В.Д. Наумов

География почв

(Общая часть)

Учебник

ebooks@prospekt.org

Информация о книге

УДК 551.5(07)

ББК 26.23

Н34

Автор:

Наумов В. Д. — доктор биологических наук, кандидат сельскохозяйственных наук, декан факультета почвоведения, агрохимии и экологии РГАУ—МСХА имени К. А. Тимирязева, профессор кафедры почвоведения, геологии и ландшафтоведения.

За большой личный вклад в деле подготовки специалистов для агропромышленного комплекса страны и активную научно-педагогическую деятельность В. Д. Наумов в 2004 г. был награжден Почетной грамотой Министерства сельского хозяйства Российской Федерации, в 2011 г. ему присуждено почетное звание «Заслуженный работник высшей школы РФ», в 2012 г. награжден Благодарственным письмом Министерства сельского хозяйства РФ, в 2014 г. — Почетной грамотой Министерства образования и науки РФ, в 2016 г. получил Благодарность Председателя Государственной Думы Федерального Собрания РФ С. Е. Нарышкина, в 2017 г. удостоен звания лауреата премии академика В. Р. Вильямса 2017 г.

В учебнике изложены основные вопросы общей части дисциплины «География почв». Раскрыто содержание, методы, методология, задачи дисциплины, морфологические признаки почв, структурные уровни организации почв и почвенного покрова. Изложены основные положения теории генезиса, характеристики почвообразовательных процессов. Рассмотрены современные классификационные построения в работах российских и зарубежных почвенных школ, дана корреляция классификации почв России и мировой реферативной базы (WRB). Изложены основные законы географии почв, учение о факторах почвообразования, о почвенно-географическом районировании. Большое внимание уделено структуре почвенного покрова (СПП) и методам ее изучения.

Учебник рассчитан на широкий круг читателей – студентов, аспирантов, научных работников, преподавателей, специалистов-почвоведов. Рекомендован для подготовки бакалавров, магистров, обучающихся по направлению подготовки 35.03.03 «Агрохимия и агропочвоведение».

УДК 551.5(07)

ББК 26.23

© Наумов В. Д., 2017

© ООО «Проспект», 2017

Введение

Одним из основных направлений развития науки о Земле в настоящее время стал поиск решения проблемы оптимального землепользования, адаптированного к природным условиям. Очевидно, что фундаментальной научной базой для этой работы должно стать знание законов возникновения, функционирования, эволюции, структурной организации и географии природных и антропогенных ландшафтов и экосистем. Только знание общих законов позволяет надежно прогнозировать явления, глобальные по мощности и масштабам, которые наблюдаются в биосфере. Это поняли не только ученые, но и ведущие политики и бизнесмены. Во всем мире приоритетно финансируемыми становятся межнациональные программы, нацеленные на поиск фундаментальных эколого-географических закономерностей. Все это в полной мере относится к нашей стране с ее гигантскими просторами, широким диапазоном природных условий, тесными ландшафтно-географическими и хозяйственно-экологическими связями между регионами и оставляющей желать лучшего культурой экологических знаний на всех уровнях «принимающих решения».

Почвоведение как фундаментальная наука естественным образом объединяет и синтезирует методологические основы всего комплекса наук о Земле и биосфере. Почвоведение можно рассматривать как научную базу для познания закономерностей формирования, функционирования и пространственной организации экосистем во всем их природном и антропогенном разнообразии. Почва, находясь в фокусе всех природных взаимодействий, играет особую роль среди всех природных компонентов — роль зеркала и памяти ландшафта.

Почвоведение изучает все природные и антропогенные тела, которые выполняют основные биосферные функции почв:

• обеспечивают существование растительных организмов как первого и поэтому главнейшего звена трофических цепей, т. е. обеспечивают само существование биосферы;

• служат экраном, ослабляющим все негативные по отношению к биосфере природные (в том числе космические) и антропогенные воздействия.

Почву нужно рассматривать как сложную динамическую самоорганизующуюся и саморазвивающуюся систему открытого типа, которая в процессе функционирования осуществляет обмен информацией (веществом и энергией) с другими системами: атмосферой, литосферой, гидросферой, биосферой. Это взаимодействие может быть изучено на любом уровне структурной организации: от геосферного (как взаимодействие педосферы с атмосферой, гидросферой, биосферой и литосферой) до уровня почвенного индивидуума и внутрипрофильного уровня. Почва может рассматриваться, с одной стороны, как сложная система, состоящая из подсистем (морфонов, горизонтов, педов и т. п.), с другой стороны, как подсистема более сложных систем: биосферы, экзосферы, литосферы. Все эти подходы для почвоведения достаточно традиционны как в теоретическом, так и в методологическом плане.

Как фундаментальная наука почвоведение состоит из комплекса направлений. В самостоятельные направления почвоведения выросли физика почв, химия и физикохимия, биология и микробиология почв, учение о динамике почв и почвенных режимах, география и картография почв. Развивается математическое моделирование почвенных процессов, изучаются балансы веществ и энергии в почвах как части экосистем. Оформились и крупные прикладные отрасли почвоведения для сельского и лесного хозяйства, ирригации, гражданского и промышленного строительства, транспорта, поисков полезных ископаемых, здравоохранения и охраны окружающей среды. Это агропочвоведение и агрохимия, лесное почвоведение, мелиоративное почвоведение, грунтоведение, санитарное почвоведение и т. д.

География почв — наука, исследующая закономерности пространственного распространения почв и их связь с факторами почвообразования. География почв изучает строение почвенного покрова на различных уровнях: от глобального (география почв мира) до локального, где размеры объектов измеряются гектарами и квадратными метрами.

В географии почв выделяют две части:

1) общую, включающую изучение законов, принципов, методов и методологию географии почв, учение о факторах почвообразования, классификацию почв, почвенно-географическое районирование и т. д.;

2) специальную, включающую изучение генезиса почв (происхождение, образование и развитие почв), почвообразовательные процессы, строение почвенных профилей, состав и свойства почв, их режимы, характеристику почв и почвенного покрова земли, ее континентов, отдельных стран и регионов и т. д.

Локальному уровню изучения почвенного покрова в географии почв соответствует отдельный раздел — учение о структуре почвенного покрова, которое исследует геометрический рисунок элементарных ареалов почв и их комбинаций, их зависимости от мезо- и/или микрорельефа и от почвообразующих пород. Итоги исследования в области географии почв отображаются на почвенных картах.

Дисциплину «География почв» по праву называют основополагающей. Именно в курсе географии почв студент получает знания о географическом распространении почв в регионах, областях, краях, республиках, государствах. «Душой» этой дисциплины является учение о факторах почвообразования. Все огромное разнообразие почв на земной поверхности образуется в результате взаимодействия факторов почвообразования. Под их влиянием формируется почвенный профиль с системой генетических горизонтов, протекают почвообразовательные процессы, почва приобретает свои специфические черты, свойства, режимы, плодородие. По аналогии с законом периодичности химических элементов Д. И. Менделеева В. В. Докучаев отмечал, что «если мы вполне изучим эти факторы, уже наперед можно предсказать, какова может быть почва». Исходя из положения, что почва есть функция факторов почвообразования, В. В. Докучаев предложил классификацию почв, в которой были выделены группы почв по условиям залегания, классы по происхождению, типы по климатическим особенностям местности и характеру почвенного гумуса и разновидности по гранулометрическому составу. Познание особенностей строения, состава и свойств почв нельзя отделить от изучения процессов почвообразования, их сущности, направления, интенсивности, которые изучаются в тесном взаимодействии с факторами почвообразования.

Сопоставление изменений морфологического профиля почв, их химических, физико-химических и физических свойств с изменением факторов почвообразования позволяет установить связи между почвой и окружающей средой, вскрыть причины, приведшие к образованию почв, выявить закономерности изменения в пространстве самих факторов и связанных с ними почв. Лишь на основании такого всестороннего сравнительно-географического анализа можно составить почвенную карту со строго обоснованными, не случайными почвенными контурами, вскрывающую все разнообразие свойственных данной территории почв и закономерности их распределения.

География почв тесно связана с геоморфологией, климатологией, геохимией, ландшафтоведением, геоботаникой и другими науками. Она играет большую роль в народном хозяйстве и является основой учета земельных фондов, планирования рационального размещения сельскохозяйственного производства, а также разработки мероприятий по мелиорации почв и повышению их плодородия.

История изучения почв и почвенного покрова

География почв — это область почвоведения, изучающая общие закономерности распределения почв, а также почвенный покров отдельных регионов мира.

Додокучаевский период развития географии почв

Начало накопления географических знаний о почвах относится к очень далеким временам возникновения первых приречных земледельческих цивилизаций — Древнего Египта, Месопотамии, Индии, Китая, Средней Азии. В сочинениях древнегреческих философов Аристотеля и Теофраста встречается разделение почв на прекрасные, хорошие, плодородные, приемлемые, истощенные, бедные, бесплодные.

В России древнейшие сведения по географии почв содержались в так называемых писцовых книгах, которые велись в ХV–ХVII вв. Книги были необходимы для правильного расчета налогообложения. По опубликованным в настоящее время Приправочным спискам с писцовых книг XVI в. по отдельным уездам (например, Звенигородского уезда 1558–1560 гг., 1992, цит. по: Строганова, 2010) можно судить о высоком уровне кадастровой культуры чиновников. В «Приправочных книгах» учитывались категории земельных угодий (пашни, луга, леса, болота) и непременно указывалось их качество. Так, пашни делились по качеству земель в 4-балльной системе: добрая, середняя, худая и добре-худая.

Некоторые элементы показа земельных угодий с отражением качества почв были на планах «Генеральное межевание» в России в 60–70-х гг. XVIII в. Военно-топографические карты губерний содержали сведения о почвенном покрове: песчаные почвы, болота и заболоченные почвы, солончаки, речные поймы, овраги, пашни, луга, лесные массивы.

В 1838 г. Министерство государственных имуществ приступило к кадастровым работам на базе налоговой реформы (сбор налогов не подушный, а с земли). Были созданы кадастровые отряды, которые наносили почвы на карты и обобщали по губерниям. С 1838 по 1867 г. были составлены карты по 16 губерниям европейской части России. В. В. Докучаев в 1879 г. высоко оценил эти материалы как первоисточники изучения российских почв. Почвы оценивались сравнительно: лучшие, худшие и т. д., но уже применялись такие понятия, как суглинок, глина, чернозем.

Выдающийся вклад в науку о почве в XVIII в. внес наш великий соотечественник М. В. Ломоносов в своей знаменитой книге «О слоях земных» (1763), где он изложил свои взгляды на происхождение, свойства и географическое разнообразие почв. Почва, по Ломоносову, «не первообразная и не первозданная материя», а особое геобиологическое тело. Она образовалась «долготою времени» в результате воздействия выветривания и живых организмов на горные породы, даже в том случае, если они представляли собой первоначально «каменные голые горы». Важнейшая составная часть почвы — перегной — продукт биологических процессов: «Его происхождение не минеральное, а из двух протчих царств натуры, из живого и растительного, всяк признает» (цит. по: Крупенников, 1981, с. 104).

Ломоносов под черноземом понимал и почвенный перегной, и самый верхний ярус геологического разреза, и темную плодородную почву, не сужая ее до тех рамок, которыми ограничивается современный черноземный тип почвообразования (Ломоносов, 1949, с. 25).

В. В. Докучаев в связи с этим писал: «Ломоносов давно изложил в своих сочинениях ту теорию, за защиту которой я получил докторскую степень, и изложил, надо сказать, шире и более обобщающим образом» (Докучаев, 1951, с. 280). Огромная заслуга Ломоносова в том, что именно он ввел в научный оборот термин «чернозем», пояснил его теоретический смысл, обратил внимание на геологическое и агрономическое значение. В. И. Вернадский считал Ломоносова не только первым русским почвоведом, но и первым почвоведом вообще (Вернадский, 1926).

Возникновение географии почв по времени можно совместить с началом картографических исследований, носивших на первых этапах обзорный экспертный характер.

Развитие знаний о географии почв России связано с земельно-кадастровыми работами, широко проводившимися в губерниях в середине XIX в., составлением почвенных карт в кадастровых целях (кадастр — систематический свод сведений, составляемый периодически или путем непрерывных наблюдений над соответствующими объектами; в России ведутся кадастры земельный, водный, лесной и т. д.).

Землемеры ездили по деревням и собирали данные об урожаях, о цвете почвы и местных названиях. Почвы на схематических картах наносились разными цветами. Такие карты, как правило, составлялись по губерниям или уездам. К XIX в. накопилось уже большое количество такого рода сведений о землях. В 1838 г. в России было организовано Министерство государственных имуществ. Собранные карты были обобщены начальником статистического отделения министерства К. С. Веселовским (1819–1901). В 1851 г. в «Хозяйственно-статистическом атласе Европейской России» К. С. Веселовским была опубликована карта «Почва и климат». Это первая сводная почвенная карта Европейской России в масштабе 200 верст в дюйме (1 : 8 400 000), составленная по разного рода анкетным и справочным материалам. Карта была переиздана в 1853 г. и улучшена в 1857 и 1869 гг. На этих картах были изображены только преобладающие главные почвы: чернозем, глины всех цветов, песок, суглинок и супесь, ил, солончак, тундры и болота, каменистые места, т. е. почвы, различающиеся по характеру органического вещества, растительности и механического состава.

Значительный вклад в изучение почвенного покрова России внес В. И. Чаславский (1834–1878). В. И. Чаславский пригласил Докучаева в 1875 г. принять участие в составлении карты европейской части России 60-верстного масштаба (1 : 2 520 000), которая (по мнению Отоцкого, 1904) послужила возникновению у Докучаева специального интереса к почвам. Легенда содержала 32 наименования почв. На карте были показаны разного механического состава черноземы, тучный и худший черноземы, впервые показаны подзолы, серая земля (переход к чернозему), солончаки, торфяные почвы и почвы тундры и т. д. (Строганова, 2011). В основу карты В. И. Чаславского положены статистические данные, собранные опросным путем, поэтому она имела те же недостатки, что и карта Веселовского, и главный недостаток — отсутствие руководящей идеи в классификации и закономерностях распространения картируемых объектов. Карта имела огромный успех, и ее рукописный экземпляр в 1873 г. экспонировался на Всемирной выставке в Вене. Карта была издана в 1879 г. с пояснительным текстом Докучаева и известна как «Картография русских почв» (рис. 1). В этой работе изложен критический анализ современных подходов к картографии, причем разбирается как западноевропейский подход, так и очень подробно русский. Он обращает внимание на несовершенство классификации, основанной только на урожаях и местных названиях, цвете и механическом составе. На карте Чаславского показаны почвы дерново-подзолистой зоны и каштановые почвы одинаково — как светлые суглинки, поскольку они дают близкий урожай и одинаковы по механическому составу. Давая оценку этой почвенной карте, Докучаев писал: «Прежде всего, карта 1879 г. поражает нас удивительной беспорядочной пестротой. Никакой причинности существования здесь и там тех или других почв, никакой генетической связи между ними, никакой правильности, никакой законности в распределении мы не видим на карте. Здесь почти повсюду царит совершенная случайность, с которой не может, конечно, примириться ни один ум, привыкший видеть в природе закон и никогда — беззаконие, случайность. При взгляде на карту 1879 г. мне всегда представлялась следующая дилемма: или карта не соответствует природе, или же почвы не суть естественные тела, география которых поэтому не подчиняется никаким законам.

Причиной такой неудовлетворительности карты В. И. Чаславского является то, что она составлена была по расспросам, на глаз, в ее основу не положено ни одного анализа, ни одной почвенной коллекции» (Докучаев, 1879) (цит. по: Строганова, 2011).

Рис. 1. Картография русских почв. 1879

Ученые в Западной Европе проявляли большой интерес к вопросам практического использования земли и в конце XVIII, и начале XIX в. Возникла агрономия — наука о приемах обработки почв и выращивания культурных растений. Накопленный большой фактический материал благодаря трудам таких крупных ученых, как А. Тэер, Ю. Либих, М. Бартело, Ж. Буссенго, Л. Грандо, Т. Шлезинг и других, стал основой для формирования новой научно-прикладной дисциплины, которая получила название почвоведение. В Западной Европе в этот период возникло два представления о почве — агрогеологическое и агрикультурхимическое.

Сторонники агрогеологического направления (Фаллу, Берендт, Рихтгофен и др.) рассматривали почву как рыхлую горную породу, образующуюся из плотных горных пород под влиянием выветривания. Растениям отводилась пассивная роль перехватчиков элементов питания, высвобождающихся при выветривании. Г. Беренд (1877) писал, что почва — это оболочка выветривания всякой горной породы, а почвоведение — это учение об образовании, составе и развитии коры выветривания на современной поверхности, и находящейся в соприкосновении с воздухом. Ф. Фаллу (1865) относил к почве как остаточные, так и переотложенные продукты выветривания (щебень, грязь, песок), а Ф. Рихтгофен (1865) причислял к почве и химические осадки — известняки и мергели (цит. по: Кауричев, 1982).

Агрикультурхимическое направление связано с работами А. Тэера, Ю. Либиха и др. Представители этого направления рассматривали почву лишь как источник элементов питания. Тэером была высказана гипотеза, что растения питаются органическим веществом почвы (гумусовая теория). В 1840 г. Либих опубликовал работу «Химия в приложении к земледелию и физиологии растений», в которой указывал, что растения усваивают из почвы минеральные питательные вещества. Либих считал почву не природным образованием, а лишь массой вне связи с процессом ее возникновения и развития. Почва рассматривалась как смесь минеральных и органических соединений, как среда, в которой развиваются корни растений. Мощность почвы они ограничивали пахотным слоем.

Агрикультурхимическое и агрогеологическое направления не создали основы для развития почвоведения как науки, ибо они не форсировали научного представления об образовании почвы как особого естественно-исторического тела. Очень точно определил состояние развития почвоведения в Западной Европе В. Р. Вильямс, который отмечал, что путь изучения химических и физических свойств почвы, казалось бы, единственный логически правильный путь. И именно по такому пути пошло большинство западноевропейских ученых, начавших изучение почвы с точки зрения ее роли в земледелии, однако на этом пути развития прикладного почвоведения исследователей ждало разочарование. С чем это связано? Ни физика почвы, ни химия не в состоянии раскрыть генезис и пути развития почвенного покрова. Они могут только помочь уяснить статику почвенного плодородия, дать только вехи в познании его развития. Для исследователя же, поставившего себе целью управление почвенным плодородием, этого мало. Ему нужно знать происхождение почвы, историю ее развития. В. Р. Вильямс пишет: «…почву, как природное тело, следует изучать, исходя из основной точки отправления естественных наук, изучающих природное тело со стороны их происхождения и постепенного развития их свойств — с точки зрения их генезиса и эволюции…» (Вильямс, 1949, с. 143) (курсив Вильямса. – Авт.).

Докучаевский период

В 1876 г. Вольное экономическое общество организовало специальную Черноземную комиссию, куда был приглашен 30-летний геолог, работавший на кафедре геологии и минералогии Петербургского университета Василий Васильевич Докучаев (рис. 2). Организация экспедиции связана с рядом проблем, с которыми сталкивались земледельцы на черноземных почвах: периодические засухи, снижение плодородия, оставались неясными происхождение, свойства черноземов и т. д. Приступая по поручению Вольного экономического общества к исследованию черноземов европейской части России, В. В. Докучаев наметил в программе работ новые принципы изучения почв как самостоятельного естественно-исторического тела, формирующегося под влиянием природных факторов почвообразования.

Рис. 2. В. В. Докучаев (1846–1903)¹

Дата утверждения этой программы (март 1877 г.) может рассматриваться как начальный момент в развитии генетического почвоведения. В капитальном труде «Русский чернозем» (1883) ученый окончательно обосновывает растительно-наземное происхождение черноземов под степной растительностью, впервые систематически описывает их морфологические профили и рассматривает их географическое распространение в связи с условиями почвообразования. Самым главным в докучаевском подходе при разработке принципиально новой науки «генетическое почвоведение» является его естественно-исторический метод.

Уже в первых своих исследованиях, в «Русском черноземе», в трудах Нижегородской и Полтавской экспедиций, Докучаев развивает идею географической зональности почвенного покрова, тесной связи почв с зонами природы. Эта же идея положена в основу схемы классификации почв 1898 г. Н. М. Сибирцева (Сибирцев, 1953).

На примере чернозема Докучаев доказал, что почвы представляют собой особые естественно-исторические тела подобно минералам, растениям и животным и дал определение понятию «почва»: «Я предложил бы разуметь под почвой исключительно только те дневные или близкие к ним горизонты горных пород (все равно каких), которые были более или менее естественно изменены взаимным влиянием воды, воздуха и различного рода организмов — живых и мертвых, что и сказывается известным образом на составе, структуре и цвете таких продуктов выветривания. Где этого условия нет, там нет и естественных почв, а есть или искусственная смесь, или горная порода» (Докучаев, 1886. Вып. 1. С. 227).

В. В. Докучаев установил, что почвы имеют конкретный генетический профиль, особенности которого определяются климатическими условиями, характером растительности, деятельностью населяющих почву животных, составом и свойствами материнской породы, условиями рельефа, в которых образуется почва, а также продолжительностью почвообразования, или возрастом почвы (фактором времени, как его называл Докучаев). Если все «почвообразователи» на определенной территории одинаковы, то и образующиеся при их взаимодействии почвы будут одинаковыми. При изменении хотя бы одного из них наблюдаются большие или меньшие изменения и в почвах. Следовательно, почвы распространены на земной поверхности не беспорядочно, а находятся в соответствии с распределением и определенными сочетаниями факторов почвообразования. В. В. Докучаевым было выдвинуто принципиальное положение о необходимости изучения не только отдельных факторов и явлений природы, но и закономерных связей между ними. Из этих новых теоретических положений вытекали и основные методические приемы изучения почв, впервые разработанные и примененные Докучаевым. Основа метода — сравнительно-географическое изучение почв в совокупности с факторами почвообразования — климатом, геологией местности, формами, генезисом и возрастом рельефа, растительностью и животным населением. Докучаевым было открыто царство новых природных объектов, «четвертое царство природы», в которых сложно сочетаются и взаимодействуют элементы живой и неживой природы: живые растения и животные, продукты их разложения, минералы горной породы, вода и воздух.

Докучаевым была создана система почвенно-картографической съемки, основанная на учете не только данных почвенного разреза, но и особенностях компонентов конкретного ландшафта, влияющих на почву. Докучаев создал систему почвенно-картографической съемки. Важно, что при съемке нужно учитывать не только данные почвенного разреза, но обязательно учитывать элементы природы, влияющие на почву, и проводить границы по рельефу, или смене пород, или по контурам растительности. В этом основа докучаевского метода. Метод экологического соотношения почв и факторов. Сам В. В. Докучаев применил данный метод в средних масштабах к губернским съемкам, проводимых по заказу земств Нижегородских и Полтавских губерний.

Д. Г. Виленский (1945) отмечает три главные черты докучаевского почвенно-картографического метода:

1) типологическое исследование и определение почв (почвенные карты, составленные по методу Докучаева, — есть карты типов почв);

2) составление легенды к картам на основе генетической классификации почв;

3) производственная оценка почв на основе естественно-исторических и экономических показателей.

Идея зональности почв была отражена В. В. Докучаевым на почвенной карте Европейской России, составленной в 1898–1899 гг. и опубликованной в 1900 г., которая известна как почвенная карта Северного полушария мира (рис. 3).

Карта была показана на Всемирной выставке в Париже и получила Золотую медаль. На карте В. В. Докучаева выделено пять мировых зон: 1) бореальная, или арктическая; 2) лесная; 3) черноземные степи; 4) аэральная с подразделением на каменистые, песчаные, солончаковые и лессовые пустыни; 5) латеритная.

При выделении зон Докучаев подчеркивал, что «начерченная… картина горизонтальных почвенных (а следовательно, и естественно-исторических) зон есть схема, если угодно закон, но, к счастью для человечества вообще и великой России в особенности, к счастью для культуры, такого мертвящего, сухого, так сказать, математического однообразия нет в природе». Изрезанность береговой линии материков, наличие возвышенностей создают «иное распределение климата, осадков, теплоты, а вместе с этим и иное местное географическое распределение растительных и животных организмов. Поэтому уже a priori нужно было ожидать, что горизонтальные почвенные и естественно-исторические зоны должны там и здесь претерпевать более или менее существенные отклонения и нарушения их идеальной правильности» (Докучаев, 1951, т. 6. с. 399).

Действительно, как показали последующие исследования почвоведов и географов, проявление горизонтальной и вертикальной зональности на различных континентах и их отдельных частях весьма многообразны.

Разработанный Докучаевым комплексный сравнительно-географический метод исследования почв и поныне является руководящим при изучении генезиса и географии почв и составлении почвенных карт. Еще до проведения полевых исследований собирают сведения об условиях почвообразования: изучают серии специальных карт (геологических, четвертичных отложений, геоморфологических, растительности, гидрогеологических) и соответствующую литературу. Собирают и анализируют данные метеорологических станций, тщательно анализируют топографические карты, аэрофотоснимки, а в последнее время и космические снимки.

Рис. 3. Обзорная карта почвенных зон северного полушария В. В. Докучаева, 1899 (Строганова, 2011):1 — бореальная (арктическая) зона; 2 — лесная зона; 3 — зона черноземных степей; 4 — аэральная зона: а — каменистые почвы, б — дюнные почвы, в — засоленные почвы, г — лессовые почвы; 5 — зона латеритных почв; 6 — аллювий; 7 — горные цепи; 8 — каменистые лесные пространства

Сопоставление изменений морфологического профиля почв, их химических и физических свойств с изменением того или иного фактора или их совокупности позволяет установить определенные связи между морфологией и свойствами почв и факторами почвообразования, вскрыть причины, приведшие к образованию тех или иных свойств почв, выявить закономерности изменения в пространстве самих факторов и связанных с ними почв. Лишь на основании такого всестороннего сравнительно-географического анализа можно составить почвенную карту со строго обоснованными, не случайными почвенными контурами, вскрывающую все разнообразие свойственных данной территории почв и закономерности их распределения.

Именно в докучаевский период развития почвоведения и сформировался новый раздел — география почв. Начался этап, который можно назвать периодом инвентаризации почвенного покрова.

В. В. Докучаевым и его учениками были созданы основы науки о почве — генетическое почвоведение. Почему генетическое? Потому что в основе новой научной дисциплины лежали представления о происхождении, образовании и развитии почв и всех присущих им особенностей (строение, состав, свойства и современные режимы).

В. В. Докучаев оставил огромное литературное наследство — 225 печатных работ. Его главнейшие труды — «Русский чернозем» (1883), «К учению о зонах природы» (1899), «Материалы к оценке земель Нижегородской губернии» (14 вып., 1884–1886), «Материалы к оценке земель Полтавской губернии» (16 вып., 1889–1894), «Труды экспедиции, снаряженной Лесным департаментом» (18 вып., 1884–1898), «Материалы по изучению русских почв» (10 вып., 1885–1886), «Наши степи прежде и теперь» (1892) и т. д.

Среди трудов многочисленных учеников и последователей В. В. Докучаева выделяются работы Н. М. Сибирцева, который написал учебник почвоведения, систематизировал и развил основы учения В. В. Докучаева о почве (рис. 4). Н. М. Сибирцев конкретизировал определение почв, выделив на первый план взаимодействие растительности и горных пород в различных условиях климата и рельефа, разделил факторы почвообразования на биотические и абиотические, внес существенные уточнения в классификацию почв.

Рис. 4. Н. М. Сибирцев (1860–1900)²

Н. М. Сибирцев установил разделение почв на зональные, интразональные и азональные, ввел понятие «почвенного рода» и продолжил докучаевские работы по борьбе с засухой.

Одновременно с развитием школы В. В. Докучаева изучение почв проводилось П. А. Костычевым, который заложил научные основы агрономического почвоведения и сделал ряд важных теоретических обобщений, связавших почвоведение и земледелие. П. А. Костычев (рис. 5) подчеркивал тесную связь образования почв с жизнью растений и определял почву как «верхний слой земли до той глубины, до которой доходит главная масса растительных корней» (цит. по: Кауричев, 1982).

Рис. 5. П. А. Костычев (1845–1895)³

П. А. Костычев был профессором Лесного института и основателем научного агрономического почвоведения в России, автором первого учебника «Почвоведение», изданного в 1886 г. В отличие от господствовавших в Западной Европе агрогеологических представлений о почвах Костычев связывал свойства почв прежде всего с жизнедеятельностью растений и микроорганизмов. В центре внимания Костычева находились плодородие почв, способы его сохранения и повышения. Он работал в тот же период, что и В. В. Докучаев. По выражению ученика и последователя Докучаева профессора Н. М. Сибирцева, П. А. Костычеву принадлежит в ряду основателей научного почвоведения одно из первых двух мест. Особое внимание Костычев уделял черноземам. В работе «Почвы черноземной области России» (1886) им рассмотрены факторы и процессы образования гумуса, хорошей водопрочной структуры черноземов и изложена система мероприятий по сохранению и увеличению плодородия этих почв.

Основную задачу почвоведения П. А. Костычев видел «в изучении свойств почв по их отношению к жизни растений». «Мы, — писал П. А. Костычев, — выделяем верхний слой земли до той глубины, до которой доходит главная масса растительных корней, и называем этот слой почвой» (Костычев П. А., 1937, с. 7).

Период, связанный с деятельностью В. В. Докучаева, П. А. Костычева и Н. М. Сибирцева, определивший создание научного генетического почвоведения, вошел в его историю как докучаевский этап.

Последокучаевский период

Развитие почвоведения в России в начале XX в. характеризуется развитием преимущественно почвенно-географических исследований. В этот период продолжались почвенные изыскания в системе губернских земств, охватившие обширные территории Европейской России. Возглавил эти исследования ученик В. В. Докучаева К. Д. Глинка (рис. 6).

Под его руководством почвы изучались с целью оценки земель в Псковской, Новгородской, Тверской, Смоленской, Калужской, Ярославской и других губерниях, основу исследований составили данные нижегородской и полтавской экспедиции В. В. Докучаева. Они не были столь комплексны и ярки, как при Докучаеве, но почвенная съемка проводилась на огромной площади нечерноземной полосы России.

Рис. 6. К. Д. Глинка (1867–1927)⁴

Им выполнен ряд оригинальных работ по выветриванию горных пород, генезису, географии и классификации почв. К. Д. Глинкой написан фундаментальный учебник почвоведения, опубликованный в 1908 г. и вышедший в шести изданиях. К. Д. Глинка заведовал кафедрами почвоведения в Ново-Александрийском, Воронежском и Ленинградском сельскохозяйственных институтах. Он был одним из организаторов Почвенного института имени В. В. Докучаева.

Для осуществления Столыпинской аграрной реформы (переселение крестьян в Сибирь, Казахстан, Среднюю Азию, на Дальний Восток, куда за период 1906–1916 гг. переправлено около 3 млн человек, из которых осело 2,5 млн) были созданы Переселенческое управление и при нем почвенно-ботаническая экспедиция под руководством К. Д. Глинки, которая провела огромную работу по выявлению земельных ресурсов в районах, мало известных в почвенном отношении. К этому были привлечены в будущем блестящие почвоведы — Л. И. Прасолов, Б. Б. Полынов, М. М. Филатов, С. С. Неуструев, А. И. Бессонов, Д. А. Драницын и др. За семь лет организовано более 100 экспедиций: в Забайкалье — 14, Приморье и Приамурье — 11, Среднюю Азию — 20, степные районы Сибири и Казахстана — 20, Якутию — 5. Печатались отчеты-монографии и цветные почвенные карты. Многие белые пятна на карте Азии удалось ликвидировать, что позволило в 1914 г. издать карту почвенных зон России. При этом выявилось, что законы географии почв, выведенные В. В. Докучаевым, подтверждаются и на азиатском континенте. В 1927 г. была составлена К. Д. Глинкой, Л. И. Прасоловым при участии С. С. Неуструева, Б. Б. Полынова и Н. И. Прохорова Почвенная карта азиатской части СССР, а в 1928 г. опубликована монография К. Д. Глинки «Почвы России и прилегающих стран».

Важными центрами развития отечественного почвоведения были Петербург и Москва.

В Петербургском университете на кафедре агрономии в этот период были начаты исследования по изучению химического состава и процессов разложения органического вещества почв (работы А. Р. Трусова, С. П. Кравкова и др.), в Лесном институте, где кафедрой почвоведения заведовал проф. П. С. Коссович (1862–1915), велось (на основе докучаевского учения о процессах почвообразования) углубленное изучение физических, химических и агрохимических свойств почв. В «Основах учения о почве», «Кратком курсе почвоведения» и в очерке «Почвообразовательные процессы как основа генетической классификации почв» П. С. Коссович дал новое освещение ряду почвенных проблем и в особенности вопросам развития почв и их классификации. Из лаборатории Костычева вышли крупные ученые-почвоведы: академик К. К. Гедройц — основатель учения о поглотительной способности почв, проф. А. А. Красюк — исследователь почв северо-запада Русской равнины.

В начале XX в. развивают деятельность центры почвоведения в Москве. Особенно крупную роль играла кафедра агрономии Московского университета, которой заведовал проф. А. Н. Сабанин. На кафедре преобладало экспериментально-химическое направление. Учениками Сабанина были почвоведы, впоследствии профессора Московского университета: В. В. Геммерлинг, развивавший генетическое направление в почвоведении, М. М. Филатов — автор первого учебника по географии почв, С. А. Захаров, руководивший в дальнейшем кафедрой почвоведения в Ростовском университете, автор оригинального курса «Почвоведение» и исследователь почв Кавказа.

Другим центром почвоведения была Тимирязевская сельскохозяйственная академия, в то время Московский сельскохозяйственный институт. Здесь преподавал общее земледелие и почвоведение почвовед и агроном В. Р. Вильямс (1863–1939).

В 1914 г. было опубликовано первое издание «Почвоведения» В. Р. Вильямса (рис. 7), существенно отличавшееся от других курсов биологической и агрономической направленностью. В. Р. Вильямс объединил в почвоведении генетические концепции В. В. Докучаева с почвенно-агрономическими концепциями П. А. Костычева. Он показал ведущую роль растительных формаций как природных сообществ высших зеленых растений и микроорганизмов в формировании генетического профиля почв и их плодородия.

Рис. 7. В. Р. Вильямс (1863–1939)⁵

Основным свойством почвы является плодородие — способность удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла для нормальной деятельности и создания урожая. Именно это важнейшее качество почвы, отличающее ее от горной породы, подчеркивал В. Р. Вильямс, определяя почву как «поверхностный горизонт суши земного шара, способный производить урожай растений».

И В. Р. Вильямс, и В. И. Вернадский внесли особый вклад в познание биологической сущности почвообразования.

По мнению В. Р. Вильямса, исключительная роль в почвообразовании принадлежит живым организмам, прежде всего зеленым растениям и микроорганизмам. Благодаря их воздействию осуществляются важнейшие процессы превращения горной породы в почву и формирование ее плодородия: концентрация элементов минерального и азотного питания растений, синтез и разрушение органического вещества, взаимодействие продуктов жизнедеятельности растений и микроорганизмов с минеральными соединениями породы и т. п.

Сущность почвообразования по В. Р. Вильямсу определяется как «диалектическое взаимодействие процессов синтеза и разложения органического вещества, протекающее в системе малого биологического круговорота веществ» (Вильямс, 1936).

Исходя из этого положения, В. Р. Вильямс рассматривал почвообразование как единый по своей биологической сущности и грандиозный по масштабам процесс, связанный с эволюцией жизни на земной поверхности и находящий свое отражение в конкретных почвах в каждую геологическую эпоху.

Большое внимание им было уделено изучению состава гумуса, образованию специфических гумусовых веществ и их роли в формировании почв. Эти исследования дали мощный толчок последующим работам И. В. Тюрина и его школы по изучению органических веществ почв.

Взгляды В. Р. Вильямса в области теории почвообразовательных процессов (подзолистый, дерновый, болотный) оказали большое влияние на дальнейшее развитие представлений о генезисе почв.

В. Р. Вильямс был первым почвоведом, подчеркнувшим значение биологического круговорота элементов в формировании не только органической, но и минеральной части почв. Ему принадлежит идея о сочетании в почвах двух циклов круговорота веществ в природе: малого биологического и большого геологического.

С. С. Неуструевым был описан в Средней Азии новый тип почв — сероземы, были открыты новые почвенно-географические закономерности и, в частности, своеобразие вертикальной зональности в горах Средней Азии и Сибири. В Сибири были обнаружены почвы, имеющие на небольшой глубине постоянно мерзлый слой, описаны своеобразные, похожие на черноземы луговые почвы приамурских прерий. Его работы «Элементы географии почв» и «Почвы и циклы эрозий» развивали идеи В. В. Докучаева о факторах почвообразования.

В области теоретического почвоведения 1920-е гг. ознаменовались появлением работ К. К. Гедройца (1872–1932), создавшего учение о поглотительной способности почв. Гедройц доказал, что почвенные коллоиды и связанная с ними физико-химическая адсорбция ионов играют исключительно важную роль в формировании и свойствах почв. На основании экспериментальных и полевых исследований Гедройц создал теорию эволюции почв в процессах засоления и рассоления. Он по-новому раскрыл свойства уже известных почв. Его книги «Почвенный поглощающий комплекс», «Химический анализ почв» стали руководящими пособиями для ряда поколений почвоведов. Не будет преувеличением сказать, что работы Гедройца определили новый этап в развитии почвенной науки.

В 1925 г. Докучаевская почвенная комиссия (по существу общественная организация) была преобразована в государственное учреждение — Почвенный институт АН СССР им В. В. Докучаева.

Важным этапом в работах по мировой почвенной картографии было составление Л. И. Прасоловым при участии Д. Г. Виленского, З. Ю. Шокальской и других почвенной карты мира в масштабе 1 : 50 000 000, опубликованной в Большом советском атласе мира в 1937 г. В основу карты легли многочисленные первоисточники, в том числе зарубежные (карты Г. Штремме, К. Ф. Марбута, Дж. Торпа, Дж. А. Прескотта, А. Маттеи и др.). В отличие от предыдущих карт она отличалась большей полнотой и конкретностью. Впервые систематическому разделению подверглись горные почвы, ранее не расчленявшиеся.

Современное почвоведение и его задачи

За более чем столетний период развития докучаевского генетического почвоведения оно превратилось в развитую мощную отрасль естествознания.

В системе естественных наук теоретическое почвоведение тесно связано с физико-математическими, химическими, биологическими, геологическими и географическими науками, опирается на разработанные ими фундаментальные законы и методы исследования.

В самостоятельные отрасли почвоведения выросли физика почв, химия и физикохимия, биология и микробиология почв, минералогия и микроморфология, учение о динамике почв и почвенных режимах, география и картография почв. Развивается математическое моделирование почвенных процессов, изучаются балансы вещества и энергии в почвах как части экосистем, активно используются геостатистические методы и геоинформационные системы. Наряду с химическими, электрохимическими методами анализами широко применяются различные инструментальные методы исследования химического и минералогического состава почв: атомно-абсорбционная спектрометрия, спектральные методы (инфракрасная, ультрафиолетовая, спектроскопия ядерного магнитного резонанса, газово-жидкостная хроматография, масс-спектрометрия, хромато-масс-спектрометрия), рентген флуоресцентный, атомно-эмиссионный, нейтронно-активационные, электроноскопический методы и многие другие.

В картографии почв, особенно при составлении крупномасштабныx почвенных карт, применены методы дешифрирования аэрофотоснимков, выполнены опытные работы по дешифрированию почвенного покрова по спектрозональным снимкам с космических спутников, начаты планомерные исследования структуры почвенного покрова.

Оформились и крупные прикладные отрасли почвоведения для сельского и лесного хозяйства, ирригации, гражданского и промышленного строительства, транспорта, поисков полезных ископаемых, здравоохранения и охраны окружающей среды от порчи и загрязнения. Это агропочвоведение и агрохимия, лесное почвоведение, мелиоративное почвоведение, грунтоведение, санитарное почвоведение

Почвенная карта — один из главных документов для учета земельных фондов, районных планировок, землеустройства, планирования инженерных сооружений и транспортной сети, организации ирригационных систем. Поэтому география и картография почв обслуживают самые различные отрасли хозяйства, а почвоведы-географы находят весьма широкое поле практического приложения своей деятельности.

Значительные работы были проведены по составлению мелко- и среднемасштабных карт на всю территорию РФ для учета земельных фондов и государственного планирования, которая осуществлялась большими коллективами почвоведов нашей страны. Огромный вклад в эту работу внесли академик И. П. Герасимов, профессора Е. Н. Иванова, Н. Н. Розов, В. М. Фридланд.

Важными достижениями российских почвоведов являются:

— разработка общего почвенно-географического учения на биоклиматической базе о почвенно-биоклиматических поясах и областях мира, о почвенных зонах, фациях и провинциях (Л. И. Прасолов, И. П. Герасимов, Е. Н. Иванова, Н. Н. Розов, Г. В. Добровольский и др.), которое легло в основу картографических обобщений мировых почвенных материалов и «Почвенно-географического районирования СССР» и послужило принципиальной базой для учета почвенных ресурсов России и мира;

— обобщение в серии почвенных карт в физико-географическом атласе мира, составленных коллективом почвоведов под общей редакцией И. П. Герасимова и Н. Н. Розова. Карты континентов и общая сводная карта созданы по единой системе, однотипно оформлены и строго увязаны с остальными физико-географическими картами атласа. В основе классификации лежал разработанный Е. Н. Ивановой и Н. Н. Розовым (1956) географо-генетический, или эколого-генетический, подход. В легенде все типы почв объединены в три большие группы: зональные, интразональные и горные;

— совершенствование единой классификации и диагностики почв СССР (И. П. Герасимов, Е. Н. Иванова, Н. Н. Розов, В. М. Фридланд. Л. Л. Шишов, И. А. Соколов, В. Д. Тонконогов и др.);

— методов почвенного картирования, изучение структуры почвенного покрова (В. М. Фридланд);

— разработка принципов и методов бонитировки почв и экономической оценки земель;

— издание «Почвенной карты мира», 1975, масштаб 1 : 10 000 000. Главный редактор В. А. Ковда, ответственный редактор Е. В. Лобова, редколлегия: Г. В. Добровольский, Б. Г. Розанов. Карта построена на историко-биогеохимическом принципе, изложенном в работе В. А. Ковды и др. (1968), с учетом почвенно-биоклиматических подразделений в рамках геохимических формаций. В основу классификационной структуры карты положены представления о почвенно-геохимических формациях. Определяющими при выделении формаций являются реакция почв (пределы колебаний), состав продуктов выветривания, направление и интенсивность выветривания, характер гумусообразования. Указываются также в общей форме климат и растительность в тех формациях, где наблюдается их тесная сопряженность;

— издание «Классификации и диагностики почв СССР», 1977; «Классификация почв России», 1997; «Классификация и диагностика почв России», 2004;

— разработка общего учения о корах выветривания и о геохимии ландшафтов на основе биогеохимических идей В. И. Вернадского (Б. Б. Полынов, В. А. Ковда, М. А. Глазовская и др.), имеющего большое значение для изучения эволюции почвенного покрова, мелиоративной оценки территории и поисков полезных ископаемых;

— развитие генетических и почвенно-агрономических исследований на основе изучения органических веществ почв (И. В. Тюрин, М. М. Кононова, Л. Н. Александрова, В. В. Пономарева, Д. С. Орлов и др.), почвенных процессов и режимов (А. А. Роде, И. Н. Скрынникова, И. С. Кауричев, Е. А. Афанасьева, И. А. Соколов, В. А. Таргульян, Г. В. Добровольский и др.), агрофизических и мелиоративных исследований (Н. А. Качинский, В. А. Ковда, Л. П. Розов, В. В. Егоров и др.), изучения физико-химических и химических свойств почв (А. Н. Соколовский, И. Н. Антипов-Каратаев, Н. И. Горбунов, Н. Г. Зырин, С. В. Зонн и др.);

— под редакцией М. А. Глазовской и В. М. Фридланда в 1982 г. опубликована почвенная карта мира (для высших учебных заведений) в масштабе 1 : 15 000 000, на которой впервые были показаны различные по генезису и геометрии структуры почвенного покрова мира;

— публикация двух обзорных почвенных карт: Почвенная карта РСФСР масштаба 1 : 2 500 000 (1988) и Почвенная карта России и сопредельных государств масштаба 1 : 4 000 000 (1995). Обе карты очень близки в концептуальном отношении, и показанные на них ареалы почв явились основой характеристики почвенного покрова России в данной книге. В качестве дополнения к первой карте Почвенным институтом им. В. В. Докучаева была издана монография «Почвенный покров и земельные ресурсы Российской Федерации» (2001), которая рассматривается ее авторами как объяснительная записка к карте;

— обобщение почвенно-генетической информации об устройстве почвенного покрова суши, разделяемая большинством почвоведов в России, изложенной в учебнике Г. В. Добровольского и И. С. Урусевской (2004), а также карты почвенно-географического районирования, выполненных этими же авторами, а также учебника М. И. Герасимовой «География почв России» (2007);

— развитие учения об экологических функциях почв (Г. В. Добровольский, Е. Д. Никитин, 1986);

— создание Почвенно-географической базы данных (ПГБД): географическая база данных, профильно-атрибутивная база данных измеренных свойств, расчетные параметры (статистические и модельные). В географическом блоке ПГБД изданы: почвенная карта РСФСР масштаба 1 : 2 500 000 под ред. В. М. Фридланда, 1988 г. (скорректированная цифровая версия — 2007 г.); карта почвенно-экологического районирования России масштаба 1 : 2 500 000 под ред. Г. В. Добровольского и И. С. Урусевской;

— издание «Национального атласа почв Российской Федерации» (Г. В. Добровольский, В. А. Шоба (ред.), 2011, ставшее важным этапом инвентаризации почвенного покрова; в нем представлены свыше 290 обзорных карт, картограмм и картосхем (масштабы 1 : 2 500 000–1 : 60 000 000);

— расширение исследований, направленных на повышение биопродуктивности почв, более глубокое проникновение в сущность почвенных процессов на молекулярном уровне; повышение значимости экологической тематики в почвоведении: деградация, загрязнение, ремидиация, охрана почвенного биоразнообразия; осознание значимости почв как невозобновимого ресурса и базы устойчивого развития общества;

— развитие обзорных и региональных исследований по изучению географии и картографии почв. Атласы почв: России и региональные: Коми, юг РФ, Новосибирская область;

— красные книги почв (Россия, Калмыкия, Ленинградская, Оренбургская, Белгородская, Вологодская, Пермская области);

— монографические работы по регионам России (Север, Западная и Восточная Сибирь, Центр и юг России);

— широкое участие российских почвоведов в изучении почв субтропического и тропического поясов и публикация монографий по генезису, географии и характеристике почв этих территорий (М. А. Глазовская «Почвы мира», 1972–1973; С. В. Зонн «Тропическое почвоведение», 1986; М. В. Строганова «Почвы мира», 2010, и др.).

В современный период особенно возросла роль почвоведения в рациональном использовании почв, правильной их оценке для мелиорации, эффективного применения удобрений, разработки мероприятий по борьбе с эрозией и охране почв.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные периоды (этапы) истории изучения почв и почвенного покрова.

2. Кого В. И. Вернадский считал первым почвоведом и почему?

3. С каким периодом по времени связано возникновение географии почв?

4. Кем была опубликована первая сводная почвенная карта? Какую информацию она несла?

5. Чему посвящена работа В. В. Докучаева «Картография русских почв»?

6. Где зародилось почвоведение? В чем суть агрогеологического и агрокультурхимического направлений?

7. Кто является основоположником генетического почвоведения? Краткая характеристика естественно-исторического метода.

8. Дайте определение понятия «почва» по В. В. Докучаеву, П. А. Костычеву, В. Р. Вильямсу.

9. В чем сущность сравнительно-географического метода, кто его разработал?

10. Кто является основателем научного агрономического почвоведения в России? Основные положения этой науки.

11. С трудами каких ученых связывают докучаевский период (этап) развития почвоведения? Характеристика этого периода.

12. Вклад В. Р. Вильямса в развитие российского почвоведения.

13. Чем характеризуется современный этап развития почвоведения? Задачи развития.

Содержание, методы, методология и задачи географии почв

География почв — наука о закономерностях распространения почв на земле.

В задачу дисциплины входят изучение следующих разделов:

1) о происхождении или генезисе почв;

2) о функционировании и эволюции почв и почвенного покрова;

3) о структурной организации почв и почвенного покрова;

4) об особенностях использования почв и почвенного покрова.

До В. В. Докучаева подлинно научного представления о почве как особом биокосном природном образовании, занимающем вполне определенное место среди других природных тел и требующем особых методов исследования, еще не было. Биокосным телом природы почву назвал академик В. И. Вернадский (1863–1945), так как почва занимает особое промежуточное положение между такими природными физическими телами Земли, как живые (живущие организмы) и косные (горные породы и минералы).

Основываясь на классических определениях понятия о почве, которые дали в своих трудах В. В. Докучаев, П. А. Костычев, В. Р. Вильямс, в современном почвоведении принято такое определение: почва — это обладающая плодородием сложная полифункциональная и поликомпонентная открытая многофазная структурная система в поверхностном слое коры выветривания горных пород, являющаяся комплексной функцией горной породы, организмов, климата, рельефа и времени (Ковда, Розанов, 1988).

Ценность почвы определяется не только ее хозяйственной значимостью. Почвенный покров играет незаменимую экологическую роль в качестве важнейшего компонента всех наземных биогеоценозов (экосистем) и биосферы Земли в целом. Почва представляет собой тончайшую органоминеральную оболочку Земли, через которую проходят многообразные процессы обмена веществом и энергией между земной корой, атмосферой, гидросферой суши и всеми обитающими на земле организмами. Вот почему нарушение этих процессов на больших пространствах неминуемо грозит серьезными отрицательными последствиями: эрозией и загрязнением почв, потерей почвами их плодородия, наступлением пустынь, загрязнением пресной воды и воздуха, ухудшением условий жизни людей. Развитие учения об экологической роли почвы неминуемо влечет за собой необходимость глубокого понимания почвы не только как природного тела, как результат взаимодействия факторов почвообразования, но и как непрерывный функционирующей природной системы, условия жизни которой определяются географической средой и хозяйственной деятельностью человека. Для принятия адекватных решений человек должен научиться понимать эту сложную многокомпонентную систему как единое целое. Природа в какой-то мере облегчила решение проблемы (хотя бы в первом приближении), она создала феномен, который оказался в фокусе природных и антропогенных взаимодействий. Этот феномен — почва. Особую роль почвы как зеркала ландшафта первый понял В. В. Докучаев. В природе все ее компоненты связаны между собой прямыми и обратными связями. Эта взаимообусловленность присуща не только дикой (естественной) природе — живой и неживой, но и человеку, цивилизации, которые вписаны в природу, составляют с ней неразрывное единство и должны находиться с ней в гармонии. При этом все явления и компоненты взаимообусловлены не только на Земле, но и связаны с космическим влиянием. Располагаясь на границе соприкосновения и взаимодействия планетарных оболочек — литосферы, атмосферы, гидросферы — и развиваясь в результате их взаимодействия, трансформированного через активную (при жизни) и пассивную (после отмирания) деятельность наземных организмов, почва играет специфическую роль в этой сложной системе земных геосфер, формируя особую геосферу — педосферу, или почвенный покров Земли. Поэтому наши представления о почве должны базироваться на том, что это:

• самостоятельное естественно-историческое тело изучение которого должно проводиться по собственной методологии;

• биокосное природное тело, продукт взаимодействия живой и неживой (косной) природы;

• функция факторов почвообразования (породы, биоты, климата, рельефа и времени, в поздних работах и человека);

• область распространения и обеспечения жизни на Земле.

Почва как объект исследования

Почва как природный объект исследования обладает специфическими особенностями, которые и определяют методику ее исследований.

Во-первых, почва имеет профильное строение, или набор генетических горизонтов, обособленных в толще исходных материнских пород в ходе почвообразовательного процесса. Набор и соотношение генетических горизонтов в почве зависит от конкретной природной обстановки, от факторов почвообразования. Для изучения профильного строения почвы и отбора образцов почв по генетическим горизонтам необходимо вскрыть почвенный профиль, т. е. выкопать почвенный разрез.

Во-вторых, почва как пространственное образование, покрывающее земную поверхность, является континуумом, который искусственно расчленяется на отдельные ареалы в ходе картографирования почвенного покрова в соответствии с принятой системой классификации почв. Выделяемые на карте почвенные ареалы образуют систему, в своем формировании подчиняющуюся определенным законам, которые известны как законы географии почв. Поэтому важнейшей задачей почвоведения является исследование пространственной организации почвенного покрова и выявление законов этой организации.

В-третьих, почва и почвенный покров как важнейший компонент экосистем должны изучаться в неразрывной связи со всеми остальными составляющими. В почвоведении традиционно этот тезис реализуется при использовании сравнительно-географического подхода. В последнее время как самостоятельный раздел генетического почвоведения развивается экология почв.

В-четвертых, почва — это объект сельскохозяйственного производства, земельный ресурс, и с этой позиции исследованию подлежат вопросы рационального использования этих ресурсов с целью получения максимальной биопродукции без нарушения целостного состояния почвы как системы, выполняющей различные биосферные функции.

Методы географии почв

Логическим следствием докучаевского учения о факторах почвообразования является сравнительно-географический метод изучения почв (метод — способ достижения какой-либо цели, задачи). Это основной метод. Его сущность заключается в сопряженном изучении почв и факторов, которые их образуют, в тщательном сопоставлении всех изменений свойств почв с изменением географических (экологических) условий почвообразования. Он позволяет выяснить роль каждого из факторов, а также роль совокупного воздействия в генезисе и географии почв.

Сравнительно-исторический метод, базирующийся на принципе актуализма, дает возможность исследовать прошлое почв и почвенного покрова на основании изучения современной ситуации. Детальное изучение погребенных почв и почвенных горизонтов, реликтовых признаков почв и их сопоставление с современными процессами лежат в основе палеопочвоведения — науки о прошлых почвах и о признаках прошлых эпох в современном почвенном покрове.

Профильный метод был предложен В. В. Докучаевым в самых первых его работах по почвоведению. Он требует обязательного изучения почвы с поверхности на всю глубину ее толщи последовательно по генетическим горизонтам вплоть до материнской породы и сопоставления изучаемых свойств или параметров почвенного профиля. Всякая почва состоит из трех генетически связанных между собой горизонтов А-В-С. Причем это не простая сумма горизонтов, а единое целое, единый комплекс генетических горизонтов, взаимосвязанных и взаимообусловленных в своем генезисе. Изменение свойств почвы по профилю дают представления о почве в целом, о свойствах почвы как единого природного тела. Метод адекватно отражает природные закономерности вертикальной анизотропности почвы, развития почвообразовательного процесса и почвенных режимов.

Морфологический метод изучения строения почвенного профиля, разработанный также В. В. Докучаевым, является базисным при проведении полевых почвенных исследований и составляет основу полевой диагностики почв. В почвоведении используются широко все три вида морфологического анализа: макроморфологический при изучении почвы невооруженным глазом, мезоморфологический с применением лупы и бинокуляра, микроморфологический с помощью микроскопов вплоть до электронного. Морфологический анализ почвы является начальным этапом всех почвенных исследований.

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 покрова, позволяет познать большие территориальные единицы с экономией средств и ресурсов.

Метод почвенных монолитов базируется на принципе физического моделирования почвенных процессов (передвижения влаги, солей, обмена ионов и т. д.) на почвенных колонках (монолитах) ненарушенного строения, взятых особым образом из почвенного разреза.

Метод почвенных лизиметров широко используется для изучения процессов вертикальной миграции веществ в природных почвах.

Широко используются сравнительно-аналитический, стационарный методы исследования почв. Со второй половины ХХ в. особое значение приобрели дистанционные аэрокосмические методы исследования почв и почвенного покрова, с помощью которого достигается большая точность карт, удешевляется стоимость почвенно-географических работ по сравнению с традиционными наземными методами их выполнения. Космическая съемка позволяет видеть одномоментно почвенный покров на очень больших территориях и тем самым обеспечивает объективность его генерализации в целях почвенно-географического районирования и систематизации структур почвенного покрова. Для дешифрирования аэрокосмических снимков часто используют материалы индикационной геоботаники, позволяющей судить о почвенном покрове по характеру растительности. При решении вопросов диагностики и географии почв часто привлекаются данные почвенной зоологии и почвенной микробиологии.

Методология науки

Методологической основой генетического почвоведения по Докучаеву было представление о неразрывном единстве всех компонентов природы, включая деятельность человека, о непрерывном развитии этого единства в результате внешних и внутренних воздействий и о почве как интегральном результате этого взаимодействия — зеркале и памяти ландшафта. Эта концепция не только выдержала проверку временем, но и стала методологической основой современного биогеосферного научного направления, послужила толчком к возникновению ряда новых наук в рамках этого направления (ландшафтоведение, биогеоценология, геохимия ландшафтов и т. д.). (Методология — учение о принципах построения, формах и способах научного познания.)

Главные методологические принципы генетического почвоведения включают следующие концепции (Ковда, Розанов, 1988):

— 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 неразрывной совокупности генетических почвенных горизонтов;

— факторов почвообразования как взаимосвязанного и взаимозависимого комплекса природных и антропогенных явлений, под одновременным и интегрированным воздействием которых формируются, развиваются, эволюционируют и преобразуются почвы;

— почвообразовательного процесса как сложного комплекса «элементарных» почвенных процессов, являющихся результатом взаимодействия трансформации (синтеза и разложения) и миграции (вертикальной и горизонтальной) органических и минеральных веществ;

— историзма почвообразования и сукцессии (последовательных смен) стадий почвообразования и эволюции почв;

— типов почв и типов почвообразования как стадий на длительном пути развития почвообразовательного процесса;

— современного почвенного покрова как стадии в истории развития земной поверхности;

— типа почвы как главной формы существования почвенных тел;

— почвенных режимов как главной формы динамики почвообразовательного 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 поверхности при постоянном взаимодействии геосфер (литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы);

— систематики и классификации почв как отражения реально 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 характерны постепенные переходы и диффузные границы между разными почвами;

— почвенного индивидуума как реально существующего природного тела в трехмерном пространстве;

— плодородия почвы как ее исторически формирующейся главной функции, обеспечивающей жизнь на Земле и являющейся результатом жизни;

— педосферы как специфической геосферы, через которую осуществляется взаимодействие других геосфер планеты.

В учении о генезисе почв методологической основой остается представление Докучаева о том, что почвенные свойства формируются из исходной почвообразующей породы в результате ее изменения почвенными процессами, возникающими под влиянием факторов почвообразования. Этот докучаевский тезис принято выражать в виде формулы «факторы — свойства».

Докучаевская формула «почвы — факторы» была развита и дополнена И. П. Герасимовым (1956, 1973). Исходное положение почвоведения в интерпретации И. П. Герасимова, В. О. Таргульян и И. А. Соколов (1978) назвали «формулой отражения (почвой факторов) или соответствия (почвы факторам): факторы почвообразования → процессы почвообразования → почвы (профиль, свойства)». Таким образом, в системе, где почва выступает как функция факторов-почвообразователей, особое внимание стало обращаться на процессы как передаточные механизмы от факторов к почвенному профилю.

Длительное время формула «факторы — процессы — свойства» реализовывалась в упрощенной форме: «наблюдаемые факторы — современные процессы — свойства». Знания об истории для понимания генезиса большинства наиболее распространенных почв часто не привлекались. Однако по мере изучения общих закономерностей эволюции природной обстановки в голоцене (голоцен — современная послеледниковая эпоха, последний, не закончившийся отрезок четвертичного (антропогенового) периода геологической истории) и накопления фактических материалов об эволюции почв становилось все более очевидным, что традиционные упрощенные представления явно недостаточны. Разнообразие почв, которое мы наблюдаем в настоящее время, было не всегда таким. Появление почвенных зон и их дифференциация связаны с направленным изменением климата Земли, с сокращением тропических широт, с расширением умеренных и холодных поясов. Так, в палеозойскую и мезозойскую эры зональность прослеживалась слабо. В карбоне существовало два типа флоры — вестфальская (умеренная) и гондванская (тропическая). Еще в меловую эпоху северная граница тропического пояса проходила на широте 50–55о на северо-западе Европы. Данные палеопочвоведения свидетельствуют, что общая тенденция в развитии почвенного покрова — это ее усложнение и дифференциация. Процесс этот в геологические эпохи нарушался и смещался во времени и в пространстве такими глобальными явлениями, как оледенение, горообразование, морские трансгрессии и континентальное обводнение. Все это значительно влияло на структуру рельефа и на характер материнских пород, на перемещение продуктов древнего почвообразования. Необходимо при этом учитывать, что эти процессы имели место в условиях различных температур и неодинакового количества атмосферных осадков.

Временной аспект имеет решающее значение при становлении и развитии концепции о едином почвообразовательном процессе, выдвинутой В. Р. Вильямсом (1950). Сущность этой концепции заключается в следующем: почвы являются динамическими системами, беспрерывно изменяющимися во времени и пространстве; общий характер всех изменений направления процессов, происходящих в почвах, — это их цикличность (Вильямс, 1914. С. 64). Таким образом, развитие почв, по Вильямсу, в едином почвообразовательном процессе совершается по замкнутому кругу, протекает в геологическом масштабе времени при смене типов климата. Однако говорить о развитии в данном случае невозможно; почвы в геологическом цикле могут быть соединены только временными связями (направленность от прошлого к будущему) и изучаться, соответственно, при помощи методов, раскрывающих законы простого следования или предшествования.

И. П. Герасимов, творчески развивая учение В. Р. Вильямса о едином почвообразовательном процессе, разработал теорию происхождения современных типов почвообразования, обосновав понятия абсолютного и относительного возраста почвообразовательных процессов (Герасимов, 1951). В его работах идея о едином почвообразовательном процессе рассматривается в неразрывной связи и единстве современного почвообразования с почвообразованием прошлых геологических эпох. И. П. Герасимов считал, что современная система почв и факторов-почвообразователей представляется как результат глубокого взаимодействия всех компонентов природы, сложившийся на протяжении длительного исторического периода. Такое взаимодействие, по И. П. Герасимову, явление эволюционное. В данном случае «эволюция почв» трактуется автором как историко-геологический процесс прогрессивной дифференциации почвообразования в ходе эволюции природной среды на протяжении ее развития с момента поселения растений на суше, а эволюционная проблема в почвоведении — как эволюция самого почвообразования, как развитие конкретных типов почвообразования.

Впоследствии, разрабатывая проблему времени в почвоведении, И. П. Герасимов и М. А. Глазовская (1960) писали: «В результате рассмотрения проблемы о роли времени или возраста как фактора почвообразования мы приходим к выводу о том, что центральное значение в этой проблеме имеет эволюция типов почвообразования. Основу такой эволюции составляет историческое развитие генетических взаимоотношений в системе „растительность — горная порода“, происходящее в течение многих геологических периодов, в разнообразных условиях климата и рельефа. Только при помощи исторического анализа развития таких взаимоотношений можно подойти к правильной трактовке всех современных типов почвообразования».

Дальнейшее развитие в трудах российских ученых получило представление о почве как «зеркале» любых природных или природно-техногенных систем (Таргульян, Козловский, 1985). Под этим подразумевается отражение в свойствах почв, их строении, морфологических признаках как современного состояния ландшафтов, так и кодирование в почвах состояний ландшафтов прошлых эпох. Почва как система на определенный момент времени отличается определенным состоянием, структурой и находится в равновесном или квазиравновесном состоянии. Равновесное состояние характерно для зрелого почвенного профиля, который обычно формируется в течение сотен, тысяч, сотен тысяч лет. Этот период называют саморазвитием или просто развитием почвы (Таргульян, Соколов, 1978). Равновесное состояние, наступающее вслед за развитием системы при постоянстве факторов почвообразования, может длиться неопределенно долгое время и значительно превышает период становления, развития почвы. Каждая почва имеет свой период развития, свое характерное время.

При изучении любой почвы стоит всегда проблема определения степени зрелости почвенного профиля, установления положения почвенного профиля на восходящей кривой развития почвы. Принято считать, что в приложении к голоценовым почвам понятие зрелости является условным, так как полного климакса и отражения среды по всем своим свойствам они не достигнут в реальной геолого-тектонической обстановке четвертичного периода (Корсунов, Красеха, Родин, 2002).

В момент наблюдения и изучения почвы считывается информация, закодированная в ее свойствах и морфологических признаках. При этом почвенный профиль может одновременно нести информацию о факторах своего образования на протяжении длительного времени и о факторах своего существования на момент наблюдения. Насколько полно отражает зрелый почвенный профиль в современных условиях среды и как выделить в том количестве информации, которую мы считываем при генетическом исследовании почв, ту часть, которая отражает современное состояние среды? Отвечая на этот вопрос, В. О. Таргульян и И. А. Соколов (1978) ввели понятия «почва-память» и «почва-момент». Введенные понятия в современном развитии почвоведения играют значительную роль.

«Почва-память» — это совокупность устойчивых и консервативных свойств почвенного профиля, являющихся интегральным результатом действия факторов и процессов почвообразования в течение всего периода почвообразования (от нуль-момента до момента наблюдения)».

«Почва-момент» — это совокупность динамических, лабильных свойств, являющихся результатом совокупности факторов и процессов в момент наблюдения или вблизи него» (Таргульян, Соколов, 1978. С. 22) .

«Почва-память» и «почва-момент» совмещены в каждом почвенном профиле как объекте изучения. Поэтому задача исследователя заключается в том, чтобы провести дифференцированное исследование свойств почв и почвообразовательных процессов. Однако существует ряд ограничений, затрудняющих такое дифференцированное исследование. Так, сегодняшние почвенные процессы принципиально не выводимы из комбинации свойств почвы в целом. Они должны изучаться экспериментальным путем или на природных моделях путем непосредственных наблюдений, т. е. изучением «почвы-жизни» (Роде, 1971).

В то же время «значительная часть образовавших почвенный профиль элементарных почвенных процессов, записанных в почве-памяти, не может быть экспериментально изучена и должна реконструироваться мысленно на основе изучения свойств» (Таргульян, Соколов, 1978. С. 29).

Поэтому представление о почвах как системах можно получать на основании изучения свойств почв и опосредствованно элементарных почвенных процессов, зашифрованных в почвенных свойствах и морфологических признаках. Комбинацию свойств можно, согласно В. О. Таргульяну и И. А. Соколову (1978), также представить в виде системы, в которую входят: 1) свойства с малыми характерными временами в момент наблюдения; 2) свойства с большими характерными временами, квазиравновесными с факторами среды; 3) свойства с большими характерными временами стирания. Несомненно, что свойства с малыми характерными временами при бесконечном повторении обусловливают появление свойств почв с большими характерными временами, т. е. наблюдается иерархическая соподчиненность свойств почв с разными характерными временами.

Комбинацию свойств почв можно генетически осмыслить только на основе концепции элементарных почвенных процессов (ЭПП). Исходя из этой концепции, почву необходимо рассматривать как результат современных и былых почвенных процессов, составляющих единую систему для конкретного типа почвы. Образуется система по типу «процесс–ответ» (процессорная система или система «почва – процесс»), в которой на любой из процессов почва реагирует (отвечает) определенными свойствами (или группой свойств).

С современных позиций можно определить почву в целом как систему почв-состояний в виде ответов на воздействие факторов почвообразования через серию передаточных механизмов — почвенных процессов от 0-момента до tv — момента. Это почва-память, почва-момент, почва-жизнь и почва-процесс.

Исходя из представления о том, что почва в своем развитии проходила различные стадии и эволюция ее достаточно сложна, почвенный покров суши, по мнению Ковды и Соколова, представлен в основном полигенетичными почвами. Предлагается в связи с этими новыми представлениями об образовании почв в зависимости от их истории и условий формирования различать такие группы свойств:

1) литогенные — унаследованные от исходных горных пород;

2) педогенные — появившиеся в результате процессов почвообразования.

Педогенные свойства могут быть:

• унаследованными от былых этапов эволюции — «почва-память»;

• сформировавшимися под «усредненным влиянием» современных факторов — «почва-отражение»;

• отражающими циклическую динамику современных факторов — «почва-жизнь».

Контрольные вопросы

1. Чем занимается дисциплина «География почв»? Ее основные задачи.

2. Место почвы среди других природных тел. Кто назвал почву биокосным телом природы и почему?

3. В чем состоит экологическая роль почвы?

4. Как нужно понимать тезис «почва — зеркало ландшафта»? Кому он принадлежит?

5. В чем специфика изучения почвы как объекта исследования?

6. На каких положениях базируются наши современные представления о почве?

7. Какими специфическими особенностями обладает почва как объект исследования?

8. Перечислите основные методы географии почв. Их краткая характеристика.

9. В чем сущность сравнительно-географического метода изучения почв?

10. Что является методологической основой генетического почвоведения по Докучаеву?

11. В чем сущность двучленной формулы В. В. Докучаева и трехчленной формулы И. П. Герасимова, В. О. Таргульяна, И. А. Соколова?

12. Раскройте понятия «почва-память» и «почва-момент».

13. Что такое литогенные и педогенные группы свойств почв?

Морфология почв

Морфология почв — раздел почвоведения, изучающий почву по ее внешнему облику или морфологическим признакам. Исследование почвы начинается с изучения ее внешнего облика. Впервые выделив почву как особое естественно-историческое тело, В. В. Докучаев предложил и методику исследования почв, в основе которой — изучение почвенного профиля. Морфология лежит в основе всех естественных наук. Без знания морфологии предмета невозможно дальнейшее познание его свойств, его соотношений с другими предметами и окружающей средой. Морфология почв лежит в основе их диагностики, а следовательно, и классификации. Как медицина начинается с анатомии человека, а зоология и ботаника — с анатомии животных и морфологии растений, так и почвоведение имеет своим начальным пунктом морфологию почв. Согласно основополагающей научной концепции В. В. Докучаева морфология почвы — это концентрированное отражение ее генезиса, истории ее развития. В морфологических признаках почвы, в строении ее профиля отражаются те процессы, под влиянием которых материнская горная порода с течением времени превращается в почву. Детальное исследование морфологии почв дает ключ к познанию истории их формирования и эволюции, служит основой научных концепций генезиса почв. На основании исследования морфологии почв можно получить обоснованные представления и об их составе, о химизме протекающих в почве процессов, о тех режимах, под воздействием которых развивается почвообразование. Морфологическое строение почвы и ее морфологические признаки и особенности — это результат длительного исторического процесса почвообразования, результат превращения исходной горной породы в новое физическое природное тело — почву. Морфология почвы — это, вообще говоря, ее консервативный признак, медленно меняющийся во времени (в отсутствие деструктивных процессов и коренных мелиораций) и фиксирующий историю развития почвы во времени. Морфологический анализ почвы не должен рассматриваться как нечто обособленное. Он может принести пользу лишь в сочетании с исследованием химического, физико-химического, физического и минералогического состава почв, с изучением их современных режимов, с исследованием географии почвенного покрова. В полевых условиях исследование морфологических признаков лежит в основе почвенных исследований.

Морфологические признаки почвы

К главным морфологическим признакам почвы относятся:

• строение;

• мощность почвы и отдельных ее горизонтов;

• окраска;

• гранулометрический состав;

• структура;

• сложение;

• новообразования;

• включения.

Строение почвы

Строение почвы — определенная смена в вертикальном направлении ее слоев, или генетических горизонтов. Эти горизонты отличаются один от другого цветом, структурой, сложением, химическим, а нередко и гранулометрическим составом, в них по-разному протекают почвенные химические, физико-химические и микробиологические процессы.

То или иное строение почвы приобретают под влиянием природных процессов почвообразования и производственного использования земельных угодий.

В профиле почвы выделяют несколько горизонтов, которые можно подразделить на подгоризонты. Каждый горизонт имеет название и буквенное обозначение (индекс).

Обычно выделяют следующие генетические горизонты: Ап — пахотный, Ао — лесная подстилка, Ад — дернина, А — гумусово-аккумулятивный, A1 — гумусово-элювиальный, А2 — подзолистый, В — иллювиальный, переходный, G — глеевый, С — материнская порода, Д — подстилающая порода.

Пахотный горизонт (Ап). Этот горизонт образуется за счет верхних слоев почвы. В зависимости от типа почвы и мощности пахотного горизонта в последний входит весь гумусовый горизонт А (А1) или его часть. Если мощность горизонта Ап превышает мощность горизонта А1, то в него войдут и расположенные ниже горизонты, например в дерново-подзолистой почве горизонт А2 и даже часть горизонта В. Если распахивают целинную почву, то в пахотный слой войдет и горизонт Ао (Ад).

Лесная подстилка (Ао). На непахотных (целинных и залежных) почвах с поверхности залегает горизонт разлагающихся органических остатков с примесью минеральных частиц. В лесах это слой лесной подстилки (опавшие листья, хвоя, ветки и т. д.), а на лугах и в степях дернина (Ад) или степной войлок (опавшие стебли и листья, а также живые и мертвые узлы кущения травянистых растений).

Гумусово-аккумулятивный горизонт (А). Этот горизонт формируется в верхней части почвенного профиля. В нем накапливается (аккумулируется) наибольшее количество органических (гумуса) и питательных веществ. Его окраска чаще более темная по сравнению с другими горизонтами.

Гумусово-элювиальный горизонт (А1) характеризуется тем, что здесь наряду с накоплением гумуса происходит разрушение минералов и частичный вынос продуктов разрушения.

Подзолистый горизонт (А2) характеризуется тем, что в результате подзолистого процесса происходит разрушение минеральной части почв, вынос полуторных окислов и ила в нижележащие горизонты и накопление кремнезема. Горизонт имеет светлую, белесоватую окраску, листовато-пластинчатую, чешуйчатую структуру, в случае интенсивного подзолистого процесса — он бесструктурный. В солодях — это осолоделый горизонт.

Иллювиальный горизонт (В). В нем частично откладываются вещества, которые вымываются из почвенных горизонтов, расположенных выше, а иногда приносятся боковым током почвенно-грунтовых вод с повышенных элементов рельефа. В зависимости от состава мигрирующих по профилю почв продуктов почвообразования иллювиальный горизонт может обогащаться различными соединениями: гумусом (Bh), илом (Вi), карбонатами (Вк), соединениями железа (ВFe). В почвах, где не происходит перемещения минеральной алюмосиликатной основы (черноземы, каштановые почвы), горизонт В не иллювиальный, а переходный от гумусово-аккумулятивного горизонта к почвообразующей породе.

Глеевый горизонт (G). Образуется в гидроморфных почвах. Вследствие длительного или постоянного избыточного увлажнения и недостатка свободного кислорода в почве происходят восстановительные процессы, что приводит к образованию закисных соединений железа и марганца, подвижных форм алюминия, дезагрегированию почвы и формированию глеевого горизонта. Сизовато-серой окраске глеевого горизонта обычно сопутствуют охристые пятна, образовавшиеся в результате попеременного проявления аэробных и анаэробных процессов в почве, а также черные или темно-бурые пятна из железо-марганцевых новообразований. Если признаки глеевого процесса проявляются и в других горизонтах, то к их обозначению добавляют букву g, например А2g, B1g и т. д.

Т — торфяной или органогенный горизонт, представленный органическим веществом разной степени разложенности, от торфяного до перегнойного.

Материнская порода (С). Представляет собой не затронутую или слабо затронутую почвообразовательными процессами породу.

Подстилающая порода (Д). Выделяется в том случае, когда почвенные горизонты образовались на одной породе, а ниже располагается другая по генезису или свойствам почвообразующая порода.

Для более детальной индексировки горизонтов и отражения некоторых особенностей генезиса или состава генетических горизонтов почв к основным обозначениям добавляют буквы, которые ставят справа и снизу основного индекса: с (s) — накопление легкорастворимых солей; к (ca) — обогащение карбонатами; h — накопление иллювиированного (вмытого) гумуса; г (cs) — скопление гипса; m — выделение метаморфических горизонтов; f — выделение иллювиально-железистых горизонтов.

В «Классификации и диагностике почв России» 2004 г. отмечается, что употреблявшаяся в эколого-генетических классификациях система горизонтов А-В-С недостаточна для реализации субстантивно-генетической концепции новой классификации, основные таксономические единицы которой определяются особенностями строения почвенного профиля. Все это потребовало создания существенно модернизированной системы генетических горизонтов и признаков. Предлагается следующее обозначение генетических горизонтов:

0 — подстилка. Поверхностный органогенный слой мощностью до 10 см. Состоит из остатков растений и в меньшей степени животных. Содержание органического вещества — более 35%. Делится на три подгоризонта: 01 — опад, неразрушенные листья и хвоя; 02 — труха, слой состоит из разрушенного материала, фрагментов листьев, хвои, веток, часто его называют ферментативным; 03 — состоит из перегноя, в который превратились все растительные остатки, в зарубежных классификациях его называют слоем гумусирования;

Т — торфяной. Органический материал, степень разложения не больше 45%. Содержание органического вещества > 35%. Мощность слоя более 10 см. В течение большей части вегетационного периода насыщен водой;

TJ — сухоторфянистый. Законсервированные остатки растений, скрепленные корнями травянистых растений (дерново-сухоторфянистый) или корнями кустарничков — багульник, карликовая береза, черника (кустарничково-корневой сухоторфянистый); большую часть вегетационного периода слой находится в сухом состоянии, разложен на 45% и меньше; горизонт содержит больше 35% органического вещества;

TR — торфяно-минеральный. Торфяной горизонт с линзами и прослойками минерального субстрата. Зольность субстрата > 30%;

ТО — торф олиготрофный, или сфагновый. Зольность ниже 10%;

ТЕ — торф эутрофный. Зольность больше 10%, состоит из разных растительных остатков, в которых сфагновые мхи не преобладают;

Н — перегнойный. Темно-коричневый до черного, мажущийся, органическое вещество утратило свою форму, его содержание 20–35% от массы;

AT — грубогумусовый. Органические остатки разной степени разложения (< 35%) в смеси с минеральным субстратом. Можно выделить два вида этого горизонта: дерновый, пронизанный корнями трав, и кустарничково-корневой, пронизанный корнями мелких кустарничков (брусника, голубика, карликовая береза);

AY — светлогумусовый. Светло-серого, буровато-серого цвета, гумус фульватный или гуматно-фульватный;

AU — темногумусовый. Серый до черного с бурым или коричневым оттенком. Гумус — фульватно-гуматный или гуматный;

W — органогенный слаборазвитый (гумусовый, грубогумусовый) мощностью до 5 см;

Е — подзолистый, белесый до белого. Не агрегирован или состоит из пластинчатых, листоватых, чешуйчатых агрегатов. Часто пластинки разламываются на более тонкие, при этом на нижней поверхности пластинок — более темная окраска (из-за микроортштейнов). Обычно более легкого гранулометрического состава, чем нижележащий горизонт (в песчаных почвах это не всегда заметно);

EL — элювиальный. Отличается от Е более темной окраской (сероватой, палевой, буроватой). Может содержать гумус до 1,5%;

AEL — гумусово-элювиальный. Светло-серый, серый, содержит больше 1,5% гумуса, комковатый, комки могут разламываться на пластинки;

BHF — гумусово-железисто-иллювиальный, или альфегумусовый. Обогащен соединениями железа и гумусом. Много кутан и пленок по призмовидным агрегатам и минеральным зернам. Кофейно-коричневого или желто-охристого цвета;

ВТ — текстурный. Бурый или коричнево-бурый. Ореховатые, ореховато-призматические и призматические агрегаты. На призматических агрегатах обычно хорошо выражены кутаны. Иногда кутаны перекрываются скелетанами («кремнеземистой присыпкой»). Содержание ила в 1,4 раза больше, чем в верхнем элювиальном горизонте;

BI — илисто-иллювиальный. Отношение ила к содержанию его в горизонте Е меньше 1,4;

ВМ — метаморфизованный горизонт. Бурого, коричневого цвета, отличающийся от вышележащего обычно большим содержанием гумуса при отсутствии следов элювиирования в вышележащем слое. Иногда называется горизонтом внутрипочвенного выветривания, сиаллитного выветривания;

ВСА — аккумулятивно-карбонатный. Палевый или буровато-палевый. Содержит максимальное количество карбонатов (не считая подстилающую карбонатную породу). Карбонаты представлены белоглазкой, псевдомицелием, прожилками и т. п.;

BSN — солонцовый. Столбчатые агрегаты тяжелого гранулометрического состава, часто выражены кутаны. Могут распадаться на призмы с кутанами по граням. При более легком гранулометрическом составе представлен ореховато-призматическими агрегатами. Обычно обогащен Na (свыше 15% от суммы обменных катионов). Щелочная реакция среды;

S — солончаковый. Обогащен растворимыми солями (свыше 1% от массы почвы), в сухом состоянии почвы образующими налеты, прожилки, корочки и проч.;

V — слитой. Тяжелый суглинок или глина, вязкие во влажном состоянии, очень твердые в сухом, плотность — от 1,5 до 1,9. При высыхании образуются широкие и глубокие трещины. В почвенной массе встречаются зеркала скольжения и кутаны набухания;

G — глеевый. Более 80% площади горизонта имеют признаки оглеения (синеватую, голубоватую, сизую окраску с локальными ржавыми пятнами);

Q — криптоглеевый. Оливковый, грязно-серый или стальной оттенок. Творожистая структура, пропитка гумусом, затвердевшие натеки карбонатов по трещинам;

F — рудяковый. Пропитан соединениями железа, образует прослойки, плиту, скопление ортштейнов, занимающих более 50% объема;

ML — мергель луговой. Состоит в основном из карбонатов, образующихся при разгрузке кальциевых грунтовых вод;

KR — криотурбационный. Видны признаки перемещения почвенных масс в результате замерзания и оттаивания почвы. Обычно тиксотропный, много фрагментов растительных остатков;

RU — горизонт из наноса гумусированного материала;

RY — нанос из негумусированного материала.

Одноименные горизонты разных почв различаются по физическим, химическим и морфологическим признакам. В поле почвенные горизонты в первую очередь выделяются по цвету, затем по структуре, гранулометрическому составу, новообразованиям.

В разделе классификации почв подробно излагается материал, связанный с унифицированной системой индексации и их диагностических критериев.

Почвы имеют различное строение профиля. В одних случаях горизонты четко выделяются на почвенном профиле, в других — слабо. Это зависит главным образом от характера почвообразовательного процесса, возраста почвы и особенностей материнских пород. В почвоведении такие горизонты принято называть генетическими. В случае постепенной смены одного горизонта другим обособляется переходный горизонт, несущий признаки обоих горизонтов. Такие горизонты обозначают двойными основными буквенными индексами: A0A1, A1A2, А2В, В/С и т. п. В молодых почвах генетические горизонты выражены неотчетливо.

По характеру соотношения генетических горизонтов все почвенные профили можно сгруппировать в несколько типов (рис. 8).

Рис. 8. Типы строения почвенных профилей:1 — примитивный; 2 — неполноразвитый; 3 — нормальный; 4 — слабодифференцированный; 5 — нарушенный (эродированный); 6 — реликтовый; 7 — многочленный; 8 — полициклический; 9 — нарушенный (перевернутый); 10 — мозаичный

Примитивный профиль имеют почвы в начальных стадиях своего формирования, когда почвообразованием затронута лишь самая поверхностная часть породы. Профиль слабо дифференцирован на горизонты, мощность его составляет от нескольких сантиметров до несколько десятков сантиметров.

Неполноразвитый профиль формируется на массивно-кристаллических плотных породах или на крутых склонах. В таких условиях образуются почвы также с небольшой мощностью профиля — несколько десятков сантиметров при полном наборе генетических горизонтов, присущих данному типу, но с небольшой их мощностью. Часто такие профили имеют горные почвы.

Нормальный профиль — наиболее часто встречающийся, характерен для зрелых почв, формирующихся на рыхлых породах в равнинных условиях; почвы имеют полный набор генетических горизонтов, свойственных данному типу почвообразования.

Слабодифференцированный профиль присущ почвам, развивающимся на породах, бедных легко выветривающимися минералами (кварцевые пески, древние ферраллитные коры выветривания). Генетические горизонты слабо выражены (расплывчатые).

Нарушенный профиль характерен для эродированных почв, у которых уничтожена верхняя часть профиля.

Реликтовый профиль — сложный, в нем присутствуют различные по генезису погребенные горизонты (отдельные или целые профили) или горизонты, характерные для предшествующих фаз почвообразования.

Многочленный профиль свойствен почвам, формирующимся на многочленных породах при их смене обычно в пределах 100 см от поверхности.

Полициклический профиль развивается в условиях периодического отложения почвообразующего материала, например в условиях отложения вулканического пепла, в поймах при отложениях аллювия.

Нарушенный (перевернутый) профиль приобретают почвы, подвергнутые искусственному смещению генетических горизонтов (плантаж, ярусная обработка) или интенсивному перемешиванию естественного профиля землероями.

Мозаичный профиль образуется при большой пространственной неоднородности сочетания генетических горизонтов.

Кроме того, профили могут различаться и систематизироваться по характеру распределения веществ. Например, аккумулятивный профиль присущ почвам с максимальным накоплением веществ с поверхности (гумусово-аккумулятивный профиль); элювиальный характеризуется обеднением (выносом) веществ в профиле, элювиально-иллювиальный — обеднением веществ (например, ила или R2O3) в верхней части профиля и накоплением их в средней или нижней части и т. п.

Каждому почвенному типу свойственно свое сочетание горизонтов. Поэтому некоторые из них могут в том или ином профиле отсутствовать. Профиль основных типов почв подробно рассмотрен в учебнике В. Д. Наумова «География почв» (2008, 2015).

Мощность почвы и отдельных ее горизонтов

Мощностью почвы называется ее вертикальная протяженность, то есть толщина «от ее поверхности вглубь до не измененной почвообразовательными процессами части материнской породы» (А. Н. Сабанин, 1909). У различных почв мощность неодинакова, от нескольких сантиметров у примитивной (слаборазвитой) почвы до нескольких метров (в зрелой почве), чаще эти колебания составляют от 40–50 см до 100–150 см. Схема распределения почв по мощности почвенного профиля приведена на рис. 9.

Отмечая мощность того или иного горизонта, указывают его верхнюю и нижнюю границы, например Ап — 0–20 см, А1–20–25 см и т. д. При таком отсчете видна не только мощность горизонта, но и глубина его расположения.

Мощность почвы — важный количественный показатель, который учитывается при выделении почв на таксономическом уровне вида, поэтому данный показатель определяется с точностью до 1 см.

Рис. 9. Мощность почвенного профиля на территории России

При выделении почвенных горизонтов необходимо обращать внимание на характер границы между ними. Различают границы:

• ровные;

• извилистые;

• постепенные;

• ясные;

• резкие.

При ровной границе переход от одного горизонта к другому имеет вид прямой или слабоволнистой линии.

Извилистая граница наблюдается в том случае, когда одни почвенные горизонты заходят в другие в виде «языков», «затеков» или «карманов». В этом случае для установления мощности горизонтов берут среднее из нескольких измерений с указанием пределов колебаний мощности.

Переход считается постепенным, если окраска одного горизонта сменяется другой на протяжении более 5 см, ясным — на протяжении 2–5 см и резким — на протяжении не более 2 см.

Влажность почвы

Указание на влажность почвы при ее описании весьма существенно для правильной интерпретации многих морфологических признаков, определяемых в полевых условиях, особенно окраски, сложения, твердости. Естественно, в полевых условиях можно дать лишь качественную, приближенную характеристику влажности, но этого вполне достаточно для целей морфологического анализа. При полевом определении влажности можно пользоваться следующими критериями:

— сухая почва — песчаная почва рассыпается свободно отдельными зернами; не холодит руку; суглинистая и глинистая почва пылит или свободно рассыпается твердыми комками разного размера; не холодит руку;

— свежая (влажноватая) почва — песчаная почва рассыпается как зернами, так и непрочными агрегатами, обладающими некоторой связностью; холодит руку на ощупь; суглинистая и глинистая почва рассыпается мягкими комками; холодит руку на ощупь; при быстром подсыхании на воздухе немного светлеет;

— влажная почва — песчаная почва связная, не рассыпается свободно на отдельные зерна; сильно холодит руку на ощупь; сильно увлажняет фильтровальную бумагу; при сжатии в руке не сохраняет приданную форму; суглинистая и глинистая почва сильно холодит руку на ощупь; немного увлажняет фильтровальную бумагу; при подсыхании заметно светлеет; при сжатии в руке сохраняет приданную форму;

— сырая почва — песчаная почва связная, не рассыпается; при сжатии в руке сохраняет приданную форму; при сжатии в руке вода смачивает руку и сочится между пальцами; суглинистая и глинистая почва при сжимании в руке превращается в тестообразную массу и хорошо формуется, а вода смачивает руку, но не сочится между пальцами;

— мокрая почва — песчаная почва течет; это — плывун; суглинистая и глинистая почва сохраняют свою форму, но при сжатии в руке вода сочится между пальцами.

Как правило, влажность верхних горизонтов почвы однородная. В нижних же горизонтах почвы могут быть случаи наличия линз, гнезд, других форм разных степеней увлажнения, что должно быть соответственно описано; в стенке разреза могут быть и микророднички, из которых сочится вода, особенно по некоторым трещинам, крупным порам, ходам корней.

При описании высушенных монолитов в аудитории данный показатель не определяется или фиксируется воздушно-сухое состояние почвы.

Окраска почв

Окраска почв представляет наиболее доступный и прежде всего бросающийся в глаза морфологический признак. С учетом других признаков и свойств окраска почвы — существенный показатель принадлежности ее к тому или иному типу. Недаром многие почвы получили название в соответствии со своей окраской — подзол, краснозем, чернозем и т. д. Окраска почв отражает их зональные особенности: каждой почвенно-климатической зоне присущи характерные цветовые оттенки почв. Так, почвы таежно-лесной зоны имеют светлые, серые и белесые тона, почвы лесостепной зоны — серые и темно-серые, лугово-степной (черноземной) — темно-серые и черные, почвы сухих и пустынных степей — каштановые и бурые тона и т. д.

Окраска почв изменяется не только в зональном масштабе, но и внутри зон. Часто на небольшой площади встречаются почвы, резко отличающиеся одна от другой по цвету, что дает возможность судить о смене их и при картировании более точно наносить на карту.

В окраске почвы, в их оттенках и переходах очень ярко отражаются особенности почвообразовательного процесса. Поэтому наблюдения за окраской, за изменением цветовых оттенков в различных почвах, а также в одной и той же почве, но в разных ее горизонтах могут дать много для понимания сущности происходящих в почвах процессов и для раскрытия их происхождения (генезиса).

Окраска почв имеет и большое агрономическое значение. Практики-земледельцы всех континентов с давних времен судили о качестве земель, о плодородии почв по их окраске. При этом большое плодородие почв чаще ставилось в зависимость от богатства гумусом, а следовательно, было связано с черной или темно-серой окраской. Окраска почвы определяется окраской тех групп веществ, из которых она слагается, но зависит также от гранулометирического состава, физического состояния и степени увлажнения.

По С. А. Захарову, наиболее важными для окраски почв являются следующие три группы соединений: 1) гумус; 2) соединения железа; 3) кремнекислота, углекислая известь и каолин.

Гумусовые вещества обусловливают черную, темно-серую и серую окраску. В некоторых случаях черная окраска может быть связана и с другими причинами. Так, в верхних горизонтах подзолистых и дерново-подзолистых почв в виде очень небольших пятен (пунктуации) встречаются скопления окислов и гидратов окислов марганца, имеющие черный цвет. Черный цвет болотных почв иногда может быть обусловлен присутствием сернистого железа. И, наконец, темная окраска может зависеть от цвета почвообразующей породы, на которой почва сформировалась. Например, все горизонты почвы, формирующейся на юрских глинах или на углистых сланцах, имеют темную окраску.

Соединения окисного железа придают почве красную, оранжевую и желтую окраску. Наибольшую роль из соединений окисного железа играют безводные (Fe2O3) и водные (Fe2O3‧ H2O) окиси (гидраты). Соединения закисного железа окрашивают почву или отдельные ее горизонты и участки в сизые и голубоватые тона. Встречающийся, например, в болотных почвах вивианит [Fe3(PO4)2‧ 8Н2О] придает им зеленовато-голубой оттенок.

Кремнезем (SiO2), углекислый кальций (СаСОз) и каолинит (H2Al2Si2О8‧ Н2О) обусловливают белую и белесую окраску. В ряде случаев заметную роль в приобретении почвой белесоватых оттенков могут играть гипс (CaSO4‧2H2O) и легкорастворимые соли (NaCl, Na2SO4‧ 8H2O и др.).

Различное сочетание указанных трех групп веществ определяет большое разнообразие почвенных цветов и оттенков, сведенных С. А. Захаровым в одну схему (рис. 10).

На окраску влияют структурное состояние и влажность почвы. Почвы, находящиеся в комковатом, зернистом или глыбистом состоянии, кажутся темнее, чем в распыленном (бесструктурном). Влажные всегда кажутся более темными, чем сухие. Более темная окраска в полевых условиях наблюдается утром и вечером. Поэтому определять ее в ранние и поздние часы нежелательно.

Рис. 10. Треугольник цветов С. А. Захарова

Окраску обычно трудно бывает охарактеризовать каким-нибудь одним цветом, поэтому приходится указывать степень ее интенсивности (например, светло-бурая, темно-бурая), отмечать оттенки (например, белесая с желтоватым оттенком) или же называть промежуточные тона (коричнево-серая, серо-бурая).

Окраска почвенных горизонтов может быть однородной и неоднородной. Можно различать равномерную однородную окраску — тон и интенсивность ее сохраняются в пределах всего горизонта — и неравномерную однородную окраску — постепенное изменение ее тона и интенсивности от верхней части к нижней.

Неоднородная окраска характеризуется наличием различно окрашенных участков (пятен, полос) в пределах одного горизонта. При этом различают: пятнистую окраску — на фоне основной окраски горизонта выделяются пятна другого цвета (например, охристые и ржавые пятна на сером фоне глеевого горизонта); полосчатую — чередование полос разного цвета; мраморовидную — пестрая окраска с наличием узоров и пятен разного цвета; крапчатую — наличие мелких пятнышек различного цвета по однородному фону окраски горизонта. Если почвенные горизонты не имеют однородной окраски, их характеризуют как пестрые или пятнистые. При этом отмечают основной тон окраски и цвет пятен.

Помимо визуального метода определения цвета окраски необходимо использовать:

• стандартную цветовую шкалу для полевого определения и кодировки окраски почв по Манселлу;

• международную схему описания пятнистости окраски;

• номограмму для определения степени пятнистости окраски почвы.

Гранулометрический состав

Гранулометрический состав — важнейшая характеристика почвы. От него зависят практически все свойства почвы и плодородие. Естественно, и морфология почвы определяется ее гранулометрическим составом. Поэтому изучение гранулометрического состава в поле или в лаборатории является первым необходимым этапом исследования почвы как природного тела.

Все почвы и породы по гранулометрическому составу можно объединить в несколько групп с характерными для них физическими и химическими свойствами.

Одну из первых научных классификаций почв по механическому (по новой номенклатуре — по гранулометрическому) составу дал проф. Н. М. Сибирцев. Она основана на соотношении физической глины к физическому песку.

Под физической глиной понимают сумму всех механических элементов почвы размером меньше 0,01 мм, а сумму всех механических элементов почвы больше 0,01 мм — физическим песком. Кроме того, выделяют мелкозем, под которым понимаю все частицы меньше 1 мм, и почвенный скелет — частицы больше 1 мм.

Отдельные группы механических элементов по-разному влияют на свойства почвы. Это объясняется неодинаковым их минералогическим и химическим составом и разными физическими и физико-химическими свойствами.

Под гранулометрическим составом понимают относительное содержание в почве или породе механических элементов.

В настоящее время широко распространена классификация проф. Н. А. Качинского, которая построена в зависимости от содержания (в процентах) физической глины и физического песка. Суммарное содержание фракций физического песка и физической глины принимается за 100%. В почвоведении принято при кратком (основном) названии почв по гранулометрическому составу использовать содержание физической глины (табл. 1).

Н. А. Качинским введено также понятие преобладающих фракций. Таких фракций выделено пять: гравелистая (3–1 мм), песчаная (1–0,05 мм), крупнопылеватая (0,05–0,01 мм), пылеватая (0,01–0,001 мм) и иловатая (< 0,001 мм).

В зависимости от того, какая фракция преобладает, к основному наименованию почвы, указанному в табл. 1, добавляют название преобладающей фракции.

Таблица 1

Классификация почв по гранулометрическому составу, принятая в СССР (Качинский, 1965)

Краткое название почв по гранулометрическому (механическому) составу

Содержание физической глины (частицы < 0,01 мм), %

подзолистый тип почвообразования

степной тип почвообразования, красноземы и желтоземы

солонцы и сильносолонцеватые почвы

Песок рыхлый

0–5

0–5

0–5

Песок связный

5–10

5–10

5–10

Супесь

10–20

10–20

10–15

Суглинок легкий

20–30

20–30

15–20

Суглинок средний

30–40

30–45

20–30

Суглинок тяжелый

40–50

45–60

30–40

Глина легкая

50–65

60–75

40–50

Глина средняя

65–80

75–85

50–65

Глина тяжелая

> 80

> 85

> 65

Например, дерново-подзолистая почва содержит физической глины 28,1%. Основное название почвы будет суглинок легкий. Для того чтобы дать полное название почв по гранулометрическому составу с учетом преобладающих фракций, рассчитываем суммарное содержание преобладающих фракций механических элементов, которые в данном примере составляют: песка (1–0,05 мм) — 37,0%, крупной пыли — 34,9%, средней и мелкой пыли — 16,0% и ила — 12,1%. В этой почве первой преобладающей фракцией будет песок, на втором месте — крупная пыль, на третьем — пыль и меньше всего приходится на илистую фракцию. Полное название почвы по гранулометрическому составу — суглинок легкий крупнопылевато-песчаный.

При ориентировочном и более кратком определении гранулометрического состава обычно оттеняется одна какая-либо фракция (табл. 2). Так, все категории суглинков подразделяют на пылеватые и песчаные в зависимости от преобладания фракций песка (1–0,05 мм) или крупной пыли (0,05–0,01 мм). Супеси делят на пылеватые, песчаные и гравелистые, пески — на крупнозернистые, среднезернистые и мелкозернистые. Поэтому в дополнение к основной классификации почв по гранулометрическому составу Н. А. Качинским разработана и более детальная схема на основе учета преобладания той или иной фракции в гранулометрическом составе.

Таблица 2

Преобладающие фракции для названия почв по механическому составу

Преобладающая фракция, мм

Песок рыхлый песчаный

> 0,05

Песок рыхлый крупнопылеватый

0,05–0,01

Песок связный песчаный

> 0,05

Песок связный крупнопылеватый

0,05–0,01

Супесь песчаная

> 0,05

Супесь крупнопылеватая

0,05–0,01

Суглинок легкий песчаный

> 0,05

Суглинок легкий крупнопылеватый

0,05–0,01

Суглинок средний песчаный

> 0,05

Суглинок средний крупнопылеватый

0,05–0,01

Суглинок средний пылеватый

0,01–0,001

Суглинок средний иловатый

< 0,001

Суглинок тяжелый крупнопылеватый

0,05–0,01

Суглинок тяжелый пылеватый

0,01–0,001

Суглинок тяжелый иловатый

< 0,001

Глина легкая крупнопылеватая

0,05–0,01

Глина легкая пылеватая

0,01–0,001

Глина легкая иловатая

< 0,001

Глина средняя крупнопылеватая

0,05–0,01

Глина средняя пылеватая

0,01–0,001

Глина средняя иловатая

< 0,001

Глина тяжелая пылеватая

0,01–0,001

Глина тяжелая иловатая

< 0,001

Н. А. Качинский разделил почвы в зависимости от содержания камней. К некаменистым почвам он отнес почвы, которые не содержат в своем составе фракцию механических элементов меньше 3 мм.

Степень каменистости почвы зависит от содержания механических элементов размером больше 3 мм (табл. 3).

Таблица 3

Классификация почв по каменистости

Содержание частиц > 3 мм, в % от массы почвы

Степень каменистости почв

Тип каменистости

< 0,5

Некаменистая

Устанавливается по характеру скелетной части
Почвы могут быть валунные, галечниковые, щебенчатые

0,5–5,0

Слабокаменистая

5,0–10,0

Среднекаменистая

> 10,0

Сильнокаменистая

Диагностика почв по гранулометрическому составу

В полевых условиях и в лаборатории гранулометрический состав почв приближенно определяют по внешним признакам и на ощупь. Для точного его установления применяют лабораторные методы, позволяющие находить количество всех групп механических элементов, слагающих почву или породу. По содержанию их, пользуясь рассмотренной выше классификацией, можно уже безошибочно отнести исследуемую почву или породу к той или иной группе гранулометрического состава.

Все группы гранулометрического состава почв и пород (песок, супесь, суглинок песчанистый, суглинок пылеватый и т. д.) можно различать по ряду признаков. Зная эти признаки и имея соответствующий навык, можно быстро и с достаточной точностью определять гранулометрический состав в полевых условиях.

Сухой метод. Сухой комочек или щепотку мелкозема почвы испытывают на ощупь, кладут на ладонь и тщательно растирают пальцами. При необходимости плотные агрегаты раздавливают в ступке.

Гранулометрический состав почвы или породы определяется по ощущению при растирании, состоянию сухой почвы, по количеству песка следующим образом (табл. 4).

Необходимо быть внимательным при определении гранулометрического состава пылеватых суглинков и супесей. При растирании они дают ощущение мучнистости из-за большого количества крупной пыли (> 40%), при этом песок не ощущается или его очень мало. Различают эти разновидности по «сухому» методу следующим образом.

Пылеватые супеси и легкие пылеватые суглинки образуют непрочные комочки, которые при раздавливании пальцами легко распадаются. При растирании супеси производят шуршащий звук и ссыпаются с руки. При растирании легких суглинков ощущается ясно различимая шероховатость, глинистые частицы втираются в кожу. Средние пылеватые суглинки также дают ощущение мучнистости, но производят ощущение тонкой муки со слабозаметной шероховатостью. Комки средних суглинков раздавливаются с некоторым усилием. Тяжелые пылеватые суглинки в сухом состоянии с трудом поддаются раздавливанию, образуют хорошо выраженные структурные отдельности с острыми ребрами, дают ощущение тонкой муки при растирании. Шероховатость не ощущается.

Таблица 4

Органолептические признаки гранулометрического состава почвы

Гранулометрический состав

Состояние сухого образца

Ощущение при растирании сухого образца

Песок

Сыпучее

Состоит почти исключительно из песка

Супесь

Комочки слабые, легко раздавливаются

Преобладают песчаные частицы. Мелкие частицы являются примесью

Легкий песчанистый суглинок

Комочки разрушаются с небольшим усилием

Преобладают песчаные частицы. Глинистых частиц 20–30%

Средний песчанистый суглинок

Структурные отдельности разрушаются с трудом, намечается угловатость их формы

Песчаные частицы еще хорошо различимы. Глинистых частиц примерно половина

Тяжелый песчанистый суглинок

Агрегаты плотные, угловатые

Песчаных частиц почти нет. Преобладают глинистые частицы

Глина

Агрегаты очень плотные, угловатые

Тонкая однородная масса. Песчаных частиц нет

«Мокрый» метод. Образец растертой почвы увлажняют и перемешивают до тестообразного состояния, при котором почвы обладают наибольшей пластичностью.

При определении гранулометрического состава карбонатных почв и пород применяют вместо воды 10%-ную НС1 с целью разрушения водопрочных агрегатов. Из подготовленной почвы на ладони скатывают шарик и пробуют раскатать его в шнур толщиной около 3 мм, затем свернуть в кольцо диаметром 2–3 см. В зависимости от гранулометрического состава почвы или породы показатели «мокрого» метода будут различны.

Песок не образует ни шарика, ни шнура.

Супесь образует шарик, который раскатать в шнур не удается. Получаются только зачатки шнура.

Легкий суглинок раскатывается в шнур, но последний очень непрочен, легко распадается на части при раскатывании или при взятии с ладони.

Средний суглинок образует сплошной шнур, который можно свернуть в кольцо. Кольцо с трещинами и переломами.

Тяжелый суглинок легко раскатывается в шнур. Кольцо с трещинами.

Глина образует длинный тонкий шнур. Кольцо без трещин.

Структура почвы

Структура почвы — отдельности (агрегаты), на которые способна распадаться почва. Они состоят из соединенных между собой механических элементов и мелких агрегатов.

Форма, размер и качественный состав структурных отдельностей в различных почвах, а также в одной почве, но в разных ее горизонтах неодинаковы.

По С. А. Захарову различают три основных типа структуры:

• кубовидную — структурные отдельности равномерно развиты по трем взаимно перпендикулярным осям;

• призмовидную — отдельности развиты преимущественно по вертикальной оси;

• плитовидную — отдельности развиты преимущественно по двум горизонтальным осям и укорочены в вертикальном направлении.

Каждый из перечисленных типов в зависимости от характера ребер, граней и размера подразделяется на более мелкие единицы (рис. 11, табл. 5) .

Рис. 11. Главнейшие виды почвенной структуры по С. А. ЗахаровуI тип: 1 — крупнокомковатая; 2 — среднекомковатая; 3 — мелкокомковатая; 4 — пылеватая; 5 — крупноореховатая; 6 — ореховатая; 7 — мелкоореховатая; 8 — крупнозернистая; 9 — зернистая; 10 — порошистая; 11 — «бусы» из зерен почвы;II тип: 12 — столбчатая; 13 — столбовидная; 14 — крупнопризматическая; 15 — призматическая; 16 — мелкопризматическая; 17 — тонкопризматическая;III тип: 18 — сланцеватая; 19 — пластинчатая; 20 — листоватая; 21 — грубочешуйчатая; 22 — мелкочешуйчатая

В зависимости от размера структуру подразделяют (по П. В. Вершинину) на следующие группы:

• мегаструктура (глыбистая) — больше 10 мм;

• макроструктура — 10–0,25 мм;

• грубая микроструктура — 0,25–0,01 мм;

• тонкая микроструктура — меньше 0,01 мм.

Почва может быть структурной и бесструктурной. При структурном состоянии масса почвы или породы разделена на отдельности той или иной формы и размера. При бесструктурном или раздельночастичном состоянии отдельные механические элементы, слагающие почвы, не соединены между собой в более крупные отдельности, а существуют раздельно или залегают сплошной сцементированной массой. Рыхлый песок — типичный пример бесструктурного состояния. В бесструктурном состоянии могут находиться почвы и иного гранулометрического состава. Между структурными и бесструктурными почвами имеются и переходные почвы, у которых структура выражена слабо.

Таблица 5

Классификация структуры

Род

Вид

Размер

1

2

3

I тип. К у б о в и д н а я

Глыбистая — неправильная форма и неровная поверхность

Крупноглыбистая
Мелкоглыбистая

> 10 см
10–1 см

Комковатая — неправильная округлая форма, неровные округлые и шероховатые поверхности разлома, грани не выражены

Крупнокомковатая
Комковатая
Мелкокомковатая
Пылеватая

10–3 мм
3–1 мм
1–0,25 мм
< 0,25 мм

Ореховатая — более или менее правильная форма, грани хорошо выражены, поверхность ровная, ребра острые

Крупноореховатая
Ореховатая
Мелкоореховатая

> 10 мм
10–7 мм
7–5 мм

Зернистая — более или менее правильная форма, иногда округлая, с выраженными гранями, то шероховатыми, матовыми, то гладкими и блестящими

Крупнозернистая (гороховатая)
Зернистая (крупитчатая)
Мелкозернистая (порошистая)

5–3 мм
3–1 мм
1–0,5 мм

II тип. П р и з м а т и ч е с к а я

Столбовидная — отдельности слабо оформлены, с неровными гранями и округленными ребрами

Крупностолбовидная
Столбовидная
Мелкостолбовидная

> 5 см
3–5 см
< 3 см

Столбчатая — правильной формы, с довольно хорошо выраженными вертикальными гранями и округлым основанием «головкой» и плоским нижним

Крупностолбчатая
Мелкостолбчатая

5–3 см
< 3 см

Призматическая — грани хорошо выражены, с ровной глянцевой поверхностью, с острыми ребрами

Крупнопризматическая
Призматическая
Мелкопризматическая
Тонкопризматическая
Карандашная (при длине отдельностей 5 см)

5–3 см
3–1 см
1–0,5 см
0,5 см
< 1 см

III тип. П л и т о в и д н а я

Плитчатая (слоевая) — с более или менее развитыми горизонтальными плоскостями спайности

Сланцеватая
Плитчатая
Пластинчатая
Листоватая

> 5 мм
5–3 мм
3–1 мм
< 1 мм

Чешуйчатая — со сравнительно небольшими горизонтальными плоскостями спайности и часто острыми гранями

Скорлуповатая
Грубочешуйчатая
Мелкочешуйчатая

> 3 мм
3–1 мм
< 1 мм

В любом из почвенных горизонтов структурные отдельности не бывают одного размера и одной формы. Чаще всего структура бывает смешанной, что при описании отмечают двумя или даже тремя словами: комковато-зернистая, комковато-пылеватая, комковато-пластинчато-пылеватая и т. д.

Различным генетическим горизонтам почв присущи определенные формы структуры. Так, комковатая и зернистая структура присуща дерновым горизонтам, пластинчато-листовая — подзолистым, ореховатая — иллювиальным (особенно серым лесным почвам). Призматическая структура типична для иллювиальных горизонтов подзолистых и лесостепных почв, сформировавшихся на тяжелых покровных суглинках, или для черноземов и каштановых почв, образовавшихся на суглинистых и глинистых породах, имеющих в поглощенном состоянии натрий.

При оценке почвенной структуры надо отличать морфологическое понятие структуры от агрономического. В морфологическом отношении хороша структура, которая четко выражена: ореховатая или призматическая — иллювиального горизонта, пластинчатая — подзолистого и т. д. В агрономическом отношении благоприятной будет комковато-зернистая структура верхних горизонтов почвы размером от 0,25 до 10 мм, обладающая водопрочностью и активной пористостью.

Сложение

Сложение — внешнее выражение плотности и пористости почвы. Оно зависит от гранулометрического состава, структуры, а также от деятельности почвенной фауны и развития корневых систем растений. Кроме того, плотность определяется и цементированием почвенных частиц минеральными коллоидами — кремнекислотой и полуторными окислами. По степени плотности почвы подразделяют на:

• слитые (очень плотные);

• плотные;

• рыхлые;

• рассыпчатые.

Слитое сложение характеризуется очень плотным прилеганием частиц, образующих нередко сцементированную, с большим трудом разламывающуюся массу; нож в нее не входит, можно его лишь вбить. Присуще для иллювиальных горизонтов солонцов и сцементированных, оруденелых горизонтов подзолистых почв.

Плотное сложение требует значительных усилий для вдавливания ножа в почву. Оно типично для иллювиальных горизонтов суглинистых и глинистых почв.

Рыхлое сложение наблюдается в хорошо оструктуренных гумусовых горизонтах, а также в пахотных, если почву обрабатывали в спелом состоянии.

Рассыпчатое сложение характерно для пахотных горизонтов песчаных и супесчаных почв. Частицы почвы не связаны друг с другом, и масса почвы обладает сыпучестью.

Пористость характеризуется формой и размерами пор внутри структурных отдельностей или между ними.

По расположению пор внутри структурных отдельностей различают следующие типы сложения:

1) тонкопористое — почва пронизана порами диаметром менее 1 мм;

2) пористое — диаметр пор колеблется от 1 до 3 мм, примером подобного сложения может служить лесс;

3) губчатое — в почве встречаются пустоты размером от 3 до 5 мм;

4) ноздреватое (дырчатое) — в почве имеются пустоты диаметром от 5 до 10 мм; подобное сложение, обусловленное деятельностью многочисленных землероев, встречается в сероземных почвах, оно характерно также для известковых туфов;

5) ячеистое — пустоты превышают 10 мм, встречается в субтропических и тропических почвах;

6) трубчатое — пустоты в виде каналов, прорытых землероями.

По расположению пор между структурными отдельностями различают следующие типы сложения почв в сухом состоянии:

1) тонкотрещиноватое — при ширине полостей меньше 3 мм;

2) трещиноватое — при ширине полостей от 3 до 10 мм;

3) щелеватое — полости шириной больше 10 мм.

Сложение — важный показатель при агрономической оценке почвы. От него зависит возможность обработки почвы сельскохозяйственными орудиями, а также проникновение воды и корней растений в почву.

Новообразования

Новообразования — скопление веществ различной формы и химического состава, которые формируются и откладываются в горизонтах почвы. В результате физических, химических и биологических процессов, происходящих в почвах, а также непосредственного воздействия на почву растений и животных возникают новообразования химического и биологического происхождения. Химические новообразования в почве возникают вследствие химических процессов, которые приводят к появлению различного рода соединений. Последние могут выпадать в осадок или на месте образования, или, перемещаясь с почвенным раствором в горизонтальном, вертикальном направлениях, в некотором (иногда значительном) отдалении от места своего первоначального возникновения. Выпадая в осадок вследствие коагуляции, кристаллизации или в результате других причин и накапливаясь при многократном повторении указанных явлений, эти соединения формируются в химические новообразования.

Химические новообразования по форме разделяют на следующие группы:

1) выцветы и налеты — химические вещества (например, растворимые соли), которые выступают на поверхности почвы или на стенке разреза в виде тончайшей пленочки;

2) корочки, примазки, потеки, которые, выступая на поверхности почвы или по стенкам трещин, образуют слой небольшой толщины;

3) прожилки и трубочки — вещества занимают ходы червей или корней, поры и трещины почвы;

4) конкреции и стяжения — скопления различных веществ более или менее округлой формы;

5) прослойки — вещества накапливаются в больших количествах, пропитывая отдельные слои почвы.

По составу химические новообразования подразделяют на следующие группы:

1) скопления легкорастворимых солей, главным образом NaCl, СаС12, MgCl2, Na2SO4. Они встречаются в засоленных почвах и породах, чаще в условиях сухой полупустынной и пустынной степи. Наиболее характерные формы скопления легкорастворимых солей — налеты и выцветы, белые корочки и примазки, крупинки и отдельные кристаллы солей;

2) скопления гипса. Они отмечаются в тех же почвах, что и легкорастворимые соли. Характерными формами являются выцветы и налеты, корочки и прожилки. Если прожилки гипса образуют сложную сеть, их называют лжегрибницей за сходство с белыми нитями мицелия грибов. Гипс встречается также в форме крупных кристаллов, стекловидных пластинок или крупных сердцевидных сростков, называемых «земляные сердца»;

3) скопления углекислой извести. Ее новообразования встречаются в почвах почти всех зон, но наиболее типичные формы образуются в черноземах. По форме они подразделяются:

• на налеты, придающие почве «седину»;

• известковую плесень в виде скопления тончайших игольчатых кристаллов углекислого кальция;

• карбонатную лжегрибницу, или псевдомицелий, — очень тонкие прожилки мучнистой кристаллической извести;

• белоглазку — белые рыхлые округлой формы диаметром 1–2 см скопления извести с резко очерченными краями, четко выступающие на фоне почвенных горизонтов;

• журавчики — плотные скопления извести различной формы и размера;

• дутики — такие же скопления извести, как и журавчики, но пустые внутри;

• погремки, или орляки, — большие и плотные скопления извести в диаметре до 10 см, внутри пустые, с отвалившимися твердыми кусочками извести, которые гремят при встряхивании;

• желваки — большие плотные скопления извести, достигающие в поперечнике 20 см; слои мергеля, или луговой извести, встречающиеся в низинных торфяниках и заболоченных почвах в поймах рек. Образуются в результате приноса углекислого кальция грунтовыми водами и отложения его в толще почвенных горизонтов;

4) скопления окислов и гидратов окисей железа, марганца и фосфорной кислоты. Эти образования наиболее характерны для почв дерново-подзолистой зоны и влажных субтропиков, а в условиях избыточного увлажнения нередко встречаются и в почвах других зон.

Можно выделить следующие их формы:

• налеты, пленки и выцветы бурого и темно-бурого цвета, образующиеся с поверхности структурных отдельностей или по стенкам трещин;

• примазки, пятна и потеки различного цвета и оттенка (охристо-ржавые, коричнево-бурые, черные и т. д.);

• псевдофибры и ортзанды — прожилки и прослойки полуторных окислов в песчаных почвах и породах, мощность их колеблется от долей сантиметра до 10–20 см, наиболее тонкие прослойки называют псевдофибрами, а широкие — ортзандами, почвы или породы с указанными образованиями бывают прочно сцементированы и приобретают характерное полосатое строение («тигровые» пески);

• железистые трубочки — скопления железа по корневым ходам;

• конкреции и бобовины — прочные скопления округлой формы, величиной от мелкой дробинки до грецкого ореха, иногда они выступают на вертикальной стенке разреза в виде беспорядочно разбросанных темно-бурых или черных точек и тогда получают название железомарганцевой пунктуации;

• ортштейн, рудяк — плотные скопления полуторных окислов, соединений фосфора и органического вещества, образуют сплошные, прочно сцементированные прослойки темно-бурого или почти черного цвета;

5) закисные соединения железа. Они образуются в условиях избыточного увлажнения почв при анаэробных процессах, поэтому встречаются главным образом в болотных и заболоченных почвах. Закисные соединения железа встречаются в виде сизоватых или сизовато-серых пленок и пятен и сизоватых корочек на поверхности структурных отдельностей и по стенкам трещин, а также в виде синих выцветов вивианита, чаще всего в торфяных почвах;

6) скопления кремнекислоты встречаются в виде следующих форм:

• кремнеземистая присыпка — тончайший белесый налет на поверхности структурных отдельностей, представляющий собой мелкие фракции кварца и полевых шпатов, с поверхности которых удалены пленки гумуса и гидроокиси железа;

• прожилки и пятна — скопления кремнезема округлой формы в порах и более крупных промежутках.

В подзолистом горизонте кремнекислота пропитывает весь горизонт и образует отдельные затеки, языки, карманы, которыми она внедряется в нижележащие горизонты;

7) выделения и скопления органических веществ:

• гумусовые потеки и корочки, покрывающие поверхность структурных отдельностей или стенки трещин черной лакировкой;

• гумусовые пятна, карманы, языки — проникновение перегнойных веществ в нижележащие горизонты по трещинам на значительную глубину.

Новобразования биологического происхождения (животного и растительного) могут иметь следующие формы:

• червоточины — извилистые ходы — канальцы червей;

• копролиты — образования в виде небольших клубочков, представляющие собой кусочки земли, прошедшие через пищеварительный аппарат червей и пропитанные их выделениями;

• кротовины — пустые или заполненные ходы роющих животных (сусликов, сурков, кротов и др.);

• корневины — сгнившие крупные корни растений;

• дендриты — узоры мелких корешков на поверхности структурных отдельностей.

По новообразованиям в почве можно судить о ее генезисе и агрономических свойствах. Так, сизоватые и ржаво-охристые пятна в верхних горизонтах говорят о том, что почвы образовались в условиях некоторого заболачивания. И если эти новообразования — результат современного, а не ранее протекавшего почвообразовательного процесса, то они указывают на явно неблагоприятные агрономические свойства таких почв для сельскохозяйственных культур.

Включения

Включениями называют присутствующие в почве тела органического или минерального происхождения, образование которых не связано с почвообразовательным процессом.

К включениям относятся: корни и другие части растений различной степени разложения (корневища, луковицы, запаханные пожнивные остатки и навоз, остатки лесной подстилки и т. д.); раковины и кости животных; валуны и другие обломки горных пород; кусочки кирпича, угля, стекла и т. п.; археологические находки (кости животных, посуда, черепки, остатки оружия и украшений и т. п.).

При описании почвенного разреза, кроме учета рассмотренных выше морфологических признаков, определяют:

• градацию обилия корней;

• степень разложенности растительных остатков;

• вскипание карбонатов от HCl (градации характера вскипания, степень выраженности вскипания);

• характер переходов между горизонтами (градации переходов между горизонтами, типы границ между горизонтами).

Контрольные вопросы

1. Что такое морфология почв?

2. Перечислите морфологические признаки почв.

3. Что такое строение почвы?

4. Чем различаются горизонты почв, обозначенные индексами А, А1, А2?

5. Чем отличается материнская горная порода от подстилающей горной породы?

6. Дайте определения понятиям «неполноразвитый» и «нормальный» профиль почвы.

7. С какой точностью в сантиметрах определяется мощность почвы и мощность ее отдельных генетических горизонтов?

8. Какими критериями руководствуются при определении влажности почвы при полевом описании?

9. Какие наиболее важные для окраски почв по С. А. Захарову группы соединений имеются в почве и какие цвета они обозначают?

10. Дайте понятие «гранулометрический состав почв».

11. Что такое преобладающая фракция и какие преобладающие фракции выделяют?

12. Что такое основное и полное название почв по гранулометрическому составу?

13. Дайте определение понятия «структура почвы». Перечислите основные типы структуры почвы.

14. Назовите принципиальное отличие понятий «новообразование» и «включение».

Структурные уровни организации почв и почвенного покрова

Под структурным уровнем организации того или иного объекта понимается такая группа материальных объектов определенной формы, строения и состава, все индивидуальные представители которой характеризуются принципиально однотипным характером превращений вещества и энергии. Это группа объектов характеризуется однотипным характером направленности и интенсивности процессов взаимодействия.

Каждый структурный уровень характеризуется своим особым комплексом природных законов поведения и взаимодействия (внутри себя и с окружающей средой) составляющих его объектов и явлений.

Структурная иерархия организации почвы может быть представлена следующими структурными уровнями.

Атомарный — с которым мы имеем дело при изучении естественной и искусственной радиоактивности почв. Этот уровень изучен мало. Процесс распада и превращения радиоактивных элементов — сложнейший внутренний процесс, не зависящий от внешних условий и воздействий, — вероятно, развивается во всех почвах в одном направлении независимо от условий почвообразования. Будучи помноженным на время, он должен играть, с одной стороны, существенную роль в энергетическом балансе почв, а с другой — может оказывать определенное воздействие на биологические процессы и выветривание минералов в почве.

Кристалло-молекулярный (молекулярный) — это царство основных превращений вещества в почве, царство химических реакций. Изучен достаточно хорошо. Является предметом исследования специальной отрасли почвоведения — химии и минералогии почв. Молекулы разных веществ образуют первичные почвенные частицы — элементы почвы, по которым мы определяем принадлежность ее к глинам, суглинкам или пескам.

Агрегатный — кристаллы и молекулы веществ в почве существуют не изолированно, а объединяются в агрегаты, сначала в микроагрегаты разной прочности, а затем в макроагрегаты — структурные отдельности. Даже в полностью распыленной почве имеет место микроагрегированность частичек. Известно, что внутренняя часть почвенных агрегатов резко отличается по составу от их поверхности, покрытой часто особыми пленками. В настоящее время мы располагаем недостаточными сведениями о процессах, протекающих внутри почвенного агрегата, на его поверхности и между агрегатами. Несомненно, что подавляющее большинство тонких биохимических и химических процессов превращения вещества, составляющих существенную часть почвообразования, имеют внутриагрегатный характер, на что особое внимание обращал В. Р. Вильямс. Вместе с тем при принятом методе подготовке почвы к анализу (сплошное измельчение и просеивание образца) теряется значительная часть информации за счет колоссального усреднения. Почвенные агрегаты — это клетки почвы, объединяющиеся в горизонты — ткани.

Морфонный — однородные по свойствам участки почвенной массы (трещины в почве, ржавые, белесые, гумусированные пятна, участки, перерытые животными).

Горизонтальный — это почвенный пласт, имеющий три измерения в пространстве. В почвоведении накоплен солидный описательный материал, особенно по морфологии и составу различных горизонтов. В пределах почвенных горизонтов протекают не только вертикальные, но и латеральные (боковые) процессы перемещения вещества и энергии, приводящие к формированию тех или иных особенностей горизонтов.

Профильный — закономерное сочетание отдельных почвенных горизонтов. Почвенный профиль — сочетание генетических горизонтов, характерное для каждого природного типа почвообразования. Профиль почвы образуется в результате дифференциации исходной почвообразующей породы под влиянием процессов почвообразования и характеризует изменение всех ее свойств по вертикали. В трех измерениях он составляет ту основную единицу, которая служит главным объектом исследования почвенной науки в целом, то единое целое, что мы называем почвой. В данном случае понятие «почвенный профиль» используется в качестве синонима термина «почвенный индивидуум» как элементарная почвенная единица. Вместе с тем трактовка элементарной почвенной единицы неоднозначна. Л. П. Прасолов полагал, что таким почвенным индивидуумом, обладающим определенным объемом и строением, следует признать участок территории, вскрытый почвенным разрезом. А. А. Роде отнес к почвенному индивиду бесконечно малое сечение почвы, в практических целях предлагается призма площадью 1 кв. дм. Наиболее полно теорию почвенного индивида разработали Е. Нокс и Г. Смит. Он получил название педон — наименьший объем, который можно рассматривать как индивидуальную почву. Педон имеет три измерения. Его нижняя граница неопределенная, являясь границей между почвой и «не почвой». Горизонтальное простирание достаточно велико, чтобы можно было бы исследовать природу имеющихся горизонтов, площадь педона колеблется от 1 до 10 кв. м. Форма педона грубо шестиугольная и не одно боковое измерение не должно сильно отличаться от остальных.

Для почвы как объемного природного тела характерна анизотропность — разная изменчивость свойств почвы по разным осям. По вертикальной оси эта изменчивость воплощается в формировании генетических горизонтов. По горизонтальной оси — чередование морфонов в пределах горизонта и даже смена самих горизонтов.

Наряду с концепцией структурных уровней организации почвы как тела природы Э. А. Корнблюмом и его последователями разработаны положения об «Основные уровнях морфологической организации почвенной массы» (1975).

Согласно Э. А. Корнблюму (1970), с точки зрения морфологии почва — это многоуровневая иерархическая система, состоящая из морфологических элементов разного уровня.

Под морфологическим элементом при этом понимается любое естественное внутрипочвенное тело, отличаемое от соседних с помощью невооруженного глаза, или связная (единая, цельная) часть почвенного тела (пространства), ограниченная резкостной, дизъюнктивной, условной или комбинаторной внутрипочвенной границей.

Морфологические элементы могут быть простыми или сложными (составными). Выделяют:

— морфемы — простые морфологические элементы, «внутри которых нельзя провести никаких границ согласно заданной совокупности свойств, доступных изучению с помощью невооруженного». Примерами морфем служат наименьшие различимые структурные отдельности, отдельные кристаллы, мономинеральные механические элементы, недифференцированные стяжения, в том числе конкреции, простые поры, отдельные корни;

— полиморфемы — составные морфологические элементы, состоящие из морфем одного типа, разделенных резкостными, дизъюнктивными или комбинаторными границами;

— гетероморфемы — гетероморфные составные морфологические элементы, представляющие собой устойчивые комбинации морфем и полиморфем разных типов и, как и слагающие их морфемы, являющиеся элементами повторяемости внутри более крупного морфологического элемента — морфона;

— морфоны — сложные или составные морфологические элементы, образованные повторяющимися в их пределах разнотипными морфемами. Каждый морфон отличается от соседних морфемами по меньшей мере одного типа. Примерами морфонов могут быть: объединения однотипных первичных структурных отдельностей, не имеющих пленок; скопления однотипных минеральных зерен или обломков плотных пород, солевые корки, не содержащие иных морфем, кроме однотипных кристаллов солей, их друз и разделяющих их пор;

— полиморфоны — повторение однотипных морфонов в пределах одного горизонта;

— генетический горизонт — главный морфологический элемент почвы, состоящий из отдельных морфонов, которые, в свою очередь, состоят из морфем.

Широкое использование получили и такие термины, как пед — структурная отдельность и кутана — пленка, взятые из зарубежной терминологии и широко используемые в микроморфологии почв. (да)

Наряду с представлениями о структурных уровнях организации почв в географии почв широко используется концепция об уровнях организации почвенного покрова. Строение почвенного покрова суши земного шара весьма сложное и многоступенчатое. Именно этот структурный уровень организации почв, наряду с профильным, и составляет предмет географии почв.

Большую роль в разработке учения о структуре почвенного покрова (СПП) принадлежит В. М. Фридланду (1965, 1972, 1984). Он выделил элементарный почвенный ареал (ЭПА), который соответствует контурам почвы низшего таксона (разряда). ЭПА, в свою очередь, образуют микро- и мезокомбинации. Микрокомбинации площадью от 1 до 10 кв. м дают комплексы пятнистости. Мезокомбинации площадью в десятки и сотни квадратных метров, а иногда и километров представлены сочетаниями, вариациями, мозаиками и ташетами. Комбинации образуют почвенный район с устойчивым чередованием в пространстве определенных мезокомбинаций. Группа районов, или почвенный округ, характеризуется единым набором почвенных комбинаций (ПК) и определенным составом почвообразующих пород. Группы близких по факторам дифференциации почвенного покрова округов составляют страну. В пределах страны выделяют провинции, фации, подзоны, зоны, области.

Зона — крупная единица, отражающая климатическую поясность Земли и включающая зональную растительность, почвы, животный мир.

Подзона — пояса, входящие в состав зоны и отличающиеся друг от друга определенными ЭПА, биогеоценозами (БГЦ), климатическими параметрами. Для пояса характерен тренд, векторное изменение свойств (нарастание или убывание гумуса и т. д.).

Провинция — часть подзон, внутри которых в сходных условиях, включая и почвообразующие породы, формируются почвы с определенными отличиями от аналогичных почв другой части подзоны (отличия в рельефе, почвообразующей породе, степени промерзания и т. п.). Сходные по условиям континентальности климата и режимам почв провинции нескольких подзон и зон образуют фацию.

Почвенные области объединяют несколько соседних зон.

В. М. Фридландом предложена следующая система уровней организации почвенного покрова (1977):

• ЭПА;

• микро- и мезоструктуры (сочетания, комплексы);

• макроструктуры (округа и районы);

• мегаструктуры (пояса, области, зоны).

На каждом уровне или группе уровней действуют свои закономерности в распространении почв.

Уровни пространственной организации почвенного покрова (от мегауровней, например географического пояса, до микроуровней — разных почв на разных элементах микрорельефа) рассматриваются как единая система. Этот подход аналогичен восприятию объектов почвенных исследований как звеньев в цепи природных явлений: от педосферы планеты до зерна минерала в почвенном агрегате (рис. 12).

Рис. 12. Иерархия объектов почвенных исследований (Герасимова, 2007)

Контрольные вопросы

1. Дайте характеристику агрегатному структурному уровню почвы.

2. Профильный уровень организации почвы и его характеристика.

3. Что такое педон, его характеристика, сколько измерений он имеет?

4. Что такое морфемы?

5. Что такое генетический горизонт как структурный уровень почвы?

6. Перечислите и дайте характеристику системе уровней организации почвенного покрова по В. М. Фридланду.

Почва и горная порода

Согласно современным представлениям почвы образуются из горных пород. Между почвой и горной породой имеется существенное качественное различие, заставляющее признать их разными природными телами.

Горная порода — природные минеральные агрегаты, слагающие земную кору. Различают:

• массивную горную породу (плотные, скальные, массивно-кристаллические) — горные породы, все минеральные зерна которых консолидированы в единую каменную массу; включают в себя изверженные, метаморфические и осадочные породы земной коры;

• рыхлую горную породу (рыхлые наносы, отложения, рухляк выветривания) — горные породы, обычно полидисперсные, минеральные зерна которых не соединены прочно между собой и поддаются разъединению при небольшом усилии человеческой руки; включают остаточные и переотложенные породы коры выветривания;

• материнскую горную породу (материнская порода, почвообразующая порода) — горная порода, из которой образовалась данная почва; обозначается символом С;

• подстилающую породу — горная порода, лежащая под материнской породой (либо под почвой, если весь слой материнской породы захвачен почвообразованием) и отличающаяся от нее в литологическом отношении; обозначается символом D;

• подпочву (грунт) — часть материнской породы или подстилающая порода, не измененная почвообразованием и лежащая под почвенными горизонтами А и В; обозначается символом С или D;

• почвенно-грунтовую толщу — почва вместе с залегающей глубже подпочвой;

• коренную горную породу (коренная порода) — массивная горная порода (как правило, дочетвертичного возраста), не измененная выветриванием и перекрытая остаточной или переотложенной корой выветривания; обозначается символом R;

Массивные горные породы — это продукт чисто геологических процессов образования и преобразования земной коры. Рыхлые горные породы коры выветривания — это продукт выветривания, также геологического процесса на земной поверхности. И массивные, и рыхлые горные породы могут служить материнской или почвообразующей породой для формирующихся из них почв.

Под корой выветривания понимают поверхностный слой литосферы, состоящий из рыхлых продуктов изменения горных пород, образующихся под совместным воздействием воздуха, воды и организмов. Кора выветривания может быть остаточная (элювиальная), транзитная и переотложенная (аккумулятивная). Мощность ее колеблется в зависимости от возраста и местных условий климата, геологии и рельефа от нескольких сантиметров до сотен метров. В случае маломощной коры выветривания почва физически полностью совпадает с ней, т. е. верхний измененный рыхлый поверхностный слой горной породы является одновременно и корой выветривания, и почвой. В случае же мощной коры выветривания почва составляет только ее верхнюю какую-то часть.

В настоящее время среди большого разнообразия почвообразующих пород Розанов выделяет следующие 11 типов строения, в зависимости от которого и строение почвенного профиля будет различным (рис. 13).

Рис. 13. Типы строения почвообразующих пород

1. Массивная порода (гранит, известняк, сланцы, мергель, диорит, базальт, филлит и т. д.); порода представлена только слоем С, но на поздних стадиях выветривания может быть расчленена на слои С и D.

2. Массивная порода, перекрытая плащом элюво-делювия на склонах; порода состоит из слоев С и D.

3. Массивная порода, перекрытая плащом делювия на склонах; порода может быть представлена либо слоем С, либо комбинацией С и D в зависимости от мощности делювиального наноса.

4. Однородная рыхлая порода (лесс, морена; покровный суглинок, флювиогляциальный или дюнный песок, однородный аллювий, колювий и т. д.); толща состоит только из слоя С.

5. Двучленная рыхлая порода, в которой легкий нанос С1 в пределах почвенного профиля (или в пределах 1 м) подстилается более тяжелым С2 (например, супесь на глинистой морене).

6. Двучленная рыхлая порода, в которой тяжелый нанос С в пределах почвенного профиля (или С, в пределах 1 м) подстилается более легким С2 (например, покровный суглинок на песке).

7. Многочленная рыхлая порода, в которой чередование нескольких литологически различных слоев происходит в пределах почвенного профиля или в пределах 1 м (резко слоистый, аллюслоистый, пепловый нанос); в толще породы выделяются несколько слоев С: С1, С2, С3.

8. Двучленная рыхлая порода, в которой литологическая смена наблюдается за пределами почвенного профиля или глубже 1 м (например, покровный суглинок на морене); почва формируется только в пределах слоя С, а ниже лежит подстилающая порода D.

9. Трехчленная рыхлая порода, в которой легкий нанос Cj подстилается в пределах почвенного профиля (или в пределах 1 м) более тяжелым С2, а глубже за пределами профиля почвы (или глубже 1 м) лежит подстилающая порода D (например, супесь — морена — флювиогляциальный песок).

10. Трехчленная рыхлая порода, в которой тяжелый нанос Cj в пределах почвенного профиля (или в пределах 1 м) подстилается более легким С2, а глубже за пределами почвенного профиля (или глубже 1 м) лежит подстилающая порода D (например, покровный суглинок — песок — морена).

11. Многочленная рыхлая порода, в которой чередование нескольких литологически различных слоев С1, С2, С3… происходит в пределах почвенной толщи (или в пределах 1 м), а глубже за пределами почвенного профиля (или глубже 1 м) лежит подстилающая порода D, резко отличающаяся от всех вышележащих слоев (например, пепел 1 — пепел 2 — пепел 3 — гранит или супесь — суглинок — супесь — морена).

Контрольные вопросы

1. Что такое кора выветривания, типы кор выветривания?

2. Чем отличается однородная рыхлая порода от двучленной?

3. Какие породы считаются основными почвообразующими и почему?

4. Какие горные породы различают, их характеристика.

5. Дайте определение понятия «коренная горная порода».

Понятие о генезисе почв. Почвообразовательный процесс. Тип почвообразования

Генезис почвы

Генезис почвы — это учение о происхождении и развитии почв, которое включает изучение: а) факторов почвообразования; б) сущности и механизмов почвообразовательных процессов; в) генетических свойств почв.

Как известно, научное почвоведение началось с профильного изучения почв после того, как Докучаев «открыл» почвенный профиль, т. е. обосновал понятие о нем как о закономерном сочетании различных по составу и свойствам частей, так называемых генетических горизонтов, но объединенных единством своего происхождения и развития (Полынов, 1940).

Почва образуется на поверхности Земли в той части биосферы, где смыкаются и проникают друг в друга три частные оболочки — литосфера, атмосфера, гидросфера — и где плотность живого вещества планеты достигает максимальной величины. Поэтому почва представляет собой биокосную систему, в которой роль живого вещества особенно велика. В. И. Вернадский показал, что в этой оболочке все основные природные процессы имеют биогеохимический характер, т. е. прямо или косвенно связаны с жизнедеятельностью всей совокупности населяющих планету живых организмов, действующих с момента возникновения жизни на Земле (более 3 млрд лет). Формирование развитого почвенного покрова начинается с силурийского периода, около 400 млн лет назад. В это время наблюдается массовый выход растений из воды на сушу, идет ее постепенное завоевывание. Под пологом наземной растительности развиваются первые полнопрофильные почвы — прототипы некоторых современных почв. С этой поры почвы участвуют в грандиозном по своему масштабу и значению процессе создания развитой биосферы Земли — преобразованной и населенной организмами части планеты, без которой существование всего того многообразия растительных и животных форм, которое мы наблюдаем сейчас, было бы невозможным. С появлением почвы в развитии литосферы Земли наступил качественно новый этап: живые организмы оказались не в состоянии успешно развиваться в неизменной среде неживой природы. Они были «вынуждены» ее переделать, внести такие преобразования, которые обеспечили бы им необходимые возможности для роста, размножения и расселения на суше, что сделало их активной силой в общепланетарном масштабе. Это произошло благодаря преобразованию почти бесплодного поверхностного слоя литосферы в плодородную оболочку Земли — педосферу. Педосфера представляет собой саморазвивающуюся систему открытого типа и одновременно одну из главных подсистем более высокого уровня организации — экзосфере. Под экзосферой суши Земли И. А. Соколов (1997) предлагает понимать неразрывное единство сопряженных во времени и в пространстве литосферы, педосферы, биосферы, атмосферы и гомосферы. Гомосферу нужно рассматривать как начальный этап формирования ноосферы, когда деятельность человека уже приобрела значение глобального фактора эволюции экзосферы, но еще не стала разумной.

Можно говорить о трех основных этапах формирования экзосферы Земли. В первый, самый продолжительный этап, который начался около 3 млрд лет назад и завершился, как мы отмечали, в силурийский период, формировалась абиогенная экзосфера и абиогенная геодерма (кожа Земли). Мощные толщи поверхностных реголитов возникли в результате экзогеннного выветривания (физического или химического под действием агрессивных атмосферных осадков), гидротермального метасоматоза, вулканических извержений, водного и эолового седиментогенеза и др. Педосфера появилась под воздействием мощного фактора — биогенеза — как результат взаимодействия литосферы и биосферы. Третий этап — гомосферный, самый короткий, так как одним из решающих факторов глобальной экзосферы человеческая деятельность стала только в последние десятилетия, но и самый бурный, так как возникновение гомосферы внесло принципиально новый мотив в формирование экзосферы. Природа — саморегулирующаяся система, все ее компоненты за длительное время «притерлись» друг к другу и образуют гармоничное единство, о котором писал В. В. Докучаев (1954). Антропогенные воздействия нарушают эту гармонию. Природа не выработала механизмов противодействия чуждым ей техногенным нарушениям, их последствия наступают быстро, катастрофично, необратимо, и обычно они трудно предсказуемы. Это в полной мере относится к почвенному покрову.

Современная геодерма — результат взаимодействия процессов, действовавших на протяжении всей ее истории, — от начального абиогенного этапа и до наших дней. Помимо собственно педогенеза геодерма формировалась и формируется всей совокупностью процессов экзогенеза (седиментогенез, диагенез, выветривание, денудация, гидрогенная миграция и др.), эндогенеза (гидротермальный метасоматоз в самом широком понимании) и антропогенеза (техно- и агрогенез) (диагенез — совокупность процессов преобразования рыхлых осадков в осадочные горные породы, метасоматоз — изменение горных пород под действием водных (жидких или газовых) растворов с привнесением в изменяющиеся породы новых компонентов).

Педосфера в целом наследует итоги допочвенного этапа развития геодермы. История почвенного покрова любой территории — это история превращения пород в почвы. Современная геодерма образована закономерным чередованием почв и пород в пространстве и во времени: в плане и в вертикальном профиле геодермы почвы постепенно сменяются породами; почвообразование и экзогенез былых эпох готовили материал для современных почв и реголитов, современное почвообразование готовит материал для будущих пород.

Почвообразование начинается с момента поселения живых организмов на скальных породах или на продуктах выветривания и переотложения — водноаккумулятивных (флювиальных), гляциальных, эоловых, гравитационных. На первых стадиях процесса на скальных горных породах, магматических или осадочных, первичный почвообразовательный процесс, по существу, совпадает с выветриванием и формируется на плотной скальной породе; почва физически совмещена с корой выветривания. В дальнейшем на более зрелых стадиях земной поверхности выветривание и почвообразование разделяются в пространстве и во времени, а почва формируется лишь в самой верхней зоне коры выветривания горных пород, часто после ее образования и переотложения. При этом надо иметь в виду, что абиотический период развития земной поверхности в далеком геологическом прошлом Земли протекал без почвообразования и на земной поверхности существовали коры выветривания, но не было почв. Разделение процессов выветривания и почвообразования и, соответственно, коры выветривания и почвы как природных тел имеет принципиальное значение. И хотя факторы (агенты и условия) выветривания и почвообразования одни и те же и протекают данные процессы в одних и тех же термодинамических условиях земной поверхности с их соответствующей глобальной дифференциацией, но как сами процессы, так и конечные результаты, продукты этих процессов разные.

Кора выветривания горных пород — это продукт разрушения, трансформации минеральных компонентов и их переотложения.

Почва — это результат новообразования специфического биокосного тела, отличающегося от коры выветривания наличием гумуса, характеристической морфологией (специфическим строением), иерархической структурой, глобальными функциями.

С того момента, когда на смену абиотическому выветриванию пришло выветривание с участием организмов, можно констатировать, что почвенное выветривание стало доминирующим, главенствующим в процессе преобразования литосферы. По существу, мы имеем дело с биогеохимическим выветриванием. В данном процессе почва принимает как косвенное, так и непосредственное участие.

Косвенное. Косвенная роль заключается в том, что без почвы, являющейся основной средой обитания организмов суши, активное биохимическое изменение литосферы было бы по существу невозможно; живые организмы и их метаболиты без почвы не представляли бы глобального фактора преобразования лика Земли.

Непосредственное участие почвы многопланово. Почва выступает как поставщик органических кислот специфической и неспецифической природы, возникающих в процессе гумусообразования. Важными агентами разрушения и изменения минералов литосферы являются попадающие в почву продукты жизнедеятельности обитающих в ней микроорганизмов и т. д.

Благодаря воздействию почвенных агентов выветривания на поверхностную часть литосферы происходит перевод законсервированного в массивные глыбы и кристаллические решетки вещества литосферы в подвижное состояние. Одна из важнейших форм мобилизации вещества поверхностных слоев литосферы — перевод значительной его части в коллоидальные и истинные растворы, обладающие высокой миграционной активностью и способные перемещаться с водными потоками через континентальные пространства до глубинных зон Мирового океана. В результате длительного воздействия почвенных агентов выветривания и мобилизации вещества земной коры достигается одно из главнейших условий динамичного развития и функционирования зоны гипергенеза — образование фонда лабильных соединений и элементов, создающего необходимые предпосылки для различного типа миграции веществ и круговоротов (термин «гипергенез» предложен А. Е. Ферсманом для обозначения всех процессов изменения минералов и горных пород в поверхностной части литосферы).

Другим важным следствием почвенного выветривания оказывается резкое возрастание удельной поверхности преобразованных почвообразованием исходных массивно-кристаллических пород. Под влиянием мобильных продуктов почвообразования в зоне гипергенеза идет активный синтез различных минералов и соединений, а также концентрация ряда элементов. Мобилизованный в ходе выветривания кремнезем, выпадая из раствора, в определенных условиях постепенно кристаллизуется по схеме: опал — халцедон — кварц. Особое место среди вадозных соединений (образуются в верхней оболочке литосферы, в зоне выветривания) занимают соединения железа.

Генезис любой почвы состоит как минимум из трех последовательных стадий:

1) начало почвообразования, называемое первичным почвообразовательным процессом;

2) стадия развития почвы, на которой субстрат материнской породы последовательно приобретает характерные почвенные признаки. Отсутствие равновесия на данной стадии — причина развития почвообразовательного процесса;

3) стадия сформированной (зрелой) почвы, на которой преобладают циклически обратимые процессы. На данной стадии свойства почвы и уровни биопродуктивности соответствующих биогеоценозов относительно стабильны вследствие близости почвы к равновесию с факторами среды.

Совокупность всех изменений в почве от начала ее образования (ноль-момент) до сегодняшнего дня называется эволюцией почв. В связи с большим возрастом почвы, когда планетарные условия в отдельных частях Земли менялись, направленность почвообразовательного процесса может изменяться многократно, что свидетельствует о полигенетичности почвы.

В процессе почвообразования каждая почва проходит ряд последовательных стадий, длительность и интенсивность которых определяются конкретным комплексом факторов почвообразования и их эволюцией в каждой конкретной точке земной поверхности. Эволюционная концепция почвообразования лежит в основе всей теории географии почв. Постепенно развиваясь, почва достигает климаксного состояния, когда поддерживается более или менее постоянное динамическое равновесие почвы с окружающей средой, т. е. с существующим комплексом факторов почвообразования. Начальное почвообразование сменяется стадией развития почвы, которая переходит в климаксную стадию. Поэтому под развитием почвы понимают формирование почвы от нуль-момента до зрелой почвы одного типа. На каком-то этапе климаксное состояние (стадия) сменяется эволюцией почвы. Причины: в результате саморазвития экосистемы, в которую почва входит в качестве одного из компонентов, или изменения одного или нескольких факторов почвообразования (климат, растительность, характер грунтового увлажнения, под влиянием распашки территории, орошения, осушения и т. д.) к какому-то новому климаксному состоянию. Эволюция — смена одного типа почв другим. Примеры эволюции одних типов почв в другие многочисленны, они хорошо известны:

1) при обсыхании территории происходит формирование луговых почв из болотных;

2) при остепнении — переход луговых почв в каштановые или черноземы;

3) при рассолении солончак переходит в солонец;

4) при повышении уровня грунтовых вод происходит заболачивание автоморфных почв.

При этом таких циклов почвообразования на одном и том же субстрате может быть несколько. В профиле таких полигенетических (полициклических) почв обычно унаследованы реликтовые черты и признаки, не связанные с современным этапом почвообразования. Эволюция почвы может идти в разных направлениях:

• по пути нарастания мощности почвы или по пути ее уменьшения;

• по пути засоления или рассоления;

• по пути деградации или нарастания почвенного плодородия.

Очередной этап эволюции — это новая почва или новое ее устойчивое состояние, которое, в свою очередь, сменяется новыми эволюционными циклами.

Почвообразовательный процесс обладает свойством непрерывности, но интенсивность как отдельных слагающих его явлений, так и всего процесса в целом может значительно меняться. Характерной особенностью почвообразовательного процесса является его цикличность. Почвообразовательный процесс складывается из явлений, многие из которых имеют противоположный друг другу характер и направление. Примеры: нагревание почвы сменяется ее охлаждением; нисходящее передвижение ионов с просачивающейся влагой и их восходящее перемещение через растение и т. д. Смена многих этих явлений подчиняется определенной периодичности. Прежде всего эта периодичность связана с поступлением солнечной энергии (прямо или косвенно), которая является важнейшим источником, движущим почвообразовательный процесс в целом. Благодаря ему существуют суточные и годовые циклы. Более важным является