Почвоведение

История развития почвоведения

Почвоведение рассматривает закономерности происхождения почв, их развитие, функционирование и роль в природе. История почвоведения является частью истории человеческой культуры.

Первоначальные эмпирические знания о почве своими корнями уходят в конец мезолита, когда были сделаны первые попытки занятия земледелием. Систематизировать сведения о почве начали философы античности – Феофраст, Плиний Старший, Колумелла, Лукреция Кара и др.

В Средние века для установления феодальных повинностей начали описывать земельные угодья.

С XVII и до начала XX века ученые выдвигают разные теории почвенного питания растений. Так, например, в 1629 г теорию водного питания растений выдвигает Я. В. Гельмонт, теорию гумусного питания в 1761 г предлагают Ю. Валлериус и А. Тэер. В 1840 г предлагается теория минерального питания почвы Ю. Либиха.

Выдающийся русский ученый М.В. Ломоносов в 1763 г высказал идею о верхнем слое почвы и перегнойном происхождении «чернозема». Свою идею он описал в работе «О слоях земных».

С 1765 г в России существовало Императорское Вольное экономическое общество к поощрению земледелия и домостроительства. Это общество осуществляло финансирование экспедиций и публиковало работы по изучению почв, их описанию и картографированию.

Примерно в это же время в Германии развивается физическое и геологическое почвоведение. Немецкие ученые считают, что почва является верхней частью коры выветривания планеты.

Предлагался целый ряд теорий по вопросу происхождения черноземов, например, И.А. Гюльденштедт считал, что черноземы имеют растительно-наземное происхождение, а Р.И. Мурчисон придерживался версии ледникового их происхождения, связывая с размывом глин юры.

Возникновение современного почвоведения связано с именем В.В. Докучаева – профессора минералогии, установившего, что для почв характерны четкие морфологические признаки. Их распространение также закономерно, как и природных зон, а морфологические признаки позволяют почвы различать.

В.В. Докучаев выделяет почву как объект исследования, о чем пишет в своей монографии «Русский чернозем». На основании всех проведенных исследований он делает вывод, что почва является результатом материнской породы, климатических условий и организмов, на ней живущих, умноженных на время.

Ученики и последователи В.В. Докучаева продолжили развитие научного почвоведения. Первый учебник по генетическому почвоведению создал ученик В.В. Докучаева – Н.М. Сибирцев, который был опубликован в 1899 г.

Профессор П.А. Костычев, бывший оппонент Докучаева, сыграл большую роль в развитии агрономического почвоведения.

Школа Докучаева получила международное признание после издания учебника почвоведения на немецком языке.

Методы почвоведения

Как наука, почвоведение использует в своих исследованиях целый ряд разнообразных методов:

• Профильный метод является основой всех исследований, а разработан он был В.В. Докучаевым и требует изучения почвы на всю глубину её толщи;
• Морфологический метод является базисным и начальным этапом всех исследований почвы и составляет основу полевой диагностики;
• Сравнительно-географический метод позволяет делать обоснованные заключения о генезисе почв и закономерностях их распространения;
• Сравнительно-исторический метод позволяет исследовать прошлое почв, изучая почвенные горизонты и сопоставляя их с современной ситуацией;
• Метод почвенных ключей, в основе которого лежит генетико-географический анализ небольших участков-ключей и их перенос на крупные территории с однотипной структурой;
• Метод почвенных монолитов, базирующийся на принципах физического моделирования процессов, происходящих в почве, например, передвижение влаги;
• Метод почвенных лизиметров, применяемый для того чтобы изучить процессы вертикальной миграции веществ в почве;
• Метод почвенно-режимных наблюдений лежит в основе биосферного мониторинга и применяется для исследования процессов почвообразования на основе измерения параметров, например, влажности, температуры, гумуса, содержания солей в одной почве в течение длительного времени;
• Балансовый метод тоже используется для изучения кинетики почвообразования. Суть его сводится к тому, что запас какого-либо вещества в почве, наблюдаемый в данное время, является результатом изменения его исходного запаса;
• Метод почвенных вытяжек используется для того чтобы изучить элементы питания, доступные растениям;
• Аэрокосмические методы, с одной стороны, позволяют визуально изучать фотографии поверхности Земли в заданном диапазоне и с разной высоты, а с другой стороны – позволяют проводить прямые исследования с летательных аппаратов на предмет отражательной или поглотительной способности почвы;
• Радиоизотопные методы используются для изучения миграционных процессов в почвах.

Кроме названных методов широкое распространение имеют так жюе биогеоценотический и экосистемный методы, позволяющие в определенных условиях географической среды, изучать одновременно все компоненты биогеоценоза – почвы, флору и фауну, микроорганизмы, атмосферу, природные воды. Эти методы почвоведы разработали, взяв за основу теорию почвообразования В.В. Докучаева.

Почвоведение использует системный методический подход, а это значит, что почва, с одной стороны рассматривается как целостная система, состоящая из подсистем-блоков, взаимодействующих друг с другом, а с другой стороны, она рассматривается как подсистема биосферы.

Связь почвоведения с другими науками

В своих исследованиях почвоведение широко использует методические подходы других наук, поэтому имеет с ними тесную связь.

Методические и методологические связи почвоведение сохраняет с геологией, потому что развилось из неё. Геологическая история поверхности Земли позволяет понять генезис почв и почвенного покрова, позволяет понять пространственную дифференциацию почв.

Свои методические основы исследования дают петрография, минералогия, кристаллография на основании которых почвоведы изучают минералогический состав почв, закономерности его формирования и трансформации.

Важные вопросы формирования водного режима почв, а также его функционирования помогает решать гидрогеология.

Данные тектоники, вулканологии, сейсмологии важны для того чтобы лучше познать генезис и эволюцию почв, а данные геоморфологии дают возможность не только понять, но и оценить роль рельефа в почвообразовании.

Для составления почвенных карт требуются знания геодезии и картографии. Тесную связь имеет почвоведение с биогеохимией, гидрохимией, поскольку почвоведов интересуют вопросы миграции и трансформации веществ на земной поверхности.

Важна для почвоведов роль климатических условий и атмосферных факторов, поскольку от них зависит водный и тепловой режим почв, а эту информацию дают климатология и метеорология.

Методы и подходы таких наук как микробиология, биохимия, физиология растений, ботаника и зоология широко используются почвоведами.

Без методов биохимии невозможно изучение гумуса почвы.

Почвоведение связано и с точными науками, например, с математикой через использование статистических подходов для оценки почвенной неоднородности и математическое описание физических и химических процессов, происходящих в почвах. Кроме этого, с помощью математики можно моделировать почвенные процессы, например, передвижение в почвах воды и солей.

Использование большого числа методов разных наук связано, прежде всего, с особенностями почвы как природного тела.

Академик В.И. Вернадский заложил основы учения о биосфере и ноосфере, взяв в основу методологию В.В. Докучаева.

Экологический подход, о котором сегодня говорят многие науки, является не чем иным как классическим докучаевским подходом к изучению природных явлений.