Топырақтану – топырақтың сипаттамасы, оның құрылымы, қасиеттері, құрамы мен географиялық таралуы, пайда болу және даму заңдылықтары, қызметі, табиғаттағы маңызы, мелиорациялау әдістері мен әдістері, топырақтың қыр-сырын зерттейтін ғылым. шаруашылық қызмет барысында қорғау және ұтымды пайдалану. Бүгінгі таңда топырақтану ғылымы сипаттамалық ғылымнан аспаптық ғылымға жылдам ауысуда, ол табиғатты түгендеумен ғана айналысып қоймай, оны басқарудың жолдарын да іздестіруде.
Топырақтану ғылымының пайда болуының алғы шарттары
Бұл ғылымның пайда болуының басты себептерінің бірі – аштық мәселесі. Адамзат өсіретін азық-түліктің жеткіліксіз мөлшері жердің жетіспеушілігімен, топырақтың апатты эрозиясымен, шөлейттенумен, құнарлылықтың төмендеуімен байланысты. Кішігірім аумақтан көбірек өнім алу қажеттілігі бірдей маңызды. Халықтың өсуі мен стихиялы түрде дамып келе жатқан ауыл шаруашылығы мәселесінің шешімі ретінде жаңа ғылым қалыптасты -топырақтану.
Топырақ туралы адам жердің борпылдақ қабаты ретінде егіншіліктің басталуымен-ақ түсінік қалыптасты. Бірақ көбінесе топырақ адам тұратын жер бетімен сәйкестендірілді. Бірақ жер – тарихи және әлеуметтік-экономикалық аспектілері бар күрделірек ұғым. Ол табиғи ресурстарға қатысты болғанымен, ол тек топырақты ғана емес, сонымен қатар жер бетінің белгілі бір бөлігін, географиялық кеңістіктегі белгілі бір орнын қамтиды, әлеуметтік-экономикалық әлеуетке ие.
Отандық ғылымның қалыптасуы
Ресейдегі топырақтану ғылымының дамуы әдетте 1725 жылы Ғылым академиясы ашылған сәттен бастап есептелінеді. В. И. Вернадскийдің пікірінше, М. В. Ломоносовты тұңғыш топырақтанушы деп атаған жөн. Ол өз шығармаларында әртүрлі тау жыныстарының топыраққа айналуындағы өсімдіктердің рөлін айқын көрсеткен. Сондай-ақ топырақтану ғылымының негізін салушы ретінде топырақтың өсімдік жамылғысының әсерінен тау жыныстарының өзгеруі кезінде түзілетін дене түрі ретіндегі биологиялық көзқарастың қалыптасуына негіз қалаған Ломоносов болды.
Ғылым дамуының маңызды кезеңдері:
- 1779 - П. Палластың қара топырақты Қара және Каспий теңіздерінің регрессиясынан кейін қалған теңіз шөгінділері ретінде қарастыруы.
- 1851 - В. С. Веселовскийдің Еуропалық Ресейдің алғашқы топырақ картасын құрастыруы және жариялауы.
- 1866 - Ф. Рупрех қара топырақтардың жер-өсімдік шығу тегі туралы теорияны жасады.
В. В. Докучаевтың еңбектері
Ол «Русский Чернозем» монографиясында топырақ туралытабиғи-тарихи дербес табиғи дене. Докучаев кандидаттық диссертациясын қорғау кезінде қара топырақтың көптеген топырақ түзілу факторларының әсерінен түзілетінін дәлелдеді. Бұл 1883 жылы 10 желтоқсанда болды және бұл күн Санкт-Петербургте топырақтану ғылымының ресми туған күні болып саналады.
Орыс топырақтану мектебін құру, сонымен бірге ауыл шаруашылығының қажеттіліктері үшін мамандар даярлау Докучаев үшін өмірлік мәселе болды. Оның әзірлемелері құрғақшылықпен күресу әдістерін қамтыды. Ауыл шаруашылығын жоғары деңгейге көтеруге тырысып, ол бүкіл Ресейдің экономикалық әл-ауқатын арттырды. Осы еңбегі үшін ол топырақтану ғылымының негізін салушы атағын алды. Докучаев шығармалары әртүрлі тілдерге аударылған.
В. В. Докучаевтың басқа жетістіктері:
- Топырақ жинақтары мен құрастырылған топырақ карталары үшін Чикаго мен Парижде өткен халықаралық көрмелерде алтын медаль алды.
- Ол шәкірті Н. М. Сибирцевпен бірге топырақтың зоналық және азоналдық таралу заңын жасады.
- Шетелде кеңінен қолданылатын топырақ картасын жасау әдістемесі әзірленді.
- Топырақта болып жатқан процестерді ұзақ мерзімді стационарлық зерттеуді бастады, оны шәкірті Г. Н. Высоцкий аяқтап, тереңдете түсті.
Басқа топырақтанушылар
- Б. А. Костычев (1845-1895). Ол топырақ агрономиясын, атап айтқанда қара топырақты зерттеуге зор үлес қосты. Ол азықтық шөптерді өсіру топырақтың құнарлылығын сақтауға және өнімділікке қол жеткізуге мүмкіндік беретінін дәлелдеді.үлкен өнім.
- Б. С. Коссович (1862-1915). Ол жеке топырақтар топырақ процесінің кезеңдері ғана деп ұсынды. Косович топырақтанудың химиялық, физикалық және агрономиялық мәліметтерін генетикалық топырақтану негіздерімен байланыстыруға тырысты. Бұл оған топырақ түзілуін сілтілеу немесе элювиальды процестерге негіздеуге мүмкіндік берді.
- Қ. К. Гедройц (1872-1932). Ол «Топырақтың химиялық анализі» зертханаларына арналған оқу құралын әзірледі, сонымен қатар топырақтағы коллоидтық процестерді егжей-тегжейлі зерттеп, нәтижесінде топырақтың сіңіру қабілеті туралы ілім пайда болды.
- Қ. Д. Глинка (1867-1927). Топырақтану ғылымының әртүрлі салаларында жұмыс істеді: топырақтың минералдық құрамын зерттеу, пайдалы қазбалардың үгілу процестерін зерттеу, ежелгі топырақтарды зерттеу және топырақ-географиялық зерттеулерді жүргізу.
- С. С. Неуструев (1874-1928). Топырақ географиясы бойынша лекциялардың бірінші курсының авторы.
- Б. Б. Полынова (1877-1952). Ол топырақтың тозудың қазіргі теориясының негізін қалады, сонымен қатар топырақ түзілудегі организмдердің жетекші рөлін тәжірибе жүзінде дәлелдеді.
Осы және басқа да көптеген ғалымдардың еңбектерінің арқасында Ресейде топырақтану ғылым ретінде қалыптасты. Көптеген ғылыми терминдер халықаралық лексикаға дәл орыс ғалымдарының (қара топырақ, подзол - подзол, т.б.) ұсынысымен енді.
Даму бағыттары
Кез келген басқа ғылым сияқты, қазіргі топырақтану екі үлкен блокқа біріктірілуі мүмкін бірнеше бөлімдерге сараланған: іргелі және қолданбалы. Іргелі (жалпы) топырақтанутопырақтың біртұтас табиғи дене ретіндегі ерекшеліктерін зерттеуге бағытталған. Қолданбалы (жеке) топырақтану адамның топырақты пайдалануының әртүрлі аспектілерін зерттеуге бағытталған.
Іргелі топырақтану тек топыраққа қатысты қарастырылатын келесі пәндерді қамтиды:
- морфология;
- топырақтар физикасы мен химиясы;
- топырақтану тарихы;
- топырақ биогеохимиясы;
- топырақтардың биологиясы мен зоологиясы;
- топырақ микробиологиясы;
- топырақ минералогиясы;
- топырақтардың географиясы мен картографиясы;
- топырақтың экологиялық қызметтері;
- топырақ гидрологиясы;
- топырақ энергиясы;
- топырақ құнарлығы;
- топырақ экологиясы;
- палеотопырақтану;
- деградация және топырақты қорғау;
- топырақтардың генезисі мен эволюциясы.
Топырақтың құрамын, құрылысын, қасиеттерін тікелей морфология, физика, химия, минералогия және биология ғылымдары зерттейді. Іргелі топырақтанудың география және систематика, топырақ экологиясы, топырақты бағалау және топырақ информатикасы сияқты тараулары жалпы географиямен бірге жер бетіндегі топырақтың кеңістікте таралуы мен табиғи әртүрлілігін зерттеуге қызмет етеді. Тарихи топырақтану топырақтың дамуы мен эволюциясын зерттеумен байланысты, оның пәндері топырақ генетикасы және палеосолология. Динамикалық топырақтану қазіргі топырақ режимдерінің қалыптасу процестерін зерттеуді қамтиды. Аймақтық топырақтану табиғатты ұтымды пайдаланудың ең құнды негізі болып табылады, өйткені тікелейүлкен аймақтардың топырақтарын зерттеумен байланысты.
Қолданбалы топырақтанудың бір бөлігі ретінде келесі бағыттар зерттеледі:
- ауылшаруашылық;
- орман;
- мелиорация;
- санитарлық;
- инженерлік;
- геологиялық (жертану);
- экологиялық;
- археологиялық;
- сот-медициналық;
- ландшафт және көгалдандыру;
- жерге орналастыру;
- топырақты бағалау және жер кадастры;
- қорғау топырақтану;
- топырақ агрохимиясы;
- топырақ агрофизикасы;
- биономика;
- топырақтануды оқыту.
Қолданбалы топырақтану агротопырақтануды ең құнды деп санайды, ол аумақтарды ұтымды ұйымдастыруды, ауыспалы егістерді таңдауды, өңдеу әдістерін таңдауды және топырақ құнарлығын арттыру жолдарын қамтиды. Мелиоративті топырақтану ғылымының да маңызы зор. Бұл техника мен технология, химия, биология және ауылшаруашылық технологиясы әдістерімен кешенді мелиорацияның теориялық негізі. Санитарлық топырақтануда әртүрлі қалдықтарды залалсыздандыру мәселелеріне, өсімдіктер мен жануарлардың аурулары географиясына байланысты ауқымды міндеттер бар.
Топырақ функциялары
- Жер бетінде өмір сүру мүмкіндігін қамтамасыз ету. Топырақ кез келген мемлекеттің басты байлығының бірі болып саналады, өйткені барлық азық-түлік өнімдерінің шамамен 90% оның бетінде және қалыңдығында өндіріледі. Топырақтың деградациясы егіннің жетіспеуімен және азық-түлік тапшылығымен тығыз байланысты, бұл елдерде кедейшілікке әкеледі. Қоректік тізбектің басы болып табылатын өсімдіктердің көпшілігі топырақтанмикроэлементтер мен минералдарды, биомассаны өсіруге арналған суды алады. Топырақ тіршіліктің салдары ғана емес, оның тіршілік етуінің шарты.
- Жер бетінде жүргізілетін заттардың геологиялық және биологиялық айналымдары арасындағы байланысты қамтамасыз ету.
- Атмосферадағы және гидросферадағы химиялық заттардың құрамын реттеу. Әртүрлі газдарды көп мөлшерде түзетін топырақ микроорганизмдерінің әсерінен – азот және оның оксидтері, оттегі, көміртек моно- және көмірқышқыл газы, метан, күкіртсутек және басқалары топырақ атмосфераның химиялық құрамына үлкен әсер етеді.
- Биосфералық процестерді реттеу. Тірі ағзалардың құрлықта таралуы, сонымен қатар олардың тығыздығы негізінен топырақтың географиялық ерекшеліктерімен анықталады. Оның гетерогенділігі, құнарлылығы мен климаттық факторларымен қатар, тіршілік ету ортасын, соның ішінде адамдарға да әсер етеді.
- Белсенді органикалық заттардың және онымен байланысты химиялық энергияның жинақталуы.
Топырақ түзілу факторлары
Топырақтанудың ғылым ретіндегі негізі – топырақ түзілу факторлары. Топырақ қазіргі кезде тау жыныстарының, организмдердің, климаттың, рельефтің және уақыттың күрделі қызметі болып табылатын жер қыртысының беткі қабатында құнарлылығы бар күрделі көп функциялы және көп компонентті ашық құрылымдық жүйе деп түсініледі. Осы бес фактор топырақ түзілу негізі болып табылады. Салыстырмалы түрде жақында тағы екі фактор қосылды: жер және топырақ сулары, сондай-ақ адам әрекеті.
Топырақ түзуші жыныстарды әдетте субстрат деп атайдытопырақ түзілу процесі тікелей жүреді. Олардың құрамында айналада болып жатқан химиялық процестерге инертті, бірақ топырақтың физика-механикалық қасиеттерін жасауда маңызды рөл атқаратын бөлшектер болады. Топырақ түзуші жыныстардың басқа құрамдас бөліктері өте оңай бұзылады, бұл топырақтың белгілі бір химиялық элементтермен байытылуына әкеледі. Топырақ түзуші тау жыныстарының құрылымы мен құрамы топырақ түзілуіне өте күшті әсер ететіні анық. Сондықтан топырақтанудағы «Геология негіздері» тарауы өте маңызды.
Өсімдіктер өздерінің тіршілік әрекеті барысында органикалық заттарды синтездеп, оларды топырақта ерекше түрде тарата алады. Тірі өсімдіктерде бұл тамыр массасы, ал өлі өсімдіктерде ауа бөлігі өсімдік қоқысы болып табылады. Бұл өсімдік қалдықтарының ыдырауы химиялық элементтердің топыраққа өтуіне әкеледі, бұл өз кезегінде оны біртіндеп байытады.
Микроорганизмдердің тіршілік әрекетінің арқасында биологиялық қалдықтар ыдырап, өсімдіктер сіңіретін қосылыстар синтезделеді. Микроорганизмдері бар өсімдіктер топырақтың әртүрлі типтерінің пайда болуына әкелетін белгілі бір кешендерді құрайды. Сонымен, қылқан жапырақты ормандарда қара топырақ ешқашан түзілмейді, ол үшін шалғынды және дала өсімдіктері қажет.
Топырақ түзілу және жануарлар ағзалары үшін маңыздылығы кем емес. Мысалы, жер өңдеушілер топырақты үнемі бұзады, бұл оның қопсытуына және араласуына ықпал етеді және бұл өз кезегінде жақсы аэрацияны және топырақ түзілу процесінің қарқынды дамуын қамтамасыз етеді. Топырақтың органикалық бөлігін олардың өнімдерімен байыту туралы ұмытпаңыз.өмір.
Мерзімді ылғалдау және кептіру, мұздату және еріту топырақ бетінде терең жарықтардың пайда болуына әкеледі. Бұл кезде топырақтың ауа алмасу процестері, демек, химиялық процестер бұзылады. Осылайша, топырақтану қоршаған ортада болып жатқан процестердің алуан түрлілігін түсіну маңызды ғылым болып табылады.
Топырақтануды кім және қайда оқиды?
Топырақтану жеке пән ретінде немесе басқа бір бөлім ретінде әр түрлі сала мамандарын даярлауда оқытылады. Көбінесе оқу орындарында топырақтану факультеті жоқ, бірақ оны географтар, биологтар немесе экологтар оқытады.
Қоршаған ортаны қорғау және оны тиімді пайдалану бағытында оқитын студенттердің топырақтану пәнін оқуы міндетті. Әсіресе, экономиканың топыраққа орасан зиян келтіруі мүмкін салаларында: мұнай және газ өндіру, металлургия, химиялық синтез және басқалар.
Бұл пән болашақ орман және орман шаруашылығы, ландшафттық дизайн, жерге орналастыру және кадастр, ауыл шаруашылығы және агрохимия, жер кадастры және басқа да көптеген мамандар үшін маңызды емес.
Мәскеу мемлекеттік университетінің факультеті
Ресейде мұндай топырақтану институты болмағанына қарамастан, Мәскеу мемлекеттік университеті бұл ғылымды зерттеу орталығы болып саналады. Ресейдің жоғары оқу орындарында топырақтануды оқыту және топырақтану кафедраларын ашу мәселесін алғаш рет В. В. Докучаев жылы көтеріп, негіздеді.1895 Бірақ кейін оның бұл ұсынысы орындалмады. Ал тек он жыл өткен соң, 1906 жылы оның қолдаушысы, басшысы. Мәскеу мемлекеттік университетінің агрономия кафедрасы А. Н. Сабанин физика-математика факультетінің, дәлірек айтсақ, оның жаратылыстану факультетінің студенттеріне топырақтануды оқытумен таныстырды. Топырақтану кафедрасы 1922 жылы агрономия кафедрасының негізінде пайда болды.
Университеттің ұзақ тарихында топырақтану кафедрасы әр жылдары физика-математикалық және топырақ-географиялық және геологиялық-топырақ, биологиялық-топырақ факультеттеріне қараған. Бүгінгі таңда Топырақтану факультеті университеттің дербес құрылымдық бөлімшесі болып табылады және оған 11 кафедра кіреді:
- Агрохимия.
- Топырақтар географиясы.
- Топырақ эрозиясы.
- Ауыл шаруашылығы.
- Топырақ химиясы.
- Топырақтану.
- Радиоэкология.
- Топырақтардың биологиясы.
- Топырақ физикасы.
- Топырақты бағалау.
- Агроинформатика.
Топырақтанушы мамандарды даярлау жоғары білімнің әртүрлі деңгейлерімен жүзеге асырылады: «топырақтану бакалавры» (оқу мерзімі 4 жыл), «маман топырақтанушы» (оқу мерзімі - 5 жыл) және «топырақтану магистрі» ғылым» (оқу мерзімі – 6 жыл).
Аспирантура
Мәскеу мемлекеттік университетінің топырақтану факультетінде 90-ға жуық болашақ ғалымдардың бір уақытта білім алуына мүмкіндік беретін аспирантура жұмыс істейді. Осы мақсатта факультетте «Топырақтану» мамандығы бойынша биология ғылымдарының докторларына, мамандығы бойынша биология ғылымдарының докторлары мен кандидаттарына ғылыми дәрежелер беру жөніндегі кеңестер құрылды.«Биогеохимия», «Топырақтану», «Агрохимия», «Микробиология» және «Агротопырақтану және агрофизика» мамандықтары бойынша биология ғылымдарының кандидаттары.
