Семь лет В.В.Докучаев занимался изучением чернозема. Только осенью 1883г. была напечатана его книга «Русский чернозем». Этот год считают годом основания науки почвоведение. Годом раньше вышла в свет составленная им почвенная карта черноземной полосы России. Это была замечательная карта, на которой впервые был показан не только цвет почвы, но и многие другие качества. Так было положено начало науке о почвах. Докучаев считал, что самостоятельным телом природы должна заниматься самостоятельная наука. Науки такой не было – изучением почв занимались геологи и ботаники, агрономы и химики. Каждый из них видел в почве свое: геолог – мертвые наносы, ботаник – покрывающий их зеленый наряд, химик – сложные соединения с многоэтажными формулами, агроном – капризную и не всегда понятную основу будущего урожая. В.В.Докучаев (1846-1903) создал новую науку – почвоведение, - которая не просто вобрала в себя представления геологов и ботаников, химиков и агрономов, а подчинила их единой цели. Докучаев научил видеть в почве результат совместного воздействия воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых, на горную породу. Почвенный покров не появляется сам по себе, он связан со средой, он развивается под влиянием климата и растительности, рельефа и времени. Докучаев научил почвоведов находить признаки, которые могли рассказать о происхождении почвы, условиях ее жизни, предсказать будущее. Но все это касалось только чернозема. Книга Докучаева действительно была посвящена только этому «царю почв». Однако методы исследования почв, предложенные Докучаевым, можно было использовать с любыми другими почвами. В Париже, в международной палате мер и весов, рядом с платиновым метром хранится кубометр русского чернозёма – эталон структуры и плодородия почв. Само же слово «чернозём» стало международным термином по настоянию В.В.Докучаева.
Глава 2 «Факторы почвообразования»
Из Нижегородской губернии, преобладающая часть которой лежала за пределами черноземной полосы, В.В.Докучаеву поступило предложение обследовать почвы на территории губернии. Это было очень заманчиво: почвоведение получало признание, едва появившись на свет. Однако не было квалифицированных почвоведов, которые могли бы помочь в предстоящей работе. Изучением чернозёма Докучаев занимался один, пользуясь услугами случайных помощников. Потому и работа растянулась на много лет. А здесь губернское начальство желало получить ответ быстрый и точный. Да и сам край был совсем не похож на чернозёмные степи. По своей площади он превосходил небольшое европейское государство и при этом был чрезвычайно разнообразным. «Что ни шаг, то перемена», - говорил сам Докучаев. И если на юге губернии, куда заходило степное черноземье, места казались знакомыми, то на севере господствовали непроходимые хвойные леса и болота. И все-таки Докучаев взялся за эту работу. Летом 1882 года со студентами университета он выехал в поле. Позднее все его молодые помощники стали известными учеными-почвоведами, но пока что профессору Докучаеву приходилось учить их всему: как выкопать разрез, как записать наблюдения, как отбирать образцы. И хотя Докучаев приблизительно знал, что их ожидает, даже он был поражен обилием встреченных почвенных типов, колоссальным объемом работ, которые предстояло выполнить. Нужно было продолжить маршруты через всю губернию, пробираться сквозь не проходимые леса, обходить болота – зыбуны. Нужно было найти объяснения сотням природных загадок. Поэтому в следующем, в 1883 году в составе Докучаевской экспедиции были уже не только почвоведы, но и геологи и ботаники, химик и агроном, и даже метеоролог. Познавать законы распространения и развития почв можно было только во всеоружии всех знаний о природе в целом. За четыре года напряженной работы были не только детально обследованы все уезды Нижегородской губернии, но и проведены тысячи лабораторных анализов. Чтобы вместить весь собранный материал, понадобилось 14 толстых томов. В этих книгах было не только простое описание почв – в них были объяснены и причины, почему в данном уезде или имении почвы именно такие. Нужно сказать, что русский крестьянин всегда очень уважительно относился к кормившей его земле и знал в ней толк. Он «прекрасно отличает земли липовые, березовые, осиновые и прочие», - писал Докучаев. «Народ никогда не дает почвенных названий зря, а всегда на основании векового опыта». И когда пришла пора систематизировать все накопленные знания, «разложить их по полочкам», дать названия многим впервые встреченным разновидностям почв, Докучаев использовал старинные крестьянские наименования. С тех пор исконно русские слова «чернозём», «подзол», «солонец» используются почвоведами всего мира, к которым они пришли из самой простой классификации почв, где каждая почва имела свое место, выделенной ей в зависимости от её происхождения и свойств. Наука о почвах, их происхождении, развитии, зависимости от условий внешней среды, правильном использовании называется генетическим почвоведением. Она изучает не только признаки самой почвы, но и её генезис – происхождение и развитие. В.В.Докучаев, изучив различные почвы, сделал вывод, что почва – живое существо. Она рождается, развивается. Она дышит, поглощая кислород и выделяя углекислый газ. Она даже может умирать. Почва – дитя разных родителей. В.В.Докучаев назвал 5 родителей почвы.
- Почвообразующие (материнские) породы. Так называет всякие горные породы, на минеральной основе которых возникает и развивается почва. Между почвой и почвообразующей породой происходит постоянный обмен энергией (особенно тепловой), газами, парами воды и растворами.
- Климат. Он включает воздух приземного слоя, поверхностные и грунтовые воды и солнечную радиацию. Действие его на развитие почв может быть прямым, выражающимся в увлажнении, промачивании, нагревании и охлаждении почв. Действие его может быть косвенным, сказывающимся на жизнедеятельности почвенных организмов.
- Рельеф. Основными элементами рельефа являются водораздельные пространства, склоны и долины. Развитая долина имеет террасы со склонами, пойму, дельту и русло. Всем элементам рельефа присущи свои условия почвообразования и почвы.
- Растения и животные. Отмирающие корни – основной источник поступления в почву органического вещества, из которого образуется перегной, окрашивающий почву в темный цвет до глубины массового распространения в ней корневых систем. Извлекая элементы питания с глубины и отмирая, растения вместе с органическим веществом накапливают элементы азотного и минерального питания в верхних горизонтах почвы. При этом травянистые растения извлекают минеральных веществ из почвы больше, чем древесные. Растения – это «солнечные консервы». Большая часть растительной массы попадает в почву. Так создается гумус – основа плодородия. Отмирающая зеленая растительность разлагается бактериями и грибами. Микроорганизмы энергично изменяют не только органическую, но и минеральную часть почвы. Черви и личинки перемешивают почву и обогащают ее органическим веществом. Почвенная масса, прошедшая через кишечник дождевых червей, обогащается азотом и кальцием.
- Время. Для того, чтобы почва образовалась, должно пройти много времени. Главное свойство почвы – плодородие. Если правильно использовать почву, плодородие можно повысить. А если о почве не думать, со временем и плодородие, и почву можно потерять.
5 родителей почвы назвал В.В.Докучаев. Сегодня к ним можно добавить еще один фактор – антропогенный, то есть деятельность человека. Этот последний фактор не всегда положительный.
Глава 3 «Лицо почвы»
Как же выглядит почва – дитя столь разных родителей? Для этого лучше выкопать почвенный разрез, как это делают почвоведы. Сверху почва выглядит однообразной, а в разрезе похожа на разноцветный слоеный пирог. Мы привыкли к очень темному, почти черному цвету земли. Но темный цвет только в верхнем слое. Это гумусовый слой – основа плодородия. Он пронизан корнями. Здесь много червей, микроорганизмов. Сверху вниз количество перегноя уменьшается. Гумусовый горизонт может иметь разную мощность. Это зависит от многих факторов. Самые мощные, самые богатые перегноем почвы – черноземы. Здесь, в степях осадков выпадает столько, сколько может испариться. Поэтому здесь прекрасно чувствуют себя травы, на протяжении веков обогащающие почву. До некоторого времени считали, что под гумусовым горизонтом располагается мертвая порода. Но это неправильное мнение. Ниже темного гумусового слоя обычно располагается более светлый слой. Его характер и окраска зависят от условий увлажнения и типа растительности. Если осадков выпадает больше, чем может испариться, и влага просачивается через почву, то она уносит, вымывает растворимые вещества. Поэтому этот слой накапливает только кремнезем, обычно он светлый. Этот светлый слой так и называют – горизонт вымывания. Ниже опять будет слой темнее. Этот слой играет роль своеобразного фильтра, через который просачиваются сверху воды. На этом фильтре задерживаются некоторые вещества, вымытые из верхнего слоя. Этот горизонт называют – горизонт вмывания. Если с почвы снять перегнойный слой, и попытаться вырастить растение на горизонтах вымывания и вмывания, то окажется, что плодородие этих слоев невелико. И, тем не менее, эти горизонты нужны. Растения отсюда черпают влагу, некоторые питательные вещества. Сюда переселяются обитатели гумусового слоя в сухую и жаркую погоду. Между горизонтами происходит непрерывный обмен. И, наконец, в самом низу лежит материнская порода. Она часто бывает не похожа на почву. Но те вещества, из которых состоит почва, унаследованы от породы. В материнской породе совсем нет органических веществ. Мало их и в горизонте вмывания. И даже в перегнойном слое органических веществ не больше 10-12%. Остальная часть – различные минералы. Это соединения кремния и алюминия. Подзолистые почвы нечерноземной зоны на 80-90% состоят из окиси кремния, поэтому они светлые, малоплодородные. Если в почве содержится много соединений железа, она окрашена в рыжий и в красный цвета.