מדע הקרקע הוא מדע המאפיינים של הקרקע, מבנהה, תכונותיה, הרכבה ותפוצתה הגיאוגרפית, דפוסי מוצאה והתפתחותה, תפקודה, משמעותה בטבע, שיטות ושיטות הטיוב, נבכי הגנה ושימוש רציונלי במהלך הפעילות הכלכלית. כיום, מדע הקרקע הופך במהירות ממדע תיאורי למדע אינסטרומנטלי; הוא עוסק לא רק במלאי של הטבע, אלא גם מחפש דרכים לנהל אותו.
דרישות מוקדמות להופעת מדעי הקרקע
אחת הסיבות העיקריות להופעתו של המדע הזה היא בעיית הרעב. כמות המזון הבלתי מספקת שגדלה על ידי האנושות קשורה למחסור באדמה, לשחיקת קרקע קטסטרופלית, למדבר ולירידה בפוריות. לא פחות חשוב הוא הצורך לקבל יותר תשואה משטח קטן יותר. כפתרון לבעיית גידול האוכלוסיה ופיתוח חקלאות באופן ספונטני נוצר מדע חדש -מדעי הקרקע.
על האדמה, כשכבה רופפת של האדמה, אדם פיתח רעיון עם תחילתה של החקלאות. אבל לעתים קרובות האדמה זוהתה עם שטח הפנים שעליו חי אדם. אבל אדמה היא מושג מורכב יותר שיש לו היבטים היסטוריים וסוציו-אקונומיים. למרות שהוא מתייחס למשאבי טבע, הוא כולל לא רק אדמה, אלא גם חלק מסוים משטח כדור הארץ, מיקום מסוים במרחב הגיאוגרפי, הוא בעל פוטנציאל סוציו-אקונומי.
היווצרות מדעי הבית
הפיתוח של מדעי הקרקע ברוסיה נספר בדרך כלל מרגע פתיחת האקדמיה למדעים בשנת 1725. לפי V. I. Vernadsky, M. V. Lomonosov צריך להיקרא מדען הקרקע הראשון. בכתביו הוא הראה בבירור את תפקידם של צמחים בהפיכת סלעים שונים לאדמה. כמו כן, היה זה לומונוסוב, כמייסד מדעי הקרקע, אשר הניח את היסודות לפיתוח תפיסה ביולוגית של הקרקע כמעין גוף הנוצר במהלך הטרנספורמציה של סלעים בהשפעת הצמחייה.
אבני דרך חשובות בהתפתחות המדע הן:
- 1779 - ההנחה של פ. פאלאס לגבי האדמה השחורה כסחופת ים שנותרה לאחר נסיגה של הים השחור והכספי.
- 1851 - אוסף ופרסום מאת V. S. Veselovsky של מפת הקרקע הראשונה של רוסיה האירופית.
- 1866 - פ. רופרך פיתח את התיאוריה של המקור היבשתי-צומח של הצ'רנוזמים.
Proceedings of V. V. Dokuchaev
במונוגרפיה שלו "Chernozem הרוסי" הוא כתב על אדמה כמוגוף טבעי עצמאי טבעי-היסטורי. במהלך ההגנה על עבודת הדוקטורט שלו, דוקוצ'ייב הוכיח שצ'רנוזם נוצר בהשפעת גורמים רבים של היווצרות אדמה. זה קרה ב-10 בדצמבר 1883, והיום הזה נחשב לתאריך הלידה הרשמי של מדעי הקרקע בסנט פטרסבורג.
יצירת בית הספר הרוסי למדעי הקרקע, ובמקביל הכשרת מומחים לצרכי החקלאות, הפכו לעניין חיים עבור דוקוצ'ייב. פיתוחיו כללו שיטות להתמודדות עם בצורת. בכל האמצעים בניסיון להעלות את החקלאות לרמה הגבוהה ביותר, הוא גם הגדיל את הרווחה הכלכלית של רוסיה כולה. על עבודתו זכה בתואר מייסד מדעי הקרקע. יצירותיו של דוקוצ'ייב תורגמו לשפות שונות.
הישגים אחרים של V. V. Dokuchaev:
- עבור אוספים של קרקעות ומפות קרקע שנאספו, הוא קיבל מדליות זהב בתערוכות הבינלאומיות בשיקגו ובפריז.
- יחד עם תלמידו N. M. Sibirtsev, הוא פיתח את חוק ההתפלגות האזורית והאזונית של קרקעות.
- פיתח מתודולוגיה למיפוי קרקע, שנמצאת בשימוש נרחב בחו"ל.
- החל במחקרים נייחים ארוכי טווח של תהליכים המתרחשים בקרקעות, שהושלמו והעמיקו על ידי תלמידו G. N. Vysotsky.
מדעני קרקע אחרים
- P. א. קוסטיצ'ב (1845-1895). הוא תרם תרומה משמעותית לחקר אגרונומיה של הקרקע, בפרט, צ'רנוזם. הוא זה שהוכיח שגידול עשבי מספוא מאפשר שמירה על פוריות הקרקע והשגתיבול גדול.
- P. ש' קוסוביץ' (1862-1915). הוא הציע שקרקעות בודדות הן רק שלבים בתהליך הקרקע. קוסוביץ' ניסה לקשר את הנתונים הכימיים, הפיזיקליים והאגרונומיים של חקר הקרקע עם היסודות של מדעי הקרקע הגנטיים. זה איפשר לו לבסס את היווצרות הקרקע על תהליכי שטיפה או תהליכי סחף.
- K. ק' גדלות (1872-1932). הוא פיתח מדריך למעבדות "ניתוח כימי של הקרקע", וכן חקר בפירוט את התהליכים הקולואידים בקרקע, שהביאו לתורת כושר הספיגה של קרקעות.
- K. ד גלינקה (1867-1927). עבד בתחומים שונים של מדעי הקרקע: חקר הרכב המינרלים של הקרקע, חקר תהליכי בליה של מינרלים, חקר קרקעות קדומות ועריכת מחקרים גיאוגרפיים של קרקע.
- S. ש' נויסטרויב (1874-1928). הוא המחבר של הקורס הראשון של הרצאות בנושא גיאוגרפיה של קרקע.
- B. B. Polynova (1877-1952). הוא הניח את היסודות לתיאוריה המודרנית של בליית קרקע, וגם הוכיח בניסוי את התפקיד המוביל של אורגניזמים ביצירת קרקע.
הודות לעבודתם של מדענים אלה ורבים אחרים, מדעי הקרקע כמדע נוצר ברוסיה. מונחים מדעיים רבים נכנסו ללקסיקון הבינלאומי בדיוק לפי הצעתם של מדענים רוסים (צ'רנוזם - אדמה שחורה, פודזול - פודזול וכו').
כיווני פיתוח
כמו כל מדע אחר, מדע הקרקע המודרני מובחן למספר חלקים שניתן לשלבם לשני בלוקים גדולים: יסודי ויישומי. מדעי הקרקע הבסיסיים (כלליים).נועד לחקור את מאפייני הקרקע כגוף טבעי יחיד. מדעי הקרקע היישומיים (פרטיים) שואפים לחקור היבטים שונים של השימוש האנושי באדמה.
מדעי הקרקע הבסיסיים כוללים את הדיסציפלינות הבאות שנחשבות אך ורק ביחס לקרקעות:
- מורפולוגיה;
- פיסיקה וכימיה של קרקעות;
- היסטוריה של מדעי הקרקע;
- ביוגאוכימיה של קרקע;
- ביולוגיה וזואולוגיה של קרקעות;
- מיקרוביולוגיה של הקרקע;
- מינרלוגיית קרקע;
- גיאוגרפיה וקרטוגרפיה של קרקעות;
- פונקציות אקולוגיות של הקרקע;
- הידרולוגיה של הקרקע;
- אנרגיית קרקע;
- פוריות הקרקע;
- אקולוגיה של הקרקע;
- paleosoil science;
- השפלה והגנה על קרקע;
- בראשית והתפתחות של קרקעות.
מורפולוגיה, פיזיקה, כימיה, מינרלוגיה וביולוגיה של קרקעות לומדים ישירות את ההרכב, המבנה והתכונות של הקרקע. חלקים כאלה של מדעי הקרקע הבסיסיים כמו גיאוגרפיה ושיטתיות, אקולוגיה של קרקע, הערכת קרקע ואינפורמטיקה של קרקע משמשים לחקר ההפצה המרחבית והמגוון הטבעי של הקרקע על פני כדור הארץ, יחד עם גיאוגרפיה כללית. מדעי הקרקע ההיסטוריים קשורים לחקר ההתפתחות והאבולוציה של הקרקע, הדיסציפלינות שלו הן גנטיקה של הקרקע ופליאוסולולוגיה. מדעי הקרקע הדינמיים כוללים את חקר תהליכי היווצרותם של משטרי קרקע מודרניים. מדע הקרקע האזורי הוא הבסיס היקר ביותר לניהול טבע רציונלי, שכן באופן ישירקשור לחקר קרקעות של אזורים גדולים.
כחלק ממדעי הקרקע היישומיים, נלמדים הכיוונים הבאים:
- agricultural;
- forest;
- reclamation;
- סניטרי;
- engineering;
- גיאולוגי (מדעי הקרקע);
- environmental;
- ארכאולוגי;
- forensic;
- נוף וגינון;
- ניהול קרקע;
- הערכת קרקע וקבר קרקע;
- מדעי הקרקע לשימור;
- אדמה אגרוכימיה;
- אגרופיזיקה של הקרקע;
- bionomics;
- למדת מדעי הקרקע.
מדעי הקרקע היישומיים מחשיבים את מדע האגרו-קרקע כבעל הערך הרב ביותר, הכולל ארגון רציונלי של שטחים, בחירת מחזור יבולים, בחירת שיטות גידול ודרכים להגברת פוריות הקרקע. מדעי הקרקע המשפרים גם הם חשובים. זהו הבסיס התיאורטי לשיפור מורכב בשיטות הנדסה וטכנולוגיה, כימיה, ביולוגיה וטכנולוגיה חקלאית. למדעי הקרקע התברואתית יש מגוון לא מבוטל של משימות הקשורות לבעיות של נטרול פסולת שונות, הגיאוגרפיה של מחלות צמחים ובעלי חיים.
פונקציות קרקע
- הבטחת האפשרות לחיים על פני כדור הארץ. האדמה נחשבת לאחד מהעושר העיקרי של כל מדינה, מכיוון שכ-90% מכלל מוצרי המזון מיוצרים על פני השטח שלה ובעובי שלה. השפלת הקרקע קשורה קשר בל יינתק עם כשל יבול ומחסור במזון, מה שמוביל לעוני במדינות. מהאדמה, רוב הצמחים, שהם תחילתה של שרשרת המזון,לקבל יסודות קורט ומינרלים, מים לגידול ביומסה. אדמה היא לא רק תוצאה של חיים, אלא גם תנאי לקיומם.
- הבטחת הקשר בין המחזור הגיאולוגי והביולוגי של חומרים המבוצעים על פני כדור הארץ.
- וויסות הרכב הכימיקלים באטמוספרה ובהידרוספירה. תחת פעולתם של מיקרואורגניזמים בקרקע, המייצרים גזים שונים בכמויות גדולות - חנקן ותחמוצותיו, חמצן, פחמן חד ופחמן דו חמצני, מתאן, מימן גופרתי ואחרים, לאדמה יש השפעה עצומה על ההרכב הכימי של האטמוספרה.
- וויסות תהליכים ביוספריים. תפוצת האורגניזמים החיים ביבשה, כמו גם צפיפותם, נקבעת בעיקר על פי המאפיינים הגיאוגרפיים של הקרקע. ההטרוגניות שלו, יחד עם פוריות וגורמי אקלים, משפיעה על בחירת בתי הגידול, כולל בני אדם.
- הצטברות של חומר אורגני פעיל ואנרגיה כימית קשורה.
גורמי היווצרות קרקע
הבסיס של מדעי הקרקע כמדע הוא גורמי היווצרות קרקע. קרקע כיום מובנת כמערכת מבנית פתוחה מורכבת רב-תכליתית ורב-רכיבית עם פוריות בשכבת פני השטח של קרום כדור הארץ, שהיא פונקציה מורכבת של סלעים, אורגניזמים, אקלים, תבליט וזמן. חמשת הגורמים הללו הם הבסיס להיווצרות הקרקע. שני גורמים נוספים נוספו לאחרונה יחסית: מי קרקע ואדמה, כמו גם פעילות אנושית.
סלעים יוצרי אדמה נקראים בדרך כלל המצע שעליותהליך היווצרות הקרקע מתרחש ישירות. הם מכילים חלקיקים שאינם פעילים לתהליכים הכימיים המתרחשים מסביב, אך ממלאים תפקיד חשוב ביצירת התכונות הפיזיקליות והמכניות של הקרקע. רכיבים מרכיבים אחרים של סלעים יוצרים אדמה נהרסים די בקלות, מה שמוביל להעשרת הקרקע ביסודות כימיים מסוימים. ברור שלמבנה והרכב הסלעים היוצרים אדמה יש השפעה חזקה ביותר על היווצרות הקרקע. לכן הסעיף "יסודות הגיאולוגיה" במדעי הקרקע חשוב ביותר.
צמחים במהלך פעילות חייהם מסוגלים לסנתז חומרים אורגניים ולהפיץ אותם באדמה בצורה מיוחדת. בצמחים חיים זוהי מסת השורש, ובצמחים מתים החלק האווירי הוא פסולת צמחים. הפירוק של שאריות צמחים אלו מוביל להעברת יסודות כימיים אל האדמה, אשר בתורו מעשירים אותה בהדרגה.
הודות לפעילות החיונית של מיקרואורגניזמים, שאריות ביולוגיות מתפרקות ותרכובות שנספגות בצמחים מסונתזות. צמחים עם מיקרואורגניזמים יוצרים קומפלקסים מסוימים המובילים להיווצרות סוגים שונים של קרקעות. לכן, ביערות מחטניים, צ'רנוזם לעולם לא יווצר, שעבורם יש צורך בצמחי אחו וערבות.
לא פחות חשוב להיווצרות קרקע ואורגניזמים של בעלי חיים. לדוגמה, עובדי עפר פורצים כל הזמן את האדמה, מה שתורם להתרופפותה ולערבוב שלה, וזה, בתורו, מספק אוורור טוב והתפתחות מהירה של תהליך יצירת הקרקע. אל תשכח את ההעשרה של החלק האורגני של האדמה עם המוצרים שלהם.החיים.
הרטבה וייבוש תקופתיים, הקפאה והפשרה גורמים להיווצרות סדקים עמוקים על פני הקרקע. במקביל, מופרים תהליכי חילופי האוויר של הקרקע, ומכאן התהליכים הכימיים. לפיכך, מדעי הקרקע הוא מדע שעבורו חשוב להבין את המגוון הגדול של תהליכים המתרחשים בסביבה.
מי לומד מדעי הקרקע ואיפה?
מדעי הקרקע כמקצוע פרטני או כמדור בתוך אחר נלמדים בהכשרת מומחים בתעשיות שונות. לעתים קרובות, למוסדות חינוך אין אפילו פקולטה למדעי הקרקע, אבל גיאוגרפים, ביולוגים או אקולוגים מלמדים זאת.
חובה ללמוד מדעי הקרקע על ידי סטודנטים הלומדים בתחומי הגנת הסביבה ושימוש רציונלי בה. במיוחד באותם מגזרים במשק שעלולים לגרום נזק קיצוני לקרקעות: הפקת נפט וגז, מתכות, סינתזה כימית ועוד רבים אחרים.
דיסציפלינה זו חשובה לא פחות עבור מומחים עתידיים בייעור וייעור, עיצוב נוף, ניהול קרקע וקדאסטר, חקלאות ואגרוכימיה, קדסטר קרקע ועוד רבים אחרים.
סגל באוניברסיטה הממלכתית של מוסקבה
למרות העובדה שאין ברוסיה מכון למדעי הקרקע ככזה, אוניברסיטת מוסקבה נחשבת בצדק למרכז המחקר של מדע זה. לראשונה, הנושא של הוראת מדעי הקרקע ופתיחת המחלקות למדעי הקרקע באוניברסיטאות רוסיות הועלה ונושם על ידי V. V. Dokuchaev ב-1895 אבל אז ההצעה הזו שלו לא התממשה. ורק עשור לאחר מכן, בשנת 1906, עמד תומכתו בראש. א.נ.סבנין, המחלקה לאגרונומיה של אוניברסיטת מוסקבה, הציגה את הוראת מדעי הקרקע לתלמידי הפקולטה לפיזיקה ומתמטיקה, או ליתר דיוק, המחלקה הטבעית שלה. המחלקה למדעי הקרקע הופיעה בשנת 1922 על בסיס המחלקה לאגרונומיה.
במהלך ההיסטוריה הארוכה של האוניברסיטה, המחלקה למדעי הקרקע השתייכה בשנים שונות לפקולטות הפיזיקליות והמתמטיות, ולפקולטות הקרקע-גיאוגרפיות, והגיאולוגיות-קרקעות והביולוגיות-קרקעות. כיום, הפקולטה למדעי הקרקע היא יחידה מבנית עצמאית של האוניברסיטה וכוללת 11 מחלקות:
- Agrochemistry.
- גיאוגרפיה של קרקעות.
- שחיקת קרקע.
- חקלאות.
- כימיה של קרקע.
- מדעי הקרקע.
- רדיואקולוגיה.
- ביולוגיה של קרקעות.
- פיזיקת קרקע.
- הערכות קרקע.
- Agroinformatics.
הכשרת מדעני קרקע מתקיימת ברמות שונות של השכלה גבוהה: "תואר ראשון במדעי הקרקע" (משך לימודים 4 שנים), "מדען קרקע מומחה" (משך לימודים - 5 שנים) ו"תואר שני בקרקע" מדע" (משך הלימודים - 6 שנים).
לימודי תואר שני
קורס לתואר שני עובד בפקולטה למדעי הקרקע של אוניברסיטת מוסקבה, ומאפשר לכ-90 מדענים עתידיים ללמוד בו-זמנית. לצורך כך הוקמו בפקולטה מועצות להענקת תארים אקדמיים לדוקטורים למדעי הביולוגיה בהתמחות "מדעי הקרקע", רופאים ומועמדים למדעי הביולוגיה בהתמחות."ביוגאוכימיה", מועמדים למדעי הביולוגיה בהתמחויות "מדעי הקרקע", "אגרוכימיה", "מיקרוביולוגיה" ו"מדעי האדמה והאגרופיזיקה".
