4. 7. 052 Почвоведение Докучаева
4.7 Биология, ботаника, агрономия
4.7.052 Почвоведение Докучаева
Геолог, географ, минералог, почвовед, профессор Петербургского университета, основатель русской школы почвоведения и географии почв, первой в России кафедры почвоведения и Почвенного музея при Императорском Вольном экономическом обществе, организатор и руководитель экспедиций по комплексному изучению природы, разработчик плана борьбы с засухой в степных районах страны — Василий Васильевич Докучаев (1846—1903) прославил свое имя созданием современного научного почвоведения, учения о географических зонах и научной классификации почв.
Сельское хозяйство начинается с почвы. От почвы в первую очередь зависит урожайность сельскохозяйственных культур. Почва (если говорить по-простому) — это тонюсенький верхний слой земной коры, дающий жизнь растениям, животным и людям.
Почву изучает естественноисторическая наука — почвоведение. Она же занимается исследованием состава почвы, ее свойств, происхождения, развития, географического распространения, рационального использования.
Эта наука обязана своим возникновением русскому геологу — Василию Васильевичу Докучаеву.
Знания о почвах накапливались веками. Научное освоение почв началось в Германии в конце XVIII в. Почти целый век ученые, не затрагивая биологических процессов в почве, изучали частные вопросы питания растений, минералогического, химического и гранулометрического состава почв, их выветривания.
Генетическим почвоведением, движимый благородной целью — поднять народное хозяйство и избавить людей от неурожаев, засух и голода, и занялся в 1870-е гг. Докучаев.
В связи с неурожаями 1873—1875 гг. Вольное экономическое общество (ВЭО), в которое входили виднейшие ученые России — А.В. Советов, Д.И. Менделеев, А.М. Бутлеров, А.А. Иностранцев и др., поручило геологу произвести исследования чернозема, собрать на местах образцы для химического анализа и выполнить разработанную самим Докучаевым программу геолого-географических исследований.
Особое внимание Василий Васильевич уделял изучению чернозема. За два лета (1877, 1878) ученый вместе со своими учениками проехал свыше 10 000 км через всю черноземную полосу Европейской России.
В этих экспедициях сложилась школа докучаевского почвоведения — почвоведы, географы, геологи, ботаники, многие из которых стали позднее родоначальниками собственных научных школ и учеными мировой величины — В.И. Вернадский, Н.М. Сибирцев, Л.С. Берг и др.
Представив ВЭО доклад «Итоги о русском черноземе», ученый подверг критике существовавшие теории происхождения чернозема — морскую, болотную, растительно-наземную, а также практикуемые тогда способы изучения почв, заключавшиеся в применении химических удобрений и в нахождении зависимостей свойств почв от характера почвообразующих горных пород. Тогда же им была опубликована «Картография русских почв».
Рассматривая почвы как самостоятельное природное тело, сформировавшееся под воздействием целого комплекса факторов окружающей природной среды, а также составляя по поручению Департамента земледелия и сельской промышленности почвенную карту России, Докучаев пришел к почвоведению, как самостоятельной науке.
Итогом экспедиций стал фундаментальный труд Докучаева — «Русский чернозем» (1883), ставший докторской диссертацией ученого. В диссертации были детально рассмотрены область распространения, способ происхождения, химический состав чернозема, принципы классификации и методы исследования этой почвы.
«Русский чернозем» прославил ученого на весь мир. За свой труд Докучаев получил от ВЭО особую благодарность, а от АН наук — полную Макарьевскую премию.
Эта работа и последующие статьи почвоведа сформулировали основные законы новой науки и выделили главные факторы почвообразования и их тесную взаимосвязь: климат, почвообразующие (материнские горные) породы, растительный и животный мир, возраст и рельеф местности.
Позднее к ним была добавлена еще и хозяйственная деятельность человека. Самим ученым, а также его коллегами и учениками позднее было развито также географическое направление, изучающее почвы с точки зрения их происхождения и в тесной связи с окружающими условиями (П.А. Костычев), и агрономическое, исследующее вопросы взаимоотношения почвы и растительности и почвенное плодородие (В.Р. Вильямс).
В 1886 году Докучаев дал первую в мире научную классификацию почв и составил первую мировую почвенную карту.
Главным в классификации почв ученый считал ее происхождение (генезис). Докучаев обращал специальное внимание на способы обработки почв и севооборот, на меры по сохранению влаги, на распыление зернистой структуры черноземов и ухудшение водного и воздушного режимов, на эрозию.
Первое научное определение почвы также принадлежит Докучаеву: «Почва — это те дневные или близкие к ним горизонты горных пород (все равно каких), которые были более или менее естественно изменены взаимным влиянием воды, воздуха и различного рода организмов — живых и мертвых, что и сказывается известным образом на составе, структуре и цвете таких образований».
Докучаев — поэт почвы. Вот, например, какими словами он начал свою последнюю в жизни лекцию о главном герое его сочинений — черноземе:
«Я буду беседовать с вами о царе почв, о главном богатстве России, стоящем неизмеримо выше богатств Урала, Кавказа, богатств Сибири, — все это ничто в сравнении с ним; нет тех цифр, какими можно было бы оценить силу и мощь царя почв, нашего русского чернозема. Он был, есть и будет кормильцем России. Есть чернозем и в Венгрии, но там он не тот: это солонцеватый чернозем-«окост», а наш, русский чернозем «сладок». Есть он и в Североамериканских Соединенных Штатах, но там он или того же типа, что и в Венгрии, или же значительно беднее органическими и другими питательными веществами, чем в России.
Он, чернозем, напоминает нам арабскую чистокровную лошадь, загнанную, забитую. Дайте ей отдохнуть, восстановите ее силы, и она опять будет никем не обогнанным скакуном. То же и с черноземом: восстановите его зернистую структуру, и он опять будет давать несравнимые урожаи».
Открытый Докучаевым закон мировой зональности почв («К учению о зонах природы») утверждал, что распространение почв на Земле подчиняется закону природной широтной зональности, и каждой природной зоне соответствует свой «зональный» тип почвы — преобладающий, но не единственный.
Зональное распределение Европейской России ученый затем распространил и на весь земной шар, выделив семь мировых зон: бореальную, северную лесную, лесостепную, степную, сухих степей, аэральную зону пустынь и субтропическую. Это был совершенно новый взгляд на географию, как на науку о зонах-ландшафтах. «Зональность» в неизменном виде вошла в русскую и ряд зарубежных школ физической географии.
Теория почвоведения указывает способы борьбы с т.н. «черными» (пыльными) бурями, наносящими непоправимый ущерб сельскому хозяйству.
Так, например, пыльная буря 1928 г. высотой до 750 м унесла с полей Украины (с площади 1 млн км;) более 15 млн т чернозема, осевших в Прикарпатье, Румынии и Польше. Мощность черноземного слоя тогда уменьшилась на 10-15 см и стала одной из причин голодомора 1932—1933 гг.
По Докучаеву («Наши степи прежде и теперь», 1892) эти способы чрезвычайно просты (хотя и трудоемки) и эффективны — и не только в борьбе с пыльными бурями. Чтобы сохранить черноземы, успешно бороться с засухой, защищать почвы от смыва и т.п. — достаточно создавать лесополосы, регулировать образование оврагов и балок, искусственно орошать, поддерживать определенное соотношение между пашней, лугом и лесом…
Идеи Докучаева оказали влияние на развитие физической географии, лесоведения, мелиорации и др. Почвоведение включено в реестр фундаментальных наук под номером 07.
P.S. Что же сегодня являют собою российские почвы? С каждым годом они становятся все хуже. Статистика неумолима. Из 186 млн га сельхозугодий 60 млн га эродированы, 26 млн га переувлажнены и заболочены, 5 млн га загрязнены радионуклидами, 40 млн га — это солончаки и солонцы, в Калмыкии и других южных районах России идет опустынивание…
Похоже, родина почвоведения скоро останется вовсе без почв, этой «благородной ржавчины Земли» (В.В. Докучаев), а основной вопрос, который всю жизнь решал главный почвовед России — поднятие земледелия — остается открытым.
Источник
Типы почв основные зоны
Это основная единица классификации почв, которая выделяется по характеру почвенного профиля. Первая Классификация почв была составлена в 1886 году В.В. Докучаевым, русским почвоведом. Он выделил для России 10 основных типов почв. В дальнейшем классификация становилась более сложной и подробной. Наиболее распространены сейчас зональные типы, образующие вместе с растительностью и другими компонентами ландшафта природные зоны (см. «Природные зоны»). Некоторые почвы не образуют зон, что связано с местными условиями рельефа и увлажнения, например, солончаки, солонцы. Особую группу составляют почвы, возникшие в результате окультуривания, то есть хозяйственного освоения площадей, прежде не пригодных для сельского хозяйства, — это осушенные торфяники, орошаемые сероземы и другие почвы. Современная классификация почв в своей основе имеет не только признаки и свойства почв, но и особенности их происхождения.
Главные типы почв
Тундрово-глеевые
Расположены они в тундровой зоне и формируются в условиях постоянного переувлажнения при невысоких температурах короткого лета. Почвенный профиль этих почв развит слабо, его мощность всего 10-12, гумусовый горизонт маломощен, с плохоразложившимися органическими остатками. Для этих почв характерно явление оглеения почв.
Подзолистые
Подзолистые почвы (9%). Они залегают в зоне тайги и смешанных лесов. Формирование почв этого типа происходит в условиях континентального и умеренно континентального климата, при избыточном увлажнении и постоянном промыве просачивающимися водами. Подзолистые почвы содержат мало гумуса. В смешанных лесах, где в лесной подстилке больше трав, гумусовый слой развит лучше. Это дерново-подзолистые почвы. Подзолистые почвы требуют внесения удобрений. Из почвенного горизонта А2 вымываются глинистые частицы, оксиды железа и откладываются в нижнем горизонте.
Серые лесные (9%) почвы. Это почвы широколиственных лесов и лесостепей. Они формируются в условиях умеренного климата. Гумусовый горизонт в них до 30 сМ, а содержание гумуса доходит до 9%, в соответствии с чем почвы делятся на светло- и темно-серые. Подзолистый горизонт выражен нечетко, в нем есть гумус.
Бурые лесные почвы. Эти почвы залегают в зоне широколиственных лесов. Формируются они в условиях умеренно теплого влажного климата. Более темная окраска бурых почв по сравнению с серыми лесными почвами объясняется накоплением во всех горизонтах глинистых минералов и оксидов железа. Гумусовый горизонт содержит 3-7% гумуса. Бурые лесные почвы обладают хорошей структурой. Многие сельскохозяйственные угодья расположены на этих почвах.
Коричневые почвы. Эти почвы расположены в зоне лесов субтропических районов и формируются в условиях сезонно-влажного климата (средиземноморского или муссонного). Обычно эти почвы глинистые, в их почвенном профиле нижняя часть гумусового горизонта уплотнена. Коричневые почвы содержат до 9% гумуса. Как правило, территории, где залегают эти почвы, используются под виноградники или сады.
Черноземы. Это почвы лесостепей и степей умеренного пояса. Они содержат самое большое количество гумуса (выше 9%), поэтому почвы имеют интенсивно черный или буро-черный цвет. Мощность гумусового слоя в почвенном горизонте достигает 120 см. Формирование этих почв происходит в условиях теплого, относительно сухого климата, поэтому при обеспечении полей влагой, при достаточном количестве тепла, на сельскохозяйственных землях выращивают пшеницу, кукурузу, подсолнечник, сахарную свеклу.
Каштановые почвы. Это почвы сухих степей и полупустынь (7% от общей площади почв). Формирование этих почв происходит при большом дефиците влаги. В почвенном горизонте гумусовый слой менее мощный, чем у черноземов, содержание гумуса от 2 до 5%, поэтому эти почвы имеют более светлую окраску, чем черноземы. Запасы органического вещества пополняются за счет обильного травяного покрова, который развивается в течение короткого времени, когда в почве достаточно влаги после зимы. При хорошем увлажнении эти почвы могут быть плодородны.
Серо-коричневые почвы. Это почвы субтропических степей, которые формируются в условиях более теплых и сухих, чем степи умеренного пояса. В почвенном профиле толщина гумусового слоя небольшая, она не превышает 40 см, а содержание гумуса — до 4,5%, поэтому эти почвы более светлые, чем каштановые.
Бурые и серо-бурые
Бурые и серо-бурые полупустынные почвы. Это почвы засушливых районов — полупустынь и пустынь. Цвет этих почв зависит от содержания в них оксидов железа. Содержание гумуса в них очень низкое, поэтому эти почвы неплодородны. Для бурых и серо-бурых почв характерно засоление горизонтов.
Сероземы. Это также почвы полупустынных и пустынных районов, но формируются они при недостатке влаги в предгорьях и подгорных равнин, сложенных лессом. Сероземы и бурые с серо-бурыми почвами занимают самую большую площадь на земном шаре по сравнению с другими почвами. Сероземы плохо разделены на горизонты, имеют светло-серый цвет, так как гумуса в них содержится от 1% до 4%. С глубин 150-200 см эти почвы содержат легкораство-римые соли, а материнская порода нередко содержит гипс. Гумус сероземов, как и в других засушливых регионах, накапливается в основном за счет весенней травянистой растительности. В целом сероземы обладают хорошей водопроницаемостью и при хорошем орошении могут быть плодородны. Ла орошаемых сероземах развилось древнее земледелие Востока.
Желтоземы. Это почвы лесов влажных субтропиков, которые содержат мало железа. Формируются эти почвы при сильном увлажнении, ио гумуса содержат очень мало, поэтому бедны питательными веществами. В основном я желтоземы используются под субтропические культуры.
Красноземы. Это почвы широколиственных лесов, влажных субтропиков и тропических саванн. Формируются эти почвы в условиях промывания на породах, богатых железом, что обуславливает их яркую красновато-оранжевую окраску. Это структурные почвы, по почвенный профиль развит слабо. Гумуса в верхних слоях красноземов содержится до 9%, но почвы бедны фосфором, калием, азотом. Красноземы на горных склонах подвергаются сильной эрозии. На этих почвах выращивают чай, цитрусовые и другие субтропические культуры. Красноземы покрывают территории, равные 19% от площади почв всей Земли. В саваннах под мощным травянистым покровом формируется сходный тип почв — краспо-бурые.
Красные ферралитпые. Красные ферралитпые, или латеритные (от лат. later — кирпич), — это почвы экваториальных и влажных тропических лесов. Их формирование происходит па корах выветривания (рыхлый поверхностный слой разрушенных горных пород) древней суши, подвергшихся ферраллитизации (от лат. ferrum — железо, aluminium — алюминий; греч. lithos — камень) — глубокому выветриванию, в результате которого разрушаются почти все первичные минералы (за исключением кварца и других самых устойчивых). При этом образуется латеритная, или ферралитная, кора выветривания, тяжелая, глинистая, красного цвета, иногда с желтыми пятнами. Она содержит большой процент оксидов железа и алюминия. С латеритной корой выветривания связаны месторождения бокситов (руды алюминия). Эти почвы содержат очень большой слой гумуса в верхнем горизонте (до 10%). Иногда на поверхности красных фер-ралитных почв образуются панцирные железистые корки. После сведения лесов, как правило, на этих почвах выращивают рис, сахарный тростник, кофе, какао и другие культуры.
Засоленные почвы. К этой группе относят почвы с высоким (более 0,25%) содержанием легкорастворпмых солей — хлоридов, сульфатов, карбонатов. Образование их связано с повышенным содержанием солей в материнской породе или с привносом солей грунтовыми водами. В условиях сильного испарения влаги с поверхности почвы соли накапливаются в верхних почвенных горизонтах. Нередко засоленные почвы образуются в ложбинах, где грунтовые воды подходят ближе к поверхности, а сток оттуда затруднен. В таких местах образуются солонцы, солончаки.
Солонцы — почвы, содержащие на небольшой глубине (до 80 см) значительное количество соды и других солей. Обычно они содержат много глинистых частиц, при намокании становятся вязкими, липкими, а при высыхании растрескиваются. В почвенном профиле солонцов выделяются два горизонта: верхний, мощность которого от 1 до 30 см — светлый, пылеватый, с малым количеством илистых частиц, и нижний — иллювиальный го ризонт (горизонт вмывания В), солонцовый горизонт, по цвету — бурый, разбивающийся на столбы призмовидной формы, обогащенный илом и солями. Ниже этих почвенных горизонтов располагаются гипсовый и хлоридно-суль-фатный слой. Солонцы распространены пятнами в засушливых областях, они могут чередоваться со степными и полупустынными почвами. Солонцы мало плодородны, для их использования в сельском хозяйстве необходимо внесение удобрений, промывка солонцов, внесение гипса для замены в почвенных солях натрия на кальций и другие мероприятия. Солончаки — это засоленные почвы, которые содержат в поверхностном слое 1% и выше растворимых солей. Их формирование связано с испарением минерализованных грунтовых вод, которые близко подходят к поверхности земли. Солончаки различают по составу солей, от которого зависит их облик: хлоридные (с хлоридами натрия, магния, кальция) из-за гигроскопичности солей выглядят как «мокрые»; сульфатные (с сульфатом натрия) производят впечатление «пухлых», верхний слой почвы при высыхании обращается в пылевую массу. Солончаки распространены пятнами в полупустынных и пустынных зонах. Почвенный профиль содержит очень маленький гумусовый слой (до 1%) с пятнами солей, ниже располагается соленосная материнская порода или сильно минерализованный водоносный горизонт. Солончаки могут быть пригодны для земледелия только при следуюих условиях:понижение уровнягрунтовых води последующее промывание почвы, орошение, хотя при неправильном орошении может возникнуть явление «вторичного засоления» из-за нарушения водного режима в условиях жаркого климата.
Итак, почва — верхний плодородный слой земли. Она состоит из гумуса, минеральных солей, воды, воздуха, песка, глины.
Соотношение компонентов почвы для разныхтипов ее различно.
В зависимости от способности почвы распадаться на комочки разной формы и размера различают структурные и бесструктурные почвы. Почву составляют слои, или почвенные горизонты. Состав и окраска их различается у почв разного типа, однако выделяют несколько общих горизонтов. Почвы могут обладать плодородием, которое при разумном их использовании может увеличиваться, а неумелое хозяйствование приведет к деградации почв. Разрушение верхнего плодородного слоя поверхностными водами и ветром — эрозия почв — бедствие, способное нанести ущерб плодородию почв. Борьба с эрозией разнообразна. Образование почв начинается с выветривания, большую роль в дальнейшем формировании почв играют микроорганизмы и растения. Основоположником отечественного почвоведения является В. В. Докучаев, ему принадлежит первая классификация почв.
Источник