Khoa học đất là khoa học về các đặc điểm của đất, cấu trúc, tính chất, thành phần và sự phân bố địa lý, các mô hình nguồn gốc và sự phát triển, chức năng, tầm quan trọng trong tự nhiên, các phương pháp và phương pháp khai hoang, sự phức tạp của bảo vệ và sử dụng hợp lý trong quá trình hoạt động kinh tế. Ngày nay, khoa học đất đang nhanh chóng chuyển đổi từ một khoa học mô tả thành một công cụ; nó không chỉ tham gia vào việc kiểm kê thiên nhiên mà còn đang tìm cách quản lý nó.
Tiền đề cho sự xuất hiện của khoa học đất
Một trong những lý do chính cho sự xuất hiện của khoa học này là vấn đề đói. Việc nhân loại trồng không đủ lương thực có liên quan đến việc thiếu đất, xói mòn đất thảm khốc, sa mạc hóa và suy giảm độ phì nhiêu. Điều quan trọng không kém là cần phải thu được nhiều lợi nhuận hơn từ một khu vực nhỏ hơn. Đó là một giải pháp cho vấn đề gia tăng dân số và phát triển nông nghiệp một cách tự phát, một ngành khoa học mới đã được hình thành -khoa học đất.
Về đất, như một lớp đất tơi xốp, một người đã nảy ra ý tưởng khi bắt đầu nông nghiệp. Nhưng thường đất được xác định với diện tích bề mặt mà một người sinh sống. Nhưng đất đai là một khái niệm phức tạp hơn có các khía cạnh lịch sử và kinh tế xã hội. Tuy nói đến tài nguyên thiên nhiên nhưng nó không chỉ bao gồm đất mà còn bao gồm một tỷ lệ nhất định trên bề mặt trái đất, có vị trí nhất định trong không gian địa lý, có tiềm năng kinh tế - xã hội.
Hình thành khoa học trong nước
Sự phát triển của khoa học đất ở Nga thường được tính từ thời điểm Học viện Khoa học được mở vào năm 1725. Theo V. I. Vernadsky, M. V. Lomonosov nên được gọi là nhà khoa học đất đầu tiên. Trong các bài viết của mình, ông đã chỉ ra rõ ràng vai trò của thực vật trong việc biến đổi các loại đá khác nhau thành đất. Ngoài ra, chính Lomonosov, với tư cách là người sáng lập khoa học đất, người đã đặt nền móng cho sự phát triển của quan điểm sinh học về đất như một loại vật thể được hình thành trong quá trình biến đổi của đá dưới tác động của thảm thực vật.
Các mốc quan trọng trong sự phát triển của khoa học là:
- 1779 - Giả định của P. Pallas về đất đen như một phù sa biển còn sót lại sau sự thoái trào của Biển Đen và Biển Caspi.
- 1851 - biên soạn và xuất bản bởi V. S. Veselovsky bản đồ đất đầu tiên của nước Nga thuộc Châu Âu.
- 1866 - F. Ruprekh đã phát triển lý thuyết về nguồn gốc thực vật trên cạn của loài chernozems.
Kỷ yếu của V. V. Dokuchaev
Trong chuyên khảo "Chernozem của Nga", ông đã viết về đất nhưcơ thể tự nhiên độc lập tự nhiên-lịch sử. Trong quá trình bảo vệ luận án của mình, Dokuchaev đã chứng minh rằng chernozem được hình thành dưới tác động của nhiều yếu tố hình thành đất. Nó xảy ra vào ngày 10 tháng 12 năm 1883 và ngày này được coi là ngày chính thức ra đời của khoa học đất ở St. Petersburg.
Việc thành lập trường khoa học đất của Nga, đồng thời đào tạo các chuyên gia phục vụ nhu cầu nông nghiệp, đã trở thành vấn đề sống của Dokuchaev. Những phát triển của ông bao gồm các phương pháp đối phó với hạn hán. Bằng mọi cách, cố gắng nâng cao nền nông nghiệp lên mức cao nhất, ông cũng đã tăng cường phúc lợi kinh tế của toàn nước Nga. Đối với công việc của mình, ông đã giành được danh hiệu người sáng lập của khoa học đất. Các tác phẩm của Dokuchaev đã được dịch sang nhiều thứ tiếng khác nhau.
Những thành tựu khác của V. V. Dokuchaev:
- Với bộ sưu tập đất được sưu tầm và bản đồ đất được biên soạn, anh ấy đã nhận được huy chương vàng tại Triển lãm Quốc tế ở Chicago và Paris.
- Cùng với sinh viên N. M. Sibirtsev, ông đã phát triển quy luật phân bố địa đới và địa phương của đất.
- Đã phát triển một phương pháp lập bản đồ đất, được sử dụng rộng rãi ở nước ngoài.
- Bắt đầu các nghiên cứu tĩnh dài hạn về các quá trình xảy ra trong đất, được hoàn thành và đào sâu bởi học trò của ông G. N. Vysotsky.
Các nhà khoa học về đất khác
- P. A. Kostychev (1845-1895). Ông đã đóng góp đáng kể vào việc nghiên cứu nông học đất, đặc biệt là chernozem. Chính ông đã chứng minh rằng việc trồng cỏ làm thức ăn gia súc cho phép duy trì độ phì nhiêu của đất và đạt đượcthu hoạch lớn.
- P. S. Kossovich (1862-1915). Ông gợi ý rằng các loại đất riêng lẻ chỉ là các giai đoạn của quá trình đất. Kossovich đã cố gắng liên kết dữ liệu hóa học, vật lý và nông học của các nghiên cứu về đất với các nguyên tắc cơ bản của khoa học đất di truyền. Điều này cho phép anh ta hình thành đất dựa trên các quá trình rửa trôi hoặc rửa trôi.
- K. K. Gedroits (1872-1932). Ông đã phát triển sổ tay hướng dẫn cho các phòng thí nghiệm "Phân tích hóa học của đất", đồng thời cũng nghiên cứu chi tiết các quá trình tạo keo trong đất, dẫn đến học thuyết về khả năng hấp thụ của đất.
- K. D. Glinka (1867-1927). Làm việc trong các lĩnh vực khác nhau của khoa học đất: nghiên cứu thành phần khoáng chất của đất, nghiên cứu các quá trình phong hóa khoáng chất, nghiên cứu các loại đất cổ và tiến hành các nghiên cứu địa lý đất.
- S. S. Neustruev (1874-1928). Ông là tác giả của khóa học đầu tiên của các bài giảng về địa lý đất.
- B. B. Polynova (1877-1952). Ông đã đặt nền móng cho lý thuyết hiện đại về phong hóa đất, đồng thời cũng đã chứng minh bằng thực nghiệm vai trò hàng đầu của sinh vật đối với sự hình thành đất.
Nhờ công của những nhà khoa học này và nhiều nhà khoa học khác, khoa học đất được hình thành ở Nga. Nhiều thuật ngữ khoa học được đưa vào từ điển quốc tế một cách chính xác theo gợi ý của các nhà khoa học Nga (chernozem - đất đen, podzol - podzol, v.v.).
Hướng phát triển
Giống như bất kỳ khoa học nào khác, khoa học đất hiện đại được phân biệt thành một số phần có thể kết hợp thành hai khối lớn: cơ bản và ứng dụng. Khoa học đất cơ bản (chung)nhằm mục đích nghiên cứu các đặc điểm của đất như một cơ thể tự nhiên duy nhất. Khoa học đất ứng dụng (tư nhân) nhằm mục đích nghiên cứu các khía cạnh khác nhau của việc sử dụng đất của con người.
Khoa học đất cơ bản bao gồm các ngành sau đây được coi là chuyên biệt liên quan đến đất:
- hình thái;
- vật lý và hóa học của đất;
- lịch sử của khoa học đất;
- hóa sinh đất;
- sinh học và động vật học của đất;
- vi sinh đất;
- khoáng vật học đất;
- địa lý và bản đồ của đất;
- chức năng sinh thái của đất;
- thủy văn đất;
- năng_đất;
- độ phì của đất;
- sinh thái đất;
- khoa học về đất nền;
- suy thoái và bảo vệ đất;
- nguồn gốc và sự phát triển của đất.
Hình thái, vật lý, hóa học, khoáng vật học và sinh học của đất nghiên cứu trực tiếp thành phần, cấu trúc và tính chất của đất. Các phần của khoa học đất cơ bản như địa lý và hệ thống học, sinh thái đất, đánh giá đất và tin học đất phục vụ cho việc nghiên cứu sự phân bố không gian và tính đa dạng tự nhiên của đất trên bề mặt Trái đất, cùng với địa lý nói chung. Khoa học lịch sử đất gắn liền với việc nghiên cứu sự phát triển và tiến hóa của đất, các bộ môn của nó là di truyền học đất và cổ sinh vật học. Khoa học đất động lực bao gồm việc nghiên cứu các quá trình hình thành các chế độ đất hiện đại. Khoa học đất vùng là cơ sở có giá trị nhất để quản lý thiên nhiên hợp lý, vì trực tiếpliên quan đến việc nghiên cứu đất của các vùng rộng lớn.
Là một phần của khoa học đất ứng dụng, các hướng sau được nghiên cứu:
- nông nghiệp;
- rừng;
- khai hoang;
- vệ sinh;
- kỹ thuật;
- địa chất (khoa học mặt đất);
- môi trường;
- khảo cổ học;
- pháp y;
- cảnh quan và làm vườn;
- quản lý đất đai;
- thẩm định đất và địa chính đất;
- khoa học bảo tồn đất;
- đất hóa nông;
- vật lý lý đất;
- sinh học;
- dạy khoa học đất.
Khoa học đất ứng dụng coi khoa học đất nông nghiệp là có giá trị nhất, bao gồm việc tổ chức hợp lý các vùng lãnh thổ, lựa chọn luân canh cây trồng, lựa chọn các phương pháp canh tác và cách tăng độ phì nhiêu của đất. Khoa học đất hữu cơ cũng rất quan trọng. Đây là cơ sở lý thuyết của quá trình melioration phức tạp bằng các phương pháp kỹ thuật và công nghệ, hóa học, sinh học và công nghệ nông nghiệp. Khoa học về đất vệ sinh có một loạt các nhiệm vụ liên quan đến các vấn đề trung hòa các chất thải khác nhau, địa lý của các bệnh thực vật và động vật.
Chức năng đất
- Đảm bảo khả năng tồn tại sự sống trên Trái đất. Đất được coi là một trong những của cải chính của bất kỳ bang nào, bởi vì khoảng 90% của tất cả các sản phẩm thực phẩm được sản xuất trên bề mặt và độ dày của nó. Thoái hóa đất có mối liên hệ chặt chẽ với mất mùa và thiếu lương thực, dẫn đến đói nghèo ở các quốc gia. Từ đất, hầu hết các loài thực vật, là nơi khởi đầu của chuỗi thức ăn,tiếp nhận các nguyên tố vi lượng và khoáng chất, nước để tăng sinh khối. Đất không chỉ là hệ quả của sự sống, mà còn là điều kiện để tồn tại.
- Đảm bảo sự kết nối giữa các chu trình địa chất và sinh học của các chất được thực hiện trên bề mặt trái đất.
- Quy định về thành phần của các chất hóa học trong khí quyển và thủy quyển. Dưới tác động của các vi sinh vật trong đất, tạo ra nhiều loại khí khác nhau với số lượng lớn - nitơ và các ôxít của nó, oxy, carbon mono- và carbon dioxide, mêtan, hydro sunfua và các chất khác, đất có tác động rất lớn đến thành phần hóa học của khí quyển.
- Quy định các quá trình sinh quyển. Sự phân bố của các sinh vật sống trên đất cũng như mật độ của chúng chủ yếu do đặc điểm địa lý của đất quyết định. Tính không đồng nhất của nó, cùng với khả năng sinh sản và các yếu tố khí hậu, ảnh hưởng đến sự lựa chọn môi trường sống, bao gồm cả con người.
- Tích lũy chất hữu cơ hoạt động và năng lượng hóa học liên quan.
Yếu tố hình thành đất
Cơ sở của khoa học đất với tư cách là một khoa học là các yếu tố hình thành đất. Đất ngày nay được hiểu là một hệ thống cấu trúc mở đa chức năng và đa thành phần phức tạp với độ phì nhiêu ở lớp bề mặt của vỏ trái đất, là chức năng phức tạp của đá, sinh vật, khí hậu, phù trợ và thời gian. Năm yếu tố này là cơ sở hình thành đất. Gần đây, hai yếu tố nữa đã được thêm vào: đất và nước trong đất, cũng như các hoạt động của con người.
Đá tạo đất thường được gọi là chất nền trên đóquá trình hình thành đất diễn ra trực tiếp. Chúng chứa các hạt trơ với các quá trình hóa học diễn ra xung quanh, nhưng lại đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các tính chất cơ lý của đất. Các thành phần cấu tạo khác của đá tạo đất khá dễ bị phá hủy, điều này dẫn đến sự giàu có của đất với một số nguyên tố hóa học nhất định. Rõ ràng, cấu trúc và thành phần của các loại đá tạo đất có ảnh hưởng vô cùng mạnh mẽ đến quá trình hình thành đất. Đó là lý do tại sao phần "Cơ bản về Địa chất" trong khoa học đất cực kỳ quan trọng.
Thực vật trong quá trình hoạt động sống có khả năng tổng hợp các chất hữu cơ và phân bố trong đất một cách đặc biệt. Ở thực vật sống, đây là phần rễ, và ở thực vật chết, phần trên không là xác thực vật. Sự phân hủy của những tàn dư thực vật này dẫn đến việc chuyển các nguyên tố hóa học vào đất, từ đó làm giàu dần đất.
Nhờ hoạt động sống của vi sinh vật, các xác bã sinh học được phân hủy và tổng hợp các hợp chất được cây trồng hấp thụ. Thực vật với vi sinh vật tạo thành những phức hợp nhất định dẫn đến hình thành các loại đất khác nhau. Vì vậy, trong các khu rừng lá kim, chernozem sẽ không bao giờ được hình thành, mà các loài thực vật trên đồng cỏ và thảo nguyên là cần thiết.
Không kém phần quan trọng đối với sự hình thành đất và sinh vật động vật. Ví dụ, các chuyển động đất liên tục xuyên qua đất, góp phần làm cho đất tơi xốp và trộn lẫn, và do đó, điều này cung cấp sự thông khí tốt và sự phát triển nhanh chóng của quá trình hình thành đất. Đừng quên làm giàu phần hữu cơ của đất bằng các sản phẩm của họ.cuộc sống.
Làm ẩm và làm khô, đóng băng và rã đông định kỳ gây ra sự hình thành các vết nứt sâu trên bề mặt đất. Đồng thời, các quá trình trao đổi không khí của đất bị vi phạm, và do đó các quá trình hóa học. Vì vậy, khoa học đất là một khoa học mà điều quan trọng là phải hiểu được nhiều quá trình xảy ra trong môi trường.
Ai nghiên cứu khoa học đất và ở đâu?
Khoa học đất với tư cách là một chủ đề riêng lẻ hoặc như một phần trong một chủ đề khác được nghiên cứu trong việc đào tạo các chuyên gia trong các ngành khác nhau. Thông thường, các cơ sở giáo dục thậm chí không có giảng viên về khoa học đất, nhưng các nhà địa lý, sinh vật học hoặc sinh thái học dạy nó.
Sinh viên theo học các lĩnh vực bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý đất là bắt buộc phải nghiên cứu khoa học đất. Đặc biệt là trong những ngành của nền kinh tế có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho đất: sản xuất dầu khí, luyện kim, tổng hợp hóa học và nhiều lĩnh vực khác.
Ngành học này không kém phần quan trọng đối với các chuyên gia tương lai trong lĩnh vực lâm nghiệp và lâm nghiệp, thiết kế cảnh quan, quản lý đất đai và địa chính, nông nghiệp và hóa chất nông nghiệp, địa chính đất đai và nhiều ngành khác.
Khoa tại Đại học Tổng hợp Moscow
Mặc dù thực tế là không có viện khoa học đất nào ở Nga như vậy, nhưng Đại học Tổng hợp Moscow được coi là trung tâm nghiên cứu của ngành khoa học này. Lần đầu tiên, vấn đề giảng dạy khoa học đất và việc mở các khoa khoa học đất trong các trường đại học ở Nga đã được V. V. Dokuchaev nêu ra và chứng minh trong1895 Nhưng sau đó đề xuất này của ông không thành hiện thực. Và chỉ một thập kỷ sau, vào năm 1906, người ủng hộ ông, đứng đầu. A. N. Sabanin, Khoa Nông học của Đại học Tổng hợp Moscow, đã giới thiệu việc giảng dạy khoa học đất cho sinh viên của Khoa Vật lý và Toán học, hay đúng hơn là khoa tự nhiên của nó. Khoa Khoa học Đất xuất hiện vào năm 1922 trên cơ sở Khoa Nông học.
Trong lịch sử lâu dài của trường đại học, khoa đất trong những năm khác nhau thuộc về vật lý và toán học, và về đất-địa lý, địa chất-đất và sinh học-đất. Ngày nay, Khoa Khoa học Đất là một đơn vị cấu trúc độc lập của trường đại học và bao gồm 11 phòng ban:
- Nông dược.
- Địa lý của các loại đất.
- Xói mòn đất.
- Nông nghiệp.
- Hóa học đất.
- Khoa học đất.
- Radioecology.
- Sinh học của đất.
- Vật lý đất.
- Đánh giá đất.
- Tin học nông nghiệp.
Đào tạo các nhà khoa học đất diễn ra với các cấp học cao hơn: "cử nhân khoa học đất" (thời gian học 4 năm), "nhà khoa học đất chuyên dụng" (thời gian học - 5 năm) và "thạc sĩ đất khoa học "(thời gian học - 6 năm).
Nghiên cứu sau đại học
Một khóa học sau đại học làm việc tại Khoa Khoa học Đất của Đại học Tổng hợp Moscow, cho phép khoảng 90 nhà khoa học tương lai theo học cùng một lúc. Vì mục đích này, các hội đồng đã được thành lập tại khoa để trao bằng cấp học thuật cho các tiến sĩ khoa học sinh học trong chuyên ngành "Khoa học đất", các bác sĩ và ứng viên khoa học sinh học trong chuyên ngành."Hóa sinh", ứng viên của khoa học sinh học thuộc các chuyên ngành "Khoa học đất", "Hóa chất nông nghiệp", "Vi sinh" và "Khoa học đất nông nghiệp và Vật lý nông nghiệp".
