Лекции по "Почвоведению"

3. Период первичной систематизации  знаний о почвах связан с Греко-Римской цивилизацией и охватывает тысячелетие с VIII в. до н. э. по III в. н. э. В этот период в связи с развитием земледелия, наук и искусств знания о почвах получили форму некоторых обобщений и концепций в рамках философии. Была накоплена масса отдельных фактов и наблюдений, зафиксированных в трактатах греческих и римских философов. Было дано описание почв разных мест, их особенностей в связи с теми или иными системами земледелия. Были даны первые классификации (перечни) почв по их свойствам и ценности, разрабатывались рекомендации по земледельческому использованию тех или иных почв. Если греческие философы, начиная с Гесиода и вплоть до Феофраста и Эратосфена, на протяжении шести веков пытались наряду с констатацией многочисленных фактов о почве постичь и ее существо как природного явления, то римские ученые были более склонны к практицизму и на протяжении двух веков создали довольно стройную систему знаний о почвах и их земледельческом использовании. Особенную известность получили в этом отношении трактаты Катона, Варрона, Вергилия и Колу-меллы. Колумелла, которого иногда называют «Докучаевым античного мира», прославился обширностью сведений о земледелии и почвах, собранных в трактате «О сельском хозяйстве» — первой в мире сельскохозяйственной энциклопедии, в которой можно найти самые разнообразные сведения о почвах разных мест, их плодородии, классификации, обработке, удобрении.

4. Период интенсивных земельно-кадастровых работ эпохи феодализма охватывает 15—17 веков новой эры и связан с развитием почвеннотоценочных работ в целях феодального налогообложения. В это время мало было сделано по сравнению с антиками для познания почв и их свойств, но очень много было собрано описаний почв разных территорий при их сравнительной качественной оценке. Официальный земельный кадастр был введен в большинстве стран в те или иные периоды этого времени. Наиболее известными трудами по земледелию в этот период стали трактаты Альберта Великого (Германия) и Петра Кресценция (Италия), написанные в XIII в. В этих книгах были воскрешены знания и рекомендации древних римлян, особенно Колумеллы. К концу периода появились и новые идеи о почвах наряду с пересказыванием известных фактов и рекомендаций, в частности, появились рассуждения о водном питании растений (Френсис Бекон), о потреблении растениями солей из почвы (Бернар Палисси во Франции и Френсис Бекон в Англии), о круговороте веществ в природе (Леонардо да Винчи).
5. Период интенсивного экспериментального и географического изучения почв и их плодородия в связи с развитием экстенсивного земледелия характеризует XVIII в. Большое влияние в этот период оказала «Книга о плодородии почвы» немецкого ученого Н. А. Кюльбеля (1740), где обоснована гипотеза водного питания растений, а в экономической оценке земли популярными стали идеи французских физиократов, в частности А. Тюрго, выступившего с обоснованием закона убывающего плодородия почв (1766). Получили развитие и экспериментальные работы: Н. Валериус в Швеции исследовал гумус почв и выдвинул гипотезу гумусового питания растений (1761), а Ф. Ахард в Германии извлек щелочью перегнойные вещества из торфа и осадил их серной кислотой (1786), определив 200 лет назад тот принцип исследования гумусовых веществ, который используется и до сего времени. Появились и новые идеи о происхождении почв, особенно в трудах русских ученых — академиков М. В. Ломоносова (1763), П. G. Палласа (1773), И. А. Гюльденштедта (1791).
6. Период развития агрогеологии и агрикультурхимии совпадает с бурным распространением капиталистического производства в земледелии Европы в XIX в. Этот период предшествовал непосредственно становлению почвоведения как науки. Самыми известными в этот период стали работы основателей агрохимии М. Э. Вольни, А. Д. Теера, Г. Дэви, М. Г. Павлова, Я. Берцелиуса, Ю. Либиха, Ж. Б. Буссенго, сформулировавших основные принципы агрикультурхимии. Второе научное направление связано с именами немецких агрогеологов К. Шпренгеля и Ф. А. Фаллу. В 1837 г. появилась книга, где впервые было использовано слово «почвоведение», — это монография К. Шпренгеля «Почвоведение или наука о почве». Составлялись и первые почвенные карты крупных территорий, в частности в России первая карта была составлена в 1851 г. под руководством К. С. Веселовского; вторая — в 1879 г. под руководством В. И. Чаславского. Однако ни агрикультурхимики, ни агрогеологи не смогли подняться еще до создания новой науки, оставаясь на позициях старых представлений о почве как косной среде произрастания растений.

7. Период создания современного  генетического почвоведения и конце Х1Х — начале XX в. связан с именем русского естествоиспытателя В. В. Докучаева. Именно ему выпала честь быть основателем новой науки, ему и блестящей плеяде докучаевцев. В чем существо научной революции, совершенной Докучаевым? Самое главное, В. В. Докучаев показал, что почва — это самостоятельное естественно-историческое тело природы, отличное от всех других природных тел, развивающееся исторически из горных пород во времени под влиянием одновременной и совокупной деятельности воды, воздуха и организмов. Как всякое природное тело, почва имеет свое строение и специфические свойства, «живет» своей особой «почвенной жизнью», имеет спой возраст и закономерное распространение на поверхности земли.

Заслугой В. В. Докучаева является формулирование основных теоретических концепций современного генетического почвоведения, о которых говорилось выше, — учения о почве как самостоятельном теле природы, учения о факторах почвообразования, учения о зональности почвенного покрова. Им разработаны и основные методы почвенных исследований — профильно-морфологический, сравнительно-морфологический, заложены основы современной картографии почв. Важно подчеркнуть, что В. В. Докучаев не был ученым-одиночкой. Наоборот, вокруг него и в созданных им крупных экспедициях сгруппировалась и выросла школа почвоведов России, с именами которых связаны многие важные почвенные исследования этого времени. Уже в работах Нижегородской экспедиции (1882—1886) участвовали ученики В. В. Докучаева. Н. М. Сибирцев (впоследствии профессор, создатель первого учебника генетического почвоведения), А. Р. Ферхмин (историограф докучаевского периода почвоведения), В. П. Амалицкий, Ф. Ю. Левинсон-Лессинг (впоследствии академик, основатель петрографии), И. К. Кыт-манов, П. А. Земятченский, П. Ф. Бараков, Н. Н. Бурмачевский, А. Н. Краснов (географ, ботаник, почвовед, основатель Батумского ботанического сада). В Полтавской экспедиции (1888— 1894) к ним присоединились В. И. Вернадский (впоследствии академик, основатель биогеохимии и современного учения о биосфере и ноосфере), ботаники Г. Н. Танфильев и Г.Н.Высоцкий (впоследствии профессора, основатели агролесомелиорации). В особой экспедиции по борьбе с засухой (1892—1897) начали работать К. Д. Глинка (впоследствии академик, первый русский президент Международного общества почвоведов), П. В. Стоцкий (первый редактор журнала «Почвоведение», основанного в 1899 г.), Г. Н. Адамов. Учениками В. В. Докучаева были профессора С. А. Захаров, Н. А. Димо, Г. Ф. Морозов (основатель современного учения о лесе), академики Л.И.Прасолов и Б. Б. Полынов. Это была поистине блестящая плеяда учеников и последователей. Докучаевские идеи буквально всколыхнули- ученых России. В Москве формируется московская школа почвоведов под руководством А. Н. Сабанина (1847—1920), с 1900 г. начавшего читать курс почвоведения в Московском университете. В Казани свою школу основывает туте в Петербурге генетические концепции в химию почв привнес профессор П. С. Коссович. Ведутся большие почвенно-картографические работы в различных областях России на основе нового докучаевского метода.

Важно также подчеркнуть, что труды Докучаева очень быстро стали известны за рубежом. Его первое исследование о черноземе было опубликовано на французском языке в Петербурге в 1879 г. Уже в 1886 г. немецкий ученый Э. Брюкнер ссылался на работы Докучаева о черноземе. Особый успех работы Докучаева (коллекции почв и почвенных карт) получили на Международных промышленных выставках в Чикаго в 1893 г. и в Париже в 1899 и 1900 гг.

Хотя бесспорный приоритет в создании генетического почвоведения принадлежит Докучаеву, нельзя сказать, что ничего не было сделано в других странах мира в этот период.

В развитии почвоведения в США большую роль сыграли работы Е. В. Гильгарда (1833— 1916) и М. Уитни (1860—1927). Первый известен как основатель почвенной школы США (его первая работа по классификации почв, основанная на близких к докучаевским новых идеях, вышла в 1893 г), а второй — как организатор почвенной службы США и автор первой систематики американских почв. Однако в обеих работах было еще очень много от старых агрогеологических позиций.

Интенсивное развитие почвоведения в этот период в Европе связано с именами М. Э. Вольни (1846—1901) и Э. Раманна в Германии, Ю. Шлезинга (1824—1919) во Франции, Г. М. Мурго-чи (1872—1925) в Румынии, Н. П. Пушкарова (1847—1943) в Болгарии, П. Трейца (1866— 1935) и А. Зигмонда (1873—1939) в Венгрии, С. Миклашевского (1874—1949) в Польше, И. Копец-кого в Чехословакии, Б. Аарнио и Б. Фростеруса в Финляндии.

8. Период развития докучаевского почвоведения и становления новой науки охватывает время между двумя мировыми войнами (1916—1941). Именно в этот период был собран огромный фактический материал по химической, физической, минералогической характеристике почв» разных стран. Были сформулированы основные концепций по физике, химии, биологии почв. В целом шла интенсивная дифференциация науки и оформление специализированных направлений в ней. Интенсивно развивались почвенно-картографические исследования.

В этот период было создано Международное общество почвоведов (в 1924 г. на Четвертой Международной педологической конференции в Риме), проведены три Международных конгресса почвоведов (Первый в Вашингтоне в 1927 г., Второй в Ленинграде в 1930 г. и Третий в Оксфорде в 1935 г.).

В СССР важнейшими организационными событиями этого периода явились: создание Почвенного института им. В. В. Докучаева в системе Академии наук СССР (1927), первой университетской кафедры почвоведения в Московском университете в 1922 г. и Всесоюзного общества почвоведов в 1939 г.

Докучаевские идеи генетического почвоведения окончательно завоевали признание в мировой науке, особенно благодаря выступлениям советских почвоведов на двух первых международных конгрессах и переводу ряда русских работ на иностранные языки. Почвоведение оформилось в самостоятельную отрасль естествознания, имея собственные предмет и методы исследования, а географические концепции почвоведов, основанные на докучаевских идеях, стали широко использоваться в смежных науках. В почвоведении выделились самостоятельные разделы и направления: химия, физика, география, минералогия, биология почв; интенсивно развивалось сельскохозяйственное почвоведение. Русская школа почвоведения получяйа статус лидирующей в мировой науке.

9. Период интенсивной инвентаризации почвенного покрова мира и развития международного сотрудничества в почвоведении характеризует тридцатилетие после окончания второй мировой войны. Пожалуй, главной чертой этого периода явилось интенсивное исследование почвенного покрова бывших колониальных и полуколониальных территорий Азии, Африки и Латинской Америки и создание в развивающихся странах мира национальных кадров почвоведов путем организации широкой международной помощи в рамках организаций системы (ЮН 
(ФАО, ЮНЕСКО, ВМО и др.) и путем двустороннего сотрудничества. Сотни европейских и североамериканских почвоведов побывали в странах тропиков и субтропиков, о которых ранее почвоведы судили в основном лишь по косвенным данным. Новый фактический материал дал реальную основу для более строгого анализа мировой географии и систематики почв. Впервые в истории науки по инициативе и при непосредственном участии советских почвоведов был 
организован при посредстве ФАО и ЮНЕСКО международный проект создания почвенной карты мира. Работы по ее составлению были начаты в 1960 г., после Седьмого Международного конгресса почвоведов, и закончены в 1978 г., когда были опубликованы последние листы карты масштаба 1:5 000 000. Однако это выдающееся научное достижение было не единственным результатом международного сотрудничества: проведены десятки международных конференций и координационных совещаний-экскурсий по разным проблемам почвоведения, соз- 
дан Международный почвенный музей в Амстердаме с богатой коллекцией эталонов почв мира, опубликовано большое количество переводов работ на всех языках по разным аспектам почвоведения. Все это привело к созданию новых представлений о генезисе и географии почв мира, их классификации, о процессах почвообразования; пересмотрены представления об уже известных типах почв и описано много новых типов.

10. Период интенсификации работ  по охране и рациональному  использованию почвенного покрова характеризует уже наши дни и связан с осознанием в глобальном масштабе экологических проблем, с которыми столкнулось человечество во второй половине XX в. в результате кумулятивного эффекта природопользования предыдущих эпох и современного интенсивного социально-экономического и научно-технического развития. Не последнее место среди этих проблем принадлежит и состоянию почвенного покрова планеты, пораженного многими деградационными процессами и подверженного относительному и, 
что самое страшное, абсолютному сокращению. Именно этим проблемам были посвящены последние международные конгрессы почвоведов.

Фазовый состав почв

Почва — это многофазное природное тело, вещество которого представлено следующими физическими фазами: твердая; жид-i ля, газовая и живое» вещество населяющих почву организмов i рис. 4).

Твердая фаза почвы — это ее основа, матрица, формирующаяся в процессе почвообразования из материнской горной породы и в значительной степени унаследующая состав и свойства последней. Это полидисперсная и поликомпонентная органоминеральная система, образующая твердый каркас почвенного тела. Она состоит из остаточных минералов или обломков горной породы и вторичных продуктов почвообразования — растительных остатков, продуктов их частичного разложения, гумуса, вторичных глинистых минералов, простых солей и оксидов элементов, освобожденных при выветривании породы на месте или принесенных со стороны агентами геохимической миграции, различных почвенных новообразований. Твердая фаза почвы характеризуется гранулометрическим , минералогическим и химическим составом, с одной стороны, и сложением, структурой и порозностью—с другой Жидкая фаза почвы — это вода в почве, почвенный раствор, исключительно динамичная по объему и составу часть почвы, заполняющая ее поровое пространство. Содержание и свойства почвенного раствора зависят от водно-физических свойств почвы и от ее состояния в данный момент в соответствии с условиями грунтового и атмосферного увлажнения при данном состоянии погоды. В районах с низкими зимними температурами жидкая фаза почвы переходит в твердое состояние; при повышении температуры часть почвенной воды может испариться, перейдя в газовую фазу почвы. Жидкая .фаза — это «кровь» почвенного тела, служащая основным фактором дифференциации почвенного профиля, так как главным образом путем вертикального и латерального передвижения воды в почве происходит в ней перемещение тех или иных веществ в виде суспензий или растворов, истинных либо коллоидных.

Газовая фаза почвы —это воздух, заполняющий в почве поры, свободные от воды, состав которого существенно отличается от атмосферного и очень динамичен во времени. В сухой -почве воздуха больше, во влажной — меньше, поскольку вода и воздух в почве являются антагонистами, взаимно замещая друг друга в общем объеме почвенной порозности в зависимости от состояния почвы в тот или иной момент.

Живая фаза почвы — это населяющие ее организмы, непосредственно участвующие в процессе почвообразования. К ним относятся многочисленные микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли), представители почвенной микро- и мезофауны (простейшие, насекомые, черви и пр.) и корневые системы растений.

Природная почва существует и функционирует в единстве своих фаз как единое физическое тело.