Наука изучающая почвы их распространение и свойства. Наука «почвоведение

Кто основатель науки о почвах

Василий Васильевич Докучаев -основатель науки о почвах.
Рад помочь!
ДОКУЧАЕВ Василий Васильевич (1846-1903), русский естествоиспытатель, профессор Петербургского университета (с 1883). Основал первую в России кафедру почвоведения (1895). Идеи Докучаева оказали влияние на развитие физической географии, лесоведения, мелиорации и др.

Русский геолог и почвовед, основоположник национальной школы почвоведения и географии почв. Создал учение о почве как об особом природном теле, открыл основные закономерности генезиса и географического расположения почв.

« Плиз ответить на вопросы: 1) Очень первое хранение информации инструмент 6 букв 2) Частная (внутренняя) память человек 17 февраля буквенных слов 3) Внешняя память — Энциклопедия ноутбуки и т.д. 20 букв слова 2 4) любой материальный объект используется для сбора и хранения информации на нем 18 буквенно-цифровое слово 2» Заполните таблицу Укажите для каждого примера носитель информации и представление информации ПРИМЕРЫ ОЗУ ПРЕЗЕНТАЦИЯ 1 газета 2 открытки 3 билет на поезд 4 пластины с номером дома 5 Коллекция мультфильмов

Почвоведение — это наука о почвах, их образовании, составе и свойствах, о закономерностях их географического распространения, о процессах взаимосвязи с внешней средой, о путях рационального использования почв. Испокон веков поклонялся человек земле, а вернее — почве. Ей посвящал он легенды и былины, ее воспевал в поэмах и песнях. Почва- это особое естественно-историческое тело Природы, «кожа» планеты, память жизни, или, выражаясь языком кибернетики, управляющая система биосферы. От отдельных организмов (живых существ) и совокупности всего живого на Земле (живого вещества) через круговороты жизни и смерти к организованности всей биосферы — такова созидательная роль и функции почвы. В. В. Докучаев, в 19 веке, объявил человечеству, что почва- это особое тело природы, точно также, как растения, животные и минералы. Докучаевское генетическое почвоведение — гордость русской науки.

Русские слова «чернозем», «подзол», «солодь», «солонец» знают профессионалы всего мира — называют свои почвы.

Основным свойством почвы является ее плодородие.

Именно это важнейшее качество почвы, отличающее ее от горной породы, подчеркивал академик В.Р. Вильямс, определяя почву как ».

С переходом к интенсивному земледелию (конец ХIХ в.) возникла потребность в науке о почве.

Эта наука — генетическое почвоведение — была создана выдающимся русским естествоиспытателем, профессором Петербургского университета В. В. Докучаевым. (1846-1903).У этой науки есть свой «паспорт». Местом ее рождения можно считать Петербургский университет, датой рождения — 1883 г., год защиты Докучаевым докторской диссертации « Русский чернозем».

В чем же суть открытия В.В.

Докучаева? Он отделил от неопределенного, обыденного (научно некорректного) представления о Земле, представление о почве как особом естественно — историческом теле природы, существующем самостоятельно по своим собственным внутренним закономерностям

Комплексная борьба с водной и ветровой эрозией, засолением, рассолением и заболачиванием почв невозможна без знания основ геологии, геоморфологии, гидрогеологии. Знание геологии необходимо при почвенных и агрохимических исследованиях, при решении вопросов сооружения колодцев, скважин, прудов, плотин, при поисках агрохимических руд, при ирригационном строительстве, разведке строительных материалов и т. д.

Дата публикования: 2014-10-19; Прочитано: 5081 | Нарушение авторского права страницы

Среди природных факторов почва- источник жизни и изобилия- играет основную роль в окружающей среде. Без почвы невозможна жизнь на Земле. Почва – необходимый фактор как для поддержания экологического равновесия, так и для жизни человека, поскольку она представляет собой один из основных природных ресурсов, обуславливающих социальное и экономическое развитие общества.

Почва, или правильнее почвенный покров, есть не что иное, как специфическая среда между литосферой, атмосферой и биосферой, участвующая в многочисленных круговоротах, происходящих между компонентами экосистемы: энергией, водой, биогенными элементами.

Основным свойством почвы является ее плодородие. Именно это важнейшее качество почвы, отличающее ее от горной породы, подчеркивал академик В.Р. Вильямс, определяя почву как « поверхностный горизонт суши земного шара, способный производить урожай растений ».

Благодаря своим особым качествам почва играет огромную роль в жизни органического мира. Являясь продуктом и элементом ландшафта — особым природным телом, она выступает как важная среда в развитии природы земного шара. Вместе с тем, обладая свойством плодородия, почва выступает как основное средство производства в сельском и лесном хозяйстве. Почва является объектом осушительных и оросительных мелиораций. Используя почву как средство производства, человек существенно изменяет почвообразование, влияя как непосредственно на свойства почвы, ее роль и плодородие, так и на природные факторы, окружающие почвообразование (посадка, и вырубка лесов, возделывание сельскохозяйственных культур, обработка, удобрения, гербициды, химмелиорация, орошение и т.д.).

Следовательно, почва является не только предметом приложения человеческого труда, но в известной степени и продуктом его труда. Таким образом, почвоведение изучает почву, как особое природное тело, как средство производства, как предмет приложения и аккумуляции человеческого труда, а также в известной степени как продукт этого труда.

Как основное средство производства в сельском хозяйстве, почва характеризуется следующими важными особенностями: незаменимостью, ограниченностью, неперемещаемостью и требует постоянной заботы о повышении плодородия почв.

Необходимо подчеркнуть, что из 51 млрд. га общей площади планеты суша занимает всего 13.1 млрд. га, а сельское хозяйство использует менее 1.5 млрд. га, что составляет примерно 0.3 га на 1 человека, а для нормальной жизнеобеспеченности необходимо 0,5-0,6 га (по данным ФАО).

В окружающем нас мире все находится в вечном движении, все живет, испытывая бесконечные, сложные и глубокие превращения, все несет историю возникновения и развития. В природе нет ничего застывшего и совершенно неподвижного, все непрерывно движется и меняется. В постоянном движении и изменении находится и наша Земля. От начала возникновения твердой коры на поверхности Земли до настоящего времени прошло не менее 5.5 млрд. лет.

Наука изучающая строение, состав и развитие Земли, называется геологией (от G- земля, logos- учение). Однако наиболее доступной для непосредственного изучения является только земная кора, или литосфера. Поэтому, более точно, геологией называется наука, изучающая, главным образом, твердую земную кору. Геология — обобщающая дисциплина естественно — исторического цикла.Она рассматривает сложнейшие вопросы естествознания — образование Земли и возникновение материков и океанов, гор и равнин, минералов и горных пород, различных природных ископаемых. Она показывает исключительную деятельность процессов, преобразующих лик Земли.

История развития почвоведения. За тысячелетия своей практики человечество накопило много наблюдений о жизни почвы и сообразовывало свою хозяйственную деятельность с подмеченными особенностями и закономерностями. Так возникали, сменяя друг друга, физические и химические теории структуры и свойств почв, теории, объясняющие произрастание на них растений — теории водного, гумусового, минерального питания. Эти теории жили обычной для науки жизнью- соперничая и выясняя отношения между собой. В каждой из них содержался момент истины. Но только момент. Ни одна из них « не дотягивала» до того, чтобы стать наукой о почве.

Причина, как понял В. Докучаев, заключалась в том, что эти теории создавались специалистами: геологами и минералогами, физиками и химиками, биологами и агрономами, подходившими к изучению почвы с меркой понятий, принципов и методов исследований сложившихся в их специальностях. Такой подход позволяет немало узнать о почве, но не выясняет главного: почему почва обладает целой совокупностью свойств которые делают ее столь устойчивой и плодородной.

С переходом к интенсивному земледелию (конец ХIХ в.) возникла потребность в науке о почве. Эта наука — генетическое почвоведение — была создана выдающимся русским естествоиспытателем, профессором Петербургского университета В. В. Докучаевым. (1846-1903).У этой науки есть свой «паспорт». Местом ее рождения можно считать Петербургский университет, датой рождения — 1883 г., год защиты Докучаевым докторской диссертации « Русский чернозем».

В чем же суть открытия В.В. Докучаева? Он отделил от неопределенного, обыденного (научно некорректного) представления о Земле, представление о почве как особом естественно — историческом теле природы, существующем самостоятельно по своим собственным внутренним закономерностям. Почва есть результат и в то же время процесс многовекового взаимодействия живой природы с неживой. Только в этом качестве почва и является самостоятельным телом природы, что и зафиксировал Докучаев в своем определении почвы. Это обусловило переход от аналитического к синтетическому способу мышления, от изучения отдельного свойства вне его связи с остальными — к влиянию интегральных природных объектов и изучению процесса их развития. Создание учения о почве вызвало цепную реакцию фундаментальных научных открытий философского и общенаучного характера.

Почва, говорил В. Докучаев, как любой растительный и животный организм, вечно живет и изменяется, то развиваясь, то разрушаясь, то прогрессируя, то регрессируя. В. Докучаев дал первое научное определение понятию « Почва»: «почвой следует называть «дневные» или наружные горизонты горных пород (все равно каких), естественно измененные совместным влиянием воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых».

Другими словами, почва представляет собой результат взаимодействия следующих факторов: климата, растительного и животного мира, рельефа, почвообразующих пород и времени (возраста страны). В. Докучаев, разработав учение о почве, как особом теле природы, выдвинул и развил идею о географическом расположении почв (закон горизонтальной и фронтальной зональности почв). Ему принадлежит и первая научная генетическая классификация почв. Он был пионером в развитии лесного почвоведения. Значение выдающихся исследований В. Докучаева (облесительные и гидротехнические работы в черноземной зоне) для лесной науки получило высокую оценку со стороны крупнейшего русского лесовода Г.Ф. Морозова.

Значительный вклад в развитие почвоведения как науки внесли ученики В. Докучаева — Н.М. Сибирцев (1-й учебник «Почвоведение, зональные и интразональные почвы»), П.А. Костычев («Агрономическое почвоведение»). Анализ первого почвообразовательного процесса как начального процесса всего почвообразования на планете связан с именами русских ученых — академиков В. Вильямса и Б. Полынова.

В. Вильямс разработал общую схему единого почвообразовательного процесса на Земле, выделив в нем периоды и стадии. Он указывал на ведущую роль биологического фактора в почвообразовании. Б. Б. Полынов создал учение о геохимии ландшафтов, которое легло в наши дни в основу охраны природы от различных загрязнений, а также поисков полезных ископаемых. Определенный вклад в развитие почвоведения внесли А. Роде, Д. Прянишников, М. Глазовская, Ф. Гаврилюк, К. Гедройц, В. Ковда, П. Садименко, Л. Прасолов и другие.

Роль и место почвоведения среди научных дисциплин . На науке о почве в значительной мере строится разработка систем ведения сельского хозяйства, систем удобрения, рациональных севооборотов, проектов организации территорий, путей поддержания и повышения плодородия почв, разработка мероприятий по борьбе с эрозией и охране почв. Почвоведы ведут большую работу по интенсификации земледелия в нечерноземной зоне Российской Федерации. Без почвоведения невозможно обойтись в лесоводстве, луговодстве, болотоведении, тундроведении, гигиене и санитарии, в геологии, при рекультивации земель и во многих других сферах жизни.

Почвоведение как наука о почве играет большую роль при выращивании не только полевых, но и лесных культур. Для повышения продуктивности лесов важны сведения о влиянии различных древесных пород, а также лесохозяйственных мероприятий на лесорастительные свойства почв. Практическое значение имеют в лесном хозяйстве региональные почвенные съемки лесных питомников, необходимые для составления планов севооборота и внесения удобрений, а также сельскохозяйственных угодий, расположенных в пределах лесного фонда.

Среди наук с которыми соприкасается почвоведение, с одной стороны, необходимо назвать науки фундаментальные (физика, химия, математика), и, с другой стороны, естественные, сельскохозяйственные и экономические науки, с которыми почвоведение находится в состоянии постоянного теоретического обмена (геология, география, гидрогеология, геоботаника, биология, агрохимия, земледелие, растениеводство, землеустройство, политэкономия и др.).

Комплексная борьба с водной и ветровой эрозией, засолением, рассолением и заболачиванием почв невозможна без знания основ геологии, геоморфологии, гидрогеологии.

Знание геологии необходимо при почвенных и агрохимических исследованиях, при решении вопросов сооружения колодцев, скважин, прудов, плотин, при поисках агрохимических руд, при ирригационном строительстве, разведке строительных материалов и т. д.

Почвоведение — биологическая наука, предметом изучения которой является почва. Геология — это наука о Земле, ее возникновении, развитии и современном состоянии. Какова же связь между почвоведением и геологией?

Почва всегда располагается на поверхности Земли и является частью коры выветривания. Кора выветривания в свою очередь составляет неотъемлемую часть земной поверхности. Следовательно, имея единый объект для изучения, почвоведение и геология органически связаны. Почва образуется из рыхлой горной породы и представляет собой сложное тело, в котором более половины приходится на минеральную часть. Состав и свойства последней оказывают большое влияние на агропроизводственные качества почвы, поэтому знание входящих в ее состав минералов совершенно необходимо. Изучением вопросов образования и свойств минералов и пород занимается геология.

Почва обладает одним важным свойством — плодородием, т.е. способностью производить урожай растений. Элементами плодородия служат питательные вещества, вода и воздух, находящиеся в почве. Значительная часть питательных веществ появляется и накапливается в почве при разрушении ее минеральной части. Изучением процессов разрушения, или, как принято говорить, выветривания горных пород и минералов, занимается геология. Для повышения плодородия почв и получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур на поля ежегодно вносят много минеральных удобрений, которые получают при переработке так называемых агрономических руд. Изучить законы образования агрономических руд, изыскать их в природе - такие задачи ставит перед собой геология.

Почва является природным телом, на которое непрерывно воздействует ряд внешних факторов - атмосферные воды, ветер и т. д. При определенных условиях это воздействие может привести к значительному разрушению почвы и потере ею плодородия. Одна из задач земледелия заключается поэтому в охране почв от разрушения. Такую охрану можно успешно вести, лишь хорошо зная причины возникновения и проявления процессов разрушения. Эти вопросы тоже изучаются геологией. Все это определяет взаимосвязь почвоведения и геологии. Следовательно, будущим специалистам сельского и лесного хозяйства необходимо знать современное состояние и состав земной коры и процессы ее изменения.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Дата публикования: 2014-10-19; Прочитано: 5080 | Нарушение авторского права страницы

Studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.002 с)…

Почвоведение I Почвове́дение

наука о почве, её составе, свойствах, происхождении, развитии, географическом распространении, рациональном использовании. Относится к естественноисторическим наукам. Изучает почву (См. Почва) как природное тело, средство производства и предмет труда. Важнейшие разделы: генезис почв, геохимия, физическая, коллоидная и биологическая химия почв, биология, физика, гидрология, география почв. Научное изучение почв началось в конце 18 в. На рубеже 18 и 19 вв. в Германии появилась гумусовая теория питания растений, предложенная А. Тэером и повлекшая за собой глубокое исследование перегноя. Сменившая её в 40-х гг. 19 в. теория минерального питания растений Ю. Либиха способствовала расширению химических исследований почвы и возникновению агрогеологического направления в П., которое (немецкие учёные Ф. Фаллу, Ф. Рихтгофен и др. в конце 19 в.) рассматривало почву только как геологическое образование, продукт выветривания, не принимая во внимание биологические процессы в ней. Поэтому оно не могло дать правильного представления о почве, хотя в разработке отдельных вопросов П. (изучение минералогического, химического и гранулометрического состава) были достигнуты определённые успехи.

Генетическое П. было создано в России во 2-й половине 19 в. Датой возникновения его считается 1883 - год опубликования В. В. Докучаев ым монографии «Русский чернозём», в которой сформулировано основное положение его теории: почва - самостоятельное природное минерально-органическое тело, образовавшееся из поверхностных слоев горной породы (от которой оно качественно отличается) в результате воздействия на них живых организмов (в т. ч. микроорганизмов) в определённых климатических условиях. Неотъемлемое свойство почвы - плодородие. Докучаев выдвинул и обосновал представление о факторах почвообразования - материнской горной породе, климате, растительности, рельефе, возрасте страны (впоследствии к ним была присоединена хозяйственная деятельность человека и др.) и показал необходимость изучения почвы с точки зрения её происхождения, в тесной связи с окружающими условиями - географическое направление в П. Большую роль в создании научного П. сыграл П. А. Костычев - современник Докучаева, развивавший агрономическое направление (исследовал вопросы взаимоотношения почвы и растительности и почвенное плодородие), которое в дальнейшем продолжил В. Р. Вильямс .

Созданная Докучаевым наука о почве легла в основу разработанной системы мероприятий для борьбы с засухой, а также нашла применение при оценке земель. Ученики и последователи Докучаева - Н. М. Сибирцев , Ф. Ю. Левинсон-Лессинг , П. А. Земятченский, Г. Н. Высоцкий , В. И. Вернадский , К. Д. Глинка и др. - много сделали для развития генетического П. В работах этих исследователей отразилось преимущественно географическое направление в П. (сравнительный анализ строения почвенного профиля в его связи с факторами почвообразования).

В начале 20 в. в П. возникло новое направление, которое может быть названо химическим. Его творцом был К. К. Гедройц , разработавший основы коллоидной химии почв. Исследование почвенных коллоидов послужило ключом к пониманию внутренней сущности разнообразных (физических, химических, биологических и др.) процессов, лежащих в основе почвообразования и современной жизни почв. Создание в 20-х гг. В. И. Вернадским биогеохимии (См. Биогеохимия) привело к развитию в П. биогеохимического направления - изучения роли живых организмов в жизни почвы и их роли в почвообразовании. В 30-е гг. возникают другие разделы П.: физическая химия, физика, минералогия, микробиология почв и др. Руководящая роль в развитии П. в этот период и в дальнейшем принадлежит Л. И. Прасолов у, Б. Б. Полынов у, И. В. Тюрин у, И. П. Герасимов у, И. Н. Антипову-Каратаеву (См. Антипов-Каратаев), В. А. Ковде (См. Ковда), Е. Н. Ивановой, А. А. Роде, М. М. Кононовой, Н. Н. Розову, Н. А. Качинскому, С. В. Зонну, В. Р. Волобуев у, М. А. Глазовской, Д. Г. Виленскому, Е. Н. Мишустину и др.

Синтез географического, химического и биогеохимического направлений в П. привёл к современному пониманию почвы как природной системы, состоящей из 4 основных частей - твёрдой, жидкой, газообразной и живой, в которых непрерывно протекают процессы превращения и перемещения веществ и энергии и которые находятся в постоянном взаимодействии. Присутствие в почве живой части даёт возможность отнести её к биокосным телам биосферы. На этой основе совершенствуются учение о плодородии почвы, её классификация и диагностика. Основные задачи современного П.: дальнейшее исследование генезиса почв и, в первую очередь, динамики процессов, идущих в естественных и используемых в сельском хозяйстве почвах и связывающих между собой живую и неживую природу. Эти процессы наиболее широко изучаются в П., что определяет его большое значение в решении проблем охраны природы и рационального использования природных ресурсов.

Учение Докучаева оказало большое влияние на развитие П. за рубежом. Важную роль в этом сыграли Международные конгрессы почвоведов, особенно 1-й и 2-й, состоявшиеся в 1927 в США и в 1930 в СССР (10-й конгресс - в 1974 в СССР). Генетическое П. было воспринято учёными всех стран и послужило основой для создания в 30-40-е гг. почвоведческих школ в США (К. Марбут и Э. Гилгардт), Германии (Э. Раман, Э. Мичерлих), Нидерландах (Д. Хиссинк), Великобритании (Дж. Расселл и У. Огг), Румынии (Г. Мургочи), Югославии (В. Нейгебауэр и М. Грачанин), Швеции (О. Тамм) и др. странах.

В П. широко используют полевые, экспедиционные и стационарные методы исследований, лабораторные методы (физический, физико-химический, химический, микроскопический, рентгенографический, радиоизотопный, спектроскопический и др.), сравнительно-географические и картографические методы. П. тесно связано с климатологией, геоморфологией, минералогией, петрографией, микробиологией, физиологией растений, химией, физикой и др. науками.

Особо важное значение П. имеет для сельского хозяйства, где оно помогает решать вопросы повышения плодородия почв, применения П. удобрений, проведения мелиораций (орошения, осушения, известкования, гипсования и др.), борьбы с эрозией почвы и т.п. Почвенные карты - необходимый материал для разработки агрохимических, агротехнических и мелиоративных рекомендаций, для оценки земель и др. Научные достижения П. используются также при строительстве дорог, инженерных сооружений и т.п.

В СССР исследования в области П. возглавляет им. В. В. Докучаева и институт агрохимии и почвоведения АН СССР (создан в 1970). Почвенные институты имеются почти во всех союзных республиках, кафедры П. - во многих университетах, во всех с.-х. и многих лесотехнических вузах. За рубежом исследования в области П. проводят: в США - научно-исследовательские учреждения Департамента земледелия и Службы охраны почв, агрономические факультеты университетов; в Великобритании - Ротемстедская опытная станция и Почвенный институт им. Маколея, в ФРГ - институты почвоведения, в Швеции - институт лесного хозяйства, во Франции - институт агрономических исследований, институт биологического почвоведения и др.; в ГДР, Польше, Чехословакии, Румынии, Болгарии, Венгрии организованы институты почвоведения. В СССР издаётся журнал «Почвоведение» (с 1899). Журналы, печатающие работы по П., выходят во многих странах. Важнейшие из них: «Soil Science» (Bait., с 1916) и «Soil Science Society of America. Proceedings» (Madison, с 1936) - в США: «Journal of Soil Science» (Edinburgh, с 1949) - в Великобритании; «Zeitschrift für Pflanzenernaehrung und Bodenkunde» (Weinheim, с 1922) - в ГДР; «Canadian Journal of Soil Science» (Ottawa, с 1921)-в Канаде; «Indian Journal of Agricultural Science» (New Delhi, с 1931) - в Индии; «Annales agronomiques» (P., с 1875) - во Франции. Почвоведы СССР объединены (с 1958) во Всесоюзное общество почвоведов, входящее в Международное общество почвоведов (возникло в 1924). Национальные общества почвоведов организованы в США, Канаде, Великобритании, ФРГ, ГДР, Франции, Румынии, Югославии, Чехословакии, Японии, Австралии, Индии, Новой Зеландии, Венесуэле, Аргентине и др. странах.

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.

Глава 1. ВВЕДЕНИЕ В ПОЧВОВЕДЕНИЕ

§1. Общие представления об изучаемой дисциплине

Почвоведение – наука о почвах, их образовании (генезисе), строении, составе и свойствах, закономерностях географического распространения. Изучает формирование и развитие главного свойства почвы – плодородия и пути наиболее рационального его использования, а также вопросы охраны почв и их изменение под влиянием антропогенного воздействия. Cовременное почвоведение является наукой междисциплинарной, объединяющей самые разнообразные области человеческих знаний, среди которых физика, химия, математика, геология, биология, минералогия, микробиология, климатология, геология и растениеводство (рис.1). Понимание важной роли почвоведения пришло не сразу – долгое время почвоведение рассматривалось в качестве одной из агрономических дисциплин и преподавалось только в сельскохозяйственных вузах.

§2. Понятие о почве. Место, роль почвы в биосфере и значение для человека

Первоначально люди отождествляли почву с землей – участком поверхности, на которой обитает человек. С возникновением земледелия появилось представление о почве как об относительно рыхлом землистом слое, в котором укореняются наземные растения и который служит предметом земледельческой обработки. Такое простое представление о почве вполне удовлетворяло человечество в течение нескольких тысячелетий. В конце XVIII – начале XIX века в рамках агрогеологии появилось одно из первых научных определений почвы – это рыхлая горная порода, образующаяся из плотных горных пород под влиянием выветривания. Оно сохранялось до появления работ В.В.Докучаева, который показал научную несостоятельность такого понимания почвы и дал новое определение почвы как развивающегося природного тела.

В.В.Докучаев (1883) впервые установил, что почва – это самостоятельное природное тело и ее формирование есть сложный процесс взаимодействия материнской горной породы, климата, рельефа, живых организмов, помноженный на время. Самое главное в докучаевском определении почвы, сыгравшем столь выдающуюся роль в развитии новой науки, – это то, что оно, во-первых, ставит почву в ряд самостоятельных природных тел, качественно отличающихся от всех иных тел природы, во-вторых, показало, что почва эволюционирует во времени и пространстве, в-третьих, – подчеркнуло наличие функциональных связей между почвой и всеми другими природными телами и явлениями. Следовательно, и изучать данный объект должна самостоятельная наука – почвоведение.

Рассматривая почву как самостоятельное природное тело, нельзя не отметить такое существенное свойство, как плодородие, которое отличает ее от бесплодной горной породы. Академик В.Р.Вильямс дал следующее определение почвы : «Когда мы говорим о почве, мы разумеем рыхлый поверхностный горизонт суши Земного шара, способный производить урожай растений». Подходы В.В.Докучаева и В.Р.Вильямса взаимно дополняют друг друга, поэтому принято следующее определение: почва – это верхний рыхлый слой земной коры, который видоизменен и продолжает видоизменяться под взаимным влиянием горных пород, климата, рельефа, живых организмов, времени и хозяйственной деятельности человека, качественным показателем которого является плодородие.

Почва занимает промежуточное положение между живым (живущие организмы) и косным (горные породы, минералы) веществом биосферы и является, по выражению академика В.И.Вернадского, биокосным телом природы. Особое положение почвы определяется тем, что в ее составе участвуют как минеральные, так и органические и большая группа специфических органических и органоминеральных соединений – почвенный гумус. Неотъемлемую частью почвы – живую фазу – составляют живые организмы: корневые системы растений, почвообитающие животные, микроорганизмы. Поэтому почва является многофазной системой, включающей твердую, жидкую, газообразную и живую фазы в отличие от других природных тел.

Почва образуется в зоне контакта всех сфер Земли и формирует особую геосферу – педосферу , или почвенный покров. Благодаря этому почва выступает не только как результат взаимодействия разных сфер, но и сама играет большую роль в их функционировании. Её рассматривают как особую природную мембрану (биогеомембрану), регулирующую взаимодействие между биосферой, гидросферой и атмосферой Земли, роль которой для планеты так же важна, как роль кожного покрова для человека.

Прежде всего следует отметить общепланетарное значение почвы. Она обеспечивает существование жизни на Земле, являясь не только жизненным пространством для наземных организмов растительного и животного мира, но и служит основным источником питания и воды для растений, а через них и животные, и человек получают необходимые вещества для создания своей биомассы. Благодаря ее поглотительной способности осуществляется удержание минеральных, органических веществ, микроорганизмов и не допускается их вымывание с водой или выдувание ветром. В почве осуществляется превращение веществ из одной формы в другую, доступную для питания растений. Почва выполняет санитарные функции, способствует очищению воды, воздуха, разрушению многих вредных веществ, является барьером для болезнетворных микроорганизмов, вирусов и других источников инфекционных заболеваний. Нехватка или избыток отдельных химических веществ и их соединений в почве вызывают многие специфические заболевания (рахит, зоб, онкологические и др.). Почва выполняет функцию буфера и защищает поверхность суши от перегревания, переувлажнения или высушивания и т.д.

Важнейшая глобальная функция почвы – это обеспечение постоянного взаимодействия большого (геологического) и малого (биологического) круговоротов веществ. В случае нарушения почвенного покрова происходит принципиальное изменение в соотношении этих круговоротов в сторону ослабления биологического и усиления геологического, вследствие чего существует угроза быстрой потери многих биогенных элементов ландшафтами плакоров (водоразделов).

Большое влияние оказывает почва на литосферу, гидросферу и атмосферу. В литосфере почва является источником веществ, которые участвуют в образовании минералов, горных пород, полезных ископаемых. Среди минералов следует отметить прежде всего вторичные минералы, минералы легкорастворимых солей. Под влиянием почвенных процессов образовывались мощные толщи осадочных отложений (континентальных и морских), в которых находятся многие полезные ископаемые – уголь, нефть, фосфориты, бокситы, каменная соль, глина и др. Благодаря свойствам почвы атмосферная влага, выпадающая на поверхность суши, разделяется на поверхностный, почвенный и подземный сток, что уменьшает эрозионное разрушение литосферы.

Влияние почвы на гидросферу проявляется не только в трансформации поверхностных вод в грунтовые и участии в формировании речного стока и водного баланса, но и, в конечном счете, во всем круговороте воды на Земном шаре; при прохождении атмосферных осадков через почвенный профиль изменяется их химический состав, причем он всецело зависит от характера почвы. Особенностью почвы является быстрое обновление в ней воды. Если в Мировом океане полное обновление воды происходит на протяжении 3 тыс. лет, то почвенная вода обновляется за 1 год. В связи с тем, что в воду попадает большое количество почвенных веществ, почва представляет собой важный фактор биопродуктивности водоемов, а также играет роль защитного барьера акваторий, поглощая многие вредные вещества на пути их миграции в водные экосистемы. Воздействие почвы на атмосферу обусловлено тем, что почвенный воздух находится в постоянном взаимодействии с атмосферным. Почва «дышит» (с выделением СО 2) и при этом в атмосферу попадает от 1 до 4 тыс. литров в час с гектара почвенного газа. В верхней части почвы воздух обновляется за 1 час. Важное место занимает и противоположный процесс – поглощение почвой газов (азота, оксида углерода (II), диоксида серы, этилена и др.). Почва участвует в поглощении и отражении солнечной энергии, а значит, и в формировании теплового режима атмосферы. Она является также источником попадания в атмосферу твердых частиц и микроорганизмов, которые конденсируют влагу, уменьшают приток тепла и света.

Огромна роль почвы и в жизни человека. Благодаря такому свойству, как плодородие, почва выступает основным условием возникновения и средством сельскохозяйственного производства. В этом качестве она характеризуется следующими особенностями: ограниченностью, незаменимостью, неперемещаемостью и плодородием. Эти особенности подчеркивают необходимость исключительно бережного отношения к почвенным ресурсам и постоянной заботы о повышении плодородия почв. Используя почву как средство производства, человек существенно изменяет почвообразование, влияя как непосредственно на свойства почвы, ее режимы и плодородие, так и на природные факторы, определяющие почвообразование. Следовательно, почва является не только объектом, но и продуктом человеческого труда. Обеспечивая получение основной массы сырья и продуктов питания, необходимых для человека, почва является основой существования человечества на Земле.

§3. Краткая история развития почвоведения

Интерес человека к почве отмечается с самого начала появления цивилизации, однако изучение и накопление эмпирических знаний о почве началось фактически с возникновением земледелия.

Археологические раскопки показывают, что земледелие развивалось быстрее и эффективнее в районах с плодородными почвами. Эти районы необходимо было найти и научиться использовать почвы. Таким образом, первоначальные сведения были необходимы человеку для того, чтобы определить на местности почвы, наиболее подходящие для различных видов сельскохозяйственного производства. В зависимости от свойств почвы делились на группы. Об том известно уже с X – VIII вв. до н.э. В Древнем Египте почвы подразделялись на «пшеничные», «виноградники и сады», «степные», «водно-болотные». В IV в. до н.э. в Китае разработана пятиступенчатая группировка почв, которая фактически используется до сих пор. Выделялись почвы черные (север Китая), белые (пустыни и полупустыни), синие (заболоченные), красные (тропики и субтропики), желтые (лессовые плато Китая). В древних цивилизациях (Индия, Месопотамия, Китай) уже много знали о важнейших свойствах почв, их использовании, способах улучшения (прежде всего орошение и осушение). Среди письменных памятников этого времени с описанием качества земли следует отметить египетские «Бруклинский папирус» и «Палермский камень» (3500 – 3000 до н.э.), знаменитый вавилонский «Кодекс Хаммурапи» (1750 до н.э.) – первое известное земельно-водное законодательство. В трудах ученых Рима и Античной Греции (Феофраст, Геродот, Вергилий) были обобщены известные на тот момент (VIII в. до н.э. – III в. н.э.) сведения о почве, их земледельческом использовании и установлено, что почва – особое вещество, изменчивое в пространстве, имеет такое свойство как плодородие, что сказывается на урожайности как дикорастущих, так и культурных растений. Особую известность получил трактат древнеримского ученого Колумеллы «О сельском хозяйстве», который явился первой в мире сельскохозяйственной энциклопедией, где можно было найти самые разнообразные сведения о почвах разных регионов, их плодородии, классификации, обработке, удобрении. Таким образом, благодаря исследованиям древних ученых в этот период была проведена систематизация сведений о почве, их классификация, получены первые научные сведения о географии почв, возможностях удобрения.

В период средневековья общий упадок сельского хозяйства привел к тому, что многие знания были утрачены и только в XV – XVII вв. возродились исследования о свойствах почв, появилась теория водного (Френсис Бэкон) и солевого (Бернар Палисси) питания растений, о круговороте веществ и формировании почв под воздействием растений (Авиценна, Леонардо да Винчи). К этому периоду относятся первые научные исследования на Киевской Руси, Беларуси, Украине. В XVI в. вышел Статут Великого княжества Литовского и другие книги, где приводились сведения о качестве земель и организационно-юридические вопросы их использования, обмена, купли-продажи, охраны.

На рубеже XVIII – XIXвв. в Европе возникла острая потребность в увеличении количества продуктов питания, вызванная развитием промышленности и ростом городского населения, а также растительного и животного сырья для перерабатывающей промышленности. Натуральное хозяйство не удовлетворяло растущие потребности, и нужно было изыскать пути повышения продуктивности почв. Решение этой проблемы стало жизненной необходимостью. Изучение физических, химических, биологических свойств почв, оценка урожайности сельскохозяйственных культур, применение удобрений и агротехнические мероприятия способствовали росту знаний о свойствах плодородия почв.

В конце XVIII в. немецкий профессор Альбрехт Тэер предложил гумусовую теорию питания растений, в которой он пытался доказать, что растения питаются непосредственно органическим веществом. В подтверждение этой теории приводились доводы о том, что почвы темноокрашенные, удобряемые навозом, обладают высоким плодородием. Тэер также разработал первую классификацию форм гумуса. Теория гумусового питания растений держалась до 1840 года, когда появилась книга Юстуса Либиха «Химия в приложении к земледелию и физиологии растений». В ней было доказано, что растения усваивают из почвы минеральные питательные вещества. На основании теории минерального питания растений Ю.Либих предложил применение минеральных удобрений для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. Появилась новая наука – агрокультурхимия, которая занималась разработкой способов применения удобрений. Однако почву стали рассматривать как инертную среду, смесь органических и минеральных соединений, плодородие которой зависит от внесения удобрений.

В России активно начали изучать свойства почв в первой половине XIX века, в 1851 г. была создана первая почвенная карта европейской части России. Василий Васильевич Докучаев (1846 – 1903) – основоположник научного почвоведения, в 1883 г. опубликовал монографию «Русский чернозем» в которой показал, что почва – есть самостоятельное естественноисторическое тело, образовавшееся в результате совокупной деятельности пяти факторов почвообразования: материнской породы, растительных и животных организмов, климата, рельефа, геологического возраста. Растительность, поселяющаяся на горных породах, вызывает в них ряд изменений, в результате которых порода превращается в новое тело природы – почву. Почвенная микробиота и метаболические процессы трансформации органического вещества усиливают влияние растительности. Год выхода этой книги и считается годом появления почвоведения как науки. Помимо учения о факторах почвообразования, В.В.Докучаев дал первую научную классификацию почв, разработал методику их исследования и оценки, составления почвенных карт.

Большой вклад в создание научного почвоведения внес российский ученый

П.А.Костычев (1845 – 1895) . По его мнению, ведущими факторами почвообразования являются биологический процесс и биогенность почвы. Плодородие почвы зависит не только от химических процессов, совершающихся в ней, но и в равной мере от ее физических и биологических свойств. П.А.Костычев развивал агрономическое почвоведение, он изучал способы обработки почв, применения органических и минеральных удобрений, борьбы с засухой и эрозией почв, подчеркивал значение гумуса в восстановлении структуры и поддержании плодородия чернозема.

Н.М.Сибирцев (1860 – 1900) обобщил учение В.В.Докучаева о происхождении почв и представления П.А.Костычева о почве как среде, способной удовлетворить потребности растений в питании и влаге, написал первый учебник почвоведения, уточнил докучаевскую классификацию почв и концепцию бонитировки почв, которая практикуется в настоящее время.

К.Д.Глинка (1867 – 1927) разработал вопросы генезиса, географии и классификации почв.

К.К.Гедройц (1872 – 1932) разработал учение о поглотительной способности почв и приложил его к решению практических задач применения удобрений, обосновал мероприятия по известкованию и фосфоритизации почв. Фундаментальные методики лабораторных анализов почв, разработанные К.К.Гедройцем, широко используются и поныне.

В.Р.Вильямс (1863 – 1939) показал, что главным признаком всех почв, отличающим их от материнских пород, служит концентрация элементов питания в них, которая создается под воздействием растительности на почвообразующую породу, разработал схему управления плодородием почв.

Д.Н.Прянишников (1865 – 1948) основоположник агрохимической ветви почвоведения, исследовал химию почв, занимался обоснованием рационального применения азотных, фосфорных и калийных удобрений.

Теоретической и практической основой современного почвоведения являются работы по исследованию органического вещества почв И.В.Тюрина, М.М.Кононовой, Л.Н.Александровой и др., почвенных процессов и режимов – А.А.Роде, И.С.Кауричева и др., геохимии и эволюции почв – Б.Б.Полынова, М.А.Глазовской и др., агрофизических и мелиоративных свойств – Н.А.Качинского, В.А.Ковды, Л.П.Розова, В.В.Егорова и др., структуре и бонитировке почвенного покрова – В.М.Фридлянда, Т.А.Романовой и др., биогенности почв – Е.М.Мишустина, Д.Г.Звягинцева и др. В последние годы на первый план выходят проблемы охраны почвенного покрова и его рационального использования, прогнозирование будущего состояния почв. В авангарде оценки антропогенного воздействия на почвы и разработки прогнозов стоят научные работы белорусских и российских почвоведов и агрохимиков Т.Н.Кулаковской, И.М.Богдевича, Н.П.Смеяна, В.С.Аношко, С.Е.Головатого, Н.Н.Бамбалова, Г.В.Добровольского, Е.Д.Никитина и др.

§4. Земельные ресурсы мира и Республики Беларусь

Площадь поверхности Земли составляет 510 млн. км 2 , из которых 361 млн. км 2 (71 %) занимает океан, 149 млн. км 2 (29 %) – суша. Земельный фонд нашей планеты представлен следующим образом:

● леса и лесопосадки – 40,3 млн. км 2 (27 %);

● естественные луга и травяно-кустарничковые пастбища – 28,5 млн. км 2 (19 %);

● земледельческая площадь – 19,0 млн. км 2 (13 %), из которой

чисто посевная – 10,8 млн. км 2 ,

орошаемая, осушаемая – 2,2 млн. км 2 ;

● неорошаемые пустыни, прибрежные пески и скальные грунты – 18,2 млн. км 2 (12,2 %);

● ледники – 16,3 млн. км 2 (11 %);

● тундра и лесотундра – 7,0 млн. км 2 (4,7 %);

● полярные и высокогорные пустыни – 5,0 млн. км 2 (3,3 %);

● антропогенный бедленд (испорченные земли) – 4,5 млн. км 2 (3 %);

● болота – 4,0 млн. км 2 (2,7 %);

● озера, реки, водохранилища – 3,2 млн. км 2 (2,1 %);

● земли городского и промышленного назначения – 3,0 млн. км 2 (2,0 %).

Как видно, сельскохозяйственные земли занимают всего лишь 11 %, большие площади заняты горами, пустынями, ледниками. В последнее время наблюдается тенденция сокращения земледельческой площади с одновременным уменьшением обеспеченности пашней и лесными угодьями на 1 человека. Одной из причин этого является опустынивание (по данным ООН, каждый год на 21 млн. га растет площадь земель с нулевой продуктивностью) в результате деятельности человека и изменения климата.

Почвенно-земельные ресурсы являются частью национального богатства нашей республики. Земельный фонд Республики Беларусь на 1.01.2005 г. составлял 20759,8 тыс. га, в том числе:

● площадь сельскохозяйственных земель – 9106,7 тыс. га;

из них пахотные – 5568,7 тыс. га,

● площадь лесных земель государственного лесного фонда и земли под древесно-кустарничковой растительностью – 8750,2 тыс. га;

● болота – 923,5 тыс. га;

● водные объекты – 477,4 тыс. га;

● дороги, улицы, площади и др. – 832,8 тыс. га;

● нарушенные земли – 6,8 тыс. га;

● другие – 652,4 тыс. га.

За последние годы в земельном фонде Беларуси произошли структурные изменения, выразившиеся в уменьшении площади пахотных угодий за счет отвода их под сенокосы и пастбища.

Введение
Почвоведение – наука о почве. Она входит в состав естествознания. Почвоведение изучает происхождение, развитие, строение, состав, свойства, географическое распространение и рациональное использование почв.

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 – фракций, определяемых в гранулометрическом анализе
почвенные микро- и макроагрегаты, а также новообразования
генетический почвенный горизонт
почвенный профиль
уровни структуры почвенного покрова

Каждый из перечисленных уровней требует специфических методов исследования и способов воздействия.

Часто рассматривают четыре 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.

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 (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 – география почв.
^ Методы моделирования состоит в экспериментальном воспроизведении изучаемых явлений на основе контролируемых условий полевого или лабораторного опыта, а также использование математических моделей.

1. Полевые исследования почв

1.1. Ознакомление с объектом исследования

При полевом исследовании почв студент должен изучить все типы, подтипы и разновидности почв на обследуемой территории, изучить растительность, материнские и подстилающие породы, рельеф, гидрографические условия и установить их влияние на характер почвообразования, определить границы распространения всех типов, подтипов и разновидностей почв, составить полевую почвенную карту и собрать материал для камеральной обработки.

На месте исследования, прежде чем приступить к непосредственному изучению почв, выясняют общее направление хозяйства, знакомятся с характером имеющихся севооборотов, составом и урожайностью культур, выясняют состояние и направление животноводства, характер и состояние кормовой базы, знакомятся с уровнем агротехники и техническим оснащением исследуемого хозяйства. Получают сведения о наличии и использовании местных удобрений (навоза, торфокомпостов и др.). Затем проводят рекогносцировочное ознакомление с обследуемой территорией. Для этого обходят или объезжают исследуемую территорию, изучая основные формы рельефа, выходы почвообразующих и подстилающих пород на обнажениях, расположение отдельных сельскохозяйственных угодий и характер растительности на них. Во время рекогносцировочного обследования закладывают и изучают несколько почвенных разрезов для выявления основных типов и подтипов почв и их взаимосвязи с факторами почвообразования (материнскими породами, рельефом, растительностью и производственной деятельностью человека – влиянием осушительных или оросительных мелиорации, известкования, гипсования почв). На основании рекогносцировочного изучения территории составляют план ее детального обследования.

Изучение почв в поле проводится на почвенных разрезах. Прежде чем приступить к их закладке, намечают маршруты для полевого исследования почв с таким расчетом, чтобы охватить все типы и подтипы почв. Следует помнить, что изменение почвенного покрова в пространстве тесно связано с изменением рельефа и растительности. Поэтому, при наличии топографической основы с горизонталями, еще до выхода в поле можно наметить маршруты полевых исследований и ориентировочно места для разрезов. Почвенные разрезы должны быть заложены на всех элементах рельефа исследуемой территории, а в случае смены растительности, материнских пород и сельскохозяйственных угодий разрезы нужно заложить на каждой растительной ассоциации, каждой материнской породе и сельскохозяйственном угодье.

При неоднородном рельефе маршруты намечают с таким расчетом, чтобы пересечь все элементы рельефа в пределах исследуемой территории (речные террасы, склоны, водоразделы, увалы); при равнинном рельефе намечают ряд параллельных маршрутов через всю изучаемую территорию.

^ 1.2. Почвенные разрезы и выбор места для них

Почвенные разрезы в зависимости от назначения делятся на основные (глубокие), полуразрезы (полуямы) и прикопки. Основной разрез закладывается для выявления типа почвы и должен охватывать всю толщу почвы, включая верхнюю часть горизонта материнской породы. Его глубина определяется глубиной проникновения почвообразовательного процесса и колеблется обычно от 150 до 300 см. Основные разрезы закладывают на всех новых элементах рельефа, при смене растительности и материнских пород. Полуразрезы служат для установления подтипов и разновидностей почв на изучаемой территории и для определения границ распространения различных почв. Глубина полуразрезов 75-100 см. Если при изучении полуразреза выявится новый тип почвы или изменение материнской породы, полуразрез углубляют до полного разреза. Прикопки глубиной 25-75 см делают для установления границ распространения отдельных типов, подтипов и разновидностей почв. Среднее соотношение между основными разрезами, полуямами и прикопками составляет 1:4:5.

Ответственным моментом является выбор места разреза. Разрез должен быть заложен в типичных для исследуемого участка условиях. Нельзя закладывать разрез вблизи дорог, канав, в углах полей севооборотов, по краю сельскохозяйственного угодья (пастбища, выгона, луга), на бугре или в западине, нетипичных для всего участка. Прежде чем заложить разрез, тщательно изучают тот участок, для характеристики которого закладывается разрез. Если исследуемый участок представляет равнину, разрез закладывают в центре равнины. Если исследуется склон, делают полный разрез в средней части склона и полуямы в верхней и нижней частях. Нередко в пределах одного элемента рельефа получает яркое выражение микрорельеф, что особенно часто можно наблюдать на плоских равнинных территориях, причем микрорельеф здесь представлен комплексом едва заметных микроповышений (бугорков) и микропонижений (блюдцеобразных западинок). В этом случае закладывают два разреза: один на микроповышении, второй на микропонижении.

^ Техника копки разреза . Для разреза намечают прямоугольник длиной 120-150 см и шириной 60-80 см. Короткая сторона разреза служит лицевой стороной, по которой производят описание почвы. Эта сторона должна быть лучше освещена, т.е. должна быть обращена к солнцу. Эту стенку разреза, а также две его боковые стороны делают совершенно отвесными. С четвертой стороны делают ступени для спуска в разрез. Почву при копке выбрасывают налево и направо от лицевой стенки. На одну сторону выбрасывают массу верхнего гумусного горизонта, на другую – массу более глубоких горизонтов. Лицевую сторону разреза недопустимо забрасывать почвой или затаптывать. После окончания работы разрез закапывают, причем массу глубоких горизонтов укладывают вниз, а массу гумусового горизонта – сверху.

После выкопки разреза его местоположение возможно точнее наносят на топогрофическую основу. Основные разрезы обозначают крестиками в кружках, полуямы – кружками, прикопки – точками с обязательным указанием номера. В дневнике ведут порядковую нумерацию всех видов разрезов. Для привязки разреза, т.е. точного нанесения его местоположения на топографическую основу, прежде всего, ориентируются на местности по карте при помощи компаса. Карту ориентируют по компасу таким образом, чтобы северный конец стрелки компаса совпадал с «С» по стрелке на карте. Затем, взяв по компасу направление на разрез от какого-либо хорошо заметного ориентира (пересечение дорог, угол поля севооборота, постройки), определяют расстояние между ними и по измерительной линейке откладывают в соответствующем направлении это расстояние. Расстояние определяют глазомерно – шагами, установив предварительно цену шага (величину его в сантиметрах). Можно пользоваться методом засечек. На небольшом листе восковки ставят произвольную точку и от нее через визирную масштабную линейку проводят линии на два ориентира. Затем восковку накладывают на топографическую основу так, чтобы каждое из этих направлений прошло через соответствующий знак ориентира. Точка пересечения направлений является точкой местоположения разреза; ее перекалывают с восковки на карту.

На карте и в полевом дневнике ставят номер разреза и описывают его. В дневнике отмечают порядковый номер разреза и его местоположение; точно указывают элемент рельефа и микрорельефа, на котором заложен разрез (например, равнина, блюдцеобразная западина или средняя часть пологого склона); подробно описывают растительность (ее состав, густоту, высоту и состояние), а также тип сельскохозяйственного угодья; описывают материнскую и подстилающую породы с указанием механического состава, наличия валунов, карбонатной щебенки, легкорастворимых солей. Отмечают уровень почвенно-грунтовых вод, их качество и характер заболачивания (оглеения) – поверхностное или грунтовое. Отмечают также степень эродированности (смытости) почвы, а на пашне описывают характер ее поверхности (выровненность, глыбистость, трещиноватость, наличие корки) и степень каменистости. Если на поверхности пашни камни (валуны) составляют менее 10%, каменистость считается слабой, при 10-20% – средней, а больше 20% – сильной.

Вычерчивают профиль участка и крестиком показывают местоположение разреза. Если разрез заложен на склоне, нужно указать экспозицию и крутизну склона, измерив ее в градусах. Склон считается очень пологим при крутизне менее 1°, пологим – 1-3°, покатым – 3-5°, сильнопокатым – 5-10°, крутым – 10-20°, очень крутым – 20-45°, обрывистым – более 45°.

Лицевую сторону разреза препарируют ножом или небольшой лопаткой таким образом, чтобы получить ее естественный излом. По характеру окраски, новообразований, сложения и другим морфологическим признакам выделяют генетические горизонты, границы между ними прочерчивают ножом. Затем укрепляют матерчатый метр по стенке разреза так, чтобы нулевое деление его совпадало с верхним уровнем почвы, и измеряют мощность каждого горизонта и глубину всего профиля. В дневнике зарисовывают профиль цветными карандашами, показывают глубину проникновения и характер развития корневой системы, отмечают новообразования, после чего исследуют вскипание и оглеение.

Пробу на карбонаты проводят следующим образом. По всей глубине, через каждые 10-20 см, берут ножом небольшие кусочки почвы и смачивают каждый несколькими каплями 5%-го раствора НСl, наблюдая выделение пузырьков СО 2 . При отсутствии видимого глазом вскипания следует проверить наличие вскипания на слух, так как при небольшом содержании карбонатов почва под действием кислоты лишь потрескивает. Установив глубину вскипания образца с точностью до 10-20 см, ее уточняют, беря пробы через каждые 2-3 см вверх от первоначально найденной глубины. Для определения оглеения на вынутых из разреза кусочках почвы делают пробы с красной кровяной солью. Посинение свидетельствует о наличии закисных форм железа. Глубины вскипания и оглеения отмечают в полевом дневнике. Затем приступают к морфологическому описанию каждого горизонта, отмечая его цвет, влажность, механический состав, характер распространения корневой системы, структуру, сложение (плотность, порозность и трещиноватость), новообразования, включения, характер перехода одного горизонта в другой. Морфологическое описание необходимо делать очень тщательно и полно. Зарисовку профиля можно делать мазками влажной почвы из соответствующих генетических горизонтов. После морфологического описания определяют тип, подтип и разновидность почвы и отмечают в дневнике полное ее название.
^ 1.3. Отбор образцов для анализа

После морфологического описания во всех основных разрезах из каждого генетического горизонта берут образцы для камеральной обработки. Место взятия образца нужно выбирать тщательно с таким расчетом, чтобы оно было типичным для горизонта. Брать образцы на границе двух горизонтов нельзя. Перед взятием образцов стенку разреза зачищают, после чего ножом точно намечают место взятия каждого образца. Его толщина не должна превышать 10 см.

Прежде всего берут образец из горизонта А 0 . Затем переходят к выемке всех остальных образцов, начиная с нижней части профиля (с горизонта С). Из верхнего гумусного горизонта образец нужно взять с поверхности (или непосредственно из-под подстилки); если его мощность велика, берут еще из средней и нижней частей. В пахотных почвах обязательно берут с поверхности пахотный горизонт послойно
(0-10 и 10-20 см) и подпахотный (20-30 см). Если мощность какого-либо горизонта меньше 5 см (например, А 2), образец берут толщиной в 2-3 см.

В случае детального изучения почвы образцы берут послойно без перерыва, с учетом мощности генетических горизонтов (например, 0-2, 2-9, 9-19, 19-25, 25-35, 35-45, 45-55 см и т.д.). Образец должен быть не меньше 300-500 г. Образцы глубоких горизонтов профиля (глубже 120-150 см), а также болотных почв, разрезы которых быстро заполняются почвенно-грунтовой водой, можно брать буром. Взятые образцы нужно довести до воздушно-сухого состояния на месте работы или в лаборатории. Образцы почвенно-грунтовых вод берут в бутылки.

Для каждого образца пишут этикетку с указанием номера разреза, названия владельца земельного участка, генетического горизонта, точной глубины взятия образца, ставят дату и подпись лица, производящего исследование (номер академической группы и бригады). Этикетку пишут простым карандашом, складывают надписью внутрь и завертывают в уголок листа бумаги, в котором находится образец почвы. Завернутый образец перевязывают шпагатом и сверху делают химическим карандашом пометку с указанием номера разреза, объекта исследования, генетического горизонта, глубины взятия образца, даты и номера группы и бригады.

Параллельно делают запись в полевом дневнике о глубине взятия всех образцов.

Наряду с индивидуальными образцами из отдельных разрезов по указанию преподавателя на пахотных массивах берут смешанные образцы для составления агрохимических картограмм. В зависимости от сложности почвенного покрова один смешанный образец берут
на 5-10 га при масштабе исследований 1:10 000; при масштабе работы 1:25 000 один смешанный образец берут на 25 га. Смешанный образец составляют из пяти почвенных проб, взятых «конвертом» из пяти точек с площади 100-400 м (рис. 1). Первую пробу берут из стенки разреза, а остальные крест-накрест от первой точки на расстоянии 10-20 м.

Рис. 1. Схема отбора смешанных образцов
Пробу берут на всю мощность пахотного слоя (удобно брать пробы 0,5-литровой банкой) и помещают их на лист фанеры или в ведро. Всю почву хорошо перемешивают и отбирают средний образец весом
300-400 г.

1.4. Техника взятия монолитов

По указанию преподавателя, из одного разреза берут монолит почвы, т.е. извлекают из стенки разреза призму в 1 м глубиной без нарушения природного сложения. Брать монолит должны два студента. Монолиты берут в специальные ящики, крышка и дно которых привинчиваются к раме шурупами. Стандартный размер монолитных ящиков 100×200×5 см. При взятии монолита поступают следующим образом. Почвенный разрез углубляют до 150 см, расширяют до 80 см и тщательно зачищают переднюю стенку. Затем отвинчивают и снимают крышку и дно, прикладывают раму ящика к стенке разреза с таким расчетом, чтобы верхний внутренний край рамы находился на одном уровне с поверхностью почвы, и ножом резко очерчивают внутренние границы рамы с боков и по нижнему краю. Затем приступают к вырезке монолита. Для этого, отступив от черты на 2-3 см, большим ножом вырезают желобки, глубина которых соответствует глубине рамки, после чего по прочерченным границам выравнивают призму почвы, точно отвечающую размерам рамки.

Рис. 2. Взятие монолита

На колонку надевают рамку, сначала на нижний, а затем на верхний конец (рис. 2), и привинчивают дно. Если почва выступает из рамки, ее избыток срезают осторожно ножом. Необходимо помнить, что надевать рамку на колонку почвы нужно лишь тогда, когда колонка точно соответствует размеру рамки. Если рамка не находит без особого нажима на колонку, последнюю нужно подчистить. Надетую на часть колонки рамку снять очень трудно, так как колонка почвы разрушается и всю работу приходится начинать вновь. Закрепленный в рамке монолит подкапывают с боков и сверху лопатой и постепенно отваливают, придерживая коленом нижний конец ящика. Взятый монолит вынимают из разреза, очищают от излишка почвы, постепенно снимая последнюю ножом до уровня рамки, и завинчивают крышку. На боковой стенке ящика пишут название почвы, место и дату взятия монолита, а также указывают номер группы и бригады.