Поиск

Основные вехи в истории науки и почве
27.10.2015

Первичные эмпирические знания человека о земле и произрастающих на ней полезных растениях, вероятно, так же древни, как и начала астрономии.
С тех пор как человек использует плодородие почвы и обрабатывает ее для получения урожаев растений, он стал накапливать опыт земледелия и сведения о различных почвах, об их связи с видами и продуктивностью растений, о приемах обработки, удобрениях и методах улучшения почв. Ho анализ и научное обобщение этого опыта долго отставали от практики, носили местный и зачастую односторонний характер.
Накопление эмпирических данных о почве и ее свойствах было наиболее длительным подготовительным этапом в становлении почвоведения как науки. Судя по дошедшим до нас археологическим и историческим памятникам, первые сведения о почве и правилах ее использования рождались из непосредственной практики земледелия первобытного общества. Сведения, накопленные практикой земледелия в эпоху рабовладельческого строя, также неизбежно носили локальный характер, тесно переплетаясь с религией и суевериями.
Справедливо пишет Б.Д. Греков о том, что Солнце и Земля являлись двумя главными божествами в истории земледельческой культуры каждого народа. Славяне, исконно земледельческий народ, «...Землю называли своей матерью».
Исследования отечественных археологов (Хвойка, 1901, 1913; Пассек, 1940, и др.) доказали, что Трипольская культура Поднепровья и Под-нестровья III—II тысячелетий до н. э., предшествовавшая культуре скифов, антов и славян, имела относительно развитое мотыжное земледелие, которое было основной хозяйственной отраслью.
Скифы, жившие на тех же территориях в середине I тысячелетия до н. э., имели уже высокопродуктивное пашенное земледелие, выращивая зерновые хлеба не только для себя, но и для продажи, что было отмечено Геродотом. Черноземные степи широко обрабатывались раннеславянскими племенами — антами — в начале новой эры. Советские археологи и историки согласно отмечают, что в лесных областях к тому времени сложилось подсечное земледелие, а в черноземных степях — залежное, а затем переложное.
Следовательно, земледельцы того времени уже разбирались в разновидностях почв и угодий нынешней территории Украины, Причерноморья, Русского Севера.
Косвенные признаки говорят о применении антами, а затем славянами различных органических удобрений. Надо указать, что органические удобрения — навоз, фекалии, птичий помет, остатки рыб — применялись в качестве удобрений в древнем Китае, Египте, Мексике, Хорезме.
Поливное земледелие и накопление знаний об орошаемых почвах развивались значительно раньше, чем земледелие неполивное, суходольное. Так. мотыжное поливное земледелие на территории нынешней Туркмении известно в V тысячелетии до н. э., а в Месопотамии, Египте, Индии. Китае — в VII и VIII тысячелетиях до н. э.
В орошаемом земледелии уже в глубокой древности было известно значение поливной воды, удобрительные свойства органических веществ, ила, Земли от глинобитных построек. Мотыжение и поливы были важнейшими эмпирическими приемами управления физическими свойствами и водно-солевым режимом поливных почв.
Для начальных стадий пашенного земледелия характерно применение орудий безотвальной обработки почв (рало, соха, сабан, омач). Омач встречался в Средней Азии еще в начале XX в. Безотвальные орудия и поныне применяются при культуре риса в Юго-Восточной Азии.
Уровень древнего общества был настолько низким, что человек не мог объяснить причины плодородия почвы, колебания или гибели урожая. Почва-земля, вода, солнце обожествлялись. Обожествление почвы и воды, например, существовало в Древнем Египте, где Изида считалась богиней плодородия. Наводнения Нила и дожди оплодотворяли почву, и она давала урожай. Прозерпина была богиней плодородия в Древнем Риме. В античном мире почва обожествлялась, ей приписывались многие человеческие черты и чувства, в том числе радость любви и оплодотворения, верность, трудолюбие, капризы, жизненные или злобные силы.
Постепенно человечеством накапливались практические эмпирические данные, требовавшие обобщения. В древнем Китае в IV в. до н. э. появились книги с описанием почв страны. Различалось пять видов почв. На севере Китая было установлено наличие «черных почв», в пустынях и полупустынях Западного Китая описаны «белые почвы», на востоке отмечены «синие почвы» — заболоченные, в субтропиках и тропиках юга были указаны «красные почвы», на лёссовом плато Центрального Китая отмечены «желтые почвы». Каждый вид почв был подразделен по уровню плодородия (высокий, средний, низкий), которые в свою очередь разделялись на подгруппы (пески, глины и т. д.).
Эта система почв, как указывает китайский почвовед Ma, сохранилась в Китае до середины XX в. и использовалась при исчислении налогов, продаже и оценке земель.
Античные Греция и Рим, достигнув высокого уровня земледелия, оставили в своих литературных памятниках немало сведений о почвах и их использовании. Аристотель, Теофраст (IV в. до н. э.) и другие авторы античной Греции, правда, пишут о почвах и об их роли в развитии растений лишь вскользь. Значительно больше почва и ее свойства привлекали внимание писателей, поэтов, ученых Древнего Рима, Так, Лукреций в философской поэме «О природе вещей» пишет в I в. до н. э. о питании древесных растений почвой. Другой поэт и ученый Древнего Рима, Вергилий, живший в 70—19 гг. до и. э,, в художественной форме писал в «Георгиках» о свойствах, обработке и удобрениях почв, о различии в требованиях злаков и виноградной лозы к почвам. Вергилий даже упоминает о том, что засоленную почву можно распознать по вкусу воды, просочившейся через нее.
Больше других авторов Древнего Рима вопросы почвоведения затронул Марк Порций Катон (234—149 гг. до н. э.). В своей книге «Земледелие» он описывает применительно к территориям Рима следующие разновидности почв: красная глинистая, мягкая черная, белая глинистая, «гнилая земля» (последняя неплодородна). По механическому составу различаются щебнистая, гравелистая и песчаная земля. Для каждой разновидности почв Катон рекомендует свой набор сельскохозяйственных растений и особенности агротехники. Катон кратко излагает также вопросы осушения заболоченных почв, приемы хранения и применения навоза и птичьего помета на удобрение. Для повышения плодородия почв старых виноградников он рекомендует местное внесение навоза и других органических удобрений, а также посевы смеси трав. Особо он отмечает удобряющую роль посевов люпина, бобов, вики.
Книги других латинских писателей (Варрон, «Сельское хозяйство»; Колумелла, «Сельское хозяйство»; Плиний, «Естественная история»), написанные значительно позже, оказались под огромным влиянием Катона; они перелагают его текст и также называют большое число разновидностей почв. Так, Колумелла различает почвы жирные и тощие, сухие и сырые, унавоженные сильные почвы, плотные белые глинистые, красные глинистые и др. Разбивку усадьбы и выбор направления хозяйственного использования почв древние авторы рекомендуют тесно увязывать с климатом и рельефом местности.
Проблема плодородия почв привлекала также внимание писателей средневековья. В «Кабус-Намэ»— литературном памятнике Северного Ирана XI в., например, отмечено, что мерой плодородия почв является развитие их растительного покрова. В книге есть слова: «Сей всегда на такой земле, которая себя саму одевает, тогда она и тебя оденет. А такая земля, которая себя не одевает, она и тебя не оденет». В то же время автор отчетливо понимал, что рост плодородия почв обязан непрерывному труду по возделыванию и улучшению почв. «Каждый день вводи какое-нибудь улучшение, чтобы все время получать новый доход. He делай перерыва в улучшении поместий и земель».
Уровень знаний о почвах был еще невысоким. Хотя каждый народ накапливал много эмпирических региональных и локальных сведений о почвах и их свойствах, науки о почве не существовало.
Феодализм не принес существенных успехов в развитии знаний о почвах. Правда, постепенное развитие науки, и в частности математики, физики, гидротехники, принесло свои плоды и для земледелия.
Обширная древнеримская литература по вопросам земледелия была обобщена, по-видимому впервые, в середине XIII в. Петрусом Кресчентиусом, сенатором г. Болоньи, в виде книги на латинском языке. Это руководство многократно переиздавалось, было очень популярным и оказало большое влияние на средневековую европейскую литературу по земледелию.
Во второй половине XVI в. французский ученый Б. Палисси высказал, пожалуй впервые, взгляд о том, что почва снабжает растения минеральными питательными веществами — солями. Ho это высказывание осталось непризнанным и малоизвестным.
В европейской научной литературе XVI—XVII вв. господствовало мнение, что почва играет роль вместилища корней и лишь механически поддерживает растения в вертикальном положении. Главным источником питательных веществ для растений считалась вода. Так полагали выдающиеся мыслители и ученые того времени Ф. Бэкон и Р. Бойль. Этому мнению способствовали работы голландского алхимика ван Гельмонта (1577—1644), который пытался путем многолетнего выращивания ивы в сосуде установить источники питания растений и пришел к ошибочному выводу, что создание органического вещества растений обязано только почвенной воде. Как отмечает Д. Рассел, в конце XVII и в XVIII в. Глаубер теоретически и на основании опытов пришел к мысли, что селитра является основой жизни растений и действия органических удобрений.
Позже Вудворт, Боерхаав, Туль, Хом уже расширяют это представление и отдают преимущество в питании растений земле — «землистым веществам», органическим остаткам, маслам, «сокам земли», различным солям, указывая наряду с этим огонь, воздух. He был забыт и флогистон, которому также приписывалась роль в световом, воздушном и почвенном питании растений. Все эти факты, приводимые Е.Д. Ресселом в его знаменитой книге «Почвенные условия и рост растений», свидетельствуют о том, что без развития геологии, химии, физиологии, микробиологии правильные представления в земледелии того времени не могли возникнуть, не могло возникнуть и почвоведение как самостоятельная наука.
В то же время крупнейшие ученые XVII—XVIII вв. уже подходили к пониманию механизма минерального питания растений, значения углекислоты и азота воздуха, роли воды в почве. Однако в целом преобладало мнение, что органические остатки, «масло», гумус прямо или через углекислоту и продукты их минерализации являются главными факторами плодородия почв и питания растений.
Необходимость взимания налогов, существование барщины и установление военной и трудовой повинности способствовали тому, что феодальные государства стали вводить у себя различные формы земельного кадастра, учета и оценки земель. Так, на Руси для этих целей был создан «Поместный приказ» и составлены «Писцовые книги», которые в XV, XVI и XVII вв., т. е. до реформ Петра I, использовались для исчисления налогов и установления воинской повинности. В «Писцовых книгах», которые систематически пополнялись, детально описывались земельные угодья, рельеф и растительность Московского государства. Пашни подразделялись по уровню плодородия на землю добрую, среднюю, худую и добро-худую.
В «Книге, глаголемой Большой чертеж» (относится к самому началу XVII в.) дано описание географических условий Русского государства. К этому времени в России учитывались смытые почвы, овраги, разбитые пески и рекомендовались первые разрозненные мероприятия по борьбе с эрозией почв. Поземельный кадастр, созданный в целях налогового обложения крестьян и установления трудовых повинностей, существовал в XVI—XVII вв. по территории Белоруссии, Литвы и Украины. Этот кадастр тщательно учитывал и оценивал угодья и земли по качеству «грунта». Различали грунт хороший, средний, плохой, очень плохой, болотистый, песчаный.
Таким образом, в XVI—XVII вв. отмечается новый этап в развитии науки о почве. С одной стороны, продолжалось накопление эмпирических знаний и наблюдений, а также географических материалов о различных видах почв. С другой стороны, развитие естественных и физико-математических наук позволяло подойти к изучению отдельных свойств почв и к пониманию способов питания растений.
Новый подъем уровня сельскохозяйственных наук и накопления фактических знаний о почвах произошел лишь в эпоху смены феодализма капитализмом. Что является основой почвенного плодородия, каков механизм питания растений, из чего и как формируется органическое вещество, слагающее растение? Вот те «загадочные вопросы», которые привлекали внимание ученых конца XVII и XVIII в., т. е. в начальный период развития капитализма.
Начало нового этапа в развитии почвоведения связано с именами Ломоносова, Тэера, Либиха.