История почвоведения как науки

1. История почвоведения как науки

 

Почвоведение как наука зародилось в России, где были разработаны его научные основы и главные методы исследовании. В 1725 г. в России была открыта Академия наук, затем начались первые исследования почв русскими учеными. М. В. Ломоносов впервые высказал мысль о том, что развитие почвы протекает во времени в результате взаимодействия растений и горных пород. Во второй половине Х1Х в. в губерниях европейской части России получают широкое распространение работы по оценке земель, которые проводились агрономами и экономистами на основе опросно-статистического метода в связи с налогообложением и развитием хлебной торговли. Были составлены первые обзорные почвенные карты европейской части России (Веселовский, Вильсон, Чаславский), на которых наметились некоторые границы почвенных зон.

Возникновение современного генетического (то есть уделяющего основное внимание генезису почв) почвоведения связано с именем профессора Василия Васильевича Докучаева, который впервые установил, что почвы имеют чёткие морфологические признаки, позволяющие различать их, а географическое распространение почв на поверхности Земли так же закономерно, как это свойственно растениям и животным. В своей монографии «Русский чернозём» (1883) он впервые рассматривает почву как самостоятельное природное тело, формирующееся под воздействием 5 факторов: живых организмов, свойств породы, рельефа, климата и времени развития. 1883 год считается временем возникновения почвоведения как науки. В. В. Докучаев разработал схему классификации почв Северного полушария, разработал методы исследования почвы, создал основы почвоведения, установил многие закономерности почвообразования и предложил ряд практических мероприятий по повышению эффективного плодородия почв. Среди трудов многочисленных учеников и последователей В. В. Докучаева выделяются работы Н. М. Сибирцева (1860-1900), который написал первый учебник почвоведения, систематизировал и развил основы учения В. В. Докучаева о почве. Одновременно с развитием школы В. В. Докучаева изучение почв проводилось П.А. Костычевым (1845--1895), который заложил научные основы агрономического почвоведения и сделал ряд важных теоретических обобщений, связавших почвоведение и земледелие. Он провел большую работу по изучению разложения растительных остатков в почве и роли микроорганизмов в этом процессе, оказавшую значительное влияние на последующее изучение органического вещества почв. Он тесно связывал все приемы агротехники со свойствами почв и с особенностями климатических условий.

В. В. Докучаева. П. С. Коссович (1862-1915) - один из основоположников изучения физических, химических и агрохимических свойств почв. В своих трудах «Основы учения о почве» (1911), «Курс почвоведения» (1903), «Почвообразовательные процессы как основа генетической почвенной классификации» (1910) он не только систематизировал сведения о почвах, но и развил оригинальные идеи по вопросам почвообразования, классификации и эволюции почв. В 1914 г. было опубликовано первое издание «Почвоведения» В. Р. Вильямса, существенно отличавшееся от других курсов биологической и агрономической направленностью.

После Великой Отечественной войны развитие советского почвоведения характеризуется дальнейшим развитием теоретических исследований, новым циклом крупномасштабных почвенных съемок для территории укрупненных колхозов и совхозов, развитием биологических идей в почвоведении, активным участием в решении задач по дальнейшему развитию сельскохозяйственного производства. Наиболее важными достижениями этого периода являются следующие:

1.Разработка общего почвенно-географического  учения на биоклиматической основе  о почвенно-биоклиматических поясах  и областях мира, о почвенных  зонах, фациях и провинциях (Л. И. Прасолов, И. П. Герасимов, Е. Н. Иванова. Н. Н. Розов и др.);

2.Разработка общего учения  о корах выветривания и о геохимии ландандшафтов на основе биогеохимических идей В. И. Вернадского (Б. Б. Полынов, В. А. Ковда, М.,А. Глазовская и др.);

3.Крупные теоретические  разработки в области питания  растений и применения удобрений, ознаменовавшиеся дальнейшим развитием  отечественной школы агрохимии, основателем которой был академик  Д. Н. Прянишников, создание агрохимической  службы в стране;

4.Развитие генетических  и ночвенно-агрономических исследований па основе изучения органических веществ почв (И. В. Тюрин, М. М. Кононова, Л. Н. Александрова, В. В. Пономарева, Д. С. Орлов и др.), почвенных процессов и режимов (А. А. Роде, И. Н. Скрынникова, И. С. Кауричев, Е. А. Афанасьева и др.); агрофизических и мелиоративных исследований (Н. А. Качинскии, В. А. Ковда, Л. П. Розов, Во В. Егоров и др.), изучения физико-химических и химических свойств почв (А. Н. Соколовский, И. Н. Антипов-Каратаев, Н. И. Горбунов, Н. Г. Зырин И др.);

5.Совершенствование единой  классификации и диагностики  почв СССР (И. П. Герасимов, Е.Н. Иванова, Н. Н. Розов, В. М. Фридланд и др.), методов почвенного картирования, изучение структуры почвенного покрова (В. М. Фридланд), разработка принципов и методов бонитировки почв и экономической оценки земель;

6.Развитие региональных  исследований по изучению почв  Сибири и Дальнего Востока, союзных  республик и выход монографических  обобщений по почвам этих территорий;

7.широкое участие советских  почвоведов в изучении почв  субтропического и тропического  поясов и публикация монографии  по генезису, географии и характеристике  почв этих территории.

В современный период особенно возросла роль почвоведения в рациональном использовании почв, правильной их оценке для мелиорации, эффективного применения удобрений, разработки мероприятий по борьбе с эрозией и охране почв.

 

2. Почвоведение  как отрасль естествознания

 

Почвоведение — наука о свойствах, динамике, происхождении почв, как естественноисторических образований, как объекта труда и средства сельскохозяйственного производства. Почвоведение в качестве самостоятельной области естествознания оформилось 100 лет назад (основоположник Докучаев). До этого почвоведение рассматривалось как часть агрономии или геологии. Толчком к развитию П. послужила практическая деятельность людей.

Самый верхний слой земли, на котором человек жил, получал урожай, стал объектом труда и средством производства. Это произошло много тысяч лет назад. Накопление знаний началось в III веке до н.э. в древнем Китае и Египте. В древней Греции имели детальную классификацию земли.

Юлий Цезарь ввёл обязательное известкование немецких земель для повышения плодородия, так как основным свойством почвы является плодородие - способность удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла для нормальной деятельности и создания урожая. Именно это важнейшее качество почвы, отличающее ее от горной породы, подчеркивал В. Р. Вильямс. Позже церковь запретила изучать почву, но в 16-19 веке возникла агрономия — наука о приёмах обработки почв и выращивании культурных растений (начала развиваться в Германии как наука). Возглавил это в 19 веке Теер. Он выдвинул теорию органического питания растений, к нему присоединилось много крупных немецких химиков. Все они изучали органическое вещество гумуса (16-18% гумуса — почва хорошая). Почвенный гумус очень сложное по структуре органическое вещество, включает в себя несколько групп органических веществ. Но не только от гумуса зависит плодородие почв. N, P, K также очень важное звено. После выяснения этого начала развиваться минеральная теория. В этот период расширяются экспериментальные работы.

Вся морфология почв является информационной. Это одна из функций почвы. Она показывает генезис почвы. Каждая почва прошла через этап развития в определённых условиях. Развитие почвоведения делится на додокучаевский и докучаевский периоды. Наиболее важными разделами почвоведения являются учение о формировании и развитии (генезисе) почв; учение о почвенном покрове как целостном пространственном образовании, взаимосвязанном с внешней средой (география почв); учение о плодородии почв и почвенного покрова и о принципах его регулирования агротехническими и мелиоративными методами.

Наряду с названными главными разделами в составе почвоведения выделяют его фундаментальные разделы по свойствам почвенной массы (физика почв, химия почв, биология почв и т. д.) И прикладные разделы по формам использования почв и почвенного покрова (агрономическое, лесное и мелиоративное почвоведение и т. д.). Эти прикладные разделы оказывают огромное влияние на развитие общей теории почвоведения, так как являются источником обширных первичных материалов и базой проверки теоретических концепций. Особым разделом является классификация почв, которая должна строиться на использовании материалов всех разделов и быть единой таксономической системой для картографирования почв, характеристики и комплексной оценки их плодородия, создания единого земельного кадастра страны и накопления данных (в форме «математических банков») с целью их последующего математического анализа.

Почвоведение — зеркало физической географии. Все факторы действуют взаимно. На основании этих факторов были предложены зоны земного шара: северная зона, тундра, лесотундра, тайга, лесостепь, степь, лапиритная зона (тропики, субтропики). Докучаевым было предложено изучение почв по их генезису. Основным показателем являлась морфология почв. Методы Докучаева сейчас повсеместны. С ним работали Северцев (картографирование и классификация почв), Костычёв (органомическое почвоведение), Кассович (физика и химия почв), Глинка (география и классификация почв), Гедройц (поглотительная способность почв), Высоцкий (гидрологический режим почв), Вильямс (развитие почвенного процесса (Полынов, Ковда, Тюрин, Глазовская)). Все они принимали участие в составлении мировой карты почв.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Глобальные функции  почвы, структура почвоведения, методы  почвоведения.

 

К глобальным функциям почвы относится:

 

- Без почв невозможна  жизнь на земле (продуцентам негде  расти);

- Почва — центр образования  биомассы и видообразования живых  организмов;

- С появлением почвы  и на ней живых организмов  возникает жизнь в атмосфере;

- Осуществляется связь  между биогенными и абиогенными  компонентами живой и неживой  природы, чем достигается целостность  биосферы;

- Почва — регулятор  окислительно-восстановительного потенциала;

- Без почвы невозможна  минерализация органического мёртвого  вещества, образующегося в результате  отмирания растений и животных;

- Почва – жилищное  пространство для расселения  человека и животных ;

- Опорная функция (растения  и животные сохраняют вертикальное  положение);

- Почва – источник  пищи для растений и человека  через них;

- Почва обладает поглощающей  способностью. Благодаря этому в  ней удерживаются элементы пищи  растений;

- Информационная функция (сама почва информирует человека  о своём происхождении);

- Почва обладает буферностью и защитным экраном. Она регулирует силу ветра, температуру, водный режим и другие климатические показатели. Регулирует потоки химических элементов в различных условиях;

- Регулятор стока воды. Выпадающие осадки не полностью  стекают в связи с особенностями  рельефа, а частично впитываются  почвой;

- Почва — источник  вещества для образования минералов (первичных, вторичных, осадочных);

-  Почва способна накапливать  различные полезные ископаемые (руду, торф, уголь);

- Почва — регулятор  газового состояния атмосферы (приземный  слой почвы). Дыхание почвы;

- В почву возвращается  часть азота и углекислого  газа путём усвоения этих веществ  почвенными микроорганизмами;

- Почва поглощает и  отражает солнечную радиацию. Благодаря  этому формируется энергетика  нижних слоёв атмосферы, что способствует  возникновению природных зон;

- Почва — источник  твёрдого вещества;

- Влияет на круговорот  воды на земном шаре:

А)Трансформирует атмосферные осадки в почвенные грунтовые воды;

Б) Воды имеют определённый химизм (от различного содержания химических веществ

В) Влияет на формирование речного стока;

Г) Почва — фактор биопродуктивности водоёмов и водотоков;

- Средство сельскохозяйственного  производства, объект труда и  условие существования человека.

 

Методы почвоведения

 

При исследованиях на нижних уровнях организации в почвоведении применяются методы разработанные ранее для других естественных наук: химии, физики, геологии, минералогии, биологии, биохимии, гидрологии и др. — обычно в модификациях, учитывающих почвенную специфику.

На более высоких уровнях используются и специфические методы, которые можно объединить в следующие группы:

 

Профильные методы заключаются в изучении системы почвенных генетических горизонтов, включая почвообразующую породу с целью сравнения их свойств и состава с породой. Найденные различия позволяют судить о направленности процессов почвообразования, непосредственное наблюдение за которыми невозможно. При этом применяется ряд допущений:

-Исходная порода не  была слоистой

-Образец эталонной породы  существенно не менялся за  период почвообразования

-Процесс почвообразования  всё время существования почвы  протекал в одном направлении.

Невозможность какого-либо из допущений приводит к усложнению интерпретации результатов профильного метода.

Сравнительно-географические методы (а также сравнительно-геоморфологический и сравнительно-литологический) заключаются в выявлении закономерностей между строением, составом и свойствами почв с факторами почвообразования, определенным образом варьирующимися по земной поверхности.

Сравнительно-исторические методы построены на основе принципа актуализма, который позволяет реконструировать по реликтовым (не выводящимся из современных факторов почвообразования) свойствам почв условия их существования в предыдущие эпохи.