История и методология почвоведения
- -
- 100%
- +
Почвоведам почвенных отрядов, испытавшим все тяготы полевых экспедиционных исследований, посвящается
Допущено
Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов учреждений высшего образования по географическим специальностям
Рецензенты:
кафедра лесных культур и почвоведения Белорусского государственного технологического университета (доцент кафедры лесных культур и почвоведения кандидат сельскохозяйственных наук И.В. Соколовский);
ведущий научный сотрудник лаборатории «Агрофизические свойства и защита почв от эррозии» РУП «Институт почвоведения и агрохимии НАН Беларуси» доктор биологических наук, профессор Т.А. Романова
Предисловие
Почва является важным условием развития экономики страны, основным источником благосостояния ее населения. Если попытаться определить время, когда человек начал интересоваться почвой и изучать ее в своих целях, то изучение почвы, в первую очередь как объекта сельскохозяйственной деятельности, тесно переплетается с историей земледелия, которое возникло на заре цивилизации и существует уже несколько тысячелетий. Поэтому для познания истории почвоведения необходимо знать историю развития земледелия, в том числе и таких вопросов, как развитие межеваний и других мероприятий по землеустройству.
Для изучения почвы большое значение имели описания и картографирование земельных угодий для целей землеустройства. Необходимо учитывать не только количество и размер угодий, но и их качество, пригодность для использования под разные сельскохозяйственные культуры, нуждаемость почв в удобрениях и т. д.
Важная и зачастую необъяснимая роль почвы в развитии жизни на земле и особенно в жизни человека приводила к использованию знаний о почве религиозными, философскими и другими учениями. Отдельные народы обожествляли почву, например, у славян она была главным божеством (как и Солнце), они поклонялись ей и считали своей матерью. В Месопотамии верили, что люди созданы из почвы божеством плодородия. В античном мире почве приписывались многие человеческие качества (радость любви, верность, жизненные силы), были богини плодородия (в Древнем Египте – Изида, в Древнем Риме – Прозерпина и т. д.). Почва считалась матерью всего живого, источником добра, защитницей детей. Существовало поверье, что если положить на свежевспаханную «ароматную» почву ребенка, то он будет защищен от всего плохого, в том числе и от болезней. Платон считал почву главным созданием природы, которое нельзя ничем заменить.
Таким образом, отдельные сведения о почвах были известны с момента, когда человек начал использовать их для своих жизненных целей. Сведения были разрозненными, их анализ и научное обобщение отсутствовали. Этот период можно отнести к предыстории почвоведения.
Являясь одновременно природным ресурсом и результатом труда человека, почва, как ни один другой компонент окружающей среды, остро реагирует на все изменения, происходящие не только в природе, но и в обществе. Соответственно и почвоведение как наука, изучающая почву, очень отзывчива на все природные и антропогенные, особенно техногенные, катаклизмы. По отношению к почве и по развитию почвоведения в стране можно судить об общем состоянии науки и экономики и о культурном и образовательном уровне общества.
Меняющаяся политическая и социально-экономическая обстановка в мире создавала разные условия и возможности для творчества ученых. Однако если рассмотреть хронологию изданий научных работ, то видно, что даже в самые неблагоприятные 30-е гг. XX в., когда в СССР, в том числе и в Беларуси, проводились массовые репрессии ученых и находились под запретом целые научные направления, только благодаря энтузиазму ученых исследования и изучение почв продолжались, а их результаты способствовали сохранению науки и образования.
Иногда складывается впечатление, что власти целенаправленно ставили перед учеными такие преграды, преодолеть которые можно было только, приложив огромные усилия на грани научного подвига. Примером таких труднообъяснимых ситуаций являются гонения и репрессии ведущих ученых в области почвоведения и географии, среди которых были Я.Н. Афанасьев, А.Д. Дубах, А.А. Смолич, Г.И. Горецкий и другие, но одновременно с этим открываются и создаются Научно-исследовательский институт почвоведения (1931), кафедра почвоведения БГУ (1933), геолого-почвенно-географический факультет БГУ (1934) и т. д. Все это отражалось на развитии науки, зачастую приводило к искажению ее результатов, научных взглядов и концепций в угоду единой политической доктрине.
Вопросами истории почвоведения интересовались многие известные ученые разных стран, среди которых можно выделить тех, кто этими вопросами занимался более углубленно:
♦ русские – А.А. Ярилов, Д.Г. Виленский, Н.А. Качинский, Ю.А. Ливеровский, И.А. Крупенников, В.А. Ковда, С.В. Зоин;
♦ зарубежные – М. Стржемский (Польша), Э. Эвальд (Германия), Г. Томсон (Англия), X. Пальман (Швейцария), А.Дэ Зигмонд (Венгрия) и др.
Наиболее полно общая история почвоведения изложена в книге И.А. Крупенникова «История почвоведения (от времен его зарождения до наших дней)» (М., 1981), а также в работе В.А. Ковды «Основы учения о почвах» (М., 1973. т. 1.). История русского и советского почвоведения изложена в следующих работах: С.В. Зоина «История почвоведения России в XX веке. Неизвестные и забытые страницы» (М., 1999. Ч. I, II), И.В. Иванова «История отечественного почвоведения» (М., 2003. Кн. 1 (1870–1947 гг.)). История белорусского почвоведения освещена в учебном пособии В.С. Аношко «Гісторыя развіцця глебазнаўства на Беларусі» (Мінск, 2000) и отдельных научных статьях П.П. Рогового, А.Г. Медведева, Н.П. Булгакова, Т.А. Романовой, Н.И. Смеяна и др.
Большинство ученых считают, что история развития науки является важной составляющей самой науки. Без полного исторического анализа научных достижений невозможны разработки новых теорий, понятий, гипотез, необходимых для решения фундаментальных задач науки. Большое значение в истории развития знаний имела методология, определяющая основные направления исследований. По мнению Г.В. Добровольского, «методология – это учение о наиболее общих принципах и методах изучения природы и общества…».
Нельзя путать понятия методология и методика. Последняя обычно является описанием, перечнем конкретных приемов проведения исследований. Методология же кроме методов и средств исследования включает принципы организации и проведения исследований, а также понятийный аппарат.
Историю почвоведения Беларуси невозможно рассматривать в отрыве от общей мировой истории. Она тесно переплетается с историей почвоведения России (в состав Российской империи территория Беларуси входила в период – 1795–1918 гг.), а также с историей почвоведения Польши, с которой длительное время Беларусь (в составе Великого Княжества Литовского) образовывала единое государство – Речь Посполитую (1569–1795), а западная часть территории Беларуси входила в состав Польши с 1921 г. до 1939 г.
Почвоведение в Беларуси рассматривалось в разных направлениях. Первоначально это были описания земель с целью поиска более благоприятных условий для их использования в земледелии. Потом был период оценки и сравнения разных почв, который постепенно перешел в определение разного качества и свойств почв. Этот период проходил под воздействием достижений мирового почвоведения, в первую очередь западноевропейского.
Длительное время центром белорусского почвоведения был Горы-Горецкий земледельческий институт (ГГЗИ), а позже Белорусская сельскохозяйственная академия (БСХА). Благодаря А.В. Советову, А.И. Стебуту, Я.Н. Афанасьеву, А.Г. Медведеву и другим воспитанникам и преподавателям института был создан надежный фундамент белорусской почвоведческой школы.
В 20-е гг. XX в. центр почвенных исследований перемещается в Минск, первоначально в учреждения Института белорусской культуры (Инбелкульта), а затем – в Академию наук БССР. Почва становится междисциплинарным научным объектом, ее изучают не только почвоведы, агрономы, но и географы, геологи, биологи, химики, археологи и другие специалисты. Возникают новые проблемы, которые касаются не только эффективного использования почв, но и их охраны.
Созданный в 1931 г. Белорусский научно-исследовательский институт почвоведения кроме научных исследований стал выполнять организационную и научно-методическую координацию всех почвенных исследований в Беларуси.
Успешно решается проблема подготовки почвоведческих кадров. Кроме БСХА появились специальности и кафедры почвоведения в БГУ, Белорусском лесотехническом институте (сейчас Белорусский государственный технологический университет), Гродненском государственном аграрном университете и других учреждениях высшего и среднего образования.
БССР одна из первых в СССР провела крупномасштабное почвенное картографирование всех сельскохозяйственных земель. О внимании белорусских ученых к почвоведению и об уровне его развития можно судить по следующему факту. Из всех научных специальностей, которых в странах СНГ насчитывается около 550, научные исследования в Республике Беларусь ведутся только по 40 %. Однако специальности почвенно-агрохимического и почвенно-географического профиля, по которым работают белорусские ученые, представлены более чем в 80 % официально зарегистрированных в СНГ.
Особенностью белорусского почвоведения является его ярко выраженная аграрная направленность, вызванная тем, что большинство центров исследования почв длительное время находились (Научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии и др.) или находятся (БСХА, сельскохозяйственные учреждения высшего и среднего образования и др.) в системе Министерстве сельского хозяйства и продовольствия и решают задачи, связанные с возделыванием культурных растений. И только небольшая часть исследований почв направлена на изучение роли и места почвы в биосфере, географической оболочке, ландшафте, общих вопросов географии почв и на решение природоведческих проблем, связанных с почвой.
Существует множество подходов к изучению истории науки, в том числе и почвоведения.
При подготовке издания «Гісторыя развіцця глебазнаўства Беларусі» (2000) автором был сознательно выбран хроникально-исторический подход, когда в основе изложения лежала последовательность событий, происходящих в разных научных и учебных учреждениях, а в центре внимания был главный субъект науки, т. е. ученый или научный коллектив. Этому было несколько причин. Во-первых, книга была единственным на тот момент обобщением работ по истории белорусского почвоведения, что вызывало необходимость восстановить в исторической памяти по возможности как можно больше ее участников-создателей (творцов). Во-вторых, форма издания – учебное пособие – предполагает основной упор делать на творческий путь известных людей как предмет не только изучения (познания), но и подражания для начинающих ученых. В-третьих, субъектный подход к освещению истории развития науки позволит выделить исторические вехи, вокруг которых развивались события проблемно-тематического характера, и тем самым определить основное направление эволюции теорий почвоведения.
В представленном издании значительно расширена проблемно-тематическая составляющая развития почвоведения, однако схема изложения материала оставлена прежней, что на данном этапе развития научного направления и в предложенном формате книги, по мнению автора, является более целесообразным. В соответствии с новой учебной программой значительно расширен материал, касающийся почвенной картографии, а также истории почвоведения России, заслуги которой в развитии науки почвоведения признаны во всем мире. Сохранен подход, при котором в историко-методологическом анализе приоритет отдается вопросам истории, а уже затем рассматриваются проблемы методологии. Это считается целесообразным, так как учебное пособие предназначено прежде всего для студентов географических специальностей.
Структура и содержание учебного пособия соответствуют перечню разделов и тем, изложенных в учебной программе курса для студентов географических факультетов учреждений высшего образования.
Автор выражает признательность за высказанные ценные замечания и предложения рецензентам книги: заслуженному деятелю науки, лауреату Государственной премии БССР доктору биологических наук, профессору Т.А. Романовой; кафедре лесных культур и почвоведения БГТУ и лично доценту И.В. Соколовскому.
Замечания и пожелания можно направлять по адресу: издательство «Вышэйшая школа», пр. Победителей, 11, 220048, Минск.
Автор
Часть I
Общие вопросы истории и методологии почвоведения
Глава 1
Исторические факты как предпосылки возникновения почвоведения (предыстория науки)
1.1. Периодизация истории почвоведения
Почвоведение как наука сформировалось в конце XIX в., но изучение почв длится несколько тысячелетий. Предпринималось много попыток продолжить систему периодизации этого огромного отрезка времени с позиции истории почвоведения.
Большинство исследователей основное внимание уделяют истории почвоведения в последние 200–300 лет, т. е. когда почвоведение уже начало приобретать черты самостоятельной науки.
В.А. Ковда выделил следующие этапы развития почвоведения:
♦ агрикультурхимия и почвоведение в начальный период развития капитализма (XVIII–XIX вв.);
♦ почвоведение в период развития капитализма (1870–1917);
♦ почвоведение в СССР (1917–1980).
Б.Г. Розанов предложил свою периодизацию почвоведения:
♦ период создания современного теоретического почвоведения (конец XIX – начало XX в.);
♦ период развития докучаевского почвоведения и становления новой науки (1916–1941);
♦ период интенсивной инвентаризации почвенного покрова мира и развития международного сотрудничества в почвоведении;
♦ период интенсификации работ по охране и рациональному использованию почв.
А.С. Кержинцев разделил историю почвоведения по развитию научных парадигм:
♦ изучение почв как предмета производства;
♦ как природного и биосферного тела;
♦ как функционального динамического образования.
В данной классификации отсутствует четкая временная периодизация.
А.А. Ярилов разделил историю почвоведения на следующие периоды:
♦ додокучаевский;
♦ докучаевский;
♦ последокучаевский;
♦ советский.
Много внимания уделялось истории русского почвоведения.
Н.Н. Соколов выделяет такие периоды русского почвоведения:
♦ академических экспедиций, или ломоносовский (1750–1830);
♦ преддокучаевский (1830–1880);
♦ докучаевский (1880–1900);
♦ последокучаевский, или досоветский (1900–1918);
♦ советский период – после 1918 г.
Д.Г. Виленский выделяет шесть периодов:
♦ истоки науки о почве на Руси;
♦ почвоведение в период феодализма;
♦ период разложения и падения феодально-крепостнического строя;
♦ период капитализма;
♦ период империализма;
♦ советский период.
И.В. Иванов и Т.С. Луковская выделяют три этапа и шесть периодов. Первый этап – становление методологических и методических основ почвоведения (1870–1917), второй этап – дифференциация и институционализация почвоведения (1918–1974); третий этап – экологизации и реализации теоретической базы почвоведения (1974 – по н/в).
В I этапе выделено два периода:
♦ время Докучаева, возникновение докучаевской научной школы (1870–1900);
♦ полное признание идей Докучаева, развитие картографии почв, развитие почвенно-оценочных исследований (1901–1917).
Во II этапе выделены:
♦ период развития химии почв, формирование научных направлений в почвоведении (физика почв, мелиорация почв, биология почв и др.), связь почв с ландшафтами (1918–1947);
♦ период развития классификаций почв, стационарных исследований, картографирования почв, микроморфологии, попытки дефундаментализации почвоведения и сведения его к отрасли сельскохозяйственной науки (1948–1973).
В III этап включены:
♦ период изучения биосферных и экологических функций почв, антропогенная деградация почв, изучение вопросов охраны, мониторинга и прогноза развития почв (1974–1990);
♦ теоретические проблемы антропогенного почвообразования, ослабление экспериментальных исследований, проблемы экологии (1991 – н/в).
Наиболее полную и глубокую периодизацию истории почвоведения дал И.А. Крупенников. Весь огромный отрезок времени он условно разделил на десять этапов развития науки о почвах – почвоведения:
♦ I этап включает время накопления разрозненных фактов о свойстве почв и их использовании (неолит, бронзовый век);
♦ II этап – обоснование первичной системы использования и оценки (кадастр) почв (Египет, Месопотамия, Индостан, Китай);
♦ III этап – первичная систематизация, классификация, география почв, философские и религиозные концепции, включающие представления о почвах (IV в. до н. э. – IV в. н. э.);
♦ IV этап – описание почв как земельных угодий, их оценка для установления повинностей и привил ей (VI–XVI вв.);
♦ V этап – знания о почвах в эпоху Возрождения, учение об образовании почв и мысли о питании растений (XVI–XVII вв.);
♦ VI этап – зарождение современных взглядов на плодородие почв, их связи с породами и растениями (XVII – середина XVIII в.);
♦ VII этап – теоретические обобщения, агрогеология, агрикультурхимия, агрикультур физика, определение понятия плодородия, начало почвенной картографии (конец XVIII – середина XIX в.);
♦ VIII этап – создание теоретического почвоведения (Докучаев, Сибирцев, Костычев, Гильгард, Раманн), начало почвенной микробиологии (конец XIX в.);
♦ IX этап – признание докучаевского почвоведения, дифференциация почвоведения, составление мировых почвенных карт, перестройка агропочвоведения на новых теоретических основах (первая половина XX в.);
♦ X этап – современный период, зарождение конструктивного почвоведения, новые методы изучения, использования и охраны почв, составление карт почв и земельных ресурсов мира.
1.2. От сбора разрозненных сведений к систематизации данных о почвах и их использованию для оценки земельных угодий
Принято считать, что почвоведение берет начало со времени, когда человек начал использовать почву для получения урожая растений, т. е. от возникновения земледелия, для которого требовалось собирание и изучение сведений о почвах, пригодных по своим качествам и местонахождению для использования. Даже такой примитивный способ обработки почв, как мотыжный, требовал знаний о физических свойствах почвы, от этого зависели трудоемкость и величина урожая.
Археологические данные свидетельствуют, что первые сведения о почве и ее использовании дошли к нам от времен первобытного общества, т. е. примерно 10 тыс. лет назад. Накопление разрозненных сведений о почвах шло в течение эпохи неолита и бронзового века. За это время менялись способы и системы земледелия. На безлесных землях для использования почвы достаточно было простого рыхления и поддержания плодородия путем использования перелогов, паров и некоторых других приемов.
Земли, покрытые древесной растительностью, могли использоваться в земледелии только после ликвидации леса. Применялась подсечно-огневая система земледелия, которая включала вырубку и выжигание растительности, перемешивание почвы с пеплом, рыхление и другие операции. Эта система земледелия позволяла расширить площади используемых земель, но вела к уничтожению органической части почвы и ее ускоренной деградации.
Рано начали использоваться пойменные почвы как наиболее плодородные. Земледелие в поймах научило человека проводить водохозяйственные работы. Эти навыки человек потом начал использовать при орошении земель. Примером может быть земледелие в долинах Тигра, Евфрата, Инда, Нила и других рек в 6–7 тыс. до н. э., когда начало развиваться орошение. Примерно к этому времени относится и начало развития оросительного земледелия в Мексике. В I тыс. н. э. появились и первые сведения об использовании болотных почв. В этот же период в Ассирии, Вавилоне, Шумере, Египте, Китае и других странах умели отличать почвы разного качества и даже существовал земельный кадастр. Например, в Египте почвы делили по видам на пшеничные (орошаемые), степные (неорошаемые) и водно-болотные (под лугами и пастбищами). В Древнем Китае почвы делили на хорошие, средние и худые, а позже – на черные (степные), белые (пустыни и полупустыни), красные (тропики и субтропики) и желтые (лёссовые плато центрального Китая). Почвы в свою очередь делились на почвы с высоким, средним и низким уровнем плодородия.
Имеются интересные археологические сведения об использовании земель Приднепровья в III тыс. до н. э. На этой территории существовала трипольская культура, в которой мотыжное (примитивное) земледелие было главной ветвью хозяйства. Оно же позже было характерно и для скифов, а потом и раннеславянских племен на этой территории. Люди уже умели выбирать, оценивать и даже удобрять почвы, пригодные для выращивания зерновых культур.
Интересные данные приводятся в археологических работах, касающихся размещения земледельческих поселений и земельных угодий (пашни, луга, пастбища) в железном веке на территории Швеции. Правильное (оптимальное) их размещение свидетельствует о том, что уже в то время (1000 лет назад) имелись определенные знания о состоянии почвогрунтов (сухие, плотные, сырые, водопроницаемые и др.).
Этап познания почвы был очень длительным и направленным на накопление разрозненных фактов о почвах, их плодородии, способах использования и улучшения (орошение, осушение, борьба с засолением и др.). И хотя почва в то время имела название «земля», а понятие «почвоведение» вообще отсутствовало, значение этого этапа в развитии почвоведения очень большое.
Отрезок времени примерно от VI в. до н. э. до V в. н. э. характеризуется первыми обобщениями сведений о почве. Это систематизация, классификация и попытка определить общие географические закономерности распределения почв на Земле, а также попытки улучшить почву внесением удобрений.
Успехи в истории почвоведения определяются в основном работами ученых Древней Греции и Древнего Рима. Это время называется античным и отмечается большим подъемом науки, культуры и образования.
Из древнегреческих ученых наибольший вклад в изучение почвы и формирование науки внесли Эмпедокл (490^30 гг. до н. э.), Аристотель (384–322 гг. до н. э.), Феофраст (372–287 гг. до н. э.), Геродот (485–425 гг. до н. э.), Эратосфен (276–194 гг. до н. э.).
Эмпедокл и Аристотель много внимания уделяли обобщению сведений о почвах, которые имелись не только в Греции, но и в других странах.
В Древней Греции уже изучались вопросы строения почвы и ее плодородия, связи с природными условиями. Возникло представление о слоистом строении почвы. Выделяли верхний горизонт, пригодный для пахоты, затем слой, который служил для питания веществами корней травянистых растений, ниже – слой для питания корней деревьев. Отдельно выделялась «жировая прослойка», в которой готовятся вещества питания растений. Считалась, что в жировой прослойке находятся вода, огонь, воздух и особые соки земли. Почвы, имеющие эту прослойку, – плодородные, а не имеющие – бесплодные.
Впервые плодородие почвы связывалось с климатическими условиями и характером обработки почвы.
Связь между почвой и растениями изучал ученик Аристотеля – Феофраст, который считал, что почва является источником питания растений, а они зависят от характера почвы. Исследуя виноградники, он пришел к выводу, что сорта этого растения зависят от видов почвы: сколько видов почвы – столько и сортов виноградной лозы. Феофраст утверждал, что местонахождение растений (климат, почва) имеет большую значимость для их продуктивности, чем обработка почвы и сорт растений. Он выделил почвы глинистые, песчаные, каменистые, слоистые, соленые, болотные, тяжелые и легкие, мягкие и плотные.
Геродот во время своих многочисленных путешествий описал много разных почв, определил их особенности и пути образования. Например, он объяснял появление аллювиальной почвы Нила за счет ила, который река приносит из Эфиопии. Геродот первым дал почвам цветные названия – черная, красная и т. д.
Эратосфен впервые выделил пять климатических поясов на Земле и провел географическое районирование, расчленив сушу на крупные регионы (сфраригды). Почва считалась важным элементом при характеристике региона, а для каждой сфраригды характерны свои почвы.