Батыс еуропалық агромәденихимиктер мен агрогеологтардың топырақ туралы зерттеулері

Адам баласының әр түрлі құрылыстар салып, егін егіп, өнім алған жер бетіндегі тіршілігі мындаған жылдарға созылғаны мәлім. Алайда топырақ туралы ғылыми түсінік көпке дейін қалыптаса қойған жоқ. Егіншілікпен адам баласы ондаған ғасыр айналысып келгенімен тек XVIII ғасырдың аяғы мен XIX ғасырдың бас кезінде ғана егіншілік туралы ғылым агрономия дүниеге келді. Бұл кез дүние жүзінде феодалдық өндірістік қатынастың капиталистік өндірістік қатынаспен ауысу кезеңі еді.

Ғылыми агрономиямен алғаш айналысқан Алмания табиғи зерттеушілері болды. XIX гасырдың басында кейбір жүргізген тәжірибе жұмыстарына сүйене отырып, неміс ғалымы А. Тэер өсімдіктердің органикалық заттармен қоректенуі теориясын ұсынды. Осыған байланысты ірі химиктер И. Берцелиус, К. Шпренгель т.б. топырақтың қара шіріндісі - гумуспен айналысты. Олар топырақ шіріндісінің күрделі екенін және органикалық заттардың бірнеше топтарынан тұрып, әр түрлі химиялық құрамы мен қасиеттерімен ерекшеленетінін анықтады (Д.С. Орлов, 1974).

Алайда кейінгі зерттеулер гумус қоректік қасиеттерге ие болғанымен, негізгі мәселе тек қана гумуста емес екенін көрсетті. Сонымен А. Тэердің өсімдіктердің органикалық қоректену теориясы енді өсімдіктердің минералдық қоректену теориясымен алмасты. Соңғы теорияның авторы неміс оқымыстысы Ю. Либих болатын. 1840 жылы оның «Химияны егіншілік пен физиологияда пайдалану» деген еңбегі жарық көрді. Осыдан кейін бұл теорияны қолдаушылар көбейіп, агромәденихимия егіншілікке қарай бет бұрды. Көптеген ауылшаруашылығы тәжірибе станцияларында тыңайтқыштардың өсімдіктерге тигізер пайдасы жөнінде тәжірибелер өріс алып, оның әсерлері анықталды. Топырақтың жыртылған қабатындағы азот, фосфор, калий мөлшерлері анықталды. Топырақтанудың алғашқы бұл бағытын негіздеушілер батыстың ірі оқымыстылары А. Тэер, Ю. Либих (неміс химиктері), М. Бертолло, Ж. Бусенго (француз химиктері) болды. Бұлар топырақ өсімдіктер тамырлары тарайтын орта, ол минералдық және органикалық заттардың қосындысынан тұрады деп пайымдады. Топырақ қабатын олар тек жыртылған қабатпен шектеді. Топырақтарды олар сапасы жағынан жақсыға, ортаға, жаманға, бидайға, сұлыға, картопке т.б. жарамды деп бөлді.

Осы кездерде жоғарыда айтылған бағытқа байланыссыз агрономия мен топырақтанудың геология бағыты да өріс алды. Оның негізін қалаушылар немістің геолог оқымыстылары Ф. Фаллу, Ф. Рихтгофен еді. Олар топырақ деген түсінікке жер бетінің үгілу қабатын жатқызды. Мұны орманшылар қолдай кетті. Әсіресе қоштаушылардың бірі неміс оқымыстысы, профессор Е. Раманн болды. Ол Алманияда орман топырақтануын дамытты. Алғашында топырақты тек геологиялық дене деп келген бұлар кейінірек топырақ құрамындағы органикалық заттарды, топырақтың агрономиялық қасиеттерін зерттеуді қолға алды. Сонымен топырақтанудың агрогеологиялық бағыты қалыптасты. Бұл бағыт тек Батыс Еуропада ғана емес, сонымен катар терістік Америка, Австралия, Жаңа Зеландияда т.б. өріс алды.

2. 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 болатын.

Орыс қара топырағы тек Ресейді ғана асырап қойған жоқ, сонымен қатар онда өсірілетін астық, бидай Еуропамен байланыстыратын негізгі сауда көзі болды.

Қара топырақтың пайда болуы жөніндегі алғашқы дүрыс болжам айтқан орыстың ұлы ғалымы М.В. Ломоносов (1763). 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 XVIII ғасырда профессорлар М.А. Афонин, И.М. Комовтар да жазды. Бірақ олар қара топырақтардың пайда болуымен шұғылданған жоқ.

Ерікті экономикалық қоғамның бағдарламасында әр түрлі топырақтардың агрономиялық қасиеттері туралы мәліметтер сұрақ-жауап ретінде жиналды. Сұрақтар әр губерниялар мен уездерде қанша жер өнделуде, оның құнарлылығы, құрамы қалай деген мағынада болатын.

Ерікті экономикалық қоғаммен қатар топырақ туралы мәліметтерді мемлекеттік мүлік министрлігінің ауылшаруашылығы Департамент есепшілері жинады. Осы материалдарды жинастырып, 1851 жылы К.С. Веселовский Ресейдің Еуропалық бөлігі топырағының сызба-нұсқа түріндегі картасын жасады. Ал 1879 жылы В.И. Чаславскийдің дәл осы территорияның топырағына арналған жаңа толықтырылған картасы жарық көрді. Шаруа мен диқаншылардан салық жинау мақсатында құрастырылған бұл карта ғылыми тұрғыда негізделмеген, бір жүйеге келтірілмеген еді.

Осы кезде Петербургтің орман институтының профессоры П.А. Костычев (1845-1895) топырақтанудан алғашқы оқулық жазды (1886). Батыс Еуропаның агромәденихимиялық, агрогеологиялық топырақтанушыларының көзқарасына қарағанда П.А. Костычев топырақ қасиеттерін өсімдіктер мен микроорганизмдер өмірімен тікелей байланыстырды. Ол орыс қаратопырағын зерттеуге үлкен үлес қосып, 1886 жылы «Ресейдің қаратопырақты облыстары» еңбегін шығарып, онда қаратопырақтағы топырақ шіріндісінің түзілуі, оның топырақ құрылымына әсері мен осы топырақтардың құнарын сақтап, ұлғайтудың шараларын ұсынды.

П.А. Костычев топырақтануды тек агрономиялық қана емес, сонымен қатар оны биологиялық ғылымға да жатқызды. В.В. Докучаветың ең жақын шәкірті Н.М. Сибирцев П.А. Костычевті топырақтанудың ғылыми негізін салушылардың бірі деп бағалаған.

3. В.В.Докучаев - ғылыми топырақтану мен ландшафтар туралы ілімнің негізін қалаушы.

XIX ғасырдың көптеген табиғаттанушы-саяхатшылардың (Б.С. Паллас - табиғатшы, Э.И. Эйхвальд - палеонтолог, Ф.И. Рупрехт - геоботаник) 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 минералогия кафедрасында қызмет істейтін жас геолог В.В. Докучаев шақырылды. Бұл таңдау кездейсоқ емес еді. Өйткені ол бұрында Ерікті экономикалық қоғамының Петербург табиғат зерттеушілер мен минералогтар 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.

Мұнда келген соң В.В.Докучаев қаратопырақ жөніндегі комиссиясының қаратопырақтың геология-географиялық және физика-химиялық зерттеу бағдарламасын жасады. 1877-1878 жылдары далалық геология-географиялық зерттеу жұмыстары В.В.Докучаевтың басқаруымен жүргізілді. Қаратопырақты облыстарға, негізінен ат көліктерін пайдаланып, мындаған шақырымдық маршруттар жасалды. Бірнеше жүздеген топырақ және геологиялық шұңқырлардың сипаттамасы жасалды, жер бедері, өсімдіктері туралы да мағлұматтар жиналды. Физика-химиялық талдауға әр жердің топырақтары мен тау жыныстарының үлгілері алынды.

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 еңбегін шықты. Бұл туралы В.В. Докучаевтың шәкірті, аса дарынды ғалым геохимик В.И. Вернадский (1904) кезінде былай деген: «Топырақтану ғылымының дамуы үшін қаратопырақ, кальцит кристаллографияның, бақа физиологияның, ал бензол органикалық химияның дамуына еткен ролін атқарды». Бұл еңбектерінің нәтижесінде Докучаев тек қаратопырақтың пайда болуы ғана емес, сонымен қатар оның қасиеттерін, кеңістіктегі өзгерістерін, таралу заңдьшықтарын анықтай келіп, жалпы топырақ туралы жаңа түсінікке келді. Топырақты зерттеудің ерекше жаңа топырақ-географиялық салыстармалы зерттеу әдісін ұсынды. Докучаев топырақтың табиғаттың ерекше табиғи, әрі тарихи денесі екенін анықтады. Топырақтың өте күрделі құрылымы екенін, ол өзін түзген тау жыныстардан морфологиялық көрінісі және химиялық құрамы жағынан жақсы ажыратылатынын, оның қалыңдығы тек жыртылған қабатпен шектелмейтінін көрсетті. Нағыз қаратопырақтарда топырақтың қара шіріндісіне боялған А кабаты 0-40 (60) см жетіп, өтпелі В қабаты, біршама топырақ қара шіріндісі бар және жоғарғы қара шіріндіге бай қабаттан жолақтанып төмен жылжыған қара қошқыл «тілдері» және бозғыл тартқан әк қосындылары бар. Оның тереңдігі 40-60 см-80-100 см-ге шейін, одан төмен топырақ түзуші аналық жыныс -С қабатына өтеді. Докучаев қаратопырақтар тек дала зонасында шектелемейтінін анықтады. Бұл зонада қаратопырақ қабаттарының қалыңдығы климаттың және жер бедерінің өзгеруіне байланысты әр түрлі ауытқулары болғанымен жалпы қаратопырақ пішіні сақталатынын дәлелдеді. Қаратопырақтың қара шіріндісінің мөлшерімен осы қабаттың қалындығының өзгеруі терістіктен оңтүстікке қарай жылжыған сайын, климаттың құрғақтана бастағанына байланысты азаятындығы - занды құбылыс екендігін көрсетті. Бұл еңбегінде Докучаев қаратопырақ зонасы мысалында үлкен теориялық тұжырымдар жасады. Топырақты жер бетінің жоғары көпжылдық топырақ түзуші факторларының үздіксіз әрекеттері нәтижесінде пайда болған дене деп қарады.

Топырақ түзуші факторларға ол: климат, өсімдіктер мен жануарлар дүниесін, топырақ түзуші аналық жынысты, жер бедерін және аймақтың геологиялық жасын жатқызды. Бұл факторлардың табиғаттың заңдылығына, яғни топырақ түзуші факторлардың үйлесімді сәйкестігіне байланысты өзгеретінін дәделдеді.

Одан кейінгі жылдары В.В. Докучаев шәкірттері Н.М. Сибирцев, К.Д. Глинка, П.В. Отоцкиймен бірге Ресейдің көптеген губернияларында топырақ зерттеу жұмыстарын жемісті жалғастырды.

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 қызметкерлер 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 болады. Егістіктерді ауыстырып екпей, бір жерге бір дақылды қайталап еге бергені, ылғал сақтау шараларын қолданбау, ол үшін орманды ағаш жүйелерін тиімді пайдаланбағаны жайында да айтылады (В.В. Докучаев, 1951).

1892-1895 жылдары В.В.Докучаев Ново-Александр ауылшаруашылық институтында (қазір ол Польша жерінде) директор болып қызмет атқарып, ауыл шаруашылығы жүйесіне дұрыс білім беруге біршама үлес қосты. Институтта әлемде бірінші болып топырақтану кафедрасын ұйымдастырды. Кафедраны В.В. Докучаевтың шәкірті Н.М. Сибирцев (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 зерттеуі оның топырақтану жайындағы ілімінің аясын кеңейте түсті. Бұл топырақтың, жалпы ландшафтардың көлденең және тік зоналық заңдарын негіздеуге мүмкіндік берді. Оның осы кездердегі негізгі еңбегі «Табиғат зоналығы туралы ілім, көлденең және тік белдеулік зоналары» (Докучаев, 1899). Сондай-ақ оның Жердің терістік жарты шарының сызба-нұсқалық топырақ картасы Парижде өткізілген Әлемдік көрмеде (1900) көрсетіліп, дипломға ие болды.

В.В. Докучаев «Табиғат зоналары туралы ілім» (1899) деген мақаласын былай бастайды: «Табиғатты, оның күшін, апатын, денесін тану үшін XIX 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 табиғат танудың негізін құрайды, табиғат танудың ең бір тамаша әрі жоғарғы ғажабы».

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