06. Время как фактор почвообразования. Временные изменения почв и их плодородия
Совершенно особый фактор почвообразования – время. Все процессы, протекающие в почве, совершаются во времени. Чтобы сказалось влияние внешних условий, чтобы в соответствии с факторами почвообразования сформировалась почва, требуется определенное время. Так как географические условия не остаются постоянными, а меняются, то происходит эволюция почв во времени.
Возраст почвы – продолжительность существования почвы во времени. Поскольку природный процесс почвообразования совершается во времени, то возраст почв имеет большое значение в их эволюции. Само время не может изменить характер почвообразования, но эффект воздействия каждого фактора или их совокупности проявляется именно во временном аспекте. Таким образом, почва как природно-историческое тело имеет возраст. Различают абсолютный и относительный возраст почв.
Абсолютный возраст – это время, прошедшее от начала формирования почвы до стадии ее развития. Чем раньше территория освободилась от моря или ледника и, следовательно, чем раньше материнская порода этой местности стала подвергаться разрушению, тем больший возраст будут иметь почвы. И наоборот, молодыми будут почвы, где почвообразовательный процесс начался относительно позже. Наиболее древние – это почвы южных широт (Южной Америки, Юго-Восточной Азии – 2 – 30 млн. лет), более молодые – средних и северных широт (10 тыс. лет), самыми молодыми являются почвы на аллювиальных отложениях по берегам рек, на отмелях.
Относительный возраст характеризует различия в скорости почвообразования почв одной территории с одинаковым абсолютным возрастом в зависимости от рельефа и характера материнских пород, от целенаправленного воздействия антропогенного фактора. Поэтому они могут быть на разных стадиях развития.
Каждый новый цикл почвообразования (сезонный, годовой, многолетний) вносит определенные изменения в преобразование минеральных и органических веществ в почве. Степень накопления веществ в почве или их вымывания может определяться продолжительностью этих процессов, Исследованиями установлена продолжительность протекания отдельных процессов почвообразования. Так, определенный уровень накопления, гумуса в почве устанавливается из 100–600 лет. На молодых горных моренах, отложениях спущенных озер достаточно сформированная почва образуется за 100–300 лет.
Время как фактор почвообразования. С историей развития земной поверхности и временем почвообразования неразрывно связано формирование почв и почвенного покрова. В. В.Докучаев, его ученики и последователи — С. С. Неуструев, П. С. Коссович, В. В. Геммерлинг, К. К. Гедройц, В. Р. Вильяме и др. — уделяли проблемам эволюции и возраста почв большое внимание.
В. Р. Вильямс идею развития почв во времени воплотил в учение о едином почвообразовательном процессе. Все разнообразие почв он рассматривал как «отдельные, генетически связанные между собой стадии одной общей, грандиозной по своей протяженности во времени и пространстве истории воздействия биологических элементов природы на поверхностные слои земной суши». По В. Р. Вильямсу, почвы эволюционировали в такой последовательности: пустынный процесс—подзолистый—дерновый—степной— пустынный—подзолистый и т.д. Несмотря на то что идея Вильямса о бесконечном развитии почв не нашла подтверждения, она представляет бесспорную ценность.
Б. Б. Полынов, подводя итоги достижениям русского почвоведения в области эволюции почв, фактически создал новый раздел почвоведения — палеопедологию. При анализе почвенного профиля он предлагал особо выделять остатки горизонтов, образовавшихся в предшествующие фазы почвообразования.
В работе «Почва и циклы эрозии» (1922) С. С. Неуструев выделял стадии почвообразования, связанные с геологическими эрозионными циклами на земной поверхности — эволюцией рельефа. С каждым новым циклом развития в почве накапливаются определенные изменения, которые в совокупности приводят к ее поступательному развитию.
А. А. Розанов выделил три цикла в жизни почвы — малый, большой и геологический. В малом цикле почва саморазвивается при относительно неизменных биоклиматических условиях. Например, прогрессирующее засоление или рассоление почвы. Большой цикл почвообразования связан с изменением ландшафта — биогеоценоза вследствие геоморфологических, климатических, эпейрогенических процессов. Наиболее ярко эти процессы выражены на примере развития поименно-долинного комплекса рельефа, перехода аллювиальных пойменных почв в зональные на надпойменных террасах. Геологический цикл почвообразования определяется новой геологической эпохой. Например, остаточные аллитные коры выветривания в Средней Азии свидетельствуют о том, что в третичном периоде здесь были субтропические и тропические леса с латеритами, красноземами и коричневыми почвами. Новый геологический цикл сменил тропическое почвообразование на пустынное.
Развитие почв во времени. Для понимания эволюции почв и почвенного покрова важную роль играют исследования погребенных почв, реликтовых признаков почвенных горизонтов и почв в целом. Изучение ископаемых почв (палеопочв) дает очень ценный материал для суждения о географической обстановке минувших эпох. Ископаемые почвы существуют почти везде, где происходили резкие изменения в осадконакоплении, связанные с тектонической деятельностью, оледенением, миграциями пойм и дельт и т. п. железистых, карбонатных и других аккумулятивных горизонтов в почвах, наличие кротовин несовременного происхождения и т.д.
Наиболее часто реликтовые признаки свидетельствуют о сменах гидрологического режима (палеогидроморфизм) обычно под влиянием смены климата. К реликтам гидроморфизма можно отнести следующие признаки:
- прослои гальки, гравия, песка в почвах, особенно часто встречающиеся на пролювиальных равнинах;
- слоистость;
- оглеенные горизонты в средней и нижней частях профиля;
- горизонты аккумуляции гипса и легкорастворимых солей в почвах (если они развиты на первоначально незасоленных породах).
В целом можно отметить, что в процессе эволюции почвы сохранили в себе все свойства, приобретенные на прежних этапах развития. Причем сами почвы, как правило, не адекватны современным условиям почвообразования. Они не поспевают за изменениями почвообразующих факторов и это запаздывание охватывает целые эпохи в эволюции почв.
Источник
Изменение почв во времени (эволюция почв)
Мы ознакомились вкратце с главнейшими почвами нашей страны. Но не нужно думать, что почвенный покров СССР, как и всего земного шара, остаётся неизменным.
Свойства почвы зависят от климата, растительности и других причин. Но ведь и сами эти причины не остаются постоянными на земле. Так, климат на земле менялся много раз, изменялись рельеф и растительность, изменялись животные и те породы, из которых образуются почвы.
На севере СССР, в Арктике, где сейчас нет лесов и где развиваются лишь мхи, скудные травы и кустарники, мы находим в земле залежи каменного угля, образовавшегося из пышной лесной растительности. В Сибири неоднократно обнаруживали под снегом и льдом трупы мамонтов. Эти, как и некоторые другие, признаки показывают, что в нашей Арктике многие тысячи лет назад был другой, более тёплый климат, другая, нежели сейчас, растительность, другие животные. Затем здесь наступило похолодание. А в настоящее время советские учёные отмечают новое постепенное потепление на севере.
Итак, причины, от которых зависит образование почв, во времени меняются, а значит меняются и сами почвы.
Жизнь почвы в течение года. Необходимо, однако, отметить, что и при неизменном климате в почве идут непрерывные процессы, приводящие к изменению её.
Чтобы пояснить, как это происходит, опишем жизнь почвы в течение года, взявши для примера хотя бы подзолистую зону.
Случалось ли вам в начале или средине марта бывать в лесу или в поле где-либо под Москвой или в областях Смоленской, Калининской, Ивановской, Ярославской и других? В это время ещё много снега, но в полдень уже по-весеннему начинает пригревать солнце. В тихий день на лыжах можно прогуливаться без рубашки и загорать. Присядьте (конечно, одевшись) на опушке леса или у оврага, занесённого снегом, понаблюдайте природу. Снег подтаивает с поверхности, пропитывается водой, уплотняется, садится. В тихий день можно слышать его шелест. Черпните рукою горсть снега и всмотритесь в неё; вы заметите бегающих мелких чёрных букашек: это скорпионные мухи — предвестники близкой весны. На поверхности снега уже жизнь, а почва под ним на полях ещё скована мёрзлым слоем, и всё живое в ней по-зимнему спит.
В лесу, особенно в лиственном, снега за зиму накопилось больше, да и лёг он на лесную подстилку из травы и листьев. Под таким покровом здесь почва теплее, и потому она промерзает меньше, чем в поле, а иногда и совсем не промерзает. В таком случае жизнь в лесной почве не прекращается нацело и зимой: снимите в холод с такой почвы снег и листья, и вы увидите дождевых червей, извивающихся на морозе.
В описываемую пору колхозник торопится по санному пути закончить вывозку в поля навоза, компоста, извести, золы и прочих удобрений, причём, опасаясь потери питательных веществ, складывает навоз в крупные кучи, а минеральные удобрения перекрытиями защищает от размыва и промыва водой.
Идут дни. Чернеет дорога, и через неделю-две на косогорах и возвышенностях появятся первые проталины — излюбленные места чудесного глашатая весны — жаворонка.
Уж прилетели грачи — эти столь же шумливые, сколь и полезные для земледельца птицы. Оставшийся снег теперь потемнел, намок, уплотнился, прижался к земле. По низинам стоит вода. Прыгает трясогузка, которая, как говорят, «хвостом лёд ломит». На ручьях и речках лед посерел, вздулся, местами на разводьях играет жёлтыми и лиловыми тонами. Скоро вскроет, взбугрит и понесёт его талая вода.
По ночам ещё бывают заморозки, но солнце осиливает их с каждым днём. Проталины растут; шумят потоки; оттаивает с поверхности почва. В ней пробуждается жизнь. Почва пахнет теперь особенно, по-весеннему. Этот запах зависит от выделений особых лучистых грибков, живущих в почве и называемых актиномицетами.
Талая вода промывает почву, растворяет различные питательные вещества, перегной и соли, о которых мы говорили ранее. Часть воды сбегает в низины, смачивает остатки снега и, замерзая здесь по ночам, может образовать вредоносную ледяную корку. Колхозники обходят поля, спускают с низин избыточную воду, направляя её в канавы, чтобы защитить драгоценный пахотный слой от смыва и размыва.
На межниках, на опушке леса, вдоль канав покраснели стволы вербы, и она распушает свои головки. Чаща лесных стволов, особенно осинник и березник, также зарделась зеленовато-лиловыми тонами. В лесу тает снег, но водных потоков здесь меньше, чем в полях: снег в лесу сходит медленней. Его защищают от солнца деревья. Да и почва здесь талая. Она хорошо принимает воду и промывается ею.
К середине апреля, а бывает и ранее, мы без сожаления прощаемся со снегом. Он цепляется за овраги и северные склоны. Ему приходит на помощь «молодой» весенний снег, несомый апрельскими северками, но всё равно дни снега сочтены. Первые яркие, горячие лучи солнца погубят его. Он пролежит ещё несколько дней в глубоких трещинах или под крутым северным навесом, закрытым старой, замшелой елью, — и всё-таки растает.
В глубине полевой почвы ещё неделю-полторы может сохраниться мёрзлая прослойка, а на поверхности её уже властно проявляется жизнь. Почва слегка подсыхает. Пробуждаются озими. Теперь цветёт и волнующе пахнет верба. По крутосклонам золотится мать-мачеха, вырезаются клевер и манжетка, а к концу месяца лиловеют медуница и хохлатка. Изредка в воздухе мелькают пёстрая крапивница и жёлтая лимонница. Появляется первая пчёлка, а за ней и шмель.
В лесу — птичий гомон. В конце апреля — начале мая впервые крикнула кукушка. Там уже тронулись в рост и подснежник, и душистая фиалка (на вырубках и в редколесье), и волчье лыко, и ветряница, и первые листы сныти, копытня, майника, и мох, и вейник, и десятки других растений, которые в мае разовьются и заблагоухают под его пологом.
Зашевелились муравьи в своих кучах, проснулся ёж и везёт на иглах прошлогодние листья. Токуют бекас, глухарь и тетерев. Хлопочут у своих гнёзд грачи. На зорях слышатся волнующие трели малиновки, зяблика, дрозда, репела.
Невыразимо хороша в это время наша северная, ранняя весна. Она — и на земле, и в прозрачном, ещё холодном воздухе, и в небе, по которому днём и ночью с криком тянутся на север нескончаемые вереницы птиц, а вечерами и по утрам — вальдшнеп.
Спешно идёт бороньба озимей. По утрам (по морозцу) к ним подсевается тимофеевка и клевер. Начинается выборочная пахота: перепашка зяби, где почва заплыла и уплотнилась; подъём полей под яровые, не вспаханных с осени; внесение навоза, компоста, золы и прочих удобрений перед посевом; известкование полей там, где оно намечено. И чем лучше подготовился земледелец зимой, чем налаженней у него инвентарь, чем больше у него удобрений, тем смелей забирает он глубину на подзолистой почве, чтобы быстрей окультурить её, чтобы скорей побороть природное малоплодие подзолистого горизонта и создать на месте его глубокий, структурный, плодородный пахотный слой.
Почва ещё холодна. Обитатели её, в том числе бактерии, усваивающие азот из воздуха и образующие аммиак и селитру, только пробуждаются. А сорняки уже не дремлют и стремятся захватить лучшие земли, отнять их у культурного растения. Там и сям появляются пырей, мокрица, сурепка — «жёлтая опасность» — и прочие, иссушающие почву и отнимающие питательные вещества у культурных растений. Пока они не забрали силу, задача колхозников уничтожать их всеми средствами: где своевременной и культурной пахотой, где лущением, где прополкой вручную.
Теперь, как говорят, день год кормит.
В конце апреля, начале мая — подкормка озимых, сев ранних яровых — овса, моркови, свёклы, гороха и других, а вслед за ними и пшеницы, и картофеля, и прочих культур наших полей.
Уж гремели первые майские грозы. Почва омылась весенним дождём, отогрелась и несколько подсохла. Она «дышит» тёплым весенним воздухом. Все обитатели её набирают силу и торопятся жить. Растения расчленяют почву своими корнями и захватывают всё большую её толщу, стремясь получить необходимые для себя воду, воздух, питательные вещества. Корни выделяют различные кислые продукты и растворяют ими минеральную часть почвы. Живут, размножаются бактерии, разлагают части ранее отмёрших растений и животных, превращают их в перегной, сами умирают, истлевают. Одни из них обогащают почву азотом, другие, если почва плохо обработана, сыра и холодна, отнимают у растений селитру, разлагают её, при этом освобождающийся азот снова улетает в воздух и таким образом бесполезно теряется для растений.
На почву выпадают дожди, омывают почвенные частички, образуют почвенный раствор, который частью питает растения, частью уходит за пределы корнеобитаемой толщи.
День за днём в почву отправляются тёплые волны, приходящие на землю с солнечными лучами. Смена температур, как и влажности, ускоряет выветривание минеральных частиц почвы и образование перегноя. Почва живёт полной жизнью, а с нею вместе — на ней и в ней — живут растения. В лесах отцветает душистая черемуха и говорит о конце весны.
Уже в мае подняты пары, закончен посев гречи, посев и посадка овощей. В июне, кроме паровых, все поля зеленеют, а выше всех стоят зелёною стеною, выходят в трубку и зацветают озимые — пшеница, рожь.
В пёстрый наряд изукрасились луга. Здесь и белоус, и душистый колосок, и полевица, щучка, тимофеевка и лисохвост, костёр, ежа сборная, клевера, белые ромашки, лиловые колокольцы, красные смолёвка и гвоздика и много других цветов, делающих наши северные неувядаемые луга столь прекрасными.
Теперь «заря с зарёй сходится»; неумолчно поёт жаворонок; по ночам кричат дергач и перепел; допевает свою песню соловей. Последние дни в лесу стонет кукушка. Невольно вспоминаешь слова поэта: «Кукуй, кукуй, кукушечка! Поспеет рожь высокая, подавишься ты колосом — не станешь куковать…» (Некрасов). А человеку в труде раздолье, ибо долог день. Идёт прополка, подкормка, а временами и полив различных культур, ведётся настойчивая культивация паровых полей, чтобы освободить землю от сорняков, чтобы оструктурить её, накопить побольше пищи для озимых культур, сохранить для них влагу. Идёт подготовка к косовице и жнитву.
Июль — наибольший расцвет жизни почвы, начало уборки урожая. В воздухе пахнет спелой рожью, скошенной травой. Почва тепла, как никогда в году. Участившиеся дожди пополняют в ней запас влаги. Пышно развились бактерии, почвенные грибки, дождевые черви, множество всевозможных насекомых и их личинок и землерои, если их не сумел уничтожить человек (мыши, кроты и пр.). Всё это движется, ест, дышит, размножается, умирает, разлагает одни органические остатки и создаёт другие. Наивысшего развития достигли и корни почти всех растений. В подзолистой почве, из-за бесплодия подзолистого, белёсого горизонта, главная масса их собрана в пахотном слое. Но отдельные корни, по червоточинам и трещинам, уходят в почву на глубину 50, 100, 200 и более сантиметров.
Под влиянием всего живого, при смене температур и влажности, под влиянием человека почва тоже каждодневно меняется. Не успеют образоваться в ней питательные вещества, как их потребляют растения и невидимые обитатели почвы. Но и растения, и бактерии, и грибки в свою очередь, как мы описывали выше, способствуют обогащению почвы перегноем и различными питательными веществами.
Особенно много их накапливается на паровых полях, где нет потребителей пищи — растений. Например, селитры в пару в июле в десятки и сотни раз больше, чем её было в почве в апреле. Много на паровых участках и влаги. Всё это сберегается для озимых культур, посев которых после двойки пара и предпосевной обработки будет произведён в первой половине августа.
В августе заметно короче становятся дни и прохладней зори. Смолк наиболее упорный певец полей жаворонок, а в лесу птичий гомон прекратился ещё ранее. Пернатые гости вывели птенцов и теперь выкармливают их, гуртуются и постепенно готовятся к отлёту.
От зари до зари идут полевые работы: уборка колосовых, овса, гречи, ранних огородных культур. Уже отцвёл картофель, уж налились мясистые корни свёклы и брюквы, завилась в кочаны капуста.
Во второй половине августа впервые иногда посещают почву лёгкие морозцы-утренники и как бы подгоняют хозяина торопиться с полевыми работами. Постепенно стынет и почва, и напряжение жизни в ней ослабевает. Истлевают корни убранных растений. Глубже забираются в почву дождевые черви и насекомые, реже появляясь на поверхности; менее подвижными и жизнедеятельными становятся почвенные грибки и бактерии. И хотя впереди будут ещё тёплые дни и «бабье лето» с паутинкой, всё живое в почве постепенно готовится к зиме.
Чаще стали заморозки в сентябре. Почернели верхушки ботвы картофеля. Нередко по утрам морозным инеем серебрится капуста. Ловит колхозник ясные дни, чтобы посуху убрать картофель, брюкву, репу, свёклу, чтобы закончить вторую за лето косовицу клевера.
И когда опустеют убранные поля, когда срежут наиболее выносливую к заморозкам культуру — капусту, когда свежим изумрудом зелени разовьются озими, когда тёмными квадратами ляжет зяблевая пахота, постепенно замрёт в октябре и жизнь почвы.
Под пологом леса, под тёплой подстилкой из листьев, хвои, мха и трав она продлится несколько долее, но и сюда неотвратимо врывается дыхание осени.
Давно умолкли и улетели пернатые гости. Загорелись «костры» осины, берёзы, клёна и лип. Сухой лист валится на землю. Теряет свою былую красу лес. Наступило время, о котором великий Пушкин сказал:
«Унылая пора, очей очарованье!
Приятна мне твоя прощальная краса.
Люблю я пышное природы увяданье,
В багрец и золото одетые леса».
В ноябре почва покроется мёрзлой коркой и до весны уснёт под снегом. Теперь в ней будет лишь передвигаться вода в парообразной форме из более тёплых нижних слоёв вверх, да накапливаться лёд в поверхностных её горизонтах.
Так, день за днём, месяц за месяцем, годами живёт почва, непрерывно меняя свои свойства, переходя из одной стадии развития в другую. Мы описали жизнь подзолистой почвы в течение года. Но если проследить её не год, а много лет, особенно в тех местах, где человек меньше трогает почву, как, например, в лесу, то можно отметить, что почва, изменяя свои свойства во времени, становится разной. Среднеподзолистая почва, подвергаясь каждодневному вымыванию, выщелачиванию, с годами переходит в сильно подзолистую и подзол — самую бесплодную, самую вымытую почву. А подзол (он обычно залегает в равнинных, бессточных местах) постепенно заболачивается. Корни растений на такой почве не идут в глубь подзолистого белёсого, бесплодного слоя. Они стелются близ поверхности почвы, образуя плотную дернину. Вода через уплотнённую дернину с трудом проникает вниз. Она, скапливаясь на поверхности, препятствует проникновению в почву воздуха. Почва живёт «ненормальной» жизнью: она «задыхается», заболачивается. На ней исчезает лес, исчезают луговые травы, появляются осоки, тростник, камыш, потом мох. Вместо леса, луга образуется болото.
В жизнь почвы разумно и властно вмешивается человек.
Обрабатывая и удобряя почву, осушая болота, орошая пустыни и т. д., человек в несколько лет, на наших глазах, переделывает почву, приспосабливает её для своих нужд. В СССР, как мы уже отмечали, переделка почвы должна идти лишь в одном направлении — это путь непрерывного повышения плодородия социалистических полей.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник