Лекція 1.

Історія, функції та методологія ґрунтознавства

План:

1.1.Основні етапи створення грунтознавства

1.2. Основні функції грунтознавства.

1.3. Методологія ґрунтових досліджень

1.1.Основні етапи створення грунтознавства

Історія виникнення науки про ґрунт є цікавою та повчальною і на сьогодні із значною кількістю запитань. Одним з них є «запізнення» на 7000 років самої появи цієї на­уки. Парадокс у тому, що історія ґрунтознавства представлена лише останніми 120 - 140 роками із уяв­леннями про родючий шар ґрунту, отриманих ще за часів трипільської етнокультури, шумерської, єгипетської, давньоки­тайської, індійської, античної (Греція, Рим), культури інків у Мезоамериці та інших народів, які проживали в енеоліті (мідний вік, 4 - 3 тисяч років до нашої ери) освоювали цілинні землі для вирощування корисних культур.

Інтерес до земльних ресурсів у Західній Європі підви­щується з середини XVII та у XVIII століттях завдяки бурхливому розвиткові промисловості з початком розростання міст, які вимагали дедалі більше продовольчих товарів та сиро­вини, що сприяло підвищенню родючості ґрунтів. Уїльям Петті в 1652 році за завданням Кромвеля провів облік земель Ірландії, склав карту земельних масивів опублікувавши книгу «Політична арифме­тика» зі знаменитим афоризмом: «Праця - батько багатства, земля - його мати». Він надавав ґрунту величезного значення і висунув ідею його вартісної оцінки, зіставленої з працею землероба.

Адам Сміт - шотландський економіст, філософ, представник класичної політекономії, ідеолог мануфактурної буржуазії - в кни­зі «Дослідження про природу та причину багатства народів» (1776) узаконив поряд із працею економічну роль зростаючої родючості ґрунтів. У Франції економіст Анн Робер Жак Тюрго (Тигдоі, 1727-1781) визнав землеробство першоджерелом багатства лю­дей, пов'язав земельну ренту (нетрудовий дохід) з ро­дючістю ґрунту і вперше сформулював закон спадаючої його родючості.

Англійський економіст Т.Р. Мальтус (1766-1834) сформулював природний закон народонаселення та постулат про абсолютний надлишок людей як причину їх злиденного існування, започатку­вавши цим дискусію, яка не вщухає до наших днів. Прогно­зи Римського клубу підтвердили імовірність недалекого фіналу сучасної цивілізації, якщо ґрунтово-екологічні компоненти виробни­цтва деградуватимуть.

На початку XIX століття А. Теєр сформулював теорію гумусового жив­лення рослин, яка протрималася до появи книги Ю. Лібіха «Хімія в додатку до землеробства та фізіології рослин», де було викладено теорію мінерального живлення рослин і запропоновано внесення штучних добрив (фосфорних і калійних) для підвищення врожайно­сті культурних рослин (внесення азоту тоді ще не рекомендува­лось). Народилася нова наука – агрокультурхімія, прихильники якої поділяли погляди Ю. Лібіха на ґрунт як інертний субстрат, об­межений орним шаром. Паралельно з цим агрогеологи (Ф. Фаллу, Г. Берендт, Ф. Ріхтгофен та ін.) вважали ґрунт землистою сумішкою геологічних порід, не помічаючи самостійністі його розвитку. Не відкрилася тоді ця очевидна істина і видатному німецькому геогра­фу О. Гумбольту.

Історично наука про ґрунт зародилася на широких теренах Ро­сійської імперії, де грунти досліджували ще з часів Київської Руси - України. Знання про ґрунти і рослинність, зібрані в епоху Ярослава Мудрого, сягають у сиву давнину прадавніх Скіфів і Трипілля. Висока землеробська культура цих етносів, їх по­тяг до обліку земельних фондів для оподаткування та військової повинності надавали постійного поштовху цим знанням. У «Писце­вих книгах» XV - XVII століття ретельно враховувалися ліси, луки, боло­та, рілля (добра, середня, погана, дуже погана). Злет наукової дум­ки в Російській імперії, до складу якої входила в той час Україна, в XVIII столітті був зумовлений створенням Академії наук у Санкт-Петербурзі, відкриттям університетів у Москві, Харкові, Києві, ін­ших містах, початком роботи (1765) Вільного економічного товарист­ва (в державах Західної Європи такі товариства створено на 10 - 40 років раніше).

З наукових публікацій того часу чільне місце посідають твори ви­датних вітчизняних агрономів: І.М. Комова, М.І. Афоніна, А.Т. Болотова (350 томів), В.Н. Татищева, інших авторів, чиї агроекономічні поради щодо дбайливого використання земель і конкретні ре­комендації щодо застосування попелу, гіпсу, вапна, перегною та інших добрив набагато випередили західноєвропейських агрокультурхіміків, агрогеологів, географів. На початку 50-х років вихова­нець Києво-Могилянської академії М.В. Ломоносов у книзі «Про шари земні» висловив перші правильні здогадки про походження чорноземів, торфовищ, засолених та інших ґрунтів.

Наукове ґрунтознавство було створено завдяки працям В.В. Докучаєва (1846 - 1903). Його діяльність співпала з капіталізацією сільського господарства царської Росії, яка ставала міжнародним лідером в експорті товарного зерна. Саме цим та скасування кріпосного права 1861 року пояснюється зацікавленість нових земських інституцій у вивченні ґрунтів зернових регіонів, де в 1876 році почала працювати спеціальна комісія, очолю­вана В.В. Докучаєвим. Ці роботи, профінансовані Вільним економі­чним товариством, посприяли виходу в світ у 1883 році монографії «Русский чернозем», в якій розкрито закономірності походження чорноземів, описано їх властивості, географію, зв'язок з фітоценоза­ми, викладено нові погляди на грунти як самостійні при­родно-історичні тіла, тобто започатковано народження генетично­го ґрунтознавства. У подальшому В.В. Докучаєв сформулював закон природної зональності, пов'язав з ним особливості ведення сільсько­господарського виробництва, встановив причини появи посух, розро­бив способи боротьби та систему протиерозійних заходів, реалі­зував їх у натурі, створивши на вододілах Кам'яного Степу та у Вели­кому Анадолі свої знамениті «докучаєвські бастіони» - лісосмуги. Науковий доробок В.В. Докучаєва увічнено титулом фундатора генетичного ґрунтознавства.

П.А. Костичев (1845 - 1895) паралельно і незалежно від В.В. До­кучаєва вивчав ґрунт як джерело живлення рослин, заклав основи біологічного напрямку в ґрунтознавстві, підтриманої у працях В.Р. Вільямса, О.Н. Соколовського, їх учнів і послідовників.

М.М. Сибірцев (1860 - 1900), учень, послідовник і колега В.В. До­кучаєва, очолював з 1894 року до кінця життя першу в світі кафедру ґрунтознавства, створену з ініціативи В.В. Докучаєва в Ново-Александрійському інституті сільського господарства та лісівництва (нині Хар­ківський НАУ імені В.В. Докучаєва). Він систематизував і розвивав його вчення про грунти, класифікував їх на зональні, інтразональні та азональні, видав перший підручник «Почвоведение» (1900).

К.Д. Глінка (1867 - 1927), другий завідувач докучаєвської кафед­ри, керував дослідженнями генезису, географії та класифікації ґру­нтів у період Столипінських реформ 1906 - 1912 рр. (експедиції Пе­реселенського товариства), написав підручник з ґрунтознавства, який витримав шість видань, у тому числі англійською мовою. Став першим академіком - ґрунтознавцем. Його ім'я присвоєно Воронезь­кому аграрному університету в Росії.

К.К. Гедройц (1872 - 1932) створив фундаментальне вчення про ґрунтові колоїди та вбирну здатність ґрунту, розробив теорію і прак­тику хімічної меліорації ґрунтів (вапнування, гіпсування). Його ме­тоди хімічних аналізів ґрунтів використовують в аналітичній прак­тиці й досі.

В.Р. Вільямс (1863 - 1939) розробив вчення про єдиний ґрунто­творний процес, одним з перших почав вивчати ґрунт не лише як природне тіло, а й як наділений природною родючістю засіб сільсь­когосподарського виробництва. Чільне місце у ґрунтогенезі (ґрунто­творному процесі) він відводив біологічним чинникам, передусім рослинності та мікроорганізмам. Він сформулював концепцію малого (біологічного) та великого (геологічного) кругообігу речовин, багато й плідно експериментував з органічними речовинами ґрунту, за­провадив у ґрунтознавство лізиметричні методи досліджень. Сино­німом родючого ґрунту для нього був ґрунт з грудучкувато-зернистою структурою, створений під час дернового процесу та відтворюва­ний в орних ґрунтах при травопільних сівозмінах. Академік В.В. Вільямс залишив яскравий слід у споріднених з ґрунтознавст­вом галузях землеробства, геоботаніки, а також заснував луківниц­тво і лукознавство.

О.Н. Соколовський (1884 - 1959), розпочавши свою наукову дія­льність у лабораторіях В.Р. Вільямса та його опонента - заснов­ника вітчизняної агрохімії Д.М. Прянишнікова, приїздить з Моск­ви до Харкова, стає завідувачем докучаєвської кафедри ґрунто­знавства (1924 - 1959), де працювали Г.Г. Махов, В.І. Крокос та ін., а потім ректором Харківського сільськогосподарського інституту (з 2002 року - Харківський НАУ ім. В.В. Докучаєва). Становлення та розвиток сільськогосподарсько­го (агрономічного) ґрунтознавства важко уявити без його наукових розробок. Паралельно з К.К. Гедройцем він плідно досліджував ко­лоїди та структуру ґрунту, його фізичні та фізико-хімічні властивос­ті, динаміку гумусу залежно від обмінно поглинутих катіонів. Він розробив відмінну від докучаєвської індексацію ґрунтових горизон­тів, залишив яскравий слід у класифікації та картографуванні ґрун­тів, у трактуванні їх засолення, в теорії лесогенезу, в хімічній меліорації ґрунтів, їх колоїдно - хімічній тех­нології, яка і в даний час використовується у сільськогосподарському виробни­цтві. Неоцінимою була організація ним та керівництво багатьма програмними дослідженнями, заснування наукових лабораторій та науково-дослідних установ. Національний науковий центр «Інститут грунтознавства і агрохімії» Української академії аграрних наук названо ім'ям О.Н. Соколовського. Серед його учнів і послідовни­ків - професори, доктори наук О.М. Гринченко, Н.Б. Вернандер, О.М. Можейко, А.Ф. Яровенко, Г.М. Самбур; професори М.К. Крупський, Г.С. Гринь, В.Д. Кисіль, доцент Н.В. Дубовська та ін.

Істотний внесок у розвиток ґрунтознавства внесли професори П.С. Косович, А.А. Ярилов, С.С. Неуструєв, Л.І.Прасолов, Б.Б. Полинов, Д.М. Прянишніков, І.В. Тюрін, а також С.П. Кравков, С.О. Захаров, Р.С. Ільїн, І.М. Антипов - Каратаєв, О.А. Роде, К.П. Горшенін, Н.П. Ремізов, Д.Г. Віденський, М.М. Розов, О.М. Іванова. Агрофізи­чні і меліоративні властивості ґрунтів досліджували Н.А. Качинський, А.Д. Воронін та інші. Особливо помітною була постать професо­ра В.А. Ковди, який поглибив біогеохімічну концепцію В.І. Вернадського щодо біогеохімії ґрунтового покриву. До цього ж ряду на­лежать класичні наробки академіка І.П. Герасимова, професорів С.В. Зонна, В.М. Фрідланда, В.О. Таргульяна, Т.В. Турсіної, науко­вців «Почвенного института им. В.В. Докучаева» - М.М. Розова, М.М. Кононової, М.І. Горбунова, І.А. Соколова, професора В.Р. Волобуєва (Азербайджан), академіка Я.Н. Пейве (Латвія), Ф.Я. Гаврилюка (Ростов-на-Дону), П.Г. Адеріхіна, Б.П. Ахтирцева (Воронеж), Л.Ю. Рейнтама (Естонія), Т.Ф. Урушадзе (Грузія), І.А. Крупенікова (Молдавія), Я.Н. Афанасьєва, Т.Н. Кулаковської (Білорусія), вчених Тимірязевської сільськогосподарської академії - С.П. Яркова, І.С. Кауричева, М.П. Панова, І.П. Гречіна; Ленінградського агроуніверситету - Л.М. Олександрової, О.О. Короткова, В.Н. Єфімова, І.М. Донських; Нижегородського сільськогосподарського інституту - Б.О. Нікітіна. Особливо ви­значні дослідження ґрунтів провели вчені ґрунтознавчого та гео­графічного факультетів МДУ ім. М.В. Ломоносова (В.А. Ковда, Б.Г. Розанов, Є.А. Дмитрієв, Г.В. Добровольський, Д.С. Орлов, С.А. Шоба, Т.О. Соколова, А.І. Перельман, М.А. Глазовська та ін.). Фундаментальний внесок у ґрунтознавство зробив учень В.В. Докучаєва академік Г.М. Висоцький, чиїм ім'ям названо Український науково-дослідний інститут лісів­ництва та агролісомеліорації (Харків). Він був не лише ґрунтознав­цем, а й геоботаніком, лісівником (завідував кафедрою лісівництва в Харківському сільськогосподарському інституті), агролісомеліоратором, продовжив справу свого вчителя щодо степового лісонасадження. У цьому ж ряду стоїть ім'я А.А. Ізмаїльського.

Урівень з В.В. Докучаєвим піднімається постать ака­деміка В.І. Вернадського, першого Президента Української академії наук, фундатора майже 30 нових наук про Землю. Серед них біо­геохімія та вчення про біосферу (біосферологія) принесли йому сві­тову славу. Розпочавши свій науковий шлях в експедиція В.В. Докучаева, В.І. Вернадський підтвердив космічний погляд на ґрунт як біосферне (біогеохімічне) утворення, урівняв за масштаб­ністю антропогенний утиск ландшафтів з дією геодинамічних про­цесів.

Вагомий внесок у науку про ґрунт зробили геохіміки О.Є. Ферсман і О. Гольдшмідт, мікробіологи Л. Пастер та І.І. Мечніков, хімік Д.І. Менделєєв, фі­зіолог К.А. Тимірязєв (космічна роль фотосинтезу), агрохіміки Д.М. Прянишніков, 0.1. Душечкін, О.В. Петербургський, кліматолог - геолог А. Вегенер («дрейф континентів», або тектоніка літосфер­них плит) та багато інших представників суміжних з ґрунтознавст­вом наук.

І.А. Крупенніков умовно виділяє десять етапів історичного роз­витку ґрунтознавства в рамках до докучаєвського, докучаєвського та післядоку-чаєвського періодів. Вони характерні і для розвитку ґрун­тознавства в Україні.

– накопичення розрізнених фактів про властивості ґрунтів, їх родючість і способи обробітку (неоліт, бронзовий вік);

– примітивне узагальнення (кадастр) відомостей про ґрунти у Древньому Римі, Китаї, Центральній Америці, поява відомостей про способи боротьби із засоленням ґрунтів;

– первинна систематизація відомостей про ґрунти: Теофраст (372-287 р. до н. е.), Катон (234-149), Пліній (114-62), спроба їх класифікації (Колумелла, І ст. до н. е.); перші спроби пояснити живлення рослин через внесення у ґрунт добрив (Варрон, 116-27). У працях Геродота (490-425) є відомості з географії ґрунтів. Філософські узагальнення про ґрунти присутні у творах римського поета і філософа Лукреція Кара (І ст. до н.е.);

– опис ґрунтів, як земельних угідь, для встановлення повинностей: Китай, Візантія („Геопоніки”, земельні акти в Німеччині, Англії, Франції; Писцові книги в Росії, оцінка ґрунтів у Литві, Білорусі , на Україні (УІ-ХУІ ст.);

– продовження уявлень про ґрунт Абу-ібн-Сіни (Авіценни) (980-1037), Леонардо да Вінчі (1452-1519) про утворення ґрунтів під впливом рослинності; перші спроби пояснити роль солей ґрунту у живленні рослин;

– зародження сучасних поглядів на родючість ґрунтів і їх зв’язок з гірськими породами (М.В.Ломоносов, 1711-1765). Суперечки про ґрунт лише як „опору” для рослин (Бекон, 1561-1626) або як джерело живлення рослин солями; зростання ролі ґрунту в агрономічних творах, використання відомостей про нього в економіці;

– розширення і поглиблення досліджень ґрунтів і поява теоретичних узагальнень про них: гумусова теорія живлення рослин (Тейєра, 1752-1828), панування відкриттів Ю. Лібіха (1803-1873) про використання рослинами солей ґрунту; початок дискусій про походження чорнозему; перші ґрунтові і агрогеологічні карти; геологічне ґрунтознавство в Німеччині і інших країнах; вчення про родючість ґрунтів і його трактування марксистами (кінець ХУІІІ-середина ХІХ століть);

– створення теоретичного ґрунтознавства, підтвердження його основних концепцій: ґрунт – самостійне тіло природи, родючість – його визначальна якість; вчення про типи ґрунтів, їх генезу і еволюцію; класифікація ґрунтів; ґрунт і ландшафт; закони зональності ґрунтів (В.В.Докучаєв, 1846-1903; М.М.Сибірцев, 1866-1900; П.А.Костичев, 1845-1895; В.Р.Вільямс, 1866-1939);

– завоювання докучаєвським ґрунтознавством провідного становища у світі, диференціація ґрунтознавства на ряд дочірніх дисциплін (географія ґрунтів, хімія ґрунтів та ін.); перші карти ґрунтів світу (К.Д.Глінка, 1868-1927; Л.І.Прасолов, 1875-1954), вчення про вбирну здатність ґрунтів (К.К.Гедройц, 1872-1932), перебудова агрономічного ґрунтознавства на нових теоретичних засадах (Рассел, 1872-1965; Мітчерліх, 1874-1956; О.Н.Соколовський, 1884-1959);

– сучасний період: використання нових, перспективних методів, моделювання ґрунтоутворюючих процесів, розробка методів меліорації і охорони ґрунтів, вивчення ресурсів ґрунтів у світі з метою вирішення продовольчих проблем (О.Н.Соколовський, Г.Г.Махов, В.А.Ковда, В.Г.Добровольський, М.М.Городній, В.В.Медведєв, М.І. Полупан, Д.Г.Тихоненко, М.О.Горін, С.А.Балюк, С.П.Позняк, І.І.Назаренко, В.І. Канівець та ряд інших вчених-ґрунтознавців).

На початку третього тисячоліття зближення наукових тенден­цій у вивченні ґрунтів у глобальному плані активізо­ване повсюдним антропотехногенним впливом на них, що сприяло розвитку ґрунтово-екологічних баз даних та геоекоінформаційних систем на основі сучасних аерокосмічних і комп'ютерних технологій, автоматизованих систем управління ґрунтовими ре­сурсами у складі ландшафтної сфери планети - регіональних, національних (у тому числі українських) і, нарешті, загально-світо­вих. Прояві цих тенденцій сприяє участь у виконанні Міжнарод­них проектів ґрунтознавців різних країн, у тому числі й України, їх результати доповідалися на міжнародних та національних з'їздах ґрунтознавців, які відбулися в кінці минулого та на початку нинішнього століть.