Становление и развитие почвоведения как науки

Изучением почвы как природного образования занимается наука почвоведение.

Почвоведение — наука о происхождении, свойствах, динамике почв как естественно-исторических образований, а также объектов труда и средств производства.

Почвоведению как науке присущ комплексный и междисциплинарный характер, что обусловлено сложным и динамичным объектом изучения — почвой. В системе наук почвоведение связано с физико-математическими, химическими, биологическими, геологическими и географическими науками и опирается на разработанные ими фундаментальными законы (рис. 1.5).

На фундаментальной базе почвоведения сформировались крупные прикладные отрасли почвоведения, тесно связанные с основными сферами человеческой деятельности (рис. 1.6).

Толчком к развитию почвоведения, как и всякой другой науки, послужила практическая деятельность людей. Самый верхний слой земли, на котором жил человек, строил жилище, обрабатывал и получал урожаи, стал объектом труда и средством производства на многие тысячелетия, до того как возникло научное представление о почве.

Донаучные представления о почве:

• а) первичные накопления фактов о свойствах почв, их плодородии и способах обработки — это связано с зарождением земледелия, человек начинает сопоставлять почвы;
• б) накопление эмпирических знаний о почве, первые попытки их объединения в целях применения и улучшения имели место в очагах древней

Рис. 1.5. Положение почвоведения в системе естественных наук

Рис. 1.6. Связь почвоведения со сферами деятельности человека

цивилизации (Древняя Греция, Рим, Египет, Китай — 3 тыс. до н.э.). Человек начинает осознавать разнообразие почв и необходимость их дифференциации для использования и налогообложения. Например, Колумелла (рис. 1.7) различал почвы жирные и тощие, сухие и сырые, унавоженные сильные, плотные белые глинистые. Появляются первые письменные сведения (египетские папирусы, стелы) с описанием качества земли — Палермский камень, Бруклинский папирус, Кодекс Хаммурапи и др. Большой интерес представляют глиняные таблички планов землеустройства и схемы оросительных систем.

Рис. 1.7. Луций Юний Модерат Колумелла (4 н.э.—70 н.э.) — римский писатель и агроном, владелец богатых поместий. Автор трактата «О сельском хозяйстве», в котором даются практические советы по рациональному использованию почв. Его называют «Докучаевым античного времени».

Уровень знаний о почвах невысок, хотя каждый народ накапливает много эмпирических региональных и локальных сведений о почвах и их свойствах. Науки о почве нс существовало.

• в) Средневековье — наиболее длительный период застоя в области естественных наук. Это время связано с развитием почвенно-оценочных работ с целью налогообложения; для познания почв и их свойств сделано было мало, но собрано значительное количество описаний почв разных территорий. Наиболее известные труды по земледелию этого времени принадлежат Альберту Великому (Германия), Петру Кресценции (Италия). Додокучаевский период развития почвоведения:
• а) эпоха Возрождения (XV—XVII вв.) характеризуется большими успехами в развитии науки о почве: выявлена ее роль в питании растений, получены первые представления о составе и происхождении гумуса, проводились работы, но группировке почв;
• б) XVIII в. — время экспериментального и географического изучения почв: обоснована гипотеза водного питания растений (Н. А. Кюльбель — Германия), разработан закон убывающего плодородия почв (А. Тюрго — Франция), выдвинута гипотеза гумусового питания растений (Н. Валериус — Швеция), проведены экспериментальные работы по извлечению гумусовых веществ (Ф. Ахард — Германия). Появились новые идеи о происхождении почв в трудах русских ученых —М. В. Ломоносова (о питании растений, происхождении черноземов и др.), П. С. Палласа, И. А. Гюльденшгедта.
• в) конец XVIII — начало XIX в. — время развития агрогеологии и агрикультурхимии. Основные принципы агрикультурхимии сформулированы М. Вольни, А. Теера, Г. Дэви, Я. Берцелиусом, Ю. Либихом, Ж. Буссенго.

Агрикультурхимическое направление — направление в почвоведении, связанное с теорией питания растений.

Под почвой они понимали верхний пахотный слой земли как смесь минеральных и органических соединений, среду, в которой развиваются корни растений. Второе направление — агрогеология — связано с именами К. Шпренгеля, Ф. Фаллу, Г. Берендта, Ф. Рихтгофена. Они считали, что почва — это или оболочка выветривания горной породы, или грубообломочные продукты выветривания горных пород (хрящ, щебень и др.). Оба эти направления базировались на старых представлениях о почве как косной среде для произрастания растений.

Докучаевский период развития почвоведения, связанный с деятельностью В. В. Докучаева, П. А. Костычева и Н. М. Сибирцева, определил создание научного генетического почвоведения. В России оно зародилось из сельскохозяйственно-экономической оценки земель — через агрономические и геологические знания о почве — к количественной и качественной оценке почв, т. е. их генетической характеристике (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Становление почвоведения как науки (докучаевский период

развития почвоведения)

Большую роль в формировании нового направления науки о почве в России играло Вольное Экономическое общество (ВЭО, 1765, Петербург) — первое сельскохозяйственное общество. Оно было призвано систематизировать и сообщать полезные для сельского хозяйства сведения в области земледелия и экономики, предотвращать негативные явления, используя отечественный и иностранный опыт.

Докучаевым были заложены основы генетического почвоведения, разработан новый подход к понятию «почва» как особому естественное-историческому телу, образовавшемуся в результате совместного воздействия факторов почвообразования. Его классический труд «Русский чернозем», изданный в 1883 г., заложил основы новой отрасли естествознания почвоведения. Значение Докучаева в почвоведении столь велико, что, по мнению известного американского почвоведа К. Марбута, его можно сравнить с Ч. Дарвином в биологии, Ч. Лайэлем в геологии.

Большой вклад в развитие почвоведения на этом этапе внесли и другие русские ученые (рис. 1.9—1.17):

Рис. 1.9. Н. М. Сибирцев (1860—1900) — ученик, ближайший сотрудник В. В. Докучаева, автор первого учебника по почвоведению. Сибирцев разработал на основании принципов Докучаева учение о горизонтальной зональности почв, которое положено в основу его генетической классификации почв, ввел понятия зональные, интразональные и азональные почвы, почвенный род.

Рис. 1.10. Г. Н. Высоцкий (1865—1940) — русский ученый, создатель учения о типах водного режима почв. Важное значение среди его многочисленных трудов имели многолетние стационарные исследования почвенных процессов. Характерной чертой исследований Высоцкого является их тесная связь с решением практических задач

Рис. 1.11. П. А. Костычев (1845—1895) — русский ученый, заложивший научные основы агрономического почвоведения. Он провел ряд важных исследований процессов накопления и разложения органических веществ в почве, указал на важную роль водопрочной структуры в плодородии почв и роль гумуса в ее образовании, тесно связывал приемы агротехники со свойствами почв и климатическими условиями

Рис. 1.12. К. Д. Глинка (1867—1927) — русский ученый-геолог (минеролог), изучал процесс выветривания минералов. Его разносторонние научные исследования — изучение минерального состава почв и почвообразующих пород, классические экспериментальные исследования по выветриванию минералов, изучение древних почв, почвенно-географические исследования — сочетались с большой научно-организаторской и педагогической работой

Рис. 1.13. К. К. Гедройц (1872—1930) — русский почвовед, крупный специалист в области химических и физико-химических анализов почв. Его труд «Химический анализ почв до сих пор является одним из ведущих руководств в почвенно-химических лабораториях. Гедройц детально исследовал коллоидные явления в почве и разработал учение о поглотительной способности почв

Рис. 1.14. П. С. Коссович (1862—1915) — русский ученый; стремился увязывать данные химического, физического и агрономического изучения почвы с принципами генетического почвоведения. Главные труды — «Основы учения о почве», «Почвообразовательные процессы как основа генетической почвенной классификации».

Рис. 1.15. В. Р. Вильямс (1863—1939) — русский ученый, автор учения о едином почвообразовательном процессе. Исследовал гумус почв и почвенное плодородие, показал роль растительных формаций как природных сообществ высших зеленых растений и микроорганизмов в формировании генетического профиля почв и их плодородии

Рис. 1.16. Б. Б. Полынов (1877—1952) — русский ученый, создал учение о геохимии ландшафтов, выветривании горных пород. Он заложил основы современного учения о выветривании и развил учение Докучаева о взаимосвязанности факторов почвообразования, увязав его с достижениями геохимии. Опираясь на учение В. И. Вернадского о роли живого вещества на Земле, Полынов экспериментально показал ведущую роль живых организмов в почвообразовании

Рис. 1.17. Л. И. Прасолов (1875—1954) — русский ученый, внес большой вклад в разработку вопросов картографии почв. Он разработал учение о почвенных провинциях, предложил основные принципы почвенно-географического районирования, впервые провел подсчеты почвенных ресурсов мира и отдельных стран

Таким образом, наука о почве как самостоятельном природном образовании с новыми методами исследования, нашедшая практическое применение, сформировалась в России.

Докучаевские идеи оказали большое влияние на развитие учения о почвах за рубежом. Многие русские термины в области почвоведения приобрели международное употребление (подзол, чернозем, солонец и др.). Деятельность русских почвоведов получила международное признание. К. Д. Глинка был избран президентом I Международного конгресса почвоведов. Видные российские почвоведы избирались на ответственные должности в Международной почвоведческой организации и в институтах системы ООН (ЮНЕСКО).

Докучаевский естественно-исторический подход к изучению почв нашел широкое отражение в работах почвоведов Западной Европы, США.

Докучаевский период развития характеризуется развитием теории, методологии, географии и картографии почвенных исследований.

Современный этап развития географии почв и почвоведения отметился значительными успехами, что способствовало открытию научно-исследовательских учреждений соответствующего профиля, кафедр почвоведения при высших учебных заведениях, созданию международного общества почвоведов. Для развития теоретических представлений и успешного изучения почвенного покрова нашей планеты необходимы деловые связи разных национальных школ. В 1924 г. было организовано Международное общество почвоведов.

С учетом последних достижений в изучении почвенного покрова отдельных стран были составлены почвенные карты Австралии (С. Стифенс, 1960), Африки (д'Ор, 1964), Азии (В. А. Ковда и Е. В. Лобова, 1964), Южной Америки (Л. Брамао и Р. Коста да Лемос, 1965).

Достижения русского почвоведения во второй половине XX в. касаются разработки:

• • почвенно-географического районирования (И. П. Герасимов, Е. Н. Иванова, Н. Н. Розов и другие);
• • геохимического подхода к изучению эволюции почв (В. И. Вернадский, Б. Б. Полынов, М. А. Глазовская и другие);
• • изучения органического вещества почв (И. В. Тюрин, М. М. Кононова, Л. Н. Александрова и другие);
• • почвенных процессов и режимов (А. А. Роде, И. Н. Скрынникова, И. С. Кауричев и другие);
• • почвенно-мелиоративных процессов (Н. А. Качинский, В. А. Ковда, В. В. Егоров и другие);
• • химических свойств почв (И. Н. Антипов-Каратаев, И. Н. Горбунов, Н. Г. Зырин и другие);
• • классификации и диагностики почвы (И. П. Герасимов, Н. Н. Розов, Е. Н. Иванова и другие);
• • структуры почвенного покрова (В. М. Фридланд, Т. А. Романова, Л. П. Ильина, Н. П. Сорокина, В. П. Белобров и другие).

Почвоведы России принимают активное участие в осуществлении таких ответственных программ ЮНЕСКО и ФАО^[1], как изучение проблем аридизации (усиление засушливости климата) суши, охрана земельных ресурсов «Человек и биосфера», «Глобальные изменения» и др.

• [1] Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООП (ФАО) (англ. Food andAgnculture Organization, FAO).