Жизнь в почве - Меркурий Сергеевич Гиляров Страница 7

На этом основан один из методов борьбы с вредителями растений, которые разыскивают в почве нужные им растения по их «запаху» — корневым выделениям.

Выращивание нескольких сельскохозяйственных культур на одной и той же площади приводит к изменению популяции вредителей, — так утверждает группа биологов из Кембриджского университета. Дело в том, что взрослые насекомые не прочь поживиться и за счет других растений, которые, однако, оказываются совсем неподходящими для них. Обнаружив ошибку, вредители поспешно разбегаются, не успевая подчас отложить яйца. В этом смысле защитником капусты может выступить фасоль, а моркови — лук, который не только отвлекает внимание вредителей, но и блокирует их обоняние острым запахом.

И наконец, надо сказать о дыхании корней. Ведь выдыхаемая углекислота может в почве, где затруднен газообмен, достигать концентрации 10–12 процентов против 0,03 процента в атмосферном воздухе. Все ли животные способны это выдержать?

Так непросто складываются в почве отношения между корнями, микробами и растениями.

Живое прошлое и эволюция почв

Почвы изменяются со временем. Об этом известно любому земледельцу, который, заботясь о плодородии почвы, заправляет ее удобрениями, поддерживает комковатую структуру. Если этого не делать, плодородие иссякает, разрушается водопрочная структура, убывает гумус.

Постоянные изменения почв происходят и без воздействия человека. И такие изменения наглядны, их легко наблюдать: на чистых песчаных наносах поселяются растения, за ними другие, и вот уже песок закреплен, он медленно превращается в почву. Или обнажилась скальная поверхность. Прошло время, и ее заселили лишайники, потом мхи, за ними травянистые растения, и в скором времени образовался слой почвы, в котором успешно поселяются первые деревья.

Во всех этих явлениях действующей силой выступают живые организмы: сначала микробы, затем лишайники, мхи и высшие растения. Им всюду сопутствуют и почвенные животные: простейшие, нематоды, клещи, ногохвостки, личинки насекомых и дождевые черви. При этом горная порода превращается в почву, все более мощную, все более богатую гумусом.

Было бы неправильным не видеть в этом процессе, называемом эволюцией почвы, также действия атмосферного воздуха, воды и растворенных в ней химических веществ. Наконец, в современную эпоху, названную в начале века известным нашим геологом академиком А. П. Павловым антропогенной, то есть определяемой деятельностью человека, на почвенный покров все большее влияние оказывает человек.

Русскому почвоведению, начиная с работ В. В. Докучаева, было всегда присуще понимание динамики почвенного покрова, изменения почв в пространстве и во времени. В советское время вопросы эволюции почв не раз широко обсуждались, причем иногда эти обсуждения были очень бурными.

Не чужды эти идеи и работам зарубежных почвоведов. Особенно подробно динамика почвообразования, эволюция почв рассмотрены в книге французского почвоведа профессора Филиппа Дюшофура, переведенной в 1970 году на русский язык. На большом материале Ф. Дюшофур показывает, как под влиянием эволюции минеральной части почвы, ее глин, органического вещества, органо-минеральных комплексов, ионных равновесий в почвенном растворе, влиянием растительности на биологический цикл элементов меняются во времени почвы холодного, умеренного и жаркого климата. Ученый предлагает убедительные схемы стадийного развития почв в условиях избытка воды, кальция, натрия, железа и других компонентов. (Менее подробные, но удобные и вполне обоснованные схемы строили и наши почвоведы, одну из них в 1911 году предложил П. С. Коссович, другую в 1927-м — С. А. Захаров.)

Нашли последователей среди почвоведов и идеи яркого американского геоботаника Ф. Клеменсу, который в развитии растительности различал промежуточные стадии (сукцессии) и заключительную устойчивую фазу (климакс).

В нашей стране горячо обсуждались взгляды В. Р. Вильямса о «едином почвообразовательном процессе». Все зональные типы почв ученый рассматривал в качестве стадий, этапов единого процесса.

В работах советских почвоведов в 30-е годы, в том числе Н. П. Ремезова, В. А. Ковды, С. В. Зонна, были описаны конкретные случаи эволюции почв в лесах, степях. В трудах нынешних почвоведов идеи эволюции почв нашли отражение в классификации почвенных типов, где учтены особенности современных почвенных процессов («почва-момент») и реликтовых свойств, оставшихся от прошлого («почва-память»).

Особое место в исследованиях по эволюции почв занимает небольшая книжка профессора А. А. Роде «Почвообразовательный процесс и эволюция почв», увидевшая свет в Москве в 1947 году. Алексей Андреевич здесь не только четко систематизировал все имевшиеся в науке на тот период данные об эволюции почв, но и определил ее движущие силы. Он выделил четыре фактора эволюции:

действие сил внешних по отношению к биогеоценозу;

воздействие соседних биогеоценозов;

саморазвитие почв из-за действия внутренних сил в биогеоценозе;

филогенез растений и других живых организмов, обладающих новыми геохимическими особенностями.

Последнее обстоятельство первым среди почвоведов отметил А. А. Роде. А ведь именно оно является главной движущей силой эволюции почв в масштабах геологической шкалы времени.

Авторы имели удовольствие не раз обсуждать с Алексеем Андреевичем вопросы эволюции почв во время экспедиций в черноземной зоне России, в Западном Казахстане. Этот удивительно обаятельный человек и энциклопедически образованный ученый прекрасно разбирался не только в вопросах почвоведения, но и в зарождавшейся в 50-е годы биогеоценологии.

Он неоднократно подчеркивал, что почвы по тем масштабам времени, которыми пользуются геологи, — эфемеры, образования с недолгой жизнью. До него такого четкого представления у почвоведов не было. В общих словах подобные идеи высказывались, но Роде конкретно показал, в чем заключается движущая сила эволюции жизни для почвообразовательного процесса.

Растения, которые обеспечивают значительную часть биогенного круговорота на суше, избирательно накапливают отдельные элементы и соединения. Большинство современных растений создает круговорот веществ, в котором на первом месте стоят азот, фосфор, калий, кальций, магний и натрий, на втором — кремнезем, а на третьем — разные окислы, изредка хлор и сера. А вот древнейшие растения — хвощи и плауны резко отличаются по своему зольному питанию. Хвощи накапливают в первую очередь кремнезем, а плауны — глинозем. Нетрудно сделать вывод, что характер почвообразования под палеозойскими хвощовыми и плауновыми лесами был иным, нежели сейчас.

На это обстоятельство обращал внимание академик Л. С. Берг в работе о происхождении уральских бокситов. Он полагал, что глинозем избирательно накапливался растениями карбонового периода, но в почвоведении эта идея ранее не рассматривалась.

Заключая главу о факторах эволюции почвы, А. А. Роде писал: «…в трех из четырех намеченных нами возможных случаев эволюции движущей силой эволюции является растительность или — шире — живое вещество». Именно эволюция живого покрова — «биоты», как сейчас говорят, является постоянно действующим фактором активного изменения биогеоценоза, а с ним и почвы.

Есть даже смелые гипотезы, что жизнь возникла именно в грунте первичных материалов Земли, что древнейшие существа планеты — почвенные микробы, что именно они появились первыми в земном реголите — грунте, похожем на грунт Луны. Кстати, низшие растения действительно могут расти на грунте такого состава, это доказано экспериментально.

В