О чем говорят и молчат почвы - Анатолий Никифорович Тюрюканов Страница 21

желтой гидроокиси отлетает, обнажая прозрачное, как сахар, кварцевое “нутро”. Вообще гидроокись железа придает почвам и породам красновато–желтоватые тона. Осветляющие оттенки объясняются присутствием карбоната кальция. Но основной красящей способностью обладает органическое вещество почвы — почвенный гумус, чья гуминовая кислота обладает максимальной красящей способностью. Именно она окрашивает почвы в черный цвет. Один грамм такой кислоты может окрасить несколько сотен литров воды в интенсивно–черный цвет. Комбинации этих основных красителей и дают почвам разную окраску. Так, темные тона черноземов, некоторых видов торфов и луговых почв объясняются наличием гумуса, бурые тона у иллювиальных горизонтов подзолов солонцов, красноватые красноземы и латериты обязаны своим цветом окисленным формам железа, светлые тона у сероземов и полупустынных и пустынных почв — солям кальция и натрия. В целом же почвы, прошедшие в своем развитии луговую стадию, имеют темную окраску. К ним можно отнести и наши черноземы, которые на ранних стадиях теплого послеледниковья тоже прошли луговой этап почвообразования. Иногда в болотных почвах встречаются голубые или синеватые горизонты, обязанные своей окраской синему минералу керчениту, возникающему при слабом окислении белого минерала вивианита.

Как уже говорилось, в процессе почвообразования в почве возникает много новых свойств и признаков, например появление поглотительной способности почв в разных формах. Почвам присущи также два уникальных планетарных процесса — гумусообразование и глинообразование. Глина и гумус — вещества, богатые химической энергией. Их структура по сложности не уступает структуре белков. Причем гумусовые макромолекулы построены на углеродной основе, как и все живое вещество, а глины — на кремниевой или алюмокремниевой основе. Синтез этих двух веществ в почве — одна из загадок функционирования живого вещества на планете. Здесь огромное поле для раздумий об энергетике биосферы. Добавим только, что глино– и гумусообразование происходят в почвах и илах не стерильно, а обязательно при участии микроорганизмов и других форм жизни.

Мы уже привыкли смотреть на почву, как на некий необходимый субстрат для получения урожая, забывая о ее биогеохимической роли в биосфере, складывающейся миллионы лет в течение всей эволюции самой биосферы. Ведь в некотором смысле можно сказать, что почва породила человека. “Почва — наш самый драгоценный капитал. Жизнь и благополучие всего комплекса наземных биоценозов, естественных и искусственных, зависят в конечном итоге от тонкого слоя, образующего самый верхний покров Земли”, — таково мнение одного из ведущих экологов мира — бельгийца Ж. Дорста.

Почва не только дает жизнь растениям. Почва — это и удобный дом для огромного количества микроорганизмов и почвенных животных, обеспечивающих ее развитие. Включаясь в цепи питания, они включаются в круговорот химических элементов в биогеоценозе, совершая огромную работу по преобразованию и перемещению минерального, органического и биоорганического вещества. Участвуя в биологическом круговороте в системе “почва–растение–почва”, микроорганизмы и животные прямо и косвенно воздействуют на почву, преобразуют ее, придают ей новые химические и физические свойства. Одни микроорганизмы, живя в почве, из простых минеральных веществ создают сложные химические соединения, на базе которых выстраивается целая цепочка пищевых (трофических) связей, другие замыкают эти пищевые цепи, питаясь трупами и растительным спадом, минерализуют органические вещества.

Такие организмы называются сапрофагами. В основном это бактерии и грибы, но к числу сапрофагов относится и множество почвенных животных.

Минерализация органического вещества, так же как и его синтез, входит составной частью в почвообразовательный процесс. Подчеркивая роль почвы в жизни биосферы, хочется обратиться к прогнозам В. Р. Вильямса, который полагал, что если 75 процентов общего количества ежегодно синтезируемого растениями органического вещества не будет минерализовано гетеротрофами, то через 3—4 года жизнь на Земле должна прекратиться. Сколько же почвенных животных в килограммах приходится на 1 гектар почвы? Данные по нашей стране следующие: в тундре — 90, в северной тайге — 100—150, в южной тайге — 160—350, в смешанных лесах — 800—1000, в широколиственных лесах — 1000—1500, в лесостепи — 500— 900, в степи — 200, в пустыне — 20. При этом большая часть биомассы приходится на долю дождевых червей (50—90 процентов), которые в сообществах умеренного пояса занимают центральное место.

По данным наших ученых, почвенные млекопитающие, роя норы и строя гнезда, способны перемещать огромные количества почвы. Например, обыкновенные кроты перерывают от 3,9 до 55 тонн на гектар, а их выбросы в лесах занимают до 37 процентов территории. Мелкие грызуны — от 13 до 36 тонн на гектар. При этом вместе с почвой перераспределяются и химические элементы. Если выразить эту биогеохимическую работу в килограммах на гектар, то получим внушительные цифры. Так, в дерново–подзолистых почвах кроты перемещают углерода 76 килограммов на гектар, азота — 4,8, кремния — 2942, железа — 238, алюминия — 481 килограмм на гектар, что значительно больше, чем в ежегодном растительном опаде.

В перерытом слепышами верхнем слое чернозема содержание кальция возрастает: они перемещают почву из нижнего черноземного карбонатного горизонта, находящегося на глубине около 1 метра, к верхнему. Из–за временного затопления пустот, нор грунтовыми водами в них могут выпадать малорастворимые соли, а легкорастворимые, наоборот, вымываться. Почва гнезд обогащается выделениями животных, органическими остатками, что также сказывается на химических и физических свойствах почв.

Особо хочется сказать о великих тружениках — дождевых червях, которых, к сожалению, на наших полях становится все меньше и меньше. В 1881 году великий Чарлз Дарвин впервые указал на их роль в формировании плодородия почв. Дождевые черви находятся в постоянном движении. Они мигрируют глубже других почвенных животных, проникая в глубины до 1,5—2 метров.

Экологии дождевых червей и изучению их влияния на плодородие почвы посвящена большая монографическая работа литовской исследовательницы О. П. Атлавините, рассказывающая о влиянии на дождевых червей различных природных условий и о влиянии самих дождевых червей на урожай различных культур.

Передвигаясь в толще почвы, дождевые черви пронизывают ее сетью ходов диаметром от 3 до 7 миллиметров. Эти ходы способствуют лучшей аэрации почвы, проникновению в нее влаги и корней. Питаясь, дождевые черви вместе с разлагающимися органическими веществами пропускают сквозь свой кишечник большое количество почвенной массы, выделяя ее в виде капролитов. Масса таких капролитов составляет несколько сот тонн на 1 гектар. Капролиты — наиболее благоприятная среда для размножения почвенных микроорганизмов: их численность увеличивается в несколько раз. Таким образом, дождевые черви ускоряют разложение органических веществ и влияют на урожайность растений.

Продолжительность жизни дождевых червей 3—5 лет, хотя некоторые виды живут до 10 лет. Черви обладают удивительной регенерационной способностью — они могут достраивать утраченные части тела. Дождевые черви чутко реагируют на изменения климато–метеорологических условий.

Вертикальная миграция дождевых червей по почвенному профилю часто обусловлена температурой и влажностью почвы, а также ее механическим составом.