Augsnes zinātne ir zinātne par augsnes īpašībām, tās struktūru, īpašībām, sastāvu un ģeogrāfisko izplatību, tās rašanās un attīstības modeļiem, funkcionēšanu, nozīmi dabā, meliorācijas metodēm un metodēm, augsnes sarežģītību. aizsardzība un racionāla izmantošana saimnieciskās darbības gaitā. Mūsdienās augsnes zinātne no aprakstošas zinātnes strauji pārtop instrumentālā, tā nodarbojas ne tikai ar dabas uzskaiti, bet arī meklē veidus, kā to pārvaldīt.
Priekšnoteikumi augsnes zinātnes attīstībai
Viens no galvenajiem šīs zinātnes rašanās iemesliem ir bada problēma. Cilvēces izaudzētais nepietiekamais pārtikas daudzums ir saistīts ar zemes trūkumu, katastrofālu augsnes eroziju, pārtuksnešošanos un auglības samazināšanos. Tikpat svarīga ir nepieciešamība iegūt lielāku ražu no mazākas platības. Tieši kā iedzīvotāju skaita pieauguma un spontāni attīstošās lauksaimniecības problēmas risinājums tika izveidota jauna zinātne -augsnes zinātne.
Par augsni, kā irdenu zemes slāni, cilvēkam radās priekšstats, sākoties lauksaimniecībai. Bet bieži vien augsne tika identificēta ar virsmu, uz kuras cilvēks dzīvo. Taču zeme ir sarežģītāks jēdziens, kam ir vēsturiski un sociāli ekonomiski aspekti. Lai gan tas attiecas uz dabas resursiem, tas ietver ne tikai augsni, bet arī noteiktu daļu no zemes virsmas, noteiktu stāvokli ģeogrāfiskajā telpā, ir sociāli ekonomisks potenciāls.
Sadzīves zinātnes veidošanās
Augsnes zinātnes attīstība Krievijā parasti tiek skaitīta no Zinātņu akadēmijas atvēršanas brīža 1725. gadā. Pēc V. I. Vernadska domām, M. V. Lomonosovs jāsauc par pirmo augsnes zinātnieku. Savos rakstos viņš skaidri parādīja augu lomu dažādu iežu pārveidošanā augsnē. Tāpat Lomonosovs kā augsnes zinātnes pamatlicējs lika pamatu bioloģiskajam priekšstatam par augsni kā par sava veida ķermeni, kas veidojas iežu transformācijas laikā veģetācijas ietekmē.
Svarīgi pavērsieni zinātnes attīstībā ir:
- 1779 - P. Pallasa pieņēmums par melno augsni kā jūras dūņām, kas palikušas pēc Melnās un Kaspijas jūras regresijas.
- 1851 - V. S. Veselovska pirmās Krievijas Eiropas augsnes kartes sastādīšana un publicēšana.
- 1866 - F. Ruprehs izstrādāja teoriju par chernozemu sauszemes-veģetatīvo izcelsmi.
V. V. Dokučajeva darbi
Savā monogrāfijā "Krievijas černozems" viņš rakstīja par augsni kādabiski vēsturisks neatkarīgs dabas ķermenis. Disertācijas aizstāvēšanas laikā Dokučajevs pierādīja, ka melnzeme veidojas daudzu augsnes veidošanās faktoru ietekmē. Tas notika 1883. gada 10. decembrī, un šī diena tiek uzskatīta par oficiālo augsnes zinātnes dzimšanas datumu Sanktpēterburgā.
Krievu augsnes zinātnes skolas izveide un vienlaikus speciālistu sagatavošana lauksaimniecības vajadzībām kļuva par Dokučajeva dzīves jautājumu. Viņa attīstība ietvēra metodes, kā tikt galā ar sausumu. Ar visiem līdzekļiem cenšoties pacelt lauksaimniecību augstākajā līmenī, viņš vairoja arī visas Krievijas ekonomisko labklājību. Par savu darbu viņš ieguva augsnes zinātnes dibinātāja titulu. Dokučajeva darbi ir tulkoti dažādās valodās.
Citi V. V. Dokučajeva sasniegumi:
- Par savāktajām augsnes kolekcijām un sastādītajām augsnes kartēm viņš saņēma zelta medaļas starptautiskajās izstādēs Čikāgā un Parīzē.
- Kopā ar savu studentu N. M. Sibircevu viņš izstrādāja likumu par augsnes zonālo un azonālo sadalījumu.
- Izstrādāta augsnes kartēšanas metodika, ko plaši izmanto ārvalstīs.
- Sāka ilgtermiņa stacionāros augsnēs notiekošo procesu pētījumus, kurus pabeidza un padziļināja viņa skolnieks G. N. Visockis.
Citi augsnes zinātnieki
- P. A. Kostyčevs (1845-1895). Viņš sniedza nozīmīgu ieguldījumu augsnes agronomijas, jo īpaši melnzemes, izpētē. Tieši viņš pierādīja, ka lopbarības zālāju audzēšana ļauj uzturēt augsnes auglību un sasniegtlielas ražas.
- P. S. Kossovičs (1862-1915). Viņš ierosināja, ka atsevišķas augsnes ir tikai augsnes procesa posmi. Kossovičs mēģināja saistīt augsnes pētījumu ķīmiskos, fizikālos un agronomiskos datus ar ģenētiskās augsnes zinātnes pamatiem. Tas ļāva viņam augsnes veidošanos balstīt uz izskalošanās vai eluviāliem procesiem.
- K. K. Gedroits (1872-1932). Viņš izstrādāja rokasgrāmatu laboratorijām "Augsnes ķīmiskā analīze", kā arī detalizēti pētīja koloidālos procesus augsnē, kā rezultātā tika izstrādāta doktrīna par augsnes absorbcijas spēju.
- K. D. Gļinka (1867-1927). Darbojies dažādās augsnes zinātnes jomās: augsnes minerālā sastāva pētīšanā, derīgo izrakteņu dēdēšanas procesu pētīšanā, seno augšņu izpētē un augsnes ģeogrāfisko pētījumu veikšanā.
- S. S. Neustrujevs (1874-1928). Viņš ir pirmā lekciju kursa par augsnes ģeogrāfiju autors.
- B. B. Poļinova (1877-1952). Viņš lika pamatus mūsdienu teorijai par augsnes laikapstākļiem, kā arī eksperimentāli pierādīja organismu vadošo lomu augsnes veidošanā.
Pateicoties šo un daudzu citu zinātnieku darbam, Krievijā izveidojās augsnes zinātne kā zinātne. Daudzi zinātniskie termini starptautiskajā leksikā iekļuva tieši pēc krievu zinātnieku ierosinājuma (chernozem - melnzeme, podzols - podzols utt.).
Attīstības norādes
Tāpat kā jebkura cita zinātne, mūsdienu augsnes zinātne ir iedalīta vairākās sadaļās, kuras var apvienot divos lielos blokos: fundamentālajā un lietišķajā. Fundamentālā (vispārējā) augsnes zinātneir vērsta uz augsnes kā vienota dabiska ķermeņa īpašību izpēti. Lietišķās (privātās) augsnes zinātnes mērķis ir izpētīt dažādus augsnes izmantošanas aspektus.
Fundamentālā augsnes zinātne ietver šādas disciplīnas, kas aplūkotas tikai saistībā ar augsnēm:
- morfoloģija;
- augšņu fizika un ķīmija;
- augsnes zinātnes vēsture;
- augsnes bioģeoķīmija;
- augšņu bioloģija un zooloģija;
- augsnes mikrobioloģija;
- augsnes mineraloģija;
- augšņu ģeogrāfija un kartogrāfija;
- augsnes ekoloģiskās funkcijas;
- augsnes hidroloģija;
- augsnes enerģija;
- augsnes auglība;
- augsnes ekoloģija;
- paleoaugsnes zinātne;
- degradācija un augsnes aizsardzība;
- augsņu ģenēze un evolūcija.
Augsņu morfoloģija, fizika, ķīmija, mineraloģija un bioloģija tieši pēta augsnes sastāvu, struktūru un īpašības. Tādas fundamentālās augsnes zinātnes sadaļas kā ģeogrāfija un sistemātika, augsnes ekoloģija, augsnes novērtējums un augsnes informātika kalpo augsnes telpiskā izplatības un dabiskās daudzveidības izpētei uz Zemes virsmas kopā ar vispārējo ģeogrāfiju. Vēsturiskā augsnes zinātne ir saistīta ar augsnes attīstības un evolūcijas izpēti, tās disciplīnas ir augsnes ģenētika un paleosololoģija. Dinamiskā augsnes zinātne ietver mūsdienu augsnes režīmu veidošanās procesu izpēti. Reģionālā augsnes zinātne ir visvērtīgākais pamats racionālai dabas apsaimniekošanai, jo tiešisaistīta ar lielu reģionu augšņu izpēti.
Lietišķās augsnes zinātnes ietvaros tiek pētīti šādi virzieni:
- lauksaimniecība;
- mežs;
- meliorācija;
- sanitārs;
- inženierzinātnes;
- ģeoloģiskā (zemes zinātne);
- vide;
- arheoloģiskie;
- tiesu ekspertīze;
- ainava un dārzkopība;
- zemes apsaimniekošana;
- augsnes novērtēšana un zemes kadastrs;
- augsnes saglabāšanas zinātne;
- augsnes agroķīmija;
- augsnes agrofizika;
- bionomika;
- augsnes zinātnes mācīšana.
Lietišķā augsnes zinātne par vērtīgāko uzskata agroaugsnes zinātni, kas ietver racionālu teritoriju organizēšanu, augsekas izvēli, audzēšanas metožu izvēli un augsnes auglības paaugstināšanas veidus. Svarīga ir arī melioratīvā augsnes zinātne. Tas ir teorētiskais pamats sarežģītai meliorācijai ar inženierzinātņu un tehnoloģiju, ķīmijas, bioloģijas un lauksaimniecības tehnikas metodēm. Sanitārajai augsnes zinātnei ir ievērojams uzdevumu loks, kas saistīts ar dažādu atkritumu neitralizēšanas problēmām, augu un dzīvnieku slimību ģeogrāfiju.
Augsnes funkcijas
- Dzīvības iespējamības nodrošināšana uz Zemes. Augsne tiek uzskatīta par vienu no jebkuras valsts galvenajām bagātībām, jo aptuveni 90% no visiem pārtikas produktiem tiek ražoti uz tās virsmas un tās biezumā. Augsnes degradācija ir nesaraujami saistīta ar neražīgumu un pārtikas trūkumu, kas izraisa nabadzību valstīs. No augsnes lielākā daļa augu, kas ir barības ķēdes sākums,saņemt mikroelementus un minerālvielas, ūdeni biomasas augšanai. Augsne ir ne tikai dzīvības sekas, bet arī tās pastāvēšanas nosacījums.
- Nodrošinot saikni starp vielu ģeoloģisko un bioloģisko ciklu, kas notiek uz zemes virsmas.
- Ķimikāliju sastāva regulēšana atmosfērā un hidrosfērā. Augsnes mikroorganismu iedarbībā, kas lielos daudzumos ražo dažādas gāzes – slāpekli un tā oksīdus, skābekli, oglekļa mono- un oglekļa dioksīdu, metānu, sērūdeņradi un citus, augsnei ir milzīga ietekme uz atmosfēras ķīmisko sastāvu.
- Biosfēras procesu regulēšana. Dzīvo organismu izplatību uz sauszemes, kā arī to blīvumu galvenokārt nosaka augsnes ģeogrāfiskās īpašības. Tās neviendabīgums, kā arī auglība un klimatiskie faktori ietekmē biotopu izvēli, tostarp cilvēkus.
- Aktīvās organiskās vielas un ar to saistītās ķīmiskās enerģijas uzkrāšanās.
Augsnes veidošanās faktori
Augsnes zinātnes kā zinātnes pamats ir augsnes veidošanās faktori. Augsne mūsdienās tiek saprasta kā sarežģīta daudzfunkcionāla un daudzkomponentu atvērta struktūras sistēma ar auglību zemes garozas virskārtā, kas ir sarežģīta iežu, organismu, klimata, reljefa un laika funkcija. Šie pieci faktori ir augsnes veidošanās pamatā. Salīdzinoši nesen ir pievienoti vēl divi faktori: grunts un augsnes ūdens, kā arī cilvēku darbība.
Augsni veidojošos iežus parasti sauc par substrātu, uz kuraaugsnes veidošanās process notiek tieši. Tie satur daļiņas, kas ir inertas pret apkārt notiekošajiem ķīmiskajiem procesiem, taču tām ir liela nozīme augsnes fizikālo un mehānisko īpašību veidošanā. Citas augsni veidojošo iežu sastāvdaļas ir diezgan viegli iznīcināmas, kā rezultātā augsne tiek bagātināta ar noteiktiem ķīmiskiem elementiem. Acīmredzot augsni veidojošo iežu struktūrai un sastāvam ir ārkārtīgi spēcīga ietekme uz augsnes veidošanos. Tāpēc sadaļa "Ģeoloģijas pamati" augsnes zinātnē ir ārkārtīgi svarīga.
Augi savas dzīves aktivitātes gaitā spēj sintezēt organiskās vielas un īpašā veidā izplatīt tās augsnē. Dzīvos augos tā ir sakņu masa, bet mirušos augos gaisa daļa ir augu pakaiši. Šo augu atlieku sadalīšanās rezultātā augsnē nonāk ķīmiskie elementi, kas, savukārt, to pakāpeniski bagātina.
Pateicoties mikroorganismu dzīvībai svarīgajai aktivitātei, bioloģiskās atliekas sadalās un sintezējas augu absorbētie savienojumi. Augi ar mikroorganismiem veido noteiktus kompleksus, kas noved pie dažāda veida augšņu veidošanās. Tātad skujkoku mežos nekad neveidosies melnzeme, kam nepieciešami pļavu un stepju augi.
Ne mazāk svarīgi augsnes veidošanai un dzīvnieku organismiem. Piemēram, zemes pārvietošanas mašīnas pastāvīgi laužas cauri augsnei, kas veicina tās irdināšanu un sajaukšanos, un tas savukārt nodrošina labu aerāciju un strauju augsnes veidošanās procesa attīstību. Neaizmirstiet par augsnes organiskās daļas bagātināšanu ar to produktiem.dzīve.
Periodiska mitrināšana un žāvēšana, sasaldēšana un atkausēšana izraisa dziļu plaisu veidošanos uz augsnes virsmas. Tajā pašā laikā tiek pārkāpti augsnes gaisa apmaiņas procesi un līdz ar to ķīmiskie procesi. Tādējādi augsnes zinātne ir zinātne, kurai ir svarīgi izprast vidē notiekošo procesu lielo dažādību.
Kas un kur studē augsnes zinātni?
Augsnes zinātne kā atsevišķs priekšmets vai kā sadaļa cita ietvaros tiek apgūta dažādu nozaru speciālistu sagatavošanā. Bieži vien izglītības iestādēs nav pat augsnes zinātnes fakultātes, bet to māca ģeogrāfi, biologi vai ekologi.
Studentiem, kuri studē vides aizsardzības un tās racionālas izmantošanas jomās, ir obligāti jāapgūst augsnes zinātne. Īpaši tajās ekonomikas nozarēs, kas var radīt ārkārtēju kaitējumu augsnei: naftas un gāzes ieguve, metalurģija, ķīmiskā sintēze un daudzas citas.
Šī disciplīna ir ne mazāk svarīga topošajiem mežsaimniecības un mežsaimniecības, ainavu dizaina, zemes apsaimniekošanas un kadastra, lauksaimniecības un agroķīmijas, zemes kadastra un daudzu citu speciālistiem.
Maskavas Valsts universitātes fakultāte
Neskatoties uz to, ka Krievijā nav augsnes zinātnes institūta kā tāda, Maskavas Valsts universitāte pamatoti tiek uzskatīta par šīs zinātnes pētījumu centru. Pirmo reizi jautājumu par augsnes zinātnes mācīšanu un augsnes zinātnes katedru atvēršanu Krievijas universitātēs aktualizēja un pamatoja V. V. Dokučajevs gadā.1895. gads Bet tad šis viņa priekšlikums nepiepildījās. Un tikai desmit gadus vēlāk, 1906. gadā, viņa atbalstītājs, galv. Maskavas Valsts universitātes Agronomijas katedra A. N. Sabanins iepazīstināja ar augsnes zinātnes mācīšanu Fizikas un matemātikas fakultātes, pareizāk sakot, tās dabiskās nodaļas studentiem. Augsnes zinātnes katedra radās 1922. gadā, pamatojoties uz Agronomijas katedru.
Augstskolas ilgajā pastāvēšanas laikā Augsnes zinātnes katedra dažādos gados ietilpa gan fizikālajā un matemātiskajā, gan augsnes ģeogrāfiskajā, gan ģeoloģiskās-augsnes un bioloģiskajā-augsnes fakultātēs. Mūsdienās Augsnes zinātņu fakultāte ir neatkarīga universitātes struktūrvienība un ietver 11 katedras:
- Agroķīmija.
- Augsņu ģeogrāfija.
- Augsnes erozija.
- Lauksaimniecība.
- Augsnes ķīmija.
- Augsnes zinātne.
- Radioekoloģija.
- Augsņu bioloģija.
- Augsnes fizika.
- Augsnes novērtējumi.
- Agroinformātika.
Augsnes zinātnieku apmācība notiek ar dažādu līmeņu augstāko izglītību: "augsnes zinātņu bakalaurs" (mācību ilgums 4 gadi), "speciālists augsnes zinātnieks" (mācību ilgums - 5 gadi) un "augsnes maģistrs". zinātne" (mācību ilgums - 6 gadi).
Pēcdiploma studijas
Maskavas Valsts universitātes Augsnes zinātnes fakultātē darbojas aspirantūras kurss, kas ļauj vienlaikus studēt aptuveni 90 topošajiem zinātniekiem. Šim nolūkam fakultātē izveidotas padomes akadēmisko grādu piešķiršanai bioloģijas zinātņu doktoriem specialitātē "Augsnes zinātne", bioloģijas zinātņu doktoriem un kandidātiem specialitātē."Bioģeoķīmija", bioloģijas zinātņu kandidāti specialitātēs "Augsnes zinātne", "Agroķīmija", "Mikrobioloģija" un "Agroaugsnes zinātne un agrofizika".
