Экология почвы как профессиональная дисциплина при подготовке специалистов аграрного профиля

В современных социально - экономических условиях аграрное образование, являющее собой сложную форму общественной практики, испытало существенные изменения, превратившись в чрезвычайно масштабную социальную институцию, посредством которой осуществляется трансляция и воплощение базовых ценностей человечества, а также реализуются цели и задачи развития аграрного и других секторов экономики.

Анализ отечественной и зарубежной научной информации дает основания утверждать, что в условиях радикальных изменений мировоззрения и социальных представлений о стабильности и устойчивости функционирования биосферы, адаптации к новым жизненным ценностям и ориентирам развития, общая просветительско-научная парадигма приобретает инновационно - инвестиционное содержание. Именно такое направление образовательной деятельности способно осуществить обновление системы общественного производства, обеспечить его конкурентоспособность и эколого-экономическую эффективность [5,9].

Важность и необходимость внедрения инновационных технологий в традиционное аграрное образование и науку целесообразно, на наш взгляд, объяснить следующим образом. Термин „инновационный” в литературе трактуется как антоним прилагательному ”традиционный”, а потому его приставка к подлежащему „технология” (от греч. искусство, мастерство; в науке – процесс, способ выявления физических, химических, механических и других закономерностей с целью определения и использования на практике наиболее эффективных эколого-экономических производственных процессов) предусматривает выход за пределы традиционного. Таким образом, инновационный подход в высшем образовании ставит целью дать возможность студентам овладевать новым опытом на основе целеустремленного формирования творческого и критического мышления, освоить передовой инструментарий научно-технической деятельности, в том числе различные типы моделирования.

В условиях экономического кризиса в Украине реализация инновационных технологий в экологическом и аграрном направлениях образования, включая воспитание и просветительскую деятельность, имеет исключительное значение. Фактически это вопрос выживания и возможности предотвращения деградации нации. Считаем целесообразным подчеркнуть, что необходимость инновационных воплощений при этом должна восприниматься обществом как фактор коллективной безопасности.

Будущему выпускнику высшего аграрного учебного заведения, стремящемуся стать востребованным и успешным на европейском рынке труда, придется постоянно овладевать новой техникой, технологиями и методиками, а иногда даже изменять виды своей деятельности, реально владеть совокупностью конкурентоспособных свойств. Отмеченные причины определяют приоритеты в учебе студентов и способы решения проблемных ситуаций, а именно: умение находить и эффективно использовать новую информацию из различных источников (включая и всемирную сеть Internet), владеть несколькими иностранными языками, быстро овладевать различными технологическими процессами, принимать адекватные решения в разнообразных внештатных ситуациях, успешно работать в научных коллективах, члены которых способны генерировать и воспринимать новые идеи, а главное – воплощать их в жизнь.

Обоснование необходимости внедрения дисциплины «Экология почвы» в учебный процесс. Одним из примеров инновационного подхода к организации учебного процесса в высших учебных заведениях является введение в учебные планы новых дисциплин, которые интегрируют современные представления о тех или иных процессах и явлениях, и выделились из фундаментальных наук. Примером может служить «Экология почвы», которая выделилась из традиционных почвоведения и экологии и начала свое самостоятельное существование и как наука, и как учебная дисциплина, поскольку способна развивать самостоятельные, независимые от других наук и от возможных практических результатов исследования. Целью дисциплины является познание, а следовательно и изучение экологических функций и значение экосистемы почвы в прошлой, современной и будущей эволюции биологического многообразия [5,6].

Л.И. Прасолов первым из ученых бывшего СССР предложил выделить экологию почв в самостоятельный раздел  почвоведения [8]. Позже, В.Р. Волобуев опубликовал специальную монографию [1], в которой обосновал самостоятельность экологии почв как учения о закономерностях взаимоотношений между почвой и другими элементами природной среды, принимающими участие в ее формировании (горной породой, живимы организмами, рельефом и производственной деятельностью человека). Он также предложил и обосновал основные положения и методы экологии почвы, на основании  которых и описаны закономерности в системе «факторы почвообразования – почвы», установил гидротермическую систему связей почв и климата, выделил термо- и гидроряды с соответствующими градациями тепла и влажности, дал термодинамическое обоснование соотношений в системе «почва-растение-климат». Важным результатом работы В.Р. Волобуев явилась разработка нового направления в экологии почвы – «энергетика почвообразования» [1, 2].

Нами изложена экологическая концепция в историческом развитии почвоведения  и необходимость выделении экологии почвы в профессиональную дисциплину для подготовки магистров – экологов [6, 7]. Безусловно, в литературе встречаются и другие мнения касательно нового направления в науке. В частности М.И. Дергачева [3,4 ] отмечает, что экология почвы как наука находится нынче на стадии становления и предлагает выделить ее в отдельный раздел биосферного класса наук. Объектом исследования, по ее мнению, должна быть почва как экологическая система, а предметом – законы ее структурно-функциональной организации, закономерности и связи с природной средой, которые являют собой обмен веществ и энергии.

Объекты и методы исследования. Объектом исследования в экологии почвы выступают закономерности функционирования экосистемы почвы как открытой системы. Учеными разработана система методов изучения сложного процесса ее функционирования, которая учитывает достижения биологии, экологии, почвоведения, химии, кибернетики и других дисциплин: сравнительно-экологический метод, предусматривающий изучение экосистемы почвы в неразрывной связи с факторами почвообразования и составом почвенной биоты, сравнительно-аналитический и биологический методы, метод системного анализа, моделирование и др.

Под экосистемой почв следует понимать особенную органо-минеральную систему с высоким уровнем организации, сложной структурой и отношением взаимной обусловленности между компонентами (биотическими и абиотическими), тесно связанными обменными энергетическими и материальными процессами, которые подчинены важной закономерности – созданию необходимых условий для функционирования живого вещества (биоразнообразия). В сравнении с понятием «агроэкосистема» экосистема почвы имеет одну существенную особенность – в почве фотосинтезирующими организмами – продуцентами являются исключительно водоросли.

В современных экологических условиях существенное методологическое значение приобретает положение о незаменимости экосистемы почвы как общепланетарного аккумулятора и распределителя биологически связанной энергии, а также депо биологических элементов.

Наиболее характерными свойствами экосистемы почвы как открытой системы являются: относительная произвольность  границ, через которые привносится и  выводится вещество и энергия; наличие широкого разнообразия трофических путей для перенесения и превращения энергии, которые связаны с вещественным составом; перемешивание комплекса веществ системы со временем и изменение физических и физико-химических свойств абиотической составляющей в результате прохождения химических и биохимических реакций; стремление экосистемы почвы со временем достичь динамического равновесия или устойчивого состояния, при котором скорость материальных и энергетических поступлений равняется скорости их расходов; наличия разнообразия форм живого вещества и условий для проведения конкурентной борьбы за существование между отдельными видами; непрерывность и дискретность, что обуславливает с одной стороны взаимопроникновение  компонентов потоками веществ и энергии, с другой – проявление процессов их дифференциации; стремление экосистемы почвы при изменении скоростей материальных и энергетических потоков достигнуть в своем развитии нового динамического равновесия. Период изменения, который необходим для возобновления нового состояния равновесия, следует считать переходным, а время, используемое для достижения нового динамического равновесия, зависит в основном от трех составляющих стабильности экосистемы – структурно-стационарной, функционально - динамической и буферности; зависимость накопления энергии (органического вещества) при определенных потоках его поступления от энергетической емкости: чем выше способность к накоплению, тем ниже чувствительность системы; зрелость экосистемы почвы и в то же время ее устойчивость определяется количеством трофических колец, по которым движутся энергия и элементы питания, а также степенью буферной способности; способность накоплять, сохранять и возобновлять информацию в ходе своей эволюции (владеть различными системами памяти: память косного тела, генетическая память живого вещества, экосистемная память); наличие информационного обмена, который проявляется при функционировании биотической составляющей.

Автономность развития и функционирование экосистемы почвы проявляется на разных уровнях таксономических группировок – от разрядного до типового. Продукционный процесс (энергетическое взаимодействие живого вещества с абиотической частью) составляет одно из важных звеньев в механизме функционирования экосистемы почвы, что проявляется в малом биологическом круговороте веществ.

Непонимание экологических процессов, которые имеют  место в естественной экосистеме почвы, как правило, приводит к ошибкам относительно рационального использования материальных и энергетических ресурсов в агроэкосистеме. Для оценки такой экологической функции как плодородие, в первую очередь, следует изучить потоки веществ и энергии между различными организмами, а также между организмами и окружающей средой. Важной дополнительной информацией служат также данные об активности метаболизма почвенной экосистемы.

Экологический императив относительно почв состоит в том, что общество должно согласовать свои потребности с требованиями экологии. Для этого нужны инновационные научные подходы. При этом экология почв должна стать не только одним из важных направлений современного почвоведения, но и профессиональной дисциплиной для подготовки специалистов аграрного профиля.

Кроме своего основного теоретического значения  экология почвы имеет большое значение и в прикладной сфере сельскохозяйственного производства при решении таких задач: ограничение негативных для почвы последствий химизации и внедрения технологических новшеств; уяснение существующих и гипотетических зависимостей между интенсификацией земледелия и состоянием экосистемы почвы; экологическая оценка внедрения упрощенных технологий обработки почв, выращивания сельскохозяйственных культур, биоценотической структуры севооборотов; эколого-экономическая оценка влияния различных видов сельскохозяйственной деятельности на почвенные экосистемы; агроэкологическая оценка почвенных экосистем с целью внедрения адаптивно-ландшафтных систем земледелия; рациональная организация агроландшафтов, которая учитывала бы экологические императивы.

Нами подготовлена и издана монография „Экология почвы» [6], в которой осуществлена попытка максимально учесть современное состояние развития этого раздела почвоведения, а также требования к экологическому образованию и практической деятельности специалиста-аграрника с точки зрения инновационного подхода. Ведь рядом с такой функцией почвы, как плодородие, достаточно важной на сегодня является и другая ее экологическая функция – превращение и утилизация антропогенных отходов, а также отходов жизнедеятельности растений и животных в новый источник веществ и энергии. Особое внимание в монографии уделено факторам негативного антропогенного влияния на экосистему почвы, в частности радиационному загрязнению в результате аварии на ЧАЭС. В целом, монография включает 11 разделов, среди которых основными следует считать те, которые описывают закономерности функционирования абиотической и биотической составляющей экосистемы почвы, энергетику почвенной экосистемы, кислотно-основную буферность почвы как критерия ее агроэкологического состояния. Отдельными разделами представлены биогеохимические циклы в экосистеме почвы, факторы негативного влияния на экосистему почв, почвенно-экологический мониторинг, моделирование почвенно-экологической системы, особенности экологических систем земледелия.

Экология почвы как дисциплина профессионального направления для подготовки почвоведов, экологов и агрохимиков преподается в МГУ им. М.В. Ломоносова, Воронежском государственном университете, Московском сельскохозяйственном университете – ТСХА. В Украине экологическое почвоведение как отдельный курс преподается в Национальном университете биоресурсов и природопользования, Харьковском национальном аграрном университете и других вузах системы Минагрополитики. С 2005 года и в Житомирском национальном агроэкологическом университете при подготовке специалистов по направлению „Экология и охрана окружающей среды” в учебные планы введена дисциплина „Экология почвы”, на изучение которой отведен 1 кредит (54 часа) времени, что, без сомнения, является позитивным шагом, отвечающим современным требованиям. Разработана также рабочая программа дисциплины и учебно-методический комплекс обеспечения ее преподавания, за основу которых взяты материалы одноименной монографии. Основной целью курса „Экология почвы” является последовательное и всестороннее изучение экологических процессов и явлений, которые происходят между населяющими почву организмами и ее органо-минеральной частью как с энергетических позиций, так и с точки зрения передвижения веществ по трофических цепях. Особое внимание уделяется изучению на первый взгляд скрытых механизмов взаимодействия между высшими растениями, микроорганизмами и животным миром, а также природной средой. Кроме того, в ходе изучения дисциплины студенты знакомятся с различными вариантами управленческих решений по рациональному использованию почвенного покрова с учетом экологических ограничений.

В результате изучения курса „Экология почвы” студент должен знать:

  • экологическую концепцию в историческом развитии почвоведения;
  • определение экосистемы почвы и ее эволюцию;
  • основные экологические функции почвенного покрова (глобальные биосферные, и биогеоценотические);
  • видовую и экологическую структуру почвенной биоты и ее основные экологические функции;
  • энергетику природной среды и особенности функционирования экосистемы почвы;
  • основные биогеохимические циклы в экосистеме почвы (углерода, азота, фосфора, серы);
  • факторы отрицательного антропогенного влияния на экосистему почвы (техногенное и радиационное загрязнение, антропогенная, агрофизическая, физико-химическая и эрозионная деградация);
  • общую характеристику почвенно-земельных ресурсов Украины, их качественную и количественную оценку;
  • факторы деградации почвенного покрова, механизмы их проявления, специфические методы изучения и оценки масштабов деградационных процессов;
  • основы моделирования почвенно-экологических систем и плодородия почвы;
  • комплекс мероприятий, направленных на охрану экосистемы почвы и сохранение ее биоразнообразия на конкретной территории с учетом природно-климатических условий и экологических ограничений;
  • нормативно-правовую базу охраны и рационального использования почвенно-земельных ресурсов Украины и других стран мира.

Подытоживая изложенное, хотелось бы отметить необходимость организации подготовки высококвалифицированных, экологов, агроэкологов, почвоведов и агрохимиков на динамической основе, с учетом современных требований практики, на базе новейших достижений экологической и аграрной науки. Одной из составляющих программы подготовки таких специалистов следует считать экологию почвы. Причем ее следует ввести как нормативную дисциплину цикла профессиональной и практической подготовки в отраслевой стандарт высшего образования Украины, отведя на ее изучение как минимум 2 кредита, предусмотрев проведение учебной практики, а также подготовку курсового проекта.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Волобуев В.Р. Экология почв (очерки) / В.Р. Волобуев. – Баку. – Изд-во акад. наук АзССР, 1963. – 320 с.
2. Волобуев В.Р. Некоторые вопросы энергетики почвообразования / В.Р. Волобуев // Почвоведение. – 1958. – № 7. – С. 18-25.
3. Дергачева М.И. Экология почв: итоги, проблемы, перспективы / М.И. Дергачева // Известия Уральского государственного университета. – 2002. – № 23. – С. 53-61.
4. Дергачева М.И. Экология почв: становление новой науки биосферного класса / М.И. Дергачева // Сибирский экологический журнал. – 2009. – № 1. – С. 143 -150.
5. Добровольский Г.В. Экология почв / Г.В. Добровольский, Е.Д. Никитин. - М.: Изд-во МГУ, 2006. – 476 с.
6. . Надточій П.П  Екологія грунту як науковий напрям у ґрунтознавстві і фахова дисципліна для підготовки екологів / П.П. Надточій, Т.М. Мислива // Вісник ЖНАЕУ. – 2010. – № 1. – С. 3-18.
7. Надточій П.П. Екологія грунту: монографія / П.П. Надточій, Т.М. Мислива, Ф.В. Вольвач. – Житомир: Вид-во «ПП Рута», 2010. – 473 с.
8. Прасолов Л.И. Генезис, география и картография почв / Л.И. Прасолов. – М.: Наука, 1978. –178 с.
9. Тихоненко Д.Г. Ноосферологія – наука про виживання та майбутнє людства / Д.Г. Тихо ненко // Вісник ХНАУ. – 1999. – № 1. – С. 4 - 5.

УДК 631.4.:574.4(075.8)
Надточий П. П. Экология почвы как профессиональная дисциплина при подготовке специалистов аграрного профиля [Електронний ресурс]  / [Надточий П. П.] // Збірник наукових статей “ІІІ-го Всеукраїнського з’їзду екологів з міжнародною участю”. – Вінниця, 2011. – Том.2. – С.415–418. Режим доступу: http://eco.com.ua/

Скачати в форматі pdf:

Оцінка: 
0
No votes yet