нужными свойствами.
Бербанк решил, что работа пойдет успешнее в более южных краях, где сам климат будет помогать его замыслам. С десятью клубнями
3 75
своего картофеля молодой опытник в 1875 г. переезжает в Калифорнию, в деревушку Санта-Роса. Здесь жизнь не баловала молодого энтузиаста. Он испил до дна чашу житейских трудностей, полную горечи.
Как пишет Бербанк в своих автобиографических записках, он очутился почти без всяких средств далеко от дома и друзей и не видел никакой перспективы для осуществления своей мечты. Он испытал нелегкий труд батрака: поднимал неподатливую целину, был сезонным рабочим на уборке и молотьбе.
В 1876 г. Бербанк получил постоянную работу в одном из питомников Калифорнии. Жил в помещении над теплицей, днем работал с влажной землей, пока не заболел лихорадкой. Об этом времени он вспоминал как о самом мрачном в своей жизни.
Позже Бербанк нашел работу плотника и одновременно стал арендовать небольшой клочок земли (4 акра1 ), с тем чтобы размножить свой сорт картофеля. Постепенно жизнь налаживалась, вырученная небольшая сумма денег дала возможность приступить к закладке селекционного питомника.
Л. Бербанк.
Он начал заниматься размножением и селекцией сливы. В 1885 г. Бербанк приобретает в семи милях от Санта-Роса, в Себастополе, участок земли в 18 акров. С этого времени начался новый этап в жизни Бербанка — этап творчества, создания доселе невиданных форм растений.
Прежде чем перейти к рассказу о том, что
1 Акр — около 0,4 га.
сделал этот неутомимый человек в области селекции, необходимо кратко остановиться на его принципах и методах работы. В чем их сущность?
В противовес существовавшему в то время скептическому мнению, господствовавшему среди садоводов, что гибридизацией нельзя добиться коренной переделки растений, Бербанк видел в ней путь получения пластичных форм.
Он считал, что для успеха гибридизации необходимо подбирать родительские пары растения, которые произошли из разных, географически отдаленных районов. На собственном опыте Бербанк убедился в том, что скрещивание разных видов и родов — надежный путь для получения исходного материала, из которого можно создавать задуманные сорта растений.
Создавая свои многочисленные сорта плодовых, овощных, декоративных и кормовых культур, он, так же как и И. В. Мичурин, часто прибегал к методу воспитания гибридных сеянцев, т. е. выращивал их в определенных условиях, усиливая этим нужные качества.
И всегда он проводил строгий отбор. Нередко число сеянцев у него достигало миллиона, и почти все они безжалостно уничтожались, кроме нескольких избранников. Бербанк считал, что его опыты по искусственному отбору, проводившиеся на опытных участках, представляют собой наиболее веские доказательства правильности теории Дарвина о естественном отборе.
Все дальнейшее развитие селекционной науки, в частности работы современника Бербанка, нашего замечательного преобразователя природы И. В. Мичурина, показало правоту принципов и методов Лютера Бербанка. Здесь необходимо сказать, что работы Бербанка и Мичурина нельзя ни противопоставлять, ни отождествлять. Ученые шли разными путями к одной цели. Бербанк после скрещивания исходных растений для получения нужного потомства применял в основном отбор, а Мичурин — систему воспитания, которую он нередко применял к одному гибридному сеянцу.
К. А. Тимирязев высоко оценивал работу выдающегося американского селекционера. Одну из статей о нем он озаглавил «Рабочий-чудотворец». В этих двух словах выражена суть творчества Бербанка.
И. В. Мичурин писал, что Лютер Бербанк не был копиистом и чужеучкой, он вел работу своими, оригинальными способами. Глубокое изучение жизни растений дало ему возможность
376
улучшить ассортимент плодовых растений. Разводить готовое каждый может, а выводить новые сорта способен только человек, знающий пути эволюционной работы природы, дающие безостановочную смену форм живых организмов.
Что же сделал для людей, для науки рабочий-чудотворец? В этой статье нельзя даже перечислить всех сортов, выведенных Бербанком. Он автор многочисленных сортов плодовых, орехоплодных пород, декоративных растений, ягодных, овощных, полевых, кормовых и технических культур. Приведем отдельные примеры, иллюстрирующие характер и смысл его работы.
Бербанк создал около шестидесяти новых сортов сливы, отличающихся высокой урожайностью, крупными плодами и отличными вкусовыми качествами. Коронное его творение — бескосточковая слива. Он получил ее путем скрещивания французской мелкой несъедобной сливы, у которой слабо развита косточка, с лучшими собственными сортами. Полученный гибрид оправдал надежды Бербанка: семя лежало прямо в сочной вкусной мякоти плода без всякого панциря.
Бербанк вывел и совершенно новый вид плодового растения — межвидовой гибрид сливы и абрикоса. Он назвал его плумкот (по-английски «плум» — слива, «абрикот» — абрикос).
Одна из интереснейших работ селекционера — грецкий орех без скорлупы. Однако, чтобы спасти плоды его от птиц, пришлось снова переделать эту форму растения. В результате на плодах появилась тонкая скорлупа, защищающая их от птиц и в то же время легко снимающаяся.
В нашем представлении кактус всегда с колючками. Таким мы его видим во всех ботанических садах. Это важнейшее приспособление растения к жаркому засушливому климату. А что, если лишить его колючек? Ведь тогда кактус может стать выгодной кормовой культурой. Годы упорной работы — и появилось новое чудо: кактус без колючек!
Самое трудное — изменить запах у растения, придать цветкам или плодам нужный аромат. И здесь Бербанк справился с поставленной задачей.
Дикорастущий кактус с колючками и кактус без колючек, выведенный Бербанком.
Он создал, например, пахучий георгин, лук, у которого цветки имели запах магнолии, айву с ароматом ананаса.
Не менее удачно изменял селекционер окраску цветов. Им, например, создан синий мак, невиданный в природе.
Хорошо использовал в своей работе Бербанк явления гетерозиса (см. стр. 99) и карликовости. Он создатель быстро растущих ореховых деревьев-великанов и карликовых каштанов, плодоносящих на первом году жизни.
Вся жизнь этого замечательного сына американского народа говорит о силе человеческого разума, силе знания и таланта, преобразующих природу. Недаром его ненавидели служители церкви. В своих проповедях они яростно осуждали опыты Бербанка. Церковники доказывали, что он идет наперекор воле божьей: если бы такие новые формы были нужны, то творец сам позаботился бы об их создании. Борьба с церковниками отнимала у ученого много сил.
В 1925 г. начался позорный «обезьяний» процесс в Дайтоне (штат Теннесси). Учителя Скопса обвинили в том, что он преподавал своим ученикам дарвинизм. Бербанк смело выступил против мракобесов, защищая истину, науку. За это ученый был подвергнут ожесточенной травле, что ускорило его смерть. Бербанк похоронен в своем саду, в Санта-Роса.
Своими работами Лютер Бербанк внес большой вклад в развитие биологической науки и практической селекции.
377
ВАСИЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ ДОКУЧАЕВ (1846—190З)
Выдающийся русский ученый — минералог, географ и почвовед— Василий Васильевич Докучаев родился в селе Милюкове на Смоленщине. Окончив физико-математический факультет Петербургского университета, Докучаев занялся изучением причин обмеления рек в бассейнах Днепра и Западной Двины.
Молодой ученый впервые связал это явление с вырубкой лесов, особенно на водоразделах. Там, где нет леса, талые воды плохо впитываются землей, бурные потоки весной смывают почву и образуют овраги, а летом воды под почвой движутся слабо. Леса уменьшают
В. В. Докучаев.
поверхностный сток воды, она глубоко проникает в почву, а потом медленно передвигается по естественному уклону и выходит на поверхность, образуя ключи, которые питают реки. Так леса регулируют водный режим страны. Они не только предотвращают обмеление судоходных рек, но и охраняют почвенный покров от разрушения бурными потоками, препятствуют смыву мельчайших почвенных частиц в реки и моря. Эти частицы, так называемый ил,— основа плодородия почвы. В то же время ил и песок, уносимые водой, заносят русла рек, вызывая обмеление их, реки становятся несу-
доходными. Стране наносится двойной ущерб, если не охраняются леса на водоразделах.
Это открытие Докучаева имело огромное научное и практическое значение. Но прошло много лет, прежде чем оно было по достоинству оценено. Теперь во многих странах, в том числе в СССР, искусственно насаждают водоохранные леса.
В 1874 г. Василий Васильевич начал преподавать минералогию и геологию в Институте гражданских инженеров в Петербурге. Но все более и более привлекала его проблема исследования почвы.
Что такое почва, как она образовалась, какие ее свойства наиболее важны для земледелия, почему почвы неодинаковы не только в разных частях страны, но даже и в пределах одного хозяйства, а то и в границах одного поля? Эти вопросы давно интересовали ученых, однако на них никто не смог дать правильных ответов. В то время господствовало неверное представление о происхождении почвы: ее считали геологическим образованием, своеобразной горной породой. Против этого утверждения выступал еще отец русской науки М. В. Ломоносов. Он писал, что чернозем не первозданная порода и не существует извечно, а образовался с течением времени при гниении тел растений и животных. Но правильная гипотеза М. В. Ломоносова не получила поддержки и развития до тех пор, пока тонкий наблюдатель природы и талантливый исследователь ее тайн Докучаев не вскрыл подлинных законов почвообразования и не объяснил, почему в различных условиях возникают неодинаковые почвы.
В 1877—1878 гг. ученый руководил экспедициями по изучению черноземов России, организованными на средства Вольного экономического общества. Экспедиции прошли от северных границ черноземных почв до Крыма и предгорий Кавказа, охватив территорию более 90 млн. га. Эти экспедиции дали Василию Васильевичу богатый материал. В 1883 г. Докучаев опубликовал книгу «Русский чернозем», в которой, обобщив многолетние размышления и опираясь на собранные факты, обосновал свою теорию происхождения почв. Вскоре она получила всеобщее признание и у нас в стране, и за рубежом, а год выхода в свет его книги принято считать началом научного почвоведения. Русские слова: подзол,
378
Полезащитная лесная полоса в Каменной степи, посаженная В. В. Докучаевым.
чернозем, солонец и др.— сделались международными.
В чем же состоит теория почвообразования, выдвинутая Докучаевым? Он доказал, что распределение почв на территории нашей страны и на всем земном шаре не случайно, а закономерно. И зависит оно в основном от особенностей климата, т. е. характерной для определенной местности комбинации режимов тепла и влаги. От климатических условий зависит развитие животных и растений, которые влияют на образование почвы. В этом резкое отличие почв от «мертвых» горных пород.
Но не только климат, растительный и животный мир влияют на формирование почвы. Ведь всякая почва возникает на какой-то горной породе, которую принято называть материнской. Свойства материнской породы не могут не влиять на особенности почвы. Так, образующиеся на песчаной материнской породе легкие почвы резко отличаются от почв тяжелых, образующихся на глинистых породах. Поэтому свойства материнской породы Докучаев отнес к числу важнейших факторов почвообразования.
Он обратил внимание и на роль рельефа местности и ее высоты над уровнем моря, от которых зависит и разнообразие климата, и видовой состав, численность, интенсивность развития
растении и животных, и движение воды, и перемещение продуктов выветривания горных пород.
И, наконец, свойства почвы, как установил Докучаев, зависят от геологического возраста страны и возраста самой почвы.
Экспедиционные работы Докучаева и его последователей почвоведов блестяще подтвердили эту теорию. С 1882 по 1887 г. Василий Васильевич изучал почвы Нижегородской губернии. Материалы этой экспедиции были изданы в 14 томах и послужили не только руководством для агрономов и почвоведов губернии, но и методическим пособием для дальнейшего изучения почв нашей страны. Позже такие же исследования Докучаев и его ученики провели в Полтавской губернии.
Докучаев открыл, что типы почв располагаются зонами, поясами, соответствующими зонам определенного климата и растительности. Если природные зоны, отличающиеся климатом, почвами, растительностью и животным миром, последовательно сменяют друг друга при движении с севера на юг — это горизонтальная зональность. На примере Кавказа ученый установил, что в горных областях наблюдается вертикальная зональность в расположении почв, потому что там климат, а следовательно, растительность и почвы сменяются по мере подъема от подошвы горы к ее вершине.
379
Поднимаясь в гору, мы как бы совершаем переход с юга на север и от чернозема степи скоро приходим к почве тундры. (Подробнее о почвенных зонах вы прочтете на стр. 36.)
Открытие Докучаева имеет большое значение для организации рационального использования земель в сельском хозяйстве и лесоводстве, для правильного размещения возделываемых культур и выбора наиболее выгодных систем земледелия.
Чтобы готовить ученых-почвоведов, Докучаев с большой настойчивостью добивался учреждения кафедр почвоведения в университетах и сельскохозяйственных институтах. В царской России чиновничество, от которого зависело решение этого вопроса, страшно боялось всего нового в науке и жизни. Все же еще при жизни Василия Васильевича такие кафедры возникли в Петербургском университете, где он в течение четверти века преподавал минералогию и геологию, и в Ново-Александрийском сельскохозяйственном институте, которым он одно время руководил (ныне Харьковский сельскохозяйственный институт имени В. В. Докучаева).
Ученый жил интересами своей родины. Когда в 1891 г. страну постигло бедствие из-за необычайно сильной засухи и последовавшего за ней страшного голода, он выступил с глубоко обоснованным предложением создать полезащитные лесонасаждения в степной части государства. В 1892 г. вышла книга Докучаева «Наши степи прежде и теперь». В ней была раз-
вита теория посадки лесных полос на полях. Эти полосы зимой задерживают снег на полях, что усиливает накопление в почве влаги. Летом они ослабляют силу горячего ветра. Под их защитой посевы растут лучше. Для проверки лесные полосы были посажены в Каменной степи Воронежской губернии. Каменностепная опытная станция реорганизована сейчас в Институт земледелия центрально-черноземной полосы имени В. В. Докучаева. В очень засушливом 1946 году роль этих полос проявилась наглядно: Каменностепная опытная станция собрала хороший урожай, а в окружающих хозяйствах, не имевших полезащитных лесных полос, посевы погибли. Теперь лесные полосы посадили многие колхозы и совхозы. Конечно, они не заменяют основного способа борьбы с засухой — орошения. Но Советский Союз велик, и мы должны правильно использовать и орошение, и лесоразведение,
С большим трудом Докучаеву удалось добиться организации бюро по почвоведению при департаменте земледелия, где сосредоточилось руководство изучением почв страны. После Великой Октябрьской социалистической революции это бюро было преобразовано в Почвенный институт имени В. В. Докучаева (в Москве) и Почвенный музей (в Ленинграде).
Из научной школы Василия Васильевича Докучаева вышло много академиков и десятки профессоров, развивших его идеи и прославивших достижения русского почвоведения во всем мире.
ПАВЕЛ АНДРЕЕВИЧ КОСТЫЧЕВ (1845—1895)
Павел Андреевич Костычев — выдающийся русский ученый, один из основоположников современного почвоведения. Родился он в Москве в семье крепостного крестьянина. Детство его прошло в деревне Карнаухове Тамбовской губернии.
Двенадцати лет Павел поступил в уездное училище в г. Шацке. Еще в деревне он научился грамоте и поэтому хорошо сдал вступительные экзамены. В свидетельстве, которое было выдано ему по окончании училища, сказано, что он имел отличные успехи по всем предметам, которые преподавались в училище.
В то время Костычеву было 15 лет. Помещик майор Петров, которому принадлежали крепостные крестьяне деревни Карнаухово, отпустил его на волю и весной 1861 г. помог поступить в Московскую земледельческую школу. Эта школа готовила агрономов, которые становились обычно управляющими в помещичьих имениях. В школе было пять классов, но юноша при поступлении обнаружил такие знания, что был сразу принят в III класс.
Школа помещалась на Смоленском бульваре в трехэтажном здании, которое сохранилось до сих пор. Преподавали в школе выдающиеся педагоги-агрономы, которые давали своим ученикам хорошие знания по сельскому хозяйству и естествознанию. Летом ученики работали в учебном хозяйстве на Бутырском хуторе, под
380
Москвой, где ставились и агрономические опыты. Через три года Костычев блестяще сдал выпускные экзамены и остался при школе учителем-репетитором.
Вскоре Павел Андреевич переехал в Петербург, где устроился в Земледельческий институт вольнослушателем, а затем, сдав экзамены за курс полной общеобразовательной школы (гимназии), стал студентом этого института.
Здесь Костычев встретился с выдающимся профессором химии и агрономом Александром Николаевичем Энгельгардтом, работы которого высоко ценили К. Маркс и В. И. Ленин. Энгельгардт организовал при Земледельческом институте хорошую по тому времени химическую лабораторию. Студент Костычев стал работать в ней лаборантом.
Энгельгардт сыграл важную роль в формировании научных и общественных взглядов молодого Костычева. Этот крупный ученый был горячим сторонником взглядов Юстуса Либиха — одного из основателей современной агрономической химии и крупнейшего химика-органика, инициатора производства и применения минеральных удобрений (см. стр. 373). И Костычев знакомится с работами Либиха.
Энгельгардт одним из первых пропагандировал применение фосфоритной муки, т. е. тонкоразмолотых фосфоритов, в качестве удобрения. Костычев помогал ему, он делал анализы фосфоритов, определяя содержание в них фосфора.
Костычев разделял и прогрессивные общественно-политические взгляды своего учителя. В 1870 г. Энгельгардт был арестован и посажен в Петропавловскую крепость. После ареста Энгельгардта Костычев как «политически неблагонадежный» сотрудник арестованного вынужден был уйти из Земледельческого института. К тому времени он уже закончил курс обучения.
Костычев работает химиком на заводе, затем в лаборатории министерства финансов пробирером, т. е. лаборантом, и проверяет содержание золота и серебра в монетах и различных изделиях. Работая в лаборатории, Павел Андреевич не порывал связи с агрономической наукой и по возможности печатал статьи в журналах, переводил сельскохозяйственную литературу с иностранных языков.
Через 6 лет Костычеву удалось вернуться в Земледельческий (позже Лесной) институт на должность преподавателя растениеводства. Здесь он организует химическую станцию для анализа сельскохозяйственных продуктов.
Постепенно у Костычева завязываются связи с департаментом земледелия министерства земледелия и государственных имуществ. По его поручению Костычев проводит ряд обследований в черноземных районах. Это дало Павлу Андреевичу возможность собрать богатейший материал, который лег в основу его учения о происхождении черноземов, их обработке и удобрении. В институте Костычев начинает читать курс почвоведения.
В 1894 г. Костычев, в то время уже известный ученый, был назначен директором департамента земледелия.
П. А. Костычев.
На этой должности Павел Андреевич пробыл недолго, через год он скончался. Костычев успел организовать три государственные сельскохозяйственные опытные станции: Энгельгардтовскую в Смоленской губернии, Шатиловскую в Орловской и Валуйскую в Самарской губернии.
В историю русской агрономической науки Павел Андреевич Костычев вошел не только как блестящий педагог и организатор, но и как выдающийся ученый-почвовед.
Один из основоположников почвоведения Н. М. Сибирцев писал, что исследования Костычева создали ему громадную, почетную и авторитетную известность и в России, и за границей. «Изучать явления от начала до конца, от корня до последних разветвлений, не оставить без рассмотрения ни одной детали, исследовать шаг за шагом все нити и изгибы вопроса, всюду применяя строго выдержанные методы меры и веса» — вот что, по мнению Сибирцева, обеспечивало успех научных работ Костычева.
Костычев создал учение о происхождении и изменении почв. Он установил, что образо-
381
вание почв — биологический процесс, связанный с развитием растительности. От особенностей происхождения почвы зависят ее свойства, существенные для жизни растений. В свою очередь растения влияют на процессы почвообразования.
Замечательная работа Костычева «Почвы Черноземной области России, их происхождение, состав и свойства» появилась в 1886 г. В ней Костычев развивал учение об образовании черноземов.
На основании тщательных исследований ученый пришел к выводу, что перегной черноземов образовался путем разложения в почве остатков корней степных растений под действием микроорганизмов.
Это открытие позволяет назвать Костычева первым русским агромикробиологом. Он установил решающее значение низших организмов при разложении в почве органического вещества.
Большое внимание ученый уделил значению структуры почвы. Структура почвы нужна для регулирования почвенной влажности и обогащения почвы питательными веществами. «Всего лучше, когда почва будет иметь зернистое мелкокомковатое строение, тогда вода проходит, не застаиваясь, в более глубокие слои, так что после дождя промокает на всю глубину, высыхание почвы в таком состоянии происходит медленно, так что растения долго не страдают от засухи. В мелкокомковатой почве всегда есть достаточно воздуха для дыхания корней и прорастающих семян, но в то же время не бывает больших пустот, так что семена и корни всегда соприкасаются с землей… Необходимо, однако, чтобы почва не только обладала известным строением, но чтобы, кроме того, строение это было бы прочно, т. е. чтобы его не легко было уничтожить». Костычев предложил ряд агротехнических приемов, способствующих сохранению структуры почвы. В агротехнике до сих пор господствует развитое им учение.
«При возделывании сельскохозяйственных растений уже давно замечено было, что всякие почвы, с которых получаются урожаи в течение более или менее долгого ряда лет, истощаются, т. е. начинают приносить все меньшие и меньшие урожаи»,— писал ученый. Отсюда он делает вывод о необходимости применять удобрения даже на плодородных черноземах, хотя в то время господствовало противоположное мнение. На черноземных почвах Костычев рекомендовал применять навоз и суперфосфат.
Популяризации применения удобрений Костычев уделил много внимания и энергии.
Он был предшественником отечественной агрономической химии, вопросы которой были подробно разработаны Д. Н. Прянишниковым и другими учеными.
Научные теории Костычева и опыты по разложению органического вещества почвы уже при его жизни вошли в русские и иностранные учебники агрономической химии и почвоведения и во многом сохранили свою ценность до сих пор. На учебниках Костычева выросло поколение русских агрономов, почвоведов и агрохимиков.
Костычев был блестящим популяризатором агрохимической науки. Изумляет огромная работоспособность и продуктивность Костычева-литератора. Он написал много руководств, брошюр и статей.
Агрономическая культура нашей страны многим обязана Павлу Андреевичу Костычеву.
ВАСИЛИЙ РОБЕРТОВИЧ ВИЛЬЯМС (1863 — 1939)
Вот еще одно имя из славной плеяды выдающихся ученых — биологов, почвоведов и агрономов, которых дала науке наша родина.
Василий Робертович родился в Москве. Отец его, Роберт Васильевич Вильямс, был потомком индейцев, коренных жителей Америки. У себя на родине ему удалось получить хорошее образование и стать инженером. Но работать по специальности инженеру туземного происхождения было трудно, к нему относились с презрением. Роберт Васильевич так и не нашел себе места на земле своих отцов и в 1854 г. приехал из США в Россию, которая стала его второй родиной. Он участвовал в постройке первой в России Николаевской (ныне Октябрьской) железной дороги.
Мать Василия Робертовича, Елена Федоровна, была из крепостных крестьян. Энергичная и умная, она уделяла много внимания воспитанию семерых детей. Мальчик сначала учил-
382
ся дома с помощью отца и приходящих учителей. Он овладел английским, французским и немецким языками, получил хорошие знания по математике и естествознанию.
Шестнадцати лет В. Р. Вильямс поступил в четвертый класс славившегося тогда в Москве реального училища. Здесь у него сложился тот пытливый интерес к естествознанию, который определил его дальнейший жизненный путь. Особенно интересовали его ботаника, химия и физика, горные породы и мир насекомых.
В. Р. Вильямс.
Он неутомимо собирает коллекции и гербарии и превращает квартиру в своего рода музей природы, организовывает в училище химическую лабораторию.
Училище окончено с отличием. Василий Робертович осенью того же, 1883 года поступает в Петровскую земледельческую и лесную академию. «Здесь,— писал ее воспитанник В. Г. Короленко,— наука, трактующая вопросы земли — самые жизненные интересы страны и народа,— устроилась в прелестнейшем уголке среди парков, рощ, прудов и полей, достаточно далеко от столицы для того, чтобы городская сутолока не врывалась сюда своим назойливым шумом и суетой, но и достаточно близко, чтобы кипучие интересы умственного центра могли находить здесь отклик и непосредственное живое участие».
В Петровской академии преподавали тогда замечательные ученые — И. А. Стебут,
К. А. Тимирязев, Г. Г. Густавсон, А. А. Фадеев и др., создавшие новые научные теории в области агрономии. Они прекрасно обучали и воспитывали молодежь.
Студент третьего курса В. Р. Вильямс стал работать ассистентом у профессора А. А. Фадеева, талантливого ученого, преподававшего почвоведение и земледелие. Этой области естественных наук на всю жизнь отдал Василий Робертович ум и сердце.
В 1887 г. он отлично закончил полный курс учебы в академии и по решению ученого совета получил заграничную командировку (во Францию и Германию) на три года для углубления полученных знаний и подготовки к научной деятельности.
Вернувшись на родину, В. Р. Вильямс начал преподавать в академии основы почвоведения, земледелия и сельскохозяйственного машиноведения.
С этих пор до конца своей жизни, более полувека, Василий Робертович преподавал в Тимирязевской сельскохозяйственной академии.
Вильямс был выдающимся лектором. Его лекции, глубоко содержательные, блестящие по логике мысли и форме изложения, студенты всегда встречали с восторгом. Они любили Василия Робертовича и за его отзывчивость, постоянную заботу и внимание, которые он уделял своим питомцам.
С Тимирязевской академией связана и разнообразная научная деятельность этого крупного ученого.
Титаническое трудолюбие, умение организовать свое рабочее место и заранее обдумать весь ход предстоящего исследования, неутомимая страсть к познанию — эти качества, выработанные еще в юношеские годы, помогли Василию Робертовичу сделать важнейшие научные открытия в области биологии, почвоведения и земледелия.
Вильямс был крупнейшим знатоком растений лугов, речных пойм и беспредельных полей России. Он создал редчайший биологический гербарий, отличавшийся полнотой и тщательностью подбора экземпляров растений. Этот гербарий служил прекрасным наглядным пособием при чтении лекций по почвоведению и луговодству.
Василий Робертович собрал и уникальную коллекцию образцов всех видов почв нашей страны. Позже на основе этой коллекции и ботанического гербария был создан Почвенно-агрономический музей, который носит имя Вильямса.
383
Ученый исследовал биологические особенности злаковых и бобовых трав, их взаимодействие с почвой и атмосферой. При этом он в совершенстве применял метод эксперимента (опыта), закладывая на больших площадях питомники злаков и бобовых, не имевшие себе равных в мире по разнообразию и количеству видов, рас и форм этих растений. В изучении почв эксперимент он дополнял историческим методом исследования, т. е. рассматривал почву, ее плодородие в историческом развитии.
По хорошо задуманному плану под руководством Вильямса почти непрерывно совершались научные экспедиции в различные уголки нашей Родины.
Постепенно ученый собрал огромный запас фактического материала. Изучив его и обобщив полученные данные, Вильямс выявил основные законы луговедения и луговодства, агрономического почвоведения и земледелия. Он создал учение о луговодстве и луговедении, заложив основы научного луговодства в России.
Но, пожалуй, самая важная проблема, которой посвятил свои исследования талантливый ученый,— изучение органического вещества почвы. Эта проблема захватила его на долгие годы. Василий Робертович понимал, что одним только обобщением результатов, уже добытых другими учеными, обойтись нельзя — необходимы детальные, многочисленные полевые и лабораторные экспериментальные исследования. И опытным путем он проверяет все, что в этой области было сделано до него.
Чтобы собрать необходимое количество органических (гумусовых) кислот, изучить их природу и законы поведения в почвах в зависимости от условий среды, Вильямс с 1903 г. предпринимает ряд крупных опытов. Он избирает метод лизиметрических исследований, которым пользовались ученые для наблюдений за свободным передвижением в почве воды, растворенных элементов питания растений, гумуса и пр. Эти исследования проводятся при помощи особых устройств — лизиметров (от греческих слов «лизис» — растворение и «метрео» — мерю), которые изготовляются из разных материалов (бетона, металла, кирпича) в виде котлованов, больших воронок, цилиндров и колонок и пр.
Вильямс заложил рядом с лабораторией десять больших бетонированных камер — бункеров. В каждый такой лизиметр помещалось по нескольку тонн почвы разных видов: подзол, чернозем, солончак, торфяная почва, материнская порода (глина), зернистая почва с поймы реки Москвы и т. д. На каждой почве был создан растительный покров. Круглый год из лизиметров почвенные воды собирались в приемники, размещенные в подземном коридоре.
Опыт в лизиметрах продолжался в течение четырнадцати лет. Из собранных растворов после выпаривания получали сухой остаток, который служил материалом для выделения перегнойных кислот (гуминовой, ульминовой, креповой и др.). Вильямс детально изучил их свойства, условия образования в зависимости от характера растительности, определил их роль в физических и химических процессах, совершающихся в почве, в создании структуры почвы и условий питания растений. Он сделал вывод, что органические кислоты почвы — это продукты, создаваемые почвенными микроорганизмами в процессе жизнедеятельности.
Одновременно с изучением органических веществ почвы при помощи лизиметров Василий Робертович накапливал экспериментальный материал при помощи длительных полевых опытов, биологических питомников и экспедиций.
В 1919 г. Вильямс приступил к обобщению громадного материала, накопленного в процессе долголетней непрерывной работы. В результате он создал новое, оригинальное направление в науке о почве.
Основоположники науки о почве В. В. Докучаев и П. А. Костычев установили, что решающее значение в образовании почв имеют биологические факторы. Процессы выветривания — только первый шаг к образованию почвы, в результате их создается рыхлая порода, так называемая материнская. Затем под воздействием климата, микроорганизмов, растений и животных материнская порода превращается в почву, которая отличается от горной породы новым свойством — плодородием.
Развивая это учение, Вильямс вскрыл сущность процесса образования почвы. Оказывается, в почве постоянно создается и разрушается органическое вещество. Это основной закон жизни и развития почв. Нужно знать и умело применять этот закон в практике земледелия, подчеркивал ученый, чтобы не разрушать, а, наоборот, повышать плодородие почв, от которого зависит урожай. Ведь именно в органическом веществе почвы содержится почти весь запас почвенного азота, много фосфора, калия и других необходимых для жизни растений питательных элементов.
384
Кроме того, органические вещества почвы склеивают мелкие механические частицы ее в органо-минеральные комки, устойчивые против размывающего действия воды — эрозии и разрушающего действия ветра — дефляции и черных бурь.
Вильямс считал органическое вещество почвы главным рычагом, при помощи которого можно сознательно регулировать деятельность почвенных микроорганизмов, добиваться образования агрономически ценной структуры почвы и благоприятного для растений строения пахотного слоя, улучшать химические и физические свойства почвы.
Ученый особо подчеркивал важнейшую роль трав, дернового покрова в процессе образования почвы, создания ее структуры, запасов органического вещества — гумуса. Выпаханная и распыленная почва, засеянная травами, в ходе естественного дернового процесса снова приобретает мелкозернистое прочное структурное состояние, восстанавливается ее плодородие, создаются условия для получения высокого урожая.
Василий Робертович Вильямс был последовательным борцом за органическое единство теории с практикой, за подъем продуктивности и культуры земледелия. Все свои исследования, гипотезы и теории в области биологии и почвоведения он воплотил в стройное оригинальное учение — агробиологическое почвоведение, или учение о системе восстановления плодородия почв. Эта система включает три применяемых всюду звена — рациональную обработку почвы, научно обоснованную систему удобрений и правильные севообороты. В восстановлении плодородия почвы и ее окультуривании главную роль Вильямс отводил травосеянию с применением бобовых и злаковых многолетних трав.
Основываясь на учении о жизни трав и их биологических особенностях, о дерновом процессе почвообразования, обобщив накопленные к тому времени данные науки и практики о полевом травосеянии, Вильямс рекомендовал травопольную систему земледелия. Важное место в севооборотах ученый отвел посевам многолетних трав (смеси злаковых и бобовых). Причем в полевых севооборотах многолетние травы занимают поле 2—3 года, а в кормовых — 4—8 лет. Травопольная система применяется сейчас в ряде районов нашей страны.
В. Р. Вильямс был избран академиком и депутатом Верховного Совета СССР, награжден тремя орденами, ему было присвоено звание Героя Социалистического Труда.
По решению Советского правительства выдающемуся ученому, педагогу, большевику на территории Тимирязевской академии сооружен памятник.
ДМИТРИЙ НИКОЛАЕВИЧ ПРЯНИШНИКОВ (1865—1948)
Выдающийся советский ученый — агрохимик, физиолог растений и биохимик, растениевод — Дмитрий Николаевич Прянишников родился в забайкальском городе Кяхте (ныне Бурятская АССР). В эти отдаленные места был сослан его дед, солдат николаевского времени, за какую-то дерзость офицеру. Дмитрий Николаевич рано лишился отца и не помнил его, но на всю жизнь сохранил память о матери, которая воспитала в нем уважение к труду и трудовому народу.
Всегда с благодарностью отзывался Дмитрий Николаевич о некоторых своих учителях из иркутской гимназии. В мрачные годы реакции они будили у юношей ненависть к тирании, к царизму. Большое влияние оказал на Прянишникова-гимназиста и прогрессивный журнал «Отечественные записки».
Окончив гимназию с золотой медалью, юноша поступил в Московский университет на естественное отделение физико-математического факультета. Здесь его любимыми учителями стали выдающиеся ученые — ботаник, физиолог К. А. Тимирязев, физик А. Г. Столетов, химик В. В. Марковников и др.
В студенческие годы Прянишников увлекался химией. Профессор В. В. Марковников, оценив его одаренность и склонность к научной работе, пригласил юношу остаться при его кафедре.
Но Дмитрий Николаевич решил «быть ближе к народу, к практике» и по окончании университета поступил в Петровскую земледельческую и лесную академию (ныне Московская сельскохозяйственная академия им. Тимирязева).
385
Студент академии Прянишников проводит опыты, изучая питание и удобрение сахарной свеклы, в Воронежской губернии. Результаты этих опытов были настолько интересны и значительны, что К. А. Тимирязев предложил оставить Прянишникова в академии для подготовки к научной работе.
Молодой ученый начал исследовать превращение азотистых веществ в растениях. Он сделал выдающееся открытие, установив, что в об-
Д. II. Прянишников.
мене азотистых веществ у животных и растений много общего. Это открытие имело большое значение для познания законов эволюции живых организмов. В организме животных часть распадающегося белка превращается в аммиак— ядовитое азотистое вещество. Он обезвреживается, превращаясь в мочевину, которая выделяется из организма. В растениях в процессе распада белков также образуется аммиак, который связывается в аспарагин.
Аспарагин играет такую же роль в растительных организмах, как мочевина в животных, но растения не выбрасывают его. Аспарагин откладывается в растении — это как бы склад запасного аммиака. Когда растению понадобится новое количество белка, аммиак при помощи особого фермента отщепляется от аспарагина и идет на построение новых аминокислот, а из них и белковых веществ. Так Прянишников доказал, что с аммиака начинается и аммиаком заканчивается превращение азотистых веществ в растении.
Эти исследования принесли Прянишникову славу замечательного биохимика и физиолога растений. Они стали фундаментом современной теории азотного питания растений.
В 1895 г. Дмитрий Николаевич становится профессором и с этих пор сочетает огромную научную работу с подготовкой ученых и специалистов. Почти шестьдесят лет ученый был неразрывно связан с Тимирязевской сельскохозяйственной академией, вплоть до своей кончины в 1948 г.
Здесь, в академии, Дмитрий Николаевич долгие годы читал курсы частного земледелия (растениеводства) и учения об удобрении. С 1928 г. он целиком сосредоточил свое внимание на курсе агрохимии. Со своими многочисленными учениками Прянишников систематически проводил вегетационные опыты. Изучая питание растений, он выращивал их на водных растворах, в почве, в стерильном песке. Подобно Буссенго (см. стр. 371) он считал, что нужно «спрашивать само растение», в чем оно нуждается. И сам умел это делать в совершенстве. Тонкими химическими анализами он выведывал все тайны обмена веществ в растениях.
Особенно тщательно разрабатывал ученый теорию азотного питания растений и применения азотных удобрений. Азот играет исключительно важную роль в жизни всех организмов. Он входит в состав белков, нуклеиновых кислот, хлорофилла и ряда других важнейших веществ, синтезируемых зелеными растениями. При азотном голоде листья теряют зеленую окраску, рост растения приостанавливается. Напротив, достаточное количество азотистой пищи вызывает буйный рост растения, придает интенсивную зеленую окраску листьям, увеличивает их размеры и удлиняет продолжительность их жизни. При достаточной обеспеченности азотом не только повышается урожай, но и возрастает содержание в растениях белка и клейковины в зерне, увеличивается питательная ценность продукции.
Еще в начале XX в. Прянишников на основании своих опытов назвал азотнокислый аммоний удобрением будущего. Он имел в виду высокое содержание азота в этой соли (почти 35%), кроме того, в ней одновременно присутствуют две формы азота — восстановленная (NH4 ) и окисленная (NO3 ), поэтому растения могут выбирать ту форму, которая для них в тот или иной период роста наиболее приемлема.
Предвидение ученого полностью сбылось еще при его жизни. В начале первой пятилет-
386
ки советская химическая промышленность освоила производство аммиачной селитры. В наше время это главное азотное удобрение, и к тому же одно из сильнодействующих.
В последние годы получают распространение жидкие азотные удобрения (сжиженный аммиак, аммиачная вода, аммиакаты). Работы Прянишникова, начатые им в 1900 г., задолго до того как возникла промышленность по синтезу аммиака из азота воздуха, дают агрономам правильные указания, как применять нитратные, аммиачные и аммиачно-нитратные удобрения в тех или иных конкретных условиях.
Прянишников всегда тесно связывал воедино агрохимию, физиологию растений и земледелие.
В нашей стране много залежей фосфоритов, но значительная часть их содержит низкий процент фосфора и не может служить сырьем для изготовления суперфосфата и других легкодоступных растениям минеральных фосфорных удобрений. Еще в 1896 г. Дмитрий Николаевич заинтересовался вопросом, нельзя ли применить в качестве удобрений тонкоразмолотый фосфорит без химической переработки.
Прежде всего он решил выяснить, какую роль в усвоении разными растениями фосфорной кислоты из фосфоритной муки играют в отдельности особенности растения, почвы и природа самих фосфоритов.
Уже первые опыты показали, что хлебные злаки неспособны питаться фосфорной кислотой фосфоритов, а горчица, люпин, отчасти и горох усваивали такой фосфор хорошо. Впоследствии это свойство было обнаружено у гречихи, донника, эспарцета и конопли. Затем Прянишников установил, что только кислые подзолистые и торфяные почвы, а также северные (деградированные) черноземы делают фосфориты доступными для злаков. И наконец, не меньшее значение имеют и свойства самих фосфоритов, так как разные фосфориты на одних и тех же почвах неодинаково усваивались растениями. Очень многое зависит от степени размола фосфоритов: чем размол тоньше, тем выше действие фосфоритной муки на урожай.
Претворение в жизнь результатов этих работ ученого имеет большое народнохозяйственное значение: 80 млн. га кислых и слабокислых почв в СССР можно с успехом удобрять фосфоритной мукой — самым дешевым фосфорным удобрением.
Нет такой области агрохимии, которую Дмитрий Николаевич не обогатил бы своими трудами. Эти труды составили научные основы
химизации земледелия. Всего он опубликовал свыше 550 работ, в том числе много книг: «Агрохимия», «Азот в жизни растений и в земледелии СССР», «Химия растения», «Частное земледелие» и др. Они еще долгие годы будут настольными книгами агрономов и агрохимиков.
Прянишников всю жизнь был окружен молодежью, которая любила его как мудрого учителя, бескорыстного наставника и пламенного патриота. А Дмитрий Николаевич ценил в своих учениках прежде всего трудолюбие, самостоятельность мысли, критическое отношение к полученным результатам, стремление не успокаиваться на достигнутом.
Дмитрий Николаевич заботился о том, чтобы высшая сельскохозяйственная школа не ограничивалась пассивным ознакомлением слушателей с результатами научных исследований, а вооружала бы их методами таких исследований, чтобы студенты знали, как добываются научные факты, и по возможности сами попробовали сделать хотя бы первые шаги на исследовательском пути. «Это относится не только к тем,— писал ученый,— которые имеют в виду дорогу к кафедре, и не только для деятелей опытного дела, но и для каждого агронома… Чрезвычайно важной является возможность самому прикоснуться к научной работе, хотя бы временно и в скромной форме; такая прикосновенность оставляет след на всю жизнь, приучает к более разносторонней оценке явлений, к самокритике, предостерегает от наклонности к слишком упрощенным решениям».
Дмитрий Николаевич всегда верил в талантливость простого народа. Еще в 1914 г. он категорически возражал против распространенного в буржуазной среде мнения, что семья должна пройти через несколько поколений культуры, пока дети будут способны к высшим проявлениям творчества. Он говорил тогда: «….не возвращаясь к Ломоносову, мы видим и теперь, как то там, то тут одаренные самородки из крестьянской среды становятся видными научными работниками… Сколько же подобных дарований в народной массе остается теперь непроявленными». Прянишников настаивал уже тогда на такой системе образования, которая «не только проявляла бы серьезные дарования детей народа, но и создавала бы у них привычку к постоянному творческому труду…». Эта мечта ученого осуществилась только после Великого Октября.
387
Как подлинный гуманист, Прянишников воевал с человеконенавистниками мальтузианцами — последователями учения Мальтуса, английского буржуазного экономиста конца XVIII — начала XIX в. Мальтус считал, что население земного шара увеличивается слишком быстро и вскоре не хватит продовольствия, чтобы прокормить его, и на этом основании называл войны и эпидемии, уносящие миллионы человеческих жизней, благодетелями человечества. Прянишников показал, что Мальтус неправ: подняв культуру земледелия, в частности с помощью химизации, можно так резко увеличить производство сельскохозяйственных продуктов,
что их хватит с избытком на все возрастающее население мира.
Всю свою яркую жизнь, талант исследователя и дар педагога Дмитрий Николаевич отдал на благо народа. Родина высоко оценила заслуги своего выдающегося сына. Он был избран академиком, удостоен звания Героя Социалистического Труда, награжден многими орденами, Ленинской и Государственной премиями.
Ученики Прянишникова — академики, профессора, сотни научных работников и тысячи агрономов — развивают его учение, помогают реализовать на практике его научные открытия.
Тимирязевская сельскохозяйственная академия. Главный корпус академии.
Когда въезжаешь в столицу с севера, линия городских кварталов неожиданно прерывается и справа возникают разрезанные защитными полосами прямоугольники полей, утопающие в зелени оригинальные постройки, аллеи, сады, темнеющий вдали лес.
Это территория Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева — ведущего агрономического вуза нашей страны, одного из крупнейших центров биологической науки.
3 декабря 1965 г. Академия отметила свое столетие. Позади целый век напряженных научных поисков и открытий, высокой гражданской мужественности, самоотверженного служения народу. В дни юбилея она стала дважды орденоносной. На знамени академии рядом с орденом Ленина засиял орден Трудового Красного Знамени.
Тимирязевку хорошо знают не только по всей нашей стране, но и за рубежом. Ее выпускники трудятся более чем в двадцати странах Европы, Азии и Африки. А в Советском Союзе не найдется, пожалуй, ни одного района, где бы ни работали бывшие тимирязевцы — в степях Казахстана, на Дальнем Востоке, в субтропиках, по всей средней полосе.
В Тимирязевке получили образование такие крупнейшие ученые, как Д. Н. Прянишников, В. Р. Вильяме, Н. И. Вавилов. В ее стенах учились знаменитые селекционеры Герои Социалистического Труда А. Г. Лорх и В. Е. Писарев.
С Тимирязевской академией связана целая плеяда славных имен творцов сельскохозяйственной науки.
Сразу после основания Академии профессорами ее стали выдаю-
388
щиеся ученые: И. А. Стебут читал земледелие, Н. И. Чернопятов — зоотехнию, П. А. Ильенков — органическую и агрономическую химию. Первым директором и основателем Академии был ученый-ботаник Н. И. Железнов.
Здесь в течение 22 лет работал выдающийся физиолог растений К. А. Тимирязев, имя которого с гордостью носит академия. Воинствующий дарвинист, он активно популяризировал в нашей стране это учение. Тимирязев создал основы физиологической школы научного земледелия. Богатое наследство Тимирязева лежит в основе советской агрономии, питает важнейшие направления нашей сельскохозяйственной науки.
С академией более полувека была связана научная и педагогическая деятельность ученика Тимирязева, выдающегося ученого Д. Н. Прянишникова, который но праву считается основоположником отечественной агрономической химии.
Здесь же зародились такие науки, как земледельческая механика (В. П. Горячкин), научное овощеводство (В. И. Эдельштейн), разработаны биологические основы плодоводства (П. Г. Шитт). В академии начали свою работу пионеры селекции Д. Л. Рудзинский и Р. И. Шредер. В ее стенах трудились крупнейшие ученые-зоотехники — П. Н. Кулешов, Н. П. Чирвинский, М. И. Придорогин, М. Ф. Иванов, Е. А. Богданов, Е. Ф. Лискун, И. С. Попов и др.
И сейчас все кафедры академии ведут огромную научно-исследовательскую работу, обогащая сельскохозяйственную науку новыми достижениями.
В первый год существования Петровской земледельческой и лесной академии (так называлась тогда Тимирязевка) в ней обучалось всего 182 человека. Теперь на шести факультетах академии учится более 3 тыс. юношей и девушек — со всех концов нашей многонациональной страны и из 32 зарубежных стран.
Академия готовит агрономов, зоотехников, агрохимиков, селекционеров, экономистов, преподавателей сельскохозяйственных учебных заведений и научных работников. Только за годы Советской власти академия подготовила более 22 тыс. специалистов сельского хозяйства. Кроме того, Тимирязевка дала стране около 1500 ученых.
Веселый и шумный студенческий поток бурлит каждый день на Лиственничной аллее и растекается по аудиториям.
В академическом городке десять опытных станций, пять лабораторий, три крупных музея, дендрологический сад — уникальное собрание древесных
пород, опытная лесная дача, мичуринский плодовый сад, ботанический сад. Академии принадлежат шесть учебно-опытных хозяйств с экспериментальными базами, расположенных в разных почвенно-климатическпх зонах страны. Их общая земельная площадь превышает 26 тыс. га, в том числе более 16 тыс. га пашни. Хозяйства оснащены новейшей техникой. Ежегодно здесь проходит практику более тысячи студентов. На экспериментальных базах учхозов ведутся важнейшие исследования.
Отсюда, из Тимирязевки, достижения передовой сельскохозяйственной науки ее выпускники несут в колхозы и совхозы. В их неустанном труде на земле, полном забот, волнений, поисков нового, ответ на призыв, прозвучавший в стихах Владимира Маяковского еще на заре социалистического преобразования нашей деревни:
Землю
мы
используем разве?
Долго ль
дождика
ждать у туч нам?
Выходи,
агроном-тимирязевец,
Землю сами,
без бога,
утучним.
КОНСТАНТИН КАЭТАНОВИЧ ГЕДРОЙЦ (1872 — 1932)
Во второй половине прошлого столетия благодаря трудам В. В. Докучаева, П. А. Костычева и других русских ученых была создана новая наука — почвоведение, с новыми методами исследования почв. К началу XX в. строение почв, условия их образования и география были уже хорошо изучены.
Однако многие вопросы внутренней жизни почвы, т. е. происходящие в ней химические и физические процессы, от которых зависит отличительное свойство почвы — плодородие, оставались еще неясными. Восполнить этот пробел в значительной мере удалось Константину Каэтановичу Гедройцу.
Константин Каэтанович был сыном военного врача. Он родился в Молдавии в г. Бендеры, его детство протекало на юге России (Кишинев, Каменец-Подольский, Одесса). После смерти отца малообеспеченная семья была вынуждена отдать мальчика, несмотря на его
слабое здоровье, в кадетский корпус в Киеве, который, как и все кадетские корпуса того времени, отличался муштрой и очень строгим режимом. После окончания кадетского корпуса Константин, как хорошо успевавший ученик, был направлен в Михайловское артиллерийское училище. Через год по состоянию здоровья он ушел с военной службы и в 1892 г. поступил в Петербургский лесной институт, который успешно закончил в 1897 г. Кроме того, Гедройц в 1903 г. вольнослушателем окончил Петербургский университет, чтобы расширить свои знания в области химии и физики. Свой путь в науку Константин Каэтанович начал в лаборатории почвоведения профессора П. С. Коссовича в Лесном институте. Впоследствии он стал профессором в этом же институте. В последние два года жизни он руководил агрохимической лабораторией Долгопрудного опытного поля под Москвой. За выдающиеся
389
научные открытия Гедройц в 1927 г. был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР, а в 1929 г.— академиком.
Чтобы оценить значение вклада К. К. Гедройца в науку, попытаемся проникнуть вслед за ним в тайны внутренней жизни почвы.
Из статьи «Почва — величайшее богатство человечества» вы узнали, что почва состоит из твердой, жидкой и газообразной частей и
К. К. Гедройц.
живого населения. Из жидкой части почвы — почвенного раствора — растения в основном черпают необходимые им питательные вещества. Естественно, что внимание многих ученых в начале нашего века было сосредоточено на изучении почвенного раствора. Среди них выделялся учитель Константина Каэтановича профессор П. С. Коссович. Его ученики также отдали дань этому увлечению.
Однако вскоре Гедройц понял, что выяснить процессы, происходящие в почвенном растворе, можно, только изучив твердую часть почвы, состоящую из минералов и мелкораздробленных частиц (минеральных и органических), которые называются коллоидами почвы.
Константин Каэтанович тщательно изучил свойства почвенных коллоидов, их роль в образовании почвы и ее плодородии. Он установил, что от количества, состава и состояния коллоидов почвы зависят многие свойства ее, в том числе поглотительная способность.
Исследованию поглотительной способности почвы Гедройц отдал многие годы своей жизни. Он собирал фактические данные, опубликованные в литературе, сам проводил многочисленные опыты. В результате Константин Каэтанович создал замечательный труд — «Учение о поглотительной способности почв», который в корне изменил взгляды почвоведов на многие процессы, происходящие в почве, и помог обосновать ряд приемов повышения ее плодородия.
Гедройц пришел к выводу, что существует пять видов поглотительной способности почвы.
Если прилить к почве мелкораздробленную взвесь (например, тушь), она не пройдет сквозь почву. Почему это происходит? Почва представляет собой пористое тело, пронизанное капиллярами. Если размеры фильтрующихся частиц больше, чем просвет капилляров, взвесь не проходит сквозь почву, поглощается ею. Такое поглощение Гедройц назвал механическим.
Микроорганизмы поглощают из почвенного раствора многие необходимые им вещества и переводят их в органическую форму — это биологическое поглощение.
Существует и физическое поглощение, к которому можно отнести, например, свертывание (коагуляцию) мелких коллоидных частиц, находящихся в почвенном растворе, в более крупные частицы, выпадающие в осадок, что может произойти при ряде условий.
К явлениям химического поглощения Гедройц отнес процессы, при которых растворенное вещество, вступая в химическую реакцию с веществами почвы, образует труднорастворимые соединения. Например, внесенный в почву фосфат натрия, взаимодействуя с кальцием почвы, образует труднорастворимый фосфат кальция.
Наиболее подробно Гедройц изучил физико-химическое, или обменное, поглощение. Процессы физико-химического поглощения происходят при участии мелкораздробленных твердых частиц почвы — почвенных коллоидов. Это частицы размером 0,1 — 0,001 микрона.
Почвенные коллоиды имеют способные к замещению катионы (электрически заряженные частицы с положительным зарядом, образующиеся при потере атомами одного или нескольких электронов). Это катионы кальция, магния, натрия и др. Они легко замещаются другими
390
катионами, например водородом, алюминием, содержащимися в прилитых к почве растворах солей. Катионы, находящиеся в почве и способные к такому обмену, Гедройц назвал обменными или поглощенными, а совокупность коллоидных частиц почвы (органических и неорганических), содержащих обменные катионы, он назвал почвенным поглощающим комплексом.
Энергия поглощения увеличивается с валентностью катионов, т. е. двухвалентные элементы (кальций, магний) поглощаются энергичнее, чем одновалентные (натрий, калий), а трехвалентные (алюминий) энергичнее, чем двухвалентные.
Особенно сильно поглощается водородный ион. Энергия его поглощения в 4 раза больше, чем кальция, и в 17 раз больше, чем натрия.
Оказалось, что свойства почвы во многом зависят от поглощенных катионов. Вот пример. В кислых почвах — подзолистых, торфяных — значительную часть поглощенных катионов на поверхности коллоидных частиц составляют алюминий и водород. При таком условии создается обменная кислотность почвы: в почве, содержащей обменный водород или алюминий, при взаимодействии с раствором нейтральной соли (например, хлористого калия) появляется кислота (в данном случае соляная). Поэтому в кислых почвах растение испытывает вредное влияние повышенной кислотности и токсического (ядовитого) действия алюминия.
Кроме обменной кислотности почвы, существует еще и гидролитическая кислотность. Если обработать кислую, содержащую водород почву углекислым натрием, то натрий вытеснит водород и при этом образуется уксусная кислота. По образовавшейся кислоте рассчитывают количество извести, необходимое для нейтрализации кислотности этой почвы. Чем кислее почва, тем больше надо извести для ее нейтрализации. Эти работы Гедройца помогли научно обосновать способ известкования кислых почв и, главное, дали возможность точно учитывать количество извести, которое необходимо внести в ту или иную почву, чтобы нейтрализовать вредное действие водорода.
Большое значение имеют работы Гедройца, посвященные засоленным почвам — непригодным для земледелия солончакам и малоплодородным солонцам. Ученый установил, что солончаки — это почвы, содержащие значительные количества растворимых солей во всем почвенном профиле, т. е. на всю глубину залегания почвы.
При промывании атмосферными осадками солончака, содержащего натрий, образуется почва, содержащая обменный натрий, которую называют солонцом.
Обычно в поверхностном, перегнойном горизонте солонца и лежащем под ним столбчатом горизонте растворимых солей нет, так как они вымыты осадками. Однако в столбчатом горизонте есть поглощенный натрий, обусловливающий его плохую структуру. В сухом состоянии почва солонца слипается в столбчатые отдельности, которые обладают такой огромной прочностью, что их можно разрушить только ломом. Во влажном состоянии они распадаются на бесструктурную массу, вязкую и клейкую. Корни растений обычно проникают между отдельными столбами по щелям. Под столбчатым горизонтом находится солевой горизонт, в котором много растворимых хлористых и сернокислых солей.
В солонцах часто образуется вредная для растений сода, например при взаимодействии поглощенного натрия с углекислотой почвенного раствора.
В природе эти процессы более многообразны и сложны. Не из всякого солончака образуется солонец. Солонец может образоваться и за счет засоления почвы грунтовой водой и т. д. Однако огромная заслуга Гедройца в том, что он установил происхождение солонцов из солончаков. Эти исследования помогли Гедройцу научно обосновать мелиорацию солонцов путем внесения в них гипса, который можно дозировать и рассчитывать по количеству в солонце поглощенного натрия. Прогипсованные солонцы отличаются высоким плодородием и могут быть использованы в сельском хозяйстве.
Гедройц отдал все свои силы любимой науке, тесно связанной с сельскохозяйственной практикой. По свидетельству тех, кто знал его, он был скромным, очень отзывчивым человеком, великим тружеником.
Будучи академиком, директором Почвенного института, он продолжал работать непосредственно в лаборатории, как и в те годы, когда был молодым лаборантом. Гедройц всегда сам, своими руками проделывал все химические анализы.
Учение Гедройца играет до сих пор огромную роль в науке о почве.
НИКОЛАЙ МАКСИМОВИЧ ТУЛАЙКОВ (1875—1938)
Николай Максимович Тулайков был сыном крестьянина. Родился он в симбирском селе Акшуат. Николай Максимович окончил сельскую начальную школу, затем четырехклассное училище в г. Саранске, Мариинское земледельческое училище близ Саратова и, наконец, в 1901 г.— Московский сельскохозяйственный институт (ныне Московская сельскохозяйственная академия им. К. А. Тимирязева). Нелегким был путь крестьянского сына к науке. Благодаря своему исключительному трудолюбию и
Н. М. Тулайков.
выдающимся способностям Тулайков стал разносторонним ученым с мировым именем.
По окончании института Тулайкова для подготовки к научной работе пригласил на свою кафедру его учитель профессор В. Р. Вильяме. Тулайков принял приглашение. Но он не был кабинетным ученым, ему не сиделось в стенах института. 1901 — 1907 гг. проходят в непрерывных экспедициях. Он изучает почвы Тверской губернии, Муганской степи в Восточном Закавказье, знакомится с красноземами Кавказа и Западного Закавказья, исследует грунты и почвы по линии проектировавшейся тогда железной дороги от Актюбинска через Тургай и Акмолинск до Семипалатинска. Уже в самых первых своих работах Н. М. Тулайков тесно связывает науку о почвах с сельскохозяйственным производством.
Особое внимание ученого привлекли солонцы и другие засоленные почвы, непригодные для
посевов. На многих из них с трудом могут расти только самые неприхотливые степные растения — черная полынь, различные солянки. Есть и такие засоленные почвы, на которых совсем ничего не растет. А ведь площадь, занимаемая засоленными почвами, очень велика. Николай Максимович поставил перед собой задачу найти пути и способы улучшения этих почв, чтобы их можно было использовать для сельского хозяйства. Решению ее он посвятил несколько лет. Основные итоги своих исследований ученый изложил в книге «Солонцы, их улучшение и использование» (1922) и в более ранних статьях.
1908—1909 гг. Тулайков провел в заграничной командировке — сначала в Америке, потом в Англии и Германии. Он был студентом Калифорнийского университета, слушал курс почвоведения у крупнейших американских профессоров, изучая постановку агрономического образования в США. В то же время Николай Максимович тщательно знакомился на практике с приемами улучшения засоленных почв, с устройством оросительных систем в ряде штатов.
С 1910 г. Тулайков — директор Безенчукской опытной сельскохозяйственной станции. Здесь со всей полнотой и силой развернулся его талант ученого и организатора. В короткие сроки маленькая опытная станция превратилась в крупное научное учреждение, широко известное не только в нашей стране, но и за рубежом. Такова же была судьба Саратовской опытной станции, которой Николай Максимович руководил впоследствии: она скоро выросла в Институт засухи, преобразованный позднее во Всесоюзный институт зернового хозяйства. Его директором Тулайков оставался до августа 1937 г.
Тулайков много энергии отдает делу создания такого хозяйства на юго-востоке страны, которое имело бы устойчивые урожаи при разных погодных условиях. Главный бич земледелия в этом крае — засуха. Борьба с засухой— вот основная задача, которую поставил перед собой ученый.
Прежде всего нужно было научиться наиболее полно собирать влагу. Николай Максимович начал опыты по снегозадержанию, пытаясь найти ответы на множество важнейших вопросов: чем и как лучше и дешевле задержать снег, как расставить щиты или расположить
392
посевы задерживающих снег растении — кулисы, везде ли и на всех ли полях нужно накапливать одинаковое количество влаги в почве, или это нужно делать в зависимости от потребности растений в воде? А как сохранить собранную воду в почве до того момента, когда в ней будут особенно нуждаться растения? На основе тщательных исследований ученый разрабатывает средства «закрытия почвенной влаги», т. е. рыхления поверхностного слоя почвы, чтобы прекратить испарение влаги из ее нижних слоев.
Но этого для успешной борьбы с засухой было мало. Надо было еще узнать, одинакова ли потребность всех растений в воде, или различные растения по-разному нуждаются в ней. Можно ли научиться отбирать из множества сортов сельскохозяйственных растений такие, которые экономнее расходуют воду в процессе жизнедеятельности, и затем выявить наиболее «экономные» растения, на которые можно было бы опереться в земледелии засушливых районов? Чтобы ответить на эти вопросы, Тулайков организует опыты по изучению транспирационных коэффициентов у разных сельскохозяйственных культур и их сортов в различных почвенно-климатических условиях. Транспирационный коэффициент — это количество воды в граммах, расходуемое растением на образование одного грамма сухого вещества своего тела.
Богатейший экспериментальный материал, собранный ученым, позволил с большой точностью определить водный режим каждого культурного растения. Оказалось, что яровая пшеница и другие яровые злаки особенно нуждаются в воде в первую половину лета. Именно в этот период у них закладывается фундамент урожая. Другие культуры — просо, кукуруза, корнеплоды — стойко переносят весеннюю засуху и, прекрасно используя перепадающие в конце лета дожди, дают полноценный урожай. Николай Максимович установил, какое количество воды необходимо для каждой культуры, в какой период роста растению особенно нужна вода, чтобы был обеспечен нормальный урожай, с какой скоростью поглощает растение воду и как регулирует величину ее испарения.
Полученные сведения оказались очень важными. Опираясь на них, ученый доказал, что здесь, в засушливом Поволжье, можно с успехом возделывать самые разнообразные культуры.
Особое внимание ученый уделял пшенице, разрабатывая приемы ее выращивания. Пшеница — это главное богатство Поволжья. Именно в Поволжье родится неповторимое по качеству янтарное зерно. Оно содержит до 22% белка, а в других районах процент белка в зерне колеблется от 10 до 15. С чем связана способность пшеничного растения создавать такой высокий процент белка? Николай Максимович проводит много опытов и находит ответ на этот вопрос. Оказалось, что в этом районе почвенный раствор содержит соли в повышенной концентрации. А чем выше концентрация солей в почвенном растворе, которым питается растение, тем больше белка создается в пшеничном зерне.
Кукурузу Тулайков тоже считал перспективной для Поволжья культурой. В своих лекциях, брошюрах, статьях он рекомендовал шире возделывать это замечательное растение
Безенчукская опытная сельскохозяйственная станция, директором которой был Н. М. Тулайков.
393
и сам участвовал в выведении первых сортов кукурузы для этой зоны.
Тулайков по праву считается основоположником «сухого земледелия» в нашей стране. Самым реальным средством борьбы с засухой он считал орошение. В 1932 г. он возглавил Комиссию по ирригации Поволжья при Академии наук СССР.
Николай Максимович последовательно и энергично пропагандировал среди крестьян рациональные приемы земледелия. Ученый сгруппировал вокруг себя крестьян-опытников, они стали проводниками его идей в широкие крестьянские массы. Он активно помогал организовывать колхозы, видя в них залог процветания края. «Солнечному, знойному, суровому краю я посвящаю всю свою жизнь»— эти слова были девизом ученого.
Ведя большую и оригинальную исследовательскую работу, Тулайков активно участвовал в организации всего опытного дела в стране, в организации Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук им. Ленина (ВАСХНИЛ), вице-президентом которой он был со дня ее основания.
Ученый предлагал расширить посевы зерновых на залежных и целинных землях. Он
впервые высказал соображения и о возможности продвижения посевов зерновых культур, главным образом пшеницы, на восток и впоследствии научно обосновал это.
Энергия этого человека была неистощима, он непрерывно разъезжал по стране. Его видели то в республиках Средней Азии, то в городах и районах Дальнего Востока, то в хозяйствах Поволжья. И везде Николай Максимович проводил агрономические консультации, собирал нужные ему материалы по организации сельского хозяйства, выступал с лекциями, докладами, сообщениями и т. д.
В 1929 г. Тулайкову было присвоено звание заслуженного деятеля науки и техники. В том же году в числе первых ему была вручена премия В. И. Ленина за работу по агрономии. Через три года его избирают действительным членом Академии наук СССР.
Николай Максимович Тулайков оставил свыше 400 научных и популярных книг и статей, он был ученым того типа, у которого творческая мысль опережала уровень современных ему знаний. Поэтому многие его научные положения, высказанные 30—40 лет назад, и ныне представляют интерес для работающих в области агрономии.
НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ ВАВИЛОВ (1887—1943)
Николай Иванович Вавилов — выдающийся советский ученый-ботаник, генетик, географ и агроном, основатель школы советских ботаников-растениеводов. Его труды, посвященные изучению сельскохозяйственных растений, завоевали широкое признание не только в нашей стране, но и за границей.
Н. И. Вавилов родился в Москве. Еще в школьные годы, в коммерческом училище, он увлекался естествознанием и вместе с братом Сергеем проделывал дома химические и физические опыты, а летом совершал экскурсии за город и собирал гербарий. Учась в последнем классе, юноша посещал лекции в Политехническом музее, которые читали крупнейшие профессора — зоолог и энтомолог Кулагин, химик Реформатский, микробиолог и физиолог растений Худяков и др. Эти лекции определили выбор высшего учебного заведения — Вавилов поступил в Московский сельскохозяйственный институт (ныне Московская сельскохозяйственная академия им. Тимирязева).
После окончания института Вавилов был направлен на московскую селекционную станцию, которой руководил талантливый селекционер Д. Л. Рудзинский. В то время Николай Иванович начал изучать иммунитет у растений, т. е. невосприимчивость их к инфекционным заболеваниям.
В 1913 г. Вавилов был командирован за границу. Около года он провел в Англии, Германии и Франции, работал там в лабораториях крупнейших биологов, изучая вопросы наследственности и иммунитета. Вернувшись на родину, молодой ученый снова целые дни проводил на полях селекционной станции: искусственно заражал растения, скрещивал, проделывал химические анализы. Упорно искал он пути повышения устойчивости растений против болезней. Вавилов работал один или с помощью добровольцев — сотрудников станции. Увлекаясь сам, он умел увлечь других своей работой, и ему всегда охотно помогали, выполняя все его поручения. Постепенно ученый при-
394
шел к выводу: чтобы выделить иммунные, т. е. устойчивые, сорта, необходимо просмотреть как можно больше образцов растений.
В 1916 г. Вавилов совершил свое первое путешествие за растениями. Один он прошел по караванным дорогам через горные районы Таджикистана, Ферганы, Ирана и Памира. Ученый привез множество образцов семян.
В двадцать шесть лет Н. И. Вавилов был избран профессором Саратовского университета. В Саратове он продолжал изучать сельскохозяйственные растения.
В 1920 г. Вавилов открыл закон параллельной изменчивости у близких видов и родов растений (например, у гороха и чечевицы или у разных видов пшеницы). В чем он состоит? Близкие виды и роды организмов, отличаясь друг от друга своими, характерными только для них признаками и свойствами, в то же время имеют много сходных признаков. Так, например, один из видов пшеницы — мягкая пшеница — имеет ряд форм, различающихся по следующим признакам: по остистости (остистые, безостые и полуостистые формы), по цвету колоса (белоколосые, красноколосые, сероколосые, черноколосые), по цвету зерна (белозерные и краснозерные), по особенностям развития (озимые и яровые). И у твердой пшеницы, вида близкого мягкой, есть такие же формы — остистые и безостые, озимые и яровые и т. д.
Чем же объясняется такое совпадение форм двух близких видов? Вавилов объяснил это явление так: у родственных организмов изменчивость признаков идет в одном направлении, т. е. параллельно.
Изучив изменчивость признаков у одного вида, можно сделать вывод, что она будет примерно такой же у другого близкого вида. Этот закон давал возможность предсказывать существование тех или иных форм у близких видов и родов. Так, Николай Иванович нашел в образцах мягкой пшеницы на Памире ряд форм, лишенных так называемого язычка на листьях, и решил, что у ржи тоже должны существовать подобные формы. Науке они не были известны, но уже через год в коллекции ржи с того же Памира они были обнаружены. Так же была найдена озимая форма твердой пшеницы, возможность существования которой раньше оспаривалась.
Н. И. Вавилов назвал свое открытие законом гомологических рядов (греческое слово «гомологос» значит — соответственный, подобный).
Установленные Вавиловым закономерности в изменчивости растений можно сравнить с периодической системой элементов Менделеева. Закон гомологических рядов открывал новый путь для планомерного розыска нужных человеку растительных форм. Дальнейшие работы Вавилова и его учеников подтвердили правильность открытого закона: изучая огромное
Н. И. Вавилов.
количество материала, собранного экспедициями в разных странах, они убедились, что большинство из предсказанных форм растений действительно существует. Это открытие привлекло внимание зарубежных ученых. Позднее было доказано, что закон гомологических рядов — общебиологический и приложим к низшим растениям и животным, а также к высшим животным.
В 1924 г. был организован Всесоюзный институт прикладной ботаники и новых культур (позднее Всесоюзный институт растениеводства) в Ленинграде, директором которого назначили Н. И. Вавилова.
Чтобы поднять сельское хозяйство страны, нужно было обновить, по мнению Вавилова, сортовой состав сельскохозяйственных культур. Существовавшие в то время сорта не могли дать устойчивых урожаев во все годы и на всей необъятной территории страны с ее разнообразными климатическими и почвенными условиями. Для таких районов, как Поволжье, где засухи часто губили весь урожай, нужны были сорта, стойкие против засухи и заболеваний, а для северных районов — зимостой-
395
Н. И. Вавилов в Ленинградском доме пионеров.
кие, способные переносить капризы сурового климата.
Чтобы вывести новые сорта, необходим был обширный исходный материал. Его могла дать только мировая коллекция всех возделываемых растений. И Вавилов начал собирать такую коллекцию. В разные концы нашей страны и за ее рубежи отправились научные экспедиции. Николай Иванович считал, что древние страны Востока были колыбелью земледелия и родиной многих сельскохозяйственных растений. Поэтому в первую очередь экспедиции обследовали Западный Китай, Афганистан, Малую Азию и Монголию. Сам ученый выехал в Афганистан. В течение шести месяцев он исследовал эту малоизученную страну, проник в такие районы, где до него не бывал ни один европеец. Его экспедиция собрала свыше 7 тыс. образцов семян и получила много новых сведений о земледелии в этой стране.
Следующая экспедиция Вавилова направилась в древний Хорезм (Каракалпакия). А затем его путь лежал в средиземноморские страны, которые, как показали исследования, дали мировому земледелию четыре вида пшеницы, Свеклу, капусту, петрушку, артишок, несколько видов лука, оливковое дерево, лавр, рожковое дерево и другие культурные растения.
Вавилов посетил также Северную Африку и Эфиопию, а затем страны Дальнего Востока — Китай, Японию и Корею. В Центральном и Западном Китае, преимущественно в горных районах, ученый обнаружил очаг происхождения ценных культур: гречихи, проса метельчатого, сои, бобовых, овощных, корнеплодов и клубнеплодов, бахчевых и плодовых.
За три года (1930—1933) Николай Иванович обследовал страны обоих континентов Америки и основательно изучил сортовое разнообразие культурных растений и этой части света.
В то же время он продолжал изучать сельскохозяйственные культуры Средней Азии и Кавказа.
Сотрудники и помощники ученого выезжали в ближние и дальние экспедиции, привозили тысячи образцов семян и ценные сведения о земледельческой культуре разных стран. Вскоре институт, которым руководил Вавилов, стал обладателем самых полных в мире коллекций культурных растений. Николай Иванович, создавая эту коллекцию, преследовал цель «мобилизовать растительный капитал всего земного шара и сосредоточить в СССР весь сортовой запас семян, созданный в течение тысячелетий природой и человеком». Десятки тысяч образцов стали высеваться на разных опытных станциях во всех районах нашей страны. Работа по изучению мировой коллекции стала всесоюзным делом. Так было положено начало государственному испытанию полевых культур.
Н. И. Вавилов внес огромный вклад в ботаническую географию, установив на основании своих исследований центры происхождения всех основных сельскохозяйственных растений. Эти центры он связывал с древнейшими очагами человеческой культуры. Таких основных очагов, или центров, происхождения культурных растений, по мнению ученого, было восемь: 1) китайский; 2) индийский; 2а) индомалайский (на Малайских и Филиппинских островах и в Индокитае); 3) среднеазиатский (Северо-Западная Индия, Афганистан, горные районы Таджикской и Узбекской ССР); 4) Передняя Азия (Закавказье, Иран, горная часть Туркмении); 5) средиземноморские страны; 6) Эфиопия; 7) Южная Мексика и Центральная Америка; 8) Южная Америка.
Изучив около 300 тыс. образцов, Вавилов установил происхождение 640 важнейших культурных растений. Таковы были масштабы исследований этого выдающегося ученого и его коллектива. Причем для каждого сорта изучались систематика, морфология, география, физиологические и биохимические особенности, генетические признаки и их наследование, иммунитет. Для изучения хлебопекарных свойств сортов пшеницы в институте была создана специальная лаборатория.
И все же Николай Иванович считал, что
396
все это — только начало планового изучения мировых растительных ресурсов.
Разработка методов селекции была одной из важнейших проблем, которыми занимался Вавилов. Особенно большое значение он придавал гибридизации, как внутривидовой, так и отдаленной.
В качестве родительских пар ученый рекомендовал брать формы, происхождение которых точно известно: в зависимости от места своего происхождения одни и те же растения по-разному реагируют на внешние факторы, и особенно на длину дня и температуру воздуха. Для получения скороспелых форм лучше брать для скрещивания именно такие растения. Учение Вавилова о подборе пар для гибридизации указало основные пути для выведения скороспелых сортов.
В 1940 г. Вавилов начал писать работу, обобщающую более чем 20-летний его труд по изучению культурных растений: «Мировые ресурсы местных и селекционных сортов хлебных злаков, зерновых бобовых и льна и их использование в селекции». К сожалению, эта работа осталась незаконченной.
Вся жизнь Николая Ивановича была научным подвигом. Но не только научной работе отдавал он неиссякаемую энергию и талант. Прекрасный организатор, Вавилов в течение 20 лет фактически руководил всей сельскохозяйственной наукой в СССР. Он был первым президентом Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук им. В. И. Ленина, созданной в 1929 г., директором Института растениеводства, директором Института генетики
Академии наук СССР, президентом Всесоюзного географического общества. Его избрали своим членом и некоторые зарубежные академии наук.
В 1929 г. Н. И. Вавилов был избран членом ВЦИК и в том же году — действительным членом Академии наук СССР. За работы о происхождении культурных растений и об иммунитете растений Вавилов был награжден в 1926 г. премией В. И. Ленина. За географические исследования в Афганистане Всесоюзное географическое общество присудило ему золотую медаль имени Н. М. Пржевальского.
«Жизнь коротка, а так много нужно сделать»,— часто говорил Николай Иванович. И он работал, почти не оставляя времени для сна. За свою действительно короткую жизнь выдающийся советский ученый успел написать более 300 научных работ, посетить свыше 50 стран, собрать и изучить огромное количество сельскохозяйственных культур. Он разработал теоретические основы и методику селекции, создал вместе со своими сотрудниками и учениками богатейший фонд исходного материала для селекции. Сейчас в нашей стране десятки миллионов гектаров занимают сорта, которые ведут свое начало от «иностранцев», привезенных Николаем Ивановичем; всего таких сортов около сорока.
Многое из задуманного ученым осталось неоконченным, но его ученики и последователи продолжают изучение мировых ресурсов культурных растений по разработанной им программе.
Живые номера
В бесконечном ряду шкафов Всесоюзного института растениеводства (ВИР) в Ленинграде хранится замечательная и единственная в мире коллекция. В маленьких ящичках с четкими надписями лежат пшеничные зерна: красные, темно- и светло-желтые, зеленые, фиолетовые; круглые, овальные, серповидные… Многие тысячи образцов пшеницы хранятся в ВИРе — пшеницы со всех концов нашей земли и из всех стран мира.
Но они не просто хранятся. Они живут. Их так и называют — живые номера. Ведь смысл коллекции, ее огромное значение не в том, чтобы ею любовались, а в том, чтобы при помощи этих живых зерен обогащать наше сельское хозяйство. Любое зернышко может понадобиться для выведения
нового, лучшего сорта. Поэтому коллекция все время возобновляется. Каждый год на опытных полях ВИРа в строгом порядке высевают до 5 тыс. сортов. А осенью собранные зерна тщательно укладывают в ящички.
Так, в любое время каждое зернышко готово к жизни. И каждый год растет число ящичков с семенами.
Но не только коллекцией пшеничных зерен богат ВИР. Здесь хранятся образцы всевозможных семян и клубней, питомниках выращивают тысячи саженцев. Все богатство культурных и полезных диких растений земного шара собрано в ВИРе.
В дни блокады — в обстрел, мороз и вьюгу — обмороженные, голодные люди охраняли вагоны с коллекционным зерном, которое долго не удавалось
вывезти за кольцо блокады. Эти люди, сотрудники института, эвакуируясь, зашивали в свою одежду клубни ракоустойчивого картофеля, чтобы спасти его от мороза теплом собственного тела. А хранители той части коллекции, что оставалась в Ленинграде, голодающие, истощенные, так же самоотверженно оберегали ее, не взяли ни одного зерна.
В лабораториях, на полях института и его шестнадцати отделений — на Крайнем Севере, в субтропиках, в горах и пустынях — всюду идет напряженная научная работа по созданию лучших сортов. И во все концы нашей Родины идут из ВИРа пакеты со всевозможными семенами, которые необходимы для селекционеров, выводящих новые сорта растений.
НИКОЛАЙ ПЕТРОВИЧ ЧИРВИНСКИЙ (1848—1920)
Основоположник экспериментальной зоотехнической науки в России Николай Петрович Чирвинский родился в г. Чернигове. Отец его умер очень рано, и заботы о воспитании детей легли на плечи матери. Когда подошла пора учиться, Николая удалось устроить в кадетский корпус в Воронеже.
Учился он блестяще и по окончании курса как лучший ученик был зачислен в Петербургское военно-инженерное училище, которое окончил со званием военного инженера.
Н. П. Чирвинский.
Однако военная карьера не привлекала юношу. Его интересовало естествознание. Он снова поступает учиться, теперь в Петербургский земледельческий институт.
В институте Николай Петрович увлекся химией. Вскоре он опубликовал ряд ценных работ по химии, одна из которых получила высокую оценку Д. И. Менделеева.
Первые годы студенчества были трудными. Николай Петрович учился и работал лаборантом на кафедре технической химии. Из своего небольшого заработка он вынужден был помогать матери и сестре, жившим в деревне, а затем и брату, высланному за революционную деятельность из Петербурга в Архангельскую губернию.
Жажда знаний была так велика, что он одновременно состоял и вольнослушателем Военно-медицинской академии, где изучал анатомию и физиологию. Большое влияние на него тогда оказывали лекции выдающегося русского ученого-физиолога И. М. Сеченова.
Постепенно из всех естественных наук Н. П. Чирвинского все больше стала привлекать зоотехния, и в 1874 г. он окончательно решает посвятить себя этой науке.
В печати стали появляться его статьи, посвященные вопросам животноводства. На способного молодого ученого обратили внимание, и вскоре он был приглашен преподавателем в Петровскую земледельческую и лесную академию.
Н. П. Чирвинский был профессором академии с 1882 по 1894 г.
Первая капитальная работа Н. П. Чирвинского — «Об образовании жира в животном организме».
В то время в зоотехнии, особенно зарубежной, господствовала гипотеза, отрицавшая образование жира в теле животного из углеводов. Считалось, что жир в теле животных образуется главным образом из жира, содержащегося в кормах.
Н. П. Чирвинский провел тщательно продуманный опыт на поросятах. Он учитывал количество жира в поедаемых поросятами кормах и количество жира в теле самих поросят. Оказалось, что в теле животных накапливалось жира значительно больше, чем они могли получить из кормов. Это открытие сыграло большую роль в зоотехнической науке и особенно в практике мясного животноводства.
Другая большая работа Николая Петровича, которую он выполнял с 1886 г. в течение более тридцати лет, рассматривает зависимость роста и развития животного (в частности, его скелета) от различных факторов. Изучив изменение скелета и отдельных его частей под влиянием нормальных и скудных условий питания, упражнения и т. д., ученый пришел к следующим выводам.
Если животным скармливаются только объемистые малопитательные корма (сено, солома, силос, корнеклубнеплоды), их желудочно-кишечный канал усиленно развивается, а развитие костяка подавляется. Скудным кормлением вообще можно подавить развитие всего организма. В случае необходимости можно подавить развитие пищеварительного тракта, давая животным концентрированные корма (зерно, жмы-
398
хи, отруби, мясо-костную муку) и сокращая при этом количество объемистых кормов в их рационе. Таким образом, человек, умело рассчитав количество концентрированных pi объемистых кормов в рационе животных, т. е. сбалансировав их, может регулировать развитие и костяка, и пищеварительных органов животных. Эти важные исследования в дальнейшем стали научной основой для разработки типовых рационов кормления сельскохозяйственных животных.
Н. П. Чирвинский изучал влияние на рост и развитие животных не только типа кормления (грубые, сочные, концентрированные корма и т. д.), но и его уровня (обильное, скудное или среднее кормление). Причем более важным, решающим он считал уровень кормления.
Исследуя эти вопросы, ученый открыл важнейшие закономерности роста и развития организма животных. Например, он установил, что режим питания особенно сильно влияет на строение внутренних органов, в частности органов пищеварения молодых животных. Обильное кормление ускоряет формирование отдельных органов и тканей в их организме, срок развития костяка сокращается в полтора-два раза.
Но если молодое животное кормить плохо, нормальное соотношение между различными частями его скелета нарушается: вес и размер их увеличиваются непропорционально, одни части скелета растут сильнее, другие слабее. Последствия недостаточного питания в молодости сохраняются на всю жизнь, и полностью восстановить недоразвитые части скелета животного впоследствии не удается даже при обильном кормлении.
Эти научные исследования Николая Петровича были очень высоко оценены нашими и зарубежными учеными и прочно вошли в сокровищницу биологии и зоотехнии.
Много труда, сил и энергии отдал Н. П. Чирвинский и развитию овцеводства в России.
С 1898 по 1919 г. Николай Петрович возглавлял кафедру животноводства в Киевском политехническом институте. Здесь он организовал показательную учебную овчарню, сыгравшую важную роль в развитии отечественного овцеводства и подготовке зоотехников-овцеводов. Ученый написал также ряд работ по вопросам овцеводства, особенно ценных для практиков-овцеводов.
Н. П. Чирвинский проводил классические исследования и в области скотоводства. Так, например, в 1883—1885 гг. он принимал участие в знаменитой в свое время экспедиции крупного зоолога и зоотехника А. Ф. Миддендорфа, обследовавшей состояние скотоводства в разных губерниях и областях России. На основании этого обследования Николай Петрович сделал вывод, что о выборе той или другой породы скота для улучшения скотоводства можно говорить только в хозяйстве, где животным обеспечены отличные корма, для подъема скотоводства в первую очередь нужно заботиться об улучшении кормления животных. Н. П. Чирвинский впервые показал, что можно улучшить отечественные породы путем хорошего кормления животных в молодом возрасте.
Николай Петрович принимал активное участие в разработке важнейших мероприятий, способствовавших дальнейшему развитию животноводства в России.
Н. П. Чирвинский был талантливым педагогом, первым в России преподавателем курса общего животноводства в Петровской земледельческой и лесной академии. В 1888 г. он написал учебник для студентов высших агрономических учебных заведений — «Общее животноводство», по которому училось не одно поколение агрономов и зоотехников.
Н. П. Чирвинский по праву считается крупнейшим ученым-зоотехником конца прошлого и начала нынешнего столетия.
ПАВЕЛ НИКОЛАЕВИЧ КУЛЕШОВ (1854—1936)
Во второй половине прошлого столетия в России бурно развивалось интенсивное животноводство, в особенности молочное скотоводство, появился сепаратор, были разработаны методы определения белка и жира в молоке, методы оценки питательности кормов, вводились привязное содержание молочного скота, ручная
выпойка телят и т. д. Большие успехи делала зоотехническая наука.
В то время одним из ведущих ученых-зоотехников был Павел Николаевич Кулешов.
П. Н. Кулешов родился в г. Малоархангельске Курской губернии. После окончания Харьковского ветеринарного института он,
399
П. Н. Кулешов.
стремясь расширить свой научный кругозор, поступил в другое высшее учебное заведение — Петровскую земледельческую и лесную академию, которую окончил в 1879 г.
С академией была связана вся его дальнейшая жизнь. Более 20 лет Павел Николаевич читал здесь курс зоотехнии и занимался плодотворной научной работой.
П. Н. Кулешов создал первые в России учебники по частному животноводству для высшей сельскохозяйственной школы. Его четыре учебника (по коневодству, скотоводству, овцеводству и свиноводству) были образцовыми для того времени. В них доступно и сжато излагались новейшие достижения науки. Учебники эти неоднократно переиздавались и до сих пор не потеряли своего значения.
Знаменитый английский ученый-естествоиспытатель Чарлз Дарвин в числе многочисленных биологических законов открыл закон соотношения органов животных. Оказывается, деятельность всех органов в организме животного тесно взаимосвязана. Усиленное развитие одного какого-либо органа или целой системы их неизбежно влечет за собой задержку в развитии или изменение других систем или отдельных органов. Иначе говоря, одна часть тела животного развивается за счет другой.
П. Н. Кулешов много лет изучал общий вид, внешние показатели животных и их анатомию — строение скелета и внутренних органов. На основании упомянутого выше закона Дарвина Павел Николаевич разработал свой собственный метод оценки конституции животных. Руководствуясь им, Павел Николаевич предложил оригинальную практическую схему разделения животных по конституции на четыре типа: грубый, нежный, плотный и рыхлый.
Такое деление животных на типы имеет огромное практическое значение. Благодаря ему опытный специалист может определить, как использовать то или иное животное с наибольшей выгодой. Например, грубый тип годится для различных тяжелых сельскохозяйственных работ и перевозки тяжестей; животные рыхлого типа лучше всего подходят для производства мяса, но имеют низкую молочную продуктивность и т. д.
Научные методы П. Н. Кулешова до сих Пор играют важнейшую роль в изучении и улучшении типов сельскохозяйственных животных.
Павел Николаевич был крупнейшим знатоком экстерьера животных (экстерьер — внешний вид и формы телосложения). Глубокий ум, обширные знания и огромный, накопленный десятилетиями опыт давали ученому возможность по экстерьеру познавать глубокие внутренние процессы, протекающие в организме животного, и с одного взгляда определять его достоинства и недостатки.
Обычно в зоотехнии для оценки экстерьера, для установления типа телосложения и принадлежности к определенному направлению (молочному, мясному, рабочему и пр.) животных измеряют. Павел Николаевич был горячим сторонником глазомерной оценки и считал, что настоящий специалист обязан, осмотрев животное, тут же правильно оценить его.
П. Н. Кулешов первый в русской зоотехнии предложил новый, более удобный комплексный метод оценки экстерьера животных, охватывающий по возможности все свойства животных, а не только отдельные признаки.
П. Н. Кулешов был одним из лучших экспертов скота в России, а впоследствии в Советском Союзе. Рассказывают, что на животноводческих выставках эксперты по оценке скота обычно ждали заключения Павла Николаевича, которое всегда было безошибочным, и присоединялись к его мнению.
Животноводство России еще до революции стало развиваться намного успешнее, когда
400
усилился импорт, т. е. ввоз из-за границы, скота разных видов и пород. Сразу возросло число пород, увеличилась продуктивность животных, улучшилось их качество. Основным организатором импорта скота в Россию был Павел Николаевич.
Он прекрасно знал не только отечественное, но и зарубежное животноводство. В свое время почти пять лет ученый провел за границей (в Германии, Англии, Швейцарии, США и других странах), где детально и глубоко изучал животноводство и методы разведения скота. Кроме того, свободно владея английским и немецким языками, Павел Николаевич имел возможность широко пользоваться зарубежной литературой.
П. Н. Кулешов долго и плодотворно работал над улучшением племенного дела в нашей стране. Цель племенной работы — выведение новых и улучшение существующих пород сельскохозяйственных животных, для того чтобы получить от них больше продукции, притом лучшего качества и наиболее дешевой.
В дореволюционной России племенное дело было развито очень слабо. Павел Николаевич в своих многочисленных трудах, тщательно анализируя состояние животноводства в стране, выдвинул ряд предложений, способствовавших совершенствованию племенной работы.
Так, например, для племенных стад он рекомендует однородный подбор — спаривание лучших животных одной и той же породы. Для товарных стад, существующих для продажи продукции на рынке, — промышленное скрещивание (скрещивание животных разных пород), которое дает возможность быстрее получить «пользовательных» животных, т. е. животных, предназначенных исключительно для производства необходимого вида продукции. Для коренного улучшения местного малопродуктивного скота Павел Николаевич считал наиболее подходящим поглотительное скрещивание, т. е. многократное скрещивание местного малопродуктивного скота с животными какой-либо хорошей породы, в результате которого местный скот постепенно заменяется («поглощается») породистыми животными. Причем ученый призывал более решительно пользоваться инбридингом — родственным спариванием, как ценным приемом для закрепления наследственных свойств и признаков животных.
Павел Николаевич много труда и сил вложил и в развитие отечественного овцеводства. Он сам вывел новый тип тонкорунных овец — новокавказский меринос.
П. Н. Кулешов был талантливым педагогом, подготовившим много ученых и животноводов-практиков. Он создал целую школу в зоотехнии. Его последователи и ученики успешно работали и работают в разных концах нашей необъятной страны.
ВАСИЛИЙ ПРОХОРОВИЧ ГОРЯЧКИН (1868—1935)
Автомобиль, трактор, корабль, самолет — любая техническая конструкция должна быть спроектирована и рассчитана на строго научной основе, которую дает теория машин. Отступление от требований теории ведет к тем или иным дефектам в машине, а иногда и полной ее негодности.
До начала нашего столетия теории сельскохозяйственных машин вовсе не существовало, хотя к тому времени было уже много всевозможных орудий и машин для сельского хозяйства: от плугов, борон, катков, культиваторов до косилок, жнеек, сноповязалок, молотилок. А в Америке были уже и комбайны для одновременной уборки и обмолота зерновых колосовых хлебов (передвигали эти комбайны по
полю мулы или лошади). Но все эти машины создавались и совершенствовались чисто опытным путем. Это был путь трудный, долгий, крайне медленный, дорогой и ненадежный, путь поисков вслепую, которые часто не оправдывают надежд.
Основоположником теории сельскохозяйственных машин был замечательный русский ученый Василий Прохорович Горячкин. Именно он впервые в мире разработал теоретические основы расчета и построения сельскохозяйственных машин и орудий.
Василий Прохорович родился в Москве в семье бывшего крепостного горнозаводского мастерового. Отец его, Прохор Иванович Горячкин, был отпущен на оброк. Переехав в
401
Москву, он поступил слесарем на Николаевскую (ныне Октябрьская) железную дорогу. Способный и энергичный человек, он вскоре стал помощником главного механика, а затем и главным механиком ремонтных мастерских. Когда Василию не было еще трех лет, он лишился матери. Попечение над осиротевшими детьми Прохора Ивановича (а их было одиннадцать) взяла на себя семья его старшего сына.
В. П. Горячкин.
Двенадцати лет Василий потерял и отца. Воспитывался он в семье старшего брата Николая. Николай Прохорович, как и отец, был от природы одаренным человеком. Он обучался грамоте у дьячка и не имел никакого другого образования. Между тем после смерти отца Николай Прохорович занял должность главного механика железнодорожных мастерских и успешно справлялся с этим делом. А должность эта требовала и административных способностей, и технических знаний. Брат-опекун заботился об образовании и воспитании Василия Прохоровича, но в его семье царили суровые и строгие порядки, мальчик видел мало теплоты и ласки. Это наложило отпечаток на характер Василия Прохоровича, на всю его жизнь. Но внешняя сухость и суровость сочетались у него с чрезвычайной добротой и благожелательностью к тем, в ком он замечал интерес и стремление к науке и способность творчески мыслить.
После гимназии Василий Прохорович поступил на отделение математических наук фи-
зико-математического факультета Московского университета, которое окончил в 1890 г., а в 1894 г. он окончил и Московское высшее техническое училище (МВТУ). Здесь темой его дипломного проекта был паровоз. По-видимому, интерес к паровозу он унаследовал от отца к брата.
По рекомендации директора училища он был назначен исполняющим обязанности адъюнкт-профессора по кафедре «учения о сельскохозяйственных машинах, орудиях и двигателях» в Московском сельскохозяйственном институте (ныне Московская сельскохозяйственная академия им. К. А. Тимирязева).
Для подготовки к научной работе и преподаванию в сельскохозяйственном институте Василий Прохорович Горячкин был командирован «в Россию и за границу».
В те годы, как мы уже говорили, все больше и больше машин применялось в сельском хозяйстве, быстро развивалось сельскохозяйственное машиностроение.
Но на эти машины было принято смотреть как на примитивные устройства, которые не могут быть предметом научного изучения, так как в них все просто и ясно.
Вся литература по сельскохозяйственным машинам в те времена сводилась к так называемому описательному машиноведению, не имеющему ничего общего с научной технической дисциплиной.
«Сельскохозяйственное машиностроение, находясь в руках практиков, не имеет под собой научной почвы. До сих пор не существовало ни одной книги ни на русском, ни на иностранном языке по изучению конструктивных форм и расчета сельскохозяйственных машин и орудий. Поэтому общий уровень сельскохозяйственного машиностроения очень низок и производит грустное впечатление», — писал Василий Прохорович в 1913 г.
И Горячкин поставил перед собой задачу разработать научную теорию сельскохозяйственных машин, поднять ее на уровень современной технической дисциплины.
Начав преподавание, или, как в то время говорили, чтение, своего курса на таком материале, который его самого не удовлетворял, Горячкин углубился в изучение огромного количества уже существовавших машин. Он стремился прежде всего выяснить основные механические явления и процессы, определяющие действие каждой машины, и не только выразить механический принцип, на котором основано ее действие, но и определить законы, управляю-
402
щие ее рабочим процессом. Постепенно Василий Прохорович создал новую техническую дисциплину, заключающую в себе основы теории каждого вида сельскохозяйственных машин. Ее он назвал земледельческой механикой. Из этой дисциплины вытекают методы проектирования и расчета каждой машины. Часть этих методов разработал сам Василий Прохорович. Его дело продолжают новые и новые поколения инженеров.
Для изучения сельскохозяйственных машин Горячкин организовал в 1913 г. при своей кафедре большую научную лабораторию, которую он назвал машиноиспытательной станцией. Это была его основная опытная база.
Великая Октябрьская социалистическая революция открыла перед ученым новые, неограниченные возможности. Неизмеримо возросли масштабы исследований. В 1928 г., когда машиноиспытательная станция уже не могла служить для них базой, под Москвой был организован первый в СССР крупный Научно-исследовательский институт земледельческой механики, вскоре переименованный во Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственного машиностроения (он успешно работает и сейчас).
В дальнейшем такой же институт возник на Украине. Позднее подобные институты были организованы и в некоторых соседних с СССР социалистических странах.
Разработка конструкций сельскохозяйственных машин в СССР теперь основана на строгих научно-технических расчетах и стала предметом современного инженерного проектирования.
В Московской сельскохозяйственной академии на инженерном отделении при энергичном участии Горячкина был организован факультет сельскохозяйственного машиностроения на основе земледельческой механики. Позднее он был преобразован в Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства. Так Василий Прохорович положил начало двум новым инженерным специальностям: проектирование и производство сельскохозяйственных машин и инженерное руководство сельскохозяйственным производством.
Какое значение имел переход к методам инженерного проектирования сельскохозяйственных машин и орудий на основах, разработанных В. П. Горячкиным, видно из такого нагляд-
ного примера. В двадцатых годах на плугостроительном заводе в Челябинске проходил производственную практику студент факультета сельскохозяйственного машиностроения Московской сельскохозяйственной академии, ученик Василия Прохоровича. Ему поручили исправить рабочую поверхность плужного корпуса, которая получалась при штамповке искаженной из-за износа штампа.
Для исправления этой поверхности ему было предложено покрыть ее слоем гипса, затем слепку придать нужную форму, выровняв его на глаз линейкой. По исправленной этим способом рабочей поверхности корпуса плуга предполагалось отформовать литейную модель для отливки нового штампа.
Изумленный студент сообщил технической администрации, что ему нужны не гипс и линейка, а чертежные принадлежности и бумага, потому что он владеет точным графическим методом проектирования как плужных рабочих поверхностей, так и штампов для штамповки их по заранее заданным геометрическим параметрам. Этот метод разработан профессором В. П. Горячкиным. Теперь удивились работники завода и целой группой с недоверием следили за работой студента: они считали, что этот объект не поддается техническому проектированию.
А в наше время не только плуги, но и все сельскохозяйственные машины спроектированы советскими конструкторами на строго научной основе. В трудах В. П. Горячкина для каждого вида машин конструкторы находят теоретические основы проектирования и расчета. Развивая начатое В. П. Горячкиным, советская техническая наука прочно удерживает в мире приоритет в области земледельческой механики и методов проектирования сельскохозяйственных машин.
Болезнь прервала жизнь Василия Прохоровича, когда он был еще полон творческих сил.
Немного есть ученых, которые за свою жизнь выполнили такой колоссальный научный труд, как почетный член Академии наук СССР Василий Прохорович Горячкин.
Он создал новую научную дисциплину, из которой выросла целая отрасль технических знаний, ставшая в СССР основой технической культуры сельскохозяйственного машиностроения и социалистического сельскохозяйственного производства.
ТВОРЦЫ РАСТЕНИЙ
Всякое сельскохозяйственное растение, даже, казалось бы, самое лучшее, можно и нужно улучшать.
И.В.Мичурин.
В разделе «Растениеводство» нашего тома вы прочтете о том, как появились на Земле культурные растения, как под влиянием человека изменялись они, все больше удаляясь от своих диких родичей, как возникали все новые и новые сорта, в каждой местности свои. Узнаете вы и о том, как на смену народной селекции, которая сыграла огромную роль в обогащении мирового земледелия разнообразными сортами культурных растений, пришла научная селекция — наука о выведении сортов культурных растений.
В истории нашей отечественной научной селекции растений, которая насчитывает уже свыше двухсот лет, много славных имен.
Одним из самых замечательных селекционеров-растениеводов был И. В. Мичурин, начавший свои опыты еще во второй половине XIX в.
В конце XIX и начале XX в. в Петровской земледельческой и лесной академии работали талантливые ученые-селекционеры Р. И. Шредер, Д. Л. Рудзинский.
В то же время в России стали создаваться первые опытные поля, а затем и опытные станции. Их было мало, размах селекционной работы был тогда еще невелик. На этих первых станциях начинали свой славный путь П. И. Лисицын, П. Н. Константинов, А. П. Шехурдин, В. Я. Юрьев и другие селекционеры, обогатившие поля нашей родины ценными сортами сельскохозяйственных растений.
Великий Октябрь, установление Советской власти, революция в сельскохозяйственном производстве — превращение мелких крестьянских хозяйств в крупные социалистические сельскохозяйственные предприятия — резко изменили все селекционное дело. Оно получило широчайший размах.
В борьбе за урожай советские селекционеры одержали немало блестящих побед над природой. О некоторых из них мы и расскажем в этой статье.
Основные принципы работы И. В. Мичурина
Призвание человека состоит не только в том, Чтобы познать и объяснить мир, но и в том, чтобы изменить его, сделать лучше и богаче. Этому при-
званию отдал свою жизнь выдающийся биолог-дарвинист и селекционер Иван Владимирович Мичурин (1855—1935). Подробно о жизни и работе этого замечательного человека вы прочтете в 4-м томе ДЭ, здесь же мы очень кратко расскажем об основных принципах тех методов, которыми он пользовался, создавая новые формы и сорта плодовых растений. Этими методами пользуются селекционеры-растениеводы и сейчас.
Мичурин был настоящим повелителем зеленого мира. Его искусные руки заставляли нежных южан — груши, персики, виноград — расти и плодоносить в средней полосе, а иногда даже севернее.
Мичурин принес неоценимую пользу нашей стране, оставив богатое наследство: он разработал теоретические основы селекции плодовых растений и, применяя их на практике, создал более 300 сортов плодовых, ягодных культур и винограда.
Из сортов, выведенных Иваном Владимировичем, и сейчас широко районированы и распространены в нашей стране сорта яблони (Пепин шафранный, Бельфлер-китайка, Китайка золотая ранняя и др.), сливы (Ренклод колхозный, Ренклод реформа и др.), вишни (Плодородная Мичурина, Полевка, Ширпотреб черная и др.), много сортов груши, черной смородины и других растений.
Учитывая большое влияние внешних условий на развитие и изменчивость растений, Мичурин установил, что те изменения, которые затрагивают самые существенные стороны жизни растения (обмен веществ), могут передаваться потомству. Однако это происходит лишь в том случае, если внешние условия влияют на растение во время определенного этапа развития, когда оно пластично, т. е. в молодом возрасте.
Особенно пластичны гибридные растения, полученные путем скрещивания. Они, как говорил Мичурин, имеют расшатанную наследственность. Мичурин смело скрещивал отдаленные по родству (разные виды) или по географическому происхождению формы. Такие скрещивания часто удавались с большим трудом, и Мичурин разработал ряд методов для преодоления нескрещиваемости.
Мичурин считал, что полученный путем гибридизации новый сорт следует воспитывать.
404
И. В. Мичурин.
В этих целях он с успехом применял метод ментора (воспитателя), используя влияние привоя на подвой или подвоя на привой. Например, получив гибрид между яблонями Китайкой и Кандиль-синапом, он усилил морозоустойчивость полученного гибрида Кандиль-китайки путем прививки его в крону морозоустойчивой Китайки.
Иван Владимирович прибегал к скрещиванию географически отдаленных форм растений. Например, новый сорт груши Бере зимняя Мичурина был получен путем скрещивания европейского сорта Бере рояль (мать) и дикой уссурийской груши (отец). Полученные пять гибридных растений развивались в новых условиях, и один из этих пяти гибридных сеянцев положил начало новому сорту груши. Он обладал ценными качествами матери — крупными плодами — и одновременно морозоустойчивостью отца.
Так Мичурину удалось управлять доминированием (преобладанием) тех или иных родительских признаков у гибридов.
Сформированный новый сорт плодового растения можно уже размножать прививкой, т. е. вегетативно. При этом сохраняются все хорошие качества полученного нового гибрида.
Убежденный дарвинист, И. В. Мичурин развивал это материалистическое учение. Работы И. В. Мичурина служат делу творческого планомерного преобразования природы. Имя Мичурина пользуется огромной любовью и уважением советского народа. Его методы широко применяются в научно-исследовательской работе и в сельскохозяйственной практике как в нашей стране, так и за рубежом.
Больше золотого зерна!
Зерно — наше богатство. Это и вкусный, душистый хлеб, и макароны, и каша. Зерно — ценный корм для всех сельскохозяйственных животных. Вот почему стране нужно все больше зерна. Много сил, знаний, времени отдавали и отдают селекционеры-растениеводы борьбе за изобилие зерна.
Одним из них был Петр Никифорович Константинов (1877—1959). Он родился в семье тульского крестьянина-бедняка, с малых лет батрачил у зажиточных крестьян, пас деревенский скот. Способному и любознательному мальчику очень хотелось учиться, но это желание трудно было осуществить: за обучение платить было нечем. Но все-таки Петр Никифорович сумел получить образование.
После окончания лесной школы Константинов три года работал в лесном ведомстве. Одновременно он был переписчиком у Л. Н. Толстого в Ясной Поляне.
Затем Петр Никифорович добился стипендии и окончил Уфимское землемерное училище, а позже и Межевой институт. После института он шесть лет работал в экспедициях в различных районах Казахстана, что было для него очень интересно и полезно.
В 1913 г. в жизни молодого землемера произошло важное событие. Он поступил на Краснокутскую сельскохозяйственную опытную станцию в Саратовской губернии и стал селекционером. Шестнадцать лет работал Константинов на Краснокутской станции. За это время он один или вместе с другими селекционерами создал более 20 замечательных сортов зерновых культур и многолетних трав.
Среди них широко известные твердые пшеницы Мелянопус 69, Гордеиформе 189, мягкая пшеница Эритроспермум 841, ряд сортов ярового ячменя, проса, люцерны, житняка. Некоторые сорта возделываются и сейчас.
Свое умение вести правильный отбор лучших растений селекционер передал ученикам. В 1929 г. Петр Никифорович становится профессором Самарского (ныне Куйбышевского) сельскохозяйственного института. Он преподает растениеводство, селекцию и генетику, а также методику опытного дела.
С 1936 г. Петр Никифорович преподавал в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева, продолжая в то же время заниматься селекцией. Многим будущим агрономам, селекционерам, научным работникам и практикам передал он свои знания.
405
Плоды своего многолетнего труда Петр Никифорович обобщил в многочисленных научных работах, которые обогатили теорию опытного дела, помогли усовершенствовать методы математической обработки экспериментальных данных.
П. Н. Константинов.
Главная продовольственная культура обширной зоны Юго-Востока Европейской части нашей Родины — яровая пшеница. Здесь много солнца, а оно очень нужно для успешного возделывания зерновых. Но часто бывают здесь и засушливые годы, когда сильные восточные ветры — суховеи губят посевы. Для этой зоны нужны очень стойкие сорта, которые не боятся засухи, а у озимых культур должна быть к тому же хорошая зимостойкость.
Ценные сорта яровой пшеницы создал Алексей Павлович Шехурдин (1886—1951).
Алексей Павлович тоже выходец из бедной крестьянской семьи. Он родился в Вятской губернии. После окончания двухклассного училища его как лучшего ученика направили в сельскохозяйственную школу. Шехурдин проходил практику в хозяйстве известного
профессора Петровской земледельческой и лесной академии И. А. Стебута, а затем стал заведующим этим хозяйством. Работая под руководством крупного ученого, он приобрел много знаний и нашел свое призвание.
С 1911 г. Алексей Павлович стал работать на Саратовской сельскохозяйственной опытной станции (ныне Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока). Позднее, уже при Советской власти, он окончил Саратовский сельскохозяйственный институт.
От правильного подбора исходного материала в значительной мере зависит успех всей многолетней работы селекционера. Шехурдин тщательно собирал и изучал образцы местных сортов пшеницы, сортов из других районов, даже из других стран, выбирал из них растения с наиболее ценными для условий Юго-Востока свойствами.
Первый успех пришел к ученому в 1929 г. когда в результате индивидуального отбора из местной яровой пшеницы Полтавки он вывел ценный сорт мягкой пшеницы Лютесценс 62, засухоустойчивый, среднеспелый. Он и сейчас еще высевается на большой площади, но постепенно заменяется новыми, лучшими сортами, созданными Алексеем Павловичем вместе с учениками. Ведь селекционер никогда не останавливается на достигнутом, потому что нет предела совершенствованию растения.
Таким же методом Шехурдин создал и некоторые другие сорта яровой пшеницы.
Ученый прибегал к скрещиваниям внутривидовым, межвидовым (твердая пшеница с мягкой), межродовым (пшеница с рожью). А в дальнейшем он разработал новый, оригинальный метод селекции, получивший название сложной ступенчатой гибридизации. Этот метод давал замечательные результаты, коренным образом преобразуя природу пшеничного растения. Вот в чем он заключается.
Часто вновь созданный сорт не имеет некоторых желательных биологических и хозяйственных свойств. Его повторно скрещивают с сортами, обладающими нужными свойствами. Так обогащают сорт, а отрицательные свойства его преодолеваются. Важное значение при этом имеет правильный подбор родительских форм и умелый многократный индивидуальный отбор гибридных растений с желательными полезными свойствами.
Алексей Павлович применял скрещивание географически отдаленных форм яровой пше-
406
А. П. Шехурдин.
ницы. Например, скрещивая среднеазиатскую Хивинку с местным сортом Полтавкой, он вывел скороспелый, высокозасухоустойчивый широко распространенный сорт яровой пшеницы Альбидум 43. Так же создан сорт Лютесценс 758. Впервые в нашей стране путем скрещивания твердой и мягкой яровой пшеницы селекционер создал формы твердой безостой пшеницы.
Сорта, созданные методом сложной ступенчатой гибридизации, значительно более урожайны и обладают ценными биологическими и хозяйственными свойствами: они способны выдерживать суровый климат, имеют хорошие хлебопекарные качества и многие из них относятся к сильным пшеницам-улучшителям. Зерно сильной пшеницы содержит большой процент клейковины, и притом высококачественной. Добавят муку из такого зерна к любой другой — и хлеб получается хороший.
Очень высокую оценку эти сорта получили и на международном рынке. Среди них Сара товская 29 и Саратовская 36, которые не имеют себе равных в мире по хлебопекарным качествам. Выведенные в Институте сельского хозяйства Юго-Востока сорта яровой пшеницы занимают более 20 млн. га на полях Поволжья, Урала, Западной и Восточной Сибири, Казахстана. У А. П. Шехурдина есть талантливые ученики. Более тридцати лет под его руководством и совместно с ним работала Валентина Николаевна Мамонтова, ныне Герой Социалистического Труда. Она успешно продолжает дело Алексея Павловича и руководит селекционной работой института по яровой пшенице, цель которой — заменить хорошие сорта лучшими.
* * *
На Северном Кавказе, в Украинской ССР и других южных районах страны широко возделывается озимая пшеница. Селекционеры В. Я. Юрьев, П. П. Лукьяненко, Ф. Г. Кириченко, А. А. Горлач, В. Н. Ремесло и другие создали много ценных сортов ее.
Более 50 лет занимался селекцией различных зерновых культур дважды Герой Социалистического Труда Василий Яковлевич Юрьев (1879—1962).
Он с 1909 г. работал на Харьковской опытно-селекционной станции (ныне Украинский научно-исследовательский институт растениеводства, селекции и генетики). В то время селекционное дело в нашей стране еще только начиналось, поэтому приходилось и разрабатывать методику селекции, и создавать специальное оборудование. Тщательно собирал Юрьев материал для селекции. На полях он отбирал колосья лучших местных сортов. Выписывал сортовые семена из Саратовской, Московской области, Заволжья и многих других районов страны, а также из-за границы.
Чтобы создать зимостойкую и засухоустойчивую озимую пшеницу, засухоустойчивые яровую пшеницу, яровой ячмень, овес, кукурузу, просо, он скрещивал местные сорта с растениями из восточных и юго-восточных районов, где лето жаркое и сухое.
В. Я. Юрьев вместе со своими учениками вывел ряд ценных сортов озимой ржи — Харьковскую 194 и Харьковскую 55, сорта озимой и яровой пшеницы и других культур, которые возделываются и сейчас.
Особенно интересна история твердой яровой пшеницы Харьковская 46. Она создана сложным методом отдаленной гибридизации. Сначала селекционер получил гибрид нескольких
407
* * *
В. Я. Юрьев.
видов пшеницы. В межвидовом гибриде участвовала ветвистая пшеница. Затем он неоднократно скрещивал этот гибрид с твердой пшеницей, затем с полудикой пшеницей — полбой.
Не сразу удалось добиться желаемого результата. Гибридное потомство получило в наследство от полбы ломкий колос. Чтобы преодолеть этот и другие недостатки, гибридные растения еще скрещивали с хорошими сортами твердых пшениц.
Двадцать лет упорной работы — и наконец успех! Харьковская 46 — отличный сорт, он устойчив против болезней, имеет крупное зерно и прочную солому. Из муки этой пшеницы изготовляют высококачественные макаронные изделия. Этот ценный сорт получил широкое распространение на Украине, Урале, в Поволжье, Казахстане.
В. Я. Юрьев был одним из первых семеноводов в нашей стране, он внес большой вклад в разработку методики семеноводства.
Замечательные сорта озимой пшеницы создал Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской премии Павел Пантелеймонович Лукьяненко (р. в 1901 г.). Он уже много лет занимается селекцией на Северном Кавказе, где озимая пшеница — наиболее урожайная из зерновых колосовых культур. В колхозах и совхозах этого края производится высококачественное товарное зерно. Его мы экспортируем и в другие страны. П. П. Лукьяненко создал замечательные сорта озимой пшеницы, прекрасно приспособленные к природным условиям Северного Кавказа. Они отличаются высокой урожайностью, хорошо переносят здешние зимние холода и засуху, не боятся болезней и вредителей, не полегают и, что очень важно, имеют высокие хлебопекарные качества.
Жизненное призвание Павла Пантелеймоновича, сына потомственного кубанского казака-хлебороба, определилось рано. С юных лет мечтал он победить страшного врага пшеницы — грибную болезнь ржавчину, которая часто губила урожай на богатой кубанской земле.
В 1930 г. молодой селекционер начал работать на Кубани — на опытной сельскохозяйственной станции под Краснодаром (ныне Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства). Он изучал местные и другие сорта мягкой озимой пшеницы — этот вид пшеницы наиболее урожайный на Кубани, где долгая и теплая осень, умеренная зима и жаркая весна. Сотни сортов проверил Павел Пантелеймонович, и все они поражались ржавчиной.
Наконец в коллекции Всесоюзного института растениеводства ему удалось обнаружить несколько иностранных сортов, устойчивых против этого заболевания. Этих «иностранцев» Лукьяненко скрестил с местными сортами, хорошо приспособленными к природным условиям Кубани. Одну из пар исходных растений составили озимая пшеница Украинка, урожайная и с отличным зерном, и канадский сорт яровой пшеницы Маркиз, устойчивый к ржавчине и полеганию. Несколько лет Лукьяненко вел тщательный отбор в их потомстве. Вместе с тем он скрещивал и новые пары. Наконец долгожданный результат: выведено несколько сортов, которые почти не поражались ржавчиной и были более урожайными, чем местные сорта. Среди них был ценный сорт Новоукраинка 83, полученный из потомства Украинки
408
и Маркиза, а позже Новоукраинка 84. Этот сорт превысил материнскую форму по урожайности на 7 ц с гектара.
Новые сорта стали высеваться на сотнях тысяч гектаров.
Но ученый стремился создать еще лучшие растения. Среди удачных новых сортов, полученных путем скрещивания географически отдаленных форм (Лютесценс 17 X Скороспелка 2), была Безостая 4. Позднее в посевах этой пшеницы селекционер обнаружил растение, резко выделявшееся своей урожайностью. Оно положило начало замечательному сорту Безостая 1.
По урожайности, устойчивости к полеганию, поражению болезнями и повреждению вредителями, а также по хлебопекарным качествам это непревзойденный сорт озимой пшеницы. Безостая 1 является сильной пшеницей, мука этого сорта в смеси с мукой сортов низких хлебопекарных качеств дает хороший хлеб. Колхозы и совхозы, высевающие Безостую 1 на площади почти 7 млн. га, получают ежегодно дополнительно около 40 млн. ц высококачественного зерна.
П. П. Лукьяненко.
У Безостой 1 невысокая прочная солома, что очень важно при возделывании этого сорта на высокоплодородных почвах, а также в условиях орошения. В богарных, неполивных, условиях урожай этой пшеницы достигал более 70 ц с гектара, а при орошении — 95 ц. Сорт Безостая 1 получил высокую оценку на международном рынке за высокое качество муки.
Этот сорт сейчас возделывается не только в нашей стране, но и в Болгарии, Венгрии, Румынии и Югославии, где он занимает около 2 млн. га.
* * *
Федор Григорьевич Кириченко (р. в 1904 г.) вот уже почти 25 лет занимается селекцией озимой пшеницы во Всесоюзном научно-исследовательском селекционно-генетическом институте в Одессе. Здесь лауреат Ленинской премии Ф. Г. Кириченко создал ряд ценных сортов озимой пшеницы.
В степных районах юга Украины обычно бывают суровые малоснежные зимы с сильными морозами и оттепелями. Лето здесь часто засушливое, кроме того, растения страдают от разных видов ржавчины. Селекционер решил создать сорта, не боящиеся ни мороза, ни засухи, стойкие против ржавчины и с хорошим качеством зерна. В степной Украине ранее был распространен сорт озимой пшеницы Украинка, который часто вымерзал зимой, и сорт Гостианум 237, имеющий тоже ряд серьезных недостатков. Их сменили сорта, выведенные Федором Григорьевичем.
От скрещивания сорта Кооператорка, выведенного в институте, и сорта Гостианум 237 (из Поволжья) был получен сорт Одесская 3. Сорт Одесская 16 выведен путем внутрисортового скрещивания. Сорт озимой пшеницы Одесская 26 создан путем скрещивания сортов Одесская 3 и Лютесценс 17 с последующим многократным отбором лучших растений. Все эти сорта озимой пшеницы хорошо переносят суровые зимы, дают надежные урожаи, мука из такой пшеницы имеет хорошие хлебопекарные качества. Одесская 16 и Одесская 26 устойчивы к полеганию.
Хорошие макароны, вермишель, манную крупу можно получить только из твердой пшеницы. Клейковина зерна твердой пшеницы
409
Ф. Г. Кириченко.
особенная. Ее свойства не дают мучным изделиям расползаться при варке. Но твердая пшеница в степных районах Украины имеет только яровые формы, а яровая пшеница дает здесь низкие урожаи. Кириченко решил создать для юга Украины твердую озимую пшеницу, которая давала бы урожаи в 2—3 раза выше, чем твердая яровая пшеница.
Зная, что межвидовые гибриды наиболее пластичны и легче поддаются воспитанию в них полезных свойств и признаков, Кириченко взял для скрещивания озимую мягкую и яровую твердую пшеницу.
Много трудностей, а порой и неудач пришлось пережать Федору Григорьевичу. И все же впервые в истории степного земледелия сорта твердой озимой пшеницы были созданы. Это была пшеница Мичуринка, а затем и Новомичуринка. Сейчас селекционер ставит своей задачей повысить зимостойкость озимых твердых пшениц.
Н. В. Цицин.
* * *
Широко известен в нашей стране и за ее пределами ученый-биолог и селекционер академик Николай Васильевич Цицин (р. в 1898 г.). Выходец из бедной крестьянской семьи, он подростком работал на фабрике в Саратове. В годы гражданской войны Николай Васильевич был военным комиссаром, с оружием в руках защищал Советскую республику. Советская власть открыла молодому рабочему широкий путь к образованию. Он учился на рабфаке, а затем в сельскохозяйственном институте.
Встреча с выдающимся преобразователем природы Иваном Владимировичем Мичуриным оказала большое влияние на будущего ученого. В 1927г., работая на Саратовской селекционно-опытной станции, Николай Васильевич применил мичуринский метод гибридизации и добился замечательного успеха. Скрестив пшеницу с одним из видов дикого пырея, он получил шпенично-пырейные гибриды, которые отличались целым рядом очень ценных свойств (см. стр. 96—97).
Много лет ученый совершенствовал эти удивительные растения. Пшенично-пырейные гибриды высокоурожайны, большинство из них имеют крупное зерно и хорошие хлебопекарные качества, устойчивы к болезням, не полегают.
Озимые шненично-пырейные гибриды сейчас возделываются на сотнях тысяч гектаров, главным образом в нечерноземной зоне Европейской части СССР, а яровой скороспелый гибрид — в восточных ее районах.
В государственном сортоиспытании находится еще несколько пшенично-пырейных гибридов озимых и яровых форм, а сотни гибридов еще в селекционных питомниках, где Николай Васильевич совместно со своими учениками ведет огромную работу, создавая новые, еще более ценные сорта.
Очень интересна работа ученого над созданием новой формы многолетней пшеницы — зерно-кормовых пшенично-пырейных гибридов. Они дают два-три укоса в год, и зеленая масса содержит много белка.
Масличность подсолнечника увеличивается в два раза
В тридцатых годах во многих южных районах нашей страны резко упала урожайность и сократились посевные площади основной масличной культуры — подсолнечника. Дело в том, что посевы подсолнечника сильно стра-
410
Л. А. Жданов.
дали от заразихи — корневого паразитного растения. Никакие меры борьбы с ней не имели успеха.
Положение спасли наши ученые-селекционеры Л. А. Жданов и В. С. Пустовойт. Они создали сорта подсолнечника, устойчивые против заразихи. По существу, ими была создана новая масличная культура, которая имеет огромное значение для нашего народного хозяйства. Достаточно сказать, что в СССР подсолнечник занимает более 4,5 млн. га, что составляет почти две трети мировых посевов этой культуры. С внедрением новых сортов посевы подсолнечника в нашей стране по сравнению с дореволюционным временем выросли почти в 5 раз, а производство подсолнечного масла увеличилось более чем в 10 раз.
Лауреат Ленинской премии Леонид Афанасьевич Жданов (р. в 1890 г.) с 1916 г. занимается научными исследованиями и селекцией масличных культур. С 1924 г. он работает постоянно на Донской опытной селекционной станции.
Л. А. Жданов первый создал сорта подсолнечника, устойчивые против двух рас заразихи: расы А и злостной расы Б. Ждановские сорта давали значительно более высокие урожаи, чем стандартные, превышали их по содержанию масла в семенах, обладали устойчивостью и к подсолнечниковой моли.
Затем Леонид Афанасьевич вывел новый сорт подсолнечника Маяк, который районирован и получил широкое распространение в производственных посевах. Этот сорт не боится заразихи. Засухоустойчивый и высокомасличный, он содержит масла в семенах до 50% и выше. Ученый постоянно улучшает свои сорта, добиваясь еще большей масличности семян.
Л. А. Жданов занимается селекцией и других масличных культур. Он создал хорошие сорта ляллеманции, льна масличного, клещевины.
Леонид Афанасьевич внес большой вклад в разработку теоретических вопросов сельскохозяйственной науки, передовых приемов агротехники, новых методов селекции и семеноводства масличных культур.
Ученый тесно связан с сельскохозяйственным производством. Часто его можно видеть на колхозных и совхозных полях, где его совет высоко ценят агрономы и полеводы.
Выдающегося селекционера, дважды Героя Социалистического Труда, лауреата Ленинской премии Василия Степановича Пустовойта (р. в 1886 г.) хорошо знают в нашей стране, а также и во многих странах за рубежом. Сорта подсолнечника, созданные Василием Степановичем совместно с учениками, не имеют равных в мире.
Свой путь В. С. Пустовойт начал в 1908 г. агрономом на Кубани. А в 1912 г. он создал опытное поле «Круглик» близ Краснодара, где начал заниматься селекцией подсолнечника. Это было первое опытное учреждение по полевым культурам на Кубани. Уже при Советской власти опытное поле «Круглик» было реорганизовано в опытно-селекционную станцию, а теперь это Всесоюзный научно-исследовательский институт масличных и эфирномасличных культур.
В. С. Пустовойт первое время широко использовал в селекции собранные им образцы мест-
В. С. Пустовойт.
411
ных сортов подсолнечника. Среди них были сорта, обладающие ценными свойствами. Однако масличность их достигала 30% только в единичных случаях. Первый успех селекционера — создание подсолнечника, содержащего 36—37% масла в семенах. В 1938 г. был районирован заразихоустойчивый сорт, содержащий до 38% масла.
Год за годом шла упорная работа. Ученый применял разные методы: отбор, свободное переопыление лучших линий с последующим индивидуальным отбором из межсортовых гибридов, направленное воспитание. Каждый новый сорт превосходил предшествовавшие своей масличностью. Наконец были выведены сорта, устойчивые против заразихи и содержащие в семенах до 49—51% масла и выше.
Подсчеты показывают, что в результате посева высокомасличных сортов подсолнечника страна получает ежегодно дополнительно более 700 тыс. т растительного масла стоимостью свыше миллиарда рублей. Средняя масличность товарных семян в 1965 г. увеличилась с 24— 25 до 44%, т. е. почти в два раза!
Сейчас Василий Степанович работает над созданием сортов, в семенах которых 54—55%
А. Л. Мазлумов.
масла. Кроме того, он добивается полной устойчивости растений против болезней и сельскохозяйственных вредителей.
Свекла становится сахаристее
Более 4 млн. га занимает в нашей стране сахарная свекла — важнейшая техническая культура. Советские селекционеры создали новые сорта и гибриды сахарной свеклы, которые содержат сахара в корнеплоде больше, чем старые сорта, на 1—2%, а нередко и выше и дают тем самым дополнительно 2—4 ц и более сахара с гектара посевов. А повышение сахаристости корнеплодов только на 0,1% — это дополнительно 500—700 тыс. ц сахара ежегодно!
Известный селекционер лауреат Ленинской премии Аведикт Лукьянович Мазлумов (р. в 1896 г.) с 1922 г. работает на Рамонской селекционно-опытной станции в Воронежской области (ныне Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара). Здесь он и руководимый им коллектив селекционеров вывели много ценных сортов сахарной свеклы.
Аведикт Лукьянович работал напряженно, вкладывая в любимое дело все свои силы и энергию. Он проверял известные ранее методы селекции на практике, но вместе с тем искал и создавал новые эффективные методы. Как и у любого селекционера, у него были не только удачи, но и разочарования. Но упорство, воля и талант селекционера победили. Теперь широко известны в нашей стране рамонские сорта сахарной свеклы, занимающие третью часть посевов этой культуры. Достаточно сказать, что сорт Рамонская 06, выведенный методом гибридизации, содержит в корнеплодах до 22 % сахара и дает при высокой агротехнике 100 и более центнеров сахара с гектара.
Крупное достижение советских селекционеров — создание сортов односемянной сахарной свеклы. При уходе за посевами многосемянной свеклы нужно вручную прореживать всходы, так как в каждом гнезде по нескольку растений. Если высевать односемянные сорта, всходы не нужно прореживать, уход за посевами полностью механизируется. Это дает возможность получать высокие урожаи без затрат ручного труда и тем самым значительно снизить стоимость продукции. В создание сортов односемянной сахарной свеклы внес большой вклад и Аведикт Лукьянович.
412
Б. П. Соколов.
А. Л. Мазлумов успешно работает над созданием гибридов сахарной свеклы, используя явление гетерозиса (см. стр. 99). Ценные гибриды получаются от скрещивания односемянных и многосемянных сортов, они дают более высокие урожаи по сравнению с исходными формами.
Применяет он и другие новые методы селекции, например получение полиплоидных растений (см. стр. 100).
Высокоурожайная кукуруза
В 1963 г. за создание высокопродуктивных гибридов кукурузы присуждено звание лауреата Ленинской премии советским селекционерам: Борису Павловичу Соколову (р. в 1897 г.) — Всесоюзный научно-исследовательский институт кукурузы, Михаилу Ивановичу Хаджинову
(р. в 1899 г.) — Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Гайфутдину Салахутдиновичу Галееву (р. в 1911 г.)— Кубанская опытная станция Всесоюзного научно-исследовательского института растениеводства, Василию Евсеевичу Козубенко (р. в 1899 г.) — Черновицкая сельскохозяйственная опытная станция и Александру Самсоновичу Мусийко (р. в 1903 г.) — Всесоюзный научно-исследовательский селекционно-генетический институт.
Созданные ими гибриды кукурузы дают урожаи выше на 20—30 и более процентов, чем исходные сорта, и получили широкое распространение. Кроме того, эти ученые разработали методику производства гибридных семян кукурузы на стерильной основе (см. стр. 100), что позволяет выращивать гибридные семена без обрывания метелок, дает большую экономию в затрате ручного труда на семенных посевах и значительно удешевляет стоимость выращиваемых семян.
* * *
Во всех уголках нашей огромной страны работают многие тысячи селекционеров, сортоиспытателей и семеноводов. Их труд приносит огромную пользу нашему сельскохозяйственному производству. Высеянные на полях новые сорта и гибриды — это сотни тысяч тонн дополнительного высококачественного зерна, растительного масла, много сахара, хлопка, картофеля, овощей. Творцы растений ведут борьбу за изобилие продуктов и сельскохозяйственного сырья, приближая наше коммунистическое завтра.
ИЗ ИСТОРИИ РУССКОЙ ЗООТЕХНИЧЕСКОЙ НАУКИ
Зоотехния — наука о разведении, кормлении, содержании и правильном использовании сельскохозяйственных животных — стала складываться во второй половине XVIII в.
Зоотехния развивалась в тесной связи с народным творчеством, опираясь на его практический опыт. Ведь уже в давние времена на территории нашей страны были созданы высокопродуктивные породы животных. Например,
в Узбекистане более тысячи лет разводят овец каракульской породы, смушки которых по своему качеству не имеют равных себе в мире. Таджикский народ вывел гиссарскую породу крупных овец, вес отдельных животных этой породы достигает 150 кг. Крестьяне Ярославской губернии вывели ярославскую породу коров, с высокими удоями и высоким содержанием жира в молоке, и романовскую породу
413
овец, которые ягнятся два раза в год, приносят по 3—4 ягненка за один окот и дают легкую овчину с красивой и пушистой шерстью. Крестьяне Архангельской губернии вывели высокоудойную холмогорскую породу коров, а животноводы Туркмении — ахалтекинскую породу лошадей и сараджинскую породу овец с хорошей шерстью.
В. А. Левшин.
Первые шаги зоотехнической науки тесно связаны с деятельностью высших учебных заведений. В 1770 г. в Московском университете был введен курс сельскохозяйственного домоводства, включавший все отрасли сельского хозяйства.
Первым русским профессором по животноводству был Михаил Егорович Ливанов (1751 — 1800). Он вместе со своим учителем профессором М. И. Афониным организовал в 1790 г. первую в России земледельческую школу (близ нынешнего г. Николаева), просуществовавшую около 7 лет.
В своих сочинениях Ливанов писал, что в улучшении животноводства главную роль играют отбор лучших животных для дальнейшего разведения и хорошее кормление, притом бесперебойное в течение всего года. Он советовал завести в хозяйстве просторные и хорошие пастбища, иметь много лугов и косить их вовремя, высевать на полях кормовые культуры (клевер, люцерну, вику), иметь погреба, наполненные морковью, картофелем, и хорошие, теплые,
сухие помещения для скота. Ученый в своих трудах рассматривал и пути повышения жирномолочности коров. Ливанов настойчиво рекомендовал разводить на Украине тонкорунных овец.
Михаил Егорович сам был разносторонне образованным человеком и считал, что каждый агроном должен хорошо знать механику, минералогию и естественные науки (химию, физику и ботанику). «Без знания сих наук великих успехов в хлебопашестве ожидать не можно»,— писал он.
В последней четверти XVIII — начале XIX в. в России было очень популярно имя Василия Алексеевича Левшина (1746—1826). В своих работах он дал многочисленные рекомендации, как кормить, разводить и содержать сельскохозяйственных животных и выращивать молодняк.
Как и профессор Ливанов, Левшин уделял большое внимание развитию в России тонкорунного овцеводства, которое обеспечило бы суконные фабрики отечественным сырьем и избавило бы нашу страну от необходимости закупать тонкую шерсть за границей. Он считал, что наиболее пригодны для развития тонкорунного овцеводства гористые места Кавказской губернии и Крымский полуостров.
Развитию животноводства в то время препятствовала нехватка кормов, и Левшин рекомендует ввести полевое травосеяние, чтобы получать в изобилии зеленую траву и сено.
Профессор Московского университета Ярослав Альбертович Линовский (1818—1846) много внимания уделял развитию в России тонкорунного овцеводства, мечтая о том времени, когда тонкие сукна будут доступны любому крестьянину. «Придет время, и не только дворяне и купцы, но крестьяне в праздник наденут более красивое платье, будут потреблять более тонкую шерсть,— писал он.— Взгляните лишь на одну географическую карту— вас поразят те необъятные степи, которые так широко расстилаются у нас на юго-востоке, которые занимают десятки тысяч квадратных миль. Много и много еще миллионов овец могут бродить по этим необъятным пастбищам. Не только Новороссийский край и Малороссия, но все Приволжские губернии, Сибирь даже с ее суровым климатом… Все эти страны могут разводить у себя несметное множество овец и одевать жителей всего земного шара».
Вопрос о развитии тонкорунного овцеводства в России стоял тогда очень остро: растущей суконной промышленности нужно было сырье.
414
В. И. Всеволодов.
И не случайно именно в те годы талантливыми животноводами-практиками были созданы замечательные тонкорунные породы овец. Так, Иван Антонович Мерцалов (год рожд. неизв. — ум. в 1853 г.) создал новую отечественную тонкорунную породу овец русский инфантадо. Мерцаловские овцы весили 50— 64 кг, давали в среднем по 5 кг шерсти и отличались выносливостью.
Первые учебники по животноводству для высшей школы появились в 30-х годах XIX в. Автором их был профессор Петербургской медико-хирургической академии Всеволод Иванович Всеволодов (1790—1863). В одном из них говорилось об экстерьере сельскохозяйственных животных, т. е. их внешнем виде и телосложении. Изучение экстерьера помогает правильно оценить животных, что очень важно для животновода. В другом учебнике профессор Всеволодов рассказывает о происхождении домашних животных, дает их классификацию по видам, характеризует породы лошадей, коров, овец, говорит о племенной работе, кормлении и содержании животных. Учебники Всеволодова были крупным вкладом в зоотехническую науку того времени.
Ученый высказывал передовые материалистические идеи о руководящей роли нервной системы, о влиянии внешней среды (климата, почвы, кормления, содержания) на формирование и развитие домашних животных. Он считал, что познание законов развития животного мира и наследственности открывает пути для улучшения скотоводства в России и представляет большой общебиологический интерес.
Большую роль в развитии русской зоотехнической науки во второй половине XIX и первой половине XX в. сыграла Петровская земледельческая и лесная академия (ныне Московская сельскохозяйственная академия имени К. А. Тимирязева). Здесь были сосредоточены крупные научные силы, создавшие русскую школу зоотехников.