Агрофак

Годовое поступление элементов питания растений на поверхность почвы при разложении подстилки может быть очень различным в зависимости от типа растительности. Мы ограничимся наиболее яркими примерами: Нечаев с сотрудниками (1966) дает следующие величины поступления элементов в лесу с злаковым травостоем на серых лесных почвах в средней части СНГ на 1 га: N — 67 кг, Са —64, К —55, Mg—11, Al —5, Fe — 2 кг.

В Вогезах сравнивались два типа хвойных лесов — пихтарник с буком и покровом из овсяницы на бурых лесных мюллевых почвах и сосняк с вереском на охристых подзолистых почвах (материнская порода в обоих случаях одна и та же — гранит):

Концентрация растворов меняется вместе с условиями среды, особенно вместе с сезонными колебаниями микроклимата. Обогащение катионами почвенных растворов может явиться результатом выветривания минералов и разложения подстилок или же происходит искусственным путем — при внесении минеральных удобрений. В последнем случае идет энергичный ионный обмен. Обеднение катионами обусловливается корневой сорбцией или вымыванием наиболее подвижных ионов. Наконец, разбавление или концентрация растворов в связи с сезонными процессами также имеют существенное значение.

С органическими остатками в почву поступает очень мало металлических катионов (за исключением щелочных и щелочноземельных). Как мы уже видели, отношение поступающих в почву железа и алюминия к их запасам очень узкое. В таких условиях развивается химическая мобилизация путем комплексообразования и растворения минеральных запасов, которых становится меньше в верхних частях профиля. Однако есть и исключения, связанные с особенностями материнской породы.

Марганец в кислых горных почвах (Vallee, 1966) обнаруживает явную склонность к биологической мобилизации, что связано с его повышенным содержанием в подстилках по сравнению с минеральным субстратом.

Образование и эволюция органо-минеральных комплексов имеют огромное значение, обусловливая существенные моменты генезиса почв. От них зависят такие важные свойства почв, как структура, миграции катионов и даже — косвенно — природа и свойства поглощающих комплексов.

Можно в целом противопоставить две основные категории почв:

А) Биологически очень активные (с мюллевым гумусом), в которых быстро создаются «построенные» структуры, а растворимые органические вещества сразу же исчезают в горизонте А4; миграция элементов, в частности некоторых катионов, сводится к минимуму.

Как мы уже говорили, глины являются сравнительно устойчивым компонентом минеральной части почвы. Однако рассмотренные примеры деградации показали, что и глины могут быть подвержены выветриванию с разрушением слоев и освобождением составляющих их компонентов. Возникает вопрос об экологических условиях, способных вызвать такие нарушения.

По единодушному мнению, из всех почвенных глин наиболее устойчивым является каолинит, наименее стойкими — монтмориллониты; иллиты и вермикулиты занимают промежуточное положение.

В умеренном климате каолинит оказывается устойчивым, в то время как другие типы глин могут деградировать под воздействием различных условий — в очень кислой среде, в присутствии растворимого агрессивного органического вещества, способного закомплексировать освободившийся алюминий, при достаточной влажности, но хорошем дренаже, не препятствующем выносу образовавшихся соединений. Те же условия необходимы и для оподзоливания. Парфенова с сотрудниками (1960), Роде (1965), Гоголев с сотрудниками (1964) объясняют процессом оподзоливания поверхностное разрушение глин в дерново-подзолистых почвах СНГ; де Конинк (de Coninck et al., 1968) отмечает, что алюмосодержащие хлориты могут деградировать и освобождать алюминий в присутствии избытка комплексирующего органического вещества.

Органо-минеральные комплексы играют, по-видимому, огромную роль в жизни почвы, их образование и эволюцию можно рассматривать как итог воздействия живой материи на минеральную часть почвы, а изучение их должно быть в центре внимания почвоведения, исследующего главным образом динамику почв.

Следует отметить существенную разницу между образованием органо-минеральных комплексов в слабокислых и хорошо аэрируемых почвах с высокой биологической активностью и в очень кислых и плохо аэрируемых почвах с малоинтенсивной биологической деятельностью.

После быстрой биологической фазы гумификации наступает медленная фаза физико-химических процессов, в течение которой происходит полимеризация молекул и расширяются связи с прочими компонентами почвы, особенно с глинами. Это фаза созревания гумуса, приводящая к устойчивому равновесию между образовавшимся и разрушающимся гумусом. Все свойства горизонта А1 зависят от этого равновесия.

Роль климата и микроклимата. Климат и микроклимат играют существенную роль в процессе созревания гумуса. В жарком климате изучался гумус последовательного ряда почв — от ферраллитных, свойственных постоянно влажному экваториальному климату, до тропических субаридных (Duchaufour, Dommergues, 1963). Замечено последовательное обеднение гумуса фульвокислотами и увеличение степени полимеризации пропорционально длительности сухого сезона.