Земледелие и почвоведение кратко

Обновлено: 04.07.2024

Выделились и развились как самостоятельные многие научные дисциплины — общее земледелие, растениеводство, физиология растений, почвоведение, агрохимия, мелиорация, метеорология, селекция и семеноводство, сельскохозяйственные машины и орудия, микробиология, энтомология, фитопатология и др.

Дифференциация агрономических дисциплин является закономерным процессом развития науки в целом, поскольку вычленение более конкретных объектов познания и соответствующих методов исследования способствует ускорению научно-технического прогресса. Вместе с тем диалектика развития науки не противопоставляет процесс ее дифференциации процессу интеграции. Наоборот, интеграция научных достижений различных дисциплин есть объективная необходимость как развития самой науки, так и ее приложения к конкретным отраслям производства.

Земледелие как наука занимает особое место в системе агрономических знаний. Она связывает естественнонаучные дисциплины с прикладными и, таким образом, служит общетеоретической базой растениеводческих отраслей сельскохозяйственного производства, основанных на возделывании земли.

Главной задачей научного земледелия, как считал К. А. Тимирязев, является изучение требований культурных растений и разработка способов их удовлетворения В. Р. Вильямс основную задачу земледелия видел в обеспечении культурных растений в течение всего периода их жизни водой и питательными элементами, путем повышения потенциального плодородия почв. Развивая положение К. А. Тимирязева о связи физиологии растений с земледелием, Д. Н Прянишников считал объектами изучения физиологии растений свойства растений, почвоведения и метеорологии — свойства окружающей среды, а земледелия — способы согласования этих свойств путем воздействия преимущественно на почву и растение. В настоящее время эти положения дополняются задачей рационального использования всех сельскохозяйственных угодий в неразрывной связи с проблемами охраны биосферы.

Земледелие — наука об эффективном управлении экологическими условиями жизни культурных растений в целях получения наибольшего урожая растительной продукции желаемого качества. В земледелии значительное внимание уделяется более рациональному использованию почвенных ресурсов и повышению плодородия почв как непременному условию достижения высоких урожаев возделываемых растений.

Способы повышения плодородия почвы могут быть физическими (приемы, системы обработки почв и др.), биологическими (воздействие культурных растений, севооборотов), химическими В земледелии изучаются и разрабатываются преимущественно физические и биологические способы, а способы повышения плодородия почв с помощью удобрений изучаются агрохимией.

Земледелие как наука тесно связана с другими науками. Теоретической и методологической базой земледелия являются фундаментальные естественнонаучные дисциплины — биология, физика, химия и др. Особенно тесная связь земледелия с почвоведением, агрохимией, мелиорацией, механизацией, которые рассматривают важные вопросы землепользования и возделывания сельскохозяйственных культур. Главной задачей земледелия как науки является неуклонное повышение плодородия почв и на его основе достижение дальнейшего роста урожайности и валовых сборов всех сельскохозяйственных культур. Эффективное использование техники, удобрений, капитальных вложений, других средств в земледелии в первую очередь связано с успешным решением задачи по коренному улучшению почв во всех регионах страны. В этом плане намного возрастает роль почвоведения и земледелия как наук, непосредственно связанных с изучением естественного и культурного почвообразовательного процессов и разрабатывающих методы, пути и технологии оптимизации почвенных условий для растений и получения максимально возможных урожаев сельскохозяйственных культур необходимого качества. В этом отношении перед почвоведением и земледелием стоят задачи: выяснения закономерностей и разработки способов ускоренного преобразования низко-плодородных почв в высокоплодородные; эффективного использования богарных и мелиорированных почв; выработки комплексных показателей уровня плодородия различных типов почв, проведения их бонитировки; изучения миграционных процессов в почвах; мобилизации труднодоступных форм питательных элементов в почве; повышения коэффициента использования растениями элементов минерального питания из удобрений; разработки бездефицитных по гумусу технологий производства сельскохозяйственных культур (по снижению, а затем полному прекращению потерь гумуса и постепенному повышению оптимального его содержания в почвах для определенных природно-климатических зон).

Перед земледелием поставлена задача обеспечить в ближайшее время разработку и совершенствование применяемых систем земледелия. В этой работе самое непосредственное участие должны принимать и ученые-почвоведы.

Научно-технический прогресс в области механизации, мелиорации и химизации способствует интенсификации земледелия и ставит вопрос контроля за почвообразовательными процессами на этих почвах, поскольку интенсификация в этих условиях достигает своего высшего значения на данном этапе развития производительных сил. Важны исследования по динамике всех составляющих почвообразовательного процесса, учитывая, что при этом происходит ускорение темпов изменения структурного состояния почвы, разрушения и передвижения веществ в почве, включая ее органическую часть. Поэтому одно из важнейших направлений научного поиска в почвоведении и в земледелии заключается в разработке мер по воспроизводству почвенного плодородия.

Земледелие в настоящее время и в будущем должно быть почвозащитным, обеспечивать сохранность и прогрессивное наращивание плодородия почв. Научные разработки в области земледелия и почвоведения должны предшествовать внедрению новых приемов обработки почв, почвозащитных систем земледелия в различных регионах страны, чтобы практика земледелия базировалась на научно обоснованных рекомендациях ученых.

Задачей земледелия и почвоведения является придание современным системам земледелия строго сбалансированного нормативно-программного характера управления имеющимися ресурсами, в первую очередь почвенными, с учетом экологических аспектов разрабатываемых в земледелии технологий производства. Рекультивация земель, частичное или полное восстановление их плодородия, приобретает все большее значение и становится в ряд важнейших проблем. Здесь особенно возрастает роль ученых в области земледелия и почвоведения в быстрейшем вовлечении таких земель в сельскохозяйственное производство.

В связи с интенсификацией земледелия в почву вместе с удобрениями, мелиорантами, химическими средствами защиты растений вносится большое количество балластных веществ. Изучение их влияния, а также различных других веществ (токсикантов, тяжелых металлов и др.) на процессы, происходящие в почве и влияющие на их плодородие, качество и урожайность возделываемых культур, также представляет важное направление исследований в области земледеления и почвоведения.

Основными объектами изучения в земледелии являются пахотные почвы и возделываемые на них растения. Важнейшим методом исследования служит полевой опыт, позволяющий изучать реакцию растений на изменения экологической среды в конкретных условиях. Для изучения процессов и закономерностей взаимодействия растений с окружающей средой проводятся вегетационные, лизиметрические, лабораторно-полевые и лабораторные опыты. При этом в зависимости от поставленных задач используются визуальные наблюдения, физические, химические, физиологические, микробиологические, математические и другие методы исследования.

Упоминания о почвах, их описание, особенности земледельческого использования, характеристика производительности почв встречаются уже в древних рукописях и сочинениях.

Однако потребовалось несколько тысяч лет для накопления знаний о почвах, прежде чем в конце XIX в. сформировалась сама наука о почвах — почвоведение.

Зарождение земледелия

И. А. Крупеников (1981), изучавший историю почвоведения с древнейших времен до наших дней, выделил условно десять этапов становления и развития науки о почвах.

Период первичного накопления разрозненных фактов о свойствах почв, их плодородии и способах обработки относится ко времени неолита и бронзы, около 10 тыс. лет до н. э., когда зарождалось земледелие и человек начал сопоставлять почвы по их способности давать урожай.

Последующий период, продолжавшийся несколько тысячелетий до н. э., в который была выработана определенная система использования почв в богарном и орошаемом земледелии.

Почвы различались по качеству, потребовалось создание примитивного земельного кадастра для дифференцированного налогообложения на землю.

В связи с этим необходимо сказать о египетских папирусах и стеллах с описанием качества земли.

В период первичной систематизации знаний о почвах, продолжавшийся с VIII в. до н. э. по III в. н. э., выходят трактаты Фе-офраста, Катона, Плиния, в которых постигалось существо почв как природных явлений.

Который, по существу, явился первой в мире сельскохозяйственной энциклопедией с разнообразными сведениями о почвах различных территорий.

Их плодородии, классификации, обработке и удобрении. Примеры удобрений почв даны Варроном, вопросы общей географии почв отражены в трудах Геродота и Страбона, представления о почвах включены в философские (Лукреций) и религиозные концепции.

Период зарождения современных представлений о плодородии почв, об их связи с горными породами. А. Тюрго (Франция) выступил с обоснованием закона убывающего плодородия почв (1766), Н. Валериус (Швеция) выдвинул гипотезу гумусового питания растений (1761).

Труды русских ученых

Ф.Ахард (Германия) разработал принцип метода изучения гумусовых веществ извлечением их из почвы щелочью и осаждением серной кислотой (1786), который используют и в настоящее время. Появились новые идеи о происхождении почв, особенно в трудах русских ученых.

Он считал, что почвы являются продуктом воздействия растений на горные породы. Его мысль о воздушном питании растений была подтверждена Дж. Пристли (1771), Ян. Ингенг-Хаузом (1779) и Ж. Сене-бье (1782).

А в 1868 г. экспериментально доказана выдающимся, русским ученым К. А. Тимирязевым, создавшим теорию фотосинтеза.

В 1765 г. в Петербурге было создано Вольное экономическое общество (ВЭО), которое публиковало труды по различным вопросам агрономии, в том числе по улучшению почв. Оно сыграло ведущую роль в осуществлении первых научных работ В. В. Докучаева — основателя почвоведения.

Исследователей почв особенно интересовали самые плодородные почвы России —черноземы. В 1771 г. М. И. Афонин, обобщив имевшиеся к тому времени сведения о черноземах, дал первую их классификацию и систематизированные рекомендации по повышению плодородия.

Период развития агрогеологии и агрикультурхимии

Предшествовал периоду становления почвоведения как самостоятельнойнауки и связан с распространением капиталистического производства в земледелии Европы в XIX в.

Большой вклад в накопление и развитие агрономических знаний и знаний о почвах внес выдающийся русский агроном А. Т. Болотов. Он указал на необходимость изучения свойств разных почв, чтобы правильно подходить к их земледельческому использованию.

Русский исследователь И. И. Комов придавал большое значение гумусу в формировании плодородия почв и питании растений.

В результате же накопления знаний о почвах становилось все более очевидным, что почвы существенно отличаются от горных пород как по образованию, так и по свойствам.

Период создания современного генетического почвоведения

В 1851 г. была составлена почвенная карта европейской части России под руководством К. С. Веселовского, в 1866 г. — под руководством Ф. И. Рупрехта, в 1869 г. — И. И. Вильсона, в 1879 г. — В. И. Чаславского.

Работа В. В. Докучаева заложила основу современного генетического почвоведения: учения о природных и почвенных зонах, о факторах почвообразования, понятия о почве как особом естественно-историческом теле природы, профиль которой состоит из слоев.

Привел комплекс мер по борьбе с засухой, улучшению водного режима почв и созданию устойчивого к засухам степного земледелия. Эти идеи получили практическое развитие в России особенно в послевоенное время, после 1945 г.

Под руководством и при непосредственном участии В. В.Докучаева в 1884—1894 гг. выполнены фундаментальные работы по оценке земель Нижегородской и Полтавской губерний.

Он составил первую обзорную почвенную карту мира, основал первую в России кафедру почвоведения в Ново-Александрийском сельскохозяйственном институте (1895).

Которую возглавил его ученик и соратник Н. М. Сибирцев (1860—1900). Н. М. Сибирцев написал первый учебник по почвоведению, изданный в 1900 г. В нем сформулированы основные положения новой науки и их агрономическое значение.

Крупные работы по почвоведению

В одно время с В. В. Докучаевым крупные работы по почвоведению выполнял П. А. Костычев (1845—1895). Он изучил условия разложения растительных остатков в почве и роль в этом процессе микроорганизмов, указал на значение водопрочной структуры в плодородии почв и на роль гумуса в ее образовании, тесно увязал приемы по возделыванию сельскохозяйственных культур со свойствами почв.

С В. В. Докучаевым вместе и самостоятельно работали его последователи и ученики, крупные исследователи почв, многие из которых стали в последующем академиками с мировым именем, основателями новых наук и научных направлений:

Ф. Ю. Левин-сон — Лессинг,
П. А. Земятченский,
П. Ф. Бараков,
А.Н.Краснов,
B.И. Вернадский,
Г. И.Танфильев,
Г. Н. Высоцкий,
К. Д. Глинка,
C.А. Захаров,
Н.А. Димо,
Л. И. Прасолов,
Б. Б. Полынов и др.

В 1894 г. в Петровской земледельческой и лесной академии (ныне Московская сельскохозяйственная академия им. К. А. Тимирязева) была создана кафедра почвоведения, которую возглавил В. Р. Вильяме (1863—1939), развивший генетико-агрономическое направление в почвоведении.

Он указывал на ведущее значение растительных формаций как природных сообществ высших зеленых растений и микроорганизмов в формировании генетического профиля почв и их плодородия. В. Р. Вильяме обосновал учение о едином почвообразовательном процессе.

Развил теорию о подзолистом, дерновом и болотном процессах, показал роль в этих процессах гумусовых веществ. Он стремился глубже понять сущность почвенного плодородия и возможность его регулирования агротехническими и мелиоративными методами.

В 1900 г. А. Н. Сабанин приступил к чтению курса почвоведения в Московском университете. П. С. Коссович (1862—1915), работавший в Лесном институте в С.-Петербурге, в 1903 г. издал учебник по почвоведению, написанный им на основе генетических концепций В. В. Докучаева.

П. С. Коссович являлся одним из основоположников изучения физических и химических свойств почв, развил оригинальные идеи по вопросам почвообразования, классификации и эволюции почв.

В 1908 г. вышел в свет учебник К. Д. Глинки (1867—1927), сыгравший особенно важную роль в распространении докучаевских идей. В последующие годы XX в. многие ученые внесли существенный вклад в создание учебников по почвоведению.

В которых идеи В. В. Докучаева получили дальнейшее развитие (С. А. Захаров, И. В. Тюрин, А. А. Роде, Д. С. Виленский, Л. П. Розов, И. И. Плюснин, И. Ф. Голубев, А. Н. Соколовский, И. С. Каури-чев с соавторами, В. А. Ковда и Б. Г. Розанов с соавторами и др.).

В 1904 г. в С.-Петербурге при Вольном экономическом обществе по проекту В. В. Докучаева был организован Центральный музей почвоведения.

В других странах

Наряду с Россией почвоведение бурно развивалось и в других странах. В США почвенную школу основал Е. В. Гильгард, автором первой систематики американских почв и организатором почвенной службы США стал М. Уитни.

Развитие почвоведения в Европе связано с именами Э. Раманна в Германии, Ю. Шлезинга во Франции, Г. М. Мургочи в Румынии, Н. П. Пушкарова в Болгарии, П.Трейца и А. Зигмонда в Венгрии, С. Миклашевского’ в Польше, И. Конецкого в Чехословакии, Б. Аарнио и Б. Фростеру-са в Финляндии.

Несмотря на получившие признание в почвоведении докучаев-ские генетические концепции, агрогеологическое направление в науке все еще было широко распространено, что проявилось в проведении Международных агрогеологических конгрессов в 1909 и 1910 гг.

Период развития докучаевского почвоведения

Отмечен крупными работами ученых России. Классические исследования провел К. К. Гедройц (1872—1932), изучавший поглотительную способность почв и их коллоидные свойства, на основе которых он обосновал мероприятия по известкованию и фосфоритованию кислых почв, гипсованию солонцов.
Выполнены фундаментальные работы по изучению органического вещества почвы (И. В. Тюрин, М. М. Кононова, Л. А. Александрова, И. С. Кауричев, Д.С.Орлов, Л.А.Гришина).
Минералогического состава и коллоидной химии почв (Н. И. Горбунов, Н. П. Ремезов, А. Н. Соколовский, А. Ф. Тюлин, И. Н. Антипов — Каратаев, С. Н. Алешин, Е. И. Парфенова, Е. А. Ярилова).
Гранулометрического состава и структуры почв (В. Р. Вильяме, Н. И. Саввинов, Н. А. Качинский), физики почв (И. Б. Ревут, С. Ф. Нерпин, А. Ф. Чудновский), водных свойств и водных режимов (А. Ф. Лебедев, С. И. Долгов, А. А. Роде).
Почвенных растворов (П. А. Крюков, И. Н. Скрынникова, Е. И. Шилова), почвенного воздуха (И. П. Гречин, Н. П. Поясов, Б. Н. Макаров, Е. И. Шилова, И. Н. Николаева), тепловых свойств и тепловых режимов почв (А. М. Шульгин, В. Н. Димо).
Обстоятельно изучены вопросы микробиологии почв (С. Н. Ви-ноградский, Е. Н. Мишустин, Т. В. Аристовская, М. Ф. Федоров), почвенной энзимологии (В. Ф. Купревич, Т. А. Щербакова, А. Ш. Галстян, Л. Ф. Васюк, Ф. X. Хазиев, К. А. Козлов), экологии почв (В. Р. Волобуев).

Картографирование

Опубликованы крупные работы по географии и картографированию почв (С. С. Неуструев, И. П. Герасимов, К. П. Горшенин, М. М. Филатов, А. А. Красюк, М. А. Глазовская, Г. В. Добровольский), структуре почвенного покрова (В. М. Фридланд).

Бонитировке почв (Ф. Я. Гаврилюк, С. Н. Тайчинов), почвенно-гео-графическому и природно-сельскохозяйственному районированию земельного фонда бывш. СССР (Н. Н. Розов, Е. Н. Иванова, Д. И. Шашко, А. Н. Каштанов и др.), эрозии почв и борьбе с ней (Н. И. Сус, С. С. Соболев).

Почвоведы бывш. СССР приняли в 60-х годах активное участие в составлении проектов освоения целинных и залежных земель Казахстана. Важным событием в нашей стране были создание в Ленинграде (1927).

Почвенного института им. В. В. Докучаева в системе Академии наук СССР (с 1934 г. он находится в Москве), первой кафедры почвоведения в Московском университете в 1922 г. и организация Всесоюзного общества почвоведов в 1939 г.

Период лидирующего положения в мире докучаевского учения о почвах

Распространение докучаевского учения в других странах привело к развитию международного сотрудничества в области почвоведения, созданию в 1924 г. Международного общества почвоведов, первым президентом которого был избран К. Д. Глинка. Международное общество провело с 1927 по 1994 г. пятнадцать международных конгрессов.

В этот период проходило интенсивное исследование почвенного покрова бывших колониальных и полуколониальных стран Африки, Азии и Южной Америки, создавались национальные кадры почвоведов в результате международной помощи по линии ООН (ФАО, ЮНЕСКО, ВМО и др.).

И по линии двустороннего сотрудничества стран. По инициативе и при непосредственном участии российских почвоведов было организовано создание международного проекта почвенной карты мира в масштабе 1:5 000 000. Ее составление начали в I960 г. и закончили в 1978 г.

Кроме международных конгрессов проводились международные конференции, координационные совещания с экскурсиями по различным направлениям почвоведения.

Создан Международный почвенный музей в Амстердаме с богатой коллекцией почв стран мира. В крупнейшем в России почвенно-агрономическом музее им. В. Р. Вильямса в Московской сельскохозяйственной академии открылась экспозиция почв зарубежных стран.

Большое количество работ почвоведов разных стран было переведено на все основные языки мира. В результате сложились новые представления о распространении, генезисе и классификации почв некоторых стран и континентов, стали известны новые типы почв.

В изучение почв мира, в составление, мировой почвенной карты большой вклад внесли российские почвоведы — М. А. Гла-зовская, Н. Н. Розов, В. Г. Зольников, С. В. Зонн и др.

Период работ по охране и рациональному использованию почвенного покрова

включает последнее время, когда возникли серьезные экологические проблемы, связанные с разрушением, деградацией и загрязнением почв.

Эти проблемы подверглись серьезному обсуждению на всесоюзных съездах и международных конгрессах почвоведов, начиная с десятого, который проходил в Москве в 1974 г. Были приняты Стокгольмское воззвание по проблемам окружающей среды (1972), Самаркандское воззвание по земельным ресурсам мира (1976).

Всемирный план действий по борьбе с опустыниванием (1977), Всемирная почвенная хартия (1981), Основы мировой почвенной политики (1982). Разработано большое число международных проектов в организациях системы ООН:

карта деградации почв мира,
социально-экономические аспекты потерь почв,
классификация почв мира,
проекты оказания помощи развивающимся странам по охране и рациональному использованию почвенного покрова.

В России создана Государственная служба по охране окружающей среды, в том числе почвенного покрова. Разрабатываются инструментальные экспресс-методы слежения за изменением плодородия почв (в системе почвенного мониторинга).

Составлены областные карты эродированности почв и генеральные проекты противоэрозионных мероприятий. Областные агрохимические центры России начали работы по выявлению загрязнения почв тяжелыми металлами и разработке мероприятий по борьбе с загрязнением.

Рассматривая историю почвоведения, мы убедились в том, что развитие науки о почве было тесно связано с решением производственных задач по получению необходимой растениеводческой продукции. Эти задачи остаются центральными и в настоящее время.

Но перед почвоведением стоят проблемы более углубленного изучения свойств почв и почвенных процессов, так как знания о них составляют научную основу для разработки новых, более эффективных агроприемов по повышению плодородия почв.

Агроприемы

Должны обеспечивать бездефицитный баланс почвенного гумуса и улучшение его качественного состава:

максимальное использование растениями почвенного биологического азота;
повышение доступности растениям элементов питания, находящихся в твердой фазе почв и вносимых с удобрениями;
сбалансированное питание растений;
повышение катионной и анионной емкости почвенного поглощающего комплекса;
оптимизацию ионообменного, окислительно-восстановительного, кислотно-щелочного, водного, температурного, воздушного и других режимов почв.

Из настоящего учебника студенты узнают обо всех этих свойствах почв и режимах, а это поможет им осмыслить сильные и слабые стороны современных агротехнических приемов возделывания сельскохозяйственных культур и, возможно, внести предложения по их совершенствованию.

Надо всегда иметь в виду, что повышение плодородия почв может ограничиваться только недостатком наших знаний, недобросовестностью и несвоевременностью проведения агротехнических мероприятий.

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.

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.

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.

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.

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.

В методических указаниях приводятся темы лабораторно-практических занятий, порядок их выполнения, задания по каждой теме, литература, рекомендуемая для выполнения работ по темам.

Земледелие — это отрасли сельского хозяйства (полеводство, овощеводство, плодоводство, луговодство и др.), основанные на рациональном использовании земли для производства продукции питания, кормов для животноводства и сырья для перерабатывающей промышленности.

Главное средство производства в земледелии — почва и зеленые растения.

Зеленые растения преобразуют кинетическую энергию солнечного света и поглощенные из воздуха диоксид углерода, а из почвы воду и растворенные минеральные соединения в потенциальную энергию органического вещества урожая.

Почва служит источником обеспечения растений водой, питательными веществами. Плодородная почва должна обеспечивать оптимальный для растений водно-воздушный и тепловой режимы, содержать достаточное количество питательных веществ в доступной для растений форме, обладать фитосанитарным эффектом для устранения почвоутомления и поддержания равновесия между полезной и вредной энтомофауной, быть устойчивой к факторам разрушения и пригодной для современных технологий возделывания сельскохозяйственных культур.

Цель курса: научить будущих технологов сельскохозяйственного производства основам земледелия, почвоведения и агрохимии для успешного овладения современными технологиями возделывания сельскохозяйственных культур высокого качества.

К основным задачам можно отнести приобретение знаний:

— по основам почвоведения: основным типам почв, их составу, свойствам, способам поддержания и повышения плодородия, охране почв от эрозии;

— земледелию: разработке, освоению и внедрению севооборотов, биологическим особенностям сорных растений и мерам борьбы с ними, научно-обоснованным системам обработки почвы;

— агрохимии: свойствам удобрений, расчетам доз удобрений, срокам и способам внесения удобрений.

Читайте также: