Почвоведение. Почва и почвообразование (Том 1, 1988 год)

ББК 40.3

П 65

УДК 631.4

Авторы

Белицина Галина Дмитриевна, Васильевская Вера Дмитриевна,

Гришина Леонора Александровна, Евдокимова Татьяна Ивановна,

Зборищук Наталья Григорьевна, Иванов Валерий Васильевич

I Левин Федор Иванович |

Николаева Светлана Александровна, Розанов Борис Георгиевич,

Самойлова Елена Максимовна, Тихомиров Федор Анатольевич

Рецензенты:

кафедра почвоведения Ленинградского ордена Ленина

государственного университета им. А. А. Жданова

(зав. кафедрой доц. В. П. Цыпленков);

проф. А. М. Ивлев (зав. кафедрой почвоведения и агрохимии

Дальневосточного государственного университета)

Почвоведение. Учеб. для ун-тов. В

2 ч./Под

П65 ред. В. А. Ковды, Б. Г. Розанова. Ч. 1. Почва и поч-

вообразование/Г. Д. Белицина, В. Д. Васильевская,

Л. А. Гришина и др. - М.: Высш. шк.,

1988. -

400 с : ил.

ISBN

5-06-001159-3

Изложены основы общего почвоведения, вопросы генезиса

и эволюции почвы, ее роль и функции в биосфере Земли. Дана

характеристика физических, химических, биологических свойств

главнейших типов почв мира. Раскрыты основы учения о фак-

торах почвообразования, зонах природы; показана роль кругово-

рота веществ в почвообразовании.

П 3802ГС0000(4309000000)-35в ' 9 7 - 8 8

ББК 40.3

001(01)-88

631.4

Учебное издание

Почвоведение, в 2 ч.

Ч. 1. Почва и почвообразование

Редактор М. М. Пенкина. Младшие редакторы Е. В. Бурова, Е. И. Попова.

Художник В. Н. Хомяков. Художественный редактор Т. А. Коленкова. Техни-

ческий редактор Л. А. Муравьева. Корректор С. К. Завьялова

ИБ № 6445

Изд.

№ Е-502. Сдано в набор 24.07.87. Подп. в печать

31.05.88. Т-08769.

Формат 60x90/16. Бум. кн.-жури. Гарнитура литературная. Печать офсетная.

Объем

25,0 усл. печ. л.

+0,25 усл. печ л. форзацы.

26,0 усл. кр.-отт.

27,51 уч.-изд. л.

+0,36 уч.-изд. л. форзацы. Тираж 15000 экз. Зак. № 817.

Цена 1 р. 30 к.

Издательство «Высшая школа»,

101430, Москва, ГСП-4, Неглинная ул.,

д. 29/14.

Ярославский полиграфкомбинат Союзполиграфпрома при Го"еударственном

комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.

150014, Ярославль, ул. Свободы, 97.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Почвоведение на современном этапе играет особенно значи-

тельную роль как фундаментальная естественно-историческая

наука, обеспечивающая нужды сельского, лесного, водного,

коммунального хозяйства и других отраслей экономики. Важней-

шее место занимает почвоведение в решении вопросов устой-

чивости биосферы в эпоху прогрессивного роста антропогенной

нагрузки на природные экосистемы, поскольку стабильное

развитие биосферы планеты непосредственно связано с устой-

чивостью ее почвенного покрова.

Существенна роль почвоведения в выполнении разработанной

в нашей стране программы интенсификации и повышения эф-

фективности народного хозяйства, в ускоренном развитии эконо-

мики на базе научно-технического прогресса. Почвоведам пред-

стоит разработать научные основы, технологий управления

почвенными процессами, почвенным плодородием в целях обеспе-

чения растущих потребностей страны в биологической продукции.

Решение этих задач требует углубленного изучения теорети-

ческих основ науки почвоведения. Цель данной книги

- помочь

будущим молодым специалистам - почвоведам и агрохими-

кам - овладеть этими знаниями.

Учебник создан коллективом кафедры Общего почвоведения

факультета почвоведения Московского государственного универ-

ситета им. М. В. Ломоносова на основе читаемых многие годы

лекций по данному предмету. Он составлен с учетом того, что

после освоения основного курса общего почвоведения студенты

углубленно изучают такие его разделы, как физика, биология,

химия, география, мелиорация, эрозия почв в соответствующих

курсах, а также агрохимию, растениеводство и земледелие.

Изучению почвоведения предшествуют курсыгеологии, минера-

логии и петрографии, ботаники и геоботаники.

Материал в данной книге излагается в соответствии с новой

программой университетского курса почвоведения. В соответст-

вии с учебным планом подготовки почвоведов и агрохимиков

в университетах настоящий учебник существенно отличается от

учебника «Почвоведение» под редакцией И. С. Кауричева (1983),

рекомендованного для сельскохозяйственных вузов, где совер-

шенно иной профиль подготовки специалистов. В предлага-

емом учебнике обобщены современные знания о почвах и теоре-

тические положения почвоведения с учетом новейших данных.

В нем отражены методические концепции советской научной

школы и роль русских и советских ученых в становлении и раз-

витии современного генетического почвоведения.

Рисунки, помещенные на форзацы, взяты из книги Т. В. Афа-

насьевой, В. И. Василенко, Т. В. Терешиной, Б. В. Шеремета

«Почвы СССР» (М., Мысль, 1979).

В написании первой части этой книги приняли участие сле-

дующие сотрудники кафедры Общего почвоведения МГУ :

чл.-кор. АН СССР В. А. Ковда (общая редакция); проф. Б. Г. Ро-

занов (общая редакция, Введение, гл.

17,. 18,

21); проф.

Л.А.Гришина (гл.

5), проф. Е.М.Самойлова (гл.

19,

20);

проф. Ф. А. Тихомиров (гл. 12); д-р биол. наук В. Д. Васильев-

ская (гл. 7); д-р биол. наук Ф. И. Левин"! (гл. 15); доц. Т. И. Ев-

докимова (гл. 16); канд. биол. наук Г. Д. Белицина (гл. 9, 10);

канд. биол. наук В.В.Иванов (гл.

4); канд. биол. наук

С.А.Николаева (гл.

11); канд. биол. наук Н. Г. Зборищук

(гл. 8,

13,

14,

19).

Авторы и редакторы заранее благодарят всех читателей учеб-

ника, которые возьмут на себя труд сделать критические заме-

чания, направленные на улучшение учебника в будущем, а также

рецензентов учебника за замечания, позволившие его существен-

но улучшить.

В. А. Ковда, Б. Г. Розанов

ВВЕДЕНИЕ

Почвоведение - наука о почве, ее строении, составе, свойст-

вах и географическом распространении, закономерностях ее про-

исхождения, развития, функционирования и роли в природе,

путях и методах ее мелиорации, охраны и рационального исполь-

зования в хозяйственной деятельности человека.

Учение о почве как о самостоятельном естественно-истори-

ческом теле природы было создано в конце XIX столетия вели-

ким русским естествоиспытателем Василием Васильевичем Доку-

чаевым (1846-1903) и развито блестящей плеядой его учеников

и последователей. Оно сформировалось в начале нашего века

в новую отрасль естествознания - современное генетическое

почвоведение (генетическое потому, что в его основе лежит

учение о генезисе - происхождении, развитии и эволюции -

почв).

Что такое почва?

С появлением земледелия человек ввел в свой обиход пред-

ставление о почве как об относительно рыхлом землистом слое,

в котором укореняются наземные растения и который служит

предметом земледельческой обработки; бытовавшее до этого по-

нятие отождествляло почву с землей - участком поверхности,

на которой обитает человек.

Простое представление о почве вполне удовлетворяло чело-

вечество в течение нескольких тысячелетий исторического раз-

вития, так как человек еще не сталкивался вплотную с теми

проблемами земледелия, перед которыми он был поставлен в

последние столетия, - проблемами голода, малоземелья, катаст-

рофической эрозии, опустынивания, падения плодородия, необхо-

димости получения все большей продукции со все меньшей

площади. Решение этих общих задач привело к зарождению

новой науки на рубеже XX в. - почвоведения. Важно, что эта

наука развивалась не как чисто описательная и умозрительная

дисциплина, а сформировалась в ответ на практические за-

просы бурно развивающегося земледелия индустриальной эры.

Существовавшие ранее определения стали непригодны, по-

скольку не характеризовали всю специфику почвы как природ-

ного тела и не отражали ее наиболее характерные особенности.

Тройственное отношение человека к почве - как к природному

телу, предмету труда и продукту труда - усложнило выбор

наиболее точного научного определения почвы.

К середине прошлого века в трудах агрономов, агрогеологов,

агрохимиков сложилось определение почвы, отождествляющее

ее с пахотным слоем, который служит непосредственным пред-

метом обработки и в котором сосредоточена главная масса

корней растений, причем основное внимание обращалось на ве-

щественный состав этого верхнего слоя земной коры (смесь

минеральных и органических элементов). Такое субстанцион-

ное определение почвы было распространено вплоть до появле-

ния работ В. В. Докучаева, показавшего его научную несостоя-

тельность и давшего новое определение почвы, совершившее

переворот в науке.

Первую формулировку нового определения почвы В. В. До-

кучаев дал в докладе о принципах естественной классификации

почв на заседании Отделения геологии и минералогии

Санкт-Петербургского общества естествоиспытателей

14 апре-

ля

1879 г., где он сказал: «Если изучать почву по ее наи-

более типичным, наиболее распространенным и наиболее

естественным представителям (чернозем и северные сухопутно-

растительные почвы), тогда неизбежно придется сделать такое

определение ее: это суть поверхностно лежащие минерально-ор-

ганические образования, которые всегда более или менее силь-

но окрашены гумусом и постоянно являются результатом взаим-

ной деятельности следующих агентов: живых и отживающих орга-

низмов (как растений, так и животных), материнской горной

породы, климата и рельефа местности». На протяжении двад-

цати лет он оттачивал это определение, стремясь сделать его

наиболее научно точным. В своей последней крупной работе

«Лекции о почвоведении»

(1901) В.В.Докучаев написал, что

почва «есть функция (результат) от материнской породы (грун-

та), климата и организмов, помноженная на время».

Самое главное в докучаевском определении почвы, сыгравшем

столь выдающуюся роль в развитии новой науки, - это то, что

оно, во-первых, ставит почву в ряд самостоятельных природных

тел, качественно отличающихся от всех иных тел природы.

Во-вторых, согласно докучаевскому определению, почва - это

явление историческое, имеющее свой возраст и историю обра-

зования. Наконец, третье - это подчеркнутое в самом определе-

нии наличие функциональных связей между почвой и всеми

другими природными телами и явлениями.

Одновременно с докучаевским направлением, в котором почва

рассматривалась прежде всего как самостоятельное природное

тело в его функциональной зависимости от других природных

тел и явлений, в русской науке развивалось и другое направле-

ние, связанное с именами П. А. Коетычева

(1845-1895) и

В. Р. Вильямса

(1863-1939). Эти ученые обращали внимание в

первую очередь не на «входящие» функции почвы, а на «выходя-

щие», на отношение к почве произрастающих на ней растений.

Соответственно и даваемое ими определение почвы подчерки-

вало совершенно другую ее сторону.

Развивая идеи П. А. Костычева о почве как среде произрас-

тания растений, академик В. Р. Вильямс дал такое определение

почвы в своем учебнике почвоведения: «Когда мы говорим

о почве, мы разумеем рыхлый поверхностный горизонт суши

земного шара, способный производить урожай растений. Поня-

тие о почве и ее плодородии неразделимо. Плодородие - сущест-

венное свойство, качественный признак почвы, независимо от

степени его количественного проявления. Понятие о плодородной

почве мы противопоставляем понятию о бесплодном камне,

или другими словами, понятию о массивной горной породе».

Подходы В. В. Докучаева и П. А. Коетычева - В. Р. Вильям-

са взаимно дополняют и обогащают друг друга, характеризуя

в целом русскую почвенно-генетическую школу. Поэтому вполне

оправданным служит объединение этих двух направлений гене-

тического почвоведения в едином определении почвы. Соответ-

ственно, в современном почвоведении принято такое определение:

почва - это обладающая плодородием сложная полифункцио-

нальная и поликомпонентная открытая многофазная структур-

ная система в поверхностном слое коры выветривания горных

пород, являющаяся комплексной функцией горной породы,

организмов, климата, рельефа и времени.

Необходимо подчеркнуть, что данное определение почвы явля-

ется субстанционно-функционально-атрибутивным. В нем имеют-

ся указания на вещественное содержание объекта, на его функци-

ональные связи с другими объектами природы и, наконец, на

его главные качества. В тех или иных конкретных формулиров-

ках оно сейчас является общепринятым в науке и надежно опре-

деляет почву как предмет почвоведения, с одной стороны, и

как самостоятельное природное тело, с другой.

Почва - особое тело природы

Если классифицировать все природные физические тела Зем-

ли на живые (живущие организмы) и косные (горные породы и

минералы, магма), то почва среди них занимает особое промежу-

точное положение, являясь, по выражению академика В. И. Вер-

надского (1863-1945), биокосным телом природы.

Особое положение почвы определяется тем, что, во-первых,

в ее составе участвуют как минеральные, так и органические ве-

щества и, что особенно важно, большая группа специфических ор-

ганических и органоминеральных соединений - почвенный гумус.

Кроме того, неотъемлемую часть почвы - ее живую фазу - сос-

тавляют живые организмы: корневые системы растений, почвооби-

тающие животные разного размера вплоть до одноклеточных Pro-

tozoa, огромное разнообразие микроорганизмов. Именно поэтому

почва является многофазной системой, включая твердую, жидкую,

газообразную и живую фазы в отличие от других природных тел.

Даже аналитически невозможно отделить почвенные микроорга-

низмы от почвенного гумуса, что выражается в их суммарном

определении общего содержания органического вещества в

почве.

Всякая природная почва состоит из последовательно сме-

няющих друг друга вниз от поверхности слоев генетических

горизонтов, образовавшихся в результате изменения исходной

горной породы в процессе почвообразования. Вертикальная

последовательность горизонтов образует почвенный профиль.

Почвенный индивидуум

Почва - природное тело, имеющее определенную протяжен-

ность в трех измерениях пространства. Как всякое природное

тело, она имеет свое положение в пространстве, объем и грани-

цы.

Нижняя граница почвы определяется, согласно П. С. Кос-

совичу

(1862-1915), глубиной, на которую произошло измене-

ние исходной горной породы в ходе почвообразования. Однако

для решения этого вопроса на практике в истории почвоведения

были предложены разные критерии.

В. В. Докучаев предложил принимать за нижнюю границу

почвы максимальную глубину ее прокрашивания гумусом, т. е.

включал в толщу собственно почвы только горизонты А и В,

понимая под горизонтом А гумусовый слой и под горизонтом В -

слой, переходный по гумусированности (в настоящее время под

горизонтом В понимается слой иллювиально-метаморфического

преобразования породы); нижележащий же горизонт С- мате-

ринскую породу - он относил к подпочве. П. А. Костычев считал,

что нижняя граница почвы определяется глубиной проникнове-

ния основной массы корней растений. Академик К. Д. Глинка

(1867-1927) отождествлял нижнюю границу почвы с нижней

границей коры выветривания, хотя и подчеркивал принципиаль-

ное различие между ними. Г.Н.Высоцкий

(1863-1939) опреде-

лял нижнюю границу почвы глубиной ее ежегодного промачива-

ния атмосферными осадками.

Таким образом, вопрос о нижней границе почвы решается

сложно и часто неоднозначно, в зависимости от того, в каких

целях он рассматривается: при изучении почвы как естествен-

но-исторического природного тела, как среды обитания растений

или как объекта инженерно-технической мелиорации.

В настоящее время в почвоведении принято включать в сос-

тав почвы горизонты О, А, В и их дериваты (Т, Е, G), а нижеле-

жащие горизонты С, D, R относить к подпочве в соответствии

с принципом Докучаева-

ЭПА-

Коссовича (определение поч-

венных горизонтов см. ниже

в соответствующем разделе

учебника).

Верхняя граница поч-

вы - это поверхность разде-

ла между почвой и атмосфе-

рой, т. е. поверхность суши

Земли, либо между почвой и

гидросферой для подводных

почв (плавневые, маршевые,

мангровые, затопленные ри-

Рис.

1 Схема расположения почвен-

ных индивидуумов

- педонов (П) в

совые почвы и т. п.).

пределах элементарного почвенного

ареала - полипедона (ЭПА)

Что же касается боковых

границ почвенного тела, то,

поскольку почвенный покров

суши Земли является сплошным и почвы переходят одна в другую

обычно постепенно, без резко выраженных границ раздела,

граница между двумя разными почвами становится диффузной и

трудно выделяется в натуре. Однако это не значит, что границы

нет: диффузная граница

- это тоже граница, но имеющая

некоторые пределы неопределенности. В почвоведении принято оп-

ределение боковых границ почвы как вертикальных поверхностей

раздела

между

соседствующими

почвенными

индивиду-

умами.

Поскольку почва является сложной структурной системой,

она всегда имеет какую-то степень неоднородности. Отсюда

задача определения почвенного индивидуума сводится к отыска-

нию тех пределов почвенной неоднородности, которые позволяют

говорить о самостоятельном природном теле, отличном от окру-

жающих тел. Соответственно почвенный индивидуум (педон -

по терминологии современной школы США, почвенная особь,

элементарная единица почвы) - это минимальный объем почвы,

горизонтальные размеры которого достаточно большие, чтобы

иметь полный спектр вариабельности соотношений генетических

горизонтов, соответствующий минимальной горизонтальной не-

однородности почвы по диагностическим признакам (рис.

1).

В зависимости от типа почвы и ее строения горизонтальные

размеры почвенного индивидуума могут колебаться в широких

пределах от долей до десятков и сотен квадратных метров. По

измерениям Ф.И.Козловского

(1972), площади почвенных

индивидуумов (в м²) для дерново-подзолистой почвы на покров-

ном суглинке Подмосковья составили от 1,75 до 28, для типич-

ного чернозема на лессовидном суглинке Курской области -

28 и для лугово-каштановой почвы на элювии шоколадных

глин Сарпинской низменности - 7. В плане реальная форма поч-

венного индивидуума может быть весьма разнообразной -

гексагональной, округлой, овальной, вытянутой по какой-то

Рис

2 Блок-схема комбинации линейно-вытянутых элементарных почвенных

ареалов в речной долине таежной зоны:

1 - аллювиальная луговая почва, 2 - болотная почва, 3 - болотно-подзолистая почва,

4 - подзолистая почва

одной оси, амебовидной, ветвистой - в зависимости от микро-

рельефа, строения и характера горных пород, гидрогеологических

условий.

Ряд одинаковых почвенных индивидуумов в своем совместном

простирании по площади дают элементарный почвенный ареал

(рис.

2), под которым понимается единица почвенного покро-

ва, относящаяся к одной классификационной единице наиболее

низкого таксономического ранга, занимающая пространство,

со всех сторон ограниченное другими элементарными почвенными

ареалами или непочвенными образованиями (В. М. Фридланд,

1965). Аналогичными понятию элементарного почвенного ареала

(не синонимами, но в принципе соответствующими друг другу)

являются следующие понятия, в разное время введенные в науку.

полипедон - школа США,

1960; педотоп - Э. Эвальд,

1966;

женон - Ж. Булей, 1969.

Место и роль почвы в природе

Располагаясь на границе соприкосновения и взаимодействия

планетарных оболочек - литосферы, атмосферы, гидросферы -

и развиваясь в результате их взаимодействия, трансформирован-

ного через активную (при жизни) и пассивную (после отмира-

ния) деятельность наземных организмов, почва играет специфи-

ческую роль в этой сложной системе земных геосфер, формируя

особую геосферу - педосферу, или почвенный покров Земли

(рис. 3).

Одновременно почва является компонентом биосферы - об-

ласти распространения жизни на Земле, по определению акаде-

мика В. И. Вернадского.

Глобальные функции поч-

вы многогранны, их несколь-

ко. Первая и главная из

них - это обеспечение суще-

ствования жизни на Земле.

Именно из почвы растения, а

через них и животные, и че-

ловек получают элементы ми-

нерального питания и воду

для создания своей биомас-

сы. В почве аккумулируются

необходимые

организмам

Рис. 3. Педосфера в системе земных гео-

сфер

биофильные элементы в до-

ступных для них формах хи-

мических соединений. В почве укореняются наземные

растения, в ней обитает огромная масса почвообитающих живот-

ных, она плотно населена микроорганизмами. Без почвы существо-

вание природных ассоциаций живых организмов на Земле не-

возможно. Важно при этом подчеркнуть диалектическое единство

биосферных процессов: почва - это следствие жизни и одновре-

менно условие ее существования.

Вторая важнейшая глобальная функция почвы - это обеспече-

ние постоянного взаимодействия большого геологического и мало-

го биологического круговоротов (циклов) веществ на земной по-

верхности.

Попадая на поверхность земли (при формировании земной

коры, вулканизме, излияниях в разломах), первичные горные

породы подвергаются выветриванию. В верхней части коры вы-

ветривания формируется почва, аккумулирующая элементы пи-

тания живых организмов. Эти элементы захватываются из

почвы растениями и через ряд промежуточных трофических

циклов (растения - животные - микроорганизмы) возвращают-

ся назад в почву, что и составляет малый биологический

круговорот веществ. Из почвы элементы частично выносятся

атмосферными осадками в гидрографическую сеть, в зоны ак-

кумуляции и в конечном итоге в Мировой океан, где дают начало

образованию осадочных горных пород, которые в геологической

истории Земли могут либо выйти опять на поверхность, либо

вначале подвергнуться глубинному метаморфизму. Это большой

геологический круговорот веществ. Почва является связующим

звеном и регулятором взаимодействия двух этих циклов ве-

щества на земной поверхности.

Третья глобальная функция почвы - регулирование химичес-

кого состава атмосферы и гидросферы. Почвенное «дыхание»

вместе с фотосинтезом и дыханием живых организмов играет

определяющую роль в создании и поддержании состава призем-

ного слоя атмосферного воздуха, а через него и атмосферы

в целом. В геологической истории Земли, вероятно, почва сыгра-

ла немаловажную роль в создании современной атмосферы.

С другой стороны, именно почвенный покров определяет состав

тех веществ, которые поступают в гидросферу на континенталь¬

ной ветви глобального круговорота воды.

Четвертая глобальная функция почвы - регулирование био-

сферных процессов, в частности плотности жизни на Земле,

путем динамичного воспроизводства почвенного плодородия,

в чем опять-таки рельефно проявляется диалектика природы,

поскольку почва имеет свойства, обеспечивающие жизнь расте-

ний, и лимитирующие ее факторы. Распределение живых орга-

низмов на суше Земли и их плотность в значительной степени

определяются географической неоднородностью почвы и ее пло-

дородием наряду с климатическими факторами.

Наконец, пятая глобальная функция почвы - это аккумуля-

ция активного органического вещества и связанной с ним хими-

ческой энергии на земной поверхности.

В конкретном проявлении биосферы на Земле почва явля-

ется неотъемлемым компонентом природных экосистем или био-

геоценозов по терминологии академика В.Н.Сукачева

(1880-

1968), из которых состоит биосфера, входя в них в качестве

особой подсистемы, связанной с другими подсистемами данной

экосистемы и окружающих экосистем многочисленными прямыми

и обратными функциональными связями (схема 1).

АТМОСФЕРА

РАСТЕНИЯ

ЖИВОТНЫЕ

РАСТЕНИЯ

ЖИВОТНЫЕ

МИКРООР-

ГАНИЗМЫ

ПОЧВА

ГРУНТОВЫЕ

ВОДЫ

ГРУНТ

ЭКОСИСТЕМА 1

ЭКОСИСТЕМА 2

Схема 1. Структура природных наземных экосистем и их связей

в ландшафтах через атмосферу, организмы и грунтовые воды

Место и роль почвы в жизни и деятельности человека

В экосфере, т. е. природной среде обитания человека, почве

принадлежит существенная роль, поскольку именно благодаря

почве обеспечивается главная масса получаемой им пищи.

Почва - это основное средство сельскохозяйственного произ-

водства, относящееся к категории невозобновимых природных

ресурсов.

Характеризуя роль почвы в человеческом обществе, К. Маркс

говорил о ней

«...как общей вечной собственности, неотчуж-

даемого условия существования и воспроизводства постоянно

сменяющих друг друга человеческих поколений...»*

Почва по отношению к человеческому обществу имеет двой-

ственную природу: с одной стороны, это физическая среда,

Жизненное пространство существования людей, а с другой - это

экономическая основа, средство производства.

Все крупные международные декларации и соглашения

последнего времени по проблемам природопользования (Всемир-

ная стратегия охраны природы, Всемирная почвенная хартия,

Основы мировой почвенной политики) подчеркивают значение

почвы как всеобщего достояния человечества, рационально

использовать и охранять которое должны все люди Земли для

современного и грядущих поколений.

Вопросы землепользования человеком затрагивают большой

и сложный комплекс социально-экономических аспектов, в част-

ности вопросы земельной собственности, земельного законода-

тельства, земельного права, экономической оценки земли и др.

Неслучайно одним из первых декретов Советской власти, озна-

меновавших рождение нового социалистического общества

на планете, был Декрет о земле

(1917 г.), провозгласивший

отмену частной собственности на землю и передачу ее в собст-

венность всего народа.

Понятия «почва» и «земля» (греч. pedon - chton, лат.

solum - terra, англ. soil - land, фран. sol -- terrain, нем

Boden - Land, исп. suelo - tierra, румынск. sol - teren, хинди

meetti - darti, китайск. touzhan -- toudn, арабск. tourba - ared)

не являются синонимами. Их различают все народы мира. Раз-

личны они и в науке.

Почва согласно данному выше определению - это понятие

естественно-историческое, относящееся к природному телу. Зем-

ля - это сложное естественно-историческое и одновременно со-

циально-экономическое понятие, относящееся к природному ре-

сурсу и включающее не только почву как таковую, но опреде-

ленную часть земной поверхности, ее положение в географи-

ческом пространстве, ее социально-экономический потенциал.

Есть и еще одно понимание термина «земля» - это природный

материал «землистой» консистенции. Ну и, конечно, Земля - это

название одной из планет солнечной системы, на которой мы

живем.

Методология почвоведения

Становлению почвоведения как науки в значительной мере

способствовала общая прогрессивная научная атмосфера середи-

* Маркс К. Капитал. Т. 3, ч I, 1970. С. 883

ны XIX - начала XX в. Этот период в истории науки вообще,

и естествознания в особенности, характеризовался как период

бурного и прогрессивного развития. Естествознание было про-

низано эволюционными идеями Ч. Лайеля в геологии и Ч. Дар¬

вина в биологии. С другой стороны, достижения естествознания

способствовали разработке материалистической диалектики,

основы которой были заложены К. Марксом и Ф. Энгельсом

Классики русского почвоведения В. В. Докучаев, Н. М. Си-

бирцев, П. А. Костычев, П. С. Коссович, К. Д. Глинка, а также

их зарубежные коллеги - Е. Гильгард в США, Э. Раманн в Гер.-

мании, А. Зигмонд и П. Трейц в Венгрии, Г. Мургочи в Румынии,

И. Копецкий в Чехословакии - на протяжении «золотого тридца-

тилетия»

(1880-1910) разработали ряд главных положений ге-

нетического почвоведения, составляющих теоретический фунда-

мент современных методологических подходов.

Главные методологические принципы генетического почвове-

дения включают следующие концепции:

-почвы как самостоятельного естественно-исторического тела

природы, формирующегося во времени на поверхности Земли

из горных пород под воздействием факторов почвообразования,

среди которых ведущую роль играют живые организмы;

- единства природного почвенного тела и связанную с ней

концепцию почвенного профиля и профильного метода почвенных

исследований, которые исходят из понятия о почве как неразрыв-

ной совокупности генетических почвенных горизонтов;

- факторов почвообразования как взаимосвязанного и взаи-

мозависимого комплекса природных и антропогенных явлений, под

одновременным и интегрированным воздействием которых форми-

руются, развиваются, эволюционируют и преобразуются почвы;

- почвообразовательного процесса как сложного комплекса

«элементарных» почвенных процессов, являющихся результатом

взаимодействия трансформации (синтеза и разложения) и ми-

грации (вертикальной и горизонтальной) органических и мине-

ральных веществ;

- историзма почвообразования и сукцессии (последователь-

ных смен) стадий почвообразования и эволюции почв;

- типов почв и типов почвообразования как стадий на дли-

тельном пути развития почвообразовательного процесса;

- современного почвенного покрова как стадии в истории раз-

вития земной поверхности;

- типа почвы как главной формы существования почвенных

тел;

- почвенных режимов как главной формы динамики почво-

образовательного процесса и функционирования почвы;

- почвенных зон и зональных типов почв (ассоциаций типов

почв) как основной формы организации почвенного покрова

Земли, отражающей структуру и историю эволюции земной по-

верхности при постоянном взаимодействии геосфер (литосферы,

гидросферы, атмосферы и биосферы);

- систематики и классификации почв как отражения реаль-

но существующих в природе генетических и географических

связей и различий между различными почвами;

- непрерывности почвенного покрова, в котором нет резких

Границ между отдельными почвенными образованиями и харак-

терны постепенные переходы и диффузные границы между раз-

ными почвами;

- почвенного индивидуума как реально существующего при-

родного тела в трехмерном пространстве;

-плодородия почвы как ее исторически формирующейся

главной функции, обеспечивающей жизнь на Земле и являющей-

ся результатом жизни;

- педосферы как специфической геосферы, через которую

осуществляется взаимодействие других геосфер планеты.

Нетрудно видеть непосредственную связь главных методологи-

ческих концепций генетического почвоведения с основопола-

гающими принципами материалистической диалектики, на ко-

торых они по существу базируются. Почвоведение как одна из

естественно-исторических наук о Земле играет важнейшую

мировоззренческую роль в развитии диалектического и материа-

листического понимания природы. Все докучаевское учение

пронизано идеей о всеобщей взаимосвязи и взаимозависимости

явлений природы, их причинной обусловленности и непрерывной

эволюции.

Концептуальные подходы в почвоведении

Конкретизацией диалектико-материалистической методологии

явилась разработка системного подхода и его применения в

почвоведении. Современное генетическое почвоведение исходит

из понятия о почве как об очень сложной системе, т. е. о системе

с бесконечно большим разнообразием внутренних и внешних

функциональных связей, имеющих очень сложную многоуровне-

вую структурную организацию.

Долгое время в науке о почве и особенно в практике земле-

делия господствовало представление о том, что, воздействуя

на какой-то единичный фактор, можно управлять процессами

почвенного плодородия. Сейчас такой подход признается прин-

ципиально недопустимым, так как он не применим к очень слож-

ным системам, «которые не допускают изменения только одного

фактора за один раз, ибо эти системы столь динамичны и

внутренне связаны, что изменение одного фактора служит не-

посредственной причиной изменения других, иногда очень многих

факторов» (У. Р. Эшби, 1959).

На базе нового системного подхода было сформулировано

представление об иерархических уровнях структурной организа-

ции почвы, имеющее важное методологическое и методическое

значение. Было показано, что при исследовании почвы как при-

родного тела необходимо различать, иерархическую серию после-

довательных уровней ее структурной организации, каждый из

которых требует специфических методов и подходов исследова¬

ния, контроля и управления

Наиболее низким, имеющим значение для почвы как целого,

структурно-организационным уровнем является атомарный, с ко-

торым имеет дело исследователь при изучении естественной и

искусственной радиоактивности почв. Материальными элемента-

ми этого уровня служат радиоактивные изотопы, присутству-

ющие в почве или внесенные в нее.

В качестве следующего уровня структурной организации

почвы выделяется кристалломолекулярный, или молекулярно-

ионный, в качестве элементов которого выступают молекулы и

ионы в почвенном растворе и воздухе, а также на поверхности

твердых почвенных частиц

Третий уровень структурной организации почвы - уровень

элементарных почвенных частиц. Элементами этого уровня слу-

жат так называемые «элементарные почвенные частицы», вы-

деляемые из почвы при гранулометрическом анализе в виде

фракций разного размера. Группа этих частиц весьма неодно-

родна и включает как чистые мономинеральные зерна, так и

полиминеральные образования, органоминеральные комплексы,

органические глобулы разного состава и происхождения.

Агрегатное состояние почв, почвенные агрегаты - четвертый

структурный уровень организации почвы, включающий микро- и

макроагрегаты, ее структурные отдельности. В понятие почвен-

ных агрегатов включаются и специфические почвенные ново-

образования: конкреции, стяжения, натеки, пленки, ортштейны,

новообразования солей, гипса, извести, не образующие сплош-

ных горизонтов, плит, панцирей, а встречающиеся изолирован-

но в почвенной массе.

Следующий, пятый структурный уровень в почве обнару-

живается при переходе от почвенного агрегата к горизонту

Благодаря трудам В. В. Докучаева понятие о почвенном гори-

зонте прочно вошло в науку и является фундаментальным в

почвоведении, поскольку все свойства и параметры почвы при-

урочены в своих различных количественных проявлениях именно

к определенным генетическим горизонтам в пределах почвенного

профиля. Закономерные сочетания отдельных почвенных горизон-

тов дают почвенный профиль (почвенный индивидуум) или

собственно почву как особое природное тело. Но поскольку

это именно сочетание, живое и неразрывное, только в таком

сочетании и проявляющее свою специфику единого целого, а не

просто арифметическая сумма горизонтов, это и составляет

новый структурный уровень почвенной организации

Дальнейший анализ показывает, что разные почвы в природе

постепенно сменяют друг друга, образуя различные комбинации

и взаимодействуя друг с другом посредством агентов горизон-

тального переноса веществ (водные и воздушные потоки, сила

тяжести на склонах, животные). Прихотливая мозаика почв

составляет следующий, седьмой структурный уровень почвенной

организации - уровень почвенного покрова.

Важное методологическое значение имеет разработанная

В. В. Докучаевым концепция почвы как зеркала ландшафта,

основанная на представлении о том, что почва есть резуль-

тат развития из материнской горной породы под совокупным

воздействием вполне определенного сочетания факторов почвооб-

разования в каждом конкретном случае, что фиксируется в

строении, составе и свойствах существующих почв.

В современных почвах сочетаются признаки и свойства:

а) унаследованные от материнской горной породы; б) унасле-

дованные от прошлых периодов и стадий почвообразования;

в) являющиеся результатом длительного развития в продолже-

нии всей истории образования данной почвы; г) являющиеся

результатом действия современного почвообразования при со-

временном сочетании факторов почвообразования. Соот-

ветственно генетический анализ почвы без исторического анали-

за факторов почвообразования ошибочен. Почва отражает

не только современный комплекс факторов почвообразования,

но и их прошлое состояние, не только современное состояние

ландшафта, но и его историю. Докучаевский генетический метод

позволяет на основе анализа современной почвы вскрыть исто-

рию ее развития и предсказать пути ее дальнейшей эволюции,

пользуясь положением о почве как зеркале ландшафта. При

этом консервативные признаки почвы необходимо сопоставлять

с факторами почвообразования в их историческом развитии,

в то время как современные сочетания факторов почвообра-

зования обусловливают современные почвенные режимы и соот-

ветствующие им лабильные почвенные свойства и признаки.

Соответственно на современном почвенном научном языке и в

современном понимании почва - это не просто «зеркало ланд-

шафта», а закодированная запись истории ландшафта и его сов-

ременного состояния.

Большое теоретическое и методологическое значение имеет

концепция почвы как компонента биосферы, развитая В. А. Ков-

дой и его школой. Согласно этой концепции почва рассматри-

вается диалектически как элемент почвенного покрова - специ-

фической оболочки Земли, педосферы, как компонент биосфе-

ры - области сосредоточения жизни - и как подсистема в при-

родных и антропогенных экосистемах. Такой тройственный под-

ход к почве позволил особенно плодотворно развивать направ-

ление исследований, связанных с проблемами биологической

продуктивности суши земного шара и создания управляемых

экосистем.

Развивая и углубляя идеи В. И. Вернадского о биосфере и

ноосфере, советские почвоведы на основании этой концепции

внесли существенный вклад в исследование и теоретическое обоб-

щение новейших проблем биосферы. В частности, накоплен

огромный фактический материал по биологическому круговороту

элементов в экосистемах биосферы (Б. Б. Полынов, Н. П. Ре¬

мезов, В. А. Ковда, С. В. Зонн, Н. И. Базилевич, Т. И. Евдокимо-

ва и многие другие). Вскрыты циклы особенно важных биофилов

и их изменения иод влиянием хозяйственной деятельности чело-

века. Эти исследования явились основой как для понимания

механизмов функционирования природных экосистем, так и для

управления антропогенными экосистемами. Было показано, что

биологическая продуктивность планеты опирается на нормальное

гармоническое функционирование организмов и почвенного

покрова в биосфере и прежде всего на исторически сложив-

шиеся циклы химических элементов и потоки энергии.

Методы почвоведения

В почвоведении используется широкий комплекс методов

исследования почвы, адекватных ее специфике как природного

тела.

Профильный метод, разработанный В. В. Докучаевым, лежит

в основе всех почвенных исследований. Он требует обязатель-

ного изучения почвы с поверхности на всю глубину ее толщи

последовательно по генетическим горизонтам вплоть до материн-

ской породы и сопоставления изучаемых свойств или парамет-

ров почвенного профиля. Метод адекватно отражает природные

закономерности вертикальной анизотропности почвы, развития

почвообразовательного процесса и почвенных режимов.

Морфологический метод изучения строения почвенного про-

филя, разработанный также В. В. Докучаевым, является базис-

ным при проведении полевых почвенных исследований и составля-

ет основу полевой диагностики почв. В почвоведении используются

широко все три вида морфологического анализа: макроморфоло-

гический при изучении почвы невооруженным глазом, мезомор-

фологический с применением лупы и бинокуляра, микроморфо-

логический с помощью микроскопов вплоть до электронного.

Морфологический анализ почвы является начальным этапом всех

почвенных исследований.

Сравнительно-географический метод, основанный на сопос-

тавлении почв и соответствующих факторов почвообразования

в их историческом развитии и пространственном распростране-

нии, позволяет делать обоснованные заключения о генезисе почв

и закономерностях их географии.

Сравнительно-исторический метод, базирующийся на принци-

пе актуализма, дает возможность исследовать прошлое почв и

почвенного покрова на основании изучения современной ситуа-

ции. Детальное изучение погребенных почв и почвенных

горизонтов, реликтовых признаков почв и их сопоставление

с современными процессами лежат в основе палеопочвоведе-

ния - науки о прошлых почвах и о признаках прошлых эпох

в современном почвенном покрове.

Метод почвенных ключей, основанный на детальном генетико-

географическом анализе небольших репрезентативных участков-

ключей и интерполяции полученных таким путем заключений на

крупные территории с однотипной структурой почвенного покро-

ва, позволяет познать большие территориальные единицы с эко-

номией средств и ресурсов.

Метод почвенных монолитов базируется на принципе физи-

ческого моделирования почвенных процессов (передвижения вла-

ги, солей, обмена ионов'и т. д.) на почвенных колонках (моно-

литах) ненарушенного строения, взятых особым образом из

почвенного разреза.

Метод почвенных лизиметров широко используется для изуче-

ния процессов вертикальной миграции веществ в природных

почвах. При этом почвенный монолит того или иного объема,

в зависимости от целей исследования, погруженный в водоне-

проницаемую оболочку, помещается на свое место в природ-

ную почву, а исследованию подвергаются вытекающие из его

нижней части растворы. Существуют разные модификации

этого метода, разработанные для изучения разных процессов

в разных условиях. Расширенным вариантом лизиметрического

метода служит метод стоковых площадок: площадка определен-

ного размера окружается до некоторой глубины, желательно

до относительно водоупорного горизонта, водонепроницаемой

стенкой в траншее. На стоковых площадках изучают поверхност-

ный и внутрипочвенный горизонтальный сток, эрозию почвы.

Метод почвенно-режимных наблюдений применяется для ис-

следования кинетики современного почвообразования на основе

измерения тех или иных параметров (влажность, температура,

содержание солей, гумуса, азота, других элементов минераль-

ного питания и т. п.) в одной и той же почве в течение дли-

тельного времени (вегетационный сезон, год, несколько лет)

через заданные временные промежутки. Этот метод лежит в ос-

нове биосферного мониторинга.

Балансовый метод служит также для изучения кинетики

почвообразования. В его основе лежит тот факт, что наблюда-

емый в данный момент времени в почве запас какого-то вещест-

ва (воды, солей, азота и т. п.) или энергии является результатом

изменения его исходного запаса за счет прихода и расхода в еди-

нице объема почвы за определенный промежуток времени.

Метод почвенных вытяжек основан на гипотезе о том, что

каждый растворитель (вода, растворы разных кислот, щелочей

или солей разной концентрации, органические растворители -

спирт, ацетон, бензол и т. п.) экстрагирует из почвы при конт-

ролируемых условиях взаимодействия какую-то определенную

группу соединений интересующего исследователя элемента.

Метод особенно широко используется для изучения доступных

растениям элементов питания, фракционного состава почвенного

гумуса, подвижных соединений в почвах, процессов их миграции

и аккумуляции, различных химических соединений тех или иных

элементов.

Аэрокосмические методы в почвоведении включают, с одной

стороны, инструментальное или визуальное изучение фотографий

земной поверхности, полученных в разных диапазонах спектра и

с разной высоты, а с другой стороны - прямое исследование с

самолетов и космических аппаратов спектральной отражательной

или поглотительной способности почвы также в разных областях

спектра. Этими методами исследуется не только география почв,

но и динамика ряда их важных параметров - влажность, плот-

ность, солесодержание, гумусность.

Радиоизотопные методы в почвоведении применяются для изу-

чения процессов миграции тех или иных элементов и их соедине-

ний в почвах и в экосистемах на основе меченых атомов (радио-

активных изотопов). Соотношение различных изотопов в почвах,

например¹²С:¹⁴С, используется для определения возраста почв.

Для анализа вещественного (гранулометрического, минерало-

гического, химического) состава почв в почвоведении исполь-

зуется весь современный арсенал имеющихся в распоряжении

науки физических, физико-химических, химических и биологиче-

ских аналитических методов.

Наконец, необходимо отметить широкое распространение био-

геоценотического или экосистемного метода, при котором про-

водится сопряженное одновременное изучение всех компонентов

биогеоценоза: почвы, растений, животных, микроорганизмов,

атмосферы, природных вод в определенных условиях географиче-

ской среды. Важно подчеркнуть, что этот метод был разработан

и впервые широко применен именно почвоведами на основе до-

кучаевской теории почвообразования.

Полевые почвенные исследования включают экспедиционные

и стационарные методы изучения почв: рекогносцировочные мар-

шрутные почвенные обследования; картирование почвенного пок-

рова в заданном масштабе; многолетние режимные наблюдения

на специально подобранных и оборудованных стационарах, в том

числе особенно в заповедниках природы и на опытных стан-

циях; определение параметров тех или иных свойств почв в нена-

рушенном природном состоянии; эксперименты по мелиорации

и трансформации почв, в том числе в производственных услови-

ях; изучение отдельных типов почв по их репрезентативным

разрезам; модельные эксперименты в природных условиях, в том

числе с использованием лизиметров и стоковых площадок.

При лабораторных почвенных исследованиях проводят анализ

вещественного состава почв, изучают их микроморфологию, раз-

личные физические и химические свойства, осуществляют физи-

ческое и математическое моделирование почвенных процессов,

инструментальную обработку данных полевых работ.

В заключение надо подчеркнуть широкое использование в

почвоведении системного методического подхода, при котором

почва рассматривается, с одной стороны, как целостная система,

состоящая из множества взаимодействующих подсистем-блоков,

а с другой - как подсистема в экосистемах биосферы или эко-

сферы.

2 0

Связь почвоведения с другими науками

В познании почв и почвенного покрова планеты почвоведение

тесно связано с другими естественными науками и широко ис-

пользует их методические подходы и достижения (схема

2).

Современное генетическое почвоведение развилось из геоло-

гии и до сих пор сохраняет с ней методические и методологиче-

ские связи. Изучение геологического строения и геологической

истории земной поверхности в целом или отдельной местности

позволяет правильно понять генезис почв и почвенного покрова,

пространственную дифференциацию почв. Петрография, минера-

логия, кристаллография дают почвоведам методические основы

исследования минералогического состава почв и закономерностей

его формирования и трансформации. Гидрогеология помогает

решать вопросы формирования и функционирования водного

режима почв. Для познания генезиса и эволюции почв необхо-

димы данные и методы динамической геологии, в частности таких

ее разделов, как тектоника, вулканология, сейсмология. Геомор-

фология помогает понять и оценить роль рельефа в почвообра-

Охрана

Инженерное

окружающей

строительство

среды

Мелиорация

Здравоохранение

Криминалистика

Земледелие

Агрохимия

Лесоводство

ПОЧВОВЕДЕНИЕ

Биология

Геология

География

Математика

Физика

Химия

Схема 2. Место почвоведения в системе наук

зовании и географии почв. Составить правильно почвенную кар-

ту нельзя без знания геодезии и картографии и без использова-

ния их специфических методов. Почвоведение тесно связано с

геохимией, в частности с биогеохимией и гидрохимией, в вопро-

сах изучения процессов и закономерностей миграции и трансфор-

мации веществ на поверхности Земли. Климатология и метеоро-

логия помогают почвоведам оценивать роль климата и атмосфер-

ных факторов в почвообразовании, в создании и поддержании

почвенных режимов, в частности водного и теплового режимов

почв, а также в географическом распространении почв на земной

поверхности.

Ряд наук биологического цикла особенно важен в изучении

плодородия почвы и вопросов почвенного питания растений.

Почвоведение широко использует методы и подходы микробиоло-

гии, биохимии, физиологии растений. Тесно связаны почвоведы

с ботаниками (генезис и география почв), с зоологами (почвен-

ная зоология). Необходимы почвоведам и знания экологии

растений и животных. Ряд разделов почвоведения непосредствен-

но является научными дисциплинами биологического цикла: био-

логия почв с ее подразделами почвенной энтомологии, протрзо-

ологии, микробиологии, энзимологии. Изучение почвенного гумуса

невозможно без использования подходов и методов биохимии.

Вся химия почв связана с использованием подходов и мето-

дов наук химического цикла: аналитической химии, органической

химии, физической химии, коллоидной химии, а изучение физики

почв основано на приложении к почве законов общей физики.

Наконец, надо подчеркнуть и связь почвоведения с матема-

тикой. С одной стороны, это широкое использование статистиче-

ских и вероятностных подходов для оценки почвенной неоднород-

ности разных уровней и оценки почвенного плодородия (бонити-

ровка почв); с другой- математическое описание тех или иных

физических и химических процессов в почвах; с третьей - ими-

тационное математическое моделирование почвенных процессов,

таких, как передвижение воды или солей в почвах.

Такое широкое применение подходов и методов разных наук

в почвоведении связано с особенностями почвы как природного

тела - ее формированием и существованием на границе взаимо-

действия геосфер Земли, изучаемых разными циклами наук.

С другой стороны, созданная В. В. Докучаевым теория и мето-

дология генетического почвоведения явилась плодотворной осно-

вой формирования ряда новых наук - ландшафтоведения, био-

геохимии, лесоведения, агролесомелиорации, геохимии ландшаф-

тов, геоботаники, биогеоценологии. На базе докучаевской мето-

дологии его ученик и последователь академик В. И. Вернадский

заложил основы современного учения о биосфере и ноосфере.

Существенную роль докучаевские концепции сыграли в развитии

современной экологии и учения об окружающей среде. Принятый

сейчас во многих науках так называемый «экологический под-

ход» - это не что иное, как классический докучаевский подход

к изучению природных явлений, сформулированный еще в конце

прошлого века в учении о зонах и единстве почвы и факторов

почвообразования.

Главные направления и разделы почвоведения

Как всякая наука, почвоведение в своем историческом раз-

витии дифференцировалось на ряд специализированных разделов

в соответствии с теми или иными аспектами и методами изучения

почвы (схема. 3).

ПОЧВОВЕДЕНИЕ

Фундаментальное

Прикладное

или общее

или частное

почвоведение

Морфология почв

Химия почв

Сельскохозяй-

Физика почв

ственное

Педогностика

Минералогия почв

почвоведение

Биология почв

Энергетика почв

География почв

Мелиоративное

Картография почв

почвоведение

Систематика почв

Педография

Экология почв

Оценка почв

Информатика

Лесное

почвоведение

Историческое

Генетика почв

почвоведение

Палеопочвоведение

Санитарное

Плодородие почв

почвоведение

Мелиорация почв

Динамическое

Технология почв

почвоведение

Эрозия почв

Охрана почв

Инженерное

почвоведение

Региональное

почвоведение

Экологическое

почвоведение

История и

методология

науки

С х е м а 3. Основные научные направления в системе почвоведения

Фундаментальное, или общее, почвоведение, которое иногда

называют педологией (от греч. pedon - почва), направлено на

изучение всех особенностей почвы как природного тела. Прик-

ладное, или частное, почвоведение состоит в изучении различных

аспектов использования почвы человеком. Хотя деление почво-

ведения на фундаментальное и прикладное является довольно

относительным и небезусловным, оно удобно для понимания

структуры науки и ее исторической дифференциации.

В фундаментальном почвоведении обособилось несколько на-

учных направлений в зависимости от различных аспектов рас-

смотрения почвы и методов ее изучения.

Первое из них, которое можно назвать педогностика, связано

с изучением вещественного состава, строения и свойств почвы.

В этом направлении выделились такие разделы почвоведения,

как морфология почв, химия почв, физика почв, минералогия

почв, биология почв. Изучение почвы ведется в соответствии

с иерархическими уровнями ее структурной организации при при-

мате почвенного профиля или, вернее, почвенного индивидуума

как главного объекта исследования.

Вторым важнейшим направлением, которое условно можно

назвать педографией, служит изучение пространственного рас-

пространения и природного разнообразия почв на земной по-

верхности в связи с общей географией природной среды. В этом

направлении обособились такие разделы почвоведения, как гео-

графия почв, картография почв, систематика почв, экология

почв, оценка почв, почвенная информатика.

Третье направление общего почвоведения - это историческое

почвоведение, связанное с изучением генезиса (происхождения,

развития) и эволюции почв в контексте общей истории развития

земной поверхности. Свои особые подходы и методы имеют здесь

генетика почв и палеопочвоведение.

Четвертое направление можно определить как динамическое

почвоведение, включающее исследования процессов почвообразо-

вания и современных почвенных режимов. Все перечисленные

выше разделы почвоведения участвуют в развитии этого науч-

ного направления, каждый на основе своих особых подходов

и методов. Изучаются взаимодействие биологического и геологи-

ческого круговоротов веществ при почвообразовании, водный и

тепловой режимы почвы, трансформация минералогического со-

става горных пород при почвообразовании и минеральные ново-

образования в почвах, процессы синтеза и разрушения почвен-

ного гумуса, динамика окислительно-восстановительных и иных

химических процессов в почвах, динамика состава почвенного

воздуха, динамика доступных растениям соединений биофиль-

ных элементов и т. д. На основе достижений в этом научном на-

правлении строится система управления почвенным плодородием.

Именно на базе динамического почвоведения развиваются мно-

гие его прикладные аспекты. Особенно интенсивно в последние

годы в рамках этого направления развивается моделирование

почвенных процессов, как физическое, так и имитационное мате-

матическое.

Пятое научное направление - это региональное почвоведе-

ние, связанное с изучением особенностей почв и почвенного по-

крова крупных регионов (природных или административных)

Земли. В рамках общего природоведения региональные моно-

графии о почвах всегда имеют огромную научную ценность,

являясь основой рационального природопользования, которое

всегда регионально. Человек использует природные ресурсы

именно там, где он живет, и он должен знать детально ресурсы

именно своего региона. Поэтому в истории почвоведения регио-

нальным работам и обзорам всегда уделялось и уделяется очень

большое внимание.

Наконец, шестое научное направление в общем почвоведе-

нии - это история и методология науки как часть общего науко-

ведения, получившего особенно интенсивное развитие в послед-

нее время в связи с возросшей ролью науки в производственной

деятельности человека, когда она стала непосредственной про-

изводительной силой общества. В ряде стран это научное на-

правление развивается как особый раздел почвоведения - эпи-

стемология почвоведения, что в нашей терминологии соответ-

ствует методологии науки.

Прикладное почвоведение также дифференцируется в зависи-

мости от области использования почвы в хозяйственной деятель-

ности человека.

Естественно, в наибольшей степени почвоведение связано с

сельским хозяйством и прежде всего земледелием. Отсюда сель-

скохозяйственное почвоведение, или агропочвоведение, - это

наиболее обширная прикладная отрасль науки о почве. Сельско-

хозяйственные аспекты почвоведения включают в себя очень ши-

рокий круг вопросов: наиболее рациональный способ использова-

ния тех или иных почв, в том числе рациональную организацию

территории и наиболее продуктивный и экономически целесообразный

севооборот; выбор почв, наиболее пригодных для тех или иных культур

и севооборотов; определение способов механической обработки

каждого вида почвы и в каждом севообороте; выбор путей и

методов повышения плодородия почв и поддержания его на до-

статочно высоком уровне для обеспечения оптимальной биологи-

ческой продуктивности; выбор путей и методов защиты почв от

загрязнений и деградационных процессов; постоянное управление

почвенными процессами и режимами для поддержания оптималь-

ного состояния почв; определение приложимости технологий,

разработанных в одних почвенных условиях, к другим террито-

риям и т. д.

Мелиоративное почвоведение служит теоретической основой

комплексной мелиорации почв инженерно-техническими, химиче-

скими, биологическими и агротехническими методами. Лесное

почвоведение вместе с лесоведением является научной основой

повышения продуктивности лесов, создания наиболее продуктив-

ных и экологически и экономически целесообразных лесных

искусственных насаждений, лесомелиоративных мероприятий, в

том числе агролесомелиорации. Санитарное почвоведение также

имеет большой круг задач в связи с проблемой обезвреживания

различных промышленных, бытовых и сельскохозяйственных от-

ходов; с проблемой географии болезней растений, животных и

человека, включая эндемические болезни и патологии; с пробле-

мой борьбы с патогенными и векторными организмами (пере-

носчики инфекций), значительное число которых является почво-

обитающими; с проблемой защиты растений, животных и чело-

века от радиационного заражения и поражения. Инженерное

почвоведение смыкается по своим задачам и методам с грунтове-

дением и инженерной геологией, рассматривая почву как осно-

вание для сооружений и коммуникаций или как строительный

материал.

Есть и другие отрасли человеческой деятельности, в которых

использование почвы имеет свои особенности и где требуются

особые подходы и методы исследования, например в криминали-

стике, военном деле и т. д. Однако важно подчеркнуть, что в лю-

бом случае все прикладные аспекты науки опираются на фунда-

ментальное почвоведение, и почвоведы исходят из его теоретиче-

ских научных положений при решении любых вопросов приклад-

ного характера.

История почвоведения

Несомненно, корни научных знаний о почве уходят в глубо-

кую древность и связаны с зарождением и постепенным разви-

тием земледелия как одной из основных отраслей человеческой

деятельности. В то же время, как и у всех наук, многие тысяче-

летия развития человечества были лишь периодом накопления

разрозненных фактов, наблюдений, гипотез, передававшихся

разными способами из поколения в поколение. Знание становится

наукой лишь тогда, когда формулируются в определенной систе-

ме законы природы, адекватно отражающие окружающую дейст-

вительность и служащие инструментом управления ею, когда

формулируется парадигма (основная теоретическая концепция)

данной отрасли знания.

Соответственно историческое развитие почвоведения можно

рассматривать по-разному: можно начать с самого раннего пери-

ода первичного накопления фактов и элементарных эмпирических

наблюдений с зарождением земледелия где-то около десяти ты-

сяч лет до новой эры и далее детально проследить в веках посте-

пенное становление науки через древние цивилизации Месопо-

тамии, Египта, Греции, Рима, через Средневековье, эпоху Воз-

рождения, эпоху Промышленной революции вплоть до наших

дней, через всю звонкую цепь имен от вавилонского царя Хамму-

рапи

(1792-1750 до н.э. - первый земельный кодекс) до со-

временных академиков и президентов Международного общества

почвоведов; а можно поступить и иначе. Можно начать с того

дня, когда выдающийся русский естествоиспытатель В. В. Доку-

чаев после длительных и бурных дебатов блестяще защитил

в Петербургском университете свою докторскую диссертацию

«Русский чернозем», совершив революцию в знаниях о почве

и положив начало современному генетическому почвоведению

как самостоятельной естественно-исторической науки. Это случи-

лось 10 декабря 1883 г. - официальная дата рождения совре-

менного почвоведения. Предлагалось, правда, перенести день

рождения почвоведения на девять лет раньше, на декабрь

1874 г., когда молодой геолог В. В. Докучаев сделал сообщение

«О подзоле Смоленской губернии» на заседании Санкт-Петер-

бургского общества естествоиспытателей, но все-таки главные

теоретические концепции новой науки были сформулированы

именно в «Русском черноземе» и развиты им в последующих

работах.

Согласно «Истории почвоведения» И. А. Крупеникова

(1981) -

наиболее капитальному исследованию истории науки, к которому

читатель может обратиться для детального изучения этого во-

проса, в длительном историческом процессе накопления и систе-

матизации знаний о почвах выделяется несколько четко очер-

ченных периодов, связанных с общим развитием естествознания

в истории человечества.

1. Период первичного накопления разрозненных фактов о

свойствах почв, их плодородии и способах обработки связан с

зарождением и постепенным совершенствованием земледелия в

глубине веков неолита и бронзы, где-то 11-10 тыс. лет до новой

эры. Поскольку к этому периоду относятся первые следы земле-

дельческой культуры, можно представить себе, что человек на-

чал уже сопоставлять почвы по их плодородию (отличая, ска-

жем, песок от суглинка и болото от сухого места) и изобретать

разные способы обработки разных почв, осознав представление

о почве как среде обитания растений и предмете обработки.

2. Период обособления знаний о почвах и введения первич-

ного земельного кадастра, продолжавшийся несколько тысяч лет

до новой эры, совпадает с развитием рабовладельческого об-

щества и связанной с ним земледельческой цивилизации.

Поскольку в этот период человек постепенно становится уже

опытным земледельцем, создает орошаемое земледение, слож-

ные оросительные и осушительные системы, то знания о почвах,

естественно, становятся более полными. Самое основное дости-

жение этого периода - осознание разнообразия почв и необхо-

димости их дифференцированного использования в земледелии

и дифференцированного налогообложения. Из наиболее выда-

ющихся письменных памятников этого времени необходимо от-

метить египетские папирусы и стелы с описанием качества земли

(«Палермский камень», «Бруклинский папирус» - 3500-3000 гг.

до н. э.) и, конечно же, знаменитый «Кодекс Хаммурапи» - пер-

вое известное земельно-водное законодательство вавилонского

царя Хаммурапи, регламентирующее землепользование и водо-

пользование. Большой интерес представляют и сделанные древ-

ними вавилонянами на глиняных табличках планы землеустрой-

ства и схемы оросительных систем.

3. Период первичной систематизации знаний о почвах связан

с Греко-Римской цивилизацией и охватывает тысячелетие с VIII в.

до н. э. по III в. н. э. В этот период в связи с развитием земле-

делия, наук и искусств знания о почвах получили форму некото-

рых обобщений и концепций в рамках философии. Была накоп-

лена масса отдельных фактов и наблюдений, зафиксированных

в трактатах греческих и римских философов. Было дано описание

почв разных мест, их особенностей в связи с теми или иными си-

стемами земледелия. Были даны первые классификации (пе-

речни) почв по их свойствам и ценности, разрабатывались реко-

мендации по земледельческому использованию тех или иных

почв. Если греческие философы, начиная с Гесиода и вплоть до

Феофраста и Эратосфена, на протяжении шести веков пытались

наряду с констатацией многочисленных фактов о почве постичь

и ее существо как природного явления, то римские ученые были

более склонны к практицизму и на протяжении двух веков соз-

дали довольно стройную систему знаний о почвах и их земле-

дельческом использовании. Особенную известность получили в

этом отношении трактаты Катона, Варрона, Вергилия и Колу-

меллы. Колумелла, которого иногда называют «Докучаевым ан-

тичного мира», прославился обширностью сведений о земледелии

и почвах, собранных в трактате «О сельском хозяйстве» - пер-

вой в мире сельскохозяйственной энциклопедии, в которой можно

найти самые разнообразные сведения о почвах разных мест, их

плодородии, классификации, обработке, удобрении.

4. Период интенсивных земельно-кадастровых работ эпохи

феодализма охватывает 15-17 веков новой эры и связан с раз-

витием почвенно-оценочных работ в целях феодального налого-

обложения. В это время мало было сделано по сравнению с анти-

ками для познания почв и их свойств, но очень много было со-

брано описаний почв разных территорий при их сравнительной

качественной оценке. Официальный земельный кадастр был вве-

ден в большинстве стран в те или иные периоды этого времени.

Наиболее известными трудами по земледелию в этот период ста-

ли трактаты Альберта Великого (Германия) и Петра Кресценция

(Италия), написанные в XIII в. В этих книгах были воскрешены

знания и рекомендации древних римлян, особенно Колумеллы.

К концу периода появились и новые идеи о почвах наряду с пере-

сказыванием известных фактов и рекомендаций, в частности,

появились рассуждения о водном питании растений (Френсис

Бекон), о потреблении растениями солей из почвы (Бернар Па-

лисси во Франции и Френсис Бекон в Англии), о круговороте

веществ в природе (Леонардо да Винчи).

5. Период интенсивного экспериментального и географическо-

го изучения почв и их плодородия в связи с развитием экстен-

сивного земледелия характеризует XVIII в. Большое влияние

в этот период оказала «Книга о плодородии почвы» немецкого

ученого Н. А. Кюльбеля (1740), где обоснована гипотеза водного

питания растений, а в экономической оценке земли популярными

стали идеи французских физиократов, в частности А. Тюрго, вы-

ступившего с обоснованием закона убывающего плодородия почв

(1766). Получили развитие и экспериментальные работы: Н. Ва-

лериус в Швеции исследовал гумус почв и выдвинул гипотезу

гумусового питания растений

(1761), а Ф. Ахард в Германии

извлек щелочью перегнойные вещества из торфа и осадил их

серной кислотой

(1786), определив 200 лет назад тот принцип

исследования гумусовых веществ, который используется и до

сего времени. Появились и новые идеи о происхождении почв,

особенно в трудах русских ученых - академиков М. В. Ломоно-

сова (1763), П. С. Палласа (1773), И. А. Гюльденштедта

(1791).

6. Период развития агрогеологии и агрикультурхимии совпа-

дает с бурным распространением капиталистического производ-

ства в земледелии Европы в XIX в. Этот период предшествовал

непосредственно становлению почвоведения как науки. Самыми

известными в этот период стали работы основателей агрохимии

М. Э. Вольни, А. Д. Теера, Г. Дэви, М. Г. Павлова, Я. Берцелиу-

са, Ю. Либиха, Ж. Б. Буссенго, сформулировавших основные

принципы агрикультурхимии. Второе научное направление связа-

но с именами немецких агрогеологов К. Шпренгеля и Ф. А. Фал-

лу. В 1837 г. появилась книга, где впервые было использовано

слово «почвоведение», - это монография К. Шпренгеля «Почво-

ведение или наука о почве». Составлялись и первые почвенные

карты крупных территорий, в частности в России первая карта

была составлена в 1851 г. под руководством К. С. Веселовского,

а вторая - в 1879 г. под руководством В. И. Чаславского. Однако

ни агрикультурхимики, ни агрогеологи не смогли подняться еще

до создания новой науки, оставаясь на позициях старых пред-

ставлений о почве как косной среде произрастания растений.

7. Период создания современного генетического почвоведения

в конце XIX - начале XX в. связан с именем русского естество-

испытателя В. В. Докучаева. Именно ему выпала честь быть

основателем новой науки, ему и блестящей плеяде докучаевцев.

В чем существо научной революции, совершенной Докучаевым?

Самое главное, В. В. Докучаев показал, что почва - это

самостоятельное естественно-историческое тело природы, отлич-

ное от всех других природных тел, развивающееся истори-

чески из горных пород во времени под влиянием одновременной

и совокупной деятельности воды, воздуха и организмов. Как

всякое природное тело, почва имеет свое строение и специфиче-

ские свойства, «живет» своей особой «почвенной жизнью», имеет

свой возраст и закономерное распространение на поверхности

Земли.

Заслугой В. В. Докучаева является формулирование ос-

новных теоретических концепций современного генетического

почвоведения, о которых го-

ворилось выше, - учения о

почве как самостоятельном

теле природы, учения о фак-

торах

почвообразования,

учения о зональности почвен-

ного покрова. Им разрабо-

таны и основные методы

почвенных исследований -

профильно-морфологический,

сравнительно-морфологиче-

ский, заложены основы со-

временной картографии почв.

Важно подчеркнуть, что

В. В. Докучаев не был уче-

ным-одиночкой.

Наоборот,

вокруг него и в созданных им

крупных экспедициях сгруп-

пировалась и выросла школа

почвоведов России, с име-

Василий Васильевич Докучаев

(1846-

нами которых связаны мно-

1903)

гие важные почвенные иссле-

дования этого времени. Уже в работах Нижегородской экспедиции

(1882-1886) участвовали ученики В. В. Докучаева: Н. М. Сибир-

цев (впоследствии профессор, создатель первого учебника генети-

ческого почвоведения), А. Р. Ферхмин (историограф докучаевско-

го периода почвоведения), В. II. Амалицкий, Ф. Ю. Левинсон-Лес-

синг (впоследствии академик, основатель петрографии), И. К. Кыт-

манов, П. А. Земятченский, П. Ф Бараков, Н. Н. Бурмачевский,

А. Н. Краснов (географ, ботаник, почвовед, основатель Батум-

ского ботанического сада). В Полтавской экспедиции

(1888-

1894) к ним присоединились В И. Вернадский (впоследствии

академик, основатель биогеохимии и современного учения о био-

сфере и ноосфере), ботаники Г. Н. Танфильев и Г.Н.Высоцкий

(впоследствии профессора, основатели агролесомелиорации).

В особой экспедиции по борьбе с засухой

(1892-1897) начали

работать К. Д. Глинка (впоследствии академик, первый русский

президент Международного общества почвоведов), П. В Отоц¬

кий (первый редактор журнала «Почвоведение», основанного в

1899 г ), Г. Н. Адамов. Учениками В. В. Докучаева были профес-

сора С. А. Захаров, Н А. Димо, Г. Ф. Морозов (основатель

современного учения о лесе), академики Л.И.Прасолов и

Б. Б. Полынов. Это была поистине блестящая плеяда учеников

и последователей.

Докучаевские идеи буквально всколыхнули ученых России.

В Москве формируется московская школа почвоведов под руко-

водством А. Н. Сабанина

(1847-1920), с

1900 г. начавшего чи-

тать курс почвоведения в Московском университете. В Казани

свою школу основывает Р. В. Ризположенский. В Лесном инсти-

туте в Петербурге генетические концепции в химию почв привнес

профессор П. С. Коссович. Ведутся большие почвенно-картогра-

фические работы в различных областях России на основе нового

докучаевского метода.

Важно также подчеркнуть, что труды Докучаева очень быстро

стали известны за рубежом. Его первое исследование о черно-

земе было опубликовано на французском языке в Петербурге

в 1879 г. Уже в 1886 г. немецкий ученый Э. Брюкнер ссылался на

работы Докучаева о черноземе. Особый успех работы Докучаева

(коллекции почв и почвенных карт) получили на Международ-

ных промышленных выставках в Чикаго в 1893 г. и в Париже

в 1899 и 1900 гг.

Хотя бесспорный приоритет в создании генетического почво-

ведения принадлежит Докучаеву, нельзя сказать, что ничего не

было сделано в других странах мира в этот период.

В развитии почвоведения в США большую роль сыграли

работы Е. В. Гильгарда

(1833-1916) и М. Уитни

(1860-1927).

Первый известен как основатель почвенной школы США (его

первая работа по классификации почв, основанная на близких

к докучаевским новых идеях, вышла в 1893 г), а второй - как

организатор почвенной службы США и автор первой системати-

ки американских почв. Однако в обеих работах было еще очень

много от старых агрогеологических позиций.

Интенсивное развитие почвоведения в этот период в Европе

связано с именами М. Э. Вольни

(1846-1901) и Э. Раманна в

Германии, Ю. Шлезинга (1824-1919) во Франции, Г. М. Мурго-

чи

(1872-1925) в Румынии, Н. П. Пушкарова

(1847-1943) в

Болгарии, П. Трейца

(1866-1935) и А. Зигмонда

(1873-1939)

в Венгрии, С. Миклашевского (1874-1949) в Польше, И. Конец-

кого в Чехословакии, Б. Аарнио и Б. Фростеруса в Финляндии.

Конец этого периода характеризовался Первой

(1909 г. в

Будапеште) и Второй

(1910 г. в Стокгольме) Международными

агрогеологическими конференциями, в которых участвовали и

русские почвоведы. Агрогеологи еще господствовали в мировой

науке, но уже постепенно сдавали свои позиции под напором

докучаевских идей. В 1905 г. был опубликован учебник почвове-

дения Э. Раманна, а в 1908 г. - учебник К. Д- Глинки, сыграв-

шие особенно большую роль в распространении докучаевских

идей в мировом почвоведении. Если в России к началу нового

века докучаевское направление в почвоведении стало господст-

вующим, большинство ученых Европы и Америки стояли на ста-

рых агрогеологических позициях.

8. Период развития докучаевского почвоведения и становле-

ния новой науки охватывает время между двумя мировыми вой-

нами (1916-1941). Именно в этот период был собран огромный

фактический материал по химической, физической, минералоги-

ческой характеристике почв разных стран. Были сформулирова-

ны основные концепции по физике, химии, биологии почв. В це-

лом шла интенсивная дифференциация науки и оформление

специализированных направлений в ней. Интенсивно развивались

почвенно-картографические исследования.

В этот период было создано Международное общество почво-

ведов (в

1924 г. на Четвертой Международной педологической

конференции в Риме), проведены три Международных конгресса

почвоведов (Первый в Вашингтоне в 1927 г., Второй в Ленингра-

де в 1930 г. и Третий в Оксфорде в 1935 г.).

В СССР важнейшими организационными событиями этого

периода явились: создание Почвенного института им. В. В. Доку-

чаева в системе Академии наук СССР

(1927), первой универ-

ситетской кафедры почвоведения в Московском университете в

1922 г. и Всесоюзного общества почвоведов в 1939 г.

Докучаевские идеи генетического почвоведения окончательно

завоевали признание в мировой науке, особенно благодаря

выступлениям советских почвоведов на двух первых международ-

ных конгрессах и переводу ряда русских работ на иностранные

языки Почвоведение оформилось в самостоятельную отрасль

естествознания, имея собственные предмет и методы исследова-

ния, а географические концепции почвоведов, основанные на

докучаевских идеях, стали широко использоваться в смежных

науках В почвоведении выделились самостоятельные разделы и

направления: химия, физика, география, минералогия, биология

почв; интенсивно развивалось сельскохозяйственное почвоведе-

ние. Русская школа почвоведения получила статус лидирующей в

мировой науке

9. Период интенсивной инвентаризации почвенного покрова

мира и развития международного сотрудничества в почвоведе-

нии характеризует тридцатилетие после окончания второй миро-

вой войны. Пожалуй, главной чертой этого периода явилось

интенсивное исследование почвенного покрова бывших коло-

ниальных и полуколониальных территорий Азии, Африки и

Латинской Америки и создание в развивающихся странах мира

национальных кадров почвоведов путем организации широкой

международной помощи в рамках организаций системы ООН

(ФАО, ЮНЕСКО, ВМО и др.) и путем двустороннего сотруд-

ничества. Сотни европейских и североамериканских почвоведов

побывали в странах тропиков и субтропиков, о которых ранее

почвоведы судили в основном лишь по косвенным данным.

Новый фактический материал дал реальную основу для более

строгого анализа мировой географии и систематики почв. Впер-

вые в истории науки по инициативе и при непосредственном

участии советских почвоведов был организован при посредстве

ФАО и ЮНЕСКО международный проект создания почвенной

карты мира. Работы по ее составлению были начаты в 1960 г.,

после Седьмого Международного конгресса почвоведов, и закон-

чены в 1978 г., когда были опубликованы последние листы карты

масштаба 1:5 000 000. Однако это выдающееся научное достиже-

ние было не единственным результатом международного сотруд-

ничества: проведены десятки международных конференций и

координационных совещаний-экскурсий по разным проблемам

почвоведения, создан Международный почвенный музей в Ам-

стердаме с богатой коллекцией эталонов почв мира, опубликова-

но большое количество переводов работ на всех языках по раз-

ным аспектам почвоведения. Все это привело к созданию новых

представлений о генезисе и географии почв мира, их классифи-

кации, о процессах почвообразования; пересмотрены представле-

ния об уже известных типах почв и описано много новых

типов.

10. Период интенсификации работ по охране и рациональ-

ному использованию почвенного покрова характеризует уже

наши дни и связан с осознанием в глобальном масштабе экологи-

ческих проблем, с которыми столкнулось человечество во второй

половине XX в. в результате кумулятивного эффекта природо-

пользования предыдущих эпох и современного интенсивного

социально-экономического и научно-технического развития. Не

последнее место среди этих проблем принадлежит и состоянию

почвенного покрова планеты, пораженного многими деградацион-

ными процессами и подверженного относительному (вследствие

роста населения) и, что самое страшное, абсолютному (вслед-

ствие разрушения и отчуждений) сокращению. Именно этим

проблемам были посвящены последние международные конгрес-

сы почвоведов, начиная с Десятого

(1974 г. в Москве), Сток-

гольмское воззвание по проблемам окружающей среды

(1972),

Самаркандское воззвание по вопросам земельных ресурсов мира

(1976), Всемирный план действия по борьбе с опустыниванием

(1977), Всемирная почвенная хартия

(1981), Основы мировой

почвенной политики

(1982). Разрабатывается большое число

международных проектов в организациях системы ООН: карта

деградации почв мира (ФАО), социально-экономические аспекты

потерь почв (ИФИАС, ЮНЕП, СКОПЕ), классификация почв

мира (ЮНЕП, ЮНЕСКО, МОП), методы оценки и картирова-

ния опустынивания (ФАО, ЮНЕП), ряд проектов оказания по-

мощи развивающимся странам в охране и рациональном ис-

пользовании почвенного покрова.

В приведенном кратком очерке истории развития почвоведения

намечена лишь общая схема развития науки. В ней не упомянуты

имена еще многих исследователей, благодаря трудам которых поч-

воведение обязано своим современным состоянием. В какой-то сте-

пени этот существенный пробел будет восполнен в дальнейших

разделах учебника, посвященных тем или иным аспектам почво-

ведения.

Почвоведение - наука живая и интенсивно развивающаяся.

Она все более на наших глазах превращается из науки описа-

тельной в науку инструментальную, из науки инвентаризации

природы в науку управления природой. На протяжении всей

своей истории почвоведение развивалось на основе производст-

венных задач, возникавших перед человеком, особенно перед

земледельцем, в те или иные периоды развития человечества.

2-817

РАЗДЕЛ

Почва и ее свойства

Глава первая

МОРФОЛОГИЯ ПОЧВ

1.1. Фазовый состав почв

Почва - это многофазное природное тело, вещество которого

представлено следующими физическими фазами: твердая, жид-

кая, газовая и живое вещество населяющих почву организмов

(рис. 4).

Твердая фаза почвы - это ее основа, матрица, формирую-

щаяся в процессе почвообразования из материнской горной поро-

ды и в значительной степени унаследующая состав и свойства

последней. Это полидисперсная и поликомпонентная органоми-

неральная система, образующая твердый каркас почвенного те-

ла. Она состоит из остаточных минералов или обломков горной

породы и вторичных продуктов почвообразования - раститель-

ных остатков, продуктов их частичного разложения, гумуса,

вторичных глинистых минералов, простых солей и оксидов эле-

ментов, освобожденных при выветривании породы на месте или

принесенных со стороны агентами геохимической миграции,

различных почвенных новообразований.

Твердая фаза почвы характеризуется гранулометрическим

(механическим), минералогическим и химическим составом, с

одной стороны, и сложением, структурой и порозностью - с

другой.

Жидкая фаза почвы - это вода в почве, почвенный раствор,

исключительно динамичная по объему и составу часть почвы,

заполняющая ее поровое пространство. Содержание и свойства

почвенного раствора зависят от водно-физических свойств почвы

и от ее состояния в данный момент в соответствии с условиями

грунтового и атмосферного увлажнения при данном состоянии

погоды В районах с низкими

зимними температурами в хо-

лодный сезон жидкая фаза

почвы переходит в твердое

состояние (замерзает), пре-

вращаясь в лед, при повы

шении температуры часть

почвенной воды может испа-

риться, перейдя в газовую

фазу почвы Жидкая фа-

за - это «кровь» почвенно-

го тела, служащая основным

фактором дифференциации

почвенного профиля, так как

главным образом путем вер-

Рис

4 Объемное соотношение между

тикального и латерального

твердой (а) жидкой (б) газовой (в) и

передвижения воды в почве

живой (г) фазами в дерновом горизонте

луговой почвы (/) в гумусовом горизон¬

происходит в ней перемеще-

те чернозема (2) и в солонцовом горизон¬

ние тех или иных веществ в

те солонца (3) во влажном состоянии при

виде суспензий или раство-

наименьшей влагоемкости (А) и в воздуш¬

ров, истинных либо коллоид-

но сухом состоянии (Б)

ных

Газовая фаза почвы

это воздух, заполняющий в почве поры, свободные от воды, состав

которого существенно отличается от атмосферного и очень дина-

мичен во времени В сухой почве воздуха больше, во влажной -

меньше, поскольку вода и воздух в почве являются антагонистами,

взаимно замещая друг друга в общем объеме почвенной порознос-

ти в зависимости от состояния почвы в тот или иной момент

(см рис 4)

Живая фаза почвы - это населяющие ее организмы, непос-

редственно участвующие в процессе почвообразования К ним

относятся многочисленные микроорганизмы (бактерии, актиноми-

цеты, грибы, водоросли), представители почвенной микро- и

мезофауны (простейшие, насекомые, черви и пр ) и,наконец, кор-

невые системы растений

Природная почва существует и функционирует в единстве

своих фаз как единое физическое тело

1.2. Морфологическое строение почвы

Почва представляет собой иерархически построенную природ-

ную систему, состоящую из морфологических элементов разного

уровня, под которыми понимаются любые естественные внутри-

почвенные тела, образования либо включения, с четкими или

диффузными границами, отличающиеся от соседних по своей

форме и внешним свойствам - морфологическим признакам

Морфологическую организацию почвы не надо путать со структу-

рной организацией почвы, о которой шла речь во «Введении»

Морфологические элементы почвы - это ее генетические

горизонты, структурные отдельности, новообразования, включения

и поры (пустоты, заполненные водой или воздухом). Морфоло-

гические признаки почвы, отличающие морфологические элемен-

ты один от другого, - это форма элементов, характер их гра-

ниц, окраска при определенной влажности, гранулометрический

состав (механический состав, текстура), сложение, характер по-

верхности, плотность и твердость, некоторые определяемые без

специальных приборов физические свойства (липкость, пластич-

ность) .

Всякая почва представляет собой систему последовательно

сменяющих друг друга по вертикали генетических горизонтов -

слоев, на которые дифференцируется исходная материнская

горная порода (почвообразующая порода) в процессе почвооб-

разования. Эта вертикальная последовательность горизонтов

получила название почвенного профиля. Почвенный профиль

представляет первый уровень морфологической организации

почвы как природного тела, почвенный горизонт - второй.

Почвенный горизонт, в свою очередь, также не является

однородным и состоит из морфологических элементов третьего

уровня - морфонов, под которыми понимаются внутригоризонт-

ные морфологические элементы, исключая структурные от-

дельности, - морфологически обособленные участки (объемы)

почвы внутри генетического горизонта. С одной стороны, это

могут быть разделенные трещинами или затеками материала

вышележащих горизонтов блоки, состоящие из структурных от-

дельностей; с другой стороны - это различные включения и

новообразования. Однородный почвенный горизонт может

представлять собой единый морфон, разделяющийся лишь на

структурные отдельности, так что выделение морфонов в преде-

лах генетических горизонтов возможно не во всех почвах и не

во всех горизонтах.

На четвертом уровне морфологической организации выделяют-

ся почвенные агрегаты (структурные отдельности, комки, педы),

на которые естественно распадается почва в пределах генетиче-

ских горизонтов либо их морфонов. Почвенные структурные

отдельности могут быть разных порядков. Например, большие

тумбовидные глыбы могут состоять из крупных призм, а послед-

ние - из мелких ореховатых отдельностей. Однако все структур-

ные отдельности разного порядка (разного размера) составляют

один морфологический уровень.

Почвенные агрегаты тоже построены очень сложно. Они сос-

тоят из микроагрегатов (минеральных, органоминеральных,

органических), первичных «механических элементов», включая

отдельные минеральные зерна, микроконкреций, стяжений и

других сложных новообразований микроскопического размера.

Следующий, пятый уровень морфологической организации

почвы можно обнаружить уже только с помощью микроскопа.

Это микростроение почвы, изучаемое в рамках микроморфологии

почв.

Рассматривая почву как природное тело, необходимо разли-

чать следующие основные понятия

Строение почвы - специфическое для каждого почвенного

типа сочетание генетических горизонтов, внутригоризонтных и

внегоризонтных образований, составляющее в целом почвенный

профиль

Сложение почвы - физическое состояние почвенного мате-

риала (в профиле почвы в целом или в ее отдельном горизонте),

обусловленное взаимным расположением и соотношением в

пространстве твердых частиц и связанных с ними пор (геометрия

пространства, занятого почвенным материалом)

Структурность почвы - способность почвы распадаться в ес-

тественном состоянии при механическом воздействии (выкапыва-

нии или вспашке) на агрегаты (структурные отдельности, комки,

педы) определенного размера и формы

Структура почвы - взаимное расположение в почвенном

теле структурных отдельностей (агрегатов, педов) определенной

формы и размеров

Состав почвы - соотношение (массовое или объемное) ком-

понентов почвенного материала, выражаемое в процентах его

общей массы или объема, либо в долях единицы Различаются

фазовый, агрегатный (структурный), микроагрегатный, грануло-

метрический (механический, текстура), минералогический и

химический состав почвы

1.3. Почвенный профиль

Почвенным профилем называется определенная вертикальная

последовательность генетических горизонтов в пределах почвен-

ного индивидуума, специфическая для каждого типа почвооб-

разования

Профиль почвы характеризует изменение ее свойств по вер-

тикали, связанное с воздействием почвообразовательного процес-

са на материнскую горную породу (рис

5) Наблюдается зако-

номерное, зависящее от типа почвообразования изменение

гранулометрического, минералогического, химического состава,

физических, химических и биологических свойств почвенного

тела от поверхности почвы вглубь до незатронутой почвообра-

зованием материнской породы Это изменение может быть

постепенным, что отражается плавным ходом соответствую-

щих кривых на графиках распределения, характеризующих те

или иные параметры почвы, например содержание гумуса,

илистых частиц, полуторных оксидов С другой стороны, кривые

могут иметь ряд минимумов и максимумов, что отражает гори-

зонты выноса и аккумуляции тех или иных веществ, резкие

различия в составе и свойствах горизонтов профиля

Главные факторы образования почвенного профиля, т е

дифференциации исходной почвообразующей породы на генети-

Рис. 5. Строение профиля дерново-сильноподзолистой пахотной почвы на покров-

ном суглинке Смоленской области

(1), лессивированного (выщелоченного)

мощного чернозема на лессе Курской области (2) и типичного мощного чернозе-

ма на лессовидном суглинке Ульяновской области

(3)

ческие горизонты, - это, во-первых, вертикальные потоки ве-

щества и энергии (нисходящие или восходящие в зависимости

от типа почвообразования и его годовой, сезонной или много-

летней цикличности) и, во-вторых, вертикальное распределение

живого вещества (корневые системы растений, микроорганизмы,

почвообитающие животные).

Строение почвенного профиля, т. е. характер и последова-

тельность составляющих его генетических горизонтов, специфич-

но для каждого типа почвы и служит его основной диагности-

ческой характеристикой. При этом имеется в виду, что все гори-

зонты в профиле взаимно связаны и обусловлены. И хотя в

разных типах почв отдельные горизонты могут иметь близкие

признаки и свойства и быть аналогичными или однотипными в

генетическом плане, как, например, гумусовый или глеевый

горизонты в разных почвах, тем не менее для каждой конкретной

почвы всегда имеется комплекс взаимосвязанных горизонтов,

составляющих ее характерный профиль, а не их простая сумма.

Генетическая целостность, единство почвенного профиля - ос-

новное свойство почвенного тела, почвы как таковой, формирую-

щейся в процессе почвообразования из исходной материнской

породы как единое целое и развивающейся во времени в единстве

составляющих ее генетических горизонтов.

1.4. Почвенные горизонты

Генетические почвенные горизонты - это формирующиеся в

процессе почвообразования однородные, обычно параллельные

земной поверхности слои почвы, составляющие почвенный про-

филь и различающиеся между собой по морфологическим приз-

накам, составу и свойствам. Генетическими они называются

потому, что образуются в процессе генезиса почв.

Генетические горизонты в почвенном профиле выступают как

важнейшие однородные составные части почвенного тела, причем

их однородность подразумевается только в масштабе рассмотре-

ния почвенного профиля. При ином, более детальном масштабе

рассмотрения почвенные горизонты оказываются весьма неодно-

родными, устроенными очень сложно.

На заре развития почвоведения Докучаев выделил в почве

всего три генетических горизонта: А - поверхностный гумусо-

аккумулятивный; В - переходный к материнской породе; С -

материнская горная порода, подпочва.

Последующее развитие почвоведения привело к выделению

довольно большого разнообразия генетических горизонтов раз-

личных почв, обозначаемых различными символами. До сих пор

у почвоведов разных научных школ нет единства в диагностике

и символике различных почвенных горизонтов, что создает не-

малые трудности в науке. Ниже приводится наиболее поздняя

система выделения основных видов почвенных горизонтов, пред-

ставляющая собой синтез различных научных представлений,

которая, надо надеяться, станет общепринятой и узаконенной

в виде некоего стандарта. В этой системе символов, номенклатуры

и диагностики почвенных горизонтов приняты во внимание но-

вейшие достижения теории почвоведения, полученные разными

научными школами.

Поверхностные органогенные горизонты. Т - торфяный гори-

зонт, формирующийся на поверхности в условиях постоянного

избыточного увлажнения, но встречающийся иногда и в толще

профиля при полициклическом почвообразовании, например

в поймах рек, и характеризующийся специфической консервацией

органического вещества растительных остатков без превращения

его в гумус или сгорания. Торф по составу может быть древес-

ным, травяным (тростниковый, осоковый), моховым (зелено-

моховой, сфагновый), лиственным, лишайниковым либо смешан-

ным. Содержание органического вещества в торфе более

35%

по массе (более 70% по объему): Т° - олиготрофный (верховой)

торф, Т^т - эутрофный (низинный) торф.

Т1 -торфяный неразложенный - растительные остатки не

разложены или только слабо разложены и почти полностью со-

хранили свою исходную форму (фибрист - Fibrist - в США

и Канаде).

Т2 - торфяный среднеразложенный - растительные остатки

лишь частично сохранили свою форму в виде обрывков тканей

(хемист - Hemist - в США и Канаде). ТЗ - торфяный раз-

ложенный - сплошная органическая мажущаяся масса без ви-

димых следов растительных остатков (саприст - Saprist -

в США и Канаде). ТА (ТЗ по системе УССР) -торфяный

минерализованный - пахотный торфяный горизонт, измененный

осушением и обработкой.

О (Аоили АО по старой системе) - лесная подстилка (Н_л по

системе УССР) или степной войлок (Н_с по системе УССР) -

маломощный (до 20 см) поверхностный слой разлагающегося

(разные подгоризонты находятся на разных стадиях разложе-

ния) органического вещества, частично, особенно в нижней части,

перемешанного с минеральными компонентами (преимуществен-

но механически); содержит более 35% по массе (более 70% по

объему) органического вещества. О1 - свежий или слабо раз-

ложившийся опад, в котором растительные остатки почти пол-

ностью сохранили свою исходную форму - слой опада L.О2 -

растительные остатки лишь частично сохранили свою форму в

виде обрывков тканей - слой ферментации F.О3 - сплошная

органоминеральная масса без видимых -следов растительных ос-

татков - слой гумификации Н.

Aal - водорослевая корочка - поверхностная хорошо отсла-

ивающаяся от нижележащей почвы корочка водорослей и их

остатков, черная в сухом состоянии и зеленеющая при увлажне-

нии, с большой примесью минеральных частиц в нижней части,

мощностью в несколько миллиметров, характерная для сухостеп-

ных, полупустынных и пустынных почв.

Ad - дернина - органоминеральный гумусо-аккумулятивный

поверхностный горизонт почв, формирующийся под травянистой

растительностью, особенно луговой, и состоящий по крайней

мере на половину по объему из корней растений.

AT (ТН по системе УССР) - перегнойный горизонт - гумусо-

аккумулятивный горизонт, содержащий от 15 до 35% по массе

органического вещества, иловатый, черный, мажущийся, тво-

рожистой структуры или бесструктурный, постоянно или пери-

одически насыщенный водой.

А (А₁ или А1 по старой системе, Н по системе УССР) -

гумусовый горизонт - поверхностный или лежащий под гори-

зонтами О, Aal, Ad, Ар, темноокрашенный (наиболее темный

в профиле) гумусо-аккумулятивный горизонт с содержанием ор-

ганического вещества до 15% по массе.

Ар (А

или А

пах

по старой системе, Н

по системе УССР) -

пахотный горизонт - поверхностный гумусовый горизонт почв,

преобразованный периодической обработкой в земледелии.

Поверхностные неорганические горизонты. К - корковый го-

ризонт - светлая хрупкая ячеистая корочка мощностью до 5 см

на поверхности почвы, часто с полигональным растрескиванием,

легко отделяющаяся от нижележащей почвы, относительно обо-

гащенная кремнеземом и лишенная солей, причем кварцевые

зерна и зерна других первичных минералов лишены оксидных

пленок и не соединяются цементирующими мостиками, за исклю-

чением случайных карбонатных

(«сухарный горизонт», «корка»,

«ноздреватый горизонт»).

Q - подкорковый горизонт, находящийся обычно под кор-

ковым горизонтом, светлоокрашенный, сильнопористый, чешуй-

чатый или слоеватый горизонт сухостепных, полупустынных

или пустынных почв

(«слоеватый горизонт»), часто выходящий

на поверхность.

- солевая корка - белая корка солей или обильные вы-

цветы солей на поверхности почвы.

Подповерхностные горизонты. Е (А₂ или А2 по старой систе-

ме) - элювиальный горизонт - осветленный, обычно белесый

(палево-белесый, серо-белесый, сизо-белесый, белый), располага-

ющийся под каким-либо из органогенных горизонтов и подстила-

емый обычно иллювиальным горизонтом; по происхождению

может быть подзолистый (кислотный гидролиз минералов и вынос

продуктов разрушения), лессивированный или псевдоподзолистый

(вынос пылеватых или илистых частиц без их разрушения), от-

беленный или сегрегированный (снятие и вынос или сегрегация

полутораоксидных пленок с минеральных зерен), осолоделый

(щелочной гидролиз минералов и вынос продуктов разрушения),

глеево-элювиальный или псевдоглеевый (разрушение и вынос

в переменно-восстановительной среде на контакте с подстила-

ющим водоупорным горизонтом).

В - минеральный внутрипочвенный горизонт, лежащий в сред-

ней части профиля и отличающийся по своим свойствам от

любого поверхностного горизонта, а также от горизонтов Е, G,

С, D, R. Горизонт В в почвоведении - это очень сложное и сбор-

ное понятие. С одной стороны, он включает иллювиальные го-

ризонты (I по системе УССР), среди которых выделяются гли-

нисто-иллювиальные (Bt), железисто-иллювиальные (Bf), гумусо-

иллювиальные (Bh), солонцовые (Впа), карбонатные (Вса),

солевые (Bsa), гипсовые (Bcs) или смешанные (Bth, Bfh и т. п.),

а с другой - метаморфические горизонты, образованные при

трансформации минералогического состава на месте: сиаллитно-

метаморфический (Вm), ферраллитно-метаморфический (Box).

Иллювиальный горизонт называют обычно «В текстурный», а ме-

таморфический - «В структурный». В случае неясного состава

и генезиса символ В употребляется без дополнительного

индекса.

G (G₁ no системе УССР) - глеевый горизонт - минеральный

горизонт, формирующийся в условиях постоянного избыточного

увлажнения, характеризующийся преобладанием тусклой голу-

боватой, сизой, оливковой окраски, иногда с ржавыми пят-

нами.

Грунтовое оглеение подчеркивается снизу (G), а поверхност-

ное - сверху (

). Глееватые горизонты имеют в дополнение к ос-

новному символу малый индекс g, например Ag, Bg, Cg, когда

степень оглеения недостаточна для выделения самостоятельного

глеевого горизонта.

Подпочвенные горизонты. С (Р по системе УССР) -материн-

ская горная порода, а точнее горизонт, лежащий под любым из

описанных выше почвенных горизонтов, сходный с ними литоло-

гически и не имеющий их признаков (предположительно мате-

ринская порода).

D - подстилающая порода - рыхлая горная порода, лежащая

под горизонтом С и отличающаяся от него в литологическом от-

ношении.

R - плотная (массивно-кристаллическая) почвообразующая

или подстилающая порода.

В случае выделения в пределах генетического горизонта под-

горизонтов они обозначаются по порядку сверху вниз допол-

нительными индексами, причем для горизонтов Т, AT, А и Ар

используются штрихи, например Т1', Т1" или А', А", А'", а для

других горизонтов используется цифровой индекс, например В1,

В2, ВЗ и т. д.

Переходные горизонты, обладающие свойствами как выше-

лежащего, так и нижележащего, при постепенной смене одного

другим обозначаются смешанными символами, например АЕ, АВ,

ЕВ, ВС и т. п. Смешанные горизонты, включающие в себя мор-

фологически оформленные участки вышележащего и нижележа-

щего горизонтов, также получают комбинированные символы, но

обозначаемые иначе: А/Е, А/В, Е/В, В/С и т. д. Погребенные

горизонты выделяются квадратными скобками [А]. В случае ли-

тологической смены в пределах почвенного профиля соответству-

ющие слои обозначаются сверху вниз порядковыми римскими

номерами, например IA, IIА, IIIB, IIIC

Кроме указанных основных почвенных горизонтов, встреча-

ющихся в разных конкретных проявлениях и сочетаниях в боль-

шинстве почв, есть и несколько специфических внутрипочвенных

горизонтов, характеризующих определенные типы почв. К ним

относятся:

L - латерит - очень твердый сплошной железистый горизонт

(панцирь) ячеистого (вермикулярный, ячеистый латерит - Lpl)

или конкреционного (пизолистый, гороховый латерит - Ln)

строения, состоящий преимущественно из оксидов железа и алю-

миния с примесью кварца и каолинита; образуется за счет

необратимой дегидратации и кристаллизации оксидов железа при

механическом разрушении и выносе каолинитового материала из

железистой матрицы при формировании из вышедшего на по-

верхность плинтита под воздействием атмосферных агентов либо

путем аллохтонного накопления железа из грунтовых вод при их

латеральном перемещении.

Р1 - плинтит - внутрипочвенный уплотненный, но свободно

режущийся лопатой горизонт, имеющий ферраллитную (каоли-

нитовую) основу, вторично-гидрогенно обогащенную оксидами

железа; имеет пеструю окраску при чередовании белесовато-жел-

тых и красных пятен; иногда в нем обильны железистые конкре-

ции диаметром 0,5-1,0 см; при выходе на поверхность необра-

тимо отвердевает, превращаясь в латерит.

F - фраджипэн - очень твердый и хрупкий глинистый гори-

зонт с резкой верхней и диффузной нижней границами, разделя-

ющийся на неправильные многогранники (полигоны на верти-

кальном срезе) белесыми прожилками; при увлажнении не раз-

мягчается, как обычная глина, а сразу распадается на мелкие

отдельности; формируется иногда в нижней части иллювиального

горизонта некоторых типов почв бореального пояса.

Р - плотная внутрипочвенная кора - очень твердый, «камен-

ный» горизонт, цементированный, какими-либо соединениями

в результате их гидрогенного поступления и отложения внутри

почвенной толщи вплоть до образования почти чистого слоя

этих соединений; солевая кора (петросолевой горизонт) - Psa,

гипсовая кора (петрогипсовый горизонт) - Pcs, известковая

кора (петрокальциевый горизонт) - Рса, кремневая кора (дури-

пэн, силкрит) - Psi.

М - мягкая внутрипочвенная кора - мягкий, мучнистый

горизонт, сформированный какими-либо соединениями в резуль-

тате их гидрогенного поступления и отложения внутри почвенной

толщи вплоть до образования почти чистого слоя этих соедине-

ний: Мса - калише, прослой мучнистого карбоната кальция;

Mcs - гажа

(«шестоватый гипс») прослой мучнистого гипса.

N - конкреционный горизонт- рыхлый внутрипочвенный го-

ризонт, содержащий более 50% объема различных конкрецион-

ных новообразований: N

- ортштейн (содержит железистые

конкреции); Nca - канкар (содержит известковые конкреции);

Z - ортзанд - сплошной или состоящий из отдельных вол-

нистых тонких прослоек (псевдофибр), сцементированный окси-

дами железа песчаный горизонт.

При обозначении генетических почвенных горизонтов наряду

с указанными основными символами широко используются

дополнительные обозначения малыми буквами латинского алфа-

вита, которые становятся справа от основного символа горизон-

та, с тем чтобы подчеркнуть его специфику:

са-наличие карбонатов кальция; cs-наличие гипса (в

этом случае не отмечается наличия карбонатов); sa-присут-

ствие легкорастворимых солей (в этом случае не отмечается на-

личие ни гипса, ни карбонатов); t - присутствие иллювиирован-

ной глины; h - наличие иллювиированного гумуса; па - присут-

ствие солоноватости; m - сиаллитная метаморфизация; f -

наличие признаков аккумуляции железа; ох - ферраллитная

метаморфизация; g - присутствие признаков оглеения (глеева-

тость); n - присутствие конкреций; р - распахиваемый гори-

зонт; е - наличие признаков элювиирования; v - признаки сли-

тости; z - существенная перерытость почвенной фауной; у -

признаки тиксотропности; сr - признаки криотурбаций; х -

признаки самомульчирования; ag - устойчивое присутствие

воды

(

- атмосферной, ag - грунтовой).

Особым значком впереди символа горизонта обозначается

наличие мерзлоты в почве: знак

обозначает мерзлые водо-

упорные цементированные льдом горизонты (льдистая мерзлота);

знак

используется для обозначения неводоупорных мерзлых

горизонтов (сухая мерзлота).

Указанная символика генетических горизонтов позволяет

записывать строение почвенного профиля соответствующим об-

разом, например:

O-Е-ЕВ-В1-В2-ВС-С - подзолистая почва;

Ap-E-EB-B1-Bg-BCg-Cg

- дерново-подзолистая пахотная

глубинно-глееватая почва;

A-AB-Bt-Bca-BCca-Cca - выщелоченный чернозем;

А-АВ-Вса-ВСса-Сса - типичный чернозем;

А-АВ-Вnса-ВСса-Сса - обыкновенный чернозем;

A-AB-Bca-Bcs-Cca - южный чернозем;

T1-T2-G - торфяно-глеевая почва;

AT'-AT"-G - перегнойно-глеевая почва;

Ad-A-Bg-G - дерново-глеевая почва.

В современной систематике почв США наряду с указанной общей систе-

мой генетических почвенных горизонтов используется и концепция так называе-

мых диагностических горизонтов почв, под которыми понимаются такие специ-

фические генетические почвенные горизонты, общие для ряда типов почв, кото-

рые могут быть использованы для их диагностики. Эти горизонты определя-

ются комплексом качественно-количественных параметров, например определен-

ной мощностью, содержанием гумуса, насыщенностью основаниями и т. д.

Эта концепция и соответствующая номенклатура диагностических горизон-

тов получили широкое распространение в мировом почвоведении и используются

в ряде стран, хотя и с некоторыми оговорками. Дополнительно при этом

введено понятие эпипедона, под которым понимаются прокрашенные гумусом

поверхностные горизонты почв.

Выделяются следующие диагностические горизонты, точная количественная

спецификация которых может быть найдена в соответствующих руководствах,

а ниже даются лишь обобщенные характеристики, достаточные для понимания

общей концепции.

Моллевый эпипедон (Mollic от лат. mollis - мягкий) - мощный, темный,

многогумусный, структурный (комковатый или зернистый), насыщенный осно-

ваниями

(> 50%).

Антропогенный эпипедон (Anthropic от греч. anthropos - человек) - -

сходный по всем признакам с моллевым, но содержащий более 250 ppm P₂O₅.

Темный эпипедон (Umbric от лат. umbra - тень) - сходный с моллевым

по мощности, окраске, гумусированности, но отличающийся по структурности

(бесструктурный или с массивной структурой) и насыщенности основаниями

«50%).

Торфяный эпипедон (Histic от греч. histos - ткань) - поверхностный

горизонт с содержанием органического вещества более

30% при глинистом

и более 20% при песчаном субстрате.

Плаггеновый эпипедон (Plaggen от нем. Plaggen - дерн) - поверхностный

горизонт, сформированный в результате длительного унавоживания почв

на приусадебных участках, имеющий мощность более 50 см и обычно содержа-

щий включения кирпича, осколков и пр.

Светлый эпипедон (Ochric от греч. ochros -- бледный) - гумусовый го-

ризонт, имеющий либо светлую окраску, либо малую мощность, либо малую

гумусированность и по этим показателям не отвечающий спецификациям иных

эпипедонов.

Аргилловый горизонт (Argillic от греч. argillos - глина) - глинисто-иллю-

виальный горизонт В.

Подплужный горизонт (Agric от лат. ager - поле) - иллювиальный гори¬

зонт, сформированный под пахотным в результате ежегодной вспашки на одну и

ту же глубину (плужная подошва).

Натриевый горизонт (Natric от лат. natrium

- натрий) - глинисто-иллюви-

альный горизонт В, который в дополнение к характеристикам аргиллового

горизонта имеет столбчатую или призматическую структуру и содержание обмен-

ного натрия более

15% емкости катионного обмена (ЕК.О) либо сумму обмен-

ных натрия и магния более 50% ЕКО.

Сомбровый горизонт fSombric от исп sombra - тень) - внутрипочвенный

гумусо-иллювиальный горизонт, не располагающийся непосредственно под элю-

виальным горизонтом Е.

Сподовый горизонт (Spodic от греч. spodos - зола) - гумусо-иллювиальный

горизонт, располагающийся непосредственно под элювиальным горизонтом Е или

под лесной подстилкой О и содержащий иллювиированный гумус, связанный

с алюминием (аморфное железо может быть, а может и отсутствовать).

Слоеватый

горизонт (Placic от лат. plax - плоский камень) - тонкая

черная до темно-красной прослойка, сцементированная железом, железом и

марганцем либо железом и гумусом.

Камбиевый горизонт (Cambic

от лат. cambiare - изменять)

- глинисто-

аккумулятивный сиаллитно-метаморфический горизонт В.

Окисный горизонт (Oxic от греч. oxys-кислый) -глинисто-аккумулятив-

ный ферраллитно-метаморфический горизонт В.

Дурипэн (Duripan от лат durus - твердый) - внутрипочвенный горизонт,

сцементированный кремнеземом.

Фраджипэн (Fragipan от лат. fragilis - хрупкий)

- специфический глинис-

тый полиэдрически-структурный горизонт.

Белесый горизонт (Albic от лат. albus

белый) - элювиальный горизонт,

из которого глина и свободное железо были удалены или в котором оксиды

железа были сегрегированы до такой степени, что окраска горизонта определяет-

ся цветом первичных песчаных или пылевых частиц, а не пленками на этих

частицах.

Кальциевый горизонт (Calcic от лат.

calcium -- кальций) - горизонт

вторичной аккумуляции карбоната кальция.

Петрокальциевый горизонт fPetrocalcic от греч. petros - камень)

- горизонт,

сцементированный СаСO₃ в каменную массу.

Гипсовый горизонт (Gypsic от греч. gypsos -- гипс) - горизонт вторичной

аккумуляции гипса.

Петрогипсовый горизонт (Petrogypsic от греч. petros

- камень) - горизонт,

сцементированный гипсом в каменную массу.

Солевой горизонт (Salic от лат. sal - соль) - горизонт аккумуляции

водорастворимых солей.

Серный горизонт (Sulfuric от лат. sulfur -- сера) - горизонт окисления

сульфидов с рН < 3,5 и пятнами отложения ярозита соломенно-желтого цвета

Подобная система диагностических горизонтов использовалась ФАО при

разработке диагностики почв к легенде международной Почвенной карты

мира масштаба

1:5 000 000, правда, с несколько иной количественной характе-

ристикой и не в полном перечне.

Большинство из перечисленных диагностических горизонтов имеют вполне

определенный генетический смысл, но их содержание в ряде случаев искусствен-

но ограничено «диагностическими» количественными критериями

1.5. Типы строения почвенного профиля

В соответствии с характером соотношения различных гори-

зонтов в большом разнообразии строения почвенного профиля

можно выделить несколько типов, которые, вообще говоря,

связаны с определенными типами почвообразования, возрастом

почв и их нарушенностью природными или техногенными педо-

турбациями.

Простое строение профиля включает в себя следующие пять

типов:

1) примитивный профиль с маломощным горизонтом А

либо АС, лежащим непосредственно на материнской породе;

2) неполноразвитый профиль, имеющий полный набор всех ге-

нетических горизонтов, характерных для данного типа почвы, но

укороченных, с малой мощностью каждого горизонта;

3) нор-

мальный профиль, имеющий ПОЛНЫЙ набор всех генетических

горизонтов, характерных для данного типа почвы, с мощностью,

типичной для неэродированных почв плакоров; 4) слабодиффе-

ренцированный профиль, в котором генетические горизонты вы-

деляются с трудом и очень постепенно сменяют друг друга;

5) нарушенный (эродированный) профиль, в котором часть верх-

них горизонтов уничтожена эрозией.

Сложное строение почвенного профиля также характеризуется

пятью типами;

1) реликтовый профиль, в котором присутству-

ют погребенные горизонты или погребенные профили палеопочв;

с другой стороны, в профиле могут присутствовать не погребен-

ные, а реликтовые горизонты, являющиеся следами древнего

почвообразования, идущего сейчас по иному типу;

2) много-

членный профиль формируется в случае литологических смен

в пределах почвенной толщи;

3) полициклический профиль

образуется в условиях периодического отложения почвообразу-

ющего материала (речной аллювий, вулканический пепел,

эоловый нанос);

4) нарушенный (перевернутый) профиль с ис-

кусственно (деятельностью человека) или природно (например,

при ветровалах в лесу) перемещенными на поверхность ниже-

лежащими горизонтами;

5) мозаичный профиль, в котором

генетические горизонты образуют не последовательную по глуби-

не серию горизонтальных слоев, а прихотливую мозаику, сменяя

друг друга пятнами на небольшом протяжении.

Систематика типов строения почвенного профиля может быть

построена и по иному принципу, т. е. не на основе соотноше-

ния тех или иных генетических почвенных горизонтов, как при-

веденная выше, а на основе анализа распределения веществен

ного состава почвы по ее вертикальному профилю. При этом может

рассматриваться какое-то одно вещество или одна группа веществ

(например гумус, известь, гипс, водорастворимые соли, глинистые

минералы, полуторные оксиды), либо совокупность педохимичес-

ки сопряженных веществ. Это распределение также определенным

образом отражается и в морфологии почвы, например в окраске

почвы и ее плотности, в характере и распределении новообразова-

ний. В указанном отношении почвенные профили могут быть разде-

лены на следующие типы:

- аккумулятивный профиль с максимумом накопления тех

или иных веществ с поверхности при их постепенном падении

с глубиной, причем кривая распределения вещества, например

гумуса, может иметь регрессивно-аккумулятивный (вогнутая),

прогрессивно-аккумулятивный (выпуклая) или равномерно-акку-

мулятивный характер;

- элювиальный профиль с минимумом вещества на поверх-

ности при постепенном увеличении его содержания с глубиной,

причем опять-таки кривая распределения вещества, например

карбоната кальция, может иметь регрессивно-элювиальный

(вогнутая), прогрессивно-элювиальный (выпуклая) или равно-

мерно-элювиальный характер;

- грунтово-аккумулятивный профиль, характеризующий

накопление веществ из грунтовых вод в нижней и средней части

профиля;

- элювиально-иллювиальный профиль с минимумом вещества

в верхней части и максимумом в средней или нижней;

- недифференцированный профиль с равномерным содержа-

нием вещества по всей почвенной толще.

Академик Б. Б. Полынов делил все морфологические признаки

почвы на три группы:

1) свойственные отдельным горизонтам

и определяющие их; 2) рассеянные по всему почвенному профи-

лю;

3) свойственные только части профиля, границы которой

не совпадают с основными генетическими горизонтами. Все эти

признаки далее могут быть объединены в две другие группы -

горизонтные (например, окраска) и внегоризонтные (например,

трещиноватость). Связано это, по мнению Б. Б. Полынова,

с тем, что почвообразование складывается из нескольких более

или менее независимых частных процессов, каждый из которых

дает свой собственный профиль распределения веществ в почве

по ее глубине; при этом горизонты, сформированные одними

процессами, могут не совпадать с другими горизонтами, сфор-

мированными иными процессами, например гумусово-аккумуля-

тивные и карбонатно-аккумулятивные горизонты. Это приводит

к тому, что в одной и той же почве обычно сочетаются разные

профили распределения для разных групп веществ. Например,

в дерново-подзолистой почве имеет место сочетание аккумуля-

тивного (регрессивно-аккумулятивного, резко убывающего)

профиля гумуса, элювиально-иллювиального профиля глинистых

минералов и полуторных оксидов, элювиального профиля щелоч-

ных и щелочно-земельных металлов.

Сочетания указанных типов строения профиля и типов рас-

пределения веществ в профиле дают немногочисленные, но весь-

ма характеристические для тех или иных проявлений почво-

образования генетические формы почвенных профилей, среди ко-

торых выделяются следующие.

Недифференцированный (примитивный) профиль, характери-

зующий первые стадии почвообразования либо почвы на песках;

в профиле выделяются лишь горизонты А и С (R), либо он

может иметь зачатки иных горизонтов, с трудом выделяемые

в толще материнской породы.

Изогумусовый профиль, имеющий сильно выраженную с по-

верхности аккумуляцию гумуса при постепенном падении его

содержания с глубиной и возможную дифференциацию по водо-

растворимым солям, гипсу, карбонатам, но не имеющий диф-

ференциации по более стабильным компонентам (глинистые

минералы, R

, SiO

, первичные минералы); гумусовый гори-

зонт отличается большой мощностью.

Метаморфический профиль слабо или сильно дифференциро-

ван по глине и характеризуется процессом оглинивания in situ во

всем профиле или в какой-то его части без элювиально-иллюви-

ального перераспределения веществ, особенно глинистого мате-

риала.

Элювиально-иллювиально-дифференцированный

профиль

(текстурно-дифференцированный

профиль) - профиль

почв

с четко выраженными элювиальными и соответствующими им

иллювиальными горизонтами.

Гидрогенно-дифференцированный профиль, сформировавший-

ся под влиянием гидрогенной аккумуляции каких-то веществ

в условиях древнего или современного гидроморфизма и харак-

теризующийся их аккумуляцией в определенной части; обычно

это аккумуляция солей, гипса, карбоната кальция, гидроксидов

железа, SiO₂.

Криогенно-дифференцированный профиль, фактором

специ-

фической дифференциации и педотурбаций в котором служит

присутствующая на некоторой глубине многолетняя льдистая

мерзлота.

Антропогенно-дифференцированный (искусственный) профиль

создается человеком, например при плантажной вспашке, ре-

культивации нарушенных земель, трансплантации почв на каме-

нистых склонах, кольматировании понижений рельефа и их по-

следующем дренировании.

Каждая конкретная почва может быть охарактеризована с той

или иной долей приближения одним из перечисленных генетиче-

ских типов профиля, что имеет непосредственное диагностическое

значение.

1.6. Переходы между горизонтами в профиле

Характер перехода между почвенными горизонтами в профиле

имеет диагностическое значение и может служить в ряде случаев

критерием интенсивности почвообразования, его направления и

даже возраста. При этом необходимо обратить внимание как на

форму границ между горизонтами, так и на их выраженность в

профиле.

По своей форме граница между двумя горизонтами может

быть ровной, волнистой, карманной, языковатой, затечной, раз-

мытой, пильчатой, полисадной. По степени выраженности, яснос-

ти границ переход между горизонтами может быть резким, ясным,

заметным или постепенным.

Границы между горизонтами в профиле обычно выделяются

по ряду морфологических признаков, но наиболее часто и в пер-

вую очередь по окраске, изменения которой всегда отражают из-

менения состава почвы. Однако переход к другому горизонту или

подгоризонту не всегда сопровождается изменением окраски;

иногда его можно определить лишь по структуре, сложению,

плотности, характеру и обилию новообразований, наличию тех или

иных включений

Выделение переходных горизонтов АВ, ВС предполагает очень

постепенные переходы между горизонтами А, В и С Наличие боль-

шого количества подгоризонтов, например Bl, B2, ВЗ, также пред-

полагает постепенность переходов в профиле. С другой стороны,

границы горизонта Е всегда более или менее четкие, а их форма мо-

жет иметь диагностическое значение Ровные границы характерны

для изогумусового, метаморфического, гидрогенно-дифференциро-

ванного профилей, в то время как переход от элювиальной к иллю-

виальной части в текстурно-дифференцированном профиле всегда

характеризуется более или менее неровной границей, за исключе-

нием некоторых специфических случаев, когда образование го-

ризонта Е связано с процессами оглеения или отбеливания.

Постепенные переходы между горизонтами характерны как

для молодых слаборазвитых почв на рыхлых породах, так и для

очень древних почв на мощных корах выветривания, хотя причи-

ны этой постепенности разные первичная гомогенность материн-

ской породы и вторичная гомогенизация почвы уже на фоне совсем

иного минералогического и химического состава Чем более диф-

ференцирован профиль на генетические горизонты, тем более чет-

ко выражены переходы между ними

1.7. Окраска почв

Горизонты в пределах почвенного профиля различаются между

собой обычно по окраске, изменения которой определенным обра-

зом отражают изменения состава почвы и ряда других ее свойств,

поскольку окраска почвы в первую очередь зависит от ее химиче-

ского и минералогического состава, что было отмечено еще на

заре почвоведения, а в качественном отношении и в древности

Действительно, опытный почвовед по одной только окраске может

вынести вполне достоверные сведения о многих свойствах почвы

и ее плодородии в целом

Окраска почвы частично наследуется от почвообразующей

породы, особенно в нижних горизонтах, но в основном является

результатом почвообразования.

Черная (темно-серая, темно-бурая) окраска почвы обычно

связана с содержанием в ней гумуса - специфического почвен-

ного органического вещества Вообще говоря, чем больше гумуса

в почве, тем она темнее окрашена. Однако это правило не является

абсолютным и действует только в пределах конкретных типов почв

Во-первых, не всякий гумус придает почве черную окраску Он мо-

жет быть светлоокрашенным, как в некоторых тундровых, лесных

или пустынных почвах горизонт А дерново-подзолистой почвы

имеет светло-серую окраску, а южного чернозема - черную при

одном и том же содержании гумуса около 3,5%. Черная окраска

появляется в том случае, если в почве накапливается высокополи-

меризованный гуматный гумус. Фульватный гумус дает светлую

окраску почв (серую, бурую, желтоватую). Особенно интенсив-

ный черный цвет имеют почвы с монтмориллонитовым составом

глинистой фракции. Если в почве много монтмориллонитовых

глин, то черная окраска может быть и при малом содержании гу-

муса вследствие образования особых гумусо-глинистых комплек-

сов: темные вертисоли имеют близкую к черной окраску при со-

держании гумуса

1-2%. Так что полной корреляции между со-

держанием гумуса и интенсивностью черной окраски в почвах нет,

если рассматривать это явление в общем масштабе; в пределах

же какого-то конкретного типа почвы, например типа серых лесных

почв, может быть найдена и прямая корреляция.

Наряду с гумусом черную окраску имеют такие компоненты

почв, как некоторые сульфиды, гидроксиды железа и марганца,

темные первичные минералы, древесный и каменный уголь. Тем-

ная окраска некоторых почв может быть связана иногда со специ-

фикой почвообразующей породы.

Белая окраска и соответственно светлые тона других окрасок

вызваны в почве преимущественно присутствием в ее составе та-

ких компонентов, как кварц, каолинит, известь, водорастворимые

соли, гипс. Светлую окраску придают почве и некоторые первичные

минералы, например полевые шпаты.

Красная окраска обусловлена накоплением в почве оксидов

железа, в основном в форме гематита или турьита. Чем более дре-

нирована, т. е. чем более окислена и менее гидратирована богатая

оксидами железа почва, тем более яркую красную окраску она

имеет.

Желтая окраска определяется наличием гидроксидов железа,

прежде всего лимонита. Яркую соломенно-желтую окраску дает

ярозит - сульфат железа в осушенных маршевых почвах.

Бурую окраску имеют почвы с высоким содержанием иллита,

слюдистых минералов, смеси в разной степени гидратированных

оксидов железа.

Пурпурную и фиолетовую окраску почвам иногда придают ок-

сиды марганца.

Синеватые, голубоватые, зеленоватые, оливковые, сизые тона

окраски связаны с наличием в почве соединений железа (II) вслед-

ствие преобладания анаэробиозиса в условиях избыточного ув-

лажнения.

Описанные окраски редко существуют в почвах в чистом виде,

значительно чаще - в виде переходных или смешанных окрасок,

что отражает соответствующие соотношения компонентов в со-

ставе почвенной массы. Это смешение было специально исследо-

вано С. И. Тюремновым и С. А. Захаровым в 1927 г., которые при-

шли к заключению, что все разнообразие окрасок почв образуется

при смешении в разных пропорциях трех компонентов: Fe

×nH₂О (красный цвет); SiO

, Al

, СаСОз (белый цвет) и

гумуса (черный цвет).

Необходимо иметь в виду, что красящие компоненты почвы -

это в значительной степени пленки каких-то веществ, обволаки-

вающие зерна первичных минералов. Снятие железистых или гу-

мусовых пленок, например, в природном процессе отбеливания или

каким-то приемом в лаборатории, приводит к существенному ос-

ветлению почвенной массы, которая обычно при этом становится

белесой вследствие преобладания кварцевых зерен в большинстве

почв.

Часто в почвах встречается неоднородная, пятнистая окраска,

что имеет определенное диагностическое значение и является, как

правило, следствием какого-то чередования процессов, например

окисления и восстановления, как во времени, так и в пространстве

почвенного тела.

Окраска почвы в сильной степени зависит от ее увлажнения

(влажная почва всегда темнее, чем сухая), степени агрегирован-

ности. Обычно окраска внутренних частей структурных отдель-

ностей почвы существенно отличается от окраски их поверхност-

ных слоев, отражая соответствующие различия в составе и строе-

нии почвенной массы.

1.8. Структура почв

Каждый почвенный горизонт имеет определенную структуру,

т. е. состоит из структурных отдельностей (агрегатов, комков,

педов) того или иного размера, формы, той или иной прочности и

какого-то количества внеструктурной (апедальной) массы. Выде-

ляются три группы структурных отдельностей в почвах (мм):

микроагрегаты

< 0,25

мезоагрегаты

0,25-7 (10)

макроагрегаты

> 7 (10)

Согласно Н. А. Качинскому, почвенная структура - это со-

вокупность агрегатов различной величины, формы, порозности,

механической прочности и водопрочности, характерных для каж-

дой почвы и ее горизонтов. При этом под агрегатами понимается

совокупность механических элементов или элементарных почвен-

ных частиц, взаимно удерживающихся в силу коагуляции кол-

лоидов, склеивания, слипания их в результате действия сил

Ван-дер-Ваальса, остаточных валентностей и водородных свя-

зей, адсорбционных и капиллярных явлений в жидкой фазе, а

также с помощью корневых тяжей, гифов грибов и слизи микро-

организмов.

Учение о почвенной структуре создано трудами П. А. Косты-

чева, В. Р. Вильямса, А. Г. Дояренко, М. Пигулевского, Н. А. Ка-

чинского, П. В. Вершинина, Л. Д. Бэвера, И. Н. Антипова-Ка-

ратаева; морфологией почвенной структуры специально занима-

лись С. А. Захаров, С. С. Никифоров, Ф. Дюшофур, В. Кубиена,

Р. Брюэр, Е. Мюккенхаузен, И. Либерот.

Надо заметить, что с агрофизической и морфолого-генети-

ческой точек зрения почвенная структура - это разные понятия.

С агрономической точки зрения структурной почвой называется

лишь та, в которой преобладают мезоагрегаты - «агрономиче-

ски ценные агрегаты», т. е. отдельности размером от

0,25 до

7 (10) мм. Все иные почвы при этом считаются бесструктурными.

Соответственно введено представление о коэффициенте структур-

ности почвы К:

К =

а/b,

(1)

где а - количество мезоагрегатов; b - сумма макро- и микро-

агрегатов в почве.

Кроме того, с агрономической точки зрения различаются

истинные и ложные агрегаты (псевдоагрегаты). Истинные агре-

гаты имеют большую пористость и водопрочность, а псевдоагре-

гаты малопористые, плотны и нестойки в воде либо, наоборот,

абсолютно водостойки вследствие цементации.

С морфолого-генетической точки зрения структура почвы -

это, прежде всего, форма физического проявления ее сложения,

т. е. естественной организации твердых компонентов почвы и

промежутков между ними. Структура почвы характеризует на-

личие и взаимное расположение в почвенном теле агрегатов

определенной формы и размеров. Если в почве имеются естест-

венные агрегаты какой-то формы, она называется структурной.

Если почва не распадается на естественные структурные отдель-

ности, а имеет сыпучее состояние, как песок или пыль, то она

называется бесструктурной раздельно-частичной; если же почва

не распадается на агрегаты, а выламывается большими бесфор-

менными массами, то она будет характеризоваться как бесструк-

турная массивная.

В почвах редко присутствуют агрегаты какого-то только од-

ного размера, особенно в верхних горизонтах. Все почвы по-

лиагрегатны. Речь может идти лишь о преобладании каких-то

форм и размеров. Распределение структурных агрегатов в массе

почвы в соответствии с их размерами (эффективными диаметра-

ми) называется структурным составом почвы, который может

быть определен простым ситовым анализом (табл.

1).

Т а б л и ц а 1. Структурный состав обыкновенного чернозема

на лессе Одесской области, %

Размер агрегатов, мм

мак¬

мезоагрегаты

мик¬

Почва

Глубина,

роаг¬

см

рега¬

10-5

5-3

3-2

2-1

1 -

сум-

ты

0,25

ма

> 10

<0,25

Неоро-

0-26

6,1

22,8

10,7

17,7

9,4

27,2

88,1

5,8

7,4

шаемая

32-39

3,5

21,8

24,6

17,6

12,2

17,5

92,8

3,7

12,9

44-55

8,2

28,3

20,5

12,2

8,7

17,2

86,3

5,5

6,3

После

0-20

30,9

14,3

9,0

7,2

21,6

59,7

9,4

1,5

12 лет оро-

30-40

10,2

30,0

25,6

13,9

7,2

10,7

87,1

2,7

6,8

шения

45-55

17,9

21.6

18,1

11,2

7,2

15,7

74,6

7,5

2,9

Форма и размеры структурных агрегатов почвы имеют ди-

агностическое значение, а потому систематизированы определен-

ным образом (табл. 2). В СССР принята классификация поч-

венной структуры, основы которой были заложены С. А. Заха-

ровым, в которой выделяются три типа (по развитию осей) и

несколько родов (по форме) и видов (по размеру):

I. Округло-кубовидная структура при более или менее равно-

мерном развитии по трем осям, характерная для верхних гуму-

совых горизонтов почв; в пределах этого типа выделяется 7 ро-

дов структуры:

- глыбистая - неправильная форма и неровная поверхность

агрегатов, характерна для глеевых, слитых, выпаханных гори-

зонтов, а также на переходе к горизонту С на рыхлых по-

родах;

- комковатая - округлая форма с шероховатой поверх-

ностью без выраженных ребер и граней, характерна для гуму-

совых и метаморфических горизонтов;

- пылеватая - мельчайшие микроагрегаты, форма которых

неразличима невооруженным глазом, характерна для выпахан-

ных и элювиальных горизонтов;

- ореховатая - более или менее правильные острореберные

агрегаты, напоминающие буковые орешки, характерна для верх-

ней части иллювиального горизонта и метаморфических горизон-

тов,

- зернистая - более или менее правильная форма с выра-

женными гранями и ребрами, напоминающая гречневую крупу,

характерна для гумусовых горизонтов лугово-степных почв, осо-

бенно черноземов;

- конкреционная - сплошное скопление рыхло располагаю-

щихся или частично сцементированных округлых конкреций, как

в ортштейне, канкаре или пизолитовом латерите;

- икряная - мелкие разной формы, но хорошо оформленные

округлые агрегаты образуют сплошную массу.

II. Призмовидная структура при выраженном развитии по

вертикальной оси, характерная для иллювиальных горизонтов и

суглинистых почвообразующих пород; выделяются три рода этой

структуры:

- столбовидная - правильной формы отдельности с хорошо

выраженными вертикальными гранями, округлой «головкой» и

неровным основанием, характерна для солонцовых и слитых

горизонтов;

- призмовидная - вертикально вытянутые отдельности сла-

бо оформлены, с неровными скорлуповатыми гранями и острыми

вершинами, округленными ребрами, характерна для нижней час-

ти иллювиальных горизонтов и суглинистых почвообразующих

пород;

- призматическая - грани и ребра вертикальных призм чет-

ко выражены, характерна для иллювиальных горизонтов.

III. Плитовидная структура при развитии по горизонталь-

иым осям, характерна для элювиальных горизонтов почв; выде-

ляются два рода этой структуры:

- плитчатая - при более или менее четко развитых горизон-

тальных поверхностях спайности;

- чешуйчатая - при небольших, несколько изогнутых по-

верхностях спайности.

Во многих случаях почвы имеют смешанную структуру: ком-

ковато-зернистую, ореховато-комковатую, комковато-глыбистую,

ореховато-призмовидную и т. п., что означает преобладание в

том или ином горизонте структурных отдельностей разной фор-

мы и размеров.

Тип структуры определяется характером почвообразования,

причем обычно имеет место закономерная смена структуры в

почвенном профиле. Характерным примером в этом отношении

может быть профиль дерново-подзолистой почвы, где в горизонте

А структура комковатая, в Е - пластинчатая, В1 - ореховатая, а

в В2 - призматическая. Для черноземов характерна зернистая

структура в горизонтах Л и АВ и призматическая в В. Для со-

лонцов характерна столбчатая структура горизонта В.

В образовании почвенной структуры различаются две ста-

дии, обычно протекающие одновременно: во-первых механиче-

ское разделение почвенной массы на агрегаты того или иного

размера и различной формы и, во-вторых, упрочнение этих агре-

Таблица 2. Размеры структурных агрегатов в почвах, мм

Типы и виды структуры

Размеры

Типы и виды структуры

Размеры

агрегатов*

Округло-кубовидная

Мелкостолбчатая

<30

Крупнопризмовидная

>50

Крупноглыбистая

>200

Мелкопризмовидная

<50

Глыбистая

200-100

Карандашная

<10->50

Мелкоглыбистая

100 -10

Крупнопризматическая

>50

Крупнокомковатая

10-3

Призматическая

50-10

Комковатая

3-1

Мелкопризматическая

10-5

Мел кокомковатая

1 -0,25

Гонкопризматическая

< 5

Пылеватая

<0,25

Крупноореховатая

Плитовидная

Крупноплитчатая

> 5

Ореховатая

10-7

Плитчатая

5-3

Мелкоореховатая

7-5

Пластинчатая

3-1

Крупнозернистая

5-3

Листоватая

< 1

Зернистая

3-1

Скорлуповатая

> 3

Мелкозернистая (поро-

Грубочешуйчатая

3-1

шистая)

1-0,25

Мелкочешуйчатая

< 1

Призмовидная

Тумбовидная

100

Крупностолбчатая

100-30

* Для округло-кубовидной и призмовидной структуры измеряются диаметры от-

дельностей, для плитовидной

высота (толщина) плиток

гатов и приобретение ими оределенного внутреннего строения.

В механическом разделении почвы на агрегаты главную роль

играют противоположно направленные процессы увлажнения -

иссушения, замерзания - оттаивания, нагревания - охлажде-

ния, а также деятельность корневых систем растений и почвен-

ной фауны.

Интенсивно оструктуриванию почвы способствуют корневые

системы растений, особенно густые корни дерновинных злаков.

Пронизывая почву во всех направлениях в пределах корнеоби-

таемого слоя, они разрыхляют ее, уплотняют образующиеся агре-

гаты, оставляют трубчатые ветвистые пустоты после отмирания

и разложения. Аналогично действует и почвенная фауна, особен-

но дождевые черви. Корневая система травянистых растений -

это главный фактор образования водопрочной комковатой или

зернистой структуры гумусовых горизонтов почв.

Упрочнение структурных агрегатов и приобретение ими внут-

реннего строения связано с воздействием специфических частных

почвенных процессов. При этом большую роль играют как фи-

зические адгезионные явления слипания частиц между собой

вследствие наличия- поверхностных сил взаимодействия, так и

цементация при импрегнировании различными химическими со-

единениями - клеящими веществами и цементами.

В качестве структурных клеев или цементов в почвах обычно

выступают гумус, глинистое вещество, гидроксиды железа и алю-

миния, карбонат кальция. Гумус действует обычно в виде гума-

тов металлов: особенно устойчивую структуру дает гумат каль-

ция. Гуматы натрия, обладая большой лиофильностью и под-

вижностью, пептизируют почвенную массу во влажном состоя-

нии, способствуя при высыхании ее слитости и растрескиванию

на грубые столбчатые отдельности. Гуматы железа и алюминия

способствуют упрочнению комковатой или ореховатой структуры

лесных почв, как и призматической структуры иллювиальных

горизонтов. На первых стадиях агрегирования элементарных поч-

венных частиц большую клеящую роль могут иметь живые клет-

ки населяющих почву микроорганизмов, а также продукты их

метаболизма. Бактериальные клетки, как показал Д. Г. Звягин-

цев, интенсивно адсорбируются почвенными частицами, образуя

микроконгломераты, а наиболее мелкие минеральные частицы,

наоборот, могут адсорбироваться на бактериальных . клетках.

В зависимости от характера почвенных агрегатов, их формы

и размера, а также от характера их упаковки в объеме почвы

формируется почвенная порозность - весьма важное свойство

почвы, в значительной степени определяющее ее плодородие.

1.9. Порозность почв

Поскольку любая почва всегда обладает определенной пороз-

ностью вследствие своей структурности, приходится различать

два показателя плотности ее сложения:

- плотность почвы (объемный вес почвы, объемная масса

почвы, кажущийся удельный вес почвы, удельный вес скелета

почвы - все это устаревшие синонимы, употребляющиеся в ли-

тературе) - масса сухого вещества почвы (М) в единице ее

объема ненарушенного естественного сложения (V), выражен-

ная в г/см³ или т/м³:

d_v=M/V;

(2)

— плотность твердой фазы почвы (син.: удельный вес поч-

вы) - средняя плотность почвенных частиц - масса сухого ве-

щества почвы (М) в единице его истинного объема (V_s), т. е. в

единице объема твердой фазы почвы, выраженная также в

г/см³ или т/м³:

d=M/V_s.

(3)

Поскольку порозность почвы определяется соотношением и

взаимным расположением почвенных частиц или их агрегатов и

пустот между ними, общая порозность почвы (в %) может быть

определена путем сопоставления плотности почвы и плотности

ее твердой фазы согласно уравнению

Р=(d-d

)/d • 100,

(4)

получаемому из простого представления о том, что объем почвен-

ных пор V

= V- V, а порозность (в %) Р = ( V - V)/V • 100.

Порозность почвы, а соответственно и ее плотность - величи-

ны динамичные и могут существенно меняться в зависимости

от состояния почвы. В частности, сильное воздействие на эти па-

раметры оказывают машинная обработка почв (вспашка, культи-

вация, прикатывание), орошение, проезд машин по поверхности.

Динамичны они и в процессе почвообразования. Поэтому, говоря

о плотности какой-то почвы, скажем

1,2 г/см³, имеют в виду

либо ее значение в данный момент, либо некоторую равновесную

плотность.

Общая порозность почвы складывается из порозности ее агре-

гатов и пор между агрегатами. Порозность отдельного агрегата

(Рагр, %) определяется по формуле

агр

= (I - M

агр

d)•100 (5)

где М_агр -масса сухого агрегата, г; Vагр - его объем, см3.

Соответственно порозность всех агрегатов почвы (в%) может

быть определена как

Σагр

=(Рагр(100-Р)/(100-Рагр).

(6)

Межагрегатная порозность (в%) тогда определится из уравне-

ния

магр

=P-P

Σагр

(7)

Приведенные уравнения для агрегатной и межагрегатной

порозности справедливы лишь в том случае, если вся почва хо-

рошо и полностью агрегирована; если имеется в почве распылен-

ная неагрегированная часть, приходится вносить поправку на

содержание агрегатов в общем объеме почвы, что можно сделать

на основе данных структурного анализа.

Поскольку вода и воздух в почвенных порах являются анта-

гонистами (чем больше воды в почвенных порах при их неизмен-

ном объеме, тем меньше воздуха, и наоборот), важно знать

соотношение пор, занятых водой и воздухом в тот или иной мо-

мент или в том или ином состоянии, которое определяется влаж-

ностью почвы.

Относительный объем пор, занимаемых прочносвязанной во-

дой (в%):

мг

=(W

мг

•d

)/1,5,

(8)

где Wмг - максимальная гигроскопичность почвы, % по массе;

1,5- плотность прочносвязанной воды.

Относительный объем пор, занятых рыхлосвязанной водой

(в%):

=(0,5W

)/1,25=(W

-W

/1,25,

(9)

св

мг

зав

мг

где W_зав-влажность завядания,

% по массе;

1,25 - плот-

ность рыхлосвязанной воды.

Наконец, относительный объем пор, занятых капиллярной

водой (в%):

Рк а п =(Wн в -1,5Wм г )dv =(Wн в -Wз а в )dv ,

(10)

где W_нв- наименьшая влагоемкость почвы (см. гл.

6),

% по

массе.

Общая порозность, занятая разными категориями воды или

при различной влажности почвы (в%), соответственно составит:

=Р

+ Р

(11)

мг

рсв

кап

Тогда порозность аэрации (в%) будет равна:

=Р-P

(12)

а э р

Описанное соотношение различной порозности почв было раз-

работано Н. А. Качинским под названием дифференциальной

порозности почвы.

Почвы довольно существенно различаются между собой по

порозности; различна порозность почв и в разных горизонтах

профиля (табл. 3).

В общем случае можно сказать, что чем больше в почвах

органического вещества, чем лучше они оструктурены, тем выше

их общая порозность, а следовательно, тем лучше их водно-

физические и воздушно-физические свойства, определяющие пло-

дородие. Однако существенные поправки в это общее положе-

ние может внести соотношение между внутри- и межагрегатной

порозностью, крупными и тонкими порами. Важное значение

имеет и реальная конфигурация почвенных пор, связанных с их

происхождением в почвенной массе:

- плоскопараллельные трещины (поры растрескивания, упа-

ковки) - это крупные поры с относительно параллельными стен-

ками, вытянутые в одном направлении, формирующиеся в ре-

зультате сжатия (усадки) почвенной массы в процессах увлаж-

нения - обсыхания, нагревания - охлаждения, замерзания -

оттаивания, просадки. Они могут быть ориентированы вертикаль-

но, горизонтально, косо или образовывать сеть разной густоты;

трещины составляют основной объем межагрегатной порозности;

- нерегулярные поры (поры растрескивания, упаков-

ки) - вытянутые или компактные пустоты неопределенной фор-

мы, открытые или замкнутые, внутри агрегатов или между ними;

- камерные поры (поры упаковки, выщелачивания, газовы-

деления) - округлые относительно крупные поры внутри агрега-

тов;

- пузырьковые поры (поры выщелачивания, газовыделе-

ния) - округлые очень мелкие поры внутри агрегатов, имеющие

форму сфер или эллипсоидов;

- трубчатые поры (норы-ходы) - более или менее цилиндри-

ческие, вытянутые в одном направлении поры, простые или ден-

дритовые, закрытые или открытые, ориентированные в разных

направлениях.

Общая характеристика почвенных пор была дана Н. А. Ка-

чинским, который выделял: микропоры диаметром до 0,01 мм;

тонкие капиллярные поры внутри комков диаметром более 0,01 мм.

Т а б л и ц а 3. Общая порозность (скважность) разных типов почв

Дерново-

Торфяная

Обыкновен-

Южный су-

подзолистая

почва Мур-

ный суглини-

глинистый

Глубина, см

супесчаная

суглинистая

манской об-

стый черно-

чернозем

почва Архан-

почва Мос-

ласти

зем Воронеж-

Одесской

гельской

ковской об-

ской об-

области

ласти

гори-

пороз¬

гори-

мороз-

гори-

пороз¬

гори-

пороз¬

гори-

пороз¬

зонт

ность,

зонт

ность,

зонт

ность,

зонт

ность,

зонт

ность,

0-10

54,6

Ар

48,9

Т'

90,5

Ар

62,8

Ар

57,3

10-20

47,9

48,9

90,5

61,7

52,1

20-30

41,4

41,8

88,6

63,0

51,6

30-40

В1

42,9

41,8

88,6

58,9

50,8

40-50

В2

41,0

В1

39,4

T'"

91,2

АВ

59,4

АВ

49,6

50-60

39,6

39,4

91,2

52,7

46,7

Почвоведение. Почва и почвообразование (Том 1, 1988 год) - часть 1