Меню

Изменение почвы под действием растений

Изменение почв во времени (эволюция почв)

Мы ознакомились вкратце с главнейшими почвами нашей страны. Но не нужно думать, что почвенный покров СССР, как и всего земного шара, остаётся неизменным.

Свойства почвы зависят от климата, растительности и других причин. Но ведь и сами эти причины не остаются постоянными на земле. Так, климат на земле менялся много раз, изменялись рельеф и растительность, изменялись животные и те породы, из которых образуются почвы.

На севере СССР, в Арктике, где сейчас нет лесов и где развиваются лишь мхи, скудные травы и кустарники, мы находим в земле залежи каменного угля, образовавшегося из пышной лесной растительности. В Сибири неоднократно обнаруживали под снегом и льдом трупы мамонтов. Эти, как и некоторые другие, признаки показывают, что в нашей Арктике многие тысячи лет назад был другой, более тёплый климат, другая, нежели сейчас, растительность, другие животные. Затем здесь наступило похолодание. А в настоящее время советские учёные отмечают новое постепенное потепление на севере.

Итак, причины, от которых зависит образование почв, во времени меняются, а значит меняются и сами почвы.

Жизнь почвы в течение года. Необходимо, однако, отметить, что и при неизменном климате в почве идут непрерывные процессы, приводящие к изменению её.

Чтобы пояснить, как это происходит, опишем жизнь почвы в течение года, взявши для примера хотя бы подзолистую зону.

Случалось ли вам в начале или средине марта бывать в лесу или в поле где-либо под Москвой или в областях Смоленской, Калининской, Ивановской, Ярославской и других? В это время ещё много снега, но в полдень уже по-весеннему начинает пригревать солнце. В тихий день на лыжах можно прогуливаться без рубашки и загорать. Присядьте (конечно, одевшись) на опушке леса или у оврага, занесённого снегом, понаблюдайте природу. Снег подтаивает с поверхности, пропитывается водой, уплотняется, садится. В тихий день можно слышать его шелест. Черпните рукою горсть снега и всмотритесь в неё; вы заметите бегающих мелких чёрных букашек: это скорпионные мухи — предвестники близкой весны. На поверхности снега уже жизнь, а почва под ним на полях ещё скована мёрзлым слоем, и всё живое в ней по-зимнему спит.

В лесу, особенно в лиственном, снега за зиму накопилось больше, да и лёг он на лесную подстилку из травы и листьев. Под таким покровом здесь почва теплее, и потому она промерзает меньше, чем в поле, а иногда и совсем не промерзает. В таком случае жизнь в лесной почве не прекращается нацело и зимой: снимите в холод с такой почвы снег и листья, и вы увидите дождевых червей, извивающихся на морозе.

В описываемую пору колхозник торопится по санному пути закончить вывозку в поля навоза, компоста, извести, золы и прочих удобрений, причём, опасаясь потери питательных веществ, складывает навоз в крупные кучи, а минеральные удобрения перекрытиями защищает от размыва и промыва водой.

Идут дни. Чернеет дорога, и через неделю-две на косогорах и возвышенностях появятся первые проталины — излюбленные места чудесного глашатая весны — жаворонка.

Уж прилетели грачи — эти столь же шумливые, сколь и полезные для земледельца птицы. Оставшийся снег теперь потемнел, намок, уплотнился, прижался к земле. По низинам стоит вода. Прыгает трясогузка, которая, как говорят, «хвостом лёд ломит». На ручьях и речках лед посерел, вздулся, местами на разводьях играет жёлтыми и лиловыми тонами. Скоро вскроет, взбугрит и понесёт его талая вода.

По ночам ещё бывают заморозки, но солнце осиливает их с каждым днём. Проталины растут; шумят потоки; оттаивает с поверхности почва. В ней пробуждается жизнь. Почва пахнет теперь особенно, по-весеннему. Этот запах зависит от выделений особых лучистых грибков, живущих в почве и называемых актиномицетами.

Талая вода промывает почву, растворяет различные питательные вещества, перегной и соли, о которых мы говорили ранее. Часть воды сбегает в низины, смачивает остатки снега и, замерзая здесь по ночам, может образовать вредоносную ледяную корку. Колхозники обходят поля, спускают с низин избыточную воду, направляя её в канавы, чтобы защитить драгоценный пахотный слой от смыва и размыва.

На межниках, на опушке леса, вдоль канав покраснели стволы вербы, и она распушает свои головки. Чаща лесных стволов, особенно осинник и березник, также зарделась зеленовато-лиловыми тонами. В лесу тает снег, но водных потоков здесь меньше, чем в полях: снег в лесу сходит медленней. Его защищают от солнца деревья. Да и почва здесь талая. Она хорошо принимает воду и промывается ею.

К середине апреля, а бывает и ранее, мы без сожаления прощаемся со снегом. Он цепляется за овраги и северные склоны. Ему приходит на помощь «молодой» весенний снег, несомый апрельскими северками, но всё равно дни снега сочтены. Первые яркие, горячие лучи солнца погубят его. Он пролежит ещё несколько дней в глубоких трещинах или под крутым северным навесом, закрытым старой, замшелой елью, — и всё-таки растает.

В глубине полевой почвы ещё неделю-полторы может сохраниться мёрзлая прослойка, а на поверхности её уже властно проявляется жизнь. Почва слегка подсыхает. Пробуждаются озими. Теперь цветёт и волнующе пахнет верба. По крутосклонам золотится мать-мачеха, вырезаются клевер и манжетка, а к концу месяца лиловеют медуница и хохлатка. Изредка в воздухе мелькают пёстрая крапивница и жёлтая лимонница. Появляется первая пчёлка, а за ней и шмель.

Читайте также:  Вечнозеленые растения для средней полос

В лесу — птичий гомон. В конце апреля — начале мая впервые крикнула кукушка. Там уже тронулись в рост и подснежник, и душистая фиалка (на вырубках и в редколесье), и волчье лыко, и ветряница, и первые листы сныти, копытня, майника, и мох, и вейник, и десятки других растений, которые в мае разовьются и заблагоухают под его пологом.

Зашевелились муравьи в своих кучах, проснулся ёж и везёт на иглах прошлогодние листья. Токуют бекас, глухарь и тетерев. Хлопочут у своих гнёзд грачи. На зорях слышатся волнующие трели малиновки, зяблика, дрозда, репела.

Невыразимо хороша в это время наша северная, ранняя весна. Она — и на земле, и в прозрачном, ещё холодном воздухе, и в небе, по которому днём и ночью с криком тянутся на север нескончаемые вереницы птиц, а вечерами и по утрам — вальдшнеп.

Спешно идёт бороньба озимей. По утрам (по морозцу) к ним подсевается тимофеевка и клевер. Начинается выборочная пахота: перепашка зяби, где почва заплыла и уплотнилась; подъём полей под яровые, не вспаханных с осени; внесение навоза, компоста, золы и прочих удобрений перед посевом; известкование полей там, где оно намечено. И чем лучше подготовился земледелец зимой, чем налаженней у него инвентарь, чем больше у него удобрений, тем смелей забирает он глубину на подзолистой почве, чтобы быстрей окультурить её, чтобы скорей побороть природное малоплодие подзолистого горизонта и создать на месте его глубокий, структурный, плодородный пахотный слой.

Почва ещё холодна. Обитатели её, в том числе бактерии, усваивающие азот из воздуха и образующие аммиак и селитру, только пробуждаются. А сорняки уже не дремлют и стремятся захватить лучшие земли, отнять их у культурного растения. Там и сям появляются пырей, мокрица, сурепка — «жёлтая опасность» — и прочие, иссушающие почву и отнимающие питательные вещества у культурных растений. Пока они не забрали силу, задача колхозников уничтожать их всеми средствами: где своевременной и культурной пахотой, где лущением, где прополкой вручную.

Теперь, как говорят, день год кормит.

В конце апреля, начале мая — подкормка озимых, сев ранних яровых — овса, моркови, свёклы, гороха и других, а вслед за ними и пшеницы, и картофеля, и прочих культур наших полей.

Уж гремели первые майские грозы. Почва омылась весенним дождём, отогрелась и несколько подсохла. Она «дышит» тёплым весенним воздухом. Все обитатели её набирают силу и торопятся жить. Растения расчленяют почву своими корнями и захватывают всё большую её толщу, стремясь получить необходимые для себя воду, воздух, питательные вещества. Корни выделяют различные кислые продукты и растворяют ими минеральную часть почвы. Живут, размножаются бактерии, разлагают части ранее отмёрших растений и животных, превращают их в перегной, сами умирают, истлевают. Одни из них обогащают почву азотом, другие, если почва плохо обработана, сыра и холодна, отнимают у растений селитру, разлагают её, при этом освобождающийся азот снова улетает в воздух и таким образом бесполезно теряется для растений.

На почву выпадают дожди, омывают почвенные частички, образуют почвенный раствор, который частью питает растения, частью уходит за пределы корнеобитаемой толщи.

День за днём в почву отправляются тёплые волны, приходящие на землю с солнечными лучами. Смена температур, как и влажности, ускоряет выветривание минеральных частиц почвы и образование перегноя. Почва живёт полной жизнью, а с нею вместе — на ней и в ней — живут растения. В лесах отцветает душистая черемуха и говорит о конце весны.

Уже в мае подняты пары, закончен посев гречи, посев и посадка овощей. В июне, кроме паровых, все поля зеленеют, а выше всех стоят зелёною стеною, выходят в трубку и зацветают озимые — пшеница, рожь.

В пёстрый наряд изукрасились луга. Здесь и белоус, и душистый колосок, и полевица, щучка, тимофеевка и лисохвост, костёр, ежа сборная, клевера, белые ромашки, лиловые колокольцы, красные смолёвка и гвоздика и много других цветов, делающих наши северные неувядаемые луга столь прекрасными.

Теперь «заря с зарёй сходится»; неумолчно поёт жаворонок; по ночам кричат дергач и перепел; допевает свою песню соловей. Последние дни в лесу стонет кукушка. Невольно вспоминаешь слова поэта: «Кукуй, кукуй, кукушечка! Поспеет рожь высокая, подавишься ты колосом — не станешь куковать…» (Некрасов). А человеку в труде раздолье, ибо долог день. Идёт прополка, подкормка, а временами и полив различных культур, ведётся настойчивая культивация паровых полей, чтобы освободить землю от сорняков, чтобы оструктурить её, накопить побольше пищи для озимых культур, сохранить для них влагу. Идёт подготовка к косовице и жнитву.

Июль — наибольший расцвет жизни почвы, начало уборки урожая. В воздухе пахнет спелой рожью, скошенной травой. Почва тепла, как никогда в году. Участившиеся дожди пополняют в ней запас влаги. Пышно развились бактерии, почвенные грибки, дождевые черви, множество всевозможных насекомых и их личинок и землерои, если их не сумел уничтожить человек (мыши, кроты и пр.). Всё это движется, ест, дышит, размножается, умирает, разлагает одни органические остатки и создаёт другие. Наивысшего развития достигли и корни почти всех растений. В подзолистой почве, из-за бесплодия подзолистого, белёсого горизонта, главная масса их собрана в пахотном слое. Но отдельные корни, по червоточинам и трещинам, уходят в почву на глубину 50, 100, 200 и более сантиметров.

Читайте также:  Выращивание растений в разных почвах

Под влиянием всего живого, при смене температур и влажности, под влиянием человека почва тоже каждодневно меняется. Не успеют образоваться в ней питательные вещества, как их потребляют растения и невидимые обитатели почвы. Но и растения, и бактерии, и грибки в свою очередь, как мы описывали выше, способствуют обогащению почвы перегноем и различными питательными веществами.

Особенно много их накапливается на паровых полях, где нет потребителей пищи — растений. Например, селитры в пару в июле в десятки и сотни раз больше, чем её было в почве в апреле. Много на паровых участках и влаги. Всё это сберегается для озимых культур, посев которых после двойки пара и предпосевной обработки будет произведён в первой половине августа.

В августе заметно короче становятся дни и прохладней зори. Смолк наиболее упорный певец полей жаворонок, а в лесу птичий гомон прекратился ещё ранее. Пернатые гости вывели птенцов и теперь выкармливают их, гуртуются и постепенно готовятся к отлёту.

От зари до зари идут полевые работы: уборка колосовых, овса, гречи, ранних огородных культур. Уже отцвёл картофель, уж налились мясистые корни свёклы и брюквы, завилась в кочаны капуста.

Во второй половине августа впервые иногда посещают почву лёгкие морозцы-утренники и как бы подгоняют хозяина торопиться с полевыми работами. Постепенно стынет и почва, и напряжение жизни в ней ослабевает. Истлевают корни убранных растений. Глубже забираются в почву дождевые черви и насекомые, реже появляясь на поверхности; менее подвижными и жизнедеятельными становятся почвенные грибки и бактерии. И хотя впереди будут ещё тёплые дни и «бабье лето» с паутинкой, всё живое в почве постепенно готовится к зиме.

Чаще стали заморозки в сентябре. Почернели верхушки ботвы картофеля. Нередко по утрам морозным инеем серебрится капуста. Ловит колхозник ясные дни, чтобы посуху убрать картофель, брюкву, репу, свёклу, чтобы закончить вторую за лето косовицу клевера.

И когда опустеют убранные поля, когда срежут наиболее выносливую к заморозкам культуру — капусту, когда свежим изумрудом зелени разовьются озими, когда тёмными квадратами ляжет зяблевая пахота, постепенно замрёт в октябре и жизнь почвы.

Под пологом леса, под тёплой подстилкой из листьев, хвои, мха и трав она продлится несколько долее, но и сюда неотвратимо врывается дыхание осени.

Давно умолкли и улетели пернатые гости. Загорелись «костры» осины, берёзы, клёна и лип. Сухой лист валится на землю. Теряет свою былую красу лес. Наступило время, о котором великий Пушкин сказал:

«Унылая пора, очей очарованье!
Приятна мне твоя прощальная краса.
Люблю я пышное природы увяданье,
В багрец и золото одетые леса».

В ноябре почва покроется мёрзлой коркой и до весны уснёт под снегом. Теперь в ней будет лишь передвигаться вода в парообразной форме из более тёплых нижних слоёв вверх, да накапливаться лёд в поверхностных её горизонтах.

Так, день за днём, месяц за месяцем, годами живёт почва, непрерывно меняя свои свойства, переходя из одной стадии развития в другую. Мы описали жизнь подзолистой почвы в течение года. Но если проследить её не год, а много лет, особенно в тех местах, где человек меньше трогает почву, как, например, в лесу, то можно отметить, что почва, изменяя свои свойства во времени, становится разной. Среднеподзолистая почва, подвергаясь каждодневному вымыванию, выщелачиванию, с годами переходит в сильно подзолистую и подзол — самую бесплодную, самую вымытую почву. А подзол (он обычно залегает в равнинных, бессточных местах) постепенно заболачивается. Корни растений на такой почве не идут в глубь подзолистого белёсого, бесплодного слоя. Они стелются близ поверхности почвы, образуя плотную дернину. Вода через уплотнённую дернину с трудом проникает вниз. Она, скапливаясь на поверхности, препятствует проникновению в почву воздуха. Почва живёт «ненормальной» жизнью: она «задыхается», заболачивается. На ней исчезает лес, исчезают луговые травы, появляются осоки, тростник, камыш, потом мох. Вместо леса, луга образуется болото.

В жизнь почвы разумно и властно вмешивается человек.

Обрабатывая и удобряя почву, осушая болота, орошая пустыни и т. д., человек в несколько лет, на наших глазах, переделывает почву, приспосабливает её для своих нужд. В СССР, как мы уже отмечали, переделка почвы должна идти лишь в одном направлении — это путь непрерывного повышения плодородия социалистических полей.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Роль времени в развитии и эволюции почв. Возраст почв и типы омоложения

В числе факторов почвообразования В.В. Докучаев назвал «возраст страны», подчеркнув тем самым, что почва естественно-историческое тело, которое находится в состоянии постоянного изменения во времени — эволюции.

В эволюции почв различают несколько циклов [207]:

  1. собственно биологический — это цикл развития почвы в системе почва — растение, который является результатом борьбы двух противоположно направленных процессов: биологической аккумуляции и геологического выноса;
  2. биогеоморфологический, в котором почва участвует вместе со всем ландшафтом в результате эволюции рельефа земной поверхности;
  3. биоклиматический — цикл развития почвы и системы почва-растение вместе с изменением климата.

Биологический цикл, часто называемый «саморазвитием» вследствие стабильного состояния независимых от почвы факторов, разделяется на две фазы:

  1. образование почвы из горной породы и
  2. фазу развития зрелой почвы, дальнейшая эволюция которой в биологическом цикле происходит вследствие накопления глубоких необратимых изменений в составе и строении самих почв по мере поступательного развития почвообразовательного процесса.
Читайте также:  Где происходит процесс фотосинтеза у растений

Саморазвитие характеризуется постепенным замедлением скорости протекания процессов от начального неравновесного состояния профиля до зрелого квазиравновесного со средой. Время, за которое почва или отдельный признак достигают зрелого состояния, называется характерным временем. Оно существенно различается в разных биоклиматических и литологических условиях формирования почв.

Существует определенная иерархия почвенных свойств по характерным временам формирования — от быстрых, лабильных (часы, сутки, месяцы — температура, влажность и др.) до медленных, консервативных (сотни и тысячи лет — развитие гумусового, карбонатного, текстурно-дифференцированного профиля и др.). Первые объединяют понятием «почва-момент», вторые — «почва-память» [229]. При изучении эволюции почв основное внимание уделяется комплексу устойчивых свойств.

Начало формирования современного почвенного покрова России относится к крупнейшему климатическому рубежу между поздним плейстоценом и голоценом, имевшему место 10–12 тыс. лет назад и завершившему плейстоценовое оледенение. На протяжении голоцена климатические изменения были более слабыми, но именно они определили эволюцию почв. Основное направление изменений климата выражалось в его потеплении до среднеголоценового термического максимума и последующем похолодании. Закономерности изменения увлажненности климата дискуссионны, но по мнению многих исследователей атлантический период (8–5 тыс. лет назад) был преимущественно засушливым.

В связи со сменами климата и биоты почвы и почвенный покров Российской Федерации прошли ряд стадий. Большинство современных почв, приуроченных к стабильной геоморфологической поверхности и переживших без погребения и денудации весь голоцен, являются полигенетическими, так как в их профиле последовательно наложены и сложно интегрированы результаты многих периодов саморазвития, соответствующих изменению природных условий на протяжении голоцена. В настоящее время предложены схемы биоклиматической эволюции почв различных регионов в голоцене [2, 3, 4, 67, 95 и др.]. Они базируются на достаточно точных палеопочвенных и палинологических методах, включая радиоуглеродные и археологические датировки.

Почвенный покров России характеризуется гетерохронностью. Она связана с возрастом поверхности и интенсивностью экзогенно-эндогенных процессов (денудация, седиментация, турбации), нарушающих сложившиеся почвенные профили и вызывающих омоложение почв (они либо восстанавливаются, либо формируются заново). Таким образом, на территории Российской Федерации выделяются регионы, которые отличаются разным возрастом почвенного покрова, уровнем его устойчивости и характером изменения во времени.

Возраст почв и типы омоложения

На карте показан возраст почвенного профиля, означающий продолжительность отрезка времени, в течение которого профиль формируется и функционирует при условии стабильного состояния почвенной массы: отсутствие процессов денудации и седиментации и существенных турбаций, которые могли бы уничтожить горизонтное строение профиля. Отраженный на карте возраст почв совпадает с возрастом экспонирования современной поверхности для ареалов с несущественным проявлением денудационно-седиментационных процессов. В пределах ареалов с их существенным проявлением возраст почв меньший, чем возраст поверхности, в связи с действием процессов омоложения.

Различаются следующие возрастные почвенные ступени (по началу формирования) и соответствующие им основные генетические группы почв:

  1. очень молодые (поздний голоцен) — менее 2 тыс. лет (торфяно-болотные, вулканические, пойменные аллювиальные);
  2. молодые (ранний-средний голоцен) — 2–9 тыс. лет (почвы территорий осушившегося дна морей и озер);
  3. комплекс очень молодых и молодых (ранний-поздний голоцен) — менее 9 тыс. лет (горные, аридных и мерзлотных областей и другие);
  4. средневозрастные, или синголоценовые (аллерёд — ранний голоцен) — 9–12 тыс. лет (разнообразные текстурно-дифференцированные, Al–Fe-гумусовые, черноземы, палевые и другие почвы равнин);
  5. древние, доголоценовые (поздний плейстоцен) — более 12 тыс. лет, нередко в комплексе более молодыми (желтоземы).

Четкого соответствия между возрастом почв и их генетическим типом нет. Это связано с тем, что время начала развития профиля современных почв определяется не характером почвообразования, а возрастом поверхности и интенсивностью экзогенно-эндогенных процессов. Среди выделенных три возрастные ступени являются основными (1, 2 и 4), две другие представлены комплексами в значительной степени разновозрастных почв.

Омоложение почв связано с процессами денудации, седиментации и турбаций, которые срезают, погребают и перемешивают профиль почвы. В результате этого профиль почвы начинает восстанавливаться или формироваться заново. Выделено 6 типов омоложения.

Карта возраста почв составлена на основе почвенной карты (Атлас, с. 72.) и карт истории берегов Беломоро-Балтийского бассейна и Каспия [69]. Она показывает, что почвенный покров характеризуется разновозрастностью. Почвообразование как глобальный экзогенный процесс началось в палеозое, однако реальный возраст почвенного покрова России значительно меньший. В течение фанерозоя эндогенные и экзогеные процессы активно преобразовывали рельеф поверхности суши, приводили к разрушению, погребению и омоложению почв. Исключительно интенсивно данные процессы протекали в плейстоцене, как в ледниковой, так и во внеледниковой зонах. Это объясняет в основном голоценовый (точнее, синголоценовый) возраст современных почв, характерный для равнин, преимущественно расположенных в западной части России. Не меньшее, даже преобладающее место занимают молодые и очень молодые почвы. Они распространены в основном в восточной части страны, так как здесь почвы подвержены интенсивным процессам омоложения денудационно-седиментационного (горного), мерзлотного турбационно-солифлюкционного, вулканического пеплового типов. Древние доголоценовые почвы принимают значительное участие в составе почвенного покрова только на небольшой территории в районе Сочи. В других регионах их доля крайне невелика.

Почвы, отнесенные к возрастный ступени очень молодые, имеют незрелый профиль, не достигший состояния динамического равновесия со средой, что реализуется в терминах «примитивная», «слаборазвитая», «молодая» почва и говорит о стадии формирования почвенного профиля. Почвы более высоких возрастных ступеней в основном имеют зрелый профиль, наиболее полно отразивший действие факторов-почвообразователей, пришедший в состояние динамического равновесия (квазиравновесия) со средой [237].

  • Возраст почв и типы омоложения, масштаб 1:30 000 000

Источник