Новости Энциклопедия
Библиотека Новые книги
Анекдоты Ссылки
Карта сайта О сайте

ПОЧВА

ПОЧВА, поверхностный слой земной коры, отличается от горной (каменной) породы, из к-рой он произошёл, обладанием существенного (качественного) свойства - плодородия, т. е. способностью непрерывно обеспечивать р-ния во всё время их развития водой, элементами зольной пищи и связанным азотом. Горные породы плодородием не обладают. Камни бесплодны. Значительная часть П. на всём протяжении развития человеческого общества, а в данное время почти на всей поверхности земного шара, подвергалась и подвергается производственному воздействию и решительному изменению со стороны человека. Эти изменения обусловлены обработкой, удобрениями, посевами, использованием лугов и пастбищ, эксплуатацией лесов, устройством постоянных плодовых насаждений и т. д. Так. обр., процесс природного почвообразования дополняется, а иногда (особенно в наст. время) целиком заменяется процессами культурного изменения почв. Значимость этих изменений для плодородия П. зависит от производственных отношений. В условиях стихийного феодального или капиталистического х-ва эти изменения приводят к утрате плодородия, в условиях соц. х-ва они направлены к непрерывному повышению плодородия. Развитие П. из горной породы совершается под влиянием одновременно протекающих на земной поверхности процессов выветривания (см.) и почвообразования. При выветривании горная порода приобретает проницаемость для воды, воздуха и корней р-ний. Порода вследствие малой теплопроводности и суточных колебаний темп-ры растрескивается - из массивной (сплошной) превращается в рухляк термического выветривания, состоящий из острогранных обломков, обладающий большой проницаемостью и ничтожной влагоёмкостью. По мере измельчения растёт суммарная поверхность соприкосновения горной породы с атмосферой и прогрессивно возрастает процесс хим. выветривания, т. е. воздействия элементов атмосферы. Азот атмосферы химически не влияет на породу. Кислород только окисляет минералы, содержащие закиси, преимущественно закись железа, превращая её в окись железа. Вода никакого прямого действия на горные породы [кроме гидролиза. - Ред.] не оказывает, но никакая хим. реакция при термодинамических условиях (темп-ре и давлении) поверхности земли не может совершаться в отсутствие воды. Главный агент выветривания горных пород - угле кислота. Она в виде раствора в атмосферной воде вносится в рухляк геологическим круговоротом воды, проникая с водой сверху вниз. Из минералов горных пород кварц на поверхности земли химически не изменяется, он только измельчается. Углекислая известь (известняк, карбонат) углекислотой переводится в кислую соль (бикарбонат извести), сравнительно легко растворимую в воде, и вымывается нисходящим током воды. Из силикатов (солей кремнёвой кислоты) углекислота в присутствии воды вытесняет кремнекислоту и, замещая её, образует с основаниями карбонаты. Вытесненная кремнекислота превращается в нерастворимый в воде кремнезём и остаётся в массе рухляка в виде аморфных частичек крупностью 0,01 - 0,001 мм. Образовавшиеся карбонаты одновалентных металлов воднорастворимы и вымываются из рухляка; также вымываются и бикарбонаты двухвалентных металлов. Карбонаты трёхвалентных металлов, железа и марганца, тотчас по образовании, диссоциируют на углекислоту и гидраты окисей железа и марганца, к-рые как нерастворимые в воде остаются в рухляке и, выделяя воду, постепенно переходят в окиси в форме аморфных частичек мельче 0,001 мм. По той же схеме протекает разложение углекислотой и алюмосиликатов или солей алюмокремнёвой кислоты с той разницей, что вместе с кремнезёмом выделяется и остаётся в рухляке свободная водная алюмокремнёвая кислота (Н2Аl2Si2О8Н2О) или каолин (фарфоровая глина) в форме частичек мельче 0,001 мм. Каолин вместе с частичками окисей железа и марганца [и др. глинистыми минералами. - Ред.] образует то, что называется глиной. Кроме перечисленных главных минералов, в состав всех пород входят в самых незначительных количествах трёхосновной фосфат кальция и сернистое железо. Фосфат кальция легко растворим в природной воде, всегда содержащей в растворе углекислоту, и легко вымывается из рухляка. Сернистое железо, как закисное соединение, окисляется кислородом в серную кислоту и сернокислую закись железа (железный купорос), к-рая дальше распадается на серную кислоту и окись железа. После окончания хим. выветривания остаётся рухляк, обогащённый пылевыми (0,01 - 0,001 мм) частичками и частичками глины (мельче 0,001 мм). Пыль и глина придают рухляку характер сплошной бесструктурной волосной массы, неспособной накопить большой прочный запас воды; все элементы пищи р-ний из него выщелочены. Так. обр., конечный продукт выветривания, т. н. почвообразующая, или материнская, порода П., не обладает большой и устойчивой влагоёмкостью; элементы зольной пищи р-ний совершенно вымыты; азота же в горных породах не содержится, и, очевидно, П. не может быть продуктом выветривания.

Тот сложный комплекс процессов, в результате к-рых обособляются и развиваются водный и пищевой режимы П., характеризующие её плодородие, и к-рые должны непременно протекать одновременно с выветриванием, называется почвообразовательным процессом. Почвообразовательный процесс сосредоточивает все элементы зольной пищи р-ний и связанный азот в верхнем горизонте рухляка, т. е. осуществляет т. н. избирательную поглотительную способность почвы.

Общий характер почвообразовательного процесса в известной степени обусловлен крайней ограниченностью в земной коре биологически важных элементов, из к-рых построено органическое вещество. Они в общей сложности составляют едва 1,5% веса земной коры. Вместе с тем геологический круговорот воды беспрерывно стремится вымыть все эти элементы из толщ рухляка в бассейн океана. Поэтому сохранение элементов пищи р-ний в пределах суши требует обращения их в абсолютно нерастворимую в воде форму. Этому требованию отвечают только живые организмы - живое органическое вещество, биос. Но вместе с тем необходимо ежегодно образование нового поколения организмов, т. к. продолжительность жизни растительного органического вещества в среднем меньше 1 года. Р-ние усваивает элементы пищи только из форм окисленных минеральных соединений, а эти элементы, вследствие своей количественной ограниченности, находятся йа поверхности суши преимущественно в форме ежегодно отмирающего органического вещества. Поэтому очевидна необходимость категории процессов разрушения органического вещества и перевода его элементов в минеральные окисленные соединения. Это превращение при термодинамических условиях земной поверхности может совершаться только биологическим путём. Должен установиться биологический круговорот элементов пищи р-ний, протекающий в верхних слоях рухляка выветривания и составляющий основу почвообразовательного процесса. Вследствие отсутствия азота в горных породах первой стадией развития ГГ. должно быть обогащение рухляка минеральными формами связанного азота. Это осуществляется низшими, свободно живущими в рухляке растительными организмами - хемотроф-ными бактериями. Источником энергии для хемотрофных бактерий, необходимой для расщепления углекислоты и для др. жизненных процессов, служит теплота, выделяющаяся при абиотическом (без участия живых организмов) окислении закиси железа (чёрных и зелёных минералов горной породы). Зольная пища для этих бактерий освобождается при выветривании рухляка, азот и углерод усваиваются ими из свободного азота и углекислоты воздуха.

Только после появления в рухляке связанного азота наступает дальнейшее развитие П. под воздействием деревянистой растительности. Деревья многолетними корнями глубоко пронизывают рухляк и перехватывают элементы пищи, вымываемые нисходящим током геологического круговорота воды. Усвоенная деревьями пища служит для построения листьев и побегов. Ежегодно все листья и 9/10 образующихся каждую весну побегов отмирают, отлагаются и разлагаются на поверхности рухляка в виде т. н. лесной подстилки. Мёртвое органическое вещество деревянистых р-ний разлагается только грибами, т.к. оно пропитано дубильными веществами и потому недоступно воздействию бактерий. Грибы при разрушении древесины и опавших листьев выделяют воднорастворимую креновую кислоту, вымываемую в массу рухляка. В рухляке креновая кислота растворяет в первую очередь углекислую известь, а затем свободные окиси железа и марганца, после чего рухляк утрачивает красно-жёлтый цвет, зависевший от содержания окиси железа, или бурую окраску, обусловленную окисью марганца. Далее креновая кислота расщепляет каолин на окись алюминия, к-рую растворяет, и на нерастворимую кремнёвую кислоту, к-рая в форме кремнезёма остаётся в рухляке. Так обр., под влиянием креновой кислоты из рухляка выщелачивается всё, кроме кварца и аморфного кремнезёма, нерастворимых в креновой кислоте, и отлагается новое количество кремнезёма. Обособившийся беловатый мучнистый от примеси кремнезёма бесструктурный слой носит народное название подзола. Во всех случаях известь, свободные окиси железа и марганца и алюминий каолина вымываются из рухляка в форме растворимых в воде солей креновой кислоты. Поэтому характерная для рухляка, покрытого лесом, кислая реакция свободной креновой кислоты верхнего горизонта с глубиной затухает. На той глубине, где реакция рухляка становится нейтральной, возможна жизнь бактерий. Источником энергии для бактерий здесь служит креновая кислота её нейтральных солей - кренатов. Кислоту этих солей анаэробы разрушают, освобождая связанные с ней основания. Нерастворимые в воде основания отлагаются в этом горизонте в форме углекислой извести и окисей железа, марганца и алюминия. Пищей для бактерий служат минеральные продукты разрушения грибами лесной подстилки. Анаэробные бактерии усваивают кислород как пищу, отнимая его от всех способных к восстановлению (т. е. выделению всего или части содержащегося в них связанного кислорода) элементов окружающей среды. Легче всего восстанавливается креновая кислота неразрушенных ещё кренатов, и при этом креновая кислота переходит в апокреновую кислоту. Получившиеся апокренаты кальция и окисей железа, марганца и алюминия в воде нерастворимы и оседают в этом горизонте коллоидальной массой, цементирующей рухляк, обогащённый осевшими раньше угле-известковой солью и полуторными окислами. Сцементированный сплошь или отдельными желваками и зёрнами слой рухляка называется рудяковым (ортштейновым) горизонтом, т. к. он иногда служит в качестве железной руды. Продукты грибного разложения лесной подстилки состоят из минеральных соединений всех зольных элементов пищи р-ний. При проходе через рудяковый горизонт эти соединения обволакиваются оседающими апокренатами и поглощаются их коллоидальными осадками. Особенного внимания заслуживает фосфор. Он усваивается корневой системой деревьев из огромных толщ рухляка и переносится в листья. После опадения листьев в лесную подстилку фосфор при её разложении выделяется в форме фосфата кальция, растворимого в кислоте, но трудно растворимого в воде. Поэтому в рудяковом горизонте, где креновая кислота нейтрализована, фосфат кальция выпадает в осадок и облекается коллоидальным осадком апокренатов. Для рудякового горизонта и железных руд, образовавшихся подобным биологическим порядком в прошлые геологические эпохи, характерно значительное содержание фосфора, к-рый удаляется из чугуна металлургическими процессами в форме томасшлака. Глубже рудякового горизонта элементы пищи необходимы анаэробным бактериям до той глубины, до к-рой им хватает источника жизненной энергии - креновой кислоты кренатов. Но при получении этой энергии вся креновая кислота притекающих кренатов уже разрушена, и кислород как пищу анаэробные бактерии вынуждены получать, восстанавливая др. окисные соединения. Прежде всего восстанавливается апокренат окиси железа вапокренат закиси железа, затем сернокислые соли - продукт разложения подстилки, - обращаемые в двусернистое железо, (марказит), и, наконец, свободная окись железа рухляка восстанавливается в закись. Образующийся таким путём горизонт П. - глеевый - отличается серым цветом вследствие отсутствия в нём окисного железа. Апокренат закиси железа значительно растворим в воде и при взаимодействии с раствором фосфата кальция образует нерастворимый фосфат закиси железа - вивианит, часто в массах накопляющийся в понижениях рельефа и синеющий на воздухе. Апокренат закиси железа, выносимый ключевой водой в понижения, окисляется железобактериями в окисную железную соль железной кислоты - о х-р у. Совокупность горизонтов подзола, рудякового и глеевого, называется подзолистой П., и весь комплекс процессов, их образующих, составляет первый период почвообразовательного процесса, называемый подзолообразовательным.

Основные типы почв СССР и природная растительность, под которой они образовались: 1 - серозём; 2 - каштановая почва; 3 - чернозём; 4 - темносерая лесная почва; 5 - светлосерая лесная почва; 6 - подзол; 7 - болотная почва; 8 - тундровая почва; 9 - солонец; 10 - солончак
Основные типы почв СССР и природная растительность, под которой они образовались: 1 - серозём; 2 - каштановая почва; 3 - чернозём; 4 - темносерая лесная почва; 5 - светлосерая лесная почва; 6 - подзол; 7 - болотная почва; 8 - тундровая почва; 9 - солонец; 10 - солончак

Первый период почвообразовательного процесса не приводит к полному обособлению признака плодородия П., а лишь подготовляет условия осуществления процесса задержания элементов пищи р-ний в поверхностном горизонте рухляка и частично осуществляет свойство избирательной поглотительной способности П. Но бесструктурный подзол не способен образовать прочного большого запаса воды.

Одновременно с первым протекает и второй период почвообразования - дерновый процесс. Он развёртывается под покровом р-ний луговой травянистой формации, существенное свойство к-рой - неизбежность накопления ею в рухляке органических остатков и перегноя. Плодоносившие стебли луговых травянистых р-ний со всей их корневой системой ежегодно отмирают зимой при наступлении устойчивых морозов и начинают разлагаться лишь весной. Ранней весной подзол сплошь пропитан водой вследствие зимней перегонки воды из тёплых нижних слоёв почвы в замёрзшие, и разложение корневых остатков м. б. только анаэробным. По мере высыхания П. весной густая сеть мёртвых корней поверхности многолетней дернины перехватывает своим разложением кислород, и в массе П. разложение корневых остатков м. б. только анаэробное. Это разложение медленное, около половины органических остатков сохраняется до след. года, когда к ним присоединяются вновь отмершие, и количество мёртвого органического вещества в дернине почвы прогрессивно возрастает. Также сохраняется и выделяемый анаэробами перегной.

Дерновый процесс ярко обособляется после того,, как деревянистая растительность завоевала территорию и сложилась в лесную группировку. Молодой лес образует сомкнутый полог над П., покрытой лесной подстилкой, под к-рой протекает подзолообразовательный процесс. С возрастом лес осветляется и П. покрывается луговой растительностью, ежегодно оставляющей в П. всю отмершую корневую систему. Под лесной подстилкой мёртвые корни трав не разлагаются, реакция П. кислая вследствие непрерывного притока креновой кислоты из подстилки, поэтому бактерии не могут в ней существовать; грибы тоже не могут развиваться в почве сомкнутого леса как организмы анаэробные, ибо аэробное разложение лесной подстилки перехватывает весь кислород и потому, что креновая кислота как выделение грибов для них ядовита. Поэтому органические остатки в П. леса быстро накопляются, и процесс их накопления в П. периодически повторяется при каждой новой фазе осветления леса. В течение же фазы сомкнутого леса мёртвые корни трав сохраняются креновой кислотой. Накопленное органическое вещество постепенно увеличивает влагоёмкость П., и скоро всё количество осадков задерживается верхним слоем П., и приток воды к корням деревьев прогрессивно ухудшается. В массе неразложившихся мёртвых корней трав задерживается всё количество элементов пищи р-ний, освобождающееся при разложении лесной подстилки, и питание деревьев также прогрессивно ухудшается. Густой покров трав прогрессивно затрудняет возобновление леса семенами, и лес по степенно заменяется лугом. Наступает дерновый период почвообразовательного процесса.

Под лесом дерновый период протекает одновременно с подзолистым, постепенно его вытесняя. П. под лесом всегда дерново-подзолистая, и область страны в этом периоде почвообразования называется лесолуговой зоной. При развитии корней трав верхний горизонт П. механически разбивается ими на сплошную массу комков, оплетённых живыми и мёртвыми корнями трав. При анаэробном процессе, начинающемся после исчезновения лесной подстилки и протекающем в массе П. вследствие поглощения кислорода поверхностным аэробным разложением корневых остатков, комки пропитываются перегноем - ульминовой кислотой, переходящей после замерзания в ульмин. Ульмин приобретает прочность (неразмываемость), поглощая кальций из сернокальциевой соли, продукта аэробного разложения бобовых, изобилующих в лесу. Дерновый горизонт П. окрашивается ульмином в темнобурый цвет и под влиянием всё продолжающегося накопления корневых остатков прогрессивно обогащается элементами зольной пищи р-ний. Качественный признак П. (её плодородие) достигает своего наибольшего природного выражения. Дерновый период почвообразования из своей луговой стадии постепенно переходит в стадию чернозёмную.

Этот переход связан с развитием нескольких фаз процесса, различных в зависимости от свойств почвообразующей породы, на к-рой протекает почвообразовательный процесс. На бедной пищей р-ний грубоскелетной кислой алюмосиликатной морене в процесс перехода луговой стадии в чернозёмную вклинивается болотная фаза, после к-рой на отмерших и выветривающихся водораздельных болотах обособляются разности "северного" чернозёма. Карбонатная морена богата пищей р-ний. Её реакция щелочная, так же как и реакция лесной подстилки в лесах на карбонатной морене. Креновая кислота вся нейтрализуется в подстилке, содержащей бикарбонат извести, и в почвообразующей породе подзолообразовательный процесс не протекает. Луговая растительность может сразу развиваться на ней, т. к. в породе уже собраны элементы пищи р-ний. Карбонатная морена - продукт выветривания известняков. Известняки - морского происхождения, и элементы пищи уже сконцентрированы в них морской фауной. На такой породе лес и луг развиваются одинаково хорошо при их одновременном поселении, образуя т. н. лесостепь, к-рая после неизбежного вытеснения леса луговой растительной формацией образует "обыкновенный" чернозём. На ещё более богатой малиновой глинистой пермской морене, содержащей, кроме др. элементов пищи р-ний, ещё азот и много окиси железа, переход к"тучному" чернозёму совершается через широколиственные леса и т. н. берёзовую степь. Черноземная стадия дернового периода представляет неизбежное следствие длительного накопления продуктов воздействия луговой растительной формации на почвообразующую породу. Отступление леса было результатом накопления свойств дерновой П. Отсутствие леса неминуемо приводит к новому комплексу процессов и к проявлению в их результате степного (третьего) периода почвообразования.

Отсутствие леса вызывает признак степного климата - дружность весны. Огромная влагоёмкость П., переполненной корневыми остатками и перегноем, вызвавшая исчезновение леса, обусловливает проникновение воды в П. прогрессивно замедляющимся волосным током. Всё количество весенней воды, не сдерживаемой в быстроте своего движения лесной подстилкой и не могущее проникнуть в переполненную водой П., стремительно скатывается в реки по поверхности почвы, размывая территорию оврагами и создавая огромные разливы рек. После сбега весенней воды в П. остаётся только запас воды, сделанный ею зимой за счёт перегонки воды нижних горизонтов, сгущающейся в верхнем замёрзшем слое. Грунтовые воды ежегодно не возобновляются и ежегодно безвозвратно расходуются на сгущение в почвенном горизонте, из к-рого они испаряются. Постепенно исчезают грунтовые воды; питавшиеся ими летом реки пересыхают, обращаются в балки, несущие воду только весной. Остаются лишь реки, питающиеся верховьями в лесной зоне или в ледниках и мелеющие летом до несудоходной межени. П. быстро иссушается луговой растительностью, что влечёт последствия двух порядков: луговые р-ния с вегетацией, тянущейся до наступления зимы, уступают место р-ниям, приносящим зрелые семена к моменту наступления летней засухи. Отмершие летом корни оказываются в сухой П., в к-рой место воды занял воздух, и разложение их идёт очень быстро под влиянием аэробных бактерий. В течение двух декад все элементы отмершего органического вещества обращаются в формы минеральных окисленных соединений. Это - качественное свойство степной растительной формации, к-рая отмирает до наступления зимы и поэтому не может накопить в П. ни органических остатков, ни перегноя. Так обр., луговая (чернозёмная) степь постепенно развивается в сухую степь, в к-рой прогрессируют элементы степной формации и регрессируют элементы луговой формации.

Под влиянием нарастающего летом в луговой П. аэробного процесса образовалась чёрная гуминовая кислота, а её воднорастворимая аммиачная соль, образующаяся при том же процессе, растворённая в воде, жадно впитывалась пересохшими комками почвы и проникала в их анаэробную зону. Здесь аммиак гуминово-аммиачной соли разрушался анаэробным процессом, и освобождавшийся в нерастворимой форме гумин, усиливая неразмываемость комков, окрашивал их в чёрный цвет. В этой стадии развития П. называется чернозёмом. Развитие луговых элементов и накопление элементов степной формации влекут за собой прогрессивное уменьшение в П. перегноя и органических остатков, т. к. их ежегодный прирост затухает, а условия аэробиозиса в течение каждого вегетационного периода неуклонно нарастают. Прогрессирующий аэробиозис в течение всей летней засухи вызывает непрерывное накопление минеральных солей в дерновом горизонте, т. к. аэробный процесс не прекращается засухой, беспрерывно снабжаясь водой, образующейся при аэробном разложении. Соли, образовавшиеся летом, промываются осенними дождями до предела промокания П., где они скопляются в соленосном горизонте.

Вследствие безвозвратной зимней перегонки водяного пара из незамерзающих слоёв П. в верхние замерзающие и сгущения водяного пара в лёд в поверхностном горизонте, на глубине осеннего промачивания П. обособляется т. н. "мёртвый горизонт", совсем не содержащий подвижной воды, и, следовательно, внесённые в него соли в нём и остаются. Ранней весной роскошная степная флора эфемеров быстро испаряет зимний запас воды. При наступлении летней засухи и выгорании растительности луговой степи прекращается испарение воды из массы П. корневой системой р-ний. Непосредственно испаряет П., поверхность к-рой увеличивается трещинами вследствие её высыхания. Это испарение вызывает слабый, вследствие недостатка воды, восходящий волосной её ток в П. Восходящий ток не может вынести углекислой извести и гипса по особенностям их растворимости, и обе соли скопляются на границе мёртвого горизонта, образуя типичные для степных П. карбонатный и гипсовый горизонты. Достигший поверхности П. раствор содержит только соли одновалентных металлов, к-рые вытесняют поглощённый перегноем кальций, замещая его натрием. Вода дождей всегда содержит соли аммония, к-рый также замещает вытесняемый им кальций. Разрушенный нитрификацией поглощённый аммоний замещается водородом. Перегной (см.), в к-ром поглощённый кальций замещён натрием или водородом, образует в воде коллоидальный раствор, утрачивает прочность, и склеенные им комки расплываются в воде. При высыхании комки склеиваются, образуя типичный признак юж. чернозёмов (липунов). В дальнейшем комки чернозёма совершенно расплываются в бесструктурную массу, вязкую во влажном состоянии и твёрдую при высыхании, разорванную вертикальными трещинами на столбчатые отдельности. С поверхности П. покрыта распылённым слоем, почти не содержащим перегноя и обогащённым кремнезёмом, выделяющимся в растворимой форме при аэробном разложении степных злаков в щелочной среде и отлагающимся в виде кремнезёма при высыхании в пониженных элементах рельефа, где сосредоточиваются все процессы обособления этих П., называемых солонцами. Повышения рельефа покрыты П., настолько утратившей содержание перегноя, что в ней уже преобладает окраска почвообразующей породы. Если П. развивалась на карбонатной морене, получаются бурые П.; там же, где П. развивалась на малиновой пермской морене, образуются каштановые П. Комплекс бурых и каштановых П. и солонцов характеризует зону полупустыни, или сухой степи.

По мере развития солонцов и уменьшения количества органического вещества в П. в солонцах всё больше увеличивается содержание свободных минеральных солей, освобождающихся при аэробном разрушении органического вещества и сносимых потоком весенней верховодки в понижения. Наступает время, когда всё количество органического вещества, ранее накопленного П., оказывается разрушенным, когда П. достигла последней степени деградации и по своим свойствам вновь приближается к почвообразующей породе, сохраняя лишь один элемент качественного свойства П., её плодородия, избирательную поглотительную способность. Элементы пищи р-ний находятся в этих П. в состоянии непрерывного круговорота, завершающегося в течение года. Они последовательно переходят то в форму живого органического вещества степной флоры, то после её отмирания в форму минеральных соединений, к-рые вновь поглощаются следующим поколением степной флоры. Огромный избыток солей, не поглощаемый скудной флорой "пустынной степи", не выщелачивается из П. вследствие пол- ного господства волосного водного режима и, следовательно, отсутствия сквозного промывания П. После разрушения всего перегноя мельчайшие глинистые элементы свёртываются в присутствии угле-известковой соли в агрегаты 0,1 - 0,01 мм в диам., и вся масса П. приобретает лёссовидный характер с исключительно волосным водным режимом. Осенние дожди только насыщают влагоёмкость совершенно высохшей за бездождное лето П. Зимой замёрзшая П. вполне пополняет свой запас воды конденсацией паров воды из глубоких горизонтов. Только весной начинается движение почвенной воды по уклону рельефа. В это время бурно развивающаяся растительность эфемеров степной флоры поглощает минеральные элементы пищи, и в понижения рельефа вымываются преимущественно соли, не составляющие пищи р-ний, гл. обр. хлористый натр и сернокислый натр. На повышенных элементах рельефа приток минеральных солей поддерживается р-ниями с глубокими корнями, напр. полынями, питающимися, гл. обр., из грунтовых вод. Так. обр., обособляются бесперегнойные бесструктурные лёссовидные соленосные почвы зоны пустынных степей. Соли, вымываемые током почвенной воды (верховодки) в понижения рельефа, остаются там вследствие отсутствия сквозного промывания П. и летом после высыхания П. выцветают на поверхность налётами, корками и кристаллами, образуя солончаки. Весной солончаки покрываются растительностью - солянками (см.).

В горных областях (Закавказье, Дальний Восток) местами преобладают щелочные алюмосиликатные горные породы, не содержащие свободного кварца. Рухляк выветривания этих пород не содержит грубых песчаных элементов, отличается значительным содержанием аморфного кремнезёма, глины и окисей железа, марганца и алюминия и носит название желтозёма. Развивающаяся на таком рухляке под покровом горных лесов стадия подзолообразования даёт в результате мягкий подзол, состоящий из почти чистого аморфного кремнезёма. Вследствие резко выраженного горного рельефа рудяковый горизонт здесь развивается далеко ниже по склону, обыкновенно отличается большой мощностью и яркокрасным цветом и вследствие большой глинистости рухляка залегает совсем близко к поверхности. Эти почвы получили название латеритов. В СССР они хорошо представлены на Черноморском побережье Закавказья. Их не следует смешивать с краснозёмами, также встречающимися в горных областях СССР. Своей красной или розовой окраской краснозёмы обязаны окиси железа, образующейся в условиях степного климата из соединений закиси железа с ближе неизвестными перегнойными образованиями, содержащимися в чёрных и серых известняках, серпентинах и лавах, на к-рых краснозёмы и образуются. Краснозёмы - преимущественно чёрные почвы (Крым). В условиях влажных склонов южных горных хребтов (Алтай, Крым) на известняках, под пологом светлых ореховых и грабовых лесов, обособляются структурные "бурозёмы" (Раманна). В долинах, ежегодно заливаемых разливами рек (аллювиальных), на прирусловой части отлагаются пески. Они ветрами (бризами) всхолмляются в дюны и часто выносятся на коренные берега (вздутые пески). Средняя часть долины (центральная пойма), в зависимости от характера разлива, покрыта или ровными структурными почвами (зернистая пойма), занятыми поёмными лугами, или гривистыми пылеватыми почвами (слоистая пойма), занятыми поёмными лугами или светлыми дубовыми лесами. По откосу коренного берега или надлуговой террасы часто обособляются ключевые болота или ольховые топи (олешники). На востоке такие болота обращаются в солончаки (хаки, солёные грязи и пухлые солончаки).

Структурной П. называется такая П., в к-рой вся масса частичек пахотного или почвенного горизонта распределена по комкам от 2 до 10 мм. В каждом комке частички почвы залегают сплошной плотной бесструктурной массой. Во всём же объёме пахотного горизонта комковатой структурной П. комки залегают рыхлой массой, соприкасаясь между собой лишь небольшими площадками. Поэтому при обработке комковатой П. не приходится иметь дело со связностью П., а только с одним весом объёма П., к-рый приходится поднимать и передвигать при обработке, тогда как в случае бесструктурной П. при обработке приходится преодолевать и связность П. Поэтому обработка бесструктурной П. требует затраты энергии в среднем в 7 раз больше, чем обработка той же П. в комковатом структурном состоянии. Неменьшей противоположностью отличаются и водный и пищевой режимы почвы при различном её структурном состоянии.

В П. бесструктурной движение воды исключительно волосное, и направление волосного тока воды определяется только разностью величины напряжения (потенциала) влажности. Вода движется всегда в направлении от большей влажности к меньшей. Когда поверхность бесструктурной П. смачивается, тотчас возникает нисходящий ток вод от более влажной поверхности П. к более сухим, глубже лежащим слоям. Скорость движения этого нисходящего тока прогрессивно замедляющаяся, и нисходящее движение практически скоро затухает. Замедляющееся движение воды препятствует быстрому проникновению воды в П., и не проникшая в П. вода стекает по уклону поверхности. В бесструктурную П. проникает в среднем 30% летних осадков. Весенняя снеговая вода представляет причину огромных весенних половодий, стекая на 100% по поверхности бесструктурной П., т. к. в течение всей зимы водяной пар перегоняется из нижних, более тёплых слоёв П. в верхние, где он замерзает, и весной весь поверхностный слой П. заполнен волосной водой и больше воды вместить не может (весенняя распутица). Т. к. зимой выпадает ок. 50% всех годовых осадков, то, очевидно, проникнуть в массу П. может только ок. 15% общего годового количества осадков. Запас воды в бесструктурной П. может быть только очень малым. Проникнувший в П. запас воды очень непрочен. По окончании дождя тотчас начинается испарение воды с поверхности П., и весь запас воды в П. одной сплошной массой устремляется к сухой поверхности. Вода беспрерывно продолжает испаряться, и восходящее движение её продолжается до тех пор, пока весь её небольшой запас не испарится.

Пища р-ний находится в П. преимущественно в форме органического вещества, но зелёное р-ние может усвоить только минеральные окисленные соединения элементов своей пищи. Поэтому в П. должен поддерживаться процесс аэробного бактериального разложения органического вещества. При анаэробном разложении около половины органического вещества сохраняется, а элементы разрушенной части его освобождаются в форме минеральных восстановленных соединений, неусвояемых р-нием. Кроме того, все минеральные элементы П., способные отщепить часть или весь кислород, входящий в их состав, восстанавливаются при анаэробном процессе, переходя в неусвояемые зелёными р-ниями формы. Когда в бесструктурной П. много воды, она заполняет все её волосные промежутки и вытесняет воздух: в П. создаются условия анаэробиозиса, причём р-ние имеет много воды, но ему нехватает усвояемой пищи. В сухой бесструктурной П. много воздуха и образуется много усвояемой пищи, к-рой р-ние не может воспользоваться вследствие недостатка воды. Поэтому необходимый для р-ний запас воды в бесструктурной П. может поддерживаться только частыми весенними и летними дождями, и величина урожая будет зависеть только от стихийной причины - частоты дождей. Это и приводит к огромным ежегодным колебаниям величины урожаев от 0 до 16 ц/га, характерным для бесструктурных П., и низкой средней многолетней урожайности в 7 - 8 ц/га.

В структурной комковатой П. вода атмосферных осадков быстро и целиком проникает в массу П. по широким неволосным промежуткам между комками. Также проникает и всё количество снеговой воды, т. к. зимой перегоняющийся из незамёрзших слоёв П. водяной пар сгущается и замерзает внутри комков П., оставляя промежутки между комками свободными. Проникшая в структурную П. вода быстро всасывается огромной поверхностью комков и в бесструктурный подпахотный горизонт. Избыток воды, не поместившийся в комки и подпахотный горизонт, стекает по уклону поверхности подпахотного слоя в массе П. Это движение совершается чрезвычайно медленно вследствие сопротивления огромного числа комков массы структурной П., и медленно равномерным движением стекающая вода служит как бы запасом для питания р-ний. Проникшая в массу П. вода испаряется только из верхних двух слоёв комков, и передвижение воды из нижних комков в высохшие верхние неосуществимо, т. к. промежутки между комками шире, чем промежутки между частичками П. в комках. Испарением из верхних слоёв комков теряется ок. 15% воды, проникшей в структурную П., и в комковатой П. накопляется запас воды, равный приблизительно 85% годового количества осадков, к-рый может быть использован только р-нием, обеспеченным в комковатой П. большим и прочным запасом воды. Т. к. в структурной П. запас воды помещается в комках, а между комками передвигается воздух, то аэробный процесс разложения органического вещества в ней не прекращается, и р-ния на такой П. беспрерывно пользуются одновременно большими количествами и воды и пищи. Кроме того, аэробный процесс, протекающий на поверхности каждого комка, поглощает весь кислород, проникающий к комку. Поэтому внутри комка сосредоточиваются условия анаэробиозиса, вследствие чего органическое вещество в нём сохраняется, и все его количество не может быть быстро разрушено аэробиозисом. Зольные элементы внутри комка не могут быть быстро переведены в формы минеральных соединений, легко выщелачиваемых по уклону рельефа весенними и осенними потоками верховодки. Вследствие таких особенностей комковатая П. способна совмещать в своей массе одновременно взаимно исключающие друг друга условия и процессы, а именно обусловить одновременную наличность в максимальных количествах двух антагонистов - воды и пищи и друг друга исключающих процессов - аэробного и анаэробного разложения органического вещества. Поэтому такая структурная П. в состоянии обеспечить р-нию наибольший и прочный запас воды при одновременном беспрерывном снабжении р-ний наибольшим количеством усвояемой пищи. На таких структурных П., получивших название культурных, характер урожаев совсем иной, чем на бесструктурных П. Средняя урожайность их в несколько раз выше, чем на бесструктурных П. При этом колебания урожаев по годам отличаются очень малой величиной, урожаи приобретают чрезвычайную устойчивость и непрерывное стремление к повышению. Величина ежегодных колебаний урожаев на структурных П. определяется неизбежными колебаниями двух космических факторов жизни р-ний - света и тепла, приток к-рых почти не поддаётся производственному регулированию при культуре открытого грунта. Амплитуда же ежегодных колебаний притока света и тепла сравнительно невелика.

СССР-почвенная карта
СССР-почвенная карта

Значение структурности П. в определении степени производительности труда в с.-х. производстве подчёркивается ещё и тем, что только на структурной П. достигает своей полной эффективности применение высокосортного селекционного семенного материала и минеральных удобрений. Поддержание условий плодородия П., т. е. её комковатой структуры, достигается применением системы обработки П., а регулирование условий питания производится системой удобрений.

В производственном отношении наиболее практически важное свойство П. - прочность её комков. Под прочностью разумеют способность комков П. не расплываться в бесструктурную массу в воде, с которой комки П. неизбежно приходят в соприкосновение при проникновении атмосферной воды в П. и при распределении по её массе. Прочность П. зависит от нерастворимости в воде перегноя, цементирующего её частички в комки. В условиях с.-х. культуры прочность поверхностного слоя П. ежегодно утрачивается, и для поддержания её, как главного условия плодородия П., производственно детально разработан ряд мероприятий, слагающих т. н. систему земледелия (см. Земледелие), т. е. систему восстановления условий плодородия почвы. Основные почвы СССР и природная растительность, к-рая на них развивается, изображены на цветной табл. Распределение почвенных зон на территории СССР и располагающиеся на этих зонах основные типы с.-х. угодий приведены на карте (см. также Засолённые почвы, Каштановые почвы, Подзолистые почвы, Серые лесостепные почвы, Структура почвы, Чернозём).

Исследование П. в зависимости от его целей производится разными методами. Оно начинается с осмотра поля и изучения связи разных П. с определённой растительностью, расположения П. по рельефу и др. В результате полевого обследования П. прежде всего составляется почвенная карта. Для планирования с. х-ва составляются карты отдельных областей. По европ. части СССР издана карта в масштабе 25 км в 1 см; для азиатской части 50 км в 1 см. Почвенный ин-т Академии наук составляет под руководством акад. Л. И. Прасолова почвенную карту СССР в масштабе 10 км в 1 см. Для с.-х. целей сейчас принято составлять почвенные карты в масштабе от 0,5 км в 1 см (овощные х-ва - зона подзолистых П.) до 1 км в 1 см (животноводческие пастбищные х-ва - степная зона). Для совхозов и колхозов зоны чернозёмных и каштановых П. наиболее подходящий масштаб почвенных карт - 500 м в 1 см. Карта П. обычно составляется вместе с картой рельефа (гипсометрической). На почвенных картах обозначают П. по происхождению (подзолистые, чернозёмные, солонцы и др.) и по механическому составу (песчаные, глинистые). Почвенная карта в колхозе и совхозе помогает построить всю систему земледелия и проводить все приёмы агротехники, обработки, удобрения на научных основах. Почвенная карта нужна для построения правильного севооборота. Раньше только немногие помещичьи х-ва имели почвенные карты своих полей. Теперь почти все совхозы располагают почвенными картами, а в последние годы началось также их составление в колхозах.

Если необходимо определить точный состав и свойства П., применяют разнообразные методы её лабораторного анализа. Определяют её минеральную и органическую части, производят анализ механического состава, устанавливают соотношение распылённой и структурной частей (агрегатный состав), способность почвенных агрегатов расплываться в воде (прочность структуры); определяют свойства П., характеризующие её плодородие: содержание перегноя, ёмкость поглощения и состав поглощённых катионов (особенно насыщенность кальций-ионом и др. двухвалентными катионами), реакцию П. (кислая, нейтральная или щелочная), микробиологический состав П., содержание азота и элементов зольной пищи (фосфора, калия, кальция, серы, железа и др.). При научных исследованиях определяются ещё: из физических свойств - объёмный и удельный вес, связность, плотность, пластичность, прилипание и набухание почвы, температурный, водный и воздушный режим почв; из хим. и биологических свойств - легкорастворимая (в воде или в слабых кислотах) часть зольных элементов, содержание в П. азота в форме аммиака, нитритов и нитратов, состав почвенного раствора и др. свойства, характеризующие уже более тонкие отличия разных П. или направление совершающихся в П. физико-химических и биологических процессов. Чтобы установить потребность П. в известковании, пользуются полевым методом определения кислотности почвы (см.). Др. существующие и разрабатывающиеся методы полевых определений хим. и физ. свойств П. применяются пока только в н.-и. целях. Через хаты-лаборатории должны получить широкое распространение простые и доступные приёмы определения в П. перегноя, прочных комков, песчаной и глинистой части, влажности П. Для более глубокого и длительного изучения отношения почв к р-ниям при воздействии на почвенные процессы (обработка, удобрение, севооборот и др.) прибегают к вегетационным, лизиметрическим или полевым опытам. Любое исследование и изучение П. может дать правильное представление о плодородии П. и об его изменениях только при учёте всех сложных связей и взаимодействий процессов разного порядка, совершающихся в П. Действительно, научные представления о существе и о закономерностях явлений, совершающихся в П., даются не просто суммой данных, полученных в результате исследования, а диалектическим пониманием и синтетическим обобщением этих данных.

В. Р. Вильямс

Литература: Вильямс В., Естественно-научные основы луговодства или луговедение, Собрание сочинений, т. IV, М., 1949; его оке, Почвоведение (Земледелие с основами почвоведения), 6 изд., М., 1949; его же, Почвоведение. Избранные сочинения в двух томах, т. I - II, М., 1949; Основы земледелия, 2 изд. Под ред. Н. С. Соколова, М., 1952 (Трёхлетние агрозоотехнические курсы. 1-й год обучения).


Источники:

  1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 4 (П - С)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, М. 1955, с. 670





Пользовательского поиска



© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://agrolib.ru/ "AgroLib.ru: Библиотека по агрономии"