Почвоведение

Почвоведение – наука о почвах, их образовании (генезисе), строении, составе и свойствах, географическом распространении, хозяйственном использовании и мелиорации.

Почвоведение является фундаментальной естественной наукой, изучающей почвы как особые природные естественноисторические образования, сформировавшиеся в результате многовекового воздействия элементов климата, растительного и животного мира на поверхностные горизонты горных пород земной суши.

↑Предпосылки и история возникновения почвоведения

Научному изучению почв предшествовал длительный период эмпирического накопления знаний о почвах в процессе их хозяйственного использования, начиная с зарождения земледелия в середине каменного века. Большой объём знаний о почвах и их плодородии был получен в древних земледельческих цивилизациях, в античных государствах Греции и Рима. Решающее значение для дальнейшего развития знаний о почвах имели успехи естествознания в XVIII–XIX вв., особенно в таких науках как геология, химия, физика, физиология растений, микробиология и др. В конце XVIII в. и в первой половине XIX в. в Западной Европе возникло два направления в изучении почв: агрогеологическое и агрикультурхимическое. Сторонники агрогеологического направления (Фаллу, Берендт и др.) рассматривали почвы как рыхлую горную породу, образовавшуюся в процессе выветривания плотных горных пород. Описания и названия почв давались часто петрографо-минералогические. Согласно агрикультурхимическому направлению (Тэер, Либих), почва рассматривалась лишь как источник элементов питания для растений. Оба направления страдали односторонностью и не могли связать воедино все разнообразие почвенных процессов, ведущих к образованию и функционированию почв. Честь создания науки о почвах как особых природных образованиях принадлежит выдающемуся русскому естествоиспытателю Василию Васильевичу Докучаеву (1846-1903). По Докучаеву, почвы представляют собой особые природные тела, образовавшиеся на земной поверхности в результате чрезвычайно сложного взаимодействия местного климата, растительных и животных организмов, состава и строения материнских горных пород, рельефа местности и возраста страны.

Впервые такое понятие о почвах и их генезисе было обоснованно и сформулировано В.В.Докучаевым в его знаменитом научном труде «Русский чернозем», опубликованном в Санкт-Петербурге в 1883 г. С этой датой связывается обычно начало развития новой фундаментальной отрасли современного естествознания – генетического почвоведения. Новое понятие о почве открыло широкие перспективы развития знаний о почвах, послужило методологической основой связей почвоведения со многими естественно-научными дисциплинами и практическими способами использования почв.

В США основателем фундаментального почвоведения считается Евгений Вольдемар Гильгард (1833-1916) крупный специалист в области агрономии, мелиорации и почвоведения, который также как и Докучаев считал почву результатом взаимодействия факторов почвообразования, однако методологически обоснованного целостного учения в отличие от В.В. Докучаева он не создал.

↑Основные понятия и разделы почвоведения в контексте его исторического развития

Одним из важнейших понятий генетического почвоведения является представление о почвенном профиле как общем характере строения почвы, вскрываемом ее вертикальным разрезом от поверхности до материнской породы и состоящем из сформировавшихся в процессе почвообразования генетических горизонтов. Каждый тип почв характеризуется определенным строением почвенного профиля, который отражает историю его развития и происходящие в почве процессы. Разнообразие строения почвенных профилей является одной из основ генетической диагностики и классификации почв. Большое значение в генетическом почвоведении имеет понятие о почвенном покрове как исторически сложившейся пространственной совокупности различных типов и видов почв, покрывающей ту или иную территорию земной поверхности (от небольшого земельного участка, до территории целых стран, континентов - земной суши в целом).

Состав и строение (структура) почвенного покрова изучается наземными и дистанционными методами картографирования почв и получает отражение на почвенных картах разных масштабов. Основы полевой (наземной) картографии почв были разработаны под руководством В.В. Докучаева в Нижегородской земельно-оценочной экспедиции (1882-1886 г.). В результате работы этой экспедиции Докучаевым была составлена первая естественно-научная классификация почв и обоснованы принципы бонитировки (сельскохозяйственной оценки) почв. По опыту работы Нижегородской экспедиции в последующие годы были проведены почвенно-картографические исследования во многих губерниях России. На их основе учениками и последователями Докучаева (Н.М. Сибирцевым, Г.И. Танфильевым, А.Е. Ферхминым) в 1900 г. была составлена первая научно-обоснованная почвенная карта Европейской части России в масштабе 1:2 520 000. В том же году В.В. Докучаев представил на Всемирной выставке в Париже первую схематическую почвенную карту северного полушария Земли. Так было показано, что почвы распространены в мире не случайно, а вполне закономерно и в тесной связи с другими природными условиями. В эти же годы В.В. Докучаев сформулировал главные законы географии почв- закон широтной (горизонтальной) и высотной (вертикальной) зональности почв.

В 1900 г. был издан учебник почвоведения Н.М. Сибирцева, в котором впервые в систематизированном виде все разделы науки о почве были изложены с генетических позиций.

В начале ХХ века идеи генетического докучаевского почвоведения постепенно проникали в страны Западной Европы и Северной Америки и получили полное признание на первых международных конгрессах почвоведов в Вашингтоне (1927 г.) и Москве (1930 г.). Выдающаяся роль в этом принадлежала академику К.Д. Глинке, избранному на конгрессе в Вашингтоне председателем международного общества почвоведов.

Большой вклад в становление и развитие генетического почвоведения внесли непосредственные ученики и последователи В.В. Докучаева: Н.М. Сибирцев, К.Д. Глинка, В.И.Вернадский, Г.И.Высоцкий, С.А.Захаров. В развитии агрономического почвоведения в России, в том числе в изучении почв черноземных областей выдающаяся роль принадлежит П.А.Костычеву и А.А.Измаильскому.

Среди иностранных ученых конца XIX – начала XX веков, внесших существенный вклад в развитие научного почвоведения, необходимо назвать такие имена, как Гильгардт, Марбут, Келлог, Ваксман (США); Раманн, Штремме, Мюкенгаузен, Кубиена (Германия); Рассел, Мюр, Милн (Великобритания); Дюшофур, Обер (Франция); Тамм, Маттсон (Швеция), Травенье, Дюваль (Бельгия); Аарнио (Финляндия), Прескот (Австралия); Пушкаров (Болгария); Зигмонд, Сабольч (Венгрия); Чернеску (Румыния) и др..

В течение ХХ столетия почвоведение прошло большой путь развития и получило признание как фундаментальная отрасль современного естествознания. Почвоведами разработаны теоретические основы науки о почве, установлены законы происхождения (генезиса) и географии почв, созданы естественно-научные и прикладные классификации почв, сформулированы принципы и категории сельскохозяйственной оценки земель и бонитировки почв, разработаны профильно-генетический и сравнительно-географический методы исследования и картографирования почв, составлены разномасштабные почвенные карты, позволяющие оценить почвенные ресурсы России, сопредельных стран и всего мира, обоснованы принципы зональной агрономии и мелиорации почв, применения органических и минеральных удобрений с учетом почвенно-географического и природно-хозяйственного районирования территории России.

Как и в других областях естествознания, в почвоведении ХХ века шел процесс дифференциации науки о почве на специализированные направления. Среди них следует назвать такие направления и разделы, как генезис, география и картография почв (К.Д. Глинка, С.С.Неуструев, Л.И.Прасолов, И.П.Герасимов, Д.Г.Виленский, В.Р.Волобуев, В.М. Фридланд), химия и геохимия почв (К.К.Гедройц, Б.Б.Полынов, И.В.Тюрин, В.А.Ковда), физика и гидрология почв (А.Ф.Лебедев, Л.П.Розов, А.А.Роде, Н.А.Качинский), биология почв (С.Н.Виноградский, М.С.Гиляров, Н.А.Красильников, Е.Н. Мишустин). Крупный вклад в разработку агрохимического и агрономического направления в почвоведении ХХ века внесли Д.Н. Прянишников и В.Р.Вильямс.

Все шире используются в почвоведении современные методы экспериментальных аналитических, режимно-стационарных (мониторинговых) и дистанционных (в том числе аэрокосмических) исследований.

Наиболее существенным результатом исследований в области генезиса и эволюции почв является установление разновозрастности и полигенетичности большинства почв, сохранивших признаки и показатели не только современных, но и прошлых эпох почвообразования (палеопочвоведение). На современном этапе возрастающее значение приобретает изучение почв искусственно созданных или трансформированных человеческой деятельностью. Проводятся почвенно-археологических исследований, изучающие параллельное и взаимообусловленное развитие почв и человеческого общества.

В области химии почв особенно важны результаты изучения химического состава и структуры гумусовых веществ, минералогического состава тонкодисперсных фракций почв и содержания в почвах микроэлементов, в том числе тяжелых металлов. Специалистам в области физики почв удалось разработать на основе законов термодинамики концепцию структурно-функциональной организации почв, позволяющую расчетными методами определять и прогнозировать возможные изменения гидрофизического состояния почв по небольшому числу экспериментальных данных.

В области биологии почв очень существенное развитие получила почвенная микробиология, особенно новый взгляд на почву как на множество микроэкологических сред обитания, объясняющий огромную численность, видовое разнообразие не только бактерий, но и всей микробиоты почв.

↑Современные достижения

Для современного почвоведения характерны исследования проникающие, с одной стороны, в микромир почвы, в тончайшие детали строения и проходящих в ней процессов, а с другой стороны, охватывающие структуру и функции почвенной оболочки Земли (педосферы) как сложной глобальной системы, находящейся во взаимодействии с другими сферами планеты (атмосферой, гидросферой и литосферой) и прежде всего с ее биосферой, неотъемлемой частью которой она (педосфера) является.

В связи с обострением современного экологического риска все большее внимание уделяется в почвоведении изучению функций почвенного покрова в биосфере и наземных экосистемах, структурно-функциональным связям между почвенной биотой, твердой, жидкой и газовой фазами почв, биогеохимическим циклом в природных и антропогенных биоценозах. Это позволяет почвоведам принимать участие в изучении причин возникновения и решении таких глобальных проблем как опустынивание, глобальные климатические изменения, обеспечение продовольствием все возрастающего населения Земли, сохранениее биологического разнообразия, и др.

Развиваются исследования энергетики почвообразования и разрабатываются теории управления почвообразовательными процессами в целях повышения и оптимизации биологической продуктивности и плодородия почв.

Почвоведение обладает большим объемом знаний о географическом разнообразии почв, зональных и региональных особенностях их химических, физических и биологических свойств и процессов, о биологическом разнообразии связанных с почвами растений, животных и микроорганизмов. Эти знания являются теоретической основой мероприятий по охране почв от эрозии, техногенного загрязнения, засоления и заболачивания, по разработке систем мелиорации почв и ландшафтно-адаптивного земледелия, рационального природопользования и охраны окружающей среды.

↑Почвоведение — фундаментальная академическая и университетская наука

Долгое время почвоведение рассматривалось в качестве одной из агрономических дисциплин и преподавалось только в сельскохозяйственных вузах. В настоящее время кафедры и отделения почвоведения имеются в университетах большинства стран мира, а почвоведение приобрело статус фундаментальной академической науки, имеющей свой объект изучения и занимающейся описанием, объяснением и предсказанием процессов в почве и связанных с ней других компонентах природной среды. Единственный в мире факультет почвоведения организован в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова в 1973г.

В 1992 г. решением Комитета по высшей школе Министерства науки, высшей школы и технической политики Российской Федерации почвоведение было включено в перечень направлений базового высшего образования по естественным наукам (наряду с математикой, физикой, биологией, геологией и т.п.) с присуждением академической степени «бакалавра почвоведения», а в 1994 г. Приказом Госкомвуза России в перечень основных естественнонаучных профессионально-образовательных направлений с углубленной общенаучной подготовкой и присуждением академической степени «магистр почвоведения» с соответствующей специализацией. В этом же году почвоведение было включено в перечень естественнонаучных специальностей с углубленной общенаучной (базовой) подготовкой, включающей общепрофессиональную, а также теоретическую и практическую профессиональную подготовку по специальности «Почвоведение» с указанием соответствующей специализации.

В настоящее время специалисты-почвоведы работают в университетах, научных институтах и лабораториях, в заповедниках и национальных парках, в разнообразных природоохранных и экологических учреждениях. Много почвоведов служат в государственных организациях по учёту и контролю земельных ресурсов - основного возобновляемого ресурса любой страны.

↑Рекомендуемая литература

Глинка К.Д. (1951) Почвоведение

Добровольский Г.В. (1999) Место и роль современного почвоведения в науке и жизни

Ковда В.А. (1973) Основы учения о почвах.

Роде А.А. (1971) Система методов исследования в почвоведении.

Структурно-функциональная роль почвы в биосфере (1999) Отв. ред. Г.В. Добровольский.