Почвове́дение (До 1917 года также называлась Педология) — наука о почве. Она входит в состав естествознания. Почвоведение изучает происхождение, развитие, строение, состав, химические и физические свойства, географическое распространение, охрану и рациональное использование почв.

Основные положения

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:

1. атомарный уровень
2. кристалломолекулярный или молекулярно-ионный уровень
3. уровень элементарных почвенных частиц (ЭПЧ) — фракций, определяемых в гранулометрическом анализе
4. почвенные микро- и макроагрегаты, а также новообразования
5. генетический почвенный горизонт
6. почвенный профиль
7. далее следуют уровни структуры почвенного покрова

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

Часто рассматривают четыре (ранее три) 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

Краткая история почвоведения

Накопление эмпирических знаний о почве началось в конце мезолита, когда племена натуфийской культуры произвели первые попытки занятий земледелием. Систематизация сведений была начата в трудах писателей и философов Античности (Коллумела, Феофраст, Плиний старший, Лукреций Кар и др.). В Средние века производились описания земельных угодий с целью установления феодальных повинностей (например, «Писцовые книги» в России).

В XVII—XIX вв. происходит развитие теории питания растений, сформировавшая новый взгляд на почву. В 1629 Ван-Гельмот предложил теорию, что растения питаются только водой, в начале XIX века её сменила теория гумусного питания. Только в 1840 Юстус Либих опроверг её и выдвинул свою теорию минерального питания (в книге «Химия в приложении к земледелию и физиологии»), что послужило основой возникновения агрохимии. Тогда же возникла и научно-прикладная дисциплина, называемая почвоведением, однако рассматривающая почву лишь как среду развития корней, состоящая из минеральных и органических компонентов. Параллельно в Германии развивается и геологическое почвоведение, по которому почва считалась верхней частью коры выветривания.

В России М. В. Ломоносов в работе «О слоях земных» (1763) первым высказал идею значительной роли растений и их остатков в образовании почвы. Следующий этап развития русского почвоведения связан с деятельностью Вольного экономического общества (образовано с 1765). В XIX веке общество организует экспедиции с целью создания почвенной карты (К. С. Веселовского масштабом 200 вёрст в дюйме и в 1879 В. И. Чаславского 60 вёрст в дюйме).

Оживлённые дискуссии происходили в то время вокруг генезиса (происхождения) чернозёмов. Президент Общества И. А. Гюльденштедт в 1790-х предложил теорию растительно-наземного происхождения, другие исследователи настаивали на их формировании в ходе геологических процессов (так называемые морская, ледниковая, болотная теории).

Возникновение современного генетического (то есть уделяющего основное внимание генезису или почвообразованию) почвоведения связано с именем профессора минералогии Василия Васильевича Докучаева, который впервые установил, что почвы имеют чёткие морфологические признаки, позволяющие различать их, а географическое распространение почв на поверхности Земли так же закономерно, как это свойственно природным зонам. В своей монографии «Русский чернозём» (1883^[1]) он впервые рассматривает почву как самостоятельное природное тело, формирующееся под воздействием факторов почвообразования: «совокупностью причин (грунт, климат, рельеф, возраст и растительность)». Поэтому 1883 год считается временем возникновения почвоведения как науки. В одной из последних работ В. В. Докучаев подытоживает разработанное им определение того, что почва «есть функция (результат) от материнской породы (грунта), климата и организмов, помноженная на время»^[2].

Большую роль в развитии науки сыграл П. А. Костычев, один из основных оппонентов Докучаева, дополнившим своими положениями его взгляды.

Ученик Докучаева Н. М. Сибирцев создал первый учебник по генетическому почвоведению, Опубликованный в 1899 году^[3].

Международное признание докучаевской школы почвоведения пришло благодаря изданию учебника почвоведения на немецком языке академика К. Д. Глинки^[4] и его участию на первых международных встречах почвоведов в Венгрии и США.

Методы исследований

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 (например, 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 состоят в экспериментальном воспроизведении изучаемых явлений на основе контролируемых условий полевого или лабораторного опыта, а также использование математических моделей.

Основные проблемы почвоведения

• Изучение антропогенных почв и антропогенных трансформаций почвенного покрова, прогноз возможной эволюции при естественных и антропогенных изменениях факторов почвообразования,
• Обеспечение выполнения педосферой своих глобальных экологических функций,
• Классификация почв для решения вопросов земельных ресурсов мира.

См. также

• Химия почв, физика почв, биология почв
• Палеопочвоведение
• Грунтоведение, инженерная геология
• Организации: IUSS.

Примечания

Литература

• Ганжара Н. Ф. Почвоведение.— М.: Агроконсалт, 2001. — 392 с. — ISBN 5-94325-003-4
• Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Сохранение почв как незаменимого компонента биосферы. — М.: Наука, 2000. — 185 с.
• Крупеников И. А. История почвоведения. — М.: Наука, 1981
• Розанов Б. Г. Генетическая морфология почв. — М.: Изд-во Московского университета, 1975

Ссылки

• Электронный журнал "Доклады по экологическому почвоведению"
• Кафедра почвоведения и экологии почв СПбГУ
• Кафедра почвоведения МГУ леса
• Почвенный институт имени В.В. Докучаева Россельхозакадемии
• Институт экологического почвоведения МГУ
• Форум о почвах и почвоведении