Первое научное определение почвы тоже принадлежит В.В. Докучаеву: «Почва – это те дневные или близкие к ним горизонты горных пород (все равно каких), которые были более или менее естественно изменены взаимным влиянием воды, воздуха и различного рода организмов, – живых и мертвых, что и сказывается известным образом на составе, структуре и цвете таких образований». В этой формулировке Докучаев сделал акцент на факторах-почвообразователях, тем самым, утверждая ее самостоятельность как природного образования.
П.А. Костычев остался верен себе и в определении почвы, уделив главное внимание роли организмов: «Мы, прежде всего, выделяем верхний слой земли до той глубины, до которой доходит главная масса корней, и называем этот слой почвой». Особое значение такому качеству почвы, как плодородие, придавал и другой крупный ученый-почвовед – академик В.Р. Вильямс. Он писал: «Когда мы говорим о почве, мы разумеем, рыхлый поверхностный горизонт суши земного шара, способный производить урожай растений».
Емкое, поэтичное определение почвы принадлежит В.И. Вернадскому: «Почва – благородная ржавчина Земли». В четырех словах ученому удалось сказать очень многое. Назвав почву «ржавчиной Земли», он указал путь ее образования из литосферы под влиянием атмосферы, биосферы и гидросферы. При этом продукт переработки первозданных горных пород – «ржавчина»-почва – обладает благородством, т.е. способностью рождать благо, производить урожай растений. И главное: почва – это планетарное образование, одна из сфер матушки Земли.
Итак, внешний облик почвы, ее свойства и плодородие определяются теми факторами почвообразования, под влиянием которых она сформировалась. Морфология почвы (внешний вид) отражает ее внутренние свойства и поэтому почвовед уже в поле на основании ознакомления с морфологическими свойствами почвы может сделать предварительное заключение о качестве почвы. Давайте и мы с Вами попробуем сделать то же самое.
Для этого надо выкопать яму (почвоведы говорят – «разрез») глубиной около метра, и рассмотреть одну из боковых стенок – почвенный профиль. Первое, что бросается в глаза – почва сильно меняется с глубиной. Сверху обычно лежит темный, богатый перегноем, слой. Его называют аккумулятивным (или перегнойным) горизонтом (в почвоведении принято обозначать его латинской буквой А). Он может быть совсем тоненьким – всего-то 2-3 см, а может и достигать 2-х метров! Но чаще всего его мощность лежит в пределах 20-40 см. В самом низу видна желтая (палевая, бурая, красно-бурая) порода из которой образовалась почва, поэтому ее и называют материнской породой, а обозначают буквой С. Между перегнойно-аккумулятивным горизонтом и материнской породой может залегать еще не один горизонт, а несколько. Самый простой вариант – переходный по накоплению гумуса горизонт В. Именно такое строение почвенного профиля у черноземов. Гораздо более сложное строение профиля у подзолистой почвы. Рассмотрите внимательно рисунки почвенных профилей этих двух почв, и, может быть, Вы сразу определите какая же почва на Вашем участке.
Одним из наиболее важных морфологических признаков почвы является ее окраска (цвет). Важно, что уровень плодородия почвы тесно связан с окраской: темные почвы обычно характеризуются более благоприятными для жизнедеятельности растений условиями, чем светлые. Обусловлено это количеством и качеством почвенного органического вещества – гумуса, так как именно гумус чаще всего обеспечивает темный цвет почвы. Но, конечно, не только гумус определяет окраску почвенных горизонтов. Большой вклад в формирование этого свойства вносят и другие химические соединения, например, оксиды железа. Именно они обеспечивают те бурые, красновато-ржавые, желтые тона, которые характерны для нижней части почвенного профиля. И надо заметить, что большинство почв на земном шаре имеют именно такую окраску (вспомним слова Вернадского: «почва – благородная ржавчина Земли», как верно, не правда ли?).
А может, в Вашем разрезе на определенной глубине появились голубовато-сизые тона? Тогда Вам явно не повезло с участком, и придется немало потрудится для того, чтобы эту почву превратить в плодородную. Дело в том, что эти тона обусловлены присутствием закисных соединений железа, а они появляются только при наличии стойкого переувлажнения. Впрочем, не отчаивайтесь, большое значение имеет то, на какой глубине залегает этот горизонт (его называют глеевым, а обозначают буквой G). И потом, говорят, что сине-зеленая глина обладает чудодейственной исцеляющей силой.… А предприимчивые люди на рынке уже продают ее расфасованной в полиэтиленовые пакеты на килограммы.
Однако не менее важным для формирования почвенного плодородия является и наличие хорошо выраженной водопрочной структуры. Структура почвы – это те комочки (отдельности, агрегаты), на которые она самопроизвольно распадается в состоянии оптимальной влажности. Размер, форма, такие внутренние свойства этих комочков, как механическая прочность и водопрочность, во многом определяются количеством и качеством органического вещества в почвах. Работами С.А. Захарова было показано, что все многообразие форм структурных отдельностей можно свести к трем основным типам: кубовидному, призмовидному и плитовидному.
Кубовидный тип структуры характеризуется примерным равенством горизонтальной и вертикальной осей структурных агрегатов. Кубовидные структуры в природе характеризуются высокой устойчивостью, и структурные почвенные отдельности этого типа не являются исключением из этого общего правила. Для верхних горизонтов плодородных почв характерна именно такая структура, так как она обеспечивает благоприятные для растений водно-воздушные свойства. Другие типы структур не способны противостоять размывающему действию воды, а плитовидные отдельности известны и своей крайне низкой механической прочностью. Именно поэтому с агрономической точки зрения структурными являются только почвы, обладающие кубовидной структурой, но для диагностики почв важно учитывать особенности структуры независимо от ее способности обеспечивать растения необходимыми для нормальной жизнедеятельности условиями. И наиболее общие закономерности здесь такие.
Очень часто процесс почвообразования включает явления вымывания (элювиирования) веществ из верхней части профиля и накопления (иллювиирования) их в средней или (и) нижней части почвы. Такой «сценарий» почвообразования характерен для почв, формирующихся в условиях избыточного количества влаги и свободного дренажа, например, в Подмосковье. Причем, элювиирование обычно сопровождается формированием структуры плитовидного типа, а иллювиирование – призмовидного типа.
Итак, одним из наиболее заметных следствий почвообразовательного процесса является разделение (дифференциация) изначально однородной материнской породы на генетические горизонты – слои, различающиеся окраской, структурой и другими морфологическими свойствами. Лабораторные исследования убеждают нас в том, что эти горизонты характеризуются своеобразным набором минералов и химических соединений, особенностями физических свойств, своеобычием биологии.
На иллюстрации показаны почвенные профили чернозема и подзола. Чернозем – зональная почва луговых и разнотравно-типчаково-ковыльных степей, характеризуется очень высоким уровнем природного плодородия. Растительность степей накапливает большую фитомассу, которая при ежегодном отмирании становится источником для синтеза специфического почвенного органического вещества – гумуса. С растительным опадом в почву ежегодно поступает от 600 до 1400 кг/га азота и зольных веществ, в то время как с опадом хвойных лесов в почву поступает только 40 – 300 кг/га этих элементов. В гумусе, как в кладовой, до поры до времени хранятся элементы питания, в том числе азотистые соединения. Минеральные соединения азота, как известно, все без исключения характеризуются высокой растворимостью в воде, и природа выработала защитный механизм, позволяющий предотвратить потери азота путем связывания его в органическом веществе почвы. Именно процессу аккумуляции гумуса обязан чернозем своей окраской и зернистой структурой, относящейся к кубовидному типу, обеспечивающей благоприятное сочетание воды и воздуха в почве. Отсутствие процессов элювиирования и иллювиирования в отношении большинства соединений обеспечивает монотонное убывание интенсивности темной окраски с глубиной, хотя наиболее легкорастворимые соединения выносятся нисходящим током влаги на глубину наибольшего промачивания почвы. Подтверждением этому является наличие в черноземах на некоторой глубине скоплений мелких конкреций белого цвета – «белоглазки», представляющих собой стяжения карбонатов кальция.
Подзол – почва, сформировавшаяся под хвойным лесом. Особенности климата обусловливают преобладание осадков над испаряемостью и обеспечивают промывание почвенной толщи фильтрующейся влагой. Причем, влага эта, пройдя предварительно через слой лесной подстилки и растворив накопившиеся в полуразложившемся хвойном опаде органические кислоты, приобретает кислотные свойства и обеспечивает протекание гидролиза минералов, составляющих почвенную массу. Такой процесс называется подзолистым или оподзоливанием. Продукты гидролиза током влаги распределяются в нижележащей толще почвенного профиля, а в верхней его части обособляется белесый обесструктуренный горизонт, масса которого напоминает золу. Горизонт характеризуется однородным химическим составом, он на 80 – 99 % состоит из кремнезема. Это обеспечивает практически полное бесплодие слоя, что хорошо иллюстрирует строение корневой системы ели, растущей на подзоле: отсутствие элементов питания в почвенной массе горизонта делает излишним развитие корней в этом слое. Бурая лесная почва формируется также под влиянием промывного водного режима, но в условиях более теплого климата под пологом широколиственного леса с примесью хвойных пород. Листовой опад в таком лесу содержит значительно больше таких химических элементов, как кальций и магний. Эти элементы нейтрализуют органические кислоты продуктов разложения опада, что предопределяет отсутствие или слабое проявление оподзоливания в этой почве. Отсюда сравнительно однородный химический состав и более благоприятные условия для развития корневой системы ели.
Характер и назначение этой книги не позволяют рассказать хотя бы вкратце о наиболее распространенных почвах, так как разнообразие факторов почвообразования, их различное сочетание в природных условиях дает огромное количество разновидностей почв на земном шаре. По заданию международного комитета по продовольствию (ФАО-ЮНЕСКО) в 1974 году была составлена Почвенная карта мира в масштабе 1: 5.000.000. На ней было выделено 106 почвенных единиц (примерно соответствующих понятию тип почвы). На карте, составленной в 1987 году, нанесено уже 144 почвенные единицы (типа). Новая почвенная карта, в электронном атласе Мира «Человек и Земля» содержит 178 почвенных единиц. Правда, это расширение списка идет в основном за счет тропических областей Африки и Южной Америки.
Конечно, Вам нет необходимости изучать все 144 типа почв, достаточно разобраться с тем, какая конкретно почва на Вашем участке, какие у нее достоинства и недостатки, как с ней обращаться и как ее лечить. В других главах этой книги я попытаюсь вкратце познакомить Вас с самыми распространенными почвами нашей страны. Ну, а если Вы более глубоко заинтересуетесь этим предметом и захотите познакомиться с ним поближе, к Вашим услугам учебники почвоведения.
(Продолжение http://proza.ru/2013/02/04/170)