Топырақ туралы түсінік. Топырақтану ғылымы және оның даму тарихы

Топырақ туралы түсінік. Топырақтану ғылымы және оның даму тарихы

      Жоспары:

1   Топырақтану ғылымының Ресейдегі( В.В.Докучаевке дейін ) дамуы  

2   В.В.Докучаев -топырақтану ғылымының негізін қалаушы

3   Топырақтану ғылымының  Кеңес кезінде дамуы

4        Топырақтану ғылымының  Қазақстанда дамуы

5        Топырақ құнарлылығы

1. Топырақтану ғылымының Ресейде (В.В. Докучаевке дейін) дамуы

1765 жылы Петербургта егіншілік пен экономика салаларымен шұғылданатын Ресейдің алғашқы ауылшаруашылығы қауымы - Ерікті экономикалық қоғам ұйымдастырылды. Оның құрамында негізінен табиғат зерттеушілері мен экономистер болды.Орыс қара топырағы тек Ресейді ғана асырып қойған жоқ, сонымен қатар онда өсірілетін астық, бидай Еуропамен байланыстыратын негізгі сауда көзі болды.Қара топырақтың пайда болуы жөніндегі алғашқы дұрыс болжам айтқан орыстың ұлы ғалымы М.В.Ломоносов. Ол «Жер қабаттары туралы» атты кітабында: «Қара топырақтың пайда болуы, минералды емес, табиғи екі патшалықтан - өсімдіктер мен жануарлардан пайда болғанын барлықтарымыз мойындаймыз» деп жазды. В.В. Докучаев бір ғасырдан кейін осыны ғылыми негізге алды. Қара топырақтар туралы ХVІІІ ғасырда профессорлар М.А. Афонин, И.М. Комовтар да жазды. Бірақ олар қара топырақтың пайда болуымен шұғылданған жоқ.

Ерікті экономикалық қоғамның бағдарламасында әр түрлі топырақтардың агрономиялық қасиеттері туралы мәліметтер сұрақ-жауап ретінде жиналды.Ерікті экономикалық қоғаммен қатар топырақ туралы мәліметтерді мемлекеттік мүлік министрлігінің ауылшаруашылығы Департаменті есепшілері жинады.

2. В.В. Докучаев – топырақтану ғылымының негізін қалаушы

ХІХ ғасырдың көптеген табиғаттанушы – саяхатшылардың қаратопыраққа біршама көңіл аударып, оның пайда болуы туралы өздерінің болжамдарын (мұхиттардан, батпақтардан, жербеті өсімдіктерінің әсерлерінен) айтқандарымен, қаратопырақтардың шын мәнісінде пайда болуы, олардың таралуы мен қасиеттері, көп жыл бойы бидай егісіне пайдаланудан топырақ құнарының азаю себептері осы ғасырдың 80-жылдарына шейін белгісіз болып келді. Міне, осы мәселелерді шешу үшін Ерікті экономикалық қоғам 1876 жылы арнайы қаратопырақ жөнінде комиссия құрды. Комиссия жұмысына Петербург университетінің геология және минерология кафедрасында қызмет істейтін жас геолог В.В. Докучаев шақырылды. Бұл таңдау кездейсоқ емес еді. ¤йткені ол бұрында Ерікті экономикалық қоғамның Петербург табиғат зерттеушілер мен минерологтар қоғамдарының белсенді мүшесі болып, осы қоғамның қаржыларымен экспедиция ұйымдастырып, топырақтануға жақын мәселелермен, дәлірек айтсақ, төрттік дәуірдің шөгінділерімен, өзен арналарымен, сай-салалардың құрылысы және пайда болуы мәселелерімен шұғылданған.

Егер далалық жұмыстар 1877-1878 жылдары жүргізілсе, одан кейінгі 1879-1881 жылдары химия-аналитикалық және ғылыми-өңдеу жұмыстары қолға алынды. Сонымен 1883 жылы В.В. Докучаевтың тарихта топырақтану жөніндегі әлемге әйгілі «Орыстың қаратопырағы» деген ғылыми еңбегі шықты. Бұл туралы В.В. Докучаевтың шәкірті, аса дарынды ғалым геохимик В.И. Вернадский кезінде былай деген: «Топырақтану ғылымының дамуы үшін қаратопырақ, кальцит кристаллографияның, бақа физиологияның, ал бензол органикалық химияның дамуына үлкен ролін атқарды». Бұл еңбектерінің нәтижесінде Докучаев тек қаратопырақтың пайда болуы ғана емес, сонымен қатар оның қасиеттерін, кеңістіктегі өзгерістерін, таралу заңдылықтарын анықтай келіп, жалпы топырақ туралы жаңа түсінікке келді. Топырақты зерттеудің ерекше жаңа топырақ-географялық салыстырмалы зерттеу әдісін ұсынды. Докучаев топырақтың табиғаттың ерекше табиғи, әрі тарихи денесі екенін анықтады. Топырақтың өте күрделі құрылымды екенін, ол өзін түзген тау жыныстардан морфологиялық көрінісі және химиялық құрамы жағынан жақсы ажыратылатынын, оның қалыңдығы тек жыртылған қабатпен шектелмейтінін көрсетті. 

1888 жылы Ерікті экономикалық қоғам жанынан В.В. Докучаевтың басқаруымен арнайы топырақ комиссиясы құрылды. Бұл комиссия жұмысына тек ғалымдар ғана емес, топырақтануға қатысы бар басқа мекемелер қызметкерлері де тартылды. Комиссия алдымен Ресейдің Еуропалық бөлігінің топырақ картасын жасады. 1889 жылы Топырақтану комиссиясы «Топырақтану» журналын шығарды. Ол журнал күні бүгінге дейін Ресей Ғылым академиясының ТМД елдерінде осы саладағы жалғыз журнал.

1891 жылы Ресейдің қаратопырақты зонасының негізгі жерінде қатты құрғақшылық болды. В.В. Докучаев «Біздің далаларымыздың бұрынғысы мен қазіргісі» деген классикалық еңбегінде Ресей диқаншыларының егіншілікті дұрыс жүргізбей, топырақты тоздырғаны жайлы сөз болды. Егістіктерді ауыстырып  екпей, бір жерге бір дақылды қайталап еге бергені, ылғал сақтау шараларын қолданбау, ол үшін орманды ағаш жүйелерін тиімді пайдаланбағаны жайында да айтылады.

1892-1895 жылдары В.В. Докучаев Ново-Александр ауылшаруашылық институтында (қазір ол Польша жерінде) директор болып қызмет атқарды, ауыл шаруашылығы жүйесіне дұрыс білім беруге біршама үлес қосты. Институтта әлемде бірінші болып топырақтану кафедрасын ұйымдастырды. Кафедраны В.В. Докучаевтың шәкірті Н.М. Сиберцев (1860-1900) басқарды. Ол 1900 жылы Докучаевтың топырақ жайындағы идеяларын жүйелі етіп баяндаған алғашқы «Топырақтану» оқулығының авторы болды.1898-1900 жылдары Докучаев Кавказ тауларының топырақтарын, Түркістан, Каспийдің шығысын, тіпті Қарақұмдағы Чарджау аймағындағы Репетек құмдарын, гипсті топырақтарды зерттеді. Докучаевтың бұл әр түрлі аймақтарды зерттеу, оның топырақтану жайындағы ілімінің аясын кеңейте түсті. Бұл топырақтың, жалпы ландшафтардың көлденең және тік зоналық заңдарын негіздеуге мүмкіндік берді. Оның осы кездердегі еңбегі «Табиғат зоналығы туралы ілім, көлденең және тік белдеулік зоналары». Сондай-ақ оның Жердің терістік жарты шарының сызба-нұсқалық топырақ картасы Парижде өткізілген Әлемдік көрмеде көрсетіліп, дипломға ие болды.

В.В. Докучаев «Табиғат зоналары туралы ілім» деген мақаласын былай бастайды: «Табиғатты, оның күшін, апатын, денесін тану үшін ХІХ ғасырда алып қадамдар жасалды, сондықтан мұны табиғаттанушылар ғасыры, табиғат ғасыры деуі жай емес. Дегенмен адамзаттың осы ұлы білім жеңістеріне назар аудара отырып.... әсіресе Лавуазье, Ляйэл, Дарвин, Гельмгольц т.б. жұмыстарынан кейін, аса маңызды, әрі мәнді кемістікті байқамауға болмайды... Негізінен әр түрлі денелер-минералдар, тау жыныстары, өсімдіктер мен жануарлар және олардың болмысы, кейбір табиғи заттар -от, су, жер, ауа зерттелді. Тек олардың қатынастары, пайда болулары, ғасырлық, әрдайым заңды табиғат күштері мен денелері, тірі мен өлі табиғат арасындағы байланыстары мен болмыстары зерттелмеді. Ал шын мәнінде тек осы қатынастар, осы заңды қарым-қатынастар мен бір-біріне әсері табиғаттанудың негізін құрайды, табиғаттанудың ең бір тамаша әрі жоғарғы ғажабы».

В.В. Докучаев өзі негізін қалаған ғылым – топырақтану ғылымы жоғарыда жіберілген кемістіктерді ескеріп, табиғаттағы бұрыннан бар тірі мен тірінің, тірі мен өлі табиғаттың қарым-қатынастары мен бірінің-біріне әсерін зерттейтін ғылым деді. Докучаев осы терең ғылыми түсініктерімен табиғат ландшафтары туралы ілімді қалыптастырды. Ландшафтағы топырақ маңызын айта келіп, топырақты «ландшафтың айнасы» деп сипаттады.

3. Топырақтану ғылымының кеңес кезінде дамуы

1925 жылы Докучаев атындағы топырақтану комитеті, КСРО Ғылым академиясының В.В. Докучаев атындағы топырақтану институты болып қайта құрылды. Оның директоры болып академик К.Д. Глинка тағайындалды. Кеңестік заманның әр кезеңдерінде  КСРО-ның әр республикаларында да арнайы топырақтану және агрохимия институттары ұйымдастырылып, жемісті зерттеу жұмыстарын бастады. Бұлардың барлығына В.В. Докучаев атындағы Топырақтану институты методикалық жетекшілік етті. Кеңбайтақ Кеңестік елдердің басым территорияларында топырақ-географиялық зерттеулер өріс алса, кейбір республикаларда топырақты мелиорациялау бағыттарында зерттеулер жүргізіле бастады. Еліміздің ылғалы мол батыс аймақтарында топырақты құрғату, ал Орта Азия, Оңтүстік Қазақстан, Кавказдың оңтүстігінде топырақты суару мелиорациялары дамыды.

Осы кезде топырақтанудағы ірі тұлға К.К. Гедройц (1872-1932) болды. Ол топырақтану химиясы саласында, дәлірек айтсақ топырақтың сіңіру комплексін, сор топырақтар мен сортаң топырақтарды зерттеуде аса ірі теориялық жетістіктерге жетті. Топырақтану, жалпы жер қыртысы геохимиясы саласындағы ірі ғалым Б.Б. Полынов (1877-1952) болды. Бұл екеуінің кейінірек академик болып сайлануы кездейсоқ емес екені анық. Кеңестік заманда топырақтың органикалық бөлігі туралы ірі жетістіктерге академик И.В. Тюрин жетсе, топырақтың географиясы саласында академиктер Л.И. Прасолов, И.П. Герасимов, топырақ агрохимиясы саласында академиктер Д.Н. Прянишников пен Я.В. Пейве терең зерттеулер жүргізіп, көптеген жаңалықтар ашты. В.В. Докучаевтың шәкірті академик В.И. Вернадскийдің айтуынша топырақ – аса күрделі, әрі өлі, әрі тірі дене. Сондықтан оны зерттеу де оңайға түспейді. Бір жағынан оған геологиялық ғылымдар әдісі қажет болса, екінші жағынан биологиялық ғылымдар әдістерін қолдану қажет. Алайда топырақ таза геологиялық та, таза биологиялық та дене болмағандықтан оны зерттеулер әдістері үнемі дұрыс нәтижелер бере бермейді. Топырақ сияқты күрделі денеге екі әдіс жеткіліксіз.

Топырақ осындай күрделі дене болғандықтан осы күндерге шейін оны белгілі бір ғылымдар қатарына жатқызу туралы әлемде біртұтас пікір жоқ. Мысалы біздің елімізде 1948 жылға шейін топырақтану ғылымы Жер туралы ғылымдарға жатқызылып, ол саладағы мамандар жоғары оқу орындарының геология-топырақтану факультеттерінде дайындалды. 1948 жылы Бүкілодақтық ауыл шаруашылығы академиясының тамыз сессиясынан кейін Топырақтану ғылымы бірауыздан биологиялық ғылымдарға жатқызылды. Мамандарды да дайындау оқу орындарының биология-топырақтану факультеттерінде басталды.Сонымен топырақтану ғылымы аса күрделі және өте қажетті ғылым. Халық санының күн сайын өсуі, олардың әл-ауқатының көтерілуі үшін топырақтанудың маңызы жылдан-жылға арта бермек.

Топырақтану ғылымы жалпы табиғаттану ғылымдарының қатарына қосыла тұрып, оның қолданбалы ғылымдар ішінде және халық шаруашылығының басқа салаларында алатын орны да ерекше.

Топырақтану ғылымының халықаралық мәселелерін шешу үшін Халықаралық топырақтанушылар қоғамы бар. Бұл қоғам 1924 жылы ұйымдастырылған. Содан бері топырақтанушылардың Халықаралық ХV конгрестері болып, оның екеуі бұрынғы Одақ кездерінде Мәскеуде (1930, 1974) өтті.

4. Топырақтану ғылымының Қазақстанда дамуы

Бұл бөлімшедегі мәліметтер Қазақ ССР Ғылым академиясының топырақтану институты туралы еңбектен алынды. Қазақстанда топырақтану ғылымының негізінің қалануыӨмірбек Оспанұлы есімімен тікелей байланысты. Мәскеудегі Тимирязев ауылшаруашылық академиясының топырақтану және агрохимия мамандығын алған. ө.Оспанұлы КСРО Ғылым академиясының В.В. Докучаев атындағы Топырақтану институтының аспирантурасына түсіп, 1936 жылы геология-минерология ғылымдарының кандидаты дәрежесін қорғап шықты. Бұл кезде Ө. Оспанов топырақтану саласынан өз ұлтымыздан шыққан, алғашқы ғылыми дәрежесі бар ғалым болатынын мақтанышпен айтамыз.

Ғылыми дәрежесі бар ғалым алғаш  КСРО Ғылым академиясының қазақ филиалында геология секторында аға ғылыми қызметкер, кейінірек филиал төл алқасында қызмет атқарды. Осы кездері филиал төралқасының төрағасы Қ.И. Сәтпаевтың орынбасары бола жүріп, болашақ Қазақ Ғылым академиясының негізін қалауда көптеген ұйымдастыру жұмыстарын жүргізді. Ө. Оспанұлы Қазақстанда топырақтану секторын ұйымдастыру мәселесін көтеріп, оған басшылық ету үшін елімізге аты белгілі профессор А.И. Безсоновты шақырды. Сонымен республикамызда топырақ зерттеуші алғашқы ғылыми ұжым пайда болды. Бұл топқа Отан соғысы жылдарының басында Алматыға көшіп келген КСРО Ғылым академиясы Докучаев атындағы Топырақтану институтының директоры Л.И. Прасолов бастаған, кейінірек академик болған И.П. Герасимов, профессорлар М.А. Глазовская, Е.В. Лобова т.б. қосылды. Сонымен Қазақстан топырақтары жан-жақты ғылыми негізде зерттеле бастады. Дегенмен сектор ұйымдастырылғанға дейін Қазақстан жерінің топырақтары туралы ешқандай мәліметтер болмады десек шындыққа үйлеспейді.

Қазақстан жерінде ХVІІІ-ХІХ ғасырларда Ресей ғалымдары тарапынан жасалған ғылыми экспедициялар: Лепехин, Гмелин, Паллас, Краснов, Миддендорф, Пржевальский, Уәлиханов, Семенов т.б. негізінен жалпы табиғаттану мақсатындағы географиялық сапар-саяхаттар еді. Ал тікелей топырақ қыртысын Қазақстанда зерттеу осы үстіміздегі ғасырдың басында, Ресейдің халық тығыз мекендеген Еуропалық бөлігінен шаруаларды шығысқа, Қазақстан мен Сібірге көшіру мақсатымен құрылған қоныстандыру басқармасы қолға алғанды. 

5 Топырақ құнарлылығы

Топырақтың басқа табиғи денелерден ерекшелігі – оның құнарлылығы. Құнарлылық деген топырақтың өсімдіктерді өніп-өсуіне кажетті қоректі элементтермен және сумен қамтамасыз ету касиеті. Жер бетінде адамның, өсімдік пен жануарлардын өмір сүруі  топырақтын осы касиетімен тікелей байланысты. Көне дәуірлердің өзінде топырақтың құнарлылығын отпен, күнмен, сумен теңеп, оған табынған болатын. Көне Египетте құнарлылықтың патшасы болып Изида, ал Римде - Прозерпина саналған. Біздің  дәуірге дейінгі IV ғасырда Қытайда топырақтарды "ақ", "көк", "сары" деп, олардың құнарлылығын "аз", "көп", "орта" деп бөлді. Грек философтары Аристотель, Феофраст, Лүкреций, Вергилий, Колумелла, Плиний т.б. топырақ құнарлылығы туралы оө трактаттарында жазған. Сол кезден топырақ құнарлылығының көздері туралы ойланып, топырақ неге тозады, қалай оны дұрыс пайдалануға болады деген ойлар туа бастады. Феодализм мен капитализм кезенінде әр түрлі топырақтар, құнарлылығына қарай бағаланып, сол бойыша салық салу жолдары іздестірілді. Х‡ІІІ-ХІХ ғасырларда топырақ құнарлылығына социолог және экономист ғалымдар да назар аудара бастады.Топырақ туралы мәліметтер жиналып, табиғат зерттеу ғылымдары дами бастағаннан соң, топырақ құнарлылығына да көзқарастар өзгере бастады. Ерте кезеңдерде топырақ құнарлылығының кему себебі оның ішіндегі "майлар", "тұздар" тағы басқалардың азаюына байланысты деп есептеді, кейінірек құнарлылықтың себептері "су", "қарашірінді", "минералды элементтер" деп саналды. Содан кейін ғана құнарлылықты топырақтың барлық касиеттерімен байланыстыра бастады. Осы көзқарастармен бірге, топырақ құнарлылығы деген түсініктер де өзгерді. Гумус теориясы дамыған кезде А.Тэер (1830) топырақтың құнарлылығы - топырақтың өсімдіктерді қара шіріндімен қамтамасы ету, ал Либих (1840) барлық минералдық элементтермен қамтамасыз ету деген пікірді айтты.Осы заманнын ғылыми әдебиеттерінде топырақ құнарлылығы жөнінде академик В.Р.Вильямстің (1936 ж.) анықтамасы жазылған. Оның айтуынша, топырақ құнарлылығы дегеніміз -топырақтың өсімдіктерді бір мезгілде үздіксіз сумен және қоректену элементтермен камтамасыз етуі.Қазіргі кезде топырақ құнарлылығы кен ауқымды түсінік. Мысалы, борпылдақ тау жыныстарында да ылғал және өсімдіктердің қоректік элементтері бар, бірақ жалаңаш таужыныстарына өсімдіктердің тұқымын сепсе, ол өспейді. Тек судың өзінt отырғызсақта солай болады, тұқымдар көгергенмен өсімдік шықпайды.өсімдіктерге ылғал мен тамыр арқылы берілетін қоректік элементтерден басқа жарық, жылу, оттегі қажет, ал оның көк бөлімдеріне көміртегі керек.Топырақ - әрі тірі, әрі өлі дене. Оның құрамында, жоғарыда айтылғандай, көптеген тірі микроорганизмдер бар. Олар құнарлықты қалыптастыруда үлкен рөл атқарады. Күн сәулесі топырақтың жылулық режимін анықтайды, бұл да топыраққа құнарлылық туғызатын элементтердің бірі, өйткені ол ылғалдың булануына барлық физикалық - химиялық процестерге молекулярлық деңгейде әсер етеді. Топырақтағы фотохимиялық реакциялардың пайда болуы олардың белсенділігіне әсер етіліп күн сәулесіне байланысты.