ПРЕДМЕТ І ЗМІСТ ҐРУНТОЗНАВСТВА. ЗВ

ПРЕДМЕТ І ЗМІСТ ҐРУНТОЗНАВСТВА. ЗВ’ЯЗОК ҐРУНТОЗНАВСТВА ІЗ ІНШИМИ НАУКАМИ. ЗНАЧЕННЯ ҐРУНТОЗНАВСТВА.

 

ПОНЯТТЯ ПРО ҐРУНТ

Ґрунт (від нім. Grund – земля, основа) — самостійне природно-історичне органомінеральне тіло, що виникло у поверхневому шарі літосфери Землі в результаті тривалого впливу біотичних, абіотичних і антропогенних факторів, має специфічні генетико-морфологічні ознаки і властивості, що створюють для росту і розвитку рослин відповідні умови.

Сучасна наука про ґрунти — ґрунтознавство  визначає ґрунт як складову частину педосфери разом з іншими біокосними тілами — ґрунтоподібними тілами (педолітами), ґрунтовими плівками, підґрунтовим ярусом біосфери. У докучаєвському генетичному ґрунтознавстві загальноприйнятим є субстанційно-функціонально-атрибутивне визначення, за яким ґрунт  — це складна поліфункціональна і полікомпонентна відкрита багатофазна структурна система в поверхневому шарі кори вивітрювання гірських порід, що володіє родючістю, і є комплексною функцією гірської породи, організмів, клімату, рельєфу та часу. Ґрунтова школа США має у цілому тотожне докучаєвській парадигмі визначення ґрунту, за яким ґрунт — це природне тіло, що складається з твердих (мінеральних і органічних) речовин, рідини і газів, утворюється на поверхні землі, має горизонтальне поширення і характеризується одним або двома послідовними горизонтами або шарами, які відрізняються від вихідного матеріалу в результаті накопичення, виносу, зміни і перетворення енергії та матерії і здатне підтримувати коріння рослин в природному середовищі. Світова реферативна база ґрунтових ресурсів (WRB) використовує ширший підхід, називаючи ґрунтом будь-який об’єкт, що формує частину епідерми Землі; у WRB ґрунт — це будь-який матеріал у межах 2 м від поверхні Землі, що контактує з атмосферою (за виключенням ділянок із суцільним льодом, водних тіл, глибших 2 м, живих організмів).

Ґрунт серед інших фізичних тіл Землі живої (організми) і косної (гірські породи та мінерали) природи займає особливе проміжне положення, будучи так званим «біокосним тілом природи». У його складі беруть участь як мінеральні, так і органічні речовини, у тому числі велика група специфічних сполук — ґрунтовий гумус. Невід’ємну частину ґрунту — його живу фазу — складають живі організми: кореневі системи рослин, тварини різного розміру, що живуть у ґрунті, величезна різноманітність мікроорганізмів. Але більш глибоке розуміння сутності ґрунту передбачає, що його основні ознаки не специфічні: ґрунт є біокосним тілом, але є і інші біокосні тіла; ґрунт є багатофазною системою, але є і інші багатофазні системи, включно із живою фазою; фактори, що називаються ґрунтоутворюючими, формують також і інші природні тіла; не тільки ґрунти володіють біопродуктивностю.

Протягом тисячоліть людина уявляла ґрунт як відносно пухкий поверхневий шар суші Землі, на якому ростуть рослини і який є засобом сільськогосподарського виробництва. Таке поняття ототожнювалось з терміном земля — ділянкою поверхні, на якій жила людина.

Наукове визначення цього терміна дав В. В. Докучаєв. На основі численних фактів, одержаних в процесі вивчення чорноземів Полтавщини, та їх логічного аналізу він запропонував під ґрунтом розуміти виключно лише ті денні або близькі до них   горизонти   гірських порід, які були більше або менше природно змінені взаєм­ним впливом води, повітря і різноманітних організмів — живих і мертвих. Він підкреслював, що ґрунти утворились шляхом надзвичайно складної взаємодії  місцевого  клімату,  рослинності і тваринних організмів, складу і будови материнських гірських порід, рельєфу місцевості і, нарешті, віку країни. Отже, ґрунт є продуктом взаємодії живої і неживої природи, особливим природноісторичним  тілом.  Тому  в сучасному ґрунтознавстві  найчастіше використовують таке визначення: ґрунт — самостійне природноісторичне, органомінеральне тіло, яке виникло внаслідок дії живих і мертвих організмів і природних вод на поверхневі горизонти гірських порід під впливом кліматичних факторів, рельєфу і гравітаційного  поля  Землі.

Основною властивістю ґрунту є родючість — здатність забезпечувати рослини поживними елементами, вологою, повітрям і теп­лом протягом вегетаційного періоду. Саме ця властивість відрізняє ґрунт від гірської породи. Всебічне вивчення родючості провів ві­домий ґрунтознавець В. Р. Вільямс. Він вказував, що поняття про ґрунт і його родючість нероздільні. Родючість — суттєва власти­вість, якісна ознака ґрунту, незалежна від ступеня його кількіс­ного прояву. Поняття про родючість ґрунту він протиставляє по­няттю про безплідний камінь або масивну гірську породу.

Таким чином, ґрунт як особливе природне тіло – це складна біомінеральна (біокосна) динамічна система, яка є комплексною функцією гірської породи, організмів, клімату, рельєфу, часу і якій властива родючість.

Ґрунт, як будь-яке природне тіло, має своє положення в просторі, об’єм і межі; як форма природного ресурсу представлений у вигляді ґрунтового покриву Землі.

З виробничої точки зору ґрунт є предметом і продуктом праці та засобом виробництва.

 

РОЛЬ ҐРУНТУ В ПРИРОДІ І ЖИТТІ ЛЮДИНИ

Ґрунтовий покрив знаходиться на межі взаємодії літосфери, атмосфери, гідросфери і біосфери. Одночасно він є ком­понентом біосфери. Це зумовлює його специфічну роль у цій склад­ній системі земних геосфер, його глобальні функції. Б. Г. Розанов (1988) виділяє п’ять глобальних функцій ґрунту.

1. Ґрунт забезпечує існування життя на Землі.  Майже всі живі організми суші одержують елементи мінерального живлення з ґрунту. Ґрунт є основою для закріплення вищих рослин, його населяють мікроорганізми, нижчі рослини, тваринні організми. Отже, ґрунт одночасно є наслідком і умовою його існування. В цьому полягає діалектична єдність біосферних процесів.

2. Ґрунт є сферою постійної взаємодії великого геологічного і малого біологічного кругообігу речовин на Землі. В ґрунті відбуваються процеси вивітрювання мінералів і гірських порід. Продукти вивітрювання частково виносяться атмосферними опадами в гідрографічну сітку, а звідти у Світовий океан, де вони утворюють осадові породи, які внаслідок тектонічних явищ можуть знову опинитись на поверхні Землі і зазнати вивітрювання. За такою схемою відбувається великий геологічний кругообіг речовин.

Одночасно водорозчинні елементи засвоюються з ґрунту рослинами  через ланцюг трофічних ланок знову повертаються в ґрунт. Так здійснюється малий біологічний кругообіг речовин.

3. Ґрунт здійснює регулювання біосферних процесів на Землі. Завдяки динамічному відтворенню родючості в ґрунті і на його поверхні підтримується висока насиченість живими організмами.

4. Ґрунт регулює хімічний склад атмосфери і гідросфери. Фізичні, хімічні і біологічні процеси, які відбуваються в ґрунті (дихання живих організмів, «дихання» ґрунту, міграція хімічних елементів), підтримують певний склад приземного шару атмосферно­го повітря та визначають хімічний склад континентальних вод.

5. Ґрунт здійснює акумуляцію активної органічної речовини і хімічної енергії. Основною формою органічної частини ґрунту і носієм енергії є гумус. За даними В. А. Ковди (1970), у трав’янистих ландшафтах суші запаси енергії в гумусовому горизонті ґрунту в 20 — 30 разів більші запасів енергії в рослинній біомасі. Акумульовані в ґрунті органічна маса і енергія економно витрачаються для підтримання життя і кругообігу речовин у природі.

Згідно з вченням В. М. Сукачова про біогеоценози, ґрунт є невід’ємним компонентом природних екологічних систем (екосистем), або біогеоценозів, з яких складається біосфера. Він входить до них як окрема підсистема, яка пов’язана з іншими підсистемами (рослини, тварини, атмосфера тощо) численними зв’язками. Отже, функціонування наземних екосистем неможливе без ґрунту.

В економічній сфері людського суспільства ґрунт набуває соціально-економічного поняття. У даному випадку ґрунт одночасно виступає як фізичне середовище, життєвий простір існування людей і як економічна основа, тобто основний засіб сільськогосподарського виробництва.

Народногосподарське значення ґрунту як основного засобу виробництва в сільському господарстві визначається його основною властивістю -родючістю.

Ґрунт є надбанням усього людства і тому всі люди Землі повинні раціонально використовувати і охороняти його для сучасного і майбутніх поколінь.

 

ҐРУНТОЗНАВСТВО ЯК НАУКА

Ґрунтознавство є самостійною галуззю природознавства. Як наукова дисципліна сформувалось у кінці XIX ст. завдяки працям видатних вчених В. В. Докучаєва, П. А. Костичева, М. М. Сибірцева, їхніх учнів і послідовників.

Виникнення наукового ґрунтознавства тоді було не випадковим. Його становленню сприяла прогресивна наукова атмосфера середини XIX – початку XX століть. У цей період бурхливо розвивалося природознавство, яке базувалось на еволюційних ідеях Ч. Лайєля в геології і Ч. Дарвіна в біології.

В історії наукового ґрунтознавства є період, який називають «золоте тридцятиліття» (1880—1910). У цей період класики російського ґрунтознавства разом з зарубіжними колегами — Є. Гільгердом (США), О. Зігмондом і П. Трейцем (Угорщина), Е. Романном (Німеччина) та іншими — розробили ряд положень наукового генетичного ґрунтознавства. Генетичного тому, що в його ос­нові лежить вчення про генезис — походження, розвиток і еволю­цію ґрунтів.

Основними положеннями  сучасного  ґрунтознавства  є:

– поняття про ґрунт як самостійне природно-історичне тіло, яке формується в часі і просторі під впливом факторів ґрунтоутворення;

– вчення про  фактори  ґрунтоутворення;

– концепція ґрунтоутворювального процесу як складного комплексу «елементарних» процесів;

– вчення про родючість ґрунту як його основну властивість, що забезпечує життя на Землі і є наслідком життя;

– поняття про сучасний ґрунтовий покрив як стадію в історії розвитку земної кори;

– принципи систематики  і  класифікації  ґрунтів;

– вчення про зональність ґрунтового покриву (ґрунтові зони і зональні типи ґрунтів);

– поняття  про  педосферу  як  специфічну геосферу  Землі.

У ґрунтознавстві застосовано системний підхід — ґрунт розглядається як складна система з великою різноманітністю внутрішніх і зовнішніх зв’язків. У таких системах зміна одного фактора зумовлює зміни багатьох інших.

На основі системного підходу було сформульовано уявлення про ієрархічні рівні структурної організації ґрунту: атомарний, молекулярноіонний, елементарних часток, агрегатний, ґрунтових горизонтів, ґрунтового профілю, ґрунтового покриву.

Важливе значення в розвитку ґрунтознавства мало твердження В. В. Докучаєва про те, що ґрунт є дзеркалом ландшафту. Склад, властивості і ознаки ґрунту є відображенням сукупної дії як сучасного комплексу факторів ґрунтоутворення, так і минулого їх стану. Ґрунт є закодованою історією ландшафту і його сучасного стану.

В. А. Ковда та його школа обґрунтували і розвинули концепцію ґрунту як компонента біосфери. Згідно з даною концепцією ґрунт вивчають як елемент ґрунтового покриву, як компонент біосфери і як підсистему в екологічних системах. Такий підхід до ґрунту дав змогу ефективно провести дослідження з проблем біологічної продуктивності суші та зрозуміти механізми функціонування природних екологічних систем.

 

МЕТОДИ ВИВЧЕННЯ ҐРУНТУ

         Основним методом всіх ґрунтових досліджень є профільно-морфологічний метод. Він вимагає вивчення ґрунту в ґрунтовому розрізі з поверхні на всю глибину його товщі, послідовно, по генетичних горизонтах включно з материнською породою. Метод є ефективним способом пізнання властивостей ґрунту за морфологічними ознаками: глибиною й послідовністю залягання горизонтів, забарвленням, гранулометричним складом, структурою, складенням, новоутвореннями, включеннями тощо. Він є найголовнішим при проведенні польових ґрунтових досліджень і складає основу польової діагностики ґрунтів.

Відповідно до національного стандарту України ДСТУ 4288:2004 повна назва ґрунту (тип, підтип, рід, вид, різновид, розряд) визначається згідно з національною класифікацією за «Польовим визначником ґрунтів»

При визначенні стану родючості ґрунтів, під час моніторингу та агрохімічної паспортизації земель сільськогосподарського призначення і створення ґрунтово-агрохімічних баз даних класифікаційну належність ґрунту визначають згідно з ДСТУ 4362:2004

Ґрунтознавство як самостійна галузь природознавства має свої методи дослідження. Основні з них розробив В. В. Докучаєв.

1. Порівняльно-географічний метод ґрунтується на залежності будови, складу і властивостей ґрунту від сукупної дії факторів ґрунтоутворення. В. В. Докучаєв зазначав, що зміна факторів ґрунтоутворення зумовлює зміну властивостей ґрунту. На основі цього він зробив висновки:

а) якщо фактори ґрунтоутворення на різних територіях однакові, то і ґрунт буде однаковий;

б) вивчивши фактори, можна передбачити, яким буде ґрунт на даній території.

Суть методу полягає в тому, що на даній території одночасно вивчають весь комплекс факторів ґрунтоутворення і детально самі ґрунти (їх будову, морфологічні ознаки, хімічний склад, фізико-хімічні властивості тощо). В результаті встановлюється залежність ознак або властивостей ґрунту від дії того або іншого фактора, від зміни факторів.

2. Метод стаціонарних досліджень полягає в систематичному спостереженні за будь-яким «елементарним» процесом у ґрунті, наприклад: зміна вмісту гумусових речовин протягом року, мігра­ція хімічних елементів за профілем ґрунту тощо. На основі добутих даних встановлюють залежність морфологічних ознак і властивостей ґрунту від дії окремих факторів або їх сукупного впливу. Тому цей метод уточнює і доповнює дані, добуті під час порівняль­но-географічних досліджень.

3. Профільний метод застосовують у всіх ґрунтових досліджен­нях. За цим методом ґрунт вивчають від поверхні на всю глибину до ґрунтоутворювальної породи. При цьому на профілі визначають межі генетичних горизонтів і описують їх морфологію.

4. Метод ключів, або опорних ділянок, дає змогу вивчати і наносити на карту ґрунти значних територій за порівняно короткий час і з незначними витратами коштів і матеріальних ресурсів.

Крім того, в ґрунтознавстві застосовують ряд інших методів, а саме: порівняльно-історичний, ґрунтових монолітів, ґрунтових лізиметрів, ґрунтово-режимних спостережень, балансовий, ґрунтових витяжок, аерокосмічний, радіонуклідний, експедиційний.

 

ЗВ’ЯЗОК ҐРУНТОЗНАВСТВА З ІНШИМИ НАУКАМИ ТА ЙОГО ОСНОВНІ РОЗДІЛИ

         Датою заснування сучасного наукового генетичного ґрунтознавства є 1883 р., коли вийшла з друку праця В. В. Докучаєва «Російський чорнозем». За сто років докучаївське ґрунтознавство перетворилося на розвинену галузь природознавства. Це було досягнуто завдяки правильній методології та фундаментальним методам дослідження, спираючись на які розвивалась дана наука. Протягом всієї історії свого становлення теоретичне ґрунтознавство було тісно пов’язане з фізико-математичними, хімічними, біологічними, геологічними і географічними науками.

На основі наукових розробок вчених ґрунтознавців, біологів, фізиків і хіміків виникли такі розділи ґрунтознавства: мінералогія ґрунтів, геохімія ґрунтів, геохімія ландшафтів, фізика ґрунтів, хімія ґрунтів, біохімія ґрунтів, мікробіологія ґрунтів, зоологія ґрунтів, фізична і колоїдна хімія ґрунтів. Вивчення закономірностей просторового поширення ґрунтів зумовило виникнення самостійної наукової дисципліни — географії ґрунтів.

Ґрунтознавство як теоретична наука успішно розвивалось ще й тому, що воно з початку свого становлення вирішувало конкретні завдання для потреб ряду галузей народного господарства. Внаслідок цього сформувались прикладні галузі ґрунтознавства: агроґрунтознавство, агрохімія, агрофізика, меліоративне, лісове, медичне, військове, будівельне ґрунтознавство.

 

ЗНАЧЕННЯ ҐРУНТОЗНАВСТВА ДЛЯ ФІЗИЧНОЇ ТА ЕКОНОМІЧНОЇ ГЕОГРАФІЇ

Одним з основних напрямів фізичної географії XX ст. є ландшафтознавство — вивчення природних комплексів. У науковому ландшафтознавстві провідним є вивчення структури ландшафтів, тобто виявлення взаємозв’язків між їх компонентами і морфологічними частинами. Компонентами ландшафту є гірські породи, вода, ґрунти, рослинний і тваринний світ, клімат, рельєф, повітряні маси, людина. Отже, одним з головних джерел сучасного вчення про ландшафти є генетичне ґрунтознавство. Вивчаючи фактори ґрунтоутворення (материнську породу, клімат, живі організми, рельєф), які одночасно є компонентами ландшафту, ґрунтознавство збагачує знання про ландшафти. Отже, ґрунтознавство в своїй основі є географічною наукою.

Крім того, ґрунт як компонент ландшафту одночасно є його показником – є дзеркалом ландшафту. Цей вислів, дещо в іншій формі, належить В. В. Докучаєву. Він першим вказав, що ґрунт — дзеркало навколишнього середовища. Пізніше Б. Б. Полинов, який разом з В. В. Докучаєвим вважається засновником ландшафто­знавства, перефразував вираз свого вчителя у вираз «ґрунт — дзеркало ландшафту». Проте цей афоризм не можна розуміти буквально. По-перше, ґрунт дзеркало не лише сучасного, а й минулих ландшафтів; по-друге — це метафора, мається на увазі відповідність. Ґрунт відповідає даним умовам. Ця концепція ґрунтується на тому, що ґрунт є наслідком розвитку з материнської породи під впливом певної сукупності факторів ґрунтоутворення. Наслідки конкретного генезису фіксуються в будові, складі і властивостях даного ґрунту.

На цій відповідності базується вивчення ґрунтів у природі, вона відіграє важливу роль у картографуванні ґрунтів.

Таким чином, ґрунт як компонент ландшафту є важливою ознакою цілісності цієї природної системи, елементом, без якого існування ландшафту неможливе. Ґрунт визначає тип рослинності і одночасно залежить від неї, а взаємодія цих елементів І зумовлює характерні риси даного ландшафту.

Ґрунт вважають серцевиною ландшафту. Він регулює ландшафт, запобігає його зникненню, бере участь у його відновленні після руйнування стихією або людиною.

Ґрунтознавство в цілому і географія ґрунтів зокрема мають важливе значення в розвитку економічної і соціальної географії.

Економічна характеристика окремих країн, регіонів, історичних районів неможлива без знання ґрунтового покриву і рівня його родючості. Пояснення процесів міграції населення по території ма­териків, причин виникнення і зникнення держав, соціальних суперечок тією чи іншою мірою базуються на відомостях про ґрунти на даних територіях.

 

СТРУКТУРНІ РІВНІ ОРГАНІЗАЦІЇ ҐРУНТУ

Структурні рівні організації ґрунту:

– ґрунтовий покрив;

– ґрунтовий індивідуум;

– ґрунтовий горизонт;

– морфон (структурні окремості, різні включення і новоутворення);

– рівень елементарних ґрунтових частинок;

– молекулярно-іонний рівень;

– атомарний рівень.

Ґрунтовий покрив формується окремими елементарними ґрунтовими ареалами, кожен з яких включає ряд однакових ґрунтових індивідуумів.

Ґрунтовий індивідуум (педон — за термінологією ґрунтової школи США) — це мінімальний об’єм ґрунту, горизонтальні розміри якого досить великі, щоб мати повний спектр варіабельності співвідношень генетичних горизонтів, відповідний мінімальній горизонтальній неоднорідності ґрунту за діагностичними ознаками. Площа ґрунтових індивідуумів коливається приблизно від одного до десяти метрів у залежності від природи мінливості ґрунту. Ґрунтовий індивідуум — одиниця відбору зразків.

Елементарний ґрунтовий ареал (поліпедон — за термінологією ґрунтової школи США) — це одиниця ґрунтового покриву, що відноситься до однієї класифікаційної одиниці найбільш низького таксономічного рангу, що займає простір, з усіх боків обмежений іншими елементарними ґрунтовими ареалами або неґрунтовими тілами. Поліпедон має деякі характеристики, такі як форма, перехідні окраїни і природні межі, якими не володіє який-небудь один з його компонентів — педон. Елементарний ґрунтовий ареал або поліпедон — одиниця класифікації ґрунтів і, одночасно, ґрунтово-географічна одиниця.

Основною ознакою ґрунтового індивідууму і ґрунту взагалі є профіль ґрунту, його характерний вигляд, будова, властивості. Відмінності в ґрунтовому профілі — це розходження між різними ґрунтами, складовими ґрунтового покриву планети. Ґрунтовий профіль — це певне поєднання генетичних горизонтів в межах ґрунтового тіла (педону або поліпедону), специфічне для кожного типу ґрунтоутворення в усіх особливостях його прояву.

Генетичні ґрунтові горизонти — це сформовані в процесі ґрунтоутворення однорідні, зазвичай паралельні земній поверхні шари ґрунтового профілю, що розрізняються між собою за морфологічними ознаками, складом і властивостями.

 

МОРФОЛОГІЧНА ОРГАНІЗАЦІ ҐРУНТУ

Ґрунт — це ієрархічно побудована природна система, що складається з морфологічних елементів різного рівня (генетичні горизонти, структурні окремості, новоутворення, включення, пори), які відрізняються зовнішніми властивостями — морфологічними ознаками. Зовнішні особливості ґрунту, розкритих ґрунтовим розрізом, є так званими морфологічними ознаками ґрунту.           

Найбільш важливі з них:

– будова ґрунту,

– складення ґрунту,

– забарвлення ґрунту,

– структура ґрунту,

-новоутворення та включення.

Будова ґрунту — специфічне для кожного ґрунтового типу сполучення генетичних горизонтів, внутрігоризонтних і позагоризонтних утворень, що становить в цілому ґрунтовий профіль.

Складення ґрунту — фізичний стан ґрунтового матеріалу (в профілі ґрунту в цілому або її окремого горизонту, або мікроскладення), обумовлене взаємним розташуванням і співвідношенням в просторі твердих часток і пов’язаних з ними пор (щільність, пористість).  

Структура ґрунту — взаємне розташування в ґрунтовому тілі структурних окремостей (агрегатів або педів) певної форми і розмірів.

Новоутворення в ґрунті — морфологічно оформлені виділення і скупчення речовини в ґрунтовому матеріалі, що відрізняються від основи ґрунтового матеріалу складом і складенням та є наслідком ґрунтоутворювального процесу.

 Включення в ґрунті — випадкові органічні або мінеральні тіла або предмети, генетично не пов’язані з ґрунтовими процесами.

 

ЕКОЛОГІЧНІ ФАКТОРИ ҐРУНТІВ

Виділяють дві групи функцій, що виконують ґрунти у біосфері: глобальні та біогеоценотичні

Глобальні екологічні функції ґрунтів:

–         ґрунт є середовищем для розвитку і еволюції життя на Землі. В одному грамі ґрунту можна нарахувати один мільярд бактеріальних клітин; амеб і жгутиконосців до мільйона особин, інфузорій — 1000. У верхньому шарі родючого ґрунту біомаса бактерій може становити 400–5000 кг/га[5] [6].

–         ґрунт забезпечує великий геологічний і малий біологічний кругообіг речовин на земній поверхні. В ґрунті акумулюються біогенні елементи, він їх накопичує і перешкоджає швидкому виносу в гідросферу.

–         ґрунт регулює хімічний склад атмосфери і гідросфери. Ґрунти постійно обмінюються газами з приземним шаром тропосфери, поглинають кисень і віддають вуглекислий та інші гази. Ґрунтове “дихання“ разом з фотосинтезом і диханням живих організмів підтримують постійний склад атмосфери. Ґрунт є фактором формування сольового складу Світового океану.

–         ґрунт є фактором біопродуктивності наземних екосистем. Ґрунт регулює біосферні процеси, зокрема, густоту живих організмів на земній поверхні. Ґрунт має певні властивості, які обмежують життєдіяльність деяких груп організмів. Дуже сухий або дуже вологий; кислий або лужний, бідний елементами живлення або родючий ґрунти, взаємодіючи з кліматом, регулюють розселення різних видів, популяцій, їх густоту та інші параметри життєдіяльності організмів.

–         ґрунт є акумулятором необіогенної неживої речовини (гумусу) і зв’язаної з ним хімічної енергії, арена трансформації та передачі в глибокі шари літосфери палеобіогенної речовини.

Ґрунт є найважливішим компонентом біогеоценозів і виконує в ньому біогеоценотичні функції. Ґрунт це умова існування і еволюції організмів:

–         життєвий простір, житло і притулок, механічна опора, депо насіння;

–         джерело елементів живлення; депо вологи, елементів живлення та енергії; стимулятор та інгібітор біохімічних та інших процесів;

–         адсорбатор речовин із атмосфери і ґрунтових вод;

–         сигнал для сезонних та інших біологічних процесів, пусковий механізм для деяких сукцесій;

–         регулятор чисельності, складу і структури біоценозів;

У ґрунті акумулюються і трансформуються речовини і енергія, що знаходиться чи поступає до нього. Ґрунт виконує санітарні функції. Ґрунт є буфером і захисним біогеоценотичним екраном.

                                  

КОРОТКИЙ НАРИС ІСТОРІЇ ҐРУНТОХНАВСТВА

Перші відомості про ґрунт з’явились у глибоку дав­нину і пов’язані з виникненням і розвитком землеробства. Проте протягом кількох тисячоліть розвитку цивілізації відбувалось ли­ше накопичення фактичного матеріалу про властивості ґрунтів, які передавались від покоління до покоління.

Розвиток ґрунтознавства, як і будь-якої іншої науки, відбував­ся під впливом потреб людського суспільства, розвитку і зміни суспільних формацій, розвитку культури, стану суміжних наук тощо. Крім того, розвиток науки підпорядкований загальним за­конам пізнання — від простого до складного, від зовнішнього і ви­падкового до глибоких внутрішніх закономірностей.

Офіційною датою народження сучасного ґрунтознавства є 10 грудня 1883 року. В цей день у Петербурзькому університеті В. В. Докучаєв блискуче захистив докторську дисертацію «Російський чорнозем», в якій були сформульовані головні теоретичні концепції нової науки. Стало загальновизнаним, що цією працею В. В. Докучаєв здійснив революцію в знаннях про ґрунт і започаткував сучасне генетичне ґрунтознавство як самостійну природ­ничу науку.

Щоб зрозуміти значення «Російського чорнозему» і наступних праць В. В. Докучаєва, слід ознайомитись з уявленням про ґрунт і змістом ґрунтознавства в додокучаєвський період.

Автор фундаментальної праці «История почвоведения от времени его зарождения до наших дней» І. А. Крупенников виділяє такі головні етапи розвитку ґрунтознавства:

1. Накопичення розрізнених фактів про властивості ґрунтів, їх родючість і засоби обробітку (неоліт, бронзовий вік). Це відбу­валось 11—10 тис. років до нової ери, коли зароджувалось землеробство. В той час людина могла відрізнити одну ділянку від іншої за рівнем родючості і відшукати примітивний спосіб його обробітку.

2. Відособлення первинної системи використання ґрунтів для зростання землеробства, поява способів боротьби з засоленням ґрунтів, примітивний кадастр земель (Єгипет, Месопотамія, Індостан, Китай, Месоамерика). Даний період тривав кілька тисячоліть до нової ери і притаманний землеробській культурі епохи рабовласництва. Протягом цього періоду людина навчилась будувати зрошувальні і осушувальні системи, набула великого досвіду в землеробстві, її знання про ґрунт стали більш повними. Ці знання почали оформляти у вигляді записів. Так, до наших днів зберігся законодавчий акт вавилонського царя Хаммурапі «Кодекс Хаммурапі», в якому регламентувались земле- і водокористування. Відомості про різноманітність ґрунтів та особливості їх використання вияв­лено на єгипетських папірусах і стелах та вавилонських глиняних табличках.

3. Первинна систематизація відомостей про ґрунти (Феофраст, Катон, Пліній Старший), спроба їх класифікувати (Колумелла), перші спроби удобрення ґрунту (Варрон); загальна географія ґрунтів у працях Геродота і Страбона; введення уявлення про ґрунти в філософські (Лукрецій Карр) і релігійні концепції (IV ст. до н. е.— IV ст. н. е.).

У цей період багато фактів і спостережень про ґрунти було зафіксовано у філософських трактатах Греко-Римської цивілізації. Особливо популярними були трактати Катона, Варрона, Вергілія і Колумелли. Колумелла в трактаті «Про сільське господарство» навів широкі відомості того часу про ґрунт і землеробство. Даний трактат вважається першою в світі сільськогосподарською енциклопедією, а його автора інколи називають «Докучаєвим ан­тичного світу».

4. Опис ґрунтів як земельних угідь для встановлення феодальних повинностей та привілеїв; «Писцовьіе книги» в Росії, оцінка ґрунтів у Литві, Білорусі і в Україні (VI—XVI ст.). Для цього періоду характерний застій у розвитку наук. Нових відомостей про ґрунт та його властивості було зібрано мало. В той час було багато описано ґрунтів різних територій, на основі чого їм давалась якісна оцінка. У багатьох країнах Європи офіційно були введені земельні кадастри.

5. Знання про ґрунти в епоху Відродження; агрономічні трактати Альберта Великого, Петра Кресценція; ґрунти в уявленні Абу Ібн Сіни (Авіценни), Леонардо да Вінчі про утворення ґрунтів під впливом рослинності; перші відомості про роль солей ґрунту в живленні рослин — Бернар Паліссії (XV—XVII ст.).

6. Зародження сучасних поглядів на родючість і її зв’язок з гірськими породами — Н. Валлеріус у Швеції, Ломоносов у Росії; посилення ролі ґрунту в агрономічних творах (XVIII ст.).

Велике значення в збагаченні знань про ґрунти мала праця німецького вченого Н. А. Кюльбеля «Книга про родючість ґрунту» (1740). У ній, зокрема, була обґрунтована гіпотеза водного живлення рослин. Помітною подією даного періоду були ідеї французького вченого А. Тюрго щодо економічної оцінки землі та його обґрунтування «Закону спадної родючості ґрунту». У другій половині XVII ст. з’явились нові ідеї про походження ґрунтів у пра­цях російських вчених: М. В. Ломоносова, П. С. Палласа та І. А. Гольденштедта. Шведський вчений Н. Валлеріус, вивчаючи гумус ґрунту, висунув гіпотезу гумусового живлення рослин (1761).

7. Розширення і поглиблення ґрунтових досліджень і їх уза­гальнення, гумусова теорія живлення рослин (Н. А. Кюльбель, А. Теєр, І. М. Комов, М. Г. Павлов); відкриття Ю. Лібіхом мінерального живлення рослин (засвоєння «солей» ґрунту); початок великої дискусії про чорноземи; перші ґрунтові і агрогеологічні карти; геологічне ґрунтознавство в Німеччині та інших країнах; вчення про родючість ґрунту та його трактовка (кінець XVIII – середина XIX ст.).

По суті це період розвитку аерогеології і агрікультурхімії в країнах Західної Європи.

На кінець XVIII ст. була доведена необґрунтованість теорії водного живлення. На початку XIX ст. німецький вчений А. Д. Теєр висунув гумусову теорію живлення рослин, згідно з якою рослини живляться лише органічними речовинами і водою. Він був одним із засновників агрономії в Німеччині і організатором першого вищого навчального закладу. Відомими вченими в той пе­ріод були М. Є. Вольні, Г. Деві, М. Г. Павлов, Й. Я. Берцеліус, Ю. Лібіх, Ж. Б. Буссенго. їх по праву вважають засновниками аг­рохімії, які сформулювали основні принципи агрікультурхімії. Представники цього напрямку сприймали ґрунт як джерело елементів живлення, як суміш мінеральних і органічних сполук, як середовище, в якому розвиваються коріння рослин. Під ґрунтом вони розуміли лише орний горизонт, який був об’єктом їхніх досліджень. В основу класифікації ґрунтів вони поклали якість. За класифікацією агрікультурхіміків ґрунти поділялись на хороші, середні, погані, вівсяні, пшеничні, картопляні тощо.

Велике наукове і практичне значення мала робота Ю. Лібіха «Хімія в застосуванні до землеробства і фізіології» (1840), в якій він критикував гумусову теорію і сформулював теорію мінераль­ного живлення рослин. Ґрунт почали вважати за гірську породу, її стали вивчати геологи. Внаслідок цього виник агроґеологічний напрямок у ґрунтознавстві (роботи Ф. А. Фаллау, Г. Беренд, Ф. Ріхтгофен та ін.).

У 1837 р. К- Шпренгель вперше застосував слово «ґрунтознавство».

У цей період з’являються перші карти ґрунтів великих територій. В Росії перша карта була складена у 1851 р. під керівництвом К. С. Веселовського, друга — у 1879 р. під керівництвом В. І. Чаславського.

Незважаючи на значні досягнення даного періоду у вивченніґрунтів, вчені залишались на позиціях старих уявлень про ґрунт як мертве середовище для життя рослин.

8. Створення теоретичного ґрунтознавства, докази найважливіших його концепцій: ґрунт — самостійне тіло природи, яке має профільну будову; родючість – його основна властивість; вчення про ґрунтові типи, їх генезис і еволюцію; класифікація ґрунтів; ґрунт і ландшафт; закони зональності (В. В. Докучаєв, . М. М. Сибірцев, П. А. Костичев, В. Р. Вільямс, Є, В. Гільгард, П. Трейтц, Г. М. Мургоч та ін.) (кінець XIX — початок XX ст.). В чому ж суть наукової революції, здійсненої В. В. Докучаєвим?

По-перше, він показав, що ґрунт є самостійним природно-історичним тілом, яке розвинулось з гірської породи під впливом сукупної дії факторів ґрунтоутворення. Ґрунт як самостійне при­родне тіло має свою будову, свої властивості, свій генезис, вік і закономірне поширення на поверхні земної кулі.

По-друге, В. В. Докучаєв сформулював основні теоретичні кон­цепції генетичного ґрунтознавства, про які було сказано вище (вчення про ґрунт як самостійне природне тіло, вчення про фак­тори ґрунтоутворення, вчення про зональність ґрунтового пок­риву).

По-третє, ним розроблені і освоєні методи ґрунтових дослід­жень:  порівняльно-географічний,  профільно-морфологічний та ін. По-четверте, він заклав основи сучасної картографії ґрунтів. По-п’яте, дав наукову класифікацію ґрунтів, основану на ге­нетичному принципі.

Життя і наукова діяльність В. В. Докучаєва тісно пов’язана з Україною. Обстежуючи чорноземну смугу, він провів два літа на її території. Крім ґрунтового покриву він вивчав рельєф, гео­логію, заплави річок. Тут він здійснив шість маршрутів, які пере­тинали у різних місцях лівобережну і правобережну Україну з півночі на південь. У його книзі «Російський чорнозем» (1885) опису цього регіону присвячена III глава.

З 1888 по 1894 р. В. В. Докучаєв очолює Полтавську експеди­цію, у складі якої працюють В. І. Вернадський, Г. М. Висоцький, Г. І. Танфільєв. Були проведені глибокі дослідження ґрунтів, рос­линності і геології Полтавської губернії. Результати досліджень стали основою для розробки теоретичних і практичних питань сільськогосподарського ґрунтознавства, геоморфології, фізичної географії. У Полтавському краєзнавчому музеї створена експо­зиція, на якій представлені зразки ґрунту і особисті речі В. В. До­кучаєва.

У 1892 р. він організовує дослідні станції поблизу Старобельська (сучасна Луганська обл.) і Велико-Анадольська (сучасна Донецька обл.) з метою дослідження ґрунтів, проведення метеорологічних спостережень та дослідів по захисному лісорозведен­ню та регулюванню водного режиму ґрунту.

Життю і науковій діяльності В. В. Докучаєва присвячена ве­лика кількість робіт на багатьох мовах світу. Його ім’я згаду­ється в десятках національних і спеціальних енциклопедій, в т. ч. у «Міжнародних персоналіях» та у «Всесвітній історії наук». Ба­гато іноземних авторів дають високу оцінку науковій діяльності В. В. Докучаєва в підручниках, монографіях та інших працях з ґрунтознавства. Багато праць В. В. Докучаєва неодноразово дру­кувались на багатьох мовах світу.

Варто відзначити, що В. В. Докучаєв в своїй науковій діяль­ності і в своїх поглядах на ґрунт мав прихильників. Навколо ньо­го згуртувалась і виросла ціла школа ґрунтознавців, які увій­шли до списку видатних вчених (М. М. Сибірцев, Г. М. Висоцький та ін.).

Ціла плеяда учнів В. В. Докучаєва внесла значний вклад та­кож в розвиток інших галузей природознавства. Серед них В. І. Вернадський — мінеролог, основоположник геохімії; Ф. Ю. Левінсон-Лессінг — петрограф; географи та геоботаніки А. М. Краснов і Г. І. Танфільєв; В. П. Амалицький — геолог і па­леонтолог; К- Д. Глінка — академік, ґрунтознавець; П. В. Стоцький — перший редактор журналу «Почвоведение», заснованого у 1899 р.; Г. Ф. Морозов — засновник сучасного вчення про ліс; ака­деміки Л. І. Прасолов, Б. Б. Полинов та ін.

Праці В. В. Докучаєва та його учнів швидко поширились в Росії і за її межами. Ідеї Докучаєва стимулювали наукові дос­лідження в галузі природознавства. Його пріоритет у створенні генетичного ґрунтознавства був незаперечним.

В той самий період вчені інших країн також провели важливі дослідження в галузі ґрунтознавства.

Німецький геолог і географ Ф. Ріхтгофен виділив на земній поверхні області формування ґрунтоутворюючих порід.

Видатний американський ґрунтознавець Є. Гільгард (1833— 1916) вважав, що провідна роль у ґрунтоутворенні і вивітрюванні належить кліматичним факторам. Пізніше він дійшов висновку, що на ґрунтоутворення впливають також материнська порода, ре­льєф і рослинний покрив. Отже, Е. Гільгард був близько до пра­вильного розуміння процесу ґрунтоутворення.

Велику роль в історії ґрунтознавства відіграв німецький ґрун­тознавець Е. Романи (1853—1926), який в кінці XIX ст. стояв на позиціях генетичного ґрунтознавства. Він відкрив тип бурих лі­сових ґрунтів, поширених у Західній Європі під широколистяними лісами, широко використовував праці докучаєвської школи. В од­ній із своїх праць (1911) він писав: «Доведеться вчитися російсь­кій мові тим ґрунтознавцям, які хотіли б стояти на сучасному науковому рівні… Тільки завдяки російським вченим ґрунтознавст­во перетворилось у науку, що обіймає всю земну кулю», Плідно працювали в цей період також ряд інших зарубіжних вчених: Ю. Шлезінг (Франція), Г. М. Мургоч (Румунія), Н. П. Пушкаров (Болгарія), П. Трейтц, А. Зігмонд (Угорщина), С. Міклашевський (Польща), І. Копецький (Чехословаччина) та ін.

9. Завоювання докучаєвським вченням провідного положення в світі, нові класифікації ґрунтів в різних країнах; диференціація ґрунтознавства в країнах Азії, Африки і Латинської Америки; вчення про вбирну здатність ґрунту (початок XX ст.).

Цей період був ознаменований широкомасштабними ґрунтово-географічними дослідженнями. Були описані ґрунти сухих і пус­тинних степів Росії, Сибіру і Середньої Азії, складена карта ґрунтів Азіатської Росії. В Москві розвиваються центри ґрунтознав­ства (Московський університет, Петровська сільськогосподарська академія).

У 1925 р. створюються Ґрунтовий інститут АН СРСР ім. В. В. Докучаєва, Інститут ґрунтознавства при Середньо-Азіатському державному університеті, Секція ґрунтознавства при наркома­ті землеробства УРСР та ряд ін.

В двадцяті і тридцяті роки видано ряд ґрунтово-географічних карт, проведені великомасштабні ґрунтові дослідження на значних територіях, сформувалось меліоративне ґрунтознавство. З’явилось багато нових теоретичних розробок з ґрунтознавства, за яки­ми стояли імена видатних вчених (Глінка К. Д., Гедройц К. К., Неуструєв С. С., Вільямс В. Р., Полинов Б. Б., Просолов Л. І., Захаров С. О., Соколовський О. Н., Коссович П. С., Вернадський В. І., Прянишников Д. М., Тулайков М. М. та ін.).

Великий внесок у розвиток генетичного ґрунтознавства зробив видатний український ґрунтознавець академік Соколовський Олек­сій Никанорович. Він народився 13 березня 1884 р. в селі Велика Бурімка на Черкащині в сім’ї священика. У 1908 р. закінчив Ки­ївський університет, а в 1910 р.— Московський сільськогосподар­ський інститут. З 1911 р. працював у лабораторіях Д. М. Прянишникова і В. Р. Вільямса. З 1924 р. він професор, а з 1944 — ректор Харківського сільськогосподарського інституту ім. В. В. Доку­чаєва. У 1945 р. з його ініціативи в Харкові створюється науково-дослідна лабораторія ґрунтознавства, яку він очолював до 1956 р. В 1956 р. на базі цієї лабораторії створено Український науково-дослідний інститут ґрунтознавства, директором якого був О. Н. Со­коловський до кінця свого життя (1959). Тепер цей інститут но­сить його ім’я.

Наукові праці О. Н. Соколовського присвячені вивченню фізико-хімічних властивостей ґрунтів, окультуренню підзолистих і солонцюватих ґрунтів, ролі кальцію в ґрунтоутворенні та іншим питанням ґрунтознавства. Своїми працями він вніс значний вклад у розвиток теорії про ґрунтовий колоїдний комплекс, у вивчення процесу формування структурних агрегатів і агрономічне значен­ня структури ґрунту, розробив систему індексації генетичних гори­зонтів ґрунту і спосіб хімічної меліорації солонців.

О. Н. Соколовський заклав основи нового розділу ґрунтознав­ства — колоїдно-хімічної технології ґрунтів. На основі наукових розробок він запропонував метод осолонцювання ґрунтів для бо­ротьби з фільтрацією води в зрошувальних каналах та інших гідротехнічних спорудах. Він є автором більше 140 наукових праць і підручника «Курс сільськогосподарського ґрунтознавства».

10. Зародження конструктивного ґрунтознавства (сучасний період): широке використання новітніх методів математики, фізи­ки, хімії, моделювання ґрунтових процесів; розробка капітальних методів меліорації і охорони ґрунтів; вивчення земельних ресур­сів світу і проблем природокористування; складання Світової кар­ти ґрунтів ФАО-ЮНЕСКО.

Друга світова війна певною мірою загальмувала розвиток ґрунтознавства, проте вже в перші післявоєнні роки почався но­вий етап його інтенсивного розвитку, який образно називають «педологічним вибухом». Характерною рисою цього періоду є ін­тенсивне дослідження ґрунтового покриву колишніх колоніальних територій Азії, Африки і Латинської Америки. В цей час різко зростає кількість ґрунтознавців-професіоналів, відкриваються нові наукові журнали з ґрунтознавства, багаторазово зростає кількість публікацій. Якісно зріс теоретичний рівень науки завдя­ки широкому застосуванню нових хімічних, фізичних, математич­них, кібернетичних, біологічних, економічних, картографічних та інших методів досліджень. Різко зросло практичне застосування наукових розробок у різних галузях народного господарства.

Принципово змінились аспекти міжнародного співробітництва в галузі ґрунтознавства, яке координувалось і координується Організацією Об’єднаних Націй та її установами. Так інтернаціо­нальний колектив ґрунтознавців завершив складання карти ґрунтів світу (1:5000000). Керували цією роботою португалець Д. Драмао і бельгієць Р. Дюдаль; активну участь у цьому брали і російські ґрунтознавці, серед яких тривалий час працював В. А. Ковда.

Сучасний етап розвитку ґрунтознавства дав цілу плеяду нових видатних ґрунтознавців як в нашій країні, так і за кордоном. Назвемо лише деяких з них: В. Р. Волобуєв, С. В. Зони, І. П. Герасимов, О. Н. Соколовський, М. М. Коконова, Н. Б. Вернандер, М. К. Крупський, О. А. Роде, М. А. Глазовська.