|
ПОЧВА. Жизнь и свойства почвы |
Профессор Никодим Качинский
Смотрите также:
Биографии биологов, почвоведов
|
Серые лесные земли
Между черноземными степями и подзолистыми почвами узкой извилистой полосой залегают так называемые серые лесные земли. По своим свойствам и богатству питательными веществами они занимают среднее место между черноземной и подзолистыми почвами. Эти почвы издавна привлекали внимание многих ученых — почвоведов, ботаников, географов, однако и до сих пор относительно их происхождения нет единой точки зрения.
В. В. Докучаев первоначально считал, что серые лесные земли никогда не были ни подзолистыми почвами, ни настоящими черноземами. С самого начала они развивались из материнской горной породы с теми признаками, которые обусловили впоследствии образование промежуточной почвы между почвами подзолистыми и черноземными. Этому способствовало то обстоятельство, что серые лесные земли развивались в местах с промежуточным климатом — между степным и лесным. Климат был несколько суше, чем в лесной таежной зоне, но сырее, чем в степи, лежащей южнее.
В таежной зоне, как отмечалось выше, почва и грунт в период весеннего снеготаяния ежегодно промокают до уровня грунтовых вод — это промывной водный режим. В лесостепи такое сквозное промывание почвогрунта наблюдается лишь в отдельные, наиболее влажные годы. Здесь водный режим периодически-промывной. В этих местах рос лес, но это был не густой северный лес из березы, осины, ольхи, ели, пихты и других подобных пород, а редкий широколиственный — из липы, дуба, клена, ясеня с хорошо развитым травяным покровом. В условиях промежуточного климата на почву действовала одновременно древесная и травянистая растительность. Развивались почвы, отличные от подзолистых и черноземных, промежуточные почвы — серые лесные.
Другую точку зрения относительно происхождения серых лесных земель, отличную от мнения Докучаева, развивали крупнейшие русские ученые конца XIX — начала XX в.: С. И. Коржинский, А. Гордягин, П. А. Костычев, К. Д. Глинка, Г. И. Танфильев, JI. С. Берг и др.
По их мнению, серые лесные земли в далеком прошлом были черноземами, развивающимися под степной растительностью.
Позже северную часть степной зоны захватили леса, под влиянием которых черноземы в большей или меньшей степени оподзолились, превратившись в серые лесные земли . Процесс этот названным выше ученым представлялся в следующем виде.
Лес и степь, стоящие рядом, ведут упорную борьбу между собой. Лес пытается проникнуть в степные пространства, а степные травы удерживают их за собою. Пока не вмешивался человек, в долгой борьбе в северной, более прохладной и влажной части степей победителем оказывался лес. Он медленно, но неуклонно занимал часть степи. В открытой степи, как мы указывали, развитие леса затрудняется сухостью воздуха и почвы, наличием в последней растворимых солей и т. д. Но на границе с лесом эти условия несколько меняются.
В течение зимы под покровом леса и на лесных опушках накапливается большое количество снега, под пологом которого почва промерзает меньше, чем в открытой степи. Весной накопленный снег тает в лесу и на опушках значительно медленнее, нежели в степи. На открытых местах степь уже просохнет, а из леса еще струятся большие и малые ручьи и речки. Они глубже увлажняют почву, промывают ее, выносят из почвы вместе с водой различные растворимые соли. Такая промытая почва уже более пригодна для развития деревьев, и семена, попавшие сюда из леса, благополучно прорастают. Не только почва, но и воздух по соседству с лесом несколько влажнее, и потому молодые деревья здесь развиваются более или менее нормально. Лес как бы бросает в сторону степи прохладную тень. Шаг за шагом, отдельными островками и мысами внедряется он в область степи. Особенно легко лес проникает в степные пространства по речным долинам и по берегам рек, потому что почва вблизи них оказывается наиболее промытой.
В настоящее время, согласно описываемой точке зрения, можно указать довольно большую площадь лесов, развившихся на месте прежней степи. Они крайне извилистой полосой тянутся с юго-запада на северо-восток, от Карпат и Житомирской области к бассейнам рек Камы и Вятки, а также за Уралом, в Сибири. Здесь лес чередуется со степью, а потому и сама зона эта называется лесостепью (75).
Продвинувшись к югу, лес приносит вместе с собой как бы новый климат и постепенно изменяет свойства черноземной почвы. Накопленный в лесу за зиму снег медленно тает весной и увлажняет почву на значительную глубину. Летом лес затеняет почву и оберегает ее поверхность от иссушающего действия солнечных лучей и ветров. Этому же способствует лесная подстилка из отмерших листьев и трав, покрывающая тонким слоем почву.
В лесу устанавливается более прохладный и влажный воздух. Почва с поверхности часто оказывается более влажной, нежели почва в степи. Ввиду наличия влаги растительные и животные остатки разлагаются быстро. А вследствие кислых растительных остатков и грибного по преимуществу характера их разложения, а также ослабленного проветривания почвы в лесу образуется больше кислого, бесцветного, растворимого в воде перегноя (кре- новой кислоты), чем в бывшем черноземе, и разлагается постепенно часть нейтрального перегноя, накопленного когда-то в черноземной почве (гуминовые и ульминовые вещества).
Кислый перегной совместно с водой разрушает сохранившиеся в черноземной почве минералы, в том числе и драгоценную ее часть — поглощающий комплекс. Из него постепенно вымываются кальций и магний, а их место частично занимают водород и алюминий, поступающие из почвенного раствора. Реакция почвы в верхнем горизонте из нейтральной переходит в слабокислую. Выветрившиеся части минералов, растворившись в воде и кислотах, вмываются вглубь, а в верхних слоях остаются труднорастворимые в воде и кислотах кварц и «мучнистая» (аморфная) окись кремния. Они в виде мелкой белесой присыпки покрывают почвенные частички и придают почве серый цвет.
Одновременно с этим частично разрушается и зернистая структура бывшей черноземной почвы. Под влиянием древесных корней, свободно проникающих в черноземную почву, а также вследствие ее попеременного увлажнения и высушивания и некоторых других причин почва на небольшом расстоянии от поверхности разбивается на юстрореберные кусочки — «орешки». Величина их возрастает с глубиной.
В результате вместо чернозема получается серая лесная земля, содержащая перегноя 3—6%.
Диаметрально противоположный взгляд на историю лесостепи и происхождение серых лесных земель высказал В. Р. Вильяме. Он считал, что серые лесные земли — это в прошлом дерново-подзолистые почвы, в свою очередь развившиеся из заболоченных почв тундры. Причины смены одного почвенного покрова другим заключаются в перемене климата, растительности, а также являются результатом развития во времени самих почв.
В главе о выветривании горных пород мы отмечали, что раньше, 40—50 тыс. лет назад и более, на Земле было холоднее. Значительная часть Северного полушария Земли, в том числе большие территории Европейской части СССР и Сибири, в этот период находилась подо льдом. Потом наступило потепление. Ледник стал таять и отступать на север. Площади земли, которые первыми освободились ото льда, начинали оживать. На них поселялись растения, животные, образовывались первые почвы. Поскольку такая полоса земли граничила с отступающим тающим льдом, она, естественно, отличалась сырым, холодным климатом. Здесь развивались тундра и тундровые заболоченные почвы, которые Вильяме считает первой стадией почвообразования.
По мере того как ледник отодвигался все далее на север, по границе с ним возникали новые территории тундры. А тундра, которая появилась первой, оставалась южнее и оказывалась уже в условиях более теплого и более сухого климата. Тундровая растительность — мхи, осоки, полукустарники (клюква, морошка, костяника, голубика и другие) — постепенно исчезала, уступая место более приспособленным к новым условиям растениям — деревьям и травам. Новая развившаяся растительность сама влияла на климат. Деревья сдерживали суровые северные ветры, способствовали более равномерному накоплению снега на площади лесов, меньшему, чем в тундре, промерзанию почвы, медленному таянию снега весной. Они же затеняли почву летом, создавали прохладу и сырость воздуха под пологом листвы.
Древесный опад и корни, разлагаемые преимущественно грибными микроорганизмами, приводили к образованию креповой и апокреновой кислот, которые вместе с водой промывали почву, разрушали минеральную ее часть. Одновременно травяной покров под пологом леса способствовал некоторому накоплению в самом поверхностном слое почвы темного перегноя из кислот гуминовой и ульминовой и ряда минеральных соединений, содержащих кальций, магний, фосфор и др. Мы уже знаем, что в таких условиях развиваются дерново-подзолистые почвы.
Шло дальнейшее потепление климата. Лес, тайга, особенно в южной, наиболее теплой их части, все больше испытывали конкуренцию трав. Травы селились густым дерном прежде всего на опушках и в отдельных просветах леса, на полянах, постепенно влезали под полог деревьев. Имея более поверхностную корневую систему, нежели деревья, они перехватывали воду, кислород, пищу, создавая для леса засуху, вызывая его голодание. В конце концов лес постепенно изреживался, отступая на север.
Уничтожению лесов по южной их границе способствовал и человек, который, продвигая свои поселения из степей на север, вырубал леса, распахивал почву. На месте лесов возникали луговая степь, поля с сельскохозяйственными культурами.
После удаления леса все условия, влиявшие по почву, менялись. Почва сильнее продувалась ветрами и прогревалась солнцем, сильнее испаряла воду с поверхности, причем минеральные вещества, растворенные в воде, оседали в верхнем слое почвы. Вместо древесной растительности на ней появились зерновые злаки и травы. В новых условиях стал образовываться нейтральный, плохо растворимый в воде перегной с большим содержанием ульми- новых и гуминовых веществ. Этот перегной накапливался в бывшей подзолистой почве и окрашивал ее в более темный цвет. Разложение растительных остатков приводило к обогащению почвы кальцием, магнием, фосфором, железом и пр. Постепенно менялись структура и другие свойства почвы, и она из подзолистой превращалась в новую почву — в серую лесную землю.
Описанная теория развития почв Вильямса в общей форме не может встретить возражений. Если были оледенения Земли и последующие отступания ледника на север (а геология это неоспоримо доказывает), то иной последовательности процесса почвообразования нельзя себе и представить. Однако в этом гигантском общем геологическом процессе могли и должны были быть отступления. Климат на Земле менялся не только в ледниковое время, но и позже. Наука об истории нашей планеты убедительно доказывает, что и в этот период, уже после отступания ледника, было несколько похолоданий, хотя и без оледенения, и последующие потепления. Причем похолодания, по-видимому, сопровождались и нарастанием сырости климата.
А если это так, то лес не все время отступал на север, как наблюдалось при таянии льда, он мог на какой-то территории, и, вероятно, не один раз, снова возвращаться на юг в периоды похолоданий и отступать на север при потеплении. Значит, территории на границе леса и степи должны были несколько раз испытать лесной и лугово-степной характер почвообразования. Поэтому мы вправе рассматривать серые лесные земли, по крайней мере в некоторых местах, например на Урале и в Западной Сибири, как почвы, которые повторно переживали стадии оподзоливания под лесами и очерноземливания в лугово-степной период. В силу этого обстоятельства они и несут в себе черты как подзолистых почв, так и черноземов. Кроме того, надо учитывать, что серые лесные земли встречаются на протяжении тысяч километров — от Западной Европы до Восточной Сибири
Эти территории имеют различный возраст, неодинаковое геологическое строение, они пережили разную историю климатов, растительного и животного царства. Они в различное время освоены человеком и в разной степени изменены им. Поэтому едва ли правильно замыкать происхождение всех серых лесных земель в какие-то строго определенные рамки. В одних случаях история их развития может ближе соответствовать теории Вильямса, в других могут оказаться ближе к истине Коржинский, Гордягин, Костычев, Докучаев и другие сторонники теории оподзоливания черноземов под лесами. Наконец, вполне вероятно положение, что в некоторых местах серые лесные земли повторно пережили стадии оподзоливания и очерноземливания. Для частных случаев такое допущение делал и Вильяме.
Мы подробно разобрали вопрос о происхождении серых лесных земель: он очень важен в познании последовательных стадий перехода одной почвы в другую.
Нельзя упускать из виду и важность борьбы за территорию лесной и травянистой растительности, которая в зоне степей является злейшим врагом леса.
Остановимся на описании серой лесной земли тяжелосуглинистого состава.В нераспаханной серой лесной почве отчетливо можно различить подстилку из отмерших растительных остатков и под ней три горизонта.
Верхний горизонт (Ах) мощностью около 15—20 см (см. 64) обычно окрашен в серый, темно-серый или серо-коричневый цвет. При раздавливании почвы в руке уже в этом горизонте можно заметить намечающиеся мелкие орешки. Величина их возрастает с глубиной.
Второй горизонт (Аа) содержит большое количество подзолистой присыпки и окрашен более светло. Он легко раскалывается на крупные и мелкие орешки. Некоторые соли и части разрушенных минералов, а также перегноя вымыты из него сильнее, нежели из вышележащего горизонта. Мощность его достигает 20—25 см,
Третий горизонт (Вх и В2), в который проникла часть материалов, вынесенных из верхних горизонтов, окрашивается неоднократно в желто-бурый, красно-бурый и иные цвета. Верхняя его часть еще сохраняет ореховатую структуру, а иногда на отдельных участках и гумусовую окраску. В нижней негумифицированной части почва часто разбивается на длинные вытянутые столбики, напоминающие карандашики (В2). Такую структуру называют карандашной. Этот горизонт постепенно переходит в материнскую породу.
Так как известь из серой лесной земли вымыта на значительную глубину, горизонты этой почвы не вскипают от кислоты до глубины 2 м и более. Известь в серых лесных землях, сформированных на лёссах и лёссовидных суглинках, в форме прожилок и крупных конкреций встречается лишь на глубине четвертого или даже пятого метра.
По всему профилю серой лесной земли часто можно обнаружить старые засыпанные кротовины, сурчины, указывающие на то, что в отдельных случаях эти почвы в давние времена были степными. Постепенный переход черноземных почв в серые лесные земли можно и теперь наблюдать в некоторых местах северо-черноземной зоны, где есть искусственно насаженные или естественно развившиеся леса.
Серые лесные земли в различных местностях резко различаются между собой. Они представляют ряд переходных ступеней как к подзолистым почвам, так и к чернозему. Выделяются темно-серые лесные, серые лесные и светло-серые лесные земли. Свойства серых лесных земель заметно изменяются также при движении в лесосте- пье с юго-запада на северо-восток. При этом мощность гумусового горизонта почвы постепенно уменьшается, а процентное содержание перегноя в нем возрастает. Так, описанная нами серая лесная земля юга Рязанской области имеет мощность горизонтов А1+А2+В1=60 см при среднем содержании в них перегноя 2,5%, а серая лесная земля тяжелосуглинистого состава Алапаевского района Свердловской области характеризуется общей мощностью горизонтов А1+А2+В1=40 см при среднем содержании в них гумуса 3,4%.
Серые лесные земли по естественному плодородию значительно богаче подзолистых почв питательными веществами и обладают лучшими физическими свойствами, но уступают в том и другом черноземам.Наиболее плодородные среди них от природы темно-серые, наименее плодородные светло-серые земли, близкие по своим свойствам к почвам слабоподзолистым.
В пределах Украины и смежных с ней областях РСФСР эти земли ценнейшие для возделывания сахарной свеклы. По всей зоне на них могут быть получены высокие урожаи зерновых культур (пшеницы, ржи, овса, гороха, гречихи, проса и других), а также хороший урожай трав. Эта же зона, особенно в пределах Украины и средней полосы Европейской части СССР, является зоной интенсивного садоводства. Здесь выращиваются прославленные антоновка, анис, коричные и другие сорта яблок, а также лучшие мичуринские сорта.
Следует, однако, постоянно помнить, что серые лесные земли менее богаты питательными веществами и менее структурны, чем черноземы, поэтому здесь неустанно нужно заботиться о непрерывном повышении плодородия почвы.
Необходимо соблюдать севообороты с посевом рыхло- кустовых злаков и бобовых трав (тимофеевка, овсяница, клевер, люцерна), обогащающих почву гумусом, улучшающих ее структуру. Нужно вносить удобрения, минеральные и органические, — навоз, компост, навозную жижу и пр.
|
|
К содержанию книги: Никодим Антонович Качинский - Почвы
|
Последние добавления:
Вернадский - химическое строение биосферы
Тимофеев-Ресовский. ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ
Ковда. Биогеохимия почвенного покрова
Глазовская. Почвоведение и география почв
Сукачёв: Фитоценология - геоботаника
Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников
Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы