Уже в сложной обстановке 1918 года СНК ассигновал 50 миллионов рублей на орошение в Советском Туркестане. В. И. Ленин в 1921 году писал, что орошение более всего необходимо для возрождения края и укрепления перехода к социализму. Машеров сейчас лучше понимал тонкий политический ход первого Ильича, который привлекал сельскую бедноту на сторону советской власти. Местные баи ничего подобного предложить никогда не могли.
За период с 1924 по 1942 год на мелиоративные работы израсходовали около 6 миллиардов рублей, тогда как за полвека до революции — лишь 100 миллионов. Создали крупные оросительные системы в Средней Азии, Закавказье, Поволжье и южной Сибири. В 1939 году построили Большой Ферганский канал имени Сталина протяжённостью 370 километров. К 1941 году площадь полезащитных лесонасаждений достигла 850 тысяч гектаров, а валовой сбор зерна в 1950 году составил 7,6 миллиарда пудов против 4–5 миллиардов в дореволюционной России. Эти меры создали материальную базу для последующего осуществления грандиозного плана преобразования природы, основанного на комплексном воздействии на климат и почвы засушливых территорий.
В советской науке первой половины XX века сформировалось довольно точное представление о возможности направленного изменения климата засушливых территорий. Исследователи исходили из того, что климат не является неизменной данностью, а может улучшиться путём преобразования подстилающей поверхности — почвы, растительности, водного режима. То есть учёные не боялись вторгаться в святые чертоги «природы». Это являлась общая тенденция того времени, а не только мечты советских новаторов. Теоретической основой такого подхода стали труды метеорологов, почвоведов и биологов, объединённых задачей преодоления засухи. К примеру, климатолог Воейков обосновал тезис о том, что речная вода не должна бесполезно сбрасываться в океан, а обязана «совершить полезную для человека работу». Шутки шутками, но он вполне здраво настаивал на широком использовании речных вод для орошения и на обсадке водоёмов древесной растительностью.
Он полагал, что вода, испаряясь с поверхности почвы и пройдя через растительный организм, увлажняет воздух и тем самым влияет на режим осадков. Именно он сформулировал принцип климатической роли орошаемого земледелия там, где в будущем поднимут ту самую целину. В пару ему почвовед В. В. Докучаев разработал целостный план преобразования природы степей, направленный на регулирование водного и климатического режимов. План включал регулирование стока малых и больших рек, создание прудов в балках и оврагах с их обязательным облесением, устройство лесных полос на водоразделах, закрепление песков лесонасаждениями. Докучаев рассматривал эти меры не как разрозненные технические приёмы, а как единую систему, призванную изменить гидрологические и климатические условия обширных территорий.
Однако существовали и противники такой стратегии. К примеру, исследования учёного Измаильского подтвердили опасность прогрессирующего иссушения степей при хищническом земледелии. Он доказал, что помещичье хозяйство ведёт к обмелению рек и разрушению почвенной структуры. Для предотвращения превращения степей в пустыню Измаильский предложил общегосударственный комплекс мер: создание искусственных водоёмов, накопление снега, ослабление поверхностного стока, насаждение древесных полос для увеличения запасов грунтовых вод. Наконец, агробиолог В. Р. Вильямс придал этим идеям законченную форму в учении о травопольной системе земледелия. Он доказал, что для сохранения влаги в почвах и грунтах водоразделов необходимо введение правильных севооборотов с многолетними травами. Травы, создавая водопрочную структуру почвы, уменьшают поверхностный сток и увеличивают впитывание осадков. В сочетании с полезащитными лесными полосами и облесением водоёмов эта система, по мысли Вильямса, способна коренным образом улучшить водный режим засушливых областей.
В работах советских учёных также подчёркивалось, что преобразование природы требует комплексного подхода. Ботаники и почвоведы исследовали способы закрепления песков и мелиорации солончаков, разрабатывая приёмы создания устойчивого растительного покрова в пустыне. Мичуринская биология предложила методы выведения засухоустойчивых и солевыносливых сортов растений, способных эффективно использовать орошаемые земли. Сталинский план преобразования природы по итогу синтезировал эти научные разработки в единую программу действий. План предусматривал не только строительство гигантских гидроэлектростанций и каналов, но и создание системы государственных лесных полос протяжённостью более пяти тысяч километров, полезащитных лесонасаждений на миллионах гектаров и закрепление подвижных песков. Лесные полосы должны ослабить силу суховеев, задерживать снег на полях и способствовать накоплению влаги.
Ожидалось, что орошение и обводнение на площади до 28 миллионов гектаров окажут громадное влияние на физико-географические условия Европы и Азии. Учёные прогнозировали, что в результате этих мер на сушу ежегодно будет поступать до 60 миллиардов кубометров поливной воды. Эта влага будет испаряться не бесполезно, как в пустыне, а через растительный покров, образуя огромные массы органического вещества. Процесс испарения через растения должен сменить процесс прямого испарения с поверхности почвы, что качественно меняло характер влагооборота. Изменение режима испарения влекло за собой изменение приземного климата. Предполагалось, что сеть крупных каналов, водохранилищ и лесных полос повысит влажность воздуха, особенно в летний период. Это смягчало бы воздействие максимальных температур на растения. Дополнительная влага, поступающая в атмосферу путём транспирации, могла увеличить количество местных атмосферных осадков за счёт усиления внутреннего влагооборота. Особенно значительных изменений ожидали на востоке европейской части СССР и в прилегающих районах Азии.
Новый растительный покров на обширных территориях должен изменить тепловой режим почвы и воздуха. В прошлом поверхность пустынь нагревалась до 60–70 градусов, что усиливало засушливость. Орошённые земли, покрытые растительностью, нагревались бы значительно слабее. Кроме того, конденсация водяного пара при образовании осадков сопровождалась выделением скрытой теплоты парообразования, что могло привести к частичному потеплению климата в некоторых районах. Учёные рассматривали травопольные севообороты и лесные насаждения как средство управления биологическим круговоротом веществ. Правильная система земледелия сокращала бесполезный смыв и выдувание плодородного слоя, уменьшала вынос минеральных элементов питания за пределы полей. Тем самым не только сохранялось, но и наращивалось почвенное плодородие. Орошаемые массивы, покрытые многолетними травами, должны стать очагами интенсивного биологического круговорота, вовлекающего в оборот колоссальные массы органики.
Советские исследователи тех лет рассматривали проблему изменения климата как часть более широкой задачи управления биосферой. Преобразование природы мыслилось как сознательное и планомерное воздействие на географическую среду с целью ускорения развития производительных сил. Речь шла не о локальных улучшениях, а о создании на огромных пространствах принципиально нового ландшафта,
способного обеспечить всеобщее изобилие сельскохозяйственной продукции. В описаниях ожидаемых результатов фигурировали не только хозяйственные выгоды, но и глобальные геофизические эффекты.
Снижение уровня Каспийского моря вследствие изъятия волжской воды на орошение должно освободить новые площади для сельского хозяйства. В дельтах рек прогнозировалось рассоление почв из-за понижения уровня грунтовых вод. Одновременно создавалась новая, более равномерная сеть малых водоёмов, испаряющих влагу и смягчающих климат. Концепция преобразования климата степей и пустынь органично включала в себя критику капиталистического природопользования. В документах подчёркивалось, что анархия производства и погоня за прибылью делают невозможным проведение подобных планомерных мероприятий в капиталистических странах. Примеры гибели древних оросительных систем и деградации почв в колониальных владениях использовались для обоснования тезиса о том, что только социалистическая организация хозяйства способна реализовать идеи направленного изменения природы в масштабах целых материков.
