Агрофак

Было ясно показано (Чирич, 1967), что существует тесная зависимость между характером выветривания подстилающей карбонатной породы и типом формирующейся на ней почвы. Обычно встречаются три вида пород: 1) известковистые песчаники; они легко выщелачиваются от карбонатов, оставляя хорошо проницаемый песок, на котором быстро образуются песчанистые парарендзины, а затем бурые почвы; 2) мергелистые известняки; 3) плотные известняки, более или менее окристаллизованные, выветриваются медленно. Известковистые песчаники мы не будем рассматривать, но упомянем еще об одной разновидности интересующих нас пород — чистых, но рыхлых и быстро выветривающихся известняках (некоторые виды мела).

Выветривание мергелистых известняков. Для них характерно быстрое механическое выветривание, возникающее при гидратации и сопровождающееся, следовательно, разбуханием глин; создается рыхлая масса карбонатной глины с высоким содержанием активной извести.

Если гумус, привнесенный растительностью, содержится в достаточном количестве, то образуется зернистая, хорошо воздухопроницаемая структура рендзин; тогда почва будет достаточно хорошо фильтровать влагу и произойдет постепенное выщелачивание.

Но если гумуса недостаточно, то выветривающийся слой образует плохо проницаемую массу, недоступную для циркуляции воды; продуцирование СO2 сокращается, вследствие чего уменьшается и растворимость карбонатов с превращением их в форму бикарбонатов; в результате выщелачивание бикарбонатов из почвы происходить не будет. В сухой период бикарбонаты будут подниматься вверх и выпадать в верхних горизонтах почвы. Декарбонизация в этом случае медленная или же отсутствует (Ravikovitch et al., 1967). Следует согласиться, что на подобных материнских породах воздействие растительности на образование почв является определяющим.

Выветривание чистых рыхлых известняков. Процесс сходен с вышеописанным; отличается тем, что протекает медленнее, так как масса не разбухает из-за отсутствия глины. Это не допускает значительных изменений объема. Выветривание носит механический характер, но в этом случае изменения температуры, а именно замерзание и оттаивание, играют, по-видимому, главную роль. В результате выветривания образуется белая, пылеватая, вначале бесструктурная и, следовательно, малопроницаемая масса. Она состоит почти исключительно из карбонатов кальция (Jamagne, 1964). В случае поверхностного растворения карбонатов остаточных силикатов не обнаруживается. Пылеватая масса легко эродируется, поэтому часто наблюдается омоложение поверхности. Легко можно понять, что эта масса с трудом выщелачивается, какой бы ни была заселяющая ее растительность.

Выветривание твердых кристаллических известняков. Все авторы согласно утверждают, что в этом случае процесс выветривания своеобразен. Масса известняка не может пропитываться водой и сопротивляется воздействию переменчивой погоды, но выветривается в результате поверхностной коррозии. При растворении породы на ее поверхности появляется очень тонкая обескарбоначенная пленка, в пределах которой находятся в свободном состоянии силикатные примеси. Этот тип выветривания характерен для Средиземноморья (Lamouroux, 1965).

Поскольку количество силикатных примесей в таких известняках очень незначительно, то понятно, что требуется много времени для образования почвенного слоя. Развитые в этих условиях почвы обычно очень древние и почти всегда полицикличные. С другой стороны, эрозия особенно сильно свирепствует на корродированной поверхности известняков и приводит к выносу и переотложению рыхлого выветрелого материала. В этом случае заметную роль приобретает рельеф. Покровный силикатный слой легко сносится по склону, поэтому возникает контраст между денудированными высокими и пониженными участками рельефа. В депрессиях отлагаются глины, выщелоченные от карбонатов. На повышениях развиваются литосоли или маломощные почвы, а в пониженных участках — рыхлые бескарбонатные почвы. Последние сильно изменены по сравнению с первичными известняками. При этом медленном процессе выветривания твердых известняков наблюдаются и другие явления.

Особую роль играют силикатные аллохтонные покровы (эоловые суглинки, коллювиальные пески и т. п.) (Bonte, 1963). Эти покровы во влажный период действуют как водный резервуар, задерживая инфильтрацию и увеличивая таким образом содержание СO2 в водах и их коррозионное влияние. В то же время они ослабляют в некоторой степени эрозию и задерживают вынос силикатов, освобождающихся из известняков. Эти покровы играют значительную роль в почвообразовании, создавая гетерогенные профили из двух слоев: аллохтонного поверхностного и выветривающегося на глубине. Некоторое перемешивание может быть следствием перигляциальной криотурбации, поскольку почвы обычно бывают древними.

Подобные сложные почвы обладают обычно следующими особенностями: 1) они полицикличны и обнаруживают черты, унаследованные от воздействия различных климатов, часто даже от жаркого климата межледникового периода (терра-фуска); 2) состав почв, как правило, гетерогенный, но эта особенность обычно маскируется из-за полного перемешивания всей массы процессами солифлюкции или криотурбации.

Роль растительности и органического вещества. Известно, что свежее органическое вещество, разлагаясь, освобождает кислые растворимые вещества и углекислый газ, которые растворяют и переводят в подвижное состояние активную известь, удаляя ее из верхних горизонтов почвы.

В свою очередь активная известь оказывает двоякое влияние на органическое вещество: с одной стороны, активизирует разложение свежего органического вещества, с другой стороны, благоприятствует быстрой гумификации с образованием устойчивых комплексов. Конечный результат этого взаимодействия очень различен и зависит от относительных количеств присутствующих веществ.

Если кислое органическое вещество находится в изобилии, а резервы кальция в почве невелики, декарбонатизация и, следовательно, декальцификация насыщающего комплекса происходят быстро. Если же запасы извести значительны по сравнению с привносом растворенных кислых веществ, то органическое вещество стабилизируется, переходя в нерастворимое состояние.

Воздействие извести на формирование свежего органического вещества изучалось неоднократно. Вначале процесс формирования усиливается в присутствии извести, и происходит интенсивная минерализация азота; значительная часть этого азота затем реорганизуется в недрах несинтезированных нерастворимых гумусовых веществ.

Лигнин развивается быстро, не проходя, по-видимому, через стадию растворимых мономеров, и окисляется, образуя гумины, которые входят в тесные связи с карбонатной глиной, формируя очень устойчивые комплексы; карбонаты эффективно защищают полученные комплексы от микробиологической деградации. Напомним, что средний годовой показатель минерализации гумуса в карбонатных почвах значительно ниже, чем в некарбонатных (Studer et al., 1964; Dommergues et al., 1966).

Хотя рендзины по гумусности, морфологии и цвету сходны с изогумусовыми почвами, тем не менее они очень отличаются по составу гумуса: полимеризация менее развита, серые гуминовые кислоты присутствуют в небольших количествах, а фульвокислот много (Duchaufour, Jacquin, 1963—1966).

Устойчивость комплексов связана не с их составом и не с их внутренней структурой, а с влиянием внешнего по отношению к гумусу фактора — присутствия извести. Следовательно, речь идет о временном соотношении, которое нарушается при исчезновении извести. В последнем случае гумус образуется по типу лесного мюлля, и тогда возникает процесс брюнификации. Растительность играет очень важную роль в тех случаях, когда запасы извести невысоки: она аннулирует ее воздействие или создает буферность. Напомним в связи с этим уже цитированные работы Афанасьевой

(1967), которая показала, что в сходных условиях климата процесс удаления карбонатов протекает под лесом в четыре раза быстрее, чем под степью. Эти выводы правильны и для атлантического климата (Duchaufour, 1950): почвы под лугом, как и пахотные земли, всегда содержат больше активных карбонатов, чем почвы в соседних лесах. Действительно, в почве под лугом гумификация протекает быстрее, чем под лесом; биодеградация кислых растворимых веществ интенсивно развивается и у поверхности, так что их растворяющее воздействие тормозится.

Некоторые климатические факторы (низкие температуры и влажность) значительно усиливают воздействие растительности на почвы. Так, в горах карбонатные почвы обогащаются обильным, черным органическим веществом, но при этом выщелачивание карбонатов протекает быстро. Активные карбонаты обычно отсутствуют в горных почвах под лесом при условии, что материнская порода не подвергается эрозии.