ПОЧВОВЕДЕНИЕ. ОБРАЗОВАНИЕ ПОЧВ

История почвоведения. Научные знания о почве. Василий Васильевич Докучаев

Несомненно, корни научных знаний о почве уходят в глубокую древность и связаны с зарождением и постепенным развитием земледелия как одной из основных отраслей человеческой деятельности. В то же время, как и у всех наук, многие тысячелетия развития человечества были лишь периодом накопления разрозненных фактов, наблюдений, гипотез, передававшихся разными способами из поколения в поколение.

Знание становится наукой лишь тогда, когда формулируются в определенной системе законы природы, адекватно отражающие окружающую действительность и служащие инструментом управления ею, когда формулируется парадигма (основная теоретическая концепция) данной отрасли знания.

Соответственно историческое развитие почвоведения можно рассматривать по-разному: можно начать с самого раннего периода первичного накопления фактов и элементарных эмпирических наблюдений с зарождением земледелия где-то около десяти тысяч лет до новой эры и далее детально проследить в веках постепенное становление пауки через древние цивилизации Месопотамии, Египта, Греции, Рима, через Средневековье, эпоху Возрождения, эпоху Промышленной революции вплоть до наших дней, через всю звонкую цепь имен от вавилонского царя Хаммурапи (1792—1750 до н.э. — первый земельный кодекс) до современных академиков и президентов Международного общества почвоведов; а можно поступить и иначе.

Можно начать с того дня, когда выдающийся русский естествоиспытатель В. В. Докучаев после длительных и бурных дебатов блестяще защитил в Петербургском университете свою докторскую диссертацию «Русский чернозем», совершив революцию в знаниях о почве и положив начало современному генетическому почвоведению как самостоятельной естественно-исторической науки.

Это случилось 10 декабря 1883 г. — официальная дата рождения современного почвоведения. Предлагалось, правда, перенести день рождения почвоведения на девять лет раньше, на декабрь 1874 г., когда молодой геолог В. В. Докучаев сделал сообщение «О подзоле Смоленской губернии» на заседании Санкт-Петербургского общества естествоиспытателей, но все-таки главные теоретические концепции новой науки были сформулированы именно в «Русском черноземе» и развиты им в последующих работах.

Согласно «Истории почвоведения» И. А Крупеникова (1981) — наиболее капитальному исследованию истории науки, к которому читатель может обратиться для детального изучения этого вопроса, в длительном историческом процессе накопления и систематизации знаний о почвах выделяется несколько четко очерченных периодов, связанных с общим развитием естествознания в истории человечества.

1.         Период первичного накопления разрозненных фактов о свойствах почв, их плодородии и способах обработки связан с зарождением и постепенным совершенствованием земледелия в глубине веков неолита и бронзы, где-то 11-10 тыс. лет до новой эры. Поскольку к этому периоду относятся первые следы земледельческой культуры, можно представить себе, что человек начал уже сопоставлять почвы по их плодородию (отличая, скажем, песок от суглинка и болото от сухого места) и изобретать разные способы обработки разных почв, осознав представление о почве как среде обитания растений и предмете обработки.

2.         Период обособления знаний о почвах и введения первичного земельного кадастра, продолжавшийся несколько тысяч лет до новой эры, совпадает с развитием рабовладельческого общества и связанной с ним земледельческой цивилизации. Поскольку в этот период человек постепенно становится уже опытным земледельцем, создает орошаемое земледение, сложные оросительные и осушительные системы, то знания о почвах, естественно, становятся более полными. Самое основное достижение этого периода — осознание разнообразия почв и необходимости их дифференцированного использования в земледелии и дифференцированного налогообложения. Из наиболее выдающихся письменных памятников этого времени необходимо отметить египетские папирусы и стелы с описанием качества земли («Палермский камень», «Бруклинский папирус» — 3500—3000 гг. до н. э.) и, конечно же, знаменитый «Кодекс Хаммурапи» — первое известное земельно-водное законодательство вавилонского царя Хаммурапи, регламентирующее землепользование и водопользование. Большой интерес представляют и сделанные древними вавилонянами на глиняных табличках планы землеустройства и схемы оросительных систем.

3.         Период первичной систематизации знаний о почвах связан с Греко-Римской цивилизацией и охватывает тысячелетие с VIII в. до н. э. по III в. н. э. В этот период в связи с развитием земледелия, наук и искусств знания о почвах получили форму некоторых обобщений и концепций в рамках философии. Была накоплена масса отдельных фактов и наблюдений, зафиксированных в трактатах греческих и римских философов. Было дано описание почв разных мест, их особенностей в связи с теми или иными системами земледелия. Были даны первые классификации (перечни) почв по их свойствам и ценности, разрабатывались рекомендации по земледельческому использованию тех или иных почв. Если греческие философы, начиная с Гесиода и вплоть до Феофраста и Эратосфена, на протяжении шести веков пытались наряду с констатацией многочисленных фактов о почве постичь и ее существо как природного явления, то римские ученые были более склонны к практицизму и на протяжении двух веков создали довольно стройную систему знаний о почвах и их земледельческом использовании. Особенную известность получили в этом отношении трактаты Катона, Варрона, Вергилия и Колу- меллы. Колумелла, которого иногда называют «Докучаевым античного мира», прославился обширностью сведений о земледелии и почвах, собранных в трактате «О сельском хозяйстве» — первой в мире сельскохозяйственной энциклопедии, в которой можно найти самые разнообразные сведения о почвах разных мест, их плодородии, классификации, обработке, удобрении.

4.         Период интенсивных земельно-кадастровых работ эпохи феодализма охватывает 15—17 веков новой эры и связан с развитием почвенно-оценочных работ в целях феодального налогообложения. В это время мало было сделано по сравнению с антиками для познания почв и их свойств, но очень много было собрано описаний почв разных территорий при их сравнительной качественной оценке. Официальный земельный кадастр был введен в большинстве стран в те или иные периоды этого времени. Наиболее известными трудами по земледелию в этот период стали трактаты Альберта Великого (Германия) и Петра Кресценция (Италия), написанные в XIII в. В этих книгах были воскрешены знания и рекомендации древних римлян, особенно Колумеллы. К концу периода появились и новые идеи о почвах наряду с пересказыванием известных фактов и рекомендаций, в частности, появились рассуждения о водном питании растений (Френсис Бекон), о потреблении растениями солей из почвы (Бернар Па- лисси во Франции и Френсис Бекон в Англии), о круговороте веществ в природе (Леонардо да Винчи).

5.         Период интенсивного экспериментального и географического изучения почв и их плодородия в связи с развитием экстенсивного земледелия характеризует XVIII в. Большое влияние в этот период оказала «Книга о плодородии почвы» немецкого ученого Н. А. Кюльбеля (1740), где обоснована гипотеза водного питания растений, а в экономической оценке земли популярными стали идеи французских физиократов, в частности А. Тюрго, выступившего с обоснованием закона убывающего плодородия почв (1766). Получили развитие и экспериментальные работы: Н. Ва- лериус в Швеции исследовал гумус почв и выдвинул гипотезу гумусового питания растений (1761), а Ф. Ахард в Германии извлек щелочью перегнойные вещества из торфа и осадил их серной кислотой (1786), определив 200 лет назад тот принцип исследования гумусовых веществ, который используется и до сего времени. Появились и новые идеи о происхождении почв, особенно в трудах русских ученых — академиков М. В. Ломоносова (1763), П. С. Палласа (1773), И. А. Гюльденштедта (1791).

6.         Период развития агрогеологии и агрикультурхимии совпадает с бурным распространением капиталистического производства в земледелии Европы в XIX в. Этот период предшествовал непосредственно становлению почвоведения как науки. Самыми известными в этот период стали работы основателей агрохимии М. Э. Вольни, А. Д. Теера, Г. Дэви, М. Г. Павлова, Я. Берцелиу- са, Ю. Либиха, Ж. Б. Буссенго, сформулировавших основные принципы агрикультурхимии. Второе научное направление связано с именами немецких агрогеологов К. Шпренгеля и Ф. А. Фаллу. В 1837 г. появилась книга, где впервые было использовано слово «почвоведение», — это монография К. Шпренгеля «Почвоведение или наука о почве». Составлялись и первые почвенные карты крупных территорий, в частности в России первая карта была составлена в 1851 г. под руководством К. С. Веселовского, а вторая — в 1879 г. под руководством В. И. Чаславского. Однако ни агрикультурхимики, ни агрогеологи не смогли подняться еще до создания новой науки, оставаясь на позициях старых представлений о почве как косной среде произрастания растений.

7.         Период создания современного генетического почвоведения в конце XIX — начале XX в. связан с именем русского естествоиспытателя В. В. Докучаева. Именно ему выпала честь быть основателем новой науки, ему и блестящей плеяде докучаевцев. В чем существо научной революции, совершенной Докучаевым?

Самое главное, В. В. Докучаев показал, что почва — это самостоятельное естественно-историческое тело природы, отличное от всех других природных тел, развивающееся исторически из горных пород во времени под влиянием одновременной и совокупной деятельности воды, воздуха и организмов. Как всякое природное тело, почва имеет свое строение и специфические свойства, «живет» своей особой «почвенной жизнью», имеет свой возраст и закономерное распространение на поверхности Земли.

 Заслугой В. В. Докучаева является формулирование основных теоретических концепций современного генетического почвоведения, о которых говорилось выше, — учения о почве как самостоятельном теле природы, учения о факторах почвообразования, учения о зональности почвенного покрова. Им разработаны и основные методы почвенных исследований — профильно-морфологический, сравнительно-морфологиче- ский, заложены основы современной картографии почв.

Важно подчеркнуть, что В. В. Докучаев не был ученым-одиночкой. Наоборот, вокруг него и в созданных им крупных экспедициях сгруппировалась и выросла школа почвоведов России, с именами которых связаны многие важные почвенные исследования этого времени. Уже в работах Нижегородской экспедиции (1882—1886) участвовали ученики В. В. Докучаева: Н. М. Сибирцев (впоследствии профессор, создатель первого учебника генетического почвоведения), А. Р. Ферхмин (историограф докучаевско- го периода почвоведения), В. II. Амалицкий, Ф. Ю. Левинсон-Лес- синг (впоследствии академик, основатель петрографии), И. К. Кьгг- манов, П. А. Земятченский, П. Ф Бараков, Н. Н. Бурмачевский, А. Н. Краснов (географ, ботаник, почвовед, основатель Батум- ского ботанического сада). В Полтавской экспедиции (1888— 1894) к ним присоединились В И. Вернадский (впоследствии академик, основатель биогеохимии и современного учения о биосфере и ноосфере), ботаники Г. Н. Танфильев и Г.Н.Высоцкий (впоследствии профессора, основатели агролесомелиорации). В особой экспедиции по борьбе с засухой (1892—1897) начали работать К. Д. Глинка (впоследствии академик, первый русский президент Международного общества почвоведов), П. В Отоц^ кий (первый редактор журнала «Почвоведение», основанного в 1899 г ), Г. Н. Адамов. Учениками В. В. Докучаева были профессора С. А. Захаров, Н А. Димо, Г. Ф. Морозов (основатель современного учения о лесе), академики Л.И.Прасолов и Б. Б. Полынов. Это была поистине блестящая плеяда учеников и последователей.

Докучаевские идеи буквально всколыхнули ученых России. В Москве формируется московская школа почвоведов под руководством А. Н. Сабанина (1847 — 1920), с 1900 г. начавшего читать курс почвоведения в Московском университете. В Казани свою школу основывает Р. В. Ризположенский. В Лесном институте в Петербурге генетические концепции в химию почв привнес профессор П. С. Коссович. Ведутся большие почвенно-картогра- фические работы в различных областях России на основе нового докучаевского метода.

Важно также подчеркнуть, что труды Докучаева очень быстро стали известны за рубежом. Его первое исследование о черноземе было опубликовано на французском языке в Петербурге в 1879 г. Уже в 1886 г. немецкий ученый Э. Брюкнер ссылался на работы Докучаева о черноземе. Особый успех работы Докучаева (коллекции почв и почвенных карт) получили на Международных промышленных выставках в Чикаго в 1893 г. и в Париже в 1899 и 1900 гг.

Хотя бесспорный приоритет в создании генетического почвоведения принадлежит Докучаеву, нельзя сказать, что ничего не было сделано в других странах мира в этот период.

В развитии почвоведения в США большую роль сыграли работы Е. В. Гильгарда (1833-1916) и М. Уитни (1860-1927). Первый известен как основатель почвенной школы США (его первая работа по классификации почв, основанная на близких к докучаевским новых идеях, вышла в 1893 г), а второй — как организатор почвенной службы США и автор первой систематики американских почв. Однако в обеих работах было еще очень много от старых агрогеологических позиций.

Интенсивное развитие почвоведения в этот период в Европе связано с именами М. Э. Вольни (1846—1901) и Э. Раманна в Германии, Ю. Шлезинга (1824—1919) во Франции, Г. М. Мурго- чи (1872-1925) в Румынии, Н. П. Пушкарова (1847-1943) в Болгарии, П. Трейца (1866-1935) и А. Зигмонда (1873-1939) в Венгрии, С. Миклашевского (1874—1949) в Польше, И. Конецкого в Чехословакии, Б. Аарнио и Б. Фростеруса в Финляндии.

Конец этого периода характеризовался Первой (1909 г. в Будапеште) и Второй (1910 г. в Стокгольме) Международными агрогеологическими конференциями, в которых участвовали и русские почвоведы. Агрогеологи еще господствовали в мировой науке, но уже постепенно сдавали свои позиции под напором докучаевских идей. В 1905 г. был опубликован учебник почвоведения Э. Раманна, а в 1908 г. — учебник К. Д- Глинки, сыгравшие особенно большую роль в распространении докучаевских идей в мировом почвоведении. Если в России к началу нового века докучаевское направление в почвоведении стало господствующим, большинство ученых Европы и Америки стояли на старых агрогеологических позициях.

8. Период развития докучаевского почвоведения и становления новой науки охватывает время между двумя мировыми войнами (1916—1941). Именно в этот период был собран огромный фактический материал по химической, физической, минералогической характеристике почв разных стран. Были сформулированы основные концепции по физике, химии, биологии почв. В целом шла интенсивная дифференциация науки и оформление специализированных направлений в ней. Интенсивно развивались почвенно-картографические исследования.

В этот период было создано Международное общество почвоведов (в 1924 г. на Четвертой Международной педологической конференции в Риме), проведены три Международных конгресса почвоведов (Первый в Вашингтоне в 1927 г., Второй в Ленинграде в 1930 г. и Третий в Оксфорде в 1935 г.).

В СССР важнейшими организационными событиями этого периода явились: создание Почвенного института им. В. В. Докучаева в системе Академии наук СССР (1927), первой университетской кафедры почвоведения в Московском университете в 1922 г. и Всесоюзного общества почвоведов в 1939 г.

Докучаевские идеи генетического почвоведения окончательно завоевали признание в мировой науке, особенно благодаря выступлениям советских почвоведов на двух первых международных конгрессах и переводу ряда русских работ на иностранные языки Почвоведение оформилось в самостоятельную отрасль естествознания, имея собственные предмет и методы исследования, а географические концепции почвоведов, основанные на докучаевских идеях, стали широко использоваться в смежных науках В почвоведении выделились самостоятельные разделы и направления: химия, физика, география, минералогия, биология почв; интенсивно развивалось сельскохозяйственное почвоведение. Русская школа почвоведения получила статус лидирующей в мировой науке

9. Период интенсивной инвентаризации почвенного покрова мира и развития международного сотрудничества в почвоведении характеризует тридцатилетие после окончания второй мировой войны. Пожалуй, главной чертой этого периода явилось интенсивное исследование почвенного покрова бывших колониальных и полуколониальных территорий Азии, Африки и Латинской Америки и создание в развивающихся странах мира национальных кадров почвоведов путем организации широкой международной помощи в рамках организаций системы ООН (ФАО, ЮНЕСКО, ВМО и др.) и путем двустороннего сотрудничества. Сотни европейских и североамериканских почвоведов побывали в странах тропиков и субтропиков, о которых ранее почвоведы судили в основном лишь по косвенным данным.

Новый фактический материал дал реальную основу для более строгого анализа мировой географии и систематики почв. Впервые в истории науки по инициативе и при непосредственном участии советских почвоведов был организован при посредстве ФАО и ЮНЕСКО международный проект создания почвенной карты мира. Работы по ее составлению были начаты в 1960 г., после Седьмого Международного конгресса почвоведов, и закончены в 1978 г., когда были опубликованы последние листы карты масштаба 1:5 ООО ООО. Однако это выдающееся научное достижение было не единственным результатом международного сотрудничества: проведены десятки международных конференций и координационных совещаний-экскурсий по разным проблемам почвоведения, создан Международный почвенный музей в Амстердаме с богатой коллекцией эталонов почв мира, опубликовано большое количество переводов работ на всех языках по разным аспектам почвоведения. Все это привело к созданию новых представлений о генезисе и географии почв мира, их классификации, о процессах почвообразования; пересмотрены представления об уже известных типах почв и описано много новых типов.

10. Период интенсификации работ по охране и рациональному использованию почвенного покрова характеризует уже наши дни и связан с осознанием в глобальном масштабе экологических проблем, с которыми столкнулось человечество во второй половине XX в. в результате кумулятивного эффекта природопользования предыдущих эпох и современного интенсивного социально-экономического и научно-технического развития. Не последнее место среди этих проблем принадлежит и состоянию почвенного покрова планеты, пораженного многими деградацион- ными процессами и подверженного относительному (вследствие роста населения) и, что самое страшное, абсолютному (вследствие разрушения и отчуждений) сокращению. Именно этим проблемам были посвящены последние международные конгрессы почвоведов, начиная с Десятого (1974 г. в Москве), Стокгольмское воззвание по проблемам окружающей среды (1972), Самаркандское воззвание по вопросам земельных ресурсов мира(1976),Всемирный план действия по борьбе с опустыниванием(1977),Всемирная почвенная хартия (1981), Основы мировой почвенной политики (1982). Разрабатывается большое число международных проектов в организациях системы ООН: карта деградации почв мира (ФАО), социально-экономические аспекты потерь почв (ИФИАС, ЮНЕП, СКОПЕ), классификация почв мира (ЮНЕП, ЮНЕСКО, МОП), методы оценки и картирования опустынивания (ФАО, ЮНЕП), ряд проектов оказания помощи развивающимся странам в охране и рациональном использовании почвенного покрова.

В приведенном кратком очерке истории развития почвоведения намечена лишь общая схема развития науки. В ней не упомянуты имена еще многих исследователей, благодаря трудам которых почвоведение обязано своим современным состоянием. В какой-то степени этот существенный пробел будет восполнен в дальнейших разделах учебника, посвященных тем или иным аспектам почвоведения.

Почвоведение — наука живая и интенсивно развивающаяся. Она все более на наших глазах превращается из науки описательной в науку инструментальную, из науки инвентаризации природы в науку управления природой. На протяжении всей своей истории почвоведение развивалось на основе производственных задач, возникавших перед человеком, особенно перед земледельцем, в те или иные периоды развития человечества.

Сейчас на повестку дня поставлена новая задача — обеспечить сохранность почвенного покрова планеты для грядущих поколений и передать его им не в ухудшенном, а в улучшенном состоянии; обеспечить получение максимальной биологической продукции с минимальной площади для удовлетворения все растущих потребностей развивающегося человечества. Решение этой задачи потребует огромных усилий, в основе которых должно лежать знание того, что такое почва, чему и посвящена данная книга.