Лекция почвовебение. Лекция_почвоведение. Введение цель и задачи курса, краткая история развития почвоведения

• Название: Введение цель и задачи курса, краткая история развития почвоведения
• Анкор: Лекция почвовебение
• Дата: 08.10.2022
• Размер: 0.71 Mb.
• Имя файла: Лекция_почвоведение.doc
• Тип: Лекция; #721494
• страница: 1 из 16

ЛЕКЦИЯ 1

ВВЕДЕНИЕ: ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСА, КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ПОЧВОВЕДЕНИЯ

Более 8 тыс. лет человек обрабатывает почву… Человечество быстро осознало свою зависимость от земли. Сознание это отразилось в мифах и легендах всех народов.

Философы древности в своем стремлении понять окружающий их мир считали землю (почву) наряду с воздухом, водой и огнем одним из начал элементов мироздания. Эти четыре начала были определены греческим философом Эмпедоклом в V веке до нашей эры.

Римский поэт и философ-материалист, автор поэмы «О природе вещей» Лукреций еще во II веке до н.э. написал: « … всё начинает земля, дождевой орошённая влагой».

Однако в античное время и вплоть до XIX века почву не изучали. Ученых и практиков интересовали в основном приемы ведения сельского хозяйства, и в сводке агрономических правил указывались лишь отдельные свойства почвы, которые надо было учитывать земледельцу.

До 80-х годов XIX века изучением почв занимались геологи и ботаники, агрономы и химики.

Почвоведение – самостоятельная естественно-историческая наука, предметом изучения которой является почва, ее происхождение, развитие, строение, состав и свойства, закономерности распространения на поверхности суши, формирование и развитие плодородия и наиболее рационального его использования и повышения.

Наиболее важными разделами почвоведения являются: генезис почв, классификация почв, физики почв, химия почв, биология почв, география почв, картография почв. Наиболее важными прикладными разделами почвоведения являются агрономическое, лесное и мелиоративное.

География почв – раздел почвоведения, изучающий закономерности распространения почв и их связь с географической средой. География почв широко использует сравнительно-географический метод, занимается классификацией и генезисом почв, составлением почвенных карт.

Основоположником научного почвоведения, определившим его предмет и основные методы исследования, был выдающийся русский ученый Василий Васильевич Докучаев (1846-1903). До Докучаева почвоведение рассматривалось или как часть агрономии, или как часть геологии.

Итак, что же такое почва? В 1883 г. вышла в свет книга В.В.Докучаева «Русский чернозем». В ней впервые в мире даны подлинно научные ответы на вопросы: что такое почва? как она образовалась? в чем заключается ее плодородие? и мн. др. 1883 г. становится годом рождения новой науки – науки о почвах.

«Почвой, - писал Докучаев, - следует называть «дневные» или наружные горизонты горных пород (все равно каких), естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых». Он установил, что все почвы на земной поверхности образуются путем «чрезвычайно сложного взаимодействия местного климата, растительных и животных организмов, состава и строения материнских горных пород, рельефа местности и, наконец, возраста страны».

Согласно современных представлений, почва – это обладающая плодородием, сложная полифункциональная и поликомпонентная открытая многофазная структурная система в поверхностном слое коры выветривания горных пород, являющаяся комплексной функцией горной породы, организмов, климата, рельефа и времени.

«Почвенный покров представляет собой самостоятельную сложную специфическую биогенную оболочку земного шара, окутывающую сушу материков и мелководья морей и озер» (В.А.Ковда, 1973, кн.1, с.11).

Поверхностные горизонты горных пород (литосферы) подвергаясь воздействию многих поколений организмов, испытывая длительное и глубокое влияние атмосферы, преобразуются в почвенный покров, обладающий развитой способностью обеспечивать рост и продуктивность растений (т.е. производить фитобиомассу) и играющий огромную геофизическую и биогеохимическую роль в истории нашей планеты.

Выдающийся советский геохимик В.И.Вернадский назвал почву «благородной ржавчиной Земли», имея в виду, что почвенная оболочка образовалась в результате взаимодействия геофизических оболочек планеты – литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы. «Благородная» потому, что она обладает развитым плодородием, т.е. способностью производить урожай растений; «ржавчина» потому, что почвенный покров является продуктов переработки первозданных горных пород.

То обстоятельство, что почвенный покров образуется в результате взаимодействия ряда геофизических оболочек Земли и организмов, определяет положение почвоведения среди других естественных наук. Современная наука о почве опирается на такие научные дисциплины, как биология, физика, химия, геология, география, геохимия, геофизика, и ставит целью решение практических проблем земледелия и лесного хозяйства, а также многих вопросов медицины, инженерного искусства, поисков полезных ископаемых и др. С одной стороны, это осложняет науку о почве, а с другой – делает ее необычайно интересной и практически важной.

Находясь в непрерывном взаимодействии с другими оболочками планеты, почвенный покров активно участвует в сложных процессах обмена и превращения энергии и вещества на земном шаре и играет большую общепланетарную роль, определяя многие свойства и явления в литосфере, атмосфере, биосфере и гидросфере.

Благодаря этому, почвоведение, как писал В.В.Докучаев (1899), открывает путь к познанию «важнейших для развития сельского хозяйства и, тем самым, для судеб человечества проблем многосложных и многообразных соотношений и взаимодействий, а равно законов, управляющих вековыми изменениями их, которые существуют между так называемой живой и мертвой природой, между: а) поверхностными горными породами; б) пластикой земли; в) почвами; г) наземными и грунтовыми водами; д) организмами (в том числе, и даже главным образом, низшими) и человеком … гордым венцом творения».

Из этого учения о закономерной связи между организмами и неживой природой вытекает учение о зонах природы, т.е. той среды, в которой совершается процесс взаимодействия между живой и мертвой природой.

Учение о зонах природы, созданные В.В.Докучаевым, оказало глубокое влияние на дальнейшее развитие не только почвоведения, но и смежных наук – геоботаники, физической географии лесоводства, геохимии.

В.В.Докучаев умер в 1903 г. За четверть века научной деятельности им была создана новая наука о почвах с новыми методами исследования, нашедшая уже в те времена практическое приложение.

По часто цитируемому утверждению В.Р.Вильямса, «учение о почвенном покрове как о самостоятельной категории природных тел возникло в результате творческой работы трех русских ученых – Василия Васильевича Докучаева (1846-1903), Павла Андреевича Костычева (1845-1895) и Николая Михайловича Сибирцева (1860-1900)».

Из зарубежных ученых к числу «сооснователей» почвоведения следует отнести немецкого ученого Мартина Эвальда Вольни (1846-1901) и американского ученого Евгения Вольдемара Гильгарда (1833-1916).

Конец века ознаменовался важным для почвоведов событием. В 1899 г. под редакцией ученика В.В. Докучаева П.В. Отоцкого начал выходить журнал «Почвоведение».
Развитие почвоведения в России в начале ХХ в.
Начало ХХ в. характеризуется развитием преимущественно почвенно-географических исследований, охвативших обширные территории Европейской России. Появился ряд новых имен молодых почвоведов, ставших впоследствии крупными учеными. Это Леонид Иванович Прасолов (1875-1954), Сергей Семенович Неуструев (1874-1928), Андрей Иванович Безсонов (1875-1962), Николай Александрович Димо (1873-1959), Константин Дмитриевич Глинка (1867-1927) и др.

Были описаны малоизвестные до того типы почв (каштановые сухих степей, бурые почвы полупустынь, солонцы, солончаки).

В 1904 г. был открыт первый в мире Почвенный музей. Заведующим музеем стал Павел Владимирович Отоцкий. Ведущим научным направлением музея всегда являлись почвенно-географические исследования.

С 1908 г. Главное переселенческое управление организует специальные экспедиции в Сибирь, Среднюю Азию и Казахстан для почвенно-ботанического исследования отдельных районов Азиатской России. Эти работы возглавил К.Д.Глинка, крупный почвовед, непосредственный ученик В.В.Докучаева. Работы продолжались до 1917 г. К.Д.Глинка привлек к участию в экспедициях лучших почвоведов-географов и ботаников: Л.И.Прасолова, С.С.Неуструева, Б.Б.Полынова, Б.А.Федченко, И.И.Томашевского, А.И.Безсонова и др. Предварительные отчеты публиковались в специальных трудах экспедиций Переселенческого управления.

В ряде высших учебных заведений развертывались исследования в области химии и физики почв.

В Петербургском университете – изучение химического состава и процессов разложения органического вещества почв (А.Р.Трусов и С.П.Кравков); в Лесном институте – изучение процессов почвообразования, физических, химических и агрохимических свойств почв (П.С.Коссович).

Особенно крупную роль в Москве играла кафедра агрономии Московского университета, которой заведовал профессор А.Н.Сабанин.

Другим центром почвоведения и агрохимии стала Тимирязевская сельскохозяйственная академия. Здесь преподавал общее земледелие и почвоведение почвовед и агроном В.Р.Вильямс, который создал научную школу биологического почвоведения. Он показал роль биологических факторов – природных сообществ высших зеленых растений и микроорганизмов в формировании важнейших свойств почв, которые в совокупности обусловливают важнейшее их свойство – плодородие.

Основываясь на ведущей роли биологического фактора в почвоведении, В.Р.Вильямс разработал научные основы травопольной системы земледелия, дал теоретические представления об эволюции почв как о едином процессе, связанном с эволюцией жизни на Земле.

Научная деятельность в области почвоведения развивалась в Казанском университете, где были проведены комплексные почвенно-ботанические исследования в Западной Сибири и Приуралье, а также почвенные исследования некоторых опытных лесничеств (Георгий Федорович Морозов (1867-1920), Георгий Николаевич Высоцкий (1865-1940) и почвенно-географические работы на Кавказе (Сергей Александрович Захаров (1878-1949).

Развитие почвоведения в советский период

В первое десятилетие после революции были учреждены самостоятельные кафедры почвоведения в университетах и сельскохозяйственных институтах, организована кафедра почвоведения в Академии наук, и первым академиком избран в 1927 г. Константин Дмитриевич Глинка. В последующие годы академиками на кафедре почвоведения избирались К.К.Гедройц, Д.Н.Прянишников, В.Р.Вильямс, Н.М.Тулайков, Л.И.Прасолов, Б.Б.Полынов, И.В.Тюрин, Я.В.Пейве, И.П.Герасимов.

В 1925 г. Докучаевская почвенная комиссия была преобразована в государственное учреждение – Почвенный институт АН СССР им. В.В.Докучаева. Был организован Институт почвоведения и геоботаники при Среднеазиатском государственном университете.

В области теоретического почвоведения 20-е годы ознаменовались появлением работ К.К.Гедройца (1872-1932), создавшим учение о поглотительной способности почв. К.К. Гедройц доказал, что почвенные коллоиды и связанная с ними физико-химическая адсорбция ионов играют исключительно важную роль в формировании и свойствах почв.

На основании экспериментальных и полевых исследований К.К.Гедройц создал теорию эволюции почв в процессах засоления и рассоления. Его книги «Почвенный поглощающий комплекс», «Химический анализ почв» стали руководящими пособиями для ряда поколений почвоведов и определили новый этап в развитии почвенной науки.

В первый десятилетний период развития советской науки появляется и ряд почвенно-географических работ, в которых были обобщены результаты исследований предыдущих лет: «Почвы Забайкалья», «Почвы Туркестана», «Почвенные области Европейской России» Л.И.Прасолова; «Почвы России и сопредельных стран» К.Д.Глинки; «Донские пески, их почвы и ландшафты» Б.Б.Полынова. В 1927 г. была издана Почвенная карта Азиатской части СССР, а в 1930 г. Почвенная карта европейской части СССР в масштабе 1:25000000.

В 30-х годах значительные территории Западной Сибири, Казахстана, Дальнего Востока, Северного Кавказа стали объектами почвенно-географических исследований и картографирования почв для проектируемых крупных совхозов.

Развернулись работы по изысканию земель, пригодных для орошения, в засушливых районах страны – на юго-востоке европейской части СССР, в Средней Азии и Казахстане. Эти исследования положили начало развитию особой, очень важной отрасли науки – мелиоративного почвоведения, у основания которого стояли крупнейшие почвоведы – В.А.Ковда, В.М.Боровский, В.В.Егоров.

Практические задачи мелиоративного почвоведения, в свою очередь, дали толчок к новым теоретическим исследованиям и обобщениям. Не только почвенный профиль, но и вся толща подстилающих пород до уровня грунтовых вод, а также грунтовые и поливные воды стали обязательными объектами при почвенно-мелиоративных исследованиях.

Роль мелиоративного почвоведения в становлении мелиоративной географии отражена в статье А.А.Науменко (2001).

Для научного обоснования различного рода мелиоративных мероприятий большое значение имела теория К.К.Гедройца об эволюции засоленных почв и учение Б.Б.Полынова об остаточных и аккумулятивных типах коры выветривания (1934) и общих закономерностях миграции легкорастворимых солей в ландшафтах.

Значительных успехов достигла физика почв, оформившаяся в самостоятельную область почвоведения. Она находит применение в агропочвенных, почвенно-мелиоративных исследованиях, организации почвозащитных систем, а также в изысканиях, связанных с дорожным строительством, устройством оросительной сети, возведением зданий и т.д. Большое значение в становлении физики почв имели работы сектора физики почв Института почвоведения им. В.В.Докучаева (проф. А.Ф.Лебедев, проф. А.М.Панков) и кафедры физики и мелиорации почв МГУ, научное руководство которой осуществлялось проф. Н.А.Качинским.

Столь же значительными как в области развития теории, так и выхода в практику были труды лаборатории гидрологии почв Почвенного института им. В.В.Докучаева, руководимой проф. А.А.Роде. Он организовал ряд стационаров по изучению водно-теплового и солевого режимов почв. А.А.Роде – автор монографии о почвенной влаге.

В советский период продолжали развиваться и достигли значительных успехов исследования химического состава, свойств и процессов образования гумусовых веществ почвы (акад. И.В.Тюрин, профессора – Л.Н.Александрова, М.М.Кононова, В.В.Пономарева, Д.С.Орлов и др.). Появились фундаментальные работы в области почвенной микробиологии (Н.Н.Красильников, Е.Н.Мишустин, Т.В.Аристовская и др.). Существенные успехи достигнуты в изучении почвенной фауны (М.С.Гиляров).

В развитие общей теории почвоведения внесли вклад труды Б.Б.Полынова в области изучения процессов выветривания и почвообразования и обмена минеральными веществами между почвами и растениями.

Развивая идеи В.В.Докучаева о почве как естественно-историческом теле природы и В.И.Вернадского о роли живого вещества в биосфере, Б.Б. Полынов сделал вывод, что почва – это не только природное тело, которое как зеркало отражает связи живой и мертвой природы (зеркало ландшафта), не только объект, в котором записана история развития ландшафта, но и постоянно действующая система, через которую протянулись связи между компонентами ландшафта, охватив «крепкой цепью» миграции химических элементов, всю природу целиком.

На грани почвоведения, геохимии и учения о ландшафтах родилась новая отрасль естествознания – геохимия ландшафта.

Б.Б.Полынов показал, сколь важно для понимания почвенных процессов изучение биологического круговорота веществ. Это направление получило в советском почвоведении широкое развитие (Н.П.Ремезов, Н.И.Базилевич и др.). Столь же широкое применение нашел введенный им метод сопряженного изучения легкорастворимых солей в почвах, почвообразующих породах и грунтовых водах при изучении засоленных почв и их мелиоративной характеристике.

После Великой Отечественной войны развитие советского почвоведения характеризуется дальнейшим развитием теоретических исследований, новым циклом крупномасштабных почвенных съемок, развитием биологических идей в почвоведении, проведением бонитировочных работ (с 60-х годов) и мн. др. Проведено почвенно-географическое районирование СССР, совершенствование классификации и диагностики почв (И.П.Герасимов, Е.Н.Иванова, Н.Н.Розов, В.М.Фридланд и др.), методов почвенного картирования, изучение структуры почвенного покрова (В.М.Фридланд) и др.

В 80-90-е годы ХХ века сформировались новые научные направления – археологическое почвоведение (В.А.Дёмкин, М.И.Дергачёва и др.), экологическое почвоведение (И.А.Соколов, Л.О.Карпачевский и др.).

Важнейшим событием стало издание «Классификации и диагностики почв России» (2004 г., отв. ред. Г.В.Добровольский), где обобщены фундаментальные и прикладные знания в области генезиса и географии почв. Впервые в классификационную систему почв России включены антропогенно-преобразованные почвы. С большим интересом почвоведами встречено и появление книги И.А. Соколова «Теоретические проблемы генетического почвоведения» (2004 г., отв. ред. М.И.Дергачёва).

В современный период особенно возросла роль почвоведения в рациональном использовании почв и ландшафтов, правильной их оценки для мелиорации, эффективного применения удобрений, разработке мероприятий по борьбе с эрозией и охране почв. Учитывая, что почвы являются той основой, которая связывает в единое целое всю биосферу, одной из важнейших задач современного почвоведения является всемерное развитие его экологического, точнее функционально-экологического направления.

Естественно, развитие и становление почвоведения в Казахстане связано с достижением российской (советской) научной школы. В 1933 г. Отделом агропочвоведения КазНИИ земледелия под руководством С.П.Матусевича и под редакцией академика Л.И.Прасолова была составлена, а в 1935 г. издана первая Почвенная карта Казахстана.

В 1935 г. в Казахском сельскохозяйственном институте (ныне агроуниверситет) была организована первая кафедра почвоведения (А.В.Мухля).

Для развития почвоведения в Казахстане важное значение имело создание в 1939 г. в составе Казахского филиала АН СССР Почвенного сектора под руководством профессора А.И.Безсонова. В 1946 г. на базе этого Сектора был организован Институт почвоведения АН КазССР, первым директором которого стал У.У.Успанов.

Первый подсчет площадей почв Казахстана был произведен С.П.Матусевичем и У.У.Успановым в 1942 году.

В 1946 г. Е.В.Лобовой под редакцией Л.И.Прасолова и И.П.Герасимова на основе областных почвенных карт была составлена вторая Почвенная карта Казахской ССР в масштабе 1:2500000.

В 1949 г. в Казахском государственном университете им. С.М.Кирова была создана кафедра почвоведения (А.М.Дурасов) и биофак стал именоваться биолого-почвенным факультетом.

Своего расцвета казахстанское почвоведение достигло в 70-е годы, когда на основе многочисленных полевых, почвенно-мелиоративных (В.М.Боровский) и почвенно-географических (У.У.Успанов) исследований были изданы серия монографий «Почвы Казахской ССР» (по административным областям), Почвенная карта Казахской ССР в масштабе 1:2500000 (1976 г., отв. ред. У.У.Успанов) и др. В эти же годы проводились крупные научно-исследовательские работы по изучению эрозии и агрогенеза почв, изучению структуры почвенного покрова, бонитировке (качественной оценке) почв. Вышли в свет крупные монографии: «Геохимия засоленных почв Казахстана» (1978) и «Формирование засоленных почв и галогеохимических провинций Казахстана» (1982) – В.М.Боровского; «Эрозия и дефляция почв Казахстана» (1978) – Р.Д.Джанпеисова; «Галогенез и осолонцевание почв равнин Северного Казахстана» (1979) – В.Н.Михайличенко; «Почвы средних и низких гор Восточного Казахстана» (1978) – А.А.Соколова, «Эколого-географические условия дефляции почв Северного и Центрального Казахстана» (1982) – М.Е.Бельгибаева, Г.В.Зонова, Э.М.Паракшиной и мн. др.

В последние годы по результатам многолетних исследований опубликованы монографии А.А.Соколова «Систематический список горных и предгорных почв Республики Казахстан» (2003) и С.Д.Абдыхалыкова, А.А.Науменко «Региональные особенности и агрогенез тёмно-каштановых почв Северного Казахстана» (2003).