Geum.ru

Лекции по истории и методологии почвоведения не случайно читаются на старших курсах в конце обучения в университете, так как они опираются на уже приобретенные знания в области не только общих и специальных дисциплин по почвоведению,

Вид материалаЛекции

Содержание


I. Первоначальный период накопления эмпирических знаний о почве
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9
^

I. Первоначальный период накопления эмпирических знаний о почве


Начало этого периода предыстории почвоведения как науки относится ко времени огородно-мотыжного земледелия еще при первобытно-общинном строе неолите (5-7 тысяч лет до нашей эры). Дальнейшее накопление эмпирических знаний происходило во времена пашенного земледелия бронзового и железного веков (2-1 тыс. лет до н.э.)

Огромную роль в развитии прикладных знаний о свойствах почв сыграли древние цивилизации, развивавшиеся главным образом в долинах южных рек. Одна из таких цивилизаций существовала в долине Нила. Нил обожествлялся древними египтянами; с его режимом половодий, аллювиальных процессов, формированием плодородного наилка на землях Египта связывалось благополучие народа, поэтому уже в Древнем Египте, помимо разработки основ деления земель по землевладельцам, разрабатывалась и оценка с точки зрения плодородия разных земельных участков, расположенных на разных элементах поймы Нила. Элементы бонитировки уже имели место в этой стране и связывались главным образом с уровнем плодородия, обусловленным разным гидрологическим и аллювиальным режимом этой реки. Высокого уровня земледелия достигла культура Месопотамии, Вавилонии. Для цивилизаций, существовавших в поймах Тигра и Евфрата, характерны те же самые особенности в развитии земледелия, определенные навыки в использовании разных аллювиальных почв, расположенных на разных элементах поймы. Именно в этих древних приречных цивилизациях был накоплен значительный опыт использования аллювиальных почв, однако он не обобщался вследствие разобщенности этих стран.

Третий этап связан с историей изучения почв в античном мире - в древней Греции, древнем Риме, с которыми вообще связана история науки, и это время характеризуется необычайным стремлением человека понять тот мир, в котором он живет. Для греков, ученых-философов характерна исключительная наблюдательность в изучении природных явлений, а так как знаний было еще мало, то возникала потребность опереться на разум, на общие представления, отсюда появление натурфилософии, стремление объяснить непонятное религией, обожествить природу, в том числе обожествить землю. По представлениям древних греков, земля - мать всего земного, рождающее все живое. Суть этого представления проявилась в русском слове "урожай" - рождать может только живое. В мифологии народов разных стран земля воспринимается как мать всего живого. Известна легенда об Антее - сыне богини земли Геи и бога моря Посейдона, которого никто не мог победить, в том числе Геракл, пока не оторвал его от земли, делавшей его непобедимым.

Древнегреческим философам было свойственно смешение естественных знаний с мифологией. Они создали первые классификации природных объектов. Например, Эмпедокл (483-423 гг. до н.э.) и Аристотель (384-322 гг. до н.э.) создали учение о четырех началах мира: вода, воздух, земля, огонь - опять-таки считая землю одним из важнейших компонентов. При этом одни компоненты могли переходить в другие. Водная теория питания растений Аристотеля продержалась почти до 18 века. Эта теория соответствовала взгляду Аристотеля, что растения произошли из земли и питаются водой и землей.

В христианской религии, проповедующей, что из земли создал творец человека, также слышен отзвук мифологических представлений.

Другой известный ученый и философ Теофраст (370-285 гг. до н.э.), которого считают основателем ботаники, предложил одну из первых классификаций почв по окраске, мощности, гранулометрическому составу и по другим свойствам, причем в своей классификации охватил большое количество - несколько сотен - растений и несколько десятков почв. Таким образом, в это время уже делаются попытки систематизации знаний о почвах, чувствуется стремление привести эти знания в какую-то систему.

Греческие земледельцы были мастерами по выращиванию культуры винограда, маслин, пшеницы. Ученые Древней Греции стремились не только наблюдать, не только накапливать эмпирические знания, но и понимать сущность вещей методом логических рассуждений. Для философии было характерно восприятие мира как такового, без нотки сомнения в способностях человеческого разума, без скепсиса более поздних эпох философии, когда развивались представления, что мир не таков, каким мы его видим. Греки воспринимали мир таким, каков он есть. "Нельзя дважды войти в одну реку" , нельзя понять сущность вещи, не зная ее истории и т.д. писал Гераклит.

Те знания, которые были накоплены в Греции, были восприняты культурой древнего Рима. Но представления римлян о почве имели иной, ультрапрактический характер, что было, по-видимому, обусловлено особой ролью аграрного вопроса в Римской республике. Земледельцы Рима имели четкие представления о разнообразии почв и необходимости учитывать его в практике земледелия.

Агрономические советы римских писателей в течение многих столетий были руководящими для сельских хозяев, некоторые не потеряли своего значения и в наши дни. Они являются классическими, были переизданы в библиотеке классиков естествознания. Речь идет о сочинениях Каттона, Варрона, Колумеллы, Плиния, Вергилия. У каждого из них были свои особенности в восприятии и передаче своих знаний о почвах.

В монографии Варрона (1 век до н.э.) "О сельском хозяйстве", он обращает внимание на правильный выбор почвы и размещение сельскохозяйственных культур. Он дал классификацию 300 видов почв, обратил внимание на возможность оценки почвы по состоянию сельскохозяйственных растений и по состояний дикой флоры.

Древнеримские ученые, писатели, философы, поэты излагали свои представления о почве и земледелии не только в научных трактатах, но и в виде поэм. В своей поэме "Георгики" (36-29 гг. до н.э.) римский поэт Вергилий (1 век до н.э.) дает рекомендации по использованию почв, внесению удобрений, установлению севооборота:

Также терпи, чтобы год отдыхало поле под паром,
Чтоб укрепилось оно, покой на досуге вкушая:
Иль златые там сей, - как солнце сменится, - злаки,
Раньше с дрожащим стручком собрав горох благодатный,
Или же вики плоды невеликие, или люпинов
Горьких ломкие стебли и лес их гулко звенящий.
Ниву спаляет посев льняной, спаляет овсяный,
Также спаляет и мак, напитанный дремой литейской.
А с промежутками в год - труд спорый; лишь бы скудную Почву
Вдоволь питать навозом жирным, а также
Грязную сыпать золу поверх истощенного поля,
Так сменяя плоды, поля предаются покою.

А вот как рекомендуется изучать свойства почв:

Способ каким распознать их различие сможешь,
Рыхлая ль почва или сверх меры плотна, ты исследуй.
Ибо одна для хлебов подходяща, другая - для Вакха...
Вырыть колодец в земле и весь его снова наполнить
Той же землей и ее притопчешь сверху ногами.
Если нехватит - легка, скоту и лозе благодатной
Больше подходит она; откажется ж если вместиться,
Вровень не ляжет, когда уже вся наполнится яма,
Почва - плотная, упористых глыб, поверхности жирной
Жди и землю взрезай на волах молодых и могучих.

Все это те свойства почв, которые мы прекрасно знаем и тот метод - метод почвенных разрезов - которым мы пользуемся и сегодня.

Колумелла - ученый, который написал 18 томов, объединенных общим названием "О сельском хозяйстве". Это сочинения энциклопедического плана. Колумелла также обращает внимание на правильный выбор почв. Он один из авторитетных ученых-агрономов древнего Рима, некоторые историки называют его "Докучаевым древнего Рима". Он, в частности, пишет: "Чтобы не теряться среди бесконечного числа почвенных видов, своевременно будет вспомнить список, составленный Юлием Грецином, в соответствии с которым и отбираются почвы, пригодные для виноградника. Грецин говорит таким образом. Земля может быть жаркой или холодной, сырой или сухой, рыхлой или плотной, легкой или тяжелой, жирной или тощей. Лоза не терпит очень горячей, обжигающей почвы, так же как и очень студеной, в которой ее корни, окоченелые и неподвижные от слишком большого холода, не могут расти. Они начинают пробиваться только под влиянием тепла. Избыток влаги заставляет гнить посаженные растения. Слишком большая сухость, в свою очередь, лишает растения естественного питания и либо совсем губит их, либо заставляет усыхать и покрываться наростами. Очень плотная почва не впитывает дождевой влаги, с трудом пропускает воздух, очень легко трескается и образует щели, через которые солнце попадает прямо на корни; такая земля, словно закрываясь, сжимается и, сдавливая посаженные растения, удушает их. Слишком рыхлая пропускает дождевую воду, как сквозь воронку, и от солнца и ветра она пересыхает до самой глубины и теряет силы. С тяжелой землей никакой культуре не справиться; на легкой ничего почти не идет; очень жирная и плодородная страдает от изобилия питательных соков, тощая и слабая - от их отсутствия".

Таким образом, для оценки пригодности почвы под ту или сельскохозяйственную культуру привлекался довольно широкий набор свойств.

Взгляды древних римлян были натуралистическими, они не опирались на эксперимент, не сопровождались количественными показателями, это были эмпирические знания, воспринимаемые непосредственно в природе.

Плиний Старший (1 век н.э.) в своей знаменитой "Естественной истории" много внимания уделяет почвам. Он разбирает вопросы разнообразия почв и их свойств, способов выбора почв под разные культуры, способах обработки и удобрения почв. "Искусство садовода должно сообразоваться в каждом случае с природой почвы, с характером местности, со свойствами климата". "После неба следует вопрос о земле, едва ли более легкий, потому, что большей частью не одна и та же почва подходит для деревьев и злаков - и чернозем, какой встречается в Кампании, не всегда бывает вполне благоприятен для винограда, и почва, испускающая тонкие туманы, и красная земля, которую многие хвалят. Меловую почву в области Альбы Помпейской и глину предпочитают для винограда всем другим, хотя это и жирные почвы, что в этом случае нежелательно. С другой стороны, белый песок в области Тицина, черный песок во многих местах, также и красный, даже в смеси с жирной землей, неплодородны. Часто и основания для суждения бывают обманчивы. Не всегда почва, на которой красуются высокие деревья, бывает хороша и для других растений. Например: какое растение выше пихты? А какое другое может выжить в том же месте? Не всегда и пышные луга служат признаком жирной почвы. Какие луга вызывают больше похвал, чем германские? Не сразу под тонким покровом дерна лежит песок. Не всегда влажна земля, на которой высокие травы; точно так же и не обязательно жирна, клянусь Геркулесом, земля, пристающая к пальцам: это доказывает глина. Никакая земля, будучи брошена обратно в выкопанную яму, не заполняет ее, так что определить ее плотность или рыхлость этим способом нельзя..." Большое значение Плиний придает запаху почв. Он один из первых агрономов-почвоведов, который обратил внимание на то, что запах есть один из способов распознавания почв и связан с наличием газовой фазы - той фазы почвы, которой почвоведы не уделяли внимание в течение долгих времен.

Следовательно, в античный период человечество накопило большой запас эмпирических знаний о разнообразии почв и методах изучения их, о способах их обработки и улучшения. Хорошее знание почв и сортов возделываемых культур зерновых и плодовых растений, особенно маслины и винограда, обеспечивали получение высоких урожаев. Урожаи пшеницы составляли в среднем до 15 ц/га.

В 5 веке нашей эры древний Рим подвергся нападению готов - варварских племен восточных германцев, был завоеван и разрушен. Преемницей культуры древнего Рима постепенно становилась Византия. В Европе на долгие годы воцарилась "тысячелетняя ночь средневековья" с засильем католической церкви, преследовавшей всякое стремление к знаниям. Мрачной славой в этом отношении пользовалась инквизиция - суд над "еретиками" в 13-19 веках, по приговору которой было казнено много людей. Так, на костре был сожжен выдающийся итальянский ученый-мыслитель Джордано-Бруно.

Это была эпоха феодализма, бесконечных мелких и крупных войн, эпоха упадка знаний и культуры, в том числе и в земледелии. Урожайность зерновых культур снизилась до 3 ц/ га . Главной проблемой феодалов-земледельцев был учет принадлежавших им земель, поэтому одним из основных вопросов было составление земельного кадастра, хотя и в самых примитивных формах.

Оригинальные взгляды на почвы были высказаны Альбертом Великим (13 век) в сочинении о растении и Петром Кресценцием (14 век) в работе о сельском хозяйстве.

В представлениях о питании растений господствовала водная теория Аристотеля, и даже те авторы, которые утверждали, что растение питается солями земли - француз Бернар Палисси и шведский химик Валериус - считали, что соли берутся из дождевой влаги. Знаменитый Бэкон Веруламский считал, что земля служит растениям лишь механической опорой.

Значительный опыт земледелия и знаний о свойствах почв был накоплен в средние века в Китае, Японии, Индии, Византии, Арабских халифатах. В Китае хорошо был поставлен кадастр земель: почвы делились на 12 разрядов по их плодородию, данные вносились в специальные географические описания земель - "Дифанчжи", числом почти в шесть тысяч, последние из которых были составлены в 1951 году. Особенность китайского земледелия - тщательность обработки почвы, плодосмен, террасирование горных склонов, снегозадержание, зяблевая вспашка с оборотом пласта. О знании разнообразия почв Китая свидетельствует памятник в центре Пекина, воздвигнутый в начале 15 века. Это квадратная приподнятая площадка в центре которой располагается круг из наиболее часто встречающейся в Китае почвообразующей породы - лесса. Северная сторона квадрата - черная, состоит из темной почвы - черноземов северной части Китая, южная - красная - из красноземов юга страны, западная - из светлых почв пустынных территорий, восточная - голубая, из глеевых почв рисовых полей. Надпись на этом памятнике гласит: "Эта площадка построена в 1421 году, в эпоху династии Мин. В середине находится желтая почва, в восточной стороне - голубая, в южной красная, на западе - белая и на севере - черная почва. Все эти цвета почвы принадлежат императору.

В числе достижений японских земледельцев следует упомянуть о земельном кадастре, внедрении непрерывной обработки земли, внесении удобрений, террасировании склонов, использование лесозащитных полос, особенно важны были правила использования почв под основную сельскохозяйственную культуру - рис.

В Индии орошаемое земледелие на берегах Инда и Ганга было развито задолго до начала нашей эры. Вообще, ирригация, особенно на аллювиальных почвах, была развита широко. Развитым было и земледелие в предгорных районах. Основными культура здесь были рис, хлопчатник, сахарный тростник. На высоком уровне был и земельный кадастр.

В Арабских халифатах большое значение также имело развитие орошаемого земледелия и кадастровые работы. Однако сведения о разнообразии почв здесь были очень скудны.

Наследницей Римского государства стала Византия, главной отраслью хозяйства которой стало сельское хозяйство. В 18 веке здесь был принят "Земледельческий закон" в области аграрных отношений. В Византии были сохранены сочинения римских агрономов, на основе которых в 10 веке была создана сельскохозяйственная энциклопедия "Геопоники", включавшая описание почв (черноземы, красноземы, аллювиальные почвы, засоленные почвы), климата, все разделы земледелия.

После подъема в развитии науки, культуры и просвещения в античных цивилизациях произошел резкий их спад в средние века.

После падения Рима наступила так называемая "тысячелетняя ночь Средневековья", когда в результате феодальных междоусобиц, гнета католической церкви подвергались гонению все те люди, которые стремились к знанию, если их устремления приходили в противоречие с догмами католической церкви. Эта средневековая ночь закончилась примерно в 14-15 в , и наступила другая эпоха - эпоха Возрождения, эпоха Ренессанса. Это время называется так, потому, что высокий уровень культуры, науки, искусства, который был свойственен античным цивилизациям, стал возрождаться и развиваться. В разных странах эта эпоха началась в разное время - от 14 до начала 17 века. Феодальный строй начал сменяться торговым капитализмом, организовывались экспедиции в новые страны, и в 15 началась эпоха великих географических открытий. Это экспедиции Христофора Колумба, открывшего Новый Свет, Васко Да Гамы, обогнувшего Африку - неизвестный дотоле континент, Магеллана, осуществившего кругосветное путешествие. Мир в представлениях людей расширился после этих открытий, стал сложнее, интереснее, возросла необходимость в совершенствовании этих экспедиций, их оборудования, в новых знаниях в области географии, астрономии, а вместе с тем появились новые представления о своеобразии растительного и животного мира.

Все это способствовало очень бурному оживлению знаний и началу развития естествознания как науки. В начале эпохи Возрождения заканчивается большой донаучный период развития почвоведения - период эмпирического накопления знаний. Почвоведение начинает развиваться как прикладная отрасль агрономии - агропочвоведение. В это время творили великие ученые, художники - титаны науки, искусства, культуры. В это время Коперник (1473-1543) разработал новую - гелио-центрическую - модель строения Солнечной системы, которая сменила геоцентрическую модель Птоломея, предполагавшую вращение всего Мира вокруг Земли. Коперник доказал, что планеты совершают свои обороты вокруг Солнца. В это время развивает свои философские знания Джордано Бруно (1548-1600), который за свои взгляды, казавшиеся еретическими католической церкви, был сожжен на костре. В это же время работал знаменитый итальянский ученый, астроном, механик Галилей. В эти годы в Англии развивает свои взгляды в области методологии науки Бекон Веруламский (1561-1626), который говорил, что нужно идти от частного к общему, а не наоборот, провозгласив примат экспериментального метода, в отличие от греков, которые считали, что необходимо двигаться от общего к частному. В это же время работали и великие художники, и для этой эпохи характерно тесное слияние науки и искусства в работах титанов того времени. Наиболее яркий пример тому - великий Леонардо Да Винчи - математик, механик, художник, конструктор. Он высказал интересные взгляды и на происхождение почвы: наполните любой сосуд землей, посейте семена - и через некоторое время вы увидите, что семена взошли, растение начинает развиваться, позже оно вновь дает семена, отмирают листья и часть корней, и в результате перегнивания этих остатков обогащается почва, она как бы нарастает - таким образом, он провозгласил наличие круговорота веществ в системе "почва-растение".

В это время трудится итальянец Микельанджело - великий архитектор и художник. К этим же годам относится и жизнь великого Рафаэля.

В области знаний о почве наступает такое время, когда ученые начинают задаваться вопросом о роли почвы в жизни растений, в способности производить урожай растений. Является ли почва только субстратом для удерживания растений в вертикальном положении или роль ее значительно сложнее? Может быть, почва играет роль в питании растений?

Здесь можно выделить три направления учения о роли почвы в питании растений, которые сформировались в 15-17 вв.

Прежде всего надо упомянуть имя французского ученого Бернара Палисси. Он написал в 1563 книгу "О различных солях и сельском хозяйстве", в которой он развивал мысль о том, что растения питаются солями, содержащимися в почве: "Если кто засевает поле несколько лет подряд, не унаваживая, то посевы извлекут из земли соль, необходимую для своего роста; земля таким образом обедняется солями и отказывается давать урожаи. Поэтому нужно ее удобрить или дать отдохнуть несколько лет, чтобы она снова приобрела некоторую соленость, происходящую из дождей и рос". Из этих слов видно, что он высказал ту гипотезу, которую через почти 200 лет обосновал знаменитый немецкий ученый Либих - теорию солевого питания растений.

Естественно, что представления Палисси - лишь гипотеза, которая отдавала в какой-то мере дань и водной теории питания растений.

Другое направление научной мысли отстаивало теорию питания растений водой. Такую точку зрения высказал голландец Ван-Гельмонт (1579-1640). Этого мнения придерживался английский физик Роберт Бойль. Это та теория, которую развивал в свое время Аристотель, и просуществовала она очень долго - почти до начала 19 века.

Третье направление, возникшее в начале 18 века, связанное с именем шведского ученого Валериуса. Он написал книгу "О химических основах земледелия", где высказал мнение о питании растений содержащимся в почве органическим веществом - почвенным гумусом эти три направления существовали достаточно долго, и лишь в середине 19 века были развиты основы нового учения о роли почвы в питании сельскохозяйственных растений.

В начале 18 века титан науки того времени - великий естествоиспытатель Карл Линней, шведский ученый, создал учение о системе природы и разработал классификацию разнообразия форм животного и растительного мира, минералов, горных пород и частично почв. Он был великим систематиком, лично описавшим более 1500 видов растений, которые и сейчас носят его имя. Линней разделил почвы на несколько видов - песок, глина, гумус (животный, растительный, болотный), дресва, охра, мергель. В своей книге "Система природы" (1740) он писал: "… земли я считаю лишь песок и глину; из них, при помощи элементов, произошел весь мир минеральных образований". Что же касается "растительной земли - вся она возникает из гниющих растений и животных. Поэтому она ежедневно умножается, но с течением времени снова переходит в один из видов песка".