Наиболее важными разделами почвоведения являются: учение о формировании и развитии (генезисе) почв; учение о почвенном покрове как целостном пространственном образовании, взаимосвязанном с внешней средой (география почв); учение о плодородии почв и почвенного покрова и о принципах его регулирования агротехническими и мелиоративными методами.
Наряду с названными главными разделами в составе почвоведения выделяют его фундаментальные разделы по свойствам почвенной массы (физика почв, химия почв, биология почв и т. д.) и прикладные разделы по формам использования почв и почвенного покрова (агрономическое, лесное и мелиоративное почвоведение и т. д.). Эти прикладные разделы оказывают огромное влияние на развитие общей теории почвоведения, так как являются источником обширных первичных материалов и базой проверки теоретических концепций.
Особым разделом является классификация почв, которая должна строиться на использовании материалов всех разделов и быть единой таксономической системой для картографирования почв, характеристики и комплексной оценки их плодородия, создания единого земельного кадастра страны и накопления данных (в форме «математических банков») с целью их последующего математического анализа.
Поскольку взаимосвязи почв и почвенного покрова с другими науками и различными сторонами жизни общества очень многообразны, то наряду с единой (базовой) классификацией почв необходимы отраслевые и региональные классификации и группировки почв.
Для изучения сложного процесса формирования и развития почвы, ее состава и свойств почвоведение владеет системой методов исследования, широко используя при этом достижения химии, физики и других наук.
Систему методов исследования в почвоведении составляют:
сравнительно-географический метод, в основе которого лежит сопряженное изучение почв в неразрывной связи с факторами почвообразования, выявление коррелятивных зависимостей между почвами, их свойствами и составом, с одной стороны, и совокупностью факторов почвообразования – с другой. Этот метод широко используют и в картографии почв;
сравнительно-аналитический метод, позволяющий путем применения системы химических, физико-химических, физических и других методов анализа почвенного образца судить о составе и свойствах почвы;
стационарный метод изучения процессов и режимов в полевой обстановке;
метод моделирования почвенных процессов и режимов.
На науке о почве в значительной мере строится разработка систем ведения сельского хозяйства, рациональных севооборотов, систем удобрения, проектов организации территорий и мелиорации земель.
5. АГРОХИМИЯ КАК НАУКА
Агрономическая химия, или агрохимия, – наука о взаимодействии растений, почвы и удобрений в процессе выращивания сельскохозяйственных культур, о круговороте веществ в земледелии и использовании удобрений для увеличения урожая, улучшения его качества и повышения плодородия почвы. Современная агрохимия – теоретическая биологическая и химическая дисциплина, имеющая прямые выходы в практику сельскохозяйственного производства.
Агрохимия в настоящее время по праву занимает центральное место среди агрономических дисциплин, так как применение удобрений – самое эффективное средство развития и совершенствования растениеводства. Значение агрохимии усиливается в связи с тем, что она изучает в сумме все воздействия на растения и приемы их выращивания.
Главная задача агрохимии – управление круговоротом и балансом химических элементов в системе почва – растение. Классик советской агрохимии академик Д. Н. Прянишников назвал задачами агрохимии изучение круговорота веществ в земледелии и выявление тех мер воздействия на химические процессы, протекающие в почве и растении, которые могут повышать урожай или изменять его состав. Применение удобрений – главный способ вмешательства человека в этот круговорот.
Задача современного агрохимика – определение точных параметров круговорота всех биогенных элементов с учетом зон выращивания и специфики различных сельскохозяйственных растений и их сортов при разных заданных уровнях продуктивности .
Цель агрономической химии – создание наилучших условий питания растений с учетом знания свойств различных видов и форм удобрений, особенностей их взаимодействия с почвой, определение наиболее эффективных форм, способов, сроков применения удобрений.
Агрохимия играет важную роль в интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур, в создании оптимальных уровней всех факторов, участвующих в формировании урожая, в их наиболее благоприятном сочетании. Получение максимального экономически выгодного урожая базируется на использовании лучших сортов, обеспечении необходимых физических и химических свойств почв, комплексном применении средств химизации в период вегетации растений, своевременном и качественном выполнении всех агротехнических работ.
Агрохимия как наука развивается чрезвычайно быстрыми темпами. Это определяется запросами практики, необходимостью постоянно увеличивать продуктивность сельскохозяйственных культур на основе роста применения минеральных и органических удобрений, улучшения технологии возделывания сельскохозяйственных культур, достижений селекции и других наук.
Минеральное питание – один из основных регулируемых факторов, используемых для целенаправленного управления ростом и развитием растений с целью создания высокого урожая хорошего качества. Регулирование других факторов роста – света, тепла и влаги – широко применяется в закрытом грунте. Изменять влажность в полевых условиях можно при искусственном орошении и осушении агротехническими приемами. В сельскохозяйственном производстве, как правило, приходится лишь приспосабливаться к определенному уровню солнечной радиации, подбирая соответствующие культуры, сорта и приемы агротехники.
В практике сельскохозяйственного производства более сбалансированное питание растений достигается путем применения удобрений и известкования почвы. Из этого следует, что в области теории важнейшая агрохимическая проблема – решение вопросов управления продуктивностью растений и качеством получаемой растительной продукции путем обеспечения оптимального уровня минерального питания в течение всей вегетации и в связи с этим разработка методов оперативной диагностики. Сложность решения данной проблемы заключается в необходимости точного учета изменяющихся потребностей растений в элементах питания в период роста, учета наследственных возможностей культивируемых сортов и постоянно изменяющегося комплекса почвенно-климатических факторов жизнеобеспечения растений. С минеральным питанием растений в условиях недостатка или избытка химических элементов в почве связано много важных и интересных эколого-физиологических проблем. Для сбалансированного питания растений в целях получения максимальных сборов высококачественной сельскохозяйственной продукции особенно важен строго дифференцированный подход к применению удобрений с учетом обеспеченности почв доступными формами элементов, других почвенно-климатических факторов, особенностей питания различных сельскохозяйственных культур.
Изучение питания растений связывает агрохимию прежде всего с физиологией и биохимией растений. Изменения, происходящие с удобрениями в почве, обусловлены ее свойствами, химическими и микробиологическими процессами, что составляет предмет изучения почвоведения, химии, биологии и микробиологии.
Приемы внесения удобрений зависят от способов обработки почвы и борьбы с сорняками, структуры севооборотов, научные основы которых изучают в земледелии. Они связаны также с технологией возделывания отдельных культур, их биологическими особенностями, сортами, исследованием этих вопросов занимается растениеводство. Химизация земледелия включает наряду с применением минеральных удобрений использование химических средств для защиты растений. Поэтому существует связь агрохимии с защитой растений, изучающей приемы борьбы с болезнями, вредителями растений и сорняками. Наконец, для решения организационных вопросов по системе применения удобрений и их экономической оценке необходимы знания по экономике и организации производства в сельскохозяйственных предприятиях.
Общая задача агрохимии – разработка научных основ применения удобрений. Сюда входит большой круг вопросов, которые можно свести к следующим трем проблемам: питание растений, свойства почвы в связи с применением удобрений и приемы рационального использования органических, минеральных и известковых удобрений в связи с круговоротом питательных веществ в земледелии.
В соответствии с целями и задачами агрохимии ее методы исследований делятся на две группы: биологические и лабораторные, которые взаимно дополняют друг друга. Биологические методы включают: физиологические исследования, которые проводятся с растениями в вегетационных опытах, теплицах и лизиметрах; полевые опыты с сельскохозяйственными культурами; производственные опыты на больших площадях в хозяйствах. Лабораторные методы предполагают использование химических, физико-химических, физических и микробиологических анализов растений, почвы и удобрений. Для оценки достоверности биологических и лабораторных исследований используются математические и экономические методы.
Забота о повышении плодородия почв всегда была главной для земледельца. Плодородие почв Беларуси – рукотворное, только треть его сформировано самой природой, а две трети создано человеком. Сегодня рациональное использование земельных ресурсов становится одним из первостепенных условий выхода из экономического кризиса. Поэтому поддержание достигнутого уровня плодородия почв и дальнейшее его повышение – приоритетная задача, решение которой необходимо для социально-экономической стабильности страны.