Почвы стали самостоятельным объектом исследования, а защита диссертации (11 (23 ) декабря ) стала «датой рождения» новой научной дисциплины - почвоведение .
Энциклопедичный YouTube
-
1 / 5
Современное почвоведение, основы которого были заложены В. В. Докучаевым , рассматривает почву как самостоятельное естественноисторическое биокосное природное тело, возникшее и развивающееся на поверхности Земли под действием биотических, абиотических и антропогенных факторов. Нижняя граница этого природного тела определяется глубиной, на которую произошло существенное изменение горной породы процессами почвообразования , что составляет до 1-3 метров, однако в экстремальных условиях тундры, пустыни или в горах мощность почвенной толщи может измеряться несколькими сантиметрами. Боковые границы почвенных образований определяются как границы раздела между элементарными почвенными ареалами.
Почва имеет многоуровневую структурную организацию:
- атомарный уровень
- кристалломолекулярный или молекулярно-ионный уровень
- уровень элементарных почвенных частиц (ЭПЧ) - фракций, определяемых в гранулометрическом анализе
- почвенные микро- и макроагрегаты, а также новообразования
- далее следуют уровни структуры почвенного покрова
Каждый из перечисленных уровней требует специфических методов исследования и способов воздействия.
Часто рассматривают четыре (ранее три) фазы почвы (под фазой в этом случае понимают несколько иное, нежели в классическом определении):
- твёрдая фаза - полидисперсная органоминеральная система, наименее динамичная часть почвы, составляющая каркас для других фаз
- жидкая фаза - почвенный раствор
- газовая фаза - почвенный воздух, заполняющий вместе с почвенным раствором поровое пространство, его состав отличается от состава атмосферы
- живая фаза - почвенная биота, за исключением роющих млекопитающих и корней растений, принадлежность которых к живой фазе почв остаётся дискуссионной, хотя их роль в почвообразовании несомненна и велика
Краткая история
Развитие научного почвоведения связано с работами учеников В. В. Докучаева и их последователями.
Большую роль в развитии агрономического почвоведения сыграл профессор П. А. Костычев , одно время он был оппонентом В. В. Докучаева.
Международное признание докучаевской школы почвоведения пришло благодаря изданию учебника почвоведения на немецком языке академика К. Д. Глинки и его участию на первых международных встречах почвоведов в Венгрии и США.
Международные съезды
Международные съезды почвоведов начали проводиться в рамках Международных геологических конгрессов (МГК), затем на съездах агрогеологов и педологов. Их современное название - Международные конгрессы по почвоведению (The World Congress of Soil Science (WCSS)).
В списке указаны - Год, место проведения, название, количество делегатов .
В 1899 году в России начал выходить специализированный журнал «Почвоведение » (рус. дореф. почвовѣдѣніе ).
Похожие значения и термины
В конце XIX и начале XX веков в научной литературе использовался греческий термин педология (греч. πέδον , педон - почва и греч. λόγος , логос - знание, наука) - наука об изучении почв в природной среде, один из геологических и физических разделов почвоведения . Педология, как синоним почвоведения, сейчас считается устаревшим, так как главным образом относится к геологии и физике почв, и имеет несколько значений. Сохранились производные термины: педогенез , педосфера и пр.
До появления научного почвоведения на университетских кафедрах агрономии почвоведением (земледелием) называли курс лекций по изучению питательных свойств верхнего слоя почвы (земли) содержащего корни растений.
Краткая история
Учебник К. Д. Глинки. 6 изданий 1908-1935
Развитие научного почвоведения связано с работами учеников В. В. Докучаева и их последователями.
Большую роль в развитии агрономического почвоведения сыграл профессор П. А. Костычев , одно время он был оппонентом В. В. Докучаева.
Международное признание докучаевской школы почвоведения пришло благодаря изданию учебника почвоведения на немецком языке академика К. Д. Глинки и его участию на первых международных встречах почвоведов в Венгрии и США.
В 1909 году состоялся 1 Международный съезд агрогеологов, в 1926 году - 1 Всесоюзный съезд почвоведов, в 1927 году - 1 Международный съезд почвоведов :
Научные направления
Основные научные направления в почвоведении:
- Химия почв - изучает химизм почв
- Физика почв - изучает физические свойства почв
- Почвенная биология - изучает живое население почв
- Почвенная минералогия - изучает минералогический состав и свойства почв
- Гидрология почв - изучает водный режим почв
- География почв - изучает закономерности распределения почв и составляет почвенные карты
- Охрана почв - изучает способы сохранения и восстановления почв
- Палеопочвоведение - изучает ископаемые почвы
- История почвоведения - история науки
Кроме того, почвы изучают некоторые прикладные науки и дисциплины: агрономия , грунтоведение , инженерная геология , археология , почвенная стратиграфия и прочие.
Основные положения
Почвоведение изучает весь почвенный профиль
Современное почвоведение, основы которого были заложены В. В. Докучаевым , рассматривает почву как самостоятельное естественноисторическое биокосное природное тело, возникшее и развивающееся на поверхности Земли под действием биотических, абиотических и антропогенных факторов. Нижняя граница этого природного тела определяется глубиной, на которую произошло существенное изменение горной породы процессами почвообразования , что составляет до 1-3 метров, однако в экстремальных условиях тундры, пустыни или в горах мощность почвенной толщи может измеряться несколькими сантиметрами. Боковые границы почвенных образований определяются как границы раздела между элементарными почвенными ареалами .
Почва имеет многоуровневую структурную организацию:
- атомарный уровень
- кристалломолекулярный или молекулярно-ионный уровень
- уровень элементарных почвенных частиц (ЭПЧ) - фракций, определяемых в гранулометрическом анализе
- почвенные микро- и макроагрегаты, а также новообразования
- далее следуют уровни структуры почвенного покрова
Каждый из перечисленных уровней требует специфических методов исследования и способов воздействия.
Часто рассматривают четыре (ранее три) фазы почвы (под фазой в этом случае понимают несколько иное, нежели в классическом определении):
- твёрдая фаза - полидисперсная органоминеральная система, наименее динамичная часть почвы, составляющая каркас для других фаз
- жидкая фаза - почвенный раствор
- газовая фаза - почвенный воздух , заполняющий вместе с почвенным раствором поровое пространство, его состав отличается от состава атмосферы
- живая фаза - почвенная биота , за исключением роющих млекопитающих и корней растений, принадлежность которых к живой фазе почв остаётся дискуссионной, хотя их роль в почвообразовании несомненна и велика
Методы исследований
Изучение почв
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.
- Стационарные методы дают возможность изучать почвенные режимы: водный , тепловой , газовый , окислительно-восстановительный и др. Метод лежит в основе биосферного мониторинга. Сюда относятся методы почвенных лизиметров и стоковых площадок.
- Картографические методы , применяемые для составления карт почвенного покрова. Для этого применяются методы других типов (сравнительно-географический) и даже наук (геодезии - в особенности аэрокосмические методы) в сочетании со специфическими (например, метод почвенных ключей - изучение закономерностей структуры почвенного покрова на небольшой территории и построение по ним карты большой территории). Закономерности распространения почв на поверхности Земли в целях почвенно-географического районирования изучает раздел почвоведения -
Почва скрыта от наших глаз, она у нас под ногами. По ней мы передвигаемся, на ней строим города, прокладываем дороги.
Возделывая почву, мы получаем урожай сельскохозяйственной продукции: зерновых культур, овощей, ягод. На почве растут леса, плодовые деревья, цветет лен, хлопчатник.
С древних времен благополучие и жизнь людей были связаны с почвой. Не случайно, что мифический герой Геракл смог победить знаменитого великана Антея, лишь оторвав его от матери-земли. Почва - это среда обитания, уютный дом и убежище для многих животных и микроорганизмов.
Изучением почв занимается почвоведение . Хотя первые письменные сведения о свойствах почв встречаются еще в научных трактатах древних философов, написанных в античные времена, т. е. тысячи лет тому назад, почвоведение - наука относительно молодая. Ее возникновение связано с именем выдающегося естествоиспытателя профессора В. В. Докучаева: 1883 год, когда была опубликована его книга «Русский чернозем», считается годом рождения науки о почве.
Почвоведение - это естественно-историческая наука, предметом изучения которой является почва: ее происхождение, развитие, строение, состав, свойства, закономерности распространения на поверхности суши, роль в жизни человека и биосферы, методы ее мелиорации и охраны. Почвоведение можно определить как междисциплинарную науку в естествознании. Это наука о взаимодействиях между минеральными и органическими веществами, водой и газами с одной стороны, и живыми организмами и человеком - с другой.
Почва - это сложная развивающаяся открытая природная система в поверхностном слое коры выветривания, являющаяся функцией постоянного взаимодействия горной породы, организмов, климата, рельефа и времени и обладающая способностью к воспроизводству плодородия. Почвенная система - это совокупность взаимодействующих между собой и с окружающей средой элементов, составляющих целостное образование - педосферу , которое занимает огромное пространство и выполняет разнообразные функции, обеспечивающие устойчивое развитие биосферы. Она обладает следующими характеристиками: составом элементов (сочетанием однотипных ареалов и строгой последовательностью образующих ее генетических горизонтов); определенной пространственной и внутренней структурой, создающейся почвообразующим процессом; сохранением своей качественной целостности в пространстве и времени; динамическим равновесием с окружающей средой.
Почва - удивительное это образование на поверхности планеты Земля, на границе между атмосферой и земной твердью, безмолвное и в то же время насыщенное жизнью… Загадочное образование на Земле, даже пугающее по сложности и одновременно простое по своему предназначению: создавать живое из мертвого, кормить живое, связывать прошлое и будущее.
Почвы. Энциклопедия природы России. 1998
Среди других природных тел (горные породы, животные, растения) почва занимает особое пограничное положение. Она состоит из разнородных природных компонентов: минерального, живого и мертвого органического вещества, воды и газов, образующих единую систему. Почвы, по В. И. Вернадскому, - это биокосное природное тело, закономерные структуры которой состоят из косных (минеральных) и живых тел одновременно. Изучение почвы как многокомпонентной природной системы является предметом фундаментального почвоведения. Прикладное почвоведение состоит из разных направлений, в зависимости от области использования знаний о почве в других науках и народном хозяйстве.
Почвы выполняют базисную роль в устойчивом развитии экосистем, жизни человека и функционировании биосферы. Множественность функций почвы обусловлена разнообразием протекающих в ней процессов, ее многокомпонентным составом, открытостью как системы, принимающей и трансформирующей вещество и энергию. Количественные выражения экологических функций существенно отличаются в разных типах почв.
Раз начавшись миллиарды лет тому назад, почвообразование никогда уже не прекращалось.
Время почвообразования фактически соизмеримо со временем геологической истории Земли. Современный период почвообразования - лишь мгновение в этом бесконечном процессе.
Рассмотрены основные подходы к изучению почвы. Почва рассматривается в следующих качествах:
- как сложная природная система (главный компонент экосистемы, зеркало ландшафта);
- естественноисторическое тело (происхождение, развитие, эволюция);
- часть пространства (география, законы распределения, «кожа планеты»);
- масса (строение, состав и свойства);
- процесс (межфазные взаимодействия) и режимы (химический, водный, биологический, тепловой, пищевой и др.);
- средство производства (природный ресурс, плодородие, оценка);
- экологическая система (биосферные, биогеоценотические, ноосферные функции).
Предмет. Метод и задачи курса.
Почвоведение , наука о почве, её составе, свойствах, происхождении, развитии, географическом распространении, рациональном использовании. Относится к естественноисторическим наукам. Изучает почву как природное тело, средство производства и предмет труда. Важнейшие разделы: генезис почв, геохимия, физическая, коллоидная и биологическая химия почв, биология, физика, гидрология, география почв.
Мелиоративное почвоведенье - раздел общего почвоведенья, в кот-ом выявляются площади нуждающегося в проведении мероприятий мелиоративных, опред. основное направл. этих мероприятий изуч. вводные и др. режимы, водофизич.,органич. и др. состав почв, а также почвооброзов. процесса.
Почва- природно-аграрноминеральная оболочка поверхностного слоя земли.
Почва- основной объект мелиорации.
Существуют множество методов изучения почв:
1)профильный метод – изучение почвы с поверхности на всю глубину его толщи, разработан В.В.Докучаевым.
2)морфологический метод- составляет основы полевой диагностики почв
3)сравнительно -географический метод основан на сопоставлении почв образования в пространстве
4)сравнительно- исторический метод исслед. прошлого почв на основе современной ситуации
5)метод почвенных ключей- детальное изучение небольших участков и перенос результатов, на большие территориальные единицы
6)метод почвенных монолитов – отбираются монолиты ненарушенного строения, на которых могут моделироваться различные почвенные процессы, передвижение влаги, питательных растворов
7)метод почвенных лизиметров- при создании лизиметров, как правило разрушается почва
8)балансовый метод- важен для изучения круговоротов веществ во времени
9)метод почвенных режимных наблюдений- изучение составляющие различных режимов почвы, через разные промежутки времени
10)метод почвенных вытяжек- использ. для изучения агрохимич. свойств.
11)аэрокосмические методы
Основные задачи курса явл:
1)изучения особенности строения почвы
2)почвообразование
3)умение определять различные свойства почв
4)сформулировать предпосылки улучшения почв. путем мелиорат. мероприятий.
История развития почвоведения как науки.
Почвове́дени е - наука о почве. Она входит в состав естествознания. Почвоведение изучает происхождение, развитие, строение, состав, свойства, географическое распространение и рациональное использование почв.
К концу первой половины XIX в. было научно доказано, что высшие растения при помощи корневых систем берут из почвы воду, азот и элементы зольного питания. Это послужило теоретической предпосылкой для более обоснованного изучения почв как среды развития растений. В течение XIX в. ученые Западной Европы выполнили ряд исследований по изучению физических и химических свойств почв и добились значительных успехов в повышении урожайности сельскохозяйственных культур в результате улучшенной обработки почвы, применения удобрений. Однако в области развития науки о почве не было достигнуто решающих успехов, что было следствием ошибочного взгляда на почву как на продукт выветривания горных пород (элювий) или как на пахотный слой. Такие неправильные взгляды, не выявлявшие специфической природы почвы, препятствовали познанию почвы как самостоятельного естественyо-исторического тела, законов ее образования, развития и географического распространения. Сказанное тормозило развитие успехов в области использования плодородия почв.
Возникновение современного генетического (то есть уделяющего основное внимание генезису почв) почвоведения связано с именем профессора Василий Васильевич Докучаев, 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 своем учение «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
Наука о почвах развивалась поэтапно. Рассмотрим каждый из них более подробно.
Начало систематизации сведений о почвах и способах ее улучшения
Корни почвоведения берут свое начало в глубокой древности. Эта наука появилась одновременно с зарождением земледелия. В Китае, Древнем Риме и других очагах древней цивилизации уже в 3-ем тысячелетии до н.э. собирались первоначальные знания о почве, ее свойствах, способах ее обработки. Одновременно были предприняты попытки произвести следующие действия:
- систематизировать эти знания;
- сгруппировать почвы по их назначению;
- улучшить качество почв.
Самыми известными учеными Древнего Рима и Древней Греции считаются: Катон, Старший Геродот, Колумелла, Вергилий и другие.
Время застоя и ошибочных теорий
Средние века, точнее VI–XVI века, характеризуются застоем практически во всех естественных науках. Не смотря на это, определенных успехов в области изучения почв удалось достичь в таких странах, как Китай, Византия, Италия, Германии. В это же время проводятся первые исследования такого рода и в России. Всплеск интереса к почвам возник в самом начале разложения феодального строя. В это время бытовало мнение, что почва является инертной средой и исполняет роль опоры для растений, а питаются они водой, синтезируя ряд химических соединений из воздуха и воды. Это заблуждение нашло отражение и в научных трудах того времени.
Первые агрономические трактаты о почвах.
В период Возрождения происходит расцвет науки о почвах. В это время:
- разрабатывается теория, которая объясняет роль почв для питания растений;
- тщательно изучается гумус, определяется его происхождение и примерный состав;
- вносятся изменения в классификацию почв.
Специалисты считают, что именно в этот период произошло формирование почвоведения как науки.
Появление новых теорий и взглядов на плодородие почв
В XVIII произошел качественный скачок в развитии почвоведения России. На формирование современных взглядов оказали серьезное влияние работы М.В. Ломоносова, в которых раскрывались темы о питании растений, возникновении черноземов и многое другие. Он считал, что растения питаются водой и частицами земли. В 1770 году началось преподавание почвоведения в Московском университете.
К концу XVIII стало ясно, что теория о водном питании растений несостоятельна. Ей на смену пришла теория Альберта Тэера, согласно которой растения питаются водой и органическими веществами, содержащимися в почве. Тэер организовал первое высшее агрономическое учебное заведение.
В XVIII–XIX серьезный вклад в развитие почвоведения вложили ученые Западной Европы. Так, например, немец Либих практиковал применение минеральных удобрений, разработал теорию минерального питания растений. Однако в его учении был существенный недочет - он не правильно оценил роль азота. Исправить эту ошибку удалось французу Буссенго.
Создание теории почвоведения
В середине XIX века материалов изучения почв было собрано достаточно, но они были разрозненными. Так произошло, потому что специалисты, работающие в сельском хозяйстве, изучали в основном пахотный слой, а геологи считали, что почва является толщей продуктов, полученной в результате выветривания горных пород. Эти совершенно разные направления пытались соединить чисто механическим способом, в результате была получена абсолютно не жизнеспособная агрогеология. В 19 столетии наука о почвах дифференцируется, налаживает связь с другими науками. В это же время появляются учебные центры, которые готовят специалистов, разбирающихся в сельском хозяйстве.
Большой вклад в развитие почвоведения внесли такие ученые как А.В.Саветов, А.С. Стебут, Д.Н. Прянишников и др. Настоящего прорыва в почвоведении удалось достичь В.В Докучаеву. Он считал, что почва является самостоятельным природным телом, создал науку - генетическое почвоведение. Также он являлся автором учений о почвенных и природных зонах, классификации почв и т.д. В.В. Докучаев стал составителем первой почвенной карты северного полушария, в основу которой легли собственные исследования. Он имел много учеников и последователей - А.Н.Краснов, К.Д.Глинка и целая плеяда других ученых. Они не только продолжили исследования своего учителя, но и расширили область изучения и его глубину.
В тоже время работали в области почвоведения и другие ученые, каждый из которых внес свою лепту в развитие почвоведения. На работу школы картографии, которая стала колыбелью советского почвоведения, оказала влияние деятельность Л.И. Прасолова. Его работы в области картографии и оценки земельных фондов в зависимости от типа почв повлияла на дальнейшее развитие почв и всего сельского хозяйства. Этому ученому удалось обобщить почвенно-географические данные и на их основе составить представление о различных единицах почвенного районирования.
Именно в России была сформирована наука о почве, которая представляет собой самостоятельное природное явление. Идеи Докучаева оказали существенное влияние на развитие науки о почвах за рубежом. Многие термины, созданные русскими специалистами, используются в Международном научном лексиконе.
Современные достижения в области почвоведения
На конец прошлого и начало XXI века приходится открытие кафедр почвоведения в разных странах, создается международное общество почвоведов. Следует отметить, что русский почвовед К.Д. Глинка стал президентом Первого Международного конгресса, посвященного проблемам почвоведения. И в дальнейшем почвоведы России неоднократно были избраны на ответственные должности в Международной организации почвоведов и институтах системы ООН.
Как и любая другая наука, почвоведение - мировое достояние, которое создается и обогащается творчеством всех народов. Серьезные исследования в области изучения процессов почвообразования на различных территориях провели ученые из разных стран:
- немецкий географ и геолог Ф. Рихтгофен;
- американский почвовед Е.В. Гильград;
- немецкий ученый В.Л. Кубиена и другие.
Важную роль в познании закономерностей, сложившихся в почвенном покрове всего мира, играют почвенные карты материков и крупных регионов. В первую очередь это относится к картам территории бывшего СССР, которые составляли в разные годы И.П. Герасимов, Л.И. Просолов и другие. Не менее важны карты почв Австралии, Восточной Африки, Северной и Южной Америки и т.д.
Российские почвоведы активно участвуют в следующих программах ФАО и ЮНЕСКО:
- охрана ресурсов земли;
- проблемы аридизации суши;
- глобальные изменения и другие.
Русские почвоведы со второй половины XX века трудятся над следующими вопросами:
- геохимическое изучение эволюции почв;
- почвенно-географическое районирование;
- изучение органических веществ, присутствующих в почве;
- классификация и диагностика почв и многими другими.
В настоящее время почвоведы занимаются такими серьезными проблемами, как грамотное использование почв и их эффективная защита. Не меньшее значение имеет прогнозирование состояния почв в будущем.
