Топырақтың пайда болуы, қасиеттері, жіктелуі мен картасы – топырақ ғылымының негізгі тақырыптары. Ауыл шаруашылығы, геология, экология салаларындағы маңызды зерттеулер.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Топырақты Жер бетіндегі табиғи ресурс ретінде зерттеу
Study of soil as a natural resource on the surface of Earth
Топырақ ғылымы – Жер бетіндегі топырақты табиғи ресурс ретінде зерттейтін ғылым саласы, оның ішінде топырақтың қалыптасуы, жіктелуі және картаға түсіруі; топырақтың физикалық, химиялық, биологиялық және құнарлылық қасиеттері; сондай-ақ осы қасиеттердің топырақты пайдалану және басқарумен байланысты зерттелуі. Кейде топырақ ғылымының салаларына қатысты терминдер, мысалы, педология (топырақтың қалыптасуы, химиясы, морфологиясы және жіктелуі) және эдафология (топырақтың тірі организмдермен, әсіресе өсімдіктермен өзара әрекеттесуі) топырақ ғылымымен бірдей мағынада қолданылады. Осы ғылым саласымен байланысты атаулардың алуан түрлілігі түрлі ғылыми бірлестіктермен байланысты. Расында, инженерлер, агрономдар, химиктер, геологтар, физикалық география мамандары, экологтар, биологтар, микробиологтар, орман шаруашылығы мамандары, санитарлық мамандар, археологтар және аймақтық жоспарлау мамандары топырақ туралы білімді кеңейтуге және топырақ ғылымын дамытуға үлес қосады.
Soil science is the study of soil as a natural resource on the surface of the Earth including soil formation, classification and mapping; physical, chemical, biological, and fertility properties of soils; and these properties in relation to the use and management of soils. Sometimes terms which refer to branches of soil science, such as pedology (formation, chemistry, morphology, and classification of soil) and edaphology (how soils interact with living things, especially plants), are used as if synonymous with soil science. The diversity of names associated with this discipline is related to the various associations concerned. Indeed, engineers, agronomists, chemists, geologists, physical geographers, ecologists, biologists, microbiologists, silviculturists, sanitarians, archaeologists, and specialists in regional planning, all contribute to further knowledge of soils and the advancement of the soil sciences.
Зерттеу салалары
Топырақ педосфераны құрайды, яғни Жерді тұжырымдамалық тұрғыдан ұйымдастыру үшін геоғылымдар пайдаланатын Жердің сфераларының бірін. Бұл педология және эдафологияның – топырақ ғылымының екі негізгі саласының тұжырымдық көзқарасы. Педология топырақты табиғи ортада зерттейді. Эдафология топыраққа тәуелді пайдаланумен байланысты топырақты зерттейді. Екі сала да топырақ физикасы, топырақ химиясы және топырақ биологиясының үйлесімді комбинациясын қолданады. Педосферада биосфера, атмосфера және гидросфера арасындағы көптеген өзара әрекеттесулер болғандықтан, топыраққа бағытталмаған, бірақ интеграцияланған тұжырымдар да құнды. Топырақты түсінуге қажетті көптеген ұғымдар топырақ ғалымдары деп нақты айтуға болмайтын адамдардан келген. Бұл топырақ туралы түсініктердің пәраралық сипатын көрсетеді.
Soil occupies the pedosphere, one of Earth's spheres that the geosciences use to organize the Earth conceptually. This is the conceptual perspective of pedology and edaphology, the two main branches of soil science. Pedology is the study of soil in its natural setting. Edaphology is the study of soil in relation to soil dependent uses. Both branches apply a combination of soil physics, soil chemistry, and soil biology. Due to the numerous interactions between the biosphere, atmosphere and hydrosphere that are hosted within the pedosphere, more integrated, less soil centric concepts are also valuable. Many concepts essential to understanding soil come from individuals not identifiable strictly as soil scientists. This highlights the interdisciplinary nature of soil concepts.
Зерттеу
Топырақтың әртүрлілігі мен динамикасын зерттеу жаңа жаңалықтар мен түсініктерді одан әрі ашып береді. Климаттың өзгеруі, парниктік газдар және көміртегіні жинақтау контекстінде топырақты түсіну қажеттілігі топырақ зерттеулерінің жаңа бағыттарын тудырады. Сонымен қатар, планетаның биологиялық әртүрлілігін сақтауға және өткен мәдениеттерді зерттеуге деген қызығушылық топырақ туралы толыққанды түсінікке қол жеткізуге жаңа серпіліс береді.
Exploring the diversity and dynamics of soil continues to yield fresh discoveries and insights. New avenues of soil research are compelled by a need to understand soil in the context of climate change, greenhouse gases, and carbon sequestration. Interest in maintaining the planet's biodiversity and in exploring past cultures has also stimulated renewed interest in achieving a more refined understanding of soil.
Жіктеу
1998 жылы Топырақ ресурстарының әлемдік анықтамалық базасы (WRB) топырақтарды халықаралық жіктеу жүйесі ретінде БҰҰ Тамақ және Ауыл шаруашылығы ұйымының (FAO) топырақ жіктемесін ығыстырды. Қазіргі күшіндегі WRB нұсқасы – 2022 жылғы 4-ші басылым. FAO топырақ жіктемесі, өз кезегінде, АҚШ Топырақ таксономиясын қоса алғанда, қазіргі заманғы топырақ жіктеу концепцияларынан негіз алды. WRB негізінен топырақ морфологиясына, педогенездің көрінісі ретінде, сүйенеді. АҚШ Топырақ таксономиясынан басты айырмашылығы – топырақ климаты, топырақ профилінің ерекшеліктеріне әсерін есептемегенде, жүйеге кірмейді. Көптеген басқа жіктеу схемалары бар, оның ішінде халықтық жүйелер де. Халықтық жүйелердегі құрылым атаулы (топыраққа немесе ландшафтқа ерекше атау беру) немесе сипаттамалық (топырақтарды қызыл, ыстық, майлы немесе құмды сияқты қасиеттерімен атау) болып келеді. Топырақтар физикалық түрі (мысалы, түсі, құрылымы, ландшафттағы орны), өнімділігі (мысалы, өндірістік мүмкіндіктері, су басу қаупі) және олармен бірге өсетін өсімдіктер сияқты айқын ерекшеліктерімен ажыратылады. Көптеген адамдарға таныс халықтық жіктеме – құрылымды жеңіл немесе ауыр деп бөлу. Жеңіл топырақтарды жырту және өңдеу үшін аз күш жұмсалады, олардың құрамындағы заттар аз және құрылымы жақсы. Жеңіл топырақтар ауада кептіргенде ауыр топырақтардан жеңіл болуы міндетті емес, сондай-ақ олардың кеуектілігі де жоғары емес.
In 1998, the World Reference Base for Soil Resources (WRB) replaced the FAO soil classification as the international soil classification system. The currently valid version of WRB is the 4th edition, 2022. The FAO soil classification, in turn, borrowed from modern soil classification concepts, including USDA soil taxonomy. WRB is based mainly on soil morphology as an expression of pedogenesis. A major difference with USDA soil taxonomy is that soil climate is not part of the system, except insofar as climate influences soil profile characteristics. Many other classification schemes exist, including vernacular systems. The structure in vernacular systems is either nominal (giving unique names to soils or landscapes) or descriptive (naming soils by their characteristics such as red, hot, fat, or sandy). Soils are distinguished by obvious characteristics, such as physical appearance (e. g., color, texture, landscape position), performance (e. g., production capability, flooding), and accompanying vegetation. A vernacular distinction familiar to many is classifying texture as heavy or light. Light soil content and better structure take less effort to turn and cultivate. Light soils do not necessarily weigh less than heavy soils on an air dry basis, nor do they have more porosity.
Тарих
Топырақты жіктеудің ең ерте белгілі жүйесі Қытайдан шыққан, ол «Ю Гонг» кітабында (б.з.д. 5 ғасыр) кездеседі. Онда топырақ түсіне, құрылымына және сулылығына байланысты үш санатқа және тоғыз классқа бөлінген. Замандастары Фридрих Альберт Фаллоу (қазіргі заманғы топырақ ғылымының негізін қалаушы неміс ғалымы) және Василий Докучаев (қазіргі заманғы топырақ ғылымының негізін қалаушы орыс ғалымы) екеуі де топырақты ерекше және күрделі ресурс ретінде қарастырған алғашқылардың бірі болып саналады, оның геология мен егін шаруашылығынан концептуалды түрде бөлініп, тұтас қаралуы қажеттігін айтқан. Топырақ ғылымының негізін қалаушы ретінде Фаллоу уақыт бойынша басымдыққа ие. Фаллоу топырақтың пайда болуын зерттеген кезде Докучаев тіпті тумаған еді; алайда Докучаевтың жұмысы көлемдірек болды және қазіргі топырақ теориясына Фаллоудың жұмысынан гөрі маңыздырақ деп есептеледі. Бұрын топырақ тас жыныстарының химиялық өзгерістерінің нәтижесінде пайда болған, өсімдіктерге қоректік элементтер беретін өлі субстрат деп есептелді. Топырақ пен тас жыныстары бір-бірімен теңестірілді. Докучаев топырақты өзінің пайда болуы мен даму тарихы бар табиғи дене ретінде қарастырады, оның ішінде күрделі және көп түрлі процестер жүреді. Топырақ тас жыныстарынан өзгеше. Соңғысы климат, өсімдік жамылғысы, жер бедері, рельеф және жас сияқты топырақ түзілу факторларының әсерінен топыраққа айналады. Оның пікірінше, топырақ – тас жыныстарының «күнделікті» немесе сыртқы горизонттары, олар судың, ауаның және түрлі тірі және өлі организмдердің бірлескен әсерінен табиғи түрде өзгереді. 1914 жылғы энциклопедиялық анықтама: «Тастардың бетіндегі, тас жыныстарының ыдырауы немесе ауа райының әсерінен пайда болған түрлі жер пішіндері» – топыраққа қатысты 19 ғасырдан бері сақталған тарихи көзқарасты көрсетеді. Докучаевтың 19 ғасырдың соңындағы топырақ тұжырымдамасы 20 ғасырда тірі процестердің әсерінен өзгерген топырақ материалы ретінде дамыды. Бұл тұжырымдаманың салдары ретінде тірі компоненті жоқ топырақ – Жердің сыртқы қабатының ғана бір бөлігі екендігі айтылды. Топырақ тұжырымдамасын одан әрі жетілдіру топырақтағы энергияның тасымалдануы мен түрленуін бағалауға байланысты жүзекеге асырылуда. Бұл термин Жердің Ай және Марс бетіндегі материалға да қолданылады, бұл ғылыми қауымдастықтың бір бөлігінде қабылданған. Топырақтың осы заманауи түсінігіне сәйкес, Никифоровтың 1959 жылғы анықтамасы бойынша топырақ – «Жер қыртысының әуеге толы бөлігінің қозғалмалы қабығы».
The earliest known soil classification system comes from China, appearing in the book Yu Gong (5th century BCE), where the soil was divided into three categories and nine classes, depending on its color, texture and hydrology. Contemporaries Friedrich Albert Fallou (the German founder of modern soil science) and Vasily Dokuchaev (the Russian founder of modern soil science) are both credited with being among the first to identify soil as a resource whose distinctness and complexity deserved to be separated conceptually from geology and crop production and treated as a whole. As a founding father of soil science, Fallou has primacy in time. Fallou was working on the origins of soil before Dokuchaev was born; however Dokuchaev's work was more extensive and is considered to be the more significant to modern soil theory than Fallou's. Previously, soil had been considered a product of chemical transformations of rocks, a dead substrate from which plants derive nutritious elements. Soil and bedrock were in fact equated. Dokuchaev considers the soil as a natural body having its own genesis and its own history of development, a body with complex and multiform processes taking place within it. The soil is considered as different from bedrock. The latter becomes soil under the influence of a series of soil formation factors (climate, vegetation, country, relief and age). According to him, soil should be called the "daily" or outward horizons of rocks regardless of the type; they are changed naturally by the common effect of water, air and various kinds of living and dead organisms. A 1914 encyclopedic definition: "the different forms of earth on the surface of the rocks, formed by the breaking down or weathering of rocks". serves to illustrate the historic view of soil which persisted from the 19th century. Dokuchaev's late 19th century soil concept developed in the 20th century to one of soil as earthy material that has been altered by living processes. A corollary concept is that soil without a living component is simply a part of Earth's outer layer. Further refinement of the soil concept is occurring in view of an appreciation of energy transport and transformation within soil. The term is popularly applied to the material on the surface of the Earth's moon and Mars, a usage acceptable within a portion of the scientific community. Accurate to this modern understanding of soil is Nikiforoff's 1959 definition of soil as the "excited skin of the sub aerial part of the Earth's crust".