Text
                    Н.  П.  РЕМЕЗОВ,  В.  Т.  МАКАРОВ
 ПОЧВОВЕДЕНИЕ
 с
 ОСНОВАМИ  ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
 Допущено  Министерством
высшего  и  среднего  специального
образования  РСФСР  в  качестве
учебного  пособия  для  университетов
 ИЗДАТЕЛЬСТВО
 МОСКОВСКОГО  УНИВЕРСИТЕТА
1963


Печатается по постановлению Редакционно-издательского совета Московского университета Нил Петрович Ремезов, Василий Тимофеевич Макаров ПОЧВОВЕДЕНИЕ С ОСНОВАМИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Обложка художника Кампанеец М. Л. Редактор О. Г. Помаленькая Технич. редактор Г. И. Георгиева Корректоры М. Я. Эльмус и В. П. Кададинская Сдано в набор 27/VIII 1962 г. Подписано к печати 9/1V 1963 г. Л-57313 Формат 60X907ie Печ. л. 29,75 Уч.-изд. л 27,10 Изд. № 1706 Заказ № 228 Тираж 10 000 экз. Цена 1 р. 05 к. Издательство Московского университета Москва, Ленинские горы, Административный корпус Типография Изд-ва МГУ. Москва, Ленинские горы
ПРЕДИСЛОВИЕ Основное положение мичуринской биологической науки о единстве организма и среды требует от биологов хорошего знания почвы как среды, в которой развиваются корневые си¬ стемы высших растений. Из нее они черпают влагу и элемен¬ ты пищи. Деятельность населяющих почву растений и живот¬ ных тесно связана со свойствами почвы. Все сказанное определяет важность для биологов знания свойств почвы. Настоящий учебник предназначен восполнить существующий в этом отношении пробел. Первая часть его— «Почвоведение» построена таким образом, чтобы по возмож¬ ности полнее отразить связь почвы с растительностью, а че¬ рез нее и с животным миром. Перед нашей страной XXII съездом КПСС поставлена ве¬ личественная задача создать изобилие продуктов, что слу¬ жит важнейшей материально-технической базой для постро¬ ения коммунизма. По словам К. Маркса, производство пище¬ вых средств является первым условием жизни непосредствен¬ ных производителей и всякого производства вообще. Знание свойств почвы должно сочетаться с умением ис¬ пользовать их, поэтому вторая половина учебника посвящена основам земледелия. В ней учащиеся найдут необходимые сведения по всем разделам земледелия. В отличие от обыч¬ ных учебников земледелия в эту часть включены раздел по истории агрономии, разделы по семенам, посеву, уходу за посевами, уборке урожая. 3
Первая часть книги «Почвоведение» написана проф. Н. П. Ремезовым, вторая часть «Земледелие» — проф. В. Т. Макаровым. Учебник предназначен для биологических факультетов университетов. При окончательной подготовке учебника были учтены замечания проф. В. В. Акимцева, проф. А. Г. Трутнева, доц. Т. И. Евдокимовой, проф. С. А. Владыченского, доц. В. 3. Сергеева, проф. Н. С. Авдонина, проф. П. Е. Соловьева, старших научных сотрудников П. В. Юрина и А. П. Яковле¬ ва, проф. В. Е. Егорова, проф. Н. П. Карпинского. Назван¬ ным лицам авторы приносят глубокую благодарность.
Введение Существенное свойство почвы, ее качественный признак — плодородие. Этим почвы отличаются от бесплодной горной породы. Сущность почвообразовательного процесса заклю¬ чается в концентрации в почве (ее верхних слоях) азота и зольных элементов питания, а также в других изменениях, обусловленных воздействием растительности на материнскую горную породу. Способность почвы обеспечивать произрастание расти¬ тельности в свою очередь делает возможным существование и развитие на суше разнообразных животных как раститель¬ ноядных, так и плотоядных. Существование человеческого общества тесно связано с использованием растительных и животных ресурсов как ис¬ точников питания, материала для изготовления одежды, строительства жилищ, получения топлива и т. д. Почва — величайшее национальное богатство, незаменимое условие существования человеческого общества. На первых этапах существования человечество занима¬ лось собирательством и охотой. Это было время пассивного использования плодородия почв. По мере перехода к земле¬ делию и скотоводству, особенно в связи с развитием про¬ мышленности, возникла необходимость активного использо¬ вания почвенного плодородия. Прогресс промышленности, концентрация жителей в крупных административных и про¬ мышленных центрах не только увеличивают потребность в большем количестве продуктов питания и растительного сырья для нужд промышленности, но и в улучшении его ка¬ чества. Количество видов пищевых продуктов и промышленного 5
органического сырья, используемых в наше время человечест¬ вом, очень велико. На первом месте стоят зерновые (пшени¬ ца, рожь, кукуруза, рис и другие), овощные, масличные и технические культуры. Далее идут кормовые культуры для животных, обеспечивающих человека молочными и мясными продуктами. В основе формирования возделываемых культур лежит замечательная способность зеленых хлорофилоносных расте¬ ний создавать органическое вещество, используя энергию солнечного луча и плодородие почвы. Управление этим про¬ цессом открывает перед человечеством неограниченные воз¬ можности создания изобилия продуктов. Для достижения указанной цели необходимо знать помимо прирбды растений те требования, которые растения предъявляют к почвенной среде, и овладеть методами изменения почвенной среды в необходимом направлении. Современные биологи должны иметь достаточно полное представление не только о почвах тундр, лесов, лугов, болот, степей и пустынь как среды произрастания различных рас¬ тительных ассоциаций и места обитания присущих им пред¬ ставителей животного мира. Все возрастающее значение приобретает знание почв пахотных угодий и методов выра¬ щивания на них различных сельскохозяйственных культур. Для некоторых групп животных пахотные почвы и сельско¬ хозяйственные растения также представляют среду обита¬ ния. Необходимо добавить, что многие свойства почвы, осо- бенно содержание в них растворенных соединений, оказывают определенное влияние на состав вод рек и внутриматерико- вых водоемов (озер, прудов), а тем самым и на их фауну. В соответствии с этим в первой части настоящей книги (почвоведение) даны основные сведения о почве как естест¬ венно-историческом теле, созданном в результате воздейст¬ вия на материнскую горную породу сменяющихся раститель¬ ных формаций в определенных условиях климата, рельефа и возраста страны. Особое внимание уделено описанию гене¬ тических типов почв как среды обитания растительности. В основу изложения курса положено раскрытие руково¬ дящей идеи о том, что выяснение преобладающего направле¬ ния и темпа процессов, слагающих биологический круговорот азотной и зольной пищи растений, представляет задачу пер¬ вого раздела почвоведения как науки. Изучение же способов регуляции направления и темпа явлений, слагающих те же процессы, составляет задачу второго раздела почвоведения— земледелия. 6
В соответствии со сказанным вторая часть книги посвя¬ щена ознакомлению учащихся с основами земледелия. Этот раздел знакомит с главнейшими приемами сельскохозяйст¬ венного использования плодородия почв путем регулирования направления и темпов биологического круговорота элементов обработкой, применением удобрений, чередованием возделы¬ ваемых культур и т. д. в зависимости от почвенно-климати¬ ческих зон страны. Эту задачу призвано разрешать многоот¬ раслевое сельскохозяйственное производство, объединяющее земледелие и животноводство. Задача земледелия — путем культуры сельскохозяйствен¬ ных растений создать различного вида органическое вещест¬ во, используемое в качестве пищи для человека, корма для животных, сырья для промышленности. Наиболее высокой производительности труда и экономи¬ ческой эффективности сельскохозяйственное производство достигает при правильном сочетании различных его отрас¬ лей: земледелия и животноводства, с учетом природных ус¬ ловий и потребности в сельскохозяйственной продукции. Большое значение имеет выбор системы земледелия, соот¬ ветствующей природным и социально-экономическим усло¬ виям. Советское правительство и Коммунистическая партия Со¬ ветского Союза уделяют громадное внимание повышению продуктивности сельского хозяйства нашей страны, обеспече¬ нию населения всеми видами пищевых продуктов и расти¬ тельного сырья для нужд различных отраслей промышлен¬ ности. В результате все большей механизации сельскохозяй¬ ственных работ, возрастающего производства минеральных удобрений, внедрения научных достижений в сельское хозяй¬ ство, повышения культуры и сознательности сельского насе¬ ления производство сельскохозяйственных продуктов в на¬ шей стране неуклонно растет. Большую роль в этом играет пример передовиков сельского хозяйства. Показателем успехов социалистического сельского хозяй¬ ства нашей страны может служить рост урожайности зерно¬ вых культур, служащих основой всего сельскохозяйственного производства. Валовой сбор (амбарный урожай), урожайность и заго¬ товки зерновых культур по всем категориям хозяйства выра¬ жаются в следующих величинах (за период с 1910—1914 гг. по 1961 г. включительно)'. 1 Сб. «Народное хозяйство СССР в 1961 г.». Госстатиздат, М., 1962. 7
Годы Валовой обор зерна в млн. тп Урожайность в ц/га Государственные заготовки и закупки в млн. m 1910—1914 71,8 7,0 1928—1932 73,6 7,5 18,2 1938—1940 77,9 7,7 32,1 1949—1953 80,9 7,7 32,8 1953 82,5 7,8 31,1 1956 127,6 10,0 54,1 1957 105,0 8,4 35,4 1958 141,2 11,3 56,8 1959 125,9 10,5 46,6 1960 134,4 11,0 46,7 1961 138 10,8 52,1 Однако достигнутые успехи не удовлетворяют растущие потребности. Главной линией в земледелии и впредь остается всемерное увеличение производ¬ ства зерна как основы всего сельскохозяй¬ ственного производства. Благодаря заботам партии и правительства в 1962 г., не¬ смотря на неблагоприятно сложившиеся в ряде районов стра¬ ны -погодные условия, валовой сбор зерновых культур был выше, чем в 1961 г. Валовой сбор зерна в 1962 г. составил 147,5 млн. г. Заготовлено и закуплено 56,6 млн. т. Создание изобилия сельскохозяйственных продуктов вы¬ текает и находится в соответствии с требованиями экономи¬ ческих законов социализма, являясь насущной всенародной задачей. Как известно, основным экономическим законом социа¬ лизма является обеспечение максимального удов¬ летворения постоянно растущих материаль¬ ных и культурных потребностей всего об¬ щества путем непрерывного роста и совер¬ шенствования социалистического производ¬ ства на базе высшей техники. В Программе Коммунистической партии Советского Сою¬ за, утвержденной XXII съездом, говорится: «В целях полного удовлетворения потребностей всего населения и народного хозяйства в сельскохозяйственных продуктах ставится зада¬ ча увеличить общий объем продукции сельского хозяйства за 10 лет примерно в два с половиной раза, а за 20 лет — в три с половиной раза. 8
Основным звеном дальнейшего развития всего сельского хозяйства, базой быстрого роста животноводства является ускоренный подъем производства зерна. Валовое производ¬ ство зерновых культур увеличится в течение двадцатилетия более чем в два раза, а их урожайность — удвоится. Значи¬ тельно увеличится производство пшеницы, кукурузы, крупя¬ ных и зернобобовых культур» *. В решении этой исторической задачи обязаны принять участие биологи: ботаники, физиологи, биохимики растений, зоологи и др. Для успешной деятельности в области разви¬ тия биологических наук помимо знания свойств почвы как среды обитания организмов необходимо знание основ сель¬ скохозяйственного производства. Площадь используемых в сельскохозяйственном производстве почв неуклонно растет и будет расти в дальнейшем. Увеличивается и степень воздей¬ ствия человека на свойства почвы. Это коренным образом изменяет условия существования многих организмов. Биолог-мичуринец, изучающий организм в единстве со средой, должен иметь ясное представление о климате и поч¬ венных условиях местообитания. Он должен активно участ¬ вовать во всенародном деле создания изобилия разнообраз¬ ных растительных и животных продуктов как основы постро¬ ения коммунизма в нашей стране. 1 Программа Коммунистической партии Советского Союза. Изд-во «Правда», М„ 1961, стр. 77—78.
Земля есть, несомненно, главное средство производства в сельском хозяйстве. В. И. Ленин Часть первая ПОЧВОВЕДЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ НАУКИ О ПОЧВЕ Практический интерес к собиранию сведений о почве, представляющей верхний слой земной коры, измененный под воздействием растительности и превращенный в новое есте¬ ственноисторическое тело, возник еще на ранних стадиях за¬ нятия человека земледелием. Уже тогда было замечено, что почвы разных мест обладают неодинаковым плодородием, т. е. способностью обеспечивать успешное развитие расте¬ ний. В дальнейшем было обнаружено различное отношение почв к приемам обработки, срокам посева, пригодности под отдельные сельскохозяйственные культуры и т. д. Сказанное обусловило необходимость разделения почв по их плодоро¬ дию на ряд групп, т. е. разработки классификации почв. В Китае, еще в третьем тысячелетии до нашей эры, почвы делили по их плодородию на 9 классов. В Древнем Египте, где издавна существовало поливное земледелие, различали почвы затопляемые, поливаемые и болотные. Много сведений о почвах можно найти в античной поэзии и философии Гре¬ ции и Рима. Накопление одних эмпирических сведений об агрономиче¬ ских свойствах почв было недостаточно для создания науки о почве. Незнание основных законов химии, физики и физио¬ логии растений долгое время служило препятствием для пра¬ вильного понимания накопленных наблюдений, их объяснения и обобщения. Прошли многие столетия, прежде чем развитие химических и физических сведений позволило подойти к вы¬ яснению значения почвы в жизни растений, позволило уста¬ новить, что именно, в каких количествах и в какие сроки рас¬ тения берут из почвы. 13
Происшедшие в конце XVIII и начале XIX столетия круп¬ ные социально-экономические изменения в Европе, смена фео¬ дального строя капиталистическим обусловили необходимость изыскания путей повышения продуктивности сельского хо¬ зяйства. Рост промышленности и увеличение населения горо¬ дов требовали от сельского хозяйства все большего количе¬ ства продуктов питания для населения городов и растущих фабрично-заводских центров; растительного и животного сырья для соответствующих отраслей промышленности. Сло¬ жившееся при феодализме натуральное хозяйство не могло удовлетворить возрастающей потребности в товарной про¬ дукции. Изменение социально-экономических условий определило значительное повышение интереса к исследованию почв. К концу первой половины XIX в. было научно доказано, что высшие растения при помощи корневых систем берут из поч¬ вы воду, азот и элементы зольного питания. Это послужило теоретической предпосылкой для более обоснованного изуче¬ ния почв как среды развития растений. В течение XIX в. ученые Западной Европы выполнили ряд исследований по изучению физических и химических свойств Почв и добились значительных успехов в повышении урожай¬ ности сельскохозяйственных культур в результате улучшен¬ ной обработки почвы, применения удобрений. Однако в области развития науки о почве не было до¬ стигнуто решающих успехов, что было следствием ошибоч¬ ного взгляда на почву как на продукт выветривания горных пород (элювий) или как на пахотный слой. Такие непра¬ вильные взгляды, не выявлявшие специфической природы поч¬ вы, препятствовали познанию почвы как самостоятельного естественноисторического тела, законов ее образования, раз¬ вития и географического распространения. Сказанное тормо¬ зило развитие успехов в области использования плодородия почв. Иначе протекало изучение почв в нашей стране. В 1725 г. в России была открыта Академия наук. В ней протекала дея¬ тельность великого русского ученого М. В. Ломоносова, ко¬ торого, по определению акад. В. И. Вернадского, следует счи¬ тать не только первым русским почвоведом, но первым поч¬ воведом вообще. Именно в трудах М. В. Ломоносова с пол¬ ной ясностью показана роль растительности в превращении горных пород в почву. Таким образом, геологическому пред¬ ставлению ученых Западной Европы о почве как элювии гор¬ ных пород М. В. Ломоносов противопоставил биологический м
взгляд на почву, как новое тело, возникающее в результате изменения горных пород растительностью. В 1865 г. создано «Вольно-экономическое общество». Оно организовало ряд экспедиций по изучению природных ресурсов страны, в том числе исследованию почвенного покрова. Важная веха в развитии почвенных исследований — со¬ ставление (1838—1848 гг.) и издание (1851 г.) под руковод¬ ством В. С. Веселовского первой почвенной карты Европей¬ ской России. В последующие годы были предприняты рабо¬ ты по проверке и уточнению этой карты, в результате кото¬ рых была составлена более совершенная карта В. С. Часлав- ского. Если на первой карте выделено лишь 8 видов почв, то на карте В. С. Чаславского их уже 32. Эти и многие другие исследования подготовили условия для создания науки о почве. Основоположником науки о поч¬ ве явился профессор Петербургского университета В. В. До¬ кучаев. Ему принадлежит определение места почвы среди других тел природы, установление главнейших закономерно¬ стей почвообразования и оригинальных методов исследова¬ ния почв. Исключительное значение имеет написанная В. В. Доку¬ чаевым монография «Русский чернозем» (1883), в которой обобщены результаты его многолетних исследований и зало¬ жены основы науки о почвах. Согласно учению В. В. Докучаева, растительность, посе¬ ляющаяся на выходящих на поверхность слоях горных пород, вызывает в них ряд существенных изменений, в результате которых эти слои, приобретя новые и утратив часть старых свойств, превращаются в новое тело природы — почву. Влия¬ ние растительности усиливают многочисленные животные, живущие на почве и в почве. Почва — продукт взаимодейст¬ вия биологического мира и горной породы, живого и мертво¬ го. Это взаимодействие осуществляется в определенных ус¬ ловиях климата, рельефа местности и возраста страны, ко¬ торые влияют на свойства формируемой почвы. В. В. Докучаев рассматривает почву как самостоятельное тело природы, создаваемое в -результате совокупной дея¬ тельности пяти факторов-почвообразователей: 1) материн¬ ской горной породы, 2) растительности и животных организ¬ мов, 3) климата, 4) возраста страны и 5) рельефа местности. Он указывал, что степень проявления ни одного из этих фак¬ торов не может быть равна нулю. В соответствии со сказан¬ ным В. В. Докучаев дал следующее определение почвы. 15
«Почвы — это по¬ верхностные мине¬ рально - органиче - ские образования, которые всегда имеют свое собст¬ венное происхож¬ дение; они всегда и всюду являются ре¬ зультатом совокуп¬ ной деятельности материнской гор¬ ной породы, живых и отживших орга¬ низмов (как рас¬ тений, так' и жи¬ вотных), климата, возраста страны и рельефа местности; почвы, как и вся¬ кий другой орга¬ низм, всегда име¬ ют известное нор¬ мальное строение, нормальную тол- В. В. Докучаев щину и нормаль¬ ное положение, в связи с этим почвы относятся к теплоте, влаге и произрастанию растений всегда иначе, чем их материнские горные породы»1. В своем опре¬ делении В. В. Докучаев подчеркивает как качественное отли¬ чие почвы от горной породы, из которой она создана, раз¬ личное отношение к произрастанию растений, т. е. различное плодородие. Перечисленные почвообразователи на земной поверхно¬ сти выражены различно, что обусловливает соответствующее разнообразие почв, закономерное чередование их от эквато¬ ра к полюсам, от подножия горных цепей к их вершинам. На этой основе В. В. Докучаевым совместно с его учеником Н. М. Сйбирцевым был разработан закон зонального рас¬ пределения почв, а в дальнейшем более широкий закон зо¬ нальности природы. Важное значение имело установление 1 В. В. Докучаев. Ход и главнейшие .результаты предпринятого ИВЭО последования русского чернозема. СШ., 1881.
В. В. Докучаевым закона вечной изменяемости почв во вре¬ мени и пространстве. В процессе исследования черноземной зоны и последую¬ щих работах по изучению почв Нижегородской (ныне Горь¬ ковской) и Полтавской губ. В. В. Докучаев разработал ори¬ гинальную методику почвенно-картографических работ. В дальнейшем она получила широкое применение не только в нашей стране, но и за ее пределами. В связи с сильной за¬ сухой, поразившей юг России в 1891 г., им разработана си¬ стема практических мероприятий, устранявшая опасность резкого падения урожаев в засушливые годы. Одновременно с В. В. Докучаевым над созданием основ науки о почве работал другой крупный ученый нашей страны П. А. Костычев, отдавший много труда изучению чернозем¬ ных почв. П. А. Костычев считал, что органическая жизнь на суше обусловливается свойствами верхнего слоя земли, кото¬ рый, будучи пригоден для питания растений, через их посред¬ ство служит источником жизненных средств для животных и человека. Он внес крупный вклад в изучение агрономических свойств почв, особенно черноземных. Задачей по¬ чвоведения П. А. Кос¬ тычев считал изучение свойств почв по их отно¬ шению к растениям. Он резко возражал против стремления Фаллу и дру¬ гих западноевропейских ученых разделить единую науку о почве на педоло¬ гию (изучение почвы вне связи с растительно¬ стью) и агрологию (изу¬ чение пахотного слоя как места произрастания культурных растений). На рубеже XX сто¬ летия почти одновремен¬ но ушли из жизни П. А. Костычев (1895), Н. М. Сибирцев (1900), В. В. Докучаев (1903). Первая четверть двадца¬ того столетия была пе¬ П. А. Костычев 2 Зак. 228 17
риодом развития почвенно-картографических исследований, которые проводили в целях качественной оценки земель для определения размера налогов с земли в европейской части и изыскания земель для колонизации в азиатской части. Эти исследования, 'проводимые учениками В. В. Докучаева, зна¬ чительно расширили сведения о почвах нашей страны и зако¬ номерностях их географического распространения. Было на¬ чато детальное изучение морфологических свойств почв и усовершенствована методика почвенно-картографических работ. Меньше внимания привлекало изучение внутренних свойств почв, хотя отдельные крупные успехи были достигну¬ ты в области расширения сведений о химических и физиче¬ ских свойствах почв, деятельности микроорганизмов почвы. Великая Октябрьская революция и последующие годы социалистической перестройки сельского хозяйства внесли крупные изменения в развитие науки о почве. Основной за¬ дачей почвенных иссле¬ дований стало изучение плодородия почв, изыска¬ ние путей его наилучше¬ го использования и все¬ мерного повышения. Но¬ вые задачи требовали пе¬ ресмотра теоретических положений почвоведения в свете диалектического материализма. Следовало преодолеть распространенное среди части почвоведов стрем¬ ление замкнуться в рам¬ ках так называемой чис¬ той науки, уйти от иссле¬ дования почв в связи с решением практических вопросов, связанных с нуждами сельского и лесного хозяйств в но¬ вых условиях. Надлежало разрушить метафизиче - ское представление части почвоведов об извечно¬ сти почвенных зон, не- Н. М. Сибирцев 18
возможности перехода одной почвы в другую. Предстояло развить до- кучаевское положение о вечной изменяемости почв во времени и простран¬ стве. По вопросу о направ¬ лении смещения почвен¬ ных зон и причинах, опре¬ деляющих переход одной почвы в другую, возникли расхождения во взглядах еще в дореволюционное время. П. С. Коссович (1906), выдвинув правильное по¬ ложение, что отдельные почвы представляют лишь стадии в развитии почвен¬ ного процесса, не мог вскрыть движущие причи¬ ны этого развития и определить направление процесса. В предложенной им схеме развития поч¬ венного покрова он исходил из одностороннего представления о почвообразовании как геологическом процессе промывания почвы атмосферными осадками и вымывания из нее образуе¬ мых в процессе выветривания растворимых соединений. В со¬ ответствии с этим различные типы почв П. С. Коссович рас¬ сматривал как последовательные стадии прогрессивного вы¬ щелачивания почвы и обеднения элементами зольного пита¬ ния растений. В этом сказалась недооценка им роли расти¬ тельности в почвообразовании, которую он свел только к на¬ коплению в почве органического вещества. Таким образом, в основу почвообразования им был поло¬ жен процесс вымывания, или элювиальный (Eluo — вымы¬ ваю), зависящий от промывания атмосферными осадками, т. е. от климатических условий. П. С. Коссович не отрицал роли в почвообразовании других факторов, установленных В. В. Докучаевым, но ведущее значение придавал климату. Иные взгляды развил В. Р. Вильямс (1914). Им было показано, что на фоне промывания почвы атмосферными 2* 19
осадками, обусловливающими вынос из почвы химических элементов в грунтовые воды, развивается противоположный процесс закрепления биологически важных элементов в ра¬ стительном покрове и концентрация их в верхней части про¬ филя почвы. Корневые системы растений черпают необходи¬ мые элементы питания из более глубоких горизонтов почвы, вовлекая их в биологический круговорот, и обогащают ими верхние горизонты почвы. В. Р. Вильямс показал, что единственным сущест¬ венным и общим признаком всех почв, отли¬ чающим их от материнских пород, служит концентрация в почвах биологически важных элементов питания, которая происходит в результате воздействия на материнскую по¬ роду растительности. Почвообразование развивается в результате борьбы двух противоположных процессов: выщелачивания атмосферными осадками и биологической аккумуляции, другими словами — между большим геологическим и малым биологическим кру¬ говоротами элементов. Направление почвообразовательного процесса в первую очередь обусловлено типом растительно¬ сти, .которая осуществляет превращение верхних слоев мате¬ ринской породы в почву. В. Р. Вильямсом было создано учение об едином почво¬ образовательном процессе. Вторая четверть текущего столетия прошла под знаком борьбы между изложенными воззрениями на почвообразо¬ вательный процесс. К концу 40-х годов признание большин¬ ства почвоведов получило биологическое направление, осно¬ ванное на представлении о ведущем значении в почвообра¬ зовании растительных формаций. Этому способствовало на¬ копление более полных сведений о биологическом кругово¬ роте элементов и его роли в почвообразовании. Принципиальное значение имеет развитое советскими поч¬ воведами марксистско-ленинское положение, что по^ва не только объект труда и средство производства, но и продукт труда. Плодородие почвы зависит не только от ее первона¬ чальных свойств, но и от использования ее человеком. При правильном ведении сельского хозяйства плодородие почвы повышается, при неправильном — падает. На Всесоюзной конференции по почвоведению в 1932 г. было признано, что почвоведение представляет науку о почве, «задачей которой должно явиться изучение почвы в ее диалектиче- 20
сном единстве как естественноисто¬ рического тела н как орудия труда и средства произ¬ водства, вырабаты¬ вающую пути и ме¬ тоды производст¬ венного воздейст¬ вия на почву и ее переделки в соот¬ ветствии с интере¬ сами социалисти¬ ческого сельского и лесного хозяйст¬ ва, а также и дру¬ гих народнохозяй¬ ственных нужд»1. Проводимые меро¬ приятия по повышению продуктивности сельского хозяйства были связаны с развитием почвенных исследований. Механиза¬ ция обработки почвы сти- К. К. Гедройц мулировала изучение фи¬ зических свойств; успехи химизации земледелия были невоз¬ можны без развития работ по химии почв. Особенно следует от¬ метить глубокие исследования в области химии почв К. К. Гед- ройца, Д. Н. Прянишникова и их последователей. Значительные успехи были достигнуты в изучении почвенной микробиологии и органического вещества почвы. Наряду с составлением обзорных карт почв отдельных республик, краев и областей, а также почвенной карты СССР важное значение приобрела работа по детальному исследованию почв опытных полей, многочисленных колхо¬ зов и совхозов, потребовавшая составления очень подробных карт почв каждого хозяйства. Крупные почвенные работы проведены в связи с полезащитным лесоразведением, гидро¬ техническим строительством и многими другими мероприя¬ тиями. 1 Сб. «Задачи и методы почвенных исследований». М. — Л., 1933, стр. 87. 21
Для осуществления указанных работ были созданы науч¬ но-исследовательские институты по почвоведению, кафедры почвоведения в университетах, сельскохозяйственных и лес¬ ных институтах. Подготовлены многочисленные кадры поч¬ воведов. Советские почвоведы успешно развивают генетическое почвоведение. За истекшие годы проведены крупные работы по изучению роли растительности в почвообразовании, по¬ зволяющие познать биологический круговорот элементов в главнейших типах растительности. Значительно расширены сведения о водном режиме почв. Приступлено к изучению энергетики почвообразовательного процесса. Коллективную мысль исследователей почв направляют периодически созываемые в нашей стране научные конферен¬ ции и съезды, а также международные конгрессы по почво¬ ведению. Созданное трудами выдающихся русских ученых совет¬ ское генетическое почвоведение занимает ведущее положение в мировой науке. Русские народные названия почв: черно¬ зем, подзол, солонец и т. д. применяют на всех языках. Нашими методами исследования почв пользуются почвоведы всего мира.
БОЛЬШОЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ И МАЛЫЙ БИОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТЫ ВЕЩЕСТВ; ПОЧВЕННЫЙ ГУМУС Поверхностные слои горных пород служат тем исходным материалом, из которого под воздействием растительности и при участии животных создаются различные почвы. Изна¬ чальные свойства материнских горных пород оказывают су¬ щественное влияние на поселяющуюся на них растительность и процессы взаимодействия растительности с материнской горной породой. Под влиянием почвообразовательного про¬ цесса происходит постепенное изменение свойств материнокой породы, которое может достигать значительных размеров. Чем дальше развивается почвообразовательный процесс, тем глубже эти изменения. Однако в той или иной мере свойства материнской породы проявляются на всех стадиях развития почвообразовательного процесса. Сказанное определяет важ¬ ность знания свойств материнских пород, на которых форми¬ руются почвы. В настоящее время 95% от веса поверхностного слоя зем¬ ной коры приходится на долю осадочных горных пород и лишь 5%—на массивнокристаллические. Осадочные горные породы произошли из массивнокристаллических в результа¬ те измельчения, изменения и переотложения последних под влиянием работы ветра, воды, льда, температурных колеба¬ ний, а впоследствии — воздействия живых организмов. МАССИВНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ На основании средних данных химических анализов мас¬ сивнокристаллических пород их химический состав (по весу) может быть выражен следующими величинами (табл. 1). 23
На первом месте стоит кислород, содержание которого по весу составляет 46%, далее в убывающем порядке идут крем¬ ний— 28%, алюминий — 8%, железо — 5%, кальций — 3,6% и затем в еще меньших количествах остальные элементы. Для понимания почвообразовательного процесса большое значение имеет объем, занимаемый атомами элементов. ’Расчеты показывают (см. табл. 1), что почти 92% по объе- ;му в массивнокристаллических породах приходится на долю • кислорода и только немного более 8%—на все остальные j элементы. Это обусловлено различным объемом атомов. Занимающий первое место по весу и числу атомов кислород обладает и значительным объемом (г иона — 1,32 ангстрема), а находящийся на втором месте по весу кремний вследствие малого объема (г иона — 0,39 ангстрема) оказывается на пя¬ том месте по объему и т. д.'. Таблица 1 Соотношение атомов главных элементов в массивнокристаллических породах (в %) (по данным Гольдшмита) Элементы О Si AI Fe Са Mg Na К TI По весу ато¬ мов . . . 46,59 27,72 8,13 5,01 3,63 2,09 2,85 2,60 0,63 По числу ато¬ мов . . . 62,46 21,01 6,44 1,93 1,93 1,84 2,66 1,13 0,28 По объему атомов . . 91,77 0,88 0,76 0,68 1,48 0,56 1,60 2,14 0,22 Таким образом, необходимые для питания растений эле¬ менты находятся в массивнокристаллических породах в со¬ стоянии большого рассеяния, что создает неблагоприятные условия для поселения первых пионеров растительного мира. К сказанному следует добавить, что азот в этих породах совсем не содержится. Помимо перечисленных элементов в материнских горных породах имеются многие другие элементы в меньших коли¬ чествах. Элементы, содержащиеся в количествах около 1*10~3% и меньше, были названы редкими, или рассеянны¬ ми элементами. Из числа редких элементов особое значе¬ ние имеют элементы, обладающие радиоактивностью: радий, торий, уран, актиний, в значительно меньшей степени — 11 Ангстрем — единица длины, равная 0,0001 р или 10—8 см. 24
рубидий, иллиний, самарий, из макроэлементов — калий. Все они оказывают влияние на радиоактивные свойства почв, формирующихся на этих породах. Имеет значение не только элементарный химический состав горных пород, но и формы соединений элементов, т. е. минералогический состав пород. Первое место по распространению занимают полевые шпаты, на долю которых по объему приходится 60%. Под Э1им наименованием объединяют группу минералов, состоя* щую из солей щелочных и щелочноземельных металлов с безводными алюмокремневыми кислотами. Из них наи¬ более распространены: ортоклаз (I^AUSieOie), альбит (NasAbSigOie), анортит (CaAbSijOe), а также плагиоклазы, представляющие изоморфную смесь альбита и анортита. Полевые шпаты обладают весьма большой устойчивостью в отношении растворяющего действия воды и водных ра¬ створов слабых кислот и щелочей. По данным В. И. Вернад¬ ского, в условиях коры выветривания они могут быть раз¬ рушены лишь в результате непосредственного воздействия живых организмов. Второе место по распространению занимают силика¬ ты— 20%. Они представлены двумя группами: ортосилика¬ тами и метасиликатами. Ортосиликаты (К, Mg, Fe2+) — соли ортокремневой кислоты (HfSiOf), метасиликаты — соли метакремневой кислоты (НгЭЮз). Примером ортоси¬ ликатов служит оливин (Mg, Fe^SiO*, метасиликатов — авгит Ca(Mg, Fe, Al) (SiAlbOe, а также близкие, но обладающие более сложным строением амфиболы, например, роговая обманка. Элементы, заключенные в круглые скобки, могут взаимно замещать друг друга. Силикаты менее устойчивы, чем алюмосиликаты. Под действием кислых растворов и живых организмов они сравнительно легко раз¬ рушаются. Третье место занимает кварц (SiC^) — самый устойчи¬ вый минерал—10%. Четвертое и пятое место (по 3%) приходится на слюду и магнетит в сумме с гематитом. Слюды — соли водных алюмокремневых кислот с К+, Mg2+, Fe2+. Они менее устой¬ чивы и легче разрушаются, чем полевые шпаты. Различа¬ ют черную слюду, или биотит, представляющую калий-маг- ний-железную соль алюмокремневой кислоты, и белую слюду, или мусковит, — калиевую соль алюмокремневой кислоты. Магнетит, или магнитный железняк, имеет формулу FeO • FejOa, гематит, или красный железняк, — Fe203. В коре 25
выветривания эти минералы довольно быстро переходят в гидроокиси. Апатит — Cas (F, С1) (РО^з содержится в количестве менее 1%, но он важен как источник фосфора, необходимого растениям. Перечисленные минералы образуют различные массивно¬ кристаллические породы. Первое место по распространению занимают граниты и близкие к ним породы: гранодиор-иты, риолиты (47%), второе — андезиты (24%), третье — базаль¬ ты (21%), остальные — 8%. Граниты состоят из кварца, полевых шпатов (ортоклаза, альбита), слюды или роговой обманки'. Андезиты не содержат кварца, они состоят из плагиоклаза, слюды, роговой обманки' или пироксена. Состав базальта: плагиоклазы + авгит (иногда оливин), магнитный железняк (В. И. Лучицкий). Выветривание массивнокристаллических пород. Обнажен¬ ные гладкие поверхности массивнокристаллических пород — крайне неблагоприятная среда для растительности. С таких поверхностей влага атмосферных осадков беспрепятственно стекает. Отсутствие влаги — главное препятствие для засе¬ ления их растительностью. Термическое выветривание пре¬ вращает массивные породы в обломочные. Днем поверхность массивных пород, нагреваясь солнечны¬ ми лучами, увеличивает объем. Низкая теплопроводность препятствует проникновению тепловой волны в более глубо¬ кие слои, и они сохраняют прежний объем. В результате рас¬ ширения верхних слоев на небольшой глубине образуется сеть горизонтальных трещин. Ночью излучение тепла в атмо¬ сферу приводит к охлаждению верхних слоев, нижние же еще сохраняют прежнюю температуру. Сокращение объема верхнего слоя приводит к образова¬ нию вертикальных трещин. Наложение горизонтальных и вертикальных трещин приводит к распаду верхнего слоя на ряд обломков, которые затем подвергаются дальнейше¬ му термическому выветриванию. Предел термического вы¬ ветривания *=«0,01 мм. При таком размере нагревание и охлаждение происходит на всю глубину настолько быстро, что дальнейшего растрескивания и измельчения не проис¬ ходит. В определенных климатических условиях проникаю¬ щая в мельчайшие трещины вода при замерзании увели- 11 Роговые обманки принадлежат к амфиболам из группы метаси¬ ликатов; пироксен — метасиллкат, оливин—ортооиликат. 26
чивает трещины и тем самым ускоряет термическое вывет¬ ривание. Переход м а с с ивно криста л л ичес к их пород в обломочные придает последним два новых свойства: рыхлость (или отсутствие связан¬ ности) и пористость, что обусловливает ка¬ чественное отличие их от массивнокристал¬ лических пород. Отдельные обломки, не будучи соединенными друг с дру¬ гом, приобретают способность к передвижению под влиянием силы тяжести, ветра, текущей воды, движущегося льда. С выпуклых элементов рельефа они сносятся в вогнутые элементы. При этом на выпуклых элементах происходит обнажение более глубоких слоев, которые в свою очередь подвергаются выветриванию, а в пониженных идет скопле¬ ние обломочного материала. Слагающие обломочную породу механические элементы прилегают друг к другу неплотно, образуя различного раз¬ мера и формы пустоты — так называемую пористость, или скважность. Это придает породе способность поглощать, удерживать и фильтровать влагу. Одновременно порода приобретает водопроницаемость. Перечисленные изменения делают породу более пригодной средой для растительности. С началом поселения высшей растительности физическое выветривание несколько ослабевает. Скрепляя поверхность обломочных пород корневыми системами, высшая раститель¬ ность препятствует их развеванию ветром и размыванию водой. Однако проникающие в трещины корни по мере уве¬ личения их диаметра расширяют трещины и способствуют механическому разрушению массивных пород (биофизиче¬ ское выветривание). Физическое выветривание приводит к измельчению поро¬ ды, приобретению ею пористости, утраты связанности без изменения химико-минералогического состава. Поселение растительности и начало почвообразования вызывают глубо¬ кие изменения в химическом и минералогическом составе породы, расчленение ее на ряд отличных по составу и свой¬ ствам горизонтов. Чистая вода обладает очень большой растворяющей способностью. Вода, содержащая продукты жизнедеятельности организмов — углекислоту, кислород, органические кислоты, оказывает более сильное растворяю¬ щее влияние на многие минералы горных пород, а в даль¬ нейшем — и почв. Еще более сильное воздействие оказы¬ вают живые организмы: бактерии, водоросли, грибы, лишай- 27
ники, высшие растения и некоторые животные, обитающие в почве (например, черви). Описываемый процесс можно иллюстрировать примером выветривания гранита. На рис. 1 левый столбик показывает первоначальный состав гранита, правый — состав продук¬ тов его выветривания. Видно увеличение объема продуктов (на 51%), произошедшее в результате приобретения пори¬ стости (около 30%), при- Ч шьоин ч FttOj ч * Анортит Альбит Ортоклаз _ ^ Нольцит Яиконит Хлорит ч Галит S10, Пары 30% Альбит Глина (каолин) Кбарц II § |Ч si41 • «о ш f rl соединения углекислоты, кис¬ лорода и воды, что в сумме увеличивает пористость еще примерно на 20%. Виден значительный вы¬ нос образованных водно¬ растворимых соединений: кремнезема, углесолей каль¬ ция и магния (кальцит, до¬ ломит) , хлоридов щелочей (сильвин — KCI, галит — NaCl), окиси железа. На месте остается новая поро¬ да, приобретшая пористость, утратившая перечисленные воднорастворимые соедине¬ ния, с сильно измененным минералогическим составом. Значительно уменьшилось содержание плагиоклазов (альбита и анортита) и биотита. Содержание орто¬ клаза, который более устой¬ чив, изменено очень мало. Обращает внимание замет¬ ное уменьшение содержания кварца, известного высокой устойчивостью. Вместе с тем произошло новообразование глинных минералов типа каолинита, монтмориллонита, гидро¬ слюд (50%) и в небольших количествах — лимонита (2,2%) и хлорита (0,3%). Состав продуктов выветривания зависит от характера исходной породы. Например, в продуктах выветривания базальта — породы, не содержащей кварц, остаточного кварца не будет: здесь возможно образование лишь вторич¬ ного кварца как продукта выветривания плагиоклазов. НеразложенныО Продукты Оыбетридонил Рис. 1. Изменение минералогического состава грамита в процессе выветри¬ вания 28
Остающийся на месте продукт выветривания называется элювием. Состав элювия изменяется в зависимости от ста¬ дии выветривания и климатических условий. БОЛЬШОЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ ЭЛЕМЕНТОВ Атмосферные осадки, проникающие в обломочную поро¬ ду, обусловливают растворение и передвижение раствори¬ мых продуктов выветривания. Быстрее всего и на большее расстояние переносятся наиболее подвижные соединения. На основании изучения выветривания массивнокристал¬ лических пород и вытекающих из них вод Б. Б. Полынов вывел следующие ряды подвижности элементов в коре выветривания: Наименование рядов Состав рядов Энергичного передвижения Легкоподвижные Подвижные Малоподвижные Неподвижные С1(Вг, J), S Са, Mg, Na, К Р, Si02 (силикатов), Мп Fe, Al, Ti Si02 (кварца) Соединения хлора и серы, отнесенные к наиболее под¬ вижным, вымываются в форме солей с эквивалентным коли¬ чеством оснований из следующего ряда. Неподвижность БЮг кварца относительная. Б. Б. Полынов дает обобщенную схему отложения раство¬ римых продуктов (рис. 2). Показан склон континента, сло¬ женного массивнокристаллической породой. На водораздель¬ ной части образован элювий этой породы, обедненный вымываемыми элементами и относительно обогащенный наи¬ менее подвижными. На склоне идет обогащение выносимыми с водораздела элементами в соответствии с их подвиж¬ ностью. В результате происходит обогащение верхней части склона кремнекислотой, ниже по склону откладываются бо¬ лее подвижные карбонаты щелочноземельных металлов, еще далее более подвижный гипс, в нижней части склона наибо¬ лее подвижные хлориды, сульфаты и карбонаты щелочей. В зависимости от климатических условий выветривание идет с разной скоростью и достигает различных стадий. Некоторая часть элементов, преимущественно наиболее подвижных, выносится в речную сеть и поступает в моря и океаны. Кроме того, реки несут взмученные частицы, полу¬ ченные в результате размывания русел и смывания их с по¬ верхности. Весь этот материал откладывается на дне океанов 29
(морей) частью непосредственно, частью после его перера¬ ботки морскими организмами. В течение тысячелетий на дне океанов образуется мощная толща осадочных пород. По мере погребения новыми осадками ранее отложенные претерпе¬ вают глубокие изменения под влиянием возрастающего давления и температуры. В зависимости от степени измене¬ ния они переходят в различные метаморфические породы, а затем кристаллические сланцы. В последующем под влия¬ нием тектонических процессов и морских регрессий отложен- 1 — элювий водораздела; 2—аккумуляция кремнекислоты; 3—карбонат¬ ная аккумуляция; 4 — хлормдосульфатная аккумуляция; 5 — отложения бе¬ реговой зоны; 6 — терригеновые илы, 7 — пелагические илы; в —глубоко¬ водный красный ил; 9 — массив первичной изверженной породы ные на дне океанов (морей) породы могут выходить на дневную поверхность, подвергаться новому континентально¬ му выветриванию. Тогда наступает новый цикл большого геологического круговорота. Таким образом, большой геологический круговорот эле¬ ментов слагается из процессов: а) континентального вывет¬ ривания горных пород, в результате которого образуются подвижные соединения; б) переноса этих соединений с кон¬ тинентов в моря и океаны; в) отложения на дне морей и океанов с последующим метаморфозом; г) нового выхода морских осадочных и метаморфических пород на дневную поверхность. 30
Осадочные горные породы. На большей части территории земного шара почвообразование идет на осадочных горных породах. В северной части Азии, Европы и Америки обшир¬ ные пространства заняты породами, отложенными ледниками четвертичного периода (мореной) и продуктами размывания их талыми ледниковыми водами. Моренные суглинки и супеси. Эти породы отличаются неоднородностью состава: они представляют сочетание гли¬ ны, песка и валунов различного размера. В составе мелко¬ зема суглинистой морены содержится БЮг—75—78%; AI2O3 — около 10%; РегОз—около 4%; СаО — около 1%; MgO — несколько меньше 1%; КгО — около 3%; Р2О5 — 0,3—0,4%; S03 — 0,1—0,2%. Супесчаные морены содержат больше Si02 и меньше других окислов. Окраска большей частью красно-бурая, иногда палевая или светло-бурая; сложение плотное. Более благоприятную среду для растений представляют моренные отложения, содержащие валуны известковых пород. Химический и минералогический состав моренных отложений зависит от характера тех пород, из продуктов разрушения которых они произошли. Пески. Это преимущественно кварцевые пески с незначи¬ тельной примесью полевых шпатов и некоторых силикатов. Содержание БЮг около 95%, полуторных окислов—1—3%, присутствие кальция, магния, калия измеряется десятыми долями процента. Пески — среда, крайне бедная элементами питания для растений. Различаются древнеаллювиальные пески, сложенные почти полностью из частиц мелкого песка (диаметр 0,25—0,05 мм), и флювиоглациальные1 пески, менее отсортированные, состоящие из песчаных частиц разного раз¬ мера, часто с прослойками частиц иной крупности и включе¬ ниями гальки. Покровные глины и суглинки. Безвалунные, мелкоземи- стые породы. Состоят преимущественно из частиц меньше 0,05 мм в диаметре. Окраска буровато-желтая, большей частью обладают мелкой пористостью. Содержат больше элементов питания, чем описанные выше пески. Лёссовидные суглинки и лёссы. Безвалунные, мелкозем,и- стые, карбонатные, палевые и желто-палевые, мелкопори¬ стые породы. Для типичных лёссов характерно преоблада¬ ние частиц диаметром 0,05—0,01 мм. Встречаются также разновидности с преобладанием частиц диаметром мень- 11 Fluvius—поток, glacialis — ледниковый; пески, отложенные пото¬ ками, образованными при таянии ледника. 31
ше 0 01 мм. Валовое содержание Si02— 50—80%; AI2O3 — 12-16%; Fe203-2-5%; СаО-6-14%; MgO-1-3%; К20—1—4%. Содержание углекислого кальция колеблется от 10 до 50%• Верхние слои лёссовидных суглинков нередко бывают освобождены от углекислого кальция. В бескарбо- натной части преобладают кварц, полевые шпаты, глинистые минералы. Красноцветная кора выветривания. В странах с тропиче¬ ским и субтропическим климатом широко распространены мелкоземистые отложения третичного возраста. Они отли¬ чаются красноватой окраской, сильно обогащены алюминием и железом (содержание А120з, Fe2C>3 может достигать 50—60%) и обеднены другими элементами. Коренные породы. На значительных территориях на по¬ верхность выходят морские и континентальные породы дотретичного возраста, объединяемые под названием «корен¬ ные породы». Названные породы особенно распространены в Поволжье, а также в предгорьях и горных странах. Среди коренных пород широко распространены карбонатные и мер¬ гелистые суглинки и глины, известняки, а также песчаные отложения. Следует отметить богатство многих песчаных коренных пород элементами питания. Кроме кварца эти пески содержат значительные количества других минералов; слюд, полевых шпатов, некоторых силикатов и т. д. В ка¬ честве материнской горной породы они резко отличаются от древнеаллювиальных кварцевых песков. Состав коренных пород очень разнообразен и недостаточно изучен. Почвообразование идет преимущественно на элювии и делювии этих пород. Элювий обычно приурочен к повышен¬ ным элементам рельефа и представляет горную породу, из которой частично вымыты растворимые соединения; она обеднена наиболее мелкими частицами. Делювий образуют рыхлые продукты выветривания, откладываемые дождевыми и талыми водами в нижней части и у основания склонов. БИОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ ЭЛЕМЕНТОВ Материнские горные породы, как правило, не содержат органическое вещество и азот1. Элементы зольного питания более или менее равномерно рассеяны в их толще. С посе- 11 Лишь в сравнительно редких случаях 'встречаются органогенные материнские горные породы, содержащие некоторое количество азота и органического вещества. Примером могут служить шунгиты близ Онеж¬ ского озера. 32
лением растительности и началом почвообразования разви¬ вается процесс обогащения верхних горизонтов формируе¬ мой почвы органическим веществом, азотом и элементами зольного питания. Это обогащение осуществляется в процес¬ се малого биологического круговорота элементов, который развивается на фоне большого геологического круговорота. Биологический круговорот элементов состоит: а) из пог¬ лощения растениями из атмосферы углерода и кислорода; из почвы азота, водорода, кислорода, кальция, магния, калия, серы, фосфора, железа, алюминия и многих других элементов, необходимых для жизни растений; б) использо¬ вания поглощаемых элементов на построение растительных организмов; в) в разложении отмерших растительных остат¬ ков и оовобождении заключенных в них элементов; г) вовле¬ чении этих элементов в новый биологический круговорот развивающейся растительностью. Таким образом, воздействие малого биологического кру¬ говорота элементов противоположно направлению большого геологического круговорота. Большой геологический круго¬ ворот обусловливает вымывание из поверхностных слоев горных пород и формируемых на них почвах элементов, могущих перейти в растворимое состояние, а малый биоло¬ гический круговорот удерживает биологически важные эле¬ менты в растительных организмах. Биологический кругово¬ рот не замкнут: часть элементов, освобождаемых в процессе разложения мертвых растительных и животных остатков, выходит из биологического круговорота, а другие элементы вовлекаются в него. По мере развития жизни на Земле масса химических элементов, участвующих в биологическом круговороте, возрастает. Определенное влияние на биологи¬ ческий круговорот оказывают животные. Существенное и все возрастающее влияние на биологи¬ ческий круговорот оказывает деятельность человека. Осо¬ бенно сильно отражаются система ведения сельского и лес¬ ного хозяйств, оросительные' и осушительные мелиорации и другие мероприятия по коренной переделке природы. ПОСТУПЛЕНИЕ В ПОЧВУ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА, СИНТЕЗИРУЕМОГО РАСТЕНИЯМИ Согласно подсчетам В. И. Вернадского1, общая масса организмов, населяющих нашу планету, составляет 1 См. В. И. Вернадский. Биогеохимичесюие очерки. Изд-во АН СССР, М„ 1940. 3 Зак. 228 33
1017—1018 т. Преобладают растительные организмы, масса которых в 10000—100000 раз превышает массу животных. Ведущее значение в синтезе органического вещества принад¬ лежит высшим растениям. По определению Г. Люндегорда1, растительность земного шара ежегодно поглощает из атмосферы 59 биллионов тонн углекислоты. Большая часть поглощенной растениями угле¬ кислоты в процессе дыхания растений, разложения отмер¬ ших растительных остатков, сгорания органических веществ в теле животных и человека, использования растений на топливо и другими путями выделяется в атмосферу, обуслов¬ ливая круговорот углерода и кислорода. Сравнительно не¬ большая часть ежегодно аккумулируется в составе много¬ летних растений, телах животных, почвенном перегное, торфе, гидросфере и т. д. За длительный период развития жизни на Земле прои¬ зошло значительное накопление углерода в гидросфере, ископаемых углях и торфах. По подсчетам С. Ваксмана, содержание углерода в различных объектах составляют еле* дующие количества миллиардов тонн: Атмосфера Гидросфера Уголь Торф Почва Живые организмы 600 16400 4653 1123 400 700 Различные группы растений обусловливают неодинако¬ вый ход биологического круговорота. Низшие растения отли¬ чаются небольшой площадью соприкосновения с горной породой (или почвой), а многие из них и небольшой продол¬ жительностью жизни, которая у некоторых бактерий изме¬ ряется днями. Это определяет более быстрое обращение элементов в биологическом круговороте. В отличие от низ¬ ших высшие растения (за исключением мхов) имеют разви¬ тую корневую систему, которая позволяет черпать влагу и элементы питания из большого объема почвы. Особенно глу¬ боко проникают корни некоторых древесных пород. Древесные многолетние породы и кустарники ежегодно возвращают почве с опадающей листвой (хвоей), плодами, ветками, отмирающими в процессе самоизреживания де¬ ревьями лишь часть синтезированного органического веще¬ ства, а с ним — взятых из почвы азота и зольных элемен¬ тов. Остальная часть удерживается на многие годы в составе 1 Н. Londegord. Der Kreisslauf der Kohlensaure in der Natur. lena, 1924. 34
ствола, ветвей, корней, а у большинства хвойных на несколь¬ ко (3—8) лет в хвое. Продолжительность жизни многих древесных пород изме¬ ряется сотнями, а некоторых — тысячами лет. Травянистая растительность в конце вегетационного периода отмирает полностью или почти полностью (у неко¬ торых остаются многолетние части корневых систем). Следо¬ вательно, в почву ежегодно поступает все или почти все органическое вещество, синтезированное1 за вегетационный период вместе со взятыми из почвы азотом и зольными эле¬ ментами. Продолжительность биологического круговорота здесь менее года. Промежуточное положение занимают кустарнички и по¬ лукустарнички, а также зимнезеленые травянистые растения, у которых ежегодно отмирают лишь отдельные части. Особую группу составляют мхи, которые обладают почти замкнутым циклом биологического круговорота азота и зольных элементов. В то время, как верхняя часть мха нара¬ стает, нижняя отмирает. В природных условиях обычно имеет место сочетание рассмотренных групп растений. В лесу под пологом древес¬ ных пород развиты кустарники, травянистая и моховая растительность; в степях обычно сочетание однолетних и многолетних растений, а также полукустарничков и т. д. Во всех растительных группирорках участвуют бактерии, водоросли, грибы. Все это усложняет многообразие проявле¬ ния биологического круговорота элементов и его влияние на почвообразовательный процесс. Количество органического вещества, ежегодно синтези¬ руемого растениями, его качественный состав, а следователь¬ но, интенсивность биологического круговорота обусловлены типом растительной формации. Зональное распределение типов растительных формаций по поверхности суши в свою очередь в широком масштабе зависит от климата. Опреде¬ ленное влияние оказывает общий ход смещения климатиче¬ ских и растительных зон в прошлом, исторический процесс расселения растений. В арктической тундре (рис. 3) непродолжительность ве¬ гетационного периода, низкие летние температуры, суровью продолжительные зимы, наличие вечной мерзлоты и другие неблагоприятные условия ограничивают развитие раститель- 1 Здесь и далее под словом «синтез» имеется в виду прирост расти¬ тельной массы без учета количества углеводов, расходуемых растениями на транспирацию, дыхание и другие жизненные процессы. 3* 35
пости. Ежегодный синтез органического вещества скудной растительностью арктической тундры колеблется от ничтож¬ ной величины до 4—5 ц/га в южной части. По мере нара¬ стания благоприятных биоклиматических условий: удлинения вегетационного периода, повышения летних температур, снижения суровости зимнего периода и опускания горизонта вечной мерзлоты, более благоприятных условий увлажнения и т. д.—изменяется характер растительности и возрастает Рис. 3 Масса органического вещества (в ц/га), ежегодно создаваемая различными растительными формациями масса ежегодно синтезируемого органического вещества, вовлечение в биологический круговорот элементов питания. Мохово-лишайниковая растительность тундры через пере¬ ходную подзону лесотундры сменяется хвойными лесами таежной зоны. В таежной зоне ежегодный синтез органического веще¬ ства от 10 до 70 ц/га (в зависимости от возраста древостоя) в северной части возрастает до 20—130 ц/га в южной. Дальше к югу изменения в благоприятную сторону биокли¬ матических условий делают возможным поселение под поло¬ гом хвойного леса широколиственных пород, образование подзоны хвойно-широколиственных лесов, которые отличают¬ ся еще более высокой продуктивностью. Южнее простирается подзона широколиственных лесов. Здесь ежегодный синтез органического вещества колеблется в пределах 80—400 ц/га в зависимости от возраста древостоя. Еще выше синтез органического вещества в субтропиче¬ 36
ских и тропических лесах. В муссонных лесах он составляет, по данным П. Фагелера, около 600 ц{га, а в дождевых под¬ нимается до 2000 ц/га. Во внутриматериковых пустынях субтропического пояса, несмотря на обилие тепла и солнца, резкий недостаток влаги ограничивает развитие растительности, и масса ежегодно создаваемого органического вещества здесь составляет все¬ го около 5 ц!га, а местами еще меньше. По мере изменения климатических условий в сторону более полного и равномер¬ ного обеспечения влагой, по мере перехода от пустынь че¬ рез опустыненные, а затем ковыльные и луговые степи к саваннам, количество ежегодно синтезируемого органическо¬ го вещества возрастает до 300 ц/га. Саванны при дальней¬ шем повышении увлажнения сменяются тропическими ле¬ сами. На европейской территории СССР луговые степи непо¬ средственно граничат с полосой широколиственных лесов, на азиатской — с подзоной хвойно-мелколиственных лесов. СОСТАВ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ Растительный организм содержит большое количество воды, колеблющееся от 20% в древесине до 90% в молодой траве. После удаления воды остается сухое вещество расте¬ ний, имеющее в среднем следующий состав: углерод — 45%, кислород — 42, водород — 6,5, азот—1,5, зола — 5%. От приведенных средних величин состав отдельных видов растений и различных их частей обнаруживает значительные отклонения, которые особенно велики в содержании азота и химических элементов, входящих в состав золы. Количество азота колеблется от 0,1 до 3%; содержание суммы зольных элементов — от десятых долей процента (в древесине) до нескольких десятков процентов (в растениях засоленных почв). В состав золы растений входят почти все элементы перио¬ дической системы, но в разных количествах. Обычно преоб¬ ладают кальций, калий, сера, фосфор, кремний, магний; остальные содержатся в значительно меньших количествах. Отдельные группы растений существенно различаются по содержанию зольных элементов. Деревья и кустарники выде¬ ляются высоким содержанием кальция; калий стоит на вто¬ ром месте. В травянистой растительности, особенно злаках, очень много кремния; калий в них преобладает над кальцием (в надземной части). Растения засоленных почв в больших 37
количествах содержат серу, хлор, натрий и т. д. Для некото¬ рых представителей низших растений характерно резкое преобладание какого-либо одного элемента, например, желе¬ за у железобактерий, серы у серобактерий и т. д. Ряд элементов, содержащихся в очень малых количест¬ вах, но имеющих существенное значение для жизнедеятель¬ ности растений, называют микроэлементами. Сюда относят¬ ся бор, кобальт, молибден, стронций, цезий, медь, никель, олово, свинец и многие другие. Растительные остатки содержат следующие группы орга¬ нических соединений: растворимые сахара, крахмал, геми¬ целлюлозы, клетчатку, лигнин, белковые вещества, жиры и в меньших количествах ряд других соединений. В со¬ ставе большинства растительных остатков преобладают клетчатка и лигнин. Содержание клетчатки обычно 20—40%, в древесине до 50—60%; лишь у немногих растений оно снижается до 10%. Лигнином особенно богаты древесные породы (20—30%). Содержание белковых веществ в раз¬ личных растительных остатках колеблется от 0,6—1,0% в древесине до 10—15% в травянистой растительности. У грибов оно достигает 50%, в телах бактерий до 80%. Зна¬ чительно также участие гемицеллюлоз. Наиболее богаты ими клеточные стенки микроорганизмов. Жиры содержатся в каждой живой клетке, но особенно в семенах растений. Крахмала много в зернах (до 70%) и клубнях (до 20%). В других частях растений содержание его значительно ниже (рис. 4). РОЛЬ животных В РАЗЛОЖЕНИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ Животные оказывают очень большое влияние на разло¬ жение растительных остатков. Процесс разложения часто начинается именно с воздействия почвенных животных, кото¬ рые измельчают растительный материал, производят погры¬ зы, используют в качестве источников питания не только мертвые растительные остатки, но и части живых растений. Роль животных в разложении растительного материала и почвообразовании в целом в настоящее время недостаточно изучена. Население почвенной фауны очень велико. По имеющим¬ ся подсчетам, содержание немикроскопических беспозвоноч¬ ных на площади в 1 га в различных почвах умеренного пояса колеблется от 12 млн. до 2 млрд, особей. К ним следует до- 38
Рис. 4. Низшие организмы, влияющие на почвообразовательный процесс (из книги Уайльда): 1 — кокки; 2 — бациллы; 3 — спириллы; 4 — жгутиковые; 5 — водоросли; 6 — амебы; 7 — парамеция; 8 — актино- мицеты; 9 — плесневые грибы; 10 — паразитические грибы; 11 — масленок; 12 — подберезовик; 13 — лисичка; 14 — мухомор; 15 — опенок; 16 — навозный гриб
бавить меньшее, но все же значительное число позвоночных. Количество микроскопических животных выражается еще большими цифрами. На разложение растительных остатков и вообще на поч¬ вообразовательный процесс очень велико влияние червей. Ч. Дарвин посвятил этому вопросу специальную книгу «Образование растительного слоя деятельностью червей» Рис. 5. Влияние личинки мушки Sciara на гумификацию корней лю¬ церны. (Из работы М. М. Кононовой): / — личинка; II— корни люцерны до переработки личинкой; III — корни люцерны лосле переработки. I — остатки клетчатки; 2—гумусовые ве¬ щества; 3 — лигнифицированные ткани водопроводящих сосудов (1881). В почвах преобладают кольчатые черви крупного и среднего размера, объединяемые под общим наименованием Lumbricidae, или земляные черви, и мелкие светлоокрашен¬ ные Enhitreidae. Кроме того, распространены нематоды мик¬ роскопических или почти микроскопических размеров. Деятельность червей выражается в переработке расти¬ тельных остатков, обогащении почвы экскрементами — копролитами 1 и в прокладывании в почве ходов. Количество червей в почвах колеблется от десятков тысяч до нескольких миллионов особей на гектар. При содержании в верхнем слое около 500 тыс. особей они могут переработать примерно 1500 кг растительных остатков. Копролиты богаты перегной- 11 Это наименование образовано сочетанием двух греческих слов: kopros — навоз (экскременты) и lithos — камень. 40
ными веществами, которые образуются в пищеварительном аппарате червей, и кристалликами кальцита. Существенное влияние на разложение растительных остатков оказывают насекомые и их личинки. Примером могут служить наблюдения М. М. Кононовой за разложением корней люцерны личинками мушки Sciara (рис. 5). После переработки личинкой весь материал превращается в одно- Рис. 6. Фауна лесных почв (из книги Уайльда): / — крот; 2 — землеройка; 3 — мышь; 4 — земляная белка; 5 — серая белка; 6 — барсук; 7 — бобр; 8 — вальдшнеп роднею аморфную массу, в которой нельзя различить отдель¬ ные части тканей. Сходные материалы были получены и при опытах с другими насекомыми и их личинками. Особенно большое влияние на почвы оказывают млеко¬ питающие, живущие в почве, прокладывающие в ней ходы, складывающие в своих норах запасы зерна на зиму. К этой группе принадлежат кроты, суслики, слепыши, хомяки и т. д. Эти животные не только прокладывают в почве ходы диаметром от 4 до 12 см, но перемешивают с течением вре¬ мени почву на значительную глубину (до 1 м) и затаскивают в свои норы растительные продукты (рис. 6). 41
Определенное влияние оказывают многочисленные назем¬ ные животные, для которых растительность служит источ¬ ником питания. РОЛЬ НИЗШЕЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ В РАЗЛОЖЕНИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ Животные производят погрызы, измельчают раститель¬ ный материал, пропускают его через свой пищеварительный аппарат и этим облегчают процесс дальнейшего изменения органических веществ представителями низшей растительно¬ сти: бактериями, актиномицетами, грибами и т. д. Разложе¬ ние растительного материала начинается и с непосредствен¬ ного воздействия низшей растительности не только на мерт¬ вые растительные остатки, но и на живые растения. Определенные виды микроорганизмов поселяются на живых листьях, образуя эпифитную флору. Микроорганизмы в первую очередь разрушают раствори¬ мые моносахариды (гексозы, пентозы), содержащиеся в ра¬ стительном материале и образуемые в процессе фермента¬ тивного расщепления более сложных органических соедине¬ ний (крахмала, клетчатки, гемицеллюлоз, белков и других), используя эти сахара в качестве энергетического материала. Процесс разрушения сахаров связан с условиями аэрации. При достаточном притоке кислорода воздуха процесс идет в аэробных условиях и приводит к образованию конечных продуктов окисления: углекислоты и воды, согласно урав¬ нению: СдН^Од -}- 604 -- 6С04 6Н40 674 калории. В анаэробных условиях, когда приток кислорода недоста¬ точен, развивается процесс брожения сахаров; в результате происходит образование спиртов или различных кислот (молочной, масляной, пропионовой и других) и выделение газообразных продуктов: метана, водорода, частично угле¬ кислоты. И при анаэробном разложении выделяется некото¬ рое количество тепловой энергии, но меньшее, чем при аэробном, так как разложение менее полное. Примером анаэробного процесса может служить уравне¬ ние спиртового брожения, при котором сахар переходит в этиловый спирт с выделением некоторого количества СО^: C«Hi40« = 2С04 -|- СН3СН4ОН “}— 27 кэлорни. 42
Выделяемый при описанных процессах углерод и кисло¬ род в форме углекислоты частью поступает в атмосферу, частью закрепляется в почве в виде углесолей, частью вымы¬ вается в форме бикарбонатов. Поступающую в атмосферный воздух углекислоту растения вновь используют на фото¬ синтез, вовлекая ее в новый цикл биологического круго¬ ворота. Значительно сложнее идет разложение высших углеводов (крахмала, гемицеллюлоз, клетчатки). Они сначала распа¬ даются на отдельные фрагменты, которые в дальнейшем под влиянием ферментативного гидролиза расщепляются с обра¬ зованием моносахаров. Накопления в почве моносахаров не происходит: они представляют ценный энергетический мате¬ риал и быстро подвергаются аэробному и анаэробному раз¬ ложению. Значительно медленнее протекает разложение белков, сложных органических соединений, построенных из различ¬ ных аминокислот. При их разложении выделяются органи¬ ческие кислоты и аммиак. Последнее дало основание на¬ звать весь процесс аммонификацией. Разложение белко¬ вых веществ, или аммонификацию, осуществляют бактерии, актиномицеты, грибы и связанные с ними ферменты. Образуемые при анаэробном брожении сахаров, при аммонификации белковых веществ и других процессах орга¬ нические кислоты жирного ряда обусловливают возрастание кислотности среды, если нет достаточного количества осно¬ ваний для их нейтрализации. Они устойчивы по отношению к бактериям; разложение их осуществляется преимущест¬ венно грибной флорой. В состав растительных остатков в значительных количе¬ ствах входит лигнин — весьма стойкое органическое соеди¬ нение сложного строения. Из того факта, что в почвах с достаточной аэрацией он не накапливается, следует, что лигнин довольно быстро разрушается. Способность раз¬ рушать лигнин присуща некоторым грибам и актином и- цетам. На скорость разложения растительных остатков микро¬ организмами влияют температура, влажность, аэрация, промывание атмосферными осадками. Разложение начинает¬ ся уже при температуре около 0° и возрастает до 30—35°. Дальнейшее повышение температуры действует угнетающе. Оптимальные условия влажности лежат в пределах 60—80% от полной влагоемкости. При меньшей влажности разложе¬ ние замедляется, а при сильном иссушении приостанавли¬ 43
вается. С повышением влажности выше указанного предела создаются анаэробные условия. Снижение аэрации замед¬ ляет разложение. Необходимо периодическое промывание разлагаемого материала для удаления скапливаемых про¬ дуктов жизнедеятельности микроорганизмов, токсичных для них. Круговорот азота. Материнские горные породы большей частью не содержат азот. С атмосферными осадками в почву поступает очень небольшое количество азота (от 3 до 15 кг/га в год), которое не может обеспечить развитие растительности. Накопление в почве азота происходит в про¬ цессе почвообразования и осуществляется двумя группами микроорганизмов: свободноживущими и симбиотическими, обитающими на корнях некоторых высших растений. К свободноживущим азотофиксаторам относятся Clostri¬ dium. Pasteurianum (Виноградский, 1893) и Asotobacter chroococcum (Бейеринк, 1901). В последующие годы были обнаружены и другие виды свободноживущих бактерий- азотофиксаторов. Значительный интерес представляет широ¬ ко распространенная группа олигонитрофилов. Из симбиоти¬ ческих бактерий-азотофиксаторов особенно большое значе¬ ние имеют клубеньковые бактерии, развивающиеся на корнях бобовых растений. Деятельность азотфиксирующих бактерий обеспечивает обогащение почв азотом — необхо¬ димым элементом для синтеза белковых веществ и построе¬ ния протоплазмы растений. Освобождаемый в процессе разложения белковой части растительных и животных остатков аммиак в дальнейшем используется высшими растениями или особой группой мик¬ роорганизмов — нитрификторами; он окисляется в нитра¬ ты — соли азотной кислоты. Окислительный процесс совер¬ шается в аэробных условиях. Образуемые нитраты потреб¬ ляют высшие растения. Некоторая их часть может вымываться из почвы атмосферными осадками в грунтовые воды. В почвах с недостаточной аэрацией многочисленная группа анаэробных бактерий получает необходимый им кислород путем восстановления, в том числе и восстановле¬ ния нитратов. Некоторые группы восстанавливают нитраты только до нитритов, другие — до элементарного азота, тре¬ тьи— до аммиака. Этот процесс называется денитрифи¬ кацией. Восстановление до элементарного азота, в мень¬ шей степени — до аммиака, приводит к обеднению почвы азотом. 44
ВОВЛЕЧЕНИЕ В БИОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ АЗОТА И ЗОЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РАЗЛИЧНЫМИ РАСТИТЕЛЬНЫМИ ФОРМАЦИЯМИ С растительными остатками ежегодно в почву поступают значительные количества азота и зольных элементов. Этот процесс влияет на накопление названных элементов в верх¬ них горизонтах почвы, т. е. на плодородие почв. От поступ¬ ления оснований в значительной мере зависит полнота ней¬ трализации минеральных и органических кислот, образуемых при разложении растительных остатков. Таблица 2 *Вовлечение в биологический круговорот элементов питания различными растительными формациями (в кг/га в год) * Типы расти¬ тельности N Si А1 Fe Са Mg К Na Р S Ягельники тундры 3 0,4 0,04 0,03 0,2 0,08 Хвойные ле¬ са тайги . 16-62 4—12 3-18 1—3 15—50 2—10 10-40 <1 3—12 2—10 Широколист¬ венные ле¬ са ... 50-150 18—30 3-8 1-2 80-225 10—25 20—70 <1 10-18 5—20 Луговые сте¬ пи . . . 130 100 26 13 170 30 170 4 15 12 Ковыльные степи . . 160 200 12 8 60 13 80 25 10 20 Опустынен¬ ные степи 80 80 5 1 25 5 80 40 10 20 Дождевые леса . . . 5000 900 60 10 2300 450 2200 100 18 Муссонные леса . . 1500 250 20 4 700 150 700 — 30 0,5 * В таблице для лесной растительности умеренного пояса показаны ко¬ лебания в вовлечении элементов литания в биологический круговорот, обуслов¬ ленные возрастом древостоев. Вовлечение в биологический круговорот элемен¬ тов дождевыми и муссонными лесами рассчитано ориентировочно, исходя из данных П. Фагелера о синтезе этими лесами органического вещества и сред¬ ними данными химического анализа растительности субтропических лесов Китая С. В. Зонна и тропических лесов Бирмы И. М. Розановой. Имеющиеся материалы показывают не только возраста¬ ние общего количества элементов, вовлекаемых в биологиче¬ ский круговорот, в направлении от тундры к широколиствен¬ ным лесам и луговым степям и последующее снижение по мере движения к пустыням, но и изменение в соотношении 45
элементов. Под лесной растительностью в биологический круговорот вовлекается больше кальция, чем калия, под луговыми степями эти величины сравниваются, а в ковыль¬ ных и опустыненных степях растительность берет больше калия, чем кальция, заметно возрастает вовлечение натрия. Обращает внимание высокое вовлечение в биологический круговорот степной растительностью кремния. Все это ока¬ зывает существенное влияние на почвообразовательный про¬ цесс. ПЕРЕГНОЙНЫЕ ВЕЩЕСТВА, ИЛИ ГУМУС, ПОЧВЫ В процессе разложения поступающих в почву мертвых растительных (и животных) остатков происходит образова¬ ние специфических органических веществ, присущих только почвам, которые были названы перегнойными веществами, или гумусом, почвы. Перегнойные вещества представляют сочетание органиче¬ ских веществ очень сложного химического строения, более сложного, чем органические соединения, из которых построе¬ ны ткани растений, в том числе лигнин и белковые вещества. Это доказывает, что гумус — продукт синтеза составных частей растительных (и животных) остатков. При разложе¬ нии получаются более простые, а при синтезе — более слож¬ ные соединения, чем исходный материал. Основной источник накопления в почвах перегноя — корневые системы растений. Имеется определенный парал¬ лелизм между распределением в почвенном профиле корне¬ вых систем и перегноя. С глубиной снижается содержание в почве того и другого. Некоторое влияние на накопление гумуса оказывают надземные части растений, которые в глубь почвы увлекают обитающие в ней животные. Однако преобладающая часть надземной массы растений разрушает¬ ся на поверхности почвы в условиях почти беспрепятствен¬ ного притока богатого кислородом атмосферного воздуха и промывания атмосферными осадками. Это обеспечивает почти полное разрушение растительного материала до угле¬ кислоты и воды при сравнительно небольшом образовании перегнойных веществ. Образуемая углекислота выделяется в атмосферу, а воднорастворимые продукты вмываются атмосферными осадками в нижележащие слои почвы. Исследованиями новейшего времени установлено, что пе¬ регнойные вещества почвы образуются в результате биохими¬ ческого синтеза из продуктов разложения растительных 46
остатков определенными группами бактерий и грибов при непосредственном участии ферментов. В состав почвенного перегноя входят воднорастворимые органические вещества, битумы, гуминовые и ульминовые кислоты и их соли, гумин и ульмин. Воднорастворимые органические вещества — сочетание специфически почвенных темноокрашейных перегнойных ки¬ слот, близких по своим свойствам к гуминовой кислоте. Битумы состоят из смеси смол и восков. Наиболее высо¬ кое содержание битумов наблюдается в перегное почв хвойно-моховых лесов, меньшее — в хвойно-лиственных. В почвах под широколиственными лесами и травянистой растительностью содержание битумов невысокое. Гуминовые (и ульминовые) кислоты — высокомолекуляр¬ ные темноокрашенные органические соединения ароматиче¬ ского ряда, обладающие кислотными свойствами. Соли гуми- новых (и ульминовых) кислот со щелочноземельными металлами и полуторными окислами в воде нераствори¬ мы, а соли со щелочными металлами дают как молекуляр¬ ные, так и коллоидные растворы. Указанное свойство исполь¬ зуют для извлечения гуминовых (и ульминовых) кислот из почвы. В этих целях почву обрабатывают водными растворами углесолей или едких щелочей натрия или аммония. Полу¬ чают темноокрашенный раствор. При прибавлении к нему минеральной кислоты (азотной, серной, соляной) до ясно кислой реакции выпадает черно-белый хлопьевидный осадок гуминовой (и ульминовой) кислоты. Раствор остается окра¬ шенным в желтый цвет, обусловленный присутствием в нем фульвокислоты (fulvus — желтый). Это тоже высокомолеку¬ лярная органическая кислота, относящаяся к ароматическому ряду. По мнению многих исследователей, она представляет более высокодисперсную разновидность гуминовой кислоты и поэтому не осаждается вместе с гуминовой кислотой при добавлении минеральных кислот. Гумин (и ульмин)—та часть перегнойных веществ, кото¬ рая не поддается извлечению из почвы ни одним из извест¬ ных растворителей вследствие большой прочности связи с ми¬ неральной частью почвы. Лишь путем растворения минераль¬ ной части почвы в плавиковой кислоте удалось исследовать гумин и установить его близость с гуминовыми кислотами (Н. Г. Зырин). Еще в 1921 г. В. В. Геммерлииг, учитывая различную рас¬ творимость перегнойных веществ, выдвинул положение, со¬ 47
гласно которому перегнойные вещества почвы представляют группу специфических органических кислот, обладающих общностью строения, но отличающихся по степени дисперс¬ ности и некоторым свойствам. В дальнейшем было показано, что в основе строения гу- миновых кислот лежат сложные циклические группировки (ячейки оксифлавона)1, соединенные в длинные цепи. Двух¬ валентные катионы (кальций, магний) соединяют параллель¬ ные цепи друг с другом (С. С. Драгунов). При обработке растворами, приводящими к замене двухвалентных катионов одновалентными (натрием, аммонием, Н-ионом), связь меж¬ ду параллельными цепями нарушается и они разъединяются. Длительная обработка растворами кислот и щелочей приво¬ дит к разрыву цепей на отдельные фрагменты. В результате дисперсность и растворимость повышается, образуемые про¬ дукты распада гумииовых кислот уже не осаждаются при приливании к щелочному раствору минеральной кислоты, гу- миновые кислоты переходят в более растворимые фульвокис- лоты. Образование перегнойных веществ. Исследованиями М. М. Кононовой показана роль бактерий в синтезе гуминовых кислот. При изучении разложения корней люцерны она на¬ блюдала на первой стадии обильное размножение плесеней, которые разрушают растворимые сахара, крахмал, отчасти белки и клетчатку. На второй стадии происходило обильное развитие миксобактерий, заполнявших слизеобразной массой своих тел внутреннюю полость водопроводящих сосудов и паренхиму, что сопровождалось сильным разрушением клет¬ чатки. На третьей стадии происходило превращение тел мик¬ собактерий в бурые аморфные перегнойные вещества. Опи¬ санные стадии хорошо видны на рис. 7. М. М. Кононова делает вывод, что перегнойные вещест¬ ва — продукт превращения клетчатки и распада плазмы мик¬ собактерий. Она подчеркивает, что в данном опыте накопле¬ ние перегнойных веществ не связано с разрушением и исполь¬ зованием лигнина. В дальнейшем М. М. Кононовой было показано образо¬ вание темноокрашенных перегнойных веществ при культуре грибов Aspergillus niger и Penicillutn. Кроме того, грибы вы¬ деляют сложные смеси светлоокрашенных органических со¬ единений, объединяемых под названием креновых кислот. - 1 Оксифлаюон— группировка, состоящая из соединения фенола с глицерином. 48
Накопление в почвах перегноя. В процессе биологического круговорота элементов в почвах накапливаются весьма зна¬ чительные количества перегнойных веществ. В наиболее бо¬ гатых перегноем почвах содержание его может доходить до 600—800 т/га, мощность обогащенного перегноем слоя — до Рис. 7. Гумификация корней люцерны. (Из работы М. М. Кононо¬ вой): / — живые корни: Ч — образование гумусовых веществ на месте распада тканей; III— водопроводящие сосуды; освобождение от гу¬ мусовых веществ 100—120 см, а в некоторых случаях — даже до 200 см. Вмес¬ те с перегноем накапливаются значительные количества азо¬ та, фосфора, серы и других элементов, входящих в его со¬ став. Различные растительные формации приводят к накопле¬ нию в почвах не только неодинаковых количеств перегноя, но и перегноя, существенно отличающегося по качеству. Наи¬ большее значение имеют следующие четыре формы перегной¬ ных веществ: мягкий перегной, грубый перегной, светлый пе¬ регной, торф. Мягкий перегной (в иностранной литературе «муль») образуется преимущественно под травянистой рас¬ тительностью и под широколиственными лесами с травяным 4 Зак. 228 49
надпочвенным покровом. В этих условиях идет образование темноокрашенного высокодисперсного перегноя, который рав¬ номерно пропитывает почву примерно на глубину проникно¬ вения корневых систем. С глубиной содержание перегноя по¬ степенно убывает. Наиболее прочная связь минеральной час¬ ти с перегноем приводит к накоплению в почве гумина. Остальную часть можно извлечь из почвы растворами щело¬ чей. Иной характер имеет грубый перегной (в ино¬ странной литературе «мор»). Он свойствен хвойным лесам с покровом из зеленых мхов, брусники, черники, вереска. Под слоем отмерших растительных остатков, частично утратив¬ ших первоначальное морфологическое строение, образуется интенсивно черный слрй грубого перегноя. Он резко отделяет¬ ся от нижележащего минерального горизонта. Слой грубого перегноя почти полностью (85—90%) состоит из органиче¬ ских веществ; имеется лишь небольшая примесь минеральных включений, поступивших с растительным опадом или зане¬ сенных животными. Характерна подавленность процессов нитрификации. Выделяют еще переходный между ними тип «модер». В тропических и субтропических почвах происходит на¬ копление светлого перегноя (в иностранной лите¬ ратуре распространен термин «криптогумус»; «крипто» — оз¬ начает скрытый). При большом содержании светлого перег¬ ноя (10—15%) почва сохраняет светлую окраску. Этот вид перегноя отличается высоким содержанием в нем азота. Отличительной особенностью болот и заболоченных почв служит образование и накопление торфа. Торф представ¬ ляет скопление неполностью разложенных растительных ос¬ татков, пропитанных перегнойными веществами. Мощность торфяного слоя может колебаться от нескольких сантиметров до нескольких метров. Значение перегнойных веществ. Перегнойные вещества оказывают многообразное влияние на свойства почвы. В пе¬ регное не только аккумулированы перечисленные выше эле¬ менты, но с содержанием перегноя связано структурное со¬ стояние почвы (особенно верхнего слоя), поглотительная спо¬ собность ее, многие физические свойства, в том числе влаго- емкость и тепловые свойства. Имеются опыты, свидетельству¬ ющие о непосредственном влиянии перегнойных веществ поч¬ вы на растительные организмы в качестве своеобразных биокатализаторов. В состав перегнойных веществ входят мно¬ гие витамины и антибиотики. 50
Громадные залежи торфов, сапропелей, бурых и камен¬ ных углей и других пород, объединяемых под общим наиме¬ нованием каустобиолитов, генетичеоки между собой овязаны и свидетельствуют о грандиозных масштабах процессов гу¬ мификации в истории Земли. В основе образования каусто¬ биолитов лежат реакции микробиологического разложения растительных остатков и синтеза перегнойных веществ. 4*
МЕХАНИЧЕСКИЙ СОСТАВ, СТРУКТУРА И СЛОЖЕНИЕ ПОЧВ Многие физические свойства почв и горных пород, имею¬ щие важное значение для развития растительности, зависят от их механического состава. От него зависят такие свойства, как структурность, водно-воздушный и тепловой режимы, не¬ которые химические свойства. Поэтому важное значение име¬ ет классификация почв и пород по их механическому составу. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВ И ПОРОД ПО МЕХАНИЧЕСКОМУ СОСТАВУ Почвы и разные горные породы состоят из частиц, или ме¬ ханических элементов, самого разнообразного размера и в различных сочетаниях. Под механическим составом почв и пород понимают относительное содержание в почве или по¬ роде частиц различной крупности, независимо от их минера¬ логического и химического состава. Для характеристики почв и пород по механическому со¬ ставу необходимо знать: а) на какие механические элемен¬ ты следует расчленить почву или породу; б) как учесть ко¬ личественное содержание этих механических элементов и в) на какие группы по механическому составу следует раз¬ делять почвы и породы на основании соотношения в них ме¬ ханических элементов разного размера. «Под механическим элементом почвы следует понимать обособленные куски, кусочки (осколки) пород и минералов, а также аморфных соединений в почве, все элементы которых (последних) находятся в химической взаимосвязи» (Н. А. Ка- чинский). 52
Механические элементы принято разделять по средней величине их диаметра. В на¬ стоящее время накоплен зна¬ чительный экспериментальный материал, показывающий ко¬ личественную зависимость меж¬ ду диаметром - частиц и их физико-механическими свойст¬ вами. Эту зависимость можно показать на основе исследова¬ ний В. Г. Ткачука (1938). Главнейшие выводы из его ра¬ боты следующие. Гравий, или хрящ. Размер частиц от 2 до 10 мм. Водопро¬ ницаемость очень велика; ка¬ пиллярного поднятия воды не наблюдается. Песок. Диаметр частиц от 0,1 до 2,0 мм. Водопроницае¬ мость значительная; высота капиллярного поднятия и ве¬ личина молекулярной влаго- емкости невелики. Пыль. Диаметр частиц от 0,01 до 0,1 мм. Резко возрас¬ тает величина капиллярного поднятия по сравнению с пес¬ ком и резко уменьшается водо¬ проницаемость; начинает про¬ являться набухание. Глина. Диаметр частиц от 0,001 до 0,01 мм. Характерно высокое набухание, высокая пластичность и молекулярная влагоемкость. Коллоиды. Частицы диамет¬ ром меньше 0,001 мм. Отлича¬ ются очень высокой набухае- мостью, пластичностью и мак¬ симальной влагоемкостью. Частицы диаметром от 0,001 до 0,0002 мм обозначают как СО СО S* К ч О СО Н >* Ж О X 9 СО * О § ч X л ч 3 С 3 в § о V 0*0* I I 8 Ss- 5? о| <=> I о а ш о ж 0J 8 4> К 1 X 1 ы о о «> с 1 «о о 0 1 со со А 53
предколлоидные, а меньше 0,0002 мм — как коллоид¬ ные. При перенесении описанных свойств отдельных механиче¬ ских фракций на почву в целом необходимо учитывать, что почвы и породы большей частью состоят из сочетания частиц разного размера. Кроме того, большое влияние оказывает структурное состояние и плотность сложения. В структурных почвах многие физические свойства (капиллярность, водо¬ проницаемость) будут в несравненно большей степени зави¬ сеть от характера структуры, чем от механического состава. Имеют значение также и другие свойства. На величину на- бухаемости, пластичности, молекулярной влагоемкости влияет содержание перегноя, минералогический состав и т. д. В настоящее время в СССР принято следующее разделе¬ ние механических элементов по крупности, предложенное Н. А. Качинским (1957) (табл. 3). На основе приведенной классификации механических эле¬ ментов Н. А. Качинским разработана классификация почв и пород по механическому составу (табл. 4), принятая в нашей стране. В основу этой классификации положено соотношение между физической глиной и физическим песком. Вводя при¬ лагательное «физический», Н. А. Качинский, следуя Н. М. Си- бирцеву, подчеркивает, что имеется в виду крупность частиц Таблица 4 Классификация почв по механическому составу (разработав Н. А* Качинским) Содержание частиц физической глины (частиц<0,01 мм), % ‘1 *■, Содержа ге частиц ф| песка (частиц >0,01 изического 1 мм), % Краткое назва¬ подзолис¬ того типа степного типа, крас¬ ноземы и желтоземы солонцы и сильно солонцева¬ тые почвы подзоли¬ стого типа степного типа, кра¬ сноземы и желтоземы солонцы и сильно солонце¬ ватые почвы ние почв по ме¬ ханическому составу 0—5 0-5 0-5 100-95 100-95 100—95 лесок рыхлый 5—10 5—10 5—10 95—90 95—90 95—90 лесок связный 10—20 10—20 10—15 90—80 90—80 90—85 супесь 20—30 20—30 15—20 80—70 80—70 85—80 суглинок легкий 30—40 30—45 20—30 70—60 70—55 80—70 суглинок сред* ний 40—50 45—60 30—40 60—50 55—40 70—60 суглинок тяже¬ лый глина легкая 50—65 60-75 40—50 50—35 40—25 60—50 65—80 75—85 50—65 35—20 25—15 50-35 глина средняя >80 >85 >65 <20 <15 <35 глина тяжелая 54
(их физическое состояние), а не химический состав. Клас¬ сификация построена раздельно для почв разных генетиче¬ ских типов. Если почва содержит каменистой фракции (частиц круп¬ нее 3 мм) от 0,5 до 5,0%, к наименованию механического со¬ става добавляют термин «слабокаменистая», при содержа¬ нии от 5 до 10% — «среднекаменистая» и больше 10% — «сильнокаменистая». Указывают тип каменистости: валун¬ ная, галечниковая, щебенчатая. При более детальной характеристике механического со¬ става не довольствуются только соотношением между физи¬ ческой глиной и физическим песком, а вводят в наименование указание на преобладание фракций песка, пыли, ила. В со¬ ответствии с этим глины разделяются на пылеватые и ило¬ ватые; суглинки — на пылеватые (по содержанию крупной пыли 0,05—0,01 мм) и песчанистые; супеси — на пылеватые, песчанистые и гравелистые, пески по крупности зерна — на крупнозернистые, средне- и мелкозернистые. ВИДЫ СТРУКТУРЫ почвы Наиболее детально классификация структуры и сложе¬ ния почв разработана С. А. Захаровым, исследования кото¬ рого положены в основу данного раздела. Структурой поч¬ вы называют отдельности более или менее четкой геометри¬ ческой формы, на которые распадается почва, без примене¬ ния какого-либо значительного механического воздействия. Форма структурных отдельностей зависит от свойств почвы, определяемых механическ.' .л составом и почвообразователь¬ ным процессом. Различают следующие главнейшие виды почвенной структуры (рис. 8). Зернистая структура. Структурные отдельности более или менее ясно ограниченной формы с шероховатой поверхностью диаметром 0,5—5,0 мм. Эта структура, присущая почвам со значительным содержанием перегноя, образуется при воздей¬ ствии корневой системы травянистой растительности. Имеют¬ ся указания на большую роль дождевых червей в ее образо¬ вании. Как переходная форма встречается зернистая струк¬ тура с острореберной поверхностью и по виду напоминает зерно гречихи (отсюда название «крупитчатая»). Комковатая структура. Отличается от зернистой большим размером и меньшей прочностью. Имеет неправильную ок¬ руглую форму с относительно шероховатой поверхностью. Различают мелкокомковатую структуру с диаметром 0,5—3,0 см и крупнокомковатую с диаметром 3—5 см. 55
Глыбистая структура. Структурные отдельности непра¬ вильной формы размером в поперечнике от 5 до 10 см и больше. Ореховатая структура. Структурные отдельности доволь¬ но правильной пирамидальной, реже кубовидной формы с резко выраженными острыми ребрами и плоскими гранями диаметром от 5 до 10—15 мм. Образуется при значитель¬ ном содержании коллоидных частиц, преимущественно под лесной растительностью. Рис. 8. Типичные структурные элементы (из работы С. А. Заха¬ рова): /—зернистая; 2 — ореховатая; 3—призматическая; 4 — слоеватая; 5 — глыбистая Призматическая структура. Призматические отдельности, вытянутые по вертикальной оси с острыми ребрами, плоски¬ ми гранями, .часто покрыты более темной блестящей плен¬ кой. Размер по вертикальной оси 2—10 см, по горизонтальной 1—5 см. Как разновидность выделяют карандашевидную структуру, для которой характерны узкие структурные от¬ дельности 1—2 см в поперечнике, но сильно вытянутые по вертикальной оси (10—15 см). Призматическая структура присуща нижним иллювиальным горизонтам почвы. Столбчатая структура. Структурные отдельности значи¬ тельно крупнее призматической, диаметр 2—10 см, высота 10—30 см. Расположены они в один слой, их вершины ок¬ руглены. Этот вид структуры характерен для солонцов и сильно солонцеватых почв. 56
Пластинчатая структура. Правильные горизонтальные слои толщиной 1—3 мм. При большей толщине (3—5 мм) вы¬ деляют плитчатую структуру. Пластинчатая структура обла¬ дает очень небольшой механической прочностью. При раз¬ рушении дает мучнистую массу, склонную к сплыванию. Этот вид структуры свойствен горизонтам вымывания подзолистых и осолоделых почв, где происходит разрушение минеральной части и вынос образованных растворимых соединений. Бесструктурные почвы. К бесструктурным почвам кроме обладающих рыхлым сложением песчаных почв относят так¬ же почвы, способные во влажном состоянии сплываться, а после высыхания — давать слитый слой без уловимой струк¬ турности. При механическом измельчении он дает угловатые обломки, форма и размер которых зависят в большей мере от способа раскалывания, чем от свойств почвы. Образование структурных отдельностей. Согласно В. Р. Вильямсу, следует различать раздельночастичное, агрегатное и комковатое (или структурное) состояние почвы. Принципиально отличаются лишь комковатое (структурное) и раздельночастлчное состояния. Раздельночастичным называют состояние, когда отдель¬ ные механические элементы, соприкасаясь друг с другом, не вступают в соединение. Примером такого состояния может служить рыхлый песок. Эти почвы бесструктурны. Основное условие создания структуры почвы — наличие в ней достаточного количества иловатых частиц, в том числе коллоидных. Существенное значение имеет содержание орга¬ нических коллоидов (перегноя). Первая стадия образования структуры, по исследованиям К. К. Гедройца, — создание микроагрегатов, т. е. отдельно¬ стей менее 0,01 мм в диаметре, образованных путем физико¬ химического соединения многих более мелких механических элементов. Обладая большой прочностью, эти микроагрегаты могут быть разделены на составляющие их элементы только химическим путем. Следующая ступень—агрегатное состояние. В. Р. Вильямс указывает размер агрегатных отдельностей до 0,1—0,2 мм. Дальнейшее укрупнение приводит к соединению агрегатов в структурные отдельности. Главнейшие физические свойства почвы, в том числе вод¬ но-воздушный режим, зависят от структурного состояния. Наиболее важное агрономическое значение имеет зернис¬ тая, или мелкокомковатая структура. Она обеопечивает благо¬ приятный для культурных растений водно-воздушный режим 57
и требует меньшей затраты силы при механической обработ¬ ке почвы. Согласно исследованиям П. А. Костычева, В. Р. Вильям¬ са и других, большое значение в формировании мелкокомко¬ ватой структуры принадлежит корневым системам травяни¬ стой растительности. Многочисленные мелкие корни рыхло¬ кустовых злаков, густо переплетая почву, придают ей мелко¬ комковатое строение. Образуемый в процессе разложе¬ ния корневых систем перегной в соединении с кальцием (и магнием) придает прочность структурным отдельностям. Роль бобовых заключается в обогащении верхних слоев поч¬ вы кальцием, который освобождается при разложении их корневых систем. Если в корнях злаков (тимофеевки) содер¬ жание кальция составляет 0,24%, то в корнях бобовых (кле¬ вера) — 0,42%. Исследования Т. С. Мальцева пополнили наши представ¬ ления о роли растений в образовании структуры почвы. Из его данных видно, что при определенных условиях могут обо¬ гащать почву органическим веществом и перегноем, созда¬ вать структуру почвы не только многолетние, но и однолет¬ ние растения. Наиболее отчетливо структурообразующее влияние корне¬ вых систем травянистой растительности проявляется в верх¬ нем слое почвы, где сосредоточена главная масса корней. С глубиной корней становится меньше, их структурообразую¬ щее влияние ослабевает, размер структурных отдельностей укрупняется, структура переходит в крупнозернистую, а глуб¬ же — в комковатую. Важная роль в структурообразовании принадлежит зем¬ ляным червям. Выбрасываемые ими копролиты обогащают верхние горизонты мелкокомковатыми структурными отдель¬ ностями. В ряде почв их деятельность достигает значитель¬ ных размеров. Следует различать механическую прочность структурных отдельностей и водопрочность. Механическая прочность — это способность противостоять разрушающему действию орудий механической обработки почвы. Водопрочность — способность при увлажнении и последующем высыхании сохранять струк¬ турное состояние. Зернистая, или мелкокомковатая, струк¬ тура, обладающая механической устойчивостью и водопроч- ностью, получила наименование агрономически ценной. Менее изучен вопрос об условиях образования других ви¬ дов структур, присущих более глубоким горизонтам почвы, куда проникают лишь немногочисленные корни. По-видимому, 58
при образовании ореховатой, призматической и столбчатой структур преобладающее значение принадлежит процессам набухания и усадки. Набухание — это увеличение объема почвы в результате впитывания воды. Различные составные части почвы отли¬ чаются по степени набухания. Наибольшее набухание свойст¬ венно коллоидным частицам, особенно перегнойным веще¬ ствам и некоторым глинным минералам. Усадка — про¬ цесс, противоположный набуханию. Она обусловливается уменьшением объема набухших частиц почвы вследствие по¬ тери воды. Набухание и усадка наиболее выражены в гли¬ нистых и суглинистых почвах с высоким содержанием ило¬ ватых частиц. Сокращение объема (усадка) при высыхании почвы при¬ водит к образованию трещин. При последующем выпадении атмосферных осадков и их впитывании в почву проникающие по образованным трещинам растворы откладывают на их стенках коллоидные частицы и растворенные соединения, ко¬ торые покрывают стенки тонкой пленкой и тем самым оформ¬ ляют геометрическую форму структурных отдельностей. По¬ следующее растрескивание идет уже по старым трещинам. Более мелкая ореховатая структура образуется в верх¬ ней части профиля, где в большей степени проявляется чере¬ дование увлажнения и высыхания, набухания и усадки. В глубже лежащих горизонтах влажность более постоянна, чередование набухания и усадки происходит реже. Это обус¬ ловливает образование все более крупной призматической структуры. Сходным образом можно объяснить возникновение столбчатой структуры в обогащенных коллоидами солонце¬ ватых горизонтах ряда почв. Еще менее изучен вопрос об образовании плитчатой, или слоеватой, структуры. Было высказано предположение, что возникновение этого вида структуры связано с горизонталь¬ ным внутрипочвенным стоком влаги над уплотненным иллю¬ виальным горизонтом ряда почв. СЛОЖЕНИЕ Слагающие почву механические элементы и структурные отдельности прилегают друг к другу различным образом, со¬ здавая пустоты, или поры, разного размера и формы. Разли¬ чают пористое, ноздреватое, трещиноватое сложение. Важное значение имеет плотность сложения, которая обусловлена характером прилегания механических элементов и структур- 59
яых отдельностей друг к другу. Различают следующие гра¬ дации плотности сложения. Рыхлое сложение. Механические элементы настолько ма¬ ло сцеплены, что при рытье почвенного разреза его стенки осыпаются. Такое сложение имеют некоторые пески. Рыхловатое сложение. Сцепление большее. При рытье почвенного разреза стенки не осыпаются. Нож в стенку раз¬ реза входит легко, но если его вынуть, то наблюдается осы¬ пание почвы. Подобное сложение имеет место в песчаных почвах, а также в глинистых и суглинистых с мелкокомкова¬ той (пороховидной) структурой. Плотноватое сложение. Лопата сравнительно легко вхо¬ дит в почву. При выбрасывании почва рассыпается на со¬ ставляющие ее структурные отдельности. Наблюдается в гли¬ нистых и суглинистых почвах с хорошо выраженной зернис¬ той пластинчатой или ореховатой структурой, а также в су¬ песях и некоторых сцементированных песках. Плотное сложение. Частицы настолько плотно прилегают друг к другу, что лопата с трудом входит в почву. Подобное сложение присуще нижним горизонтам почв с призматичес¬ кой структурой, а также солонцеватым почвам. Очень плотное сложение. При копке почвенного разреза приходится прибегать к лому или кирке. Наблюдается в уплотненных горизонтах солонцов и сильносолонцеватых почв, а также в слитых почвах. Скважность. Объем свободных промежутков между час¬ тицами или структурными отдельностями называют скваж¬ ностью, или порозностью, почвы. Скважность выражают в процентах от объема почвы. Для определения величины скважности необходимо знать объемный вес почвы и удель¬ ный вес твердой фазы почвы. Скважность находят по фор¬ муле: Объемным весом называют вес в граммах объема 1 см3 сухой почвы, взятой без нарушения структуры и сложения. Для определения объемного веса почвы специальным прибо¬ ром вырезают из нее объем, равный 1 л, взвешивают его и из полученного веса вычитают вес содержащейся в этом объ¬ еме воды. Для этого в параллельном образце определяют влажность почвы. Результаты определения объемного веса дают в пересчете на 1 мл. Величина объемного веса разных почв — 0,9—1,8. В бо¬ гатых перегноем горизонтах объемный вес обычно ниже скважность в процентах = (• объемный удельный 1 60
(0,8—1,2); в минеральных горизонтах — выше (1,4—1,6). Наиболее высок объемный вес в глеевых горизонтах (1,8—2,0). В лесных подстилках и торфе — наименьший (0,2-0,4). Удельный вес твердой фазы почвы обычно лежит в пре¬ делах 2,2—2,6. Лишь в лесных подстилках и торфах он сни¬ жается до 1,4—1,8. Скважность почвы наблюдается от 55—70% в гумуссодер¬ жащих горизонтах до 35—50% в безгумусных. Особенно низ¬ кой скважностью (25—30%) отличаются глеевые горизонты. В лесных подстилках и торфах она возрастает до 90%. В условиях зернистой и мелкокомковатой структуры скважность представляет чередование тонких трубчатых пор с более расширенными промежутками, что придает ей не- правильно-четочный характер. В горизонтах с ореховатой, призматической и столбчатой структурой скважность приоб¬ ретает форму щелей, образованных плоскими гранями сосед¬ них структурных отдельностей. Кроме скважности вертикаль¬ ной имеет значение скважность горизонтальная, которая осо¬ бенно развита при слоеватой структуре. Скважность почвы зависит от размера структурных от¬ дельностей, их формы и плотности сложения. Чем меньше размер структурных отдельностей, тем больше скважность. Уплотнение почвы приводит к уменьшению величины скваж¬ ности. На величину скважности оказывает влияние влажность почвы и обусловленное ею набухание. В сухом состоянии вследствие усадки скважность выше; во влажном в резуль¬ тате набухания — ниже. Различают скважность межагрегатную и внутриагрегат- иую. Межагрегатная образована структурными отдельностя¬ ми. Ее делят на некапиллярную, или действующую, и капил¬ лярную. Внутриагрегатная скважность — это тонкие поры, пронизывающие структурные отдельности. Кроме структурного состояния и плотности сложения на величину скважности оказывают влияние животные и корни растений. Обитающие в почве животные проделывают в ней ходы, увеличивая некапиллярную скважность. Рыхлящее действие оказывают корневые системы растений, особенно древесных. Большое значение имеет соотношение различных видов скважности. Пластичность — способность почвы в состоянии опреде¬ ленного увлажнения изменять свою форму под влиянием 61
внешних воздействий без нарушения плотности. Это свойство почвы обусловлено содержанием в ней предколлоидных и коллоидных частиц. При низкой влажности почва лишена пластичности, при слишком высоком содержании воды она приобретает текучесть. Липкость — способность почвы прилипать к посторонним предметам, в частности орудиям обработки. Почвы приобре¬ тают липкость при определенной влажности. Величина лип¬ кости возрастает с увеличением содержания в почве коллоид¬ ных и предколлоидных частиц. Связность — свойство почвы противостоять внешнему воз¬ действию, направленному на ее разделение. На величину связности влияет содержание коллоидных и предколлоидных частиц, а также степень увлажнения почвы. Структура и сложение почвы создаются в результате почвообразования. В то же время они в значительной мере влияют на протекающие в почве процессы. От структуры и сложения почвы зависит 'проникновение в почву влаги и ее передвижение, содержание воздуха и его обмен с атмосфер¬ ным, легкость проникновения корней растений, состав расти¬ тельности, развитие и направление микробиологических про¬ цессов, минерализация мертвого органического вещества и т. д. Пластичность, липкость и связность имеют большое значение для обработки почвы.
РЕЖИМ ПОЧВЫ ВОДНО-ВОЗДУШНЫЯ РЕЖИМ почвы Внутриматериковый влагооборот. Выпадающая над кон¬ тинентами влага атмосферных осадков не полностью непо¬ средственно поступает в реки и стекает в моря и океаны. Часть влаги задерживается растительным покровом и испа¬ ряется обратно в атмосферу с поверхности листьев. Впиты¬ вающуюся в почву влагу в значительной доле использует рас¬ тительность на синтез органического вещества и на транспи¬ рацию. Имеет место испарение влаги и с водной поверхности рек, озер, прудов. В результате значительные количества влаги атмосферных осадков испаряются обратно в атмосфе¬ ру. Увеличение содержания парообразной воды в атмосфер¬ ном воздухе над континентами опять приводит к выпадению ее в виде дождя, снега, инея и других видов атмосферных осадков на поверхность суши. Таким образом, одно и то же количество влаги, приноси¬ мой воздушными течениями с морей и океанов на континен¬ ты, может несколько раз испариться и снова выпасть в фор¬ ме осадков, прежде чем стечь в море. Для представления о масштабе этого процесса можно указать, что на террито¬ рии европейской части СССР атмосферных осадков выпа¬ дает в 2—3 раза больше, чем их приносят воздушные тече¬ ния с морей и океанов. Испарение влаги с поверхности растений, почвы, водое¬ мов, транспирация растительностью и обусловленное этим возвращение ее в атмосферу и повторное выпадение на по¬ верхность суши в форме осадков называют внутримате- риковым влагооборотом. 63
Внутриматериковый влагооборот развивается на фоне большого влагооборота. Он имеет исключительное значение для поддержания влажности почвы, развития растительности, а следовательно, и животного мира. Путем усиления внутри- материкового влагооборота можно повысить количество вы¬ падающих атмосферных осадков, изменить климат в более благоприятную для земледелия сторону. Чтобы научиться управлять внутриматериковым влаго- оборотом, использовать его для нужд народного хозяйства, глубже познать процессы почвообразования, разработать ме¬ тоды беспрерывного ш одновременного снабжения растений наибольшим количеством воды и пищи, необходимо иметь яс¬ ное представление о водном режиме почв. Формы воды в почве. В почве различают воду связанную и свободную. Первую частицы почвы настолько прочно удер¬ живают, что она не может передвигаться под влиянием силы тяжести, а свободная вода подчинена закону земного притя¬ жения. Связанную воду в свою очередь делят на химически и физически связанную. Химически связанная вода входит в состав некоторых ми¬ нералов. Это вода конституционная, кристаллизационная и гидратная. Химически связанную воду можно удалить лишь путем нагревания, а некоторые формы (конституционную во¬ ду) — прокаливанием минералов. В результате выделения химически связанной воды свойства тела настолько меняют¬ ся, что можно говорить о переходе в новый минерал. Физически связанную воду почва удерживает силами по¬ верхностной энергии. Поскольку величина поверхностной энергии возрастает с увеличением общей суммарной поверх¬ ности частиц, то содержание физически связанной воды за¬ висит от размера частиц, слагающих почву. Частицы круп¬ нее 2 мм в диаметре не содержат физически связанную во¬ ду; этой способностью обладают лишь частицы, имеющие диаметр менее указанного. У частиц диаметром от 2 до 0,01 мм способность удерживать физически связанную воду выражена слабо. Она возрастает при переходе к частицам меньше 0,01 мм и достигает наибольшего выражения у пред- коллоидных и особенно коллоидных частиц. Способность удерживать физически связанную воду зависит не только от размера частиц. Определенное влияние оказывает форма ча¬ стиц и их химико-минералогический состав. Повышенной спо¬ собностью удерживать физически связанную воду обладает перегной, торф. Физически связанная вода окружает частицы почвы плен¬ 64
кой, состоящей из нескольких слоев молекул воды. Первые слои молекул воды (рис. 9) частица удерживает с большей силой (на рисунке показано большее число стрелок). Это прочно связанная, или гигроскопическая, вода. Предель¬ ное количество воды, которое почва может удержать опи¬ санным путем, называют максимальной гигроскопической влагой. Последующие слои молекул воды частица удерживает со все меньшей силой. Это рыхло связанная вода. По мере отдаления частицы от по¬ верхности притяжение ею молекул воды постепенно ослабевает. Вода переходит в свободное состояние. Первые слои молекул воды, т. е. гигроскопическую воду, частицы почвы притя¬ гивают с громадной силой, измеряемой тысячами атмос¬ фер. Находясь под столь большим давлением, молеку¬ лы прочно связанной воды сильно сближены, что ме¬ няет многие свойства воды. Она приобретает качества как бы твердого тела. Рых¬ ло связанную воду почва удерживает с меньшей си¬ лой, ее свойства не так рез¬ ко отличны от свободной воды. Тем не менее сила притяжения еще настолько велика, что эта вода не подчиняет¬ ся силе земного притяжения и по ряду физических свойств отличается от свободной воды. Прочно связанная вода способна передвигаться в почве только в парообразном состоянии. Поэтому удалить ее из почвы можно лишь путем длительного нагревания при 100—105°. Почва с такой силой удерживает прочно связан¬ ную воду, что корневые системы растений не в состоянии ее использовать. Это — физически недоступная вода. Рыхло связанная вода, которую также называют пленоч¬ ной, обладает способностью передвигаться в жидком состоя¬ нии. Передвижение водяной пленки осуществляется под дей¬ ствием сил поверхностной энергии, а не земного притяжения, Рис. 9. Схема слоев физически свя¬ занной воды: а — внутренний слой—прочно свя¬ занная вода; б — внешний слой — рыхло связанная вода 5 Зак. 228 65
и может идти в любом направлении, т. е. не только вниз, но в стороны и вверх. Часть рыхло связанной воды (слои, ближе прилегающие к прочно связанной) удерживается еще настолько прочно, что недоступна растениям. Почвы весьма сильно отличаются по содержанию физио¬ логически недоступной влаги. Чем выше содержание в поч¬ ве перегноя и тяжелее ее механический состав, тем больше величина физически недоступной влаги. В песчаных почвах величина максимальной гигроскопической влаги менее 1%, в суглинках — 3—5%, а в богатых перегноем черноземах до¬ ходит до 10%. Свободная вода наполняет капиллярные и более крупные некапиллярные поры в почве. Наполняющая капилляры во¬ да находится под действием капиллярных сил, что влияет на ее передвижение в почве. В состоянии насыщения физически рыхло связанной во¬ дой эта вода сплошным слоем покрывает стенки капилляров. Если капилляр очень тонкий (ультракапилляр), то рыхло связанная вода, покрывающая его стенки, может смыкаться, не оставляя свободного промежутка. В этом случае капил¬ ляр будет содержать только связанную воду, а для капил¬ лярной воды не останется места. Поведение воды в таком ка¬ пилляре подчинено силам поверхностной энергии. Передви¬ жение пленочной воды происходит, но крайне медленно (рис. 10). В капиллярах ббльшего диаметра между слоями пленоч¬ ной воды, одевающей стенки капилляра, остается свободный промежуток. Заполняющая этот промежуток вода в своем передвижении подчиняется как силам земного притяжения, так и капиллярным силам. В капиллярных порах соот¬ ношения складываются таким образом, что капиллярные си¬ лы настолько превышают силы земного притяжения, что про¬ исходит подъем воды по капиллярам. Чем тоньше капилляр, тем на большую высоту поднимается в нем вода. Скорость же подъема воды с уменьшением диаметра капилляра, на¬ оборот, замедляется. Вода поднимается не только по капил¬ лярным трубкам, но и по капиллярным щелям между плос¬ кими гранями структурных отдельностей. Высота поднятия по щелям вдвое меньше, чем по трубкам того же диаметра. В результате описанного явления в почвах над зеркалом грунтовых вод возникает горизонт капиллярной воды. Эту воду называют капиллярноподнимающейся. В нижней части капиллярного подъема водой наполнены все капилляры, в 66
О О О — о о о о Оо О ООО о о о о о. О оЛ^о О о-°0 1 О Я ъ О «V. yfo-.V Л I о верхней — только наиболее тонкие, так как по капиллярам с большим диаметром вода уже не может подняться на эту высоту. Если грунтовые воды лежат глубоко, то горизонт капиллярноподнимающейся воды сменяется горизонтом фи* зически рыхло связанной (пленочной) воды. Восхо¬ дящее передвижение в почвенном профиле пле¬ ночной и капиллярной влаги называют водо- подъемной способностью почвы. Вода, поступающая на поверхность почвы в фор¬ ме атмосферных осадков, впитывается верхними слоями почвы и постепен¬ но проникает в глубь почвы. Проникающая в почву вода в первую оче¬ редь будет удержана в форме физически связан¬ ной, а ее избыток запол¬ нит различные капилляр¬ ные промежутки. Силы капиллярного притяжения удерживают заполнившую капилляры воду, не давая ей проникнуть вниз под действием силы тяжести. Такую воду называют подвешенной капилляр¬ ной водой. Когда В почву Рис- 10- Ф°РМ£ Лебедева")0486 поступает больше воды, частицЫ почвы, покрытые: /—гигроско- чем она может удержать пической; 2— максимальной гигроскопи- В подвешенном СОСТОЯНИИ, ческой; 3 и 4 — пленочной; 5 — гравита- избыток просачивается в «ионной водой нижележащие слои. То количество воды, которое почва может удержать в подвешенном состоянии, называют полевой влагоемкостью. Величина ее соответствует сумме физически связанной и ка« пиллярноподвешенной воды. Наибольшее количество воды, которое почва способна удержать путем подъема воды по капиллярам, называют капиллярной влагоемкостью. 5* 67
Физически связанная вода в условиях преобладающих в почве температур не замерзает. Вода капилляров замерзает при —4°, а в очень тонких капиллярах даже при —18°. Следует указать, что при сильном иссушении почвы, ког¬ да теряется даже гигроскопическая вода, при выпадении дождя происходит выделение значительного количества теп¬ ла, называемого теплотой смачивания. Выделяемое тепло может вызывать ожог корневой шейки растений. Водопроницаемость. Капиллярная скважность обусловли¬ вает впитывание и удержание в подвешенном состоянии вла¬ ги, приносимой атмосферными осадками. Проникновение вла¬ ги по капиллярным порам в глубь почвы осуществляется крайне медленно. Водопроницаемость почвы обусловлена в основном некапиллярной скважностью. Диаметр этих пор настолько велик, что влага не может быть в них удержана в подвешенном состоянии и беспрепятственно просачивается в глубь почвы. При поступлении влаги на поверхность почвы сначала идет насыщение почвы водой до состояния полевой влагоем- кости, а затем через насыщенные водой слои возникает фильтрация по некапиллярным скважинам. По трещинам, хо¬ дам землероев и другим крупным скважинам вода может проникать в глубь почвы, опережая насыщение водой до ве¬ личины полевой влагоемкости. Чем выше некапиллярная скважность, тем выше и водо¬ проницаемость почвы. В почвах кроме вертикальной фильтрации существует го¬ ризонтальное внутрипочвенное передвижение влаги. Посту¬ пающая в почву влага, встречая на своем пути слой с пони¬ женной водопроницаемостью, передвигается внутри почвы над этим слоем в соответствии с направлением его уклона. Испарение. Часть поступающей в почву воды возвращает¬ ся обратно в атмосферу в результате транспирации расти¬ тельностью и испарения с поверхности почвы, что приводит к иссушению верхних слоев почвы. Величина испарения вла¬ ги с поверхности почвы обусловлена свойствами почвы и со¬ стоянием атмосферы. Повышение температуры и понижение насыщенности во¬ дяными парами атмосферного воздуха увеличивает расход влаги на испарение с поверхности почвы. Величина испаре¬ ния ограничена запасом воды в верхнем слое почвы, возмож¬ ностью пополнения этого запаса путем подъема влаги по капиллярам из нижних горизонтов или в результате выпаде¬ ния осадков. Если грунтовые воды лежат глубоко, то воз¬ 68
можность потери влаги ограничена капиллярно подвешенной и отчасти физически связанной водой. Если грунтовые воды или верховодка лежат на сравнительно небольшой глубине и возможен их капиллярный подъем к поверхности, то расход влаги на испарение сильно возрастает. Аэрация. Некапиллярные скважины, проводя воду в бо¬ лее глубокие слои почвы и не удерживая ее, обычно свобод¬ ны от воды и заполнены воздухом. Величина их определяет запас свободного воздуха в почве, ее воздухоемкость. Нека¬ пиллярные скважины служат главными путями обмена поч¬ венного воздуха с атмосферным, т. е. воздухообмена. Если на небольшой глубине залегают грунтовые воды или слои с низ¬ кой водопроницаемостью, то в период обильного выпадения осадков и снеготаяния водой на продолжительное время мо¬ гут быть заполнены и некапиллярные скважины. Это затруд¬ няет аэрацию и приводит к установлению анаэробных усло¬ вий. Типы водного режима. Водный режим почв зависит не только от климатических условий, но и от свойств самой почвы (ее водопроницаемости, влагоемкости, испаряющей способности и т. д.). На водный режим оказывает влияние также характер растительности. Лишь на полях, лишенных растительности (на парах), по¬ верхности почвы достигают все выпадающие атмосферные осадки. На площадях, занятых растительностью, некоторая часть осадков будет задержана кронами деревьев или листо¬ вой поверхностью трав. Древесная растительность в среднем задерживает около 30% годовой суммы дождевых осадков. Кроны деревьев задерживают также снежные осадки. Ело¬ вые леса уменьшают поступление на поверхность почвы сне¬ га в среднем на 25%, сосновые — на 15, березовые — мень¬ ше чем на 10%. Травянистая растительность задерживает в общем меньшее количество" осадков. Таким образом, расти¬ тельность уменьшает поступление в почву влаги. Лесная подстилка и моховой покров способствуют пол¬ ному поглощению талых и ливневых вод и сильно сокращают испарение влаги с поверхности почвы. Корневые системы ока¬ зывают рыхлящее действие на верхние слои, увеличивая не¬ капиллярную скважность и водопроницаемость. Понижая испарение с поверхности почвы, растительность в то же время обусловливает значительный расход влаги на транспирацию. Это приводит, с одной стороны, к иссушению почвы, с другой — к усилению внутриматерикового влаго- оборота.
На открытых местах, лишенных растительного покрова, зимние ветры сдувают снеговой покров, в результате почва получает весной меньшее количество талых снеговых вод. Под защитой более мощного снежного покрова почва про¬ мерзает на меньшую глубину. Древесная растительность пре¬ дохраняет снежный покров от сдувания ветром. Сходное влияние оказывают кустарники и высокостебельные травя¬ нистые растения. Ветер, сдувающий снег с открытых про¬ странств (полей), откладывает его у лесной опушки (рис. 11). Рис. 11. Снегоотложение и промерзание почвы в поле, на опушке и внут¬ ри 40-летнего сосняка (схема М. М. Сахарова). Цифры показывают мощ¬ ность снегового покрова и глубину мерзлой почвы (в см от поверхности) Близ опушки в лесу образуется сугроб; в глубь леса мощ¬ ность снегового покрова уменьшается, но он остается выше, чем в поле. В результате почва получает различное количе¬ ство талых вод: наибольшее — близ опушки, меньше — в глу¬ бине леса и еще меньше — в открытом поле. Г. Н. Высоцкий разработал следующую обобщенную схе¬ му баланса воды в почве: Приход=атмосферные осадки+конденсация почвой па¬ рообразной воды+привос снега со стороны ветром+приток поверхностной воды-Ьвнутревннй приток грунтовых вод. Расход =смачивание водой осадков наземных предме¬ тов (крон, стволов) 4-снос, сдувание снега ветромЦ-сток воды с поверхности почвыЦ-испарение воды почвой-|-высасывание воды корнями растенийЧ-внутренний сток воды. Перечисленные слагаемые имеют различное количествен- 70
ное выражение; ‘некоторые могут совсем выпадать. В соответ¬ ствии со степенью выраженности отдельных источников при¬ хода и расхода влаги Г. Н. Высоцкий предлагает различать три типа водного режима: промывной, непромывной и вы¬ потной. А. А. Роде следующим образом характеризует эти типы. юоУ. Осадки Рис. 12. Схематическое изображение водного баланса при водном режиме промывного типа (из книги А. А. Ро¬ де): 1 — задерживается кронами; 2 — по¬ верхностный сток; 3 — физическое ис¬ парение и транспирация травяно-мо¬ ховым покровом; 4 — внутрипочвен- ный сток; 5 — транспирация древес¬ ным пологом; 6 — грунтовый сток (численные характеристики расходных статей водного баланса примерны) • ml. Осадки Рис. 13. Схематическое изобра¬ жение водного баланса при водном режиме непромывного типа (из книги А. А. Роде): / — задерживается кронами; 2 — физическое испарение и транспирация травяным покро¬ вом; 3 — транспирация древес¬ ным пологом Водный режим промывного типа. Для этого типа харак¬ терно ежегодное промачивание атмосферными осадками всей почвенной толщи до горизонта грунтовых вод. При этом в грунтовые воды влаги проникает больше, чем поступает из них. Таким образом, часть атмосферных осадков, поступаю¬ щих на поверхность почвы, просачивается через толщу почвы и уходит в грунтовые воды, унося растворенные соединения, полученные при взаимодействии с почвой. Пути расхода вла¬ 71
ги могут в зависимости от конкретных условий меняться в довольно широких пределах (рис. 12). Водный режим непромывного типа. Характерная особен¬ ность этого типа водного режима — отсутствие сквозного промачивания до горизонта грунтовых вод. Вся поступающая влага задерживается листовой растительностью, расходуется на транспирацию или испаряется с поверхности (рис. 13). Влага атмосферных осадков промачивает почву только на некоторую глубину (до 3—4 м, Осадки Испарение и десукцип Рис. 14. Схематическое изображе¬ ние водного баланса при водном режиме выпотного типа (из книги А. А. Роде) редко — глубже). Г рунтовые воды обычно залегают на зна¬ чительно большей глубине. В результате между верхним слоем, промачиваемым атмос¬ ферными осадками, и слоем капиллярного подъема грунто¬ вых вод лежит непромачивае- мый слой с очень низкой, но довольно постоянной влажно¬ стью почвы. Вынос растворен¬ ных соединений за пределы профиля почвы отсутствует. Водный режим выпотного типа. Отличительная особен¬ ность водного режима выпот¬ ного типа — превышение рас¬ хода влаги на испарение и транспирацию над количест¬ вом выпадающих атмосферных осадков, что осуществляется за счет грунтовых вод (рис. 14). Рассматриваемый тип водного режима может иметь место лишь при близком залегании грунтовых вод, допускающим их капиллярный подъем к поверхности почвы и испарение. Выпотной тип характерен для засоленных почв. Грунтовые воды, идущие на испарение при выпотном типе, притекают к почве со стороны, часто за многие километры. Поверхностный сток и водная эрозия. В почвах, покры¬ тых лесной, луговой и луговостепной растительностью, под¬ держивается высокая водопроницаемость почвы. Поступаю¬ щие при таянии снега и ливневом выпадении атмосферных осадков большие количества воды успевают полностью впи¬ таться в почву, и поверхностного стока, как правило, не об¬ разуется. Разреженный растительный покров, при котором 72
остаются участки обнаженной почвы, как это имеет место в пустыне и полупустыне, недостаточно защищает почву и не поддерживает надлежащей водопроницаемости. В этих усло¬ виях при ливневом выпадении атмосферных осадков не вся поступающая на поверхность почвы влага успевает впитаться в почву. Часть ее стекает по поверхности почвы в соответст¬ вии с уклоном рельефа. На пахотных почвах тяжелого механического состава (глинистых и суглинистых), а также отчасти супесчаных не¬ правильная обработка, приводящая к обесструктуриванию пахотного слоя и нарушению сложения, уменьшает водопро¬ ницаемость. В периоды снеготаяния и выпадения ливневых осадков верхние слои почвы не успевают впитать всю влагу, что приводит к образованию поверхностного стока. Размер стока возрастает с уменьшением водопроницаемости почвы (особенно верхних слоев), увеличением длины и крутизны склонов, интенсивности таяния снега или выпадения осадков. Величину стока принято выражать коэффициентом стока, который принимают равным частному от деления слоя стока в миллиметрах на количество осадков в миллиметрах. Мо¬ дулем стока называют количество воды в литрах, стекающее в 1 секунду с 1 км2 площади бассейна. Поверхностный сток вызывает ряд нежелательных явле¬ ний. В период снеготаяния значительное количество талых вод не успевает впитаться в почву и стекает по поверхности. В результате к летнему периоду в почве создается меньший запас влаги. Такая потеря влага имеет место при ливневом выпадении осадков. Поверхностный сток, уменьшающий по¬ ступление влаги в почву, сокращает внутриматериковый вла- гооборот, что выражается в уменьшении количества осадков, и увеличивает засушливость климата. В условиях засушли¬ вого климата степной полосы это приводит к резкому сниже¬ нию урожаев. Вода, стекающая по поверхности не защищенной расти¬ тельностью почвы, уносит мелкие частицы, что приводит к смыву наиболее плодородного пахотного слоя. В результате почва ежегодно теряет громадные количества перегноя и элементов питания, обнажаются более глубокие горизонты почвы с меньшим содержанием перегноя и элементов пита¬ ния. Стекающие по поверхности потоки образуют рытвины, которые в дальнейшем вырастают в овраги. Овраги сокра¬ щают пахотную площадь, затрудняют обработку почвы, перерезают дороги и т. д. Поверхностный сток оказывает весьма неблагоприятное 73
влияние на режим рек. В местах с развитым поверхностным стоком большие массы воды поступают в речные системы весной, вызывая сильный подъем воды в реках. В отдельные годы весенние паводки принимают грандиозные размеры и причиняют громадные убытки стране. В летнее время реки, наоборот, сильно мелеют, так как главная масса вод стекает весной. Это неблагоприятно отражается на судоходстве и общем водном режиме местности. Воды поверхностного стока приносят в реки большое ко¬ личество взмученного материала, который оседает на дно, образуя многочисленные мели. Наиболее надежный путь уничтожения поверхностного стока и повышения запасов воды в почвах — облесение при¬ овражных частей склонов, создание сети полезащитных лес¬ ных полос в сочетании с агротехническими мероприятиями по созданию структурного пахотного слоя. Для прекращения роста оврагов используют и инженерные сооружения. ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ Тепловой режим почвы зависит от количества тепловых лучей, получаемых землей от солнца, и тепловых свойств почв, а именно способности почв поглощать лучистую энер¬ гию, теплоемкости и теплопроводности почвы, излучения поч¬ вой тепловой энергии в атмосферу. Тепловой режим почвы оказывает огромное влияние на биологические процессы, а тем самым на почвообразование. В свою очередь раститель¬ ный покров, отделяющий почву от окружающей атмосферы, влияет на тепловой режим почвы. Влияние солнечного излучения. Приток тепла к поверхно¬ сти почвы зависит от интенсивности солнечного излучения, высоты солнца над горизонтом, продолжительности освеще¬ ния, т. е. длины дня. Количество тепла, получаемого от внут¬ ренних слоев земли и протекающих в почве химических и биологических процессов, настолько невелико, что не оказы¬ вает влияния на температуру почвы. Температура почвы оп¬ ределяется соотношением между притоком тепла от солнца и излучением его почвой в атмосферу. На верхней границе атмосферы количество тепла, посту¬ пающего от солнца, измеряемое солнечной постоянной', со- 11 Солнечная постоянная равна количеству энергии (в калориях), при¬ ходящегося в единицу времени (1 мин) на единицу площади (1 смг) поверхности, перпендикулярной к солнечным лучам и расположенной за пределами атмосферы. 74
ставляет около 2 калорий, с небольшими колебаниями в за¬ висимости от астрономических причин. На количество тепла, достигающего поверхности земли, оказывают влияние угол падения солнечных лучей и 'прохождение через слой атмо¬ сферы. В экваториальных широтах солнечные лучи падают под прямым углом, что обусловливает их наибольшую плотность, а следовательно, наибольшее нагревание поверхности. По направлению к полюсам возрастает наклон падающих лучей, а следовательно уменьшается их плотность. Солнечные лучи, падающие под прямым углом, проходят меньший слой атмо¬ сферы, чем падающие под косым углом. При прохождении через атмосферу происходит частичное поглощение и рассея¬ ние солнечной энергии, тем большее, чем длиннее путь про¬ хождения через атмосферу. Количество тепла, получаемого от солнца различными широтами, обусловливает зональность климата на земле. Имеющиеся отклонения от строго зонального климата связаны с очертаниями материков, влиянием морей, океанов, действием холодных и теплых морских течений, направле¬ нием преобладающих ветров, расположением горных цепей и т. д. Большую часть получаемого от солнца тепла земля излу¬ чает обратно в атмосферу, удерживая только I—2%, погло¬ щаемых растительностью. Поглощение лучистой энергии. Способность почвы погло¬ щать лучистую энергию зависит от окраски почвы, которая в свою очередь обусловлена химико-минералогическим соста¬ вом. Богатые перегноем темноокрашенные почвы поглощают больше лучистой энергии, чем светлоокрашенные, более бед¬ ные перегноем или содержащие светлый перегной. Почвы легкого механического состава при том же содержании пере¬ гноя имеют более темную окраску и поглощают больше лу¬ чистой энергии, чем почвы тяжелого механического состава. Теплоемкость. Теплоемкость — количество теплоты в ка¬ лориях, необходимое для нагревания массы в 1 г на 1°. Теп¬ лоемкость почвы в значительной мере зависит от влажности почвы, так как теплоемкость воды превышает теплоемкость других составных частей почвы. Теплоемкость почв составля¬ ет 0,217—0,248 калорий (А. Н. Сабанин). На повышение тем¬ пературы влажной почвы затрачивается больше тепла, чем на сухую. Теплопроводность. Способность почвы проводить тепло от одного слоя к другому, называемая теплопроводностью, оп¬ 75
ределяет глубину нагревания и охлаждения почвы. Из со¬ ставных частей почвы наименьшей теплопроводностью обла¬ дает воздух (0,00005) ', несколько выше теплопроводность воды (0,0014) и еще выше ^твердой фазы почвы (0,005). Сухая почва обладает низкой теплопроводностью (0,0003— 0,0005), влажная почва — более высокой (0,001—0,004). Теп¬ лопроводность изменяется в зависимости от влажности. Хо¬ тя поверхность влажных почв нагревается (и охлаждается) медленнее, чем сухих, температурные колебания распростра¬ няются в них на большую глубину. Излучение почвой тепловой энергии, или лучеиспускание. На тепловой режим почвы большое влияние оказывают по¬ тери почвой тепла, излучаемого в окружающую атмосферу. Влажные почвы обладают более высоким лучеиспусканием, чем сухие. Перегнойные вещества понижают лучеиспускание, поэтому богатые перегноем почвы теряют меньше тепла. Та¬ ким образом, почвы с высоким содержанием перегноя оказы¬ ваются более теплыми; они больше поглощают и меньше от¬ дают тепла, чем бедные перегноем. Альбедо. Отношение количества лучистой энергии, отра¬ жаемой от поверхности почвы, к общему количеству лучис¬ той энергии, поступающей на поверхность почвы, называют альбедо. Величина альбедо для разных почв колеблется в пределах 0,09—0,30. Наибольшей величины альбедо дости¬ гает на поверхности снега — 0,7—0,8. Тепловой обмен почвы. Днем поверхность почвы нагре¬ вается, ночью охлаждается. Это создает суточный ход тем¬ пературы. Наибольший размах суточных колебаний темпе¬ ратуры в условиях северного полушария имеет место летом. В странах с холодными зимами снежный покров уменьшает суточные колебания. Нагревание поверхности почвы создает разность темпера¬ тур между верхними и нижними слоями. Возникает тепло¬ вая волна, распространяющаяся в глубь почвы (рис. 15). В период ночного охлаждения происходит противоположный ток тепла к поверхности. Тепловые волны распространяются в почву сравнительно медленно, и различия в суточных ко¬ лебаниях в теплый период сглаживаются на глубине око¬ ло 1 м. Годовой ход температуры почвы связан с чередованием теплых и холодных сезонов. В экваториальных странах, где 11 За единицу теплопроводности принимают теплопроводность метал¬ лического серебра. 76
различия между самым жарким и самым холодным месяцем в году невелики, колебания температуры почвы незначи¬ тельны. В условиях континентального климата умеренного пояса нагревание почвы в жаркий период сменяется глубо¬ ким промерзанием в холодный. На Крайнем Севере поч¬ ва оттаивает Лишь на не¬ большую глубину, ниже которой лежит слой веч¬ ной мерзлоты. Влияние растительно¬ сти. Полог растительности служит экраном, отделяю¬ щим поверхность почвы от атмосферы. Он ослабляет нагревание почвы в днев¬ ное время, а в ночное — защищает от излучения тепла, тем самым сгла¬ живая суточные колеба¬ ния температуры. Лесная растительность оказыва¬ ет большее влияние, чем травянистая. Снеговой покров ослабляет глубину промерзания почвы в зимний период. Чем мощнее снеговой покров, тем на меньшую глубину промерзает почва. Как уже было сказано, лесной полог препятствует сдуванию снега и тем самым уменьшает глубину промерзания почвы (по сравнению с по¬ лем). Рис. 15. Суточный ход температуры поч¬ вы летом ПОЧВЕННЫЙ ВОЗДУХ Скважность, или порозность, составляет от 25 до 60% объ¬ ема почвы. Лишь в сухой почве весь этот объем может быть занят почвенным воздухом. Обычно почва содержит то или иное количество влаги, что соответственно уменьшает объем почвенного воздуха. Чем выше влажность почвы, тем мень¬ ший объем остается для воздуха, и наоборот. Воздух в почве находится в трех состояниях: а) свободно¬ го воздуха, заполняющего поры в почве; б) растворенного в почвенной влаге; г) поглощенного (сорбированного) твердой фазой почвы. В 'последних двух случаях правильнее говорить о растворении и поглощении газов, входящих в состав поч¬ венного воздуха. 77
По составу почвенный воздух существенно отличается от атмосферного: он богаче углекислотой и беднее кислородом. Состав воздуха в % (объемных) Атмосферного Почвенного Азот . . . . Кислород . Углекислота 78 21 0,03 78—80 10—20 0,1—15 Почвенный воздух всегда содержит пары воды. Относи¬ тельная влажность большей частью около 100%. В воздухе заболоченных почв имеется водород, метан, сероводород. Почвенный воздух радиоактивен. Различие состава почвенного и атмосферного воздуха обусловлено протекающими в почве биологическими процес¬ сами. Понижение содержания в почвенном воздухе кислорода связано с потреблением его аэробными микроорганизмами на различные реакции окисления, включая разложение мерт¬ вого органического вещества, и поглощением корневыми си¬ стемами высшей растительности. Обогащение почвенного воз¬ духа углекислотой происходит в результате разложения мерт¬ вого органического вещества микроорганизмами и выделения ее корневыми системами. В заболоченных почвах, где проте¬ кают анаэробные процессы разложения, в заметных количе¬ ствах накапливаются водород, метав, сероводород. Состав почвенного воздуха на определенном уровне под¬ держивается воздухообменом с атмосферой. Скорость возду¬ хообмена должна соответствовать потреблению в почве кис¬ лорода и образованию углекислоты. Обновляется состав поч¬ венного воздуха несколькими путями. На границе соприкосновения почвенного воздуха с атмо¬ сферным вследствие неравенства их состава возникает диф¬ фузия газов. Из более богатого углекислотой почвенного воз¬ духа молекулы углекислого газа диффундируют в атмосфер¬ ный воздух, а из атмосферного воздуха молекулы кисло¬ рода переходят в почвенный воздух, где их концентрация ниже. На воздухообмен оказывают влияние колебания темпе¬ ратуры. Повышение температуры увеличивает скорость дви¬ жения молекул газа, а следовательно диффузию. При на¬ гревании почвы в дневные часы заключенные в ней газы уве¬ личиваются в объеме и частично выделяются в атмосферу. Теплый воздух, как более легкий, стремится кверху. В ноч¬ ное время почва охлаждается, объем заключенных в ней га¬ 78
зов уменьшается, и тогда в почву из атмосферы поступает бо¬ лее богатый кислородом воздух. На воздухообмен оказывают влияние также атмосферные осадки и ветер. Воздухообмен почвы с атмосферой осуществляется пре¬ имущественно через некапиллярную скважность, поэтому полнота воздухообмена зависит от величины некапиллярной скважности. Если некапиллярная скважность невелика или почва насыщена водой до состояния полной влагоемкости, то воздухообмен затруднен и устанавливаются анаэробные ус¬ ловия. Это имеет место преимущественно в почвах повышен¬ ного увлажнения или весной в период насыщения талыми во¬ дами. Образование углекислоты и потребление кислорода про¬ исходит главным образом в верхней части почвенного профи¬ ля, где сосредоточена основная масса корневых систем и наи¬ более интенсивно идут процессы разложения мертвого органического вещества. Образуемая углекислота в процес¬ се газообмена частично выделяется в атмосферу, частично как тяжелый газ опускается в нижние горизонты. В верх¬ них горизонтах, где газообмен осуществляется полнее, почвен¬ ный воздух богаче кислородом и относительно беднее угле¬ кислотой, в нижних горизонтах, в которых газообмен затруд¬ нен, содержание кислорода ниже, а углекислоты выше. Различная интенсивность биологических процессов в со¬ вокупности с колебаниями температуры и другими причина¬ ми обусловливает колебания состава почвенного воздуха в течение вегетационного периода. Составные части твердой фазы почвы поглощают моле¬ кулы воды более интенсивно, чем молекулы газа, поэтому твердая фаза почвы во влажном состоянии не поглощает газов. Способностью поглощать газы обладает почва при влажности ниже максимальной гигроскопической. ПОЧВЕННЫЙ РАСТВОР И ЕГО СОСТАВ Почвенный раствор — это свободная вода, наполняющая капиллярные и некапиллярные промежутки почвы, содержа¬ щая в растворенном состоянии некоторые газы и составные части твердой фазы почвы. Верхние слои рыхло связанной воды по своим свойствам приближаются к почвенному ра¬ створу. Граница между почвенным раствором и рыхло свя¬ занной водой не резкая. Растворимость газов в воде зависит от их природы, пар¬ циального давления, температуры раствора и содержания в 79
нем растворенных соединений. Весовое количество газа, растворенного в данном объеме жидкости, прямо пропорцио¬ нально давлению газа. При этом растворение зависит не от общего давления смеси газов, а от парциального давления данного газа. Из газов почвенного воздуха наибольшей растворимо¬ стью обладает углекислота, затем идет кислород и наименее растворим азот. В 100 мл воды при 20° растворяется С02— 88 мл; 02 — 3,1; N2—1,5 мл. Поэтому состав растворенного в воде воздуха существенно отличается от атмосферного. В условиях равновесия с атмосферным воздухом содержа¬ ние углекислоты составляет 10%, кислорода — около 35, азота — только 55% от общего количества растворенных газов. Более высокое содержание углекислоты в почвенном воздухе по сравнению с атмосферным дает основание пред¬ полагать, что ее еще более содержится в растворе. Наличие в растворе электролитов снижает растворимость газов, поэтому в засоленных почвах растворимость газов в почвен¬ ном растворе ниже. Почвенные растворы в различных количествах содержат растворенные органические и минеральные соединения. Состав 'почвенного раствора зависит от свойств почвы и почвообразующей породы. Там, где имеется подток грунто¬ вых вод или верховодки, их состав оказывает соответствую¬ щее влияние и на почвенный раствор. В незасоленных почвах концентрация минеральных солей в почвенном растворе сравнительно невысокая. Преобладают бикарбонаты кальция; нитраты, сульфаты и фосфаты содер¬ жатся в небольших количествах. В засоленных почвах резко повышается содержание в растворе сульфатов, хлоридов, а в некоторых почвах и соды. Методы исследования почвенного раствора в неизменном виде еще недостаточно разработаны. Для суждения об общем содержании в почвах воднорастворимых соединений приме¬ няют водные вытяжки. Водные вытяжки дают представление о содержании в почве воднорастворимых солей, но не о кон¬ центрации их в почвенном растворе. О содержании воднорастворимых органических и мине¬ ральных соединений судят по весу сухого осадка, получае¬ мого после выпаривания определенного объема вытяжки. В дальнейшем прокаливанием сжигают органические веще¬ ства и получают вес минеральной части, так называемый плотный остаток. Вес сухого и плотного остатков выражают в процентах от веса почвы. Если содержание плотного остат¬
ка более 0,25%, соответствующий горизонт почвы относят к засоленным. Повышенная концентрация растворимых соединений в почвенном растворе увеличивает его осмотическое давление, которое в засоленных почвах возрастает до 300—400 атмо¬ сфер. В незасоленных почвах осмотическое давление менее 10 атмосфер. Растворенные соединения понижают темпера¬ туру замерзания почвенного раствора. При начале замерза¬ ния образуются кристаллы чистого льда, что приводит к по¬ вышению концентрации растворенных соединений в осталь¬ ном растворе и дальнейшему понижению температуры замер¬ зания. При достижении некоторой критической величины происходит замерзание всего раствора. Активная реакция почвенного раствора. Активная реак¬ ция — это концентрация в растворе активных Н-ионов. Она оказывает очень большое влияние на протекающие в почве биологические процессы и сама в значительной степени обусловлена ими. С величиной активной реакции связаны многие процессы растворения и осаждения из растворов. Таким образом, активная реакция оказывает определенное влияние на почвообразовательный процесс. Сказанное дела¬ ет необходимым несколько подробнее остановиться на вопросе о концентрации в почвенном растворе активных Н-ионов. Для этого вспомним ряд положений из общей химии. В водных растворах молекулы солей находятся в состоя¬ нии полной или почти полной диссоциации на ионы. Сильные кислоты и сильные основания, которые в водных растворах также полностью диссоциируют на ионы, в почвенном ра¬ створе обычно не содержатся. Органические кислоты (и ос¬ нования), имеющиеся в почвенном растворе, распадаются на ионы в очень небольшом количестве. Вода обладает наименьшей степенью диссоциации: в чистой воде на 555 млн. молекул воды приходится только одна, распав¬ шаяся на ионы. Так как одна молекула воды при диссоциации дает один водородный и один гидроксильный ион, то в чистой воде содержится равное количество Н- и ОН-ионов, а именно по 10~7 г-же каждого иона. Присутствие кислот или кислых солей повышает концентрацию активных Н-ионов и создает -кислую реакцию; присутствие оснований или щелочных солей повышает концентрацию ОН-ионов и создает щелоч¬ ную реакцию. Когда [Н+]=[ОН ~], реакция нейтральная (квад¬ ратные скобки означают концентрацию); если [Н+]>[ОН~], то реакция кислая, если [Н+]<[ОН~]— щелочная. Для харак- 6 Зак. 228 81
теристики активной реакции достаточно указать только кон¬ центрацию Н+, так как концентрацию ОН~ в случае необхо¬ димости можно определить -по уравнению: [ОН-] = 10-м [Н+] I ОН’/? 11 » [н* ОН" , в - 6'г ОН* Реакция зависит от присутствия и соогтп шемия в растворп соды бикарбонат Си карбонат со углекислоте бикарбонат Со органические к нш им сапа Активную реакцию принято обозначать условным зна¬ ком pH и указывать только показатель степени 10 с обратным знаком (т. е. опуская минус). Вместо 10~5 пишут pH=5 и т. д. При равенстве концентра¬ ций Н+ и ОН-, т. е. при ней¬ тральной реакции, pH=7. Если величина pH меньше 7, то реакция кислая, если больше 7 — щелочная. Сказанное можно иллюст¬ рировать следующей схемой (рис. 16). Представим шкалу, разделенную на 14 равных частей. В точке pH=7 кон¬ центрации Н+ и ОН- равны, поэтому они обозначены зна¬ ками одинаковой величины. Выше этой точки концентра¬ ция Н+ уменьшается (на ри¬ сунке показан меньший зна¬ чок Н+), а концентрация ОН- возрастает (на рисун¬ ке большой значок ОН-), т. е. реакция изменяется в сторону возрастания щелоч¬ ности. Вниз от нейтральной точки концентрация Н+ возраста¬ ет, а концентрация ОН- уменьшается, т. е. реакция изме¬ няется в кислую сторону. При переходе от каждого деления концентрация Нойо¬ нов изменяется в 10 раз. Если у точки pH = 7 кон¬ центрации Н+ и ОН~ равны, то при pH=6 концентрация Н+-ионов возрастает в 10 раз, при рН = 5 — в 100 раз, при рН=4 — в 1000 раз и т. д. (по сравнению с рН=7). В соот¬ ветственное число раз уменьшается концентрация ОН “-ионов. Активная реакция раствора пропорциональна концентра- Минеральных кислот Рис. 16. Схема активной реакции поч¬ вы и влияния на tree буферных сис¬ тем 82
ции кислоты и обратно пропорциональна концентрации соли в растворе [Н+] = К [кислота] [соль] В различных интервалах pH активная реакция почвенно¬ го раствора зависит от соотношения концентрации различных кислот и их солей, образующих буферные смеси. Особен¬ ность этих смесей — способность ослаблять изменение ак¬ тивной реакции под влиянием появления в растворе кислот или щелочей, т. е. проявлять буферность. На схеме показаны границы влияния соответствующих буферных смесей. Активная реакция почвы влияет на растворение и под¬ вижность ряда соединений. Гидроокись алюминия может находиться в растворенном состоянии при pH кислее 4,5 и ще- лочнее 8, в пределах этого интервала она практически нерастворима. Гидроокись железа растворима лишь при pH кислее 3. Растворимость кремнекислоты при pH=4 неве¬ лика, но значительно возрастает по мере изменения реакции в щелочную сторону. Таким образом, в условиях преобла¬ дающих в почвах значений pH (интервал 5—8) гидроокиси железа и алюминия нерастворимы. В этих условиях они могут передвигаться лишь в виде комплексных ионов. Окислительно-восстановительный режим почвы. Посту¬ пающие на поверхность почвы дождевые осадки приносят значительные количества растворенного кислорода. Кислород поступает и в процессе газообмена. Верхние слои почвы богаты жизнью, что приводит к потреблению значительных количеств кислорода, поэтому просачивающиеся через эти горизонты растворы обедняются кислородом. На известной глубине просачивающийся раствор и проникающий воздух настолько обедняются кислородом, что теряют окисляющую способность. Эту глубину предложено называть окислитель¬ но-восстановительной границей. Выше ее преобладают про¬ цессы окисления, ниже — восстановления. Окислительно-восстановительная граница в разных поч¬ вах залегает на неодинаковой глубине. Наблюдается смеще¬ ние границы и в одной почве, в зависимости от изменения степени насыщения влагой. Процессы растворения, переноса и отложения соединений железа и марганца связаны с окислительно-восстановитель¬ ными условиями. Это обусловлено тем, что переход Fe3+ в Fe2+ сопровождается значительным повышением растворимо¬ 6* 83
сти, а следовательно способности к передвижению. Если Fe^ переходит в растворенное состояние только при pH менее 3, то Fe2+ растворимо и 'при менее 'кислой реакции, вплоть до рН=7. Переход Fe®+ в Fe2+ обусловливает повышение раство¬ римости и подвижности, а обратный переход Fe2+ в Fe34-— выпадение в осадок. Сходные закономерности имеют место при переходе Мп4+ в Мп2+. Появление в почвенном профиле охристых выцветов гид¬ роокиси железа и черных пятен окисленных соединений мар¬ ганца свидетельствует о смене аэробных условий на ана¬ эробные. ПОЧВЕННЫЕ КОЛЛОИДЫ И ПОГЛОТИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВ Еще задолго до 'возникновения науки о почве было обна¬ ружено, что при фильтровании морской воды через почву вода теряет свой горько-соленый вкус, т. е. опресняется. Сле¬ довательно, почва обладает способностью поглощать из мор¬ ской воды соединения, придающие воде горько-соленый вкус. В дальнейшем было выяснено, что почва поглощает не всю соль, а лишь основания солей. Это свойство почвы, назван¬ ное поглотительной способностью, стало предметом всесто¬ роннего исследования. Поглощение и обмен оснований. Особенно большой вклад в изучение поглотительной способности .почв внес русский ученый акад. К. К. Гедройц. Он не только установил мно¬ гие важные закономерности поглощения и обмена, но, кро¬ ме того, показал агрономическое значение поглотительной способности почв, ее влияние на плодородие почв. Главней¬ шие выводы из этих работ следующие. Если обработать почву раствором соли, например раство¬ ром хлористого аммония, а затем исследовать состав раство¬ ра, то в нем, кроме хлористого аммония, будет обнаружено некоторое количество хлористого кальция (и магния). Ана¬ лиз покажет, что содержание хлор-ионов не изменилось, а содержание ионов аммония уменьшилось и при том в количе¬ стве, эквивалентном переходу в раствор кальция и магния. Произошел обмен основаниями между почвой и раствором соли. Реакция обмена протекает моментально. Повторные обработки той же навески почвы новыми пор¬ циями раствора хлористого аммония показывают, что каж¬ дая последующая обработка вытесняет все меньшее и мень¬ шее количество кальция (табл. 5). 84
Таблица 5 Завивимость количества кальция в почве от обработки ее раствором хлористого аммония № обработки 4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Вытеснено СаО в % от веса почвы . . Всего 1,236 0,610 0,313 0,172 0,099 0,068 0,051 0,041 0,029 0,029 0,025 Общее количество кальция (а равным образом и других оснований), вытесняемого солевым раствором из почвы, со¬ ставляет лишь часть от валового их содержания. Так, в од¬ ном образце чернозема валовое содержание кальция состав- Сспщсе Рис. 17. Схема эквивалентного замещения обменных кальция и маг¬ ния на ион аммония ляло 1,76%, а в обменном состоянии было только 1,19%. Следовательно, к реакциям обмена способен не весь кальций почвы, а только ионы кальция (и других оснований), распо¬ ложенные на поверхности частиц почвы. Основания, заклю¬ ченные внутри частиц, в обмене не участвуют. Описанную реакцию можно представить в виде схемы (рис. 17). Кружком изображена частица почвы, на поверх¬ ности которой расположены способные к обмену ионы каль¬ ция и магния. При взаимодействии с раствором хлористого аммония кальций и магний будут вытеснены с поверхности частицы, а на их место встанут ионы аммония. Поскольку кальций и магний двухвалентны, то на место каждого из них встанет по два одновалентных иона аммония. В растворе содержание аммония соответственно уменьшится эквива¬ лентно количеству вытесненных из почвы оснований. Катионы, находящиеся на поверхности • 95
почвенных частиц и обладающие способно¬ стью к обмену на к а тио вы соприкасающегося раствора, называют обменными, или погло¬ щенными, а ту часть почвы, которая обладает способностью их удерживать в обменном состоянии, — почвенным поглощающим ком¬ плексом. Ненасыщенность основаниями. Существует большая груп¬ па почв, которые при взаимодействии с солевым раствором больше поглощают оснований, чем отдают в обмен. Эти Рис. 18. Схема обменной кислотности почвы не насыщены основаниями. Они способны удерживать в обменном состоянии больше оснований, чем в них содер¬ жится. Более детальное изучение этого явления показало, что при взаимодействии раствора нейтральной соли (NaCl, КС1 и других) с ненасыщенной основаниями почвой в ра¬ створе появляется некоторое количество кислоты аниона взятой соли. Эта освобожденная в результате обменной реакции кислота может быть количественно определена титрованием щелочью. Было высказано предположение, что ненасыщенные осно¬ ваниями почвы содержат на поверхности почвенного погло¬ щающего комплекса Н-ионы,, способные к обмену на основа¬ ния солей. Данному явлению было дано название обмен¬ ной кислотности. Путем обработки почвы раствором нейтральной соли можно лишь частично объяснить степень ее ненасыщенности. На рис. 18 показано, что <при взаимодействии с раствором хлористого калия лишь часть Н-ионов на поверхности поч¬ 86
венного поглощающего комплекса замещается ионами калия. При действии на еточву раствора гидролитически щелочной соли, например уксуснокислого натрия (CH3COONa), про¬ исходит более шолное замещение Н-ионов. На рис. 19 доказано замещение на основания почти всех Н-ионов «а поверхности частицы. Определяемая этим путем кислотность была названа гидролитической кислот¬ ностью. При взаимодействии почвы с растворами гидролитически щелочных солей определяют сумму обменной и гидролити- Рис. 19. Схема гидролитической кислотности ческой кислотности. Почвы, лишенные обменной кислотности, могут обладать гидролитической кислотностью. В процессе взаимодействия раствора нейтральной соли с ненасыщенной основаниями почвой при наличии обменной кислотности в раствор переходит некоторое количество ионов алюминия. Происхождение этого алюминия недоста¬ точно выяснено. К. К. Гедройц считал доказанным, что алю¬ миний появляется в результате растворяющего воздействия минеральной кислоты, образуемой в процессе определения обменной кислотности. Этот алюминий относится к легко¬ растворимым соединениям и его можно назвать под¬ вижным. Состав обменных катионов и емкость поглощения. В поч¬ вах установлено присутствие в обменном состоянии следую¬ щих катионов: Са2+, Mg2+, Na+, К+, NH4+, Н+. Обычно в наибольшем количестве содержится обменный кальций, в значительно меньшем — обменный магний, но в некоторых случаях содержание обменного магния прибли¬ жается к кальцию. Остальные катионы встречаются в не¬
больших количествах; лишь для некоторых почв характерно более высокое содержание обменного натрия. Обменные Н-ионы имеются только в почвах, ненасыщенных основания¬ ми. О величине ненасыщевности почвы основаниями, как правило, судят по величине гидролитической кислотности, которая может колебаться от нуля до почти полного сбли¬ жения с величиной емкости поглощения. Содержание в "почве обменных катионов выражают в миллиэквивалентах (сокращенно мэкв) на 100 г почвы. Сумму обменных катио¬ нов, содержащихся в почве, называют ем¬ костью поглощения. При исследовании ненасыщенных основаниями почв в целях определения 'потребности их в известковании поль¬ зуются определением pH в вытяжке из почвы раствором хлористого калия. Активная реакция этой вытяжки обуслов¬ лена присутствием обменного Н-иона и подвижного алюми¬ ния. Реакция кислее pH = 5 указывает на наличие подвиж¬ ного алюминия. Важное значение имеет определение степени насыщенно¬ сти основаниями. В этих целях сумму обменных оснований выражают в процентах от емкости поглощения: V= 4-100, Т где V — степень насыщенности основаниями в %, 5 — сумма обменных оснований (кальций -f- магний) в мэкв, Т — сумма обменных катионов (S + Н) в мэкв. Емкость поглощения в различных почвах колеблется от 1 до 60—70 мэкв, поднимаясь в заболоченных до 100 мэкв; степень насыщенности основаниями уменьшается от 100 до 5%. Почвенный поглощающий комплекс. Почвенный погло¬ щающий комплекс состоит из гуматной и минеральной ча¬ стей почв. Поскольку реакции поглощения и обмена катио¬ нов происходят на поверхности частиц, то большое влияние на величину емкости поглощения катионов оказывает размер частиц, из которых состоит почва. Это обусловлено тем, что по мере уменьшения диаметра частиц возрастает их суммар¬ ная поверхность. Исследования показали, что частицы с диаметром более 0,001 мм обладают очень небольшой погло¬ тительной способностью. При переходе к частицам с диа¬ метром менее 0,001 мм (или 1 р) емкость поглощения резко 88
возрастает (рис. 20). У частиц с диаметром менее 0,2 мц емкость поглощения достигает 100 мэкв. Опыты по искусственному дополнительному измельчению частиц диаметром меньше 0,001 мм (выделенных из почвы) показали возрастание емкости поглощения с 65 мэкв до 205 мэкв на 100 г частиц. Кроме размера частиц имеет значение их химико-минера¬ логический состав. Особенно высокой поглотительной способ¬ ностью обладает гуматная часть поглощающего комплекса. 73,9 so-ю ю з з-1 f-9,s* tot-mo того «го-агг <агг Диаметр частиц б мм Рис. 20. Зависимость между размером частиц почвы и их ем¬ костью поглощения катионов в мэкв на 100 г (из работы С. С. Морозова) Минеральная часть с высоким содержанием минералов типа монтмориллонита обладает значительно большей поглоти¬ тельной способностью, чем богатая минералами типа каоли¬ нита. Это связано с особенностями строения названных мине¬ ралов. Поглощение анионов. Почвы в условиях преобладающих значений активной реакции не поглощают анионы, за исклю¬ чением фосфатов, которые обладают способностью давать с составными частями почвы нерастворимые соединения. Поэтому хлориды и нитраты, не удерживаемые почвой, из нее легко вымывают атмосферные осадки. ‘Промежуточное положение занимают сульфаты; они с обменным кальцием почвы, а также с углекислым кальцием в карбонатных поч¬ вах дают малорастворимые соединения. Исключение составляют богатые гидроокисями железа и алюминия тропические и субтропические почвы, которые 89
в небольшом количестве способны удерживать в поглощен¬ ном состоянии анионы солей, непоглощаемые другими почвами. Коагуляция и пептизация. Частицы почвы диаметром ме¬ нее 0,002 мм могут находиться как в свободном, так и коагу¬ лированном состоянии. Частицы мелкозема более крупного размера не способны к коагуляции, но они могут быть захва¬ чены при коагуляции более мелких частиц и включены в состав образуемых микроагрегатов. Коагуляция — это способность частиц диаметром менее 0,002 мм вступать во взаимное соединение, образуя сочетание из многих частиц. Постепенно увеличиваясь в объеме путем присоединения новых частиц, образуемые сочетания частиц оседают из раствора, образуя осадок — коагель; происходит коагуляционное осаждение. При этом в осадок могут попасть и частицы большего размера. Противоположный процесс разукрупнения коллоидных агрегатов, переход коагеля в диспергированное состояние, называют пептизацией. Коагуляция может быть вызвана несколькими причинами. К коагуляции, а в дальнейшем к коагуляционному осаж¬ дению приводит повышение в почвенном растворе концентра¬ ции электролитов выше определенного предела, названного порогом коагуляции. При понижении в почвенном растворе концентрации электролитов начинается пептизация. Другая возможная причина коагуляции — изменение со¬ става обменных катионов. В зависимости от состава обмен¬ ных катионов изменяются многие свойства коллоидных и предколлоидных частиц, в том числе набухание. Почвенный поглощающий комплекс, содержащий в обменном состоянии ионы натрия, обладает выраженной способностью впитывать воду, набухать, увеличивая свой объем. Такие коллоиды называют гидрофильными («гидро» — вода, «филео» — люблю). В противоположность им почвенный поглощающий комплекс, насыщенный кальцием, водородом и т. д., содер¬ жит мало воды, что определяет гидрофобный характер («фобос» — страх). В соответствии со сказанным почвы, содержащие гидрофильные коллоиды, имеют более резко выраженную способность к набуханию и усадке. Катионы, сообщающие гидрофильные свойства частицам почвы во влажном состоянии, поддерживают их в дисперги¬ рованном (пептизированном) состоянии, а сообщающие гид¬ рофобные свойства приводят к коагуляции и коагуляцион¬ ному осаждению. Чтобы вызвать пептизацию, почву насыщают ионами 90
натрия или аммония, а для коагуляции — кальция или во¬ дорода. Большое влияние имеет активная реакция среды. Кислая реакция способствует коагуляции, щелочная — пептизации. В условиях преобладания в почвах небольшой влажности особенное значение приобретает коагуляционное желатини¬ рование, когда в силу сужения соотношения почва — водный раствор коллоидная и предколлоидная части превращаются в сильно оводненный рыхлый студень — гель. Образуемое рыхлое соединение частиц легко нарушается при повышении влажности. В природных условиях коагуляция наступает также при замерзании и высушивании. В обоих случаях влияние оказы¬ вает понижение влажности, в результате чего концентрация электролитов в остающемся растворе повышается, а при их небольшом содержании наступает коагуляционное желати¬ нирование. В описанных выше случаях коагуляции и пептизации участвуют коллоидные и предколлоидвые частицы; А. Н. Со¬ коловский объединил их под названием «активный ил» (т. е. частицы диаметром менее 0,001 мм). Кроме того, в почве находится некоторая часть минеральных частиц, очень прочно соединенных с гуматной частью. Их можно выделить, лишь разрушив гуматную часть. Такую фракцию А. Н. Со¬ коловский назвал «пассивным илом». Обменные катионы и агрономические свойства почвы. Содержание в почве активного и пассивного ила, емкость поглощения катионов и их состав оказывают большое влия¬ ние на почвообразовательный процесс и многие важные в агрономическом отношении свойства почвы. Наличие в почве коллоидных и предколлоидных частиц — обязательное условие создания почвенной структуры. Почвы, не содержащие эти частицы пли бедные ими, бесструктурны. Коллоиды и близкие к ним по размеру частицы служат тем клеющим началом, которое необходимо для создания агро¬ номически ценной структуры. Клеющая способность коллоид¬ ных и предколлоидных частиц зависит от их природы, соста¬ ва обменных катионов, реакции среды. Как уже было показано ранее, от структуры почвы зависят водно-воздуш¬ ные и механические свойства, определяющие ее плодородие. Большое значение имеет состав обменных катионов для питания растений. В почвах, не содержащих растворимых солей и карбонатов кальция, обменный кальций — единст¬ венный источник известкового питания растений. Обменный 91
калий и аммоний также служат одной из наиболее доступ¬ ных для растений форм соединений. Присутствие подвижно¬ го алюминия, наоборот, токсично для большинства растений. ПОЧВА КАК СРЕДА РАЗВИТИЯ РАСТЕНИИ И ПОЧВЕННОЕ ПЛОДОРОДИЕ Различные растения предъявляют неодинаковые требова¬ ния к климатическим и почвенным условиям среды обитания. Однако можно выделить главнейшие почвенные условия, имеющие общее значение для большинства растений. Корни и почва. Почва оказывает влияние на растения главным образом через их корневую систему. Корни погло¬ щают из почвы воду и элементы питания, переносят их в стебли и листья, укрепляют растения в почве и у некоторых растений служат для накопления питательных веществ. Глубина корневого слоя имеет очень большое значение. Чем больше мощность этого слоя, тем прочнее укреплены растения в почве (это имеет особенно большое значение для древесных пород) и тем из большего объема почвы растения могут черпать необходимые им элементы питания и влагу. Неблагоприятное влияние на строение корневых систем, а следовательно их деятельность, оказывают: а) недостаточ¬ ная аэрация почвы, б) необеспеченность влагой, в) присут¬ ствие .в почве токсических соединений. В неблагоприятных условиях поверхность корней быстро покрывается пробко¬ вым слоем, резко сокращается количество корневых волос¬ ков, что означает сокращение площади соприкосновения деятельной части корневых систем с почвой, нарушается по¬ глощение корнями из почвы влаги и элементов питания. Сказанное отрицательно отражается на развитии растения. Почва должна быть легко проницаемой для корней, что связано с величиной и характером порозности почвы, а также плотностью сложения. Большая плотность сложения и низ¬ кая величина порозности, особенно некапиллярной, затруд¬ няет развитие корневых систем. Существенное значение имеет температура почвы. Для развития корней большинства растений необходимо, чтобы температура почвы была выше нуля. Интенсивный рост кор¬ ней многих растений, в том числе большинства культурных, наблюдается при температуре 5—10°, а у других — при еще более высокой. Некоторые растения обладают подснежным развитием, следовательно, их корневые системы могут раз- 92
пинаться и при более низких температурах в еще мерзлой почве. Во влиянии на корни аэрации можно выделить несколько сторон. При содержании в почвенном воздухе менее 8—12% кислорода большинство растений испытывает угнетение, а ниже 5% — гибнет. Лишь некоторые растения (рис, гречиха, черная ольха, ивы и многие другие болотные растения) могут расти при очень низком содержании в почвенном воз¬ духе кислорода. Губительное действие на растения оказывает высокая концентрация в почвенном воздухе углекислоты. Наилучшие условия создаются при содержании в почвенном воздухе С02 около 1%. Некоторые растения переносят повышение содер¬ жания С02 до 9—10%. Резко отрицательное действие на подавляющее большинство растений оказывает сероводород. Лишь очень немногие растения (черная ольха, таволга и другие) способны переносить значительное содержание серо¬ водорода в почвенном воздухе. В почве, обладающей достаточной аэрацией, имеются условия для развития мощной и сильно разветвленной кор¬ невой системы. При недостаточной аэрации мелкие корни не образуются или быстро отмирают, оставляя систему более толстых (малодеятельных), коротких и менее разветвленных корней, что неизбежно отражается на развитии всего ра¬ стения. Корни растений не могут расти в почве, не содержащей физиологически доступную влагу. Как было сказано выше, неусваиваемый запас влаги в незасоленных почвах равняется примерно полуторной или двойной максимальной гигроско¬ пической. Следовательно, содержание в почве влаги должно быть выше указанной величины. Корни растений еще способ¬ ны развиваться в слоях почвы с недостаточным содержа¬ нием влаги, если часть корней находится в слоях, обеспечен¬ ных физиологически доступной влагой. Недостаток в почве физиологически доступной влаги может быть вызван не только иссушением почвы при невы- падении атмосферных осадков, но также промерзанием почвы и высоким содержанием воднорастворимых солей, повышающим осмотическое давление почвенного раствора. На проникновение в почву корней оказывает влияние глубина промачнвания почвы и содержание в почве элемен¬ тов питания. Мощность корнеобитаемого слоя и высота уро¬ жая увеличиваются с возрастанием глубины промачнвания почвы атмосферными осадками. Корни растений ветвятся 93
преимущественно в тех слоях, которые богаче элементами питания. Доступность растениям содержащихся в почве элементов питания. Растения берут из почвы азот и элементы зольного питания: К, Са, Mg, Р, S, Si, Al, Fe и в очень небольших количествах еще ряд других элементов, объединяемых в группу микроэлементов. Все перечисленные элементы расте¬ ния способны усваивать из почвы преимущественно в форме минеральных соединений. Поэтому для обеспечения растений физиологически доступными соединениями элементов пита¬ ния исключительно большое значение имеет процесс минера¬ лизации мертвого органического вещества и освобождения заключенных в нем элементов питания. Почти весь азот в почве находится в форме органических соединений: аминокислот, белков и гетероциклических струк¬ тур, входящих в гуминовые кислоты. С отмирающими расти¬ тельными остатками азот поступает в почву также в форме органических соединений. Для обеспечения растений азотным питанием громадное значение имеет процесс аммонифика¬ ции, в результате которого азот из органических соединений освобождается в форме соединений аммония. Аммонийный азот хорошо усваивают растения. В пахотных почвах почти весь образуемый аммоний очень быстро подвергается нитри¬ фикации и переходит в форму нитратного азота, также хоро¬ шо усваиваемого растениями. Процессы аммонификации и нитрификации обеспечивают растения азотом в форме физио¬ логически доступных соединений. Фосфор находится в почве в виде органических соедине¬ ний (фитина, нуклеина, гуматов) и минеральных солей — фосфатов. Для повышения уровня фосфатного питания имеет значение минерализация фосфорорганических соединений. Не все фосфаты одинаково доступны растениям. Легче всего растения усваивают наиболее растворимые соли: фосфаты щелочей и однокальциевый фосфат. Однако фосфаты щело¬ чей встречаются очень редко и в небольших количествах. Двух- и трехкальциевый фосфаты мало растворимы и поэто¬ му непосредственно трудно доступны растениям. Под влия¬ нием углекислоты, образуемой в процессе разложения орга¬ нических соединений и выделяемой корнями растений, двух- и трехкальциевые фосфаты переходят в однокальциевые. В том же направлении влияет процесс нитрификации, в ре¬ зультате которого образуется азотная кислота, соединяю¬ щаяся с основаниями почвы в нитраты. Еще менее доступны растениям фосфаты алюминия-и 94
железа, но и они в небольшом количестве могут быть исполь¬ зованы растениями. Некоторая часть фосфатов находится в виде включений в других минералах и временно недо¬ ступна. Сера в почвах содержится в составе органических соеди¬ нений (некоторых белков) и может быть использована лишь после их минерализации. Минеральные соединения серы представлены главным образом сульфатами. В большинстве почв сульфаты содержатся в небольших количествах. Толь¬ ко в засоленных почвах наблюдается значительное их накоп¬ ление. Растения способны использовать не только калий водно¬ растворимых соединений и обменный калий, но и его необ¬ менные соединения; калий слюды и труднее — калий безвод¬ ных алюмосиликатов. Воднорастворимый калий обычно содержится в очень небольших количествах. В отличие от других катионов растения могут использо¬ вать только 'воднорастворимый (включая кальций углесолей) и обменный кальций. Другие его соединения недоступны ра¬ стениям. Магний растения легче всего используют воднораствори¬ мый и обменный. При их недостатке растениям частично доступен и магний силикатов. В небольших количествах растениям необходимо железо, алюминий, марганец и ряд микроэлементов: бор, молибден, цинк, медь и т. д. При недостатке усвояемых форм железа (что имеет место в почвах со щелочной реакцией) растения страдают от хлороза, так как железо входит в состав хлоро¬ филла. Для азотфиксирующих микроорганизмов в неболь¬ ших количествах необходим молибден, который входит в со¬ став энзима, участвующего в связывании атмосферного азота. При недостатке в почве усвояемых соединений молиб¬ дена при культуре бобовых задерживается обогащение почвы азотом. Недостаток физиологически доступных соединений бора отрицательно влияет на развитие растений; особенно остро реагирует сахарная свекла. В настоящем кратком курсе нет возможности осветить всю сложную проблему содержания микроэлементов в поч¬ вах и влияние их на биологические процессы. Приходится ограничиться общим положением о громадной роли микро¬ элементов в обмене веществ, синтезе витаминов, гор¬ монов, ряда пигментов и других сложных органических соеди¬ нений. 95
н+ОН /4р» 93 92 ft — ГО Н+ ОН", ! ! з’—ь 3\. Недостаток или избыточное содержание в почве усвояе¬ мых соединений отражается не только на высоте урожая, но оказывает большое влияние на его качество. Избыток или недостаток в растительных пищевых продуктах ряда микро¬ элементов вредно влияет на здоровье человека, а в кормах— на животных. Почвенные условия и содержание витаминов в растениях. В настоящее время установлено, что почвенные условия ока¬ зывают непосредственное влия¬ ние на содержание в растениях витаминов. Так, недостаточная обеспеченность почвы азотом и фосфором приводит не только к снижению урожая, но также к более низкому содержанию во многих растениях витаминов. На биосинтез витаминов оказы¬ вает влияние и содержание в почве ряда микроэлементов. Влияние активной реакции. Активная реакция почвы ока¬ зывает на растения как непо¬ средственное влияние, так и косвенное — через изменение растворимости ряда соединений. Для разных групп растений имеются определенные границы ", г\ < pH, в пределах которых они LI* _ | i могут успешно развиваться и за п ом л пределами которых испытывают угнетение (рис. 21). В зависи¬ мости от условий эти границы могут смещаться. В интервале pH=4—8 отри¬ цательное влияние на многие растения оказывает не столько сама активная реакция, сколько изменения состава почвенного раствора, вызывае¬ мые ею. В указанных пределах на растения угнетающе дейст¬ вует повышенное содержание в почвенном растворе ионов алюминия и марганца, имеющее место в кислом интерва¬ ле; в Щелочном интервале отрицательно сказывается пони¬ жение растворимости фосфатов, снижение содержания до¬ ступны? соединений железа. При реакции кислее pH—4 и щелочнее pH = 8 вредное влияние на растения оказывает Разбитие беем культур* нь/м растений подаваема высокой щелочностью Хлопчатник у Люцерна —Обенно Клебер, верам, пшеница двое, рать лен — Картофель Люпин ' Развитие беем культур ным растении паба длина Высокой кислотностью Рис. 21. Пределы pH, обеспечива¬ ющие наилучшее .развитие глав¬ нейших культурных «растений 96
в первую очередь повышенная концентрация Н-ионов или ОН-ионов. Влияние повышенной концентрации солей. Повышенная концентрация солей в почвенном растворе, которая бывает в солончаках, солончаковатых и засоленных почвах, губи¬ тельно действует на культурные растения. Различные расте¬ ния неодинаково чувствительны к повышению концентрации солей и их качественному составу. Повышенное содержание в почвенном растворе солей увеличивает в нем осмотическое давление, которое достигает 300—400 атм (обычно около 10 атм). Повышение осмотиче¬ ского давления в почвенном растворе вызывает нарушение устьичного аппарата и усиленную транспирацию. Превыше¬ ние осмотического давления в почвенном растворе над дав¬ лением в растении затрудняет поглощение растением влаги из почвы. Наступает явление физиологической сухости: влага в почве есть, но растения не могут ее использовать. Кроме того, высокая концентрация солей приводит к нарушению процессов ассимиляции, дыхания и т. д. Особенно вредное влияние на растения оказывает повы¬ шенная концентрация хлористого натрия и соды. Губитель¬ ное влияние проявляется уже при концентрации 0,3—0,5%. Наличие в растворе солей (например, ЫагС03 и Na2S04), дающих при диссоциации одинаковые ионы, ослабляет их вредное действие. Отрицательное влияние на растения ока¬ зывает содержание в почве обменного натрия, что наблю¬ дается в солонцах и солонцеватых почвах. Значение структуры почвы. Создание глубокого пахотно¬ го слоя и агрономически ценной мелкокомковатой и водо¬ прочной структуры многосторонне положительно влияет на развитие растений. Почва с описанными свойствами легко поглощает влагу атмосферных осадков (без образования по¬ верхностного стока и проявления эрозии), обладает опти¬ мальным водно-воздушным режимом, обусловливает благо¬ приятный температурный режим, имеет рыхлое строение, об¬ легчающее обработку почвы, прорастание семян и развитие корневых систем. В структурной почве полнее используются элементы пи¬ тания и обеспечивается наиболее высокий урожай. Плодородие почвы. Способность почвы обеспечивать ра¬ стения наибольшими количествами необходимых им воды и пищи одновременно и беспрерывно, во все время их разви¬ тия, называют плодородием почвы. Степень плодородия измеряют урожаем растений. Плодородная почва не должна 7 Зак. 228 97
содержать токсичных для растений соединений. На высоту урожая растений влияет и определенное соотношение между элементами питания, содержащимися в почве в физиологи¬ чески доступной форме. Разные растения предъявляют различные требования к почве. Одни растения не только легко переносят кислую реакцию почвы, но даже лучше развиваются в этих условиях (чайный куст), для других растений кислая реакция токсич¬ на. Равным образом растения неодинаково относятся к сте¬ пени аэрации почв и ряду других свойств. Следовательно, степень плодородия почв зависит от характера возделывае¬ мых на ней растений. В основе современных представлений о почвенном плодо¬ родии лежит марксистское учение. К. Марксом дано деление плодородия почвы на первоначальное, естественное и искус¬ ственное, потенциальное и эффективное, абсолютное и отно¬ сительное, плодородие экономическое. Первоначальным плодородием обладают только почвы, не измененные человеком. По мере освоения человеком новых территорий площадь почв, обладающих первоначальным плодородием, сокращается. Естественное плодородие присуще всем почвам. Оно обусловлено комплексом свойств почв и зависит от клима¬ тических условий. Это плодородие проявляется как потен¬ циальное, т. е. отражающее возможности, заключенные в почве, но в силу различных причин не проявляющееся пол¬ ностью. Под влиянием положительного воздействия человека на почву создается новое искусственное плодородие, которое может быть как потенциальным, так и эффективным. Созда¬ ваемое искусственное плодородие зависит от совершенство¬ вания земледельческих знаний и техники. К. Маркс указы¬ вает: «С развитием естественных наук и агрономии изменяет¬ ся и плодородие земли, так как изменяются средства, при помощи которых элементы почвы делаются пригодными для немедленного использования» *. Эффективное плодородие обусловлено исторической ступенью развития человеческого общества, его производительных сил, производственных отно¬ шений, науки и техники. Эффективное плодородие выражает¬ ся в величине получаемого урожая возделываемых культур. Искусственное плодородие в сочетании с естественным образует экономическое плодородие. 11 К. Маркс. Капитал, т. III, ч. 2. Гос Политиздат, М, 1949, стр. 783 98
Разнообразные почвы, обладающие неодинаковым перво¬ начальным плодородием, отличающиеся по потенциальному плодородию, а многие из них в результате длительного использования измененные, обладают различными агрономи¬ ческими свойствами. Это определяет необходимость диффе¬ ренцированного подхода при их использовании 1 Подробное изложение вопроса о плодородии почв дано во второй части учебника. 1*
ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС «Под почвообразовательным процессом мы понимаем тот комплекс природных явлений, который совершается на по¬ верхности суши в верхних горизонтах материнской породы под влиянием процессов создания органического вещества и его разрушения и при близком участии геологических про¬ цессов переноса и отложения элементов материнской породы. Под влиянием этого процесса порода приобретает ту сово¬ купность признаков, которая позволяет выделить таким образом изменившуюся ее часть в особый разряд природных тел — почв» *. Началом почвообразования служит поселение раститель¬ ности на поверхностном слое горных пород, под воздействием которой эти слои превращаются в новое тело природы — почву. ПЕРВИЧНЫЙ ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС Начало почвообразования на поверхности нашей планеты относится к тому отдаленному в геологических масштабах времени, когда на поверхности суши появились первые живые организмы. По вопросу о месте зарождения на Земле жизни существует несколько представлений. A. И. Опарин1 2 полагает, что жизнь впервые зародилась в морях и океанах. B. Р. Вильямс3 указывает, что до появления на суше 1 В. Р. Вильямс. Почвоведение. Избр. соч. в двух томах, т. I. Сельхозгиз, М., 1949, стр. 252. 2 См. А. И. Опарин. Возникновение жизни на Земле. Изд-во АН СССР. М„ 1957. 3 См. В. Р. Вильямс. Почвоведение. Избр. соч. в двух томах, т. II. Сельхозгиз, М., 1949. 100
зеленой растительности в атмосфере не было озона. При отсутствии в атмосфере озонированного экрана коротковол¬ новые ультрафиолетовые лучи, посылаемые солнцем, прони¬ зывали водную толщу океана до глубины полной темноты. Ультрафиолетовые лучи, пишет ученый, губительно дейст¬ вуют на живые организмы, что должно было препятствовать возможности зарождения жизни в океане. Сильное разбав¬ ление растворенных органических соединений в океанических водах неизбежно затрудняло их соединение в сложные мо¬ лекулы. В. Р. Вильямс выдвигает положение, согласно которому жизнь зародилась на суше в обломочный породах, образо¬ ванных в процессе термического выветривания массивно- кристаллических пород, дающих «ультрафиолетовую тень». Заслуживает внимания мнение Н. Г. Холодного1. Он счи¬ тает, что синтез высокомолекулярных органических соедине¬ ний должен был происходить в небольших материковых водоемах. Испарение воды из этих водоемов приводило к повышению концентрации исходных органических соедине¬ ний; это облегчало их взаимодействие и синтез высокомоле¬ кулярных соединений. Представляется возможным сочетание гипотез В. Р. Виль¬ ямса и Н. Г. Холодного, приводящее к выводу о возникно¬ вении жизни в воде, которая скапливалась в вогнутых углублениях, заполненных обломочными породами. В ука¬ занных условиях имелась «ультрафиолетовая тень» и повы¬ шенная концентрация исходных органических соединений (в результате испарения влаги), делающая возможной их соединение (конденсацию). Начальной стадией возникновения первичных организмов было выделение из растворов смеси органических соедине¬ ний особых полужидких студенистых образований — коацер- ватов определенного строения, но проницаемых для воды и растворов. Способность к реакциям поглощения и обмена в дальнейшем послужила основой для развития явлений пита¬ ния, переходу коацерватов в пробионты, а затем в простей¬ шие первичные живые организмы — архебионты. Глав¬ ное отличие архебионтов от их предшественников — способ¬ ность к 'превращению поступающих из окружающей среды соединений в составные части организма, т. е. к ассими¬ ляции. 1 См. Н. Г. Холодный. К проблеме возникновения и развития жизни на Земле. «Успехи современной биологии», 1945, т. 19, вып. 1. 101
Источником углеродного питания первичных организмов служили метан и другие газообразные органические соеди¬ нения, содержавшиеся в атмосферном воздухе, из которого они черпали и азот, используя аммиак воздуха. Зольные эле¬ менты в достаточном количестве были в материнской породе. Воду приносили атмосферные осадки. Необходимую для жизни энергию первичные организмы добывали путем экзо¬ термических реакций окисления. Это было время преоблада¬ ния хемосинтеза, что дало основание отнести всю указанную группу микроорганизмов к хемотрофам. Через очень большой (в геологическом понимании) отре¬ зок времени в процессе эволюции архебионтов возникли многочисленные и разнообразные бактерии и водоросли,нали¬ чие которых установлено в древнейших кембрийских отло¬ жениях. Дальнейшая эволюция привела к появлению грибов и лишайников. Названные организмы обусловили первые стадии начального периода единого почвообразовательного процесса. В. Р. Вильямс выделяет следующие стадии. Первая стадия состояла в воздействии первичных хемо- трофов на материнские горные породы, богатые закисными соединениями железа и марганца. Хемотрофы черпали необ¬ ходимую им энергию путем окисления этих соединений, подобно живущим в настоящее время железобактериям. В результате окисления железа и марганца возрастал их объем, что приводило к разрыхлению поверхностного слоя породы. Освобождаемый из силикатов кремний в условиях слабощелочной реакции переходил в растворимое состояние, и стекавшие воды уносили его в океан. Гидроокиси железа и марганца частью оставались на месте, частью сносились делювиальными водами в понижения рельефа. В результате образовались мощные толщи первичных железных и марган¬ цевых руд, которые в дальнейшем приобрели кристалличе¬ ское строение. Вторая стадия — появление в железных рудах фосфора и серы. Эти элементы входят в состав протоплазмы и ядра. Появление их указывает на более высокую степень развития организмов, участвовавших в создании отложений. Третья стадия наступает с накоплением в приземном слое воздуха таких количеств углекислоты, при которых стано¬ вится возможным образование бикарбонатов. Это очень важный момент в истории Земли. До этого щелочноземель¬ ные металлы были малоподвижны; с образованием бикарбо¬ натов связано начало передвижения кальция и магния в геологическом круговороте элементов. 102
Появление н>а Земле жизни неизбежно привело к ее про¬ тивоположности — смерти. Накопление на поверхности суши мертвого органического вещества было предпосылкой для возникновения организмов, его разрушающих, и образова¬ нию углекислоты как продукта распада. ПЕРЕХОД ОТ ПЕРВИЧНОГО ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА К СОЗДАНИЮ ПОЧВ С РАЗВИТЫМ ПРОФИЛЕМ Обогащение приземных слоев атмосферы углекислотой было необходимым условием для появления на земной по¬ верхности зеленых растений и фотосинтеза. Хемосинтез полу¬ чил подчиненное значение, став реликтом прошлых геологи¬ ческих эпох. Возникновение фотосинтеза — новый период в истории развития жизни на Земле. С ним связано появле¬ ние высших растений, приведших к синтезу больших масс органического вещества и обогащению атмосферы кислоро¬ дом. Возникновение на поверхности суши покрова из высших растений обусловило формирование почв с развитым профи¬ лем и привело к крупным изменениям в ходе большого гео¬ логического круговорота, включая круговорот воды. На материках, лишенных покрова из высшей раститель¬ ности, внутриматериковый влагооборот был очень мал. След¬ ствием этого было широкое распространение пустынных климатических условий. Очагами расселения высшей расти¬ тельности послужили прибрежные области с теплым и влаж¬ ным приморским климатом. С поселением высшей раститель¬ ности началось усиление внутриматерикового влагооборота и сокращение пояса пустынь. Одновременно в процессе эво¬ люции вырабатывались растительные формы, приспособлен¬ ные к засушливому климату. Низшая растительность не могла защитить земную поверхность от смыва делювиальными водами образуемого мелкозема, и воды в большом количестве уносили его в океан. Создание оплошного покрова высшей растительности резко снижало и даже прекращало смыв мелкозема. Из об¬ ломочной породы, лишенной капиллярной скважности, атмосферные осадки почти беспрепятственно выносили все растворенные соединения. Высшая растительность обуслов¬ ливает накопление значительных количеств перегноя и мел¬ козема, создание капиллярной скважности, а следовательно влагоемкости, что уменьшает промывание атмосферными осадками. Корневые системы высшей растительности, погло¬ 103
щая из просачивающихся вод биологически важные элемен¬ ты, вовлекают их в биологический круговорот. В результате изменяется количество и качественный состав вод, посту¬ пающих в океан. Верхние слои формируемой почвы обога¬ щаются перегноем, азотом, элементами зольного питания. \ Та бл и ц а 6 Соотношение между периодами единого почвообразовательного процесса и филогенией растительных формаций * Тип и период Основные рас- Важнейшие растения- Геологические перио¬ ды (млн. лет) в в* £ почвообразова¬ нии тительные формации поч вооб разо вател и появление расцвет I первичный лишайниковые и моховые ас¬ социации низшие симбио¬ тические расте¬ ния — лишайники (15 тыс. видов). Высшие архегони- алъные растения— мхи (16 тыс. ви¬ дов) . девон (320) карбон (280) II ПОДЗОЛИСТЫЙ хвойные леса вершина разви¬ тия голосемен¬ ных — порядок хвойные (460 ви¬ дов) пермь (206) юра (141) III чериолесный (бурые и серые лесные почвы) дубравы и дру¬ гие широколи¬ ственные леса покрытосемен¬ ные (древесные), группа однопо¬ кровных, семей¬ ство буковых (400 видов) мел (116) третичный (56) IV черноземный злаковые и зла¬ ково-разнотрав¬ ные степи вершина разви¬ тия однодольных покрытосеменных, семейство злако¬ вых (6 тыс. видов) третич¬ ный четвер¬ тичный V каштановый и бурый степной полынные и по¬ лы нно-ромаш- никовые степи вершина разви¬ тия двудольных покрытосеменных, семейство сложно¬ цветных (15—20 тыс. видов) третич¬ ный (56) четвер¬ тичный о) * Ф. С. Соболев. Почвообразовательный процесс и этапы развития рас¬ тительности. «Почвоведение», 1954, № 1. В таблицу внесены уточнения, ка¬ сающиеся первого периода. 104
В ходе эволюционного развития растительности и созда¬ ваемых ею почв Ф. С. Соболев выделяет следующую после¬ довательность смены (табл. 6). Природный ход почвообразовательного процесса тя-нется до четвертичного периода, когда на арене жизни появляется человек, который вмешивается в стихийное течение природ¬ ных процессов. В дальнейшем влияние человека на почво¬ образовательный процесс непрерывно возрастает. Эволюция жизни на суше и обусловленное ею развитие почвообразовательного процесса оказали колоссальное влия¬ ние на жизнь в океане. Вместе с минеральными частицами делювиальные воды сносили в него живые организмы. Развитие жизни в океане остается тесно связанным с почвообразованием на суше. Первым стадиям развития пер¬ вичного почвообразовательного процесса, когда стекающие с суши в океан воды приносили много кремния и мало изве¬ сти, соответствовало развитие в океане организмов, строив¬ ших свои скелеты из кремнезема. Это время преобладания в составе морской флоры диатомовых водорослей, а в мор¬ ской фауне — многочисленных представителей, от радиоля¬ рий до трилобитов и ганоидных рыб. Накопление в атмо¬ сферном воздухе углекислоты и возрастающий вынос с континентов кальция в форме бикарбонатов создали усло¬ вия для массового развития в океане организмов, строящих скелет из извести. На континентах животные появились значительно позд¬ нее, чем в океане, когда растительность на суше достигала такого развития, что могла обеспечить животных достаточ¬ ным количеством пищи. Последующая эволюция наземной фауны отмечена несколькими геологическими явлениями, вызвавшими массовое вымирание одних животных и разви¬ тие других. Б. Л. Личков1 связывает эволюцию животного мира с развитием растительности и почвенного покрова. В истории развития биологического мира и почвенного покрова неодно¬ кратно происходило чередование трех фаз: ледниковой, пустынной и промежуточной между ними — умеренно теплой и влажной. При переходе от ледниковой фазы к пустынной происходит последовательная смена тундры, леса, степи, пустыни. Каждой растительной формации соответствует не только флористический, но и фаунистический комплекс. 1 См. Б. Л. Личков. Геологические периоды и эволюция живого вещества. «Жури, общей биологии», 1945, № 3. 106
Смеша растительных формаций неизбежно вызывает измене¬ ния и в животном мире. Наступление пустынной фазы сокращает кормовые ре¬ сурсы. Обедненный растительный покров не может обеспе¬ чить животное население пищей, а пересохшие источники— водой, что вызывает массовую гибель наиболее крупных животных, нуждающихся в особенно большом количестве пищи и воды. В ледниковую фазу наступающие льды вызы¬ вают переселение огромных масс животных в более теплые страны. Гибнут менее прогрессивные формы, а выживают — способные к дальнейшей эволюции. Таким образом, эволюция наземного животного мира тесно связана с развитием почвенного покрова континентов. Плодородие почвы создается под воздействием сменяющихся растительных формаций и в свою очередь влияет на количе¬ ство и качество органического вещества, создаваемого этими формациями, а через них определяет условия питания, сле¬ довательно, существование животного мира. ИЗМЕНЯЕМОСТЬ ПОЧВ В ПРОСТРАНСТВЕ Современное распределение почв на территории конти¬ нентов в значительной части связано с оледенениями, быв¬ шими в четвертичном периоде, и последующим изменением климата на освобождаемой от льда территории. Надвигание ледникового покрова и деятельность талых ледниковых вод на обширных площадях уничтожили ранее бывшую расти¬ тельность, почвенный покров, материнские горные породы и рельефы. Был создан новый рельеф, отложены новые или обнажены более древние горные породы. На фоне общего потепления климата, за краем отступающего ледника, на обсыхающей от талых ледниковых вод территории шло постепенное расселение растительности, смена растительных формаций, образование и развитие почвенного покрова, переход одного типа почв в другой. Лишь на территории, не затронутой ледниками и талыми ледниковыми водами, а также эрозией, почвенный покров мог сохраниться с третичного периода. Подобные территории мы имеем, по-видимому, в тропических и субтропических странах, в Восточной Сибири и т. д. Однако полное отсут¬ ствие нарушения почвенного покрова под влиянием эрозии с третичного периода доказать трудно. В ряде мест почвообразовательный процесс был прерван морскими трансгрессиями, смывшими ранее созданные поч¬ 106
вы, отложившими молодые морские осадочные породы, на которых после отступания моря поселилась растительность и начался новый почвообразовательный процесс. Примером могут служить отложения Арало-Каспийской трансгрессии. Следует еще указать на значение эоловых явлений, пере- вевания ветром песка, что приводит к разрушению ранее созданных почв и формированию новых на переотложен- ных песках. Эти явления особенно распространены в местно¬ стях с засушливым климатом. Рассмотрение почвенной карты мира наглядно показы¬ вает закономерное распределение почв по земле. Наиболее отчетливо эта закономерность выступает на самом крупном массиве суши, образованном сочетанием материков Евразии и Африки. Крайний Север занят полосой тундр. Далее простирается обширная полоса дерново-подзолистых почв под хвойными, а южнее — под хвойно-лиственными лесами. Узкая полоса серых лесных почв под дубравами отделяет дерново-подзо¬ листые почвы от черноземов под лугово-стелной и степной растительностью, сменяемых к югу каштановыми почвами сухих степей. Затем отчетливо выступает широкая полоса пустынь сухого субтропического пояса. На Африканском континенте видно, как пустыни через полосу саванн перехо¬ дят в тропические почвы муссонных, а далее и дождевых лесов (рис. 22). Описанная закономерность в распределении почв уста¬ новлена и описана Н. М. Сибирцевым (1895) под названием закона зонального распределения почв. В дальнейшем это по¬ ложение В. В. Докучаев распространил на горные страны, для которых он показал закономерную смену растительности и почв от подножия горных цепей к снежным вершинам. В последующем В. В. Докучаев расширил эти наблюдения, сформулировав общий закон зональности природы. Об общей закономерности распределения почв в виде бо¬ лее или менее широких полос, вытянутых в широтном направ¬ лении (с востока на запад) и чередующихся от полюсов к экватору, имеются отклонения, обусловленные местными причинами: очертанием материков, направлением и характе¬ ром морских течений и ветров, расположением горных цепей, высотой местности над уровнем моря и т. д. На размещение почв в пространстве в пределах отдель¬ ных зон большое влияние оказывает рельеф местности. Чем сложнее сочетание выпуклых и вогнутых элементов рельефа, тем неоднороднее почвенный покров. 107
Дерново' подзолисто* зона Южная тайга Средняя тайга Северная тейео Лесотундра Тундра Широколиственные леса - a черноземная зона Каштановая аана / Слуховые стели ковыльные ствол Сухие стеля ельники- черничник и сосняки черничники на подзорах Ельники- кисличкикк на подзолах и слад дерновых сильному золистых почвах Смешанный лес с преовла т донием ели о “• сосны но дер - слово- подзолистых почв ох дубравы но серым лесных и дерновые ела б о подзолистой почвах риговые степи на мощных черноземах Тип чакодо - ковыльные степи на обыкновенных черноземах Типчаков о - ковыльные степи ми темно- каштановых почвах Рис. 22. Почвенно-ботанический профиль по 42-му меридиану (составили Г. Л. и Н. П. Ремезовы): 1 — горизонт накопления перегноя и элементов питания растений; 2 — подзолистый го¬ ризонт, обедненный элементами питания; 3 — горизонт накопления, куда вмыты железо и алюминий из подзолистого горизонта, состоящий из подгори зонтов: а — переходного от подзолистого к горизонту накопления и б—собственно горизонт накопления: 4 — переходный к материнской горной породе, в черноземных, каштановых и серозем¬ ных почвах обогащенный карбонатами щелочноземельных металлов, а глубже и гип¬ сов; 5 — оглеенный горизонт тундры
Масштаб колебания рельефа в природе различен. Выде¬ ляют рельеф гор, предгорий, равнин. Равнины — не совершен¬ но ровные пространства. Они расчленены на повышенные во¬ дораздельные участки, которые террасами (ступенями) спус¬ каются к поймам рек, озер, берегам морей, образуя макро¬ рельеф. На отдельных элементах макрорельефа имеются местные повышения и понижения: холмы, гривы, западины и т. д. Это элементы мезорельефа. Кроме того, встречаются совсем небольшие колебания рельефа, высота и глубина ко¬ торых измеряется долями метра — это микрорельеф. Изме¬ нения в мезо- и микрорельефе, влияющие на водный режим и характер растительности, обусловливают комплексность поч¬ венного покрова. ИЗМЕНЕНИЕ ПОЧВ ВО ВРЕМЕНИ Как и все в природе, почва изменяется во времени. Имеет¬ ся несколько представлений о направлении изменения почв во времени, что связано с неодинаковым пониманием движу¬ щих сил, определяющих это развитие. Одно время широкое распространение получили представ¬ ления, согласно которым изменение почв во времени обуслов¬ лено в первую очередь (или даже исключительно) климати¬ ческими причинами, главным образом промыванием почвы атмосферными осадками, обусловливающими вымывание из почвы растворимых соединений. Определенное значение при¬ давали и температурным условиям, влияющим на процесс вы¬ ветривания. При этом не отрицали влияния других почвооб- разователей, установленных В. В. Докучаевым, в том числе растительности, но им не придавали решающего значения. Подобные воззрения отражали геологическое представление о почве как коре выветривания и недостаточно учитывали специфические особенности почв как самостоятельного есте¬ ственноисторического тела. На этой основе П. С. Коссовичем была предложена тео¬ рия почвообразования, рисующая развитие почв от серозема к чернозему, а затем подзолу. Согласно этой теории возра¬ стающее вымывание из почвы растворимых солей и общее изменение климата в сторону повышения влажности приво¬ дит к развитию более богатой травянистой растительности и переходу сероземов в каштановые почвы, а затем — черно¬ земы. Дальнейшее обеднение почв основаниями под влия¬ нием возрастающего промывания обусловливает оподзоли- вание чернозема, переход его в серые лесные почвы, и в ко¬ 109
нечном итоге в предельно обедненную почву — подзол. По¬ нижение содержания в почве элементов питания под влия¬ нием вымывания благоприятствует смене степной раститель¬ ности лесом, который, усиливая промывание почв, способст¬ вует оподзоливанию. Роль растительности П. С. Коссович сводит преимущественно к накоплению перегноя и влиянию на водный режим. На исключительно важную роль растительности в почво¬ образовании указывали М. В. Ломоносов, В. В. Докучаев, Г1. А. Костычев, А. Н. Сабанив. Особенно подробно вопрос о роли растительности в почвообразовании разработан В. Р. Вильямсом. Можно дать следующее обобщение совре¬ менных представлений о причинах, обусловливающих разви¬ тие почв во времени. В почве протекают многие противоположные процессы. В качестве примера можно назвать малый биологический и большой геологический круговороты элементов, синтез и раз¬ ложение органических веществ, минералов, поглощение и от¬ дача (излучение) тепла, впитывание и испарение влаги и т. д. Почвообразование начинается с момента поселения на горной породе растительности, накопления перегноя и биоло¬ гически важных элементов питания. Роль растительности за¬ ключается не только в накоплении перегноя, но в концентра¬ ции в верхних слоях почвы элементов питания, собираемых корневыми системами из значительного объема почвы, в за¬ щите почвы от водной и ветровой эрозии, создании особого фитоклимата и т. д. До поселения растительности процесс промывания поро¬ ды атмосферными осадками протекал беспрепятственно, в результате которого в большой геологический круговорот эле¬ ментов поступали растворимые продукты выветривания. Одно¬ временно шли процессы смыва делювиальными водами и сду¬ вание ветром мелкозема. Поселение растительности, защищающей почву от смыва и сдувания мелкозема, повышающей водоудерживающую спо¬ собность горной породы, превращаемой в почву, аккумули¬ рующей биологически важные элементы, оказывает противо¬ положное действие, сокращая вымывание из почвы продук¬ тов почвообразования и выветривания, вовлечение их в боль¬ шой геологический круговорот. Таким образом, ведущее про¬ тиворечие, определяющее развитие почв,—противоречие между малым биологическим и большим геологическим кру¬ говоротами элементов. 110
Главная сторона противоречия — биологический кругово¬ рот элементов; он осуществляется растительностью при уча¬ стии животных. Именно растительность, разрыхляя верхние слои горной породы, накапливая в почве перегной и элемен¬ ты питания, обусловливая ряд других изменений, создает ус¬ ловия для' смены менее требовательных к почвенным усло¬ виям растительных формаций более требовательными. В со¬ ответствии с общим законом развития биологического мира от простого к сложному, от низшего к высшему общая линия природного развития почвы, обеспечивающей условия для жизни растительности, а через растительность — животного мира, идет по восходящей линии. От этой основной линии развития, конечно, возможны отдельные местные отклонения, возвращения назад и т. д Однако все эти отклонения проте¬ кают на фоне основной, преобладающей линии развития жизни на земле. В основе биологического круговорота лежит противоречие второго порядка — между синтезом и разложением органиче¬ ского вещества, которое в известных условиях, например, в торфяноболотных почвах, может стать ведущим противоре¬ чием. Равным образом для большого геологического круговоро¬ та второстепенными противоречиями служат поступление в почву влаги и ее расход на испарение и транспирацию. Да¬ лее идет ряд противоречий низших порядков, на перечисле¬ нии которых в данной работе нет необходимости останавли¬ ваться. Скорость почвообразования зависит от условий. Принято различать абсолютный и относительный возраст почв. Под абсолютным возрастом следует понимать время, прошедшее с начала формирования данной почвы до настоя¬ щего времени. Почвы одинакового абсолютного возраста мо¬ гут находиться на различных стадиях развития, что отра¬ жает их относительный возраст. Почва, развивающаяся медленнее, будет находиться на более ранней стадии разви¬ тия. Первая почва будет относительно моложе, вторая старше. На определенных этапах человек прерывает стихийное течение единого почвообразовательного процесса. Вырубки леса, распашка, введение плодосмена, внесение удобрений, орошение, осушение, строительство водохранилищ и другие мероприятия существенно изменяют свойства почв, а иногда создают совершенно новые почвы. Примером могут служить культурнополивные почвы земледельческих оазисов Средней Ш
Азии, образованные из ирригационных наносов, мощность которых достигает 2 м, а иногда и более. таксономия почв Главной таксономической единицей служит генетический тип почв, который устанавливают на основании свойств поч¬ венного профиля, созданных в результате исторического раз¬ вития почвы под воздействием сменяющихся растительных формаций в определенных физико-географических условиях. Тип почв — это совокупность почв, зани¬ мающих определенную территорию, объеди¬ няемая общностью морфологического строе¬ ния химических и физических свойств поч¬ венного профиля, характером распределения в почвенном профиле перегноя, валового содержания окислов, ила, воднораствори¬ мых солей, карбонатов и некоторых услов¬ но подвижных соединений (аморфной Si02, гелей полуторных окислов); составом и рас¬ пределением по профилю обменныхкатионов; активной реакцией; качественным составом органического вещества. Следующая после генетического типа таксономическая единица — генетический подтип. Генетические подтипы пред¬ ставляют фазы развития почвообразования в границах типа и служат связующими звеньями между типами. Они отражают особенности почвообразования в переходной полосе между двумя различными генетическими типами. Наиболее мелкая таксономическая единица — вид почвы. Виды почв соответствуют различным стадиям развития в пределах генетического типа. Разновидности почв устанав¬ ливают по механическому составу. СТРОЕНИЕ ПРОФИЛЯ ПОЧВЫ Под влиянием почвообразовательного процесса происхо¬ дит расчленение поверхностного слоя материнской горной породы, превращенного в почву, на генетические горизонты и подгоризонты. Каждому типу почв присуще свое, характер¬ ное для данного типа, строение и чередование этих горизон¬ тов. До последнего времени для обозначения генетических го¬ ризонтов и подгоризонтов широко применяют следующую си¬ стему. Начальными буквами латинского алфавита обозна¬ 112
чают горизонты путем добавления к ним цифровых индек¬ сов — подгоризонты: А — горизонт биологического накопления (аккумуляции) перегноя, азота, зольных элементов; А0 — лесная подстилка, дернина; Ai — подгоризонт биологического накопления перегноя, азо¬ та, зольных элементов; Аг — подгоризонт подзолистый (образуется только в подзо¬ листый период почвообразования), в котором происходит биохимическое разрушение силикатов, алюмосиликатов, коллоидных комплексов, сопровождающееся выносом молекулярно растворимых и коллоидно-диспергирован¬ ных продуктов. Характерно обеднение полуторными окислами (железом, алюминием). Этим же знаком обоз¬ начают подгоризонт накопления кремнекислоты в со¬ лонцах и солодях'; В — горизонт вмывания и новообразования (иллювиально¬ метаморфический). В нем частично задерживаются продукты почвообразования, вмываемые из вышележа¬ щего. В нем же происходит новообразование минералов из вымываемых в него продуктов изменения минералов материнской породы, в нем находящихся; Bi—переходный подгоризонт (совмещает черты строения го¬ ризонтов А и В); В2 — подгоризонт накопления и новообразования; Вз — нижняя часть горизонта накопления, начало перехода к неизменной материнской породе; G — глеевый горизонт, для которого характерно восстановле¬ ние окисных соединений железа в закисные; BG — горизонт вмывания и накопления с пятнами оглеения; С — материнская горная порода, не измененная почвообразо¬ вательным процессом. Однако в сероземах, каштановых почвах и черноземах этим знаком обозначают материн¬ скую породу с отчетливыми признаками вмывания кар¬ бонатов в виде лжегрибницы, белоглазки, журавчикор, а также гипса; Д — подстилающая горная порода. Это обозначение приме¬ няют в тех случаях, когда происходит смена горных по¬ род: верхняя часть профиля образована из одной поро¬ 1 Неоднократно возникал вопрос о целесообразности выделения это¬ го лодгоризоита в самостоятельный генетический горизонт как принци¬ пиально отличный от вышележащего. 8 Зак. 228 113
ды, а нижняя — из другой. Такие профили почв назы¬ вают двучленными. Приведенная исторически сложившаяся система обозна¬ чения генетических горизонтов и подгоризонтов имеет многие недостатки, как частично показано сделанными оговорками. Попытки построить новую рациональную систему обозначе¬ ния не увенчались пока успехом, поэтому приведенной систе¬ мой продолжают пользоваться большинство почвоведов. В настоящее время учение В. Р. Вильямса о едином почвообразовательном процессе является дискуссионным'. 11 И. П. Герасимов. Задачи советского почвоведения в свете новой программы и решений XXII съезда КПСС. Докл. на II Всесоюзном съезде почвоведов СССР 10—16 сентября 1962 г. «Почвоведение», 1962, № 11
ЗОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВ ПОЧВЫ ТУНДРОВОЙ зоны К югу от области вечных снегов арктических широт, где средняя температура самого теплого месяца около нуля, ле¬ жит зона тундр. Она занимает крайний север Евразии и Америки. Общая площадь тундровой зоны 6 млн. кв. км, или 4% от поверхности суши; в СССР тундры занимают 1,8 млн. кв. км, или около 8% территории. Климат тундровой зоны очень суровый. Средние годовые температуры в тундрах Европы ниже нуля, а в Сибири — ниже —10°, местами доходят до —17°. Средняя температура самого теплого месяца июля ниже 10° (но не ниже нуля). Заморозки и снегопады бывают в течение всего летнего сезо¬ на. Количество атмосферных осадков в западной части (Коль¬ ский полуостров) около 400 мм в год, к востоку оно снижается (в Сибири — 200—300 мм, а в устье р. Лены — 100 мм). Большая часть осадков выпадает в июле, августе, сентябре. Снежный покров в западной части около 50 см, к востоку уменьшается до 25 см. Характерны сильные ветры, которые сдувают снег с повышенных мест. Вегетационный период продолжается 2—3 месяца в усло¬ виях длинного полярного дня. Короткое прохладное лето сме¬ няется продолжительной суровой зимой с длинной полярной ночью. Небольшая мощность снегового покрова приводит к глубокому промерзанию почвы. За короткий летний период почва успевает оттаять на небольшую глубину; ниже остает¬ ся вечно мерзлый слой. Глубина залегания слоя вечной мерз¬ лоты колеблется от 30—80 см до 200 см. В восточной части местами слой вечной мерзлоты превышает 100 м. 8* 115
Вечная мерзлота — постоянный источник холода. Она за¬ держивает развитие биологических процессов, препятствует распространению корневых систем растений и способствует широкому развитию процессов заболачивания. Рельеф тундровой зоны преимущественно равнинный; лишь местами нарушают заходящие в тундру горные кряжи. Материнские породы — разнообразные массивнокристалличе¬ ские и осадочные породы разного возраста. На больших пло¬ щадях коренные породы покрыты плащом ледниковых отло¬ жений. В северной части значительные территории заняты песка¬ ми и глинами бореальной трансгрессии. Отличительная особенность тундровой зоны — безлесье. Разнообразие вносят речные долины, по которым в южную часть этой зоны проникает древесная растительность. Сноси¬ мый в речные долины снег уменьшает здесь глубину зимне¬ го промерзания почвы, в результате чего горизонт вечной мерзлоты опущен на значительную глубину (иногда до 15—20 м). В прошлом тундровые ландшафты простирались значи¬ тельно дальше к югу. Об этом свидетельствуют находки в ископаемом состоянии остатков тундровых растений и живот¬ ных даже южнее широты Москвы. В период отступления ледникового покрова за его краем двигалась к северу полоса тундр. Арктическая тундра. Непосредственно за областью веч¬ ных снегов и льдов простирается подзона арктической тунд¬ ры. Для нее характерно полное отсутствие древесной расти¬ тельности не только на водоразделах, но и в речных доли¬ нах. Климатические условия настолько суровы, что на ров¬ ных местах водоразделов даже неприхотливые мхи и лишай¬ ники вымерзают. Сплошного растительного покрова нет. В северной части преобладает каменистая тундра. Свирепые полярные ветры выдувают мелкозем, и лишь под защитой крупных обломков горных пород, предохраняющих мелкозем от сдувания, встречаются подушки кустистых лишайников: оленьего «мха» Cladonia rangiferina, исландского «мха» Cet- raria islandica и других. Накопленные ими небольшие количе¬ ства перегноя 'позволяют поселиться микотрофным мхам и не¬ которым травянистым растениям: куропаточьей траве (Dryas octopetala), полярным макам (Papaver radicatum), альпий¬ ской толокнянке (Arctous alpina) и т. д. (рис. 23). Поверх¬ ность камней покрыта корковыми и накипными лишайниками. Почвообразование находится в начальной стадии. 116
В южной части подзоны растительность развивается по¬ лосами по неглубоким узким ложбинам, в которых зимой скапливается снег, защищающий растения от вымерзания. Поверхность представляет сочетание лишенных раститель¬ ности пятен, окруженных узкими полосками из кустистых ли- Рнс. 23. Характерные растения тундры: / — голубика; 2 — осока прямостоячая; мак полярный; березка карликовая, 5 — куропаточья трава; 6 — водяника шайников и зеленых мхов с небольшим участием травянистой растительности по микролощинам (рис. 24). Более значи¬ тельные понижения заняты осоковыми болотами. Лишенные растительности пятна содержат небольшие количества карбонатов кальция (и магния), а иногда — гипс. В микролощинах под полосками растительности образован небольшой мощности (5—10 см) слой мелкозема, обогащен¬ ный перегноем. По днищам впадин и нижним частям склонов встречаются низинные болота. Сфагновых болот в арктической тундре нет. Субарктическая тундра. К югу от описанной подзоны про¬ стирается субарктическая тундра. Для нее характерен сплош¬ ной растительный покров; лишь в северной переходной части встречаются голые пятна. Для ландшафта субарктической тундры типично отсутствие древесной растительности и пре- 117
Рис. 24. Пятнистая тундра
обладание в надпочвенном покрове разнообразных лишайни¬ ков, которые придают поверхности однообразный серый тон. Из лишайников наиболее распространены кустистые виды: кладонии, цетрарии, алектории. Общий запас массы лишай¬ ников 10—30 ц/га. Прирост лишайников за вегетационный период 1—3 мм, поэтому для создания указанной массы тре¬ буется 15—20 лет. В создании растительного покрова кроме лишайников принимают участие зеленые мхи и в небольшом количестве кустарнички. Общая их масса от 3 до 25 ц/га. В субарктической тундре развиты охристо-глеевые и скрытоглеевые тундровые почвы. В первых неяркие сизые и охристые пятна покрывают всю стенку разреза. Скрытоглее¬ вые почвы имеют однородную палево-зеленоватую окраску. Валовые анализы не обнаруживают заметного передвижения окислов в профиле почвы. Почвообразовательный процесс выражен небольшим накоплением перегноя в верхней части профиля, незначительным развитием оглеения и выносом из верхних горизонтов растворимых солей. Южная тундра. Это преимущественно кустарниковая тундра с отдельными низкорослыми угнетенными деревьями. Первый ярус образует карликовая береза (Betula папа) с не¬ большим участием карликовой сизой ивы (Salix glauca), ба¬ гульника (Ledum palustre), голубики (Vaccinium uliginosum). Это так называемый березовый ерник. Следующий ярус обра¬ зован осокой (Careх rigida), водяникой (Empetrum nigrum), куропаточьей травой (Dryas octopetala), овсяницей (Festuca supina) и др. Нижний ярус состоит из бурых и зеленых мхов в сочетании с лишайниками. Почвы — глеевые тундровые. Под перегнойно-аккумуля¬ тивным горизонтом мощностью около 5 см залегает сплош¬ ной глеевый горизонт с очень яркой синей окраской, реже зе¬ леновато-сизоватой (эта окраска наблюдается до горизонта вечной мерзлоты). Несмотря на сильную степень заболочен¬ ности, торфянистость не выражена. В южной тундре большие площади заняты сфагновыми болотами; отдельные острова болот проникают и в подзону субарктической тундры. По речным долинам в подзону южной тундры заходит лесная растительность. Отдельные острова лесной раститель¬ ности встречаются на песчаных материнских породах, где го¬ ризонт вечной мерзлоты залегает на большей глубине. Под этими островами леса распространены карликовые подзолы. Под маломощным (1—2 см) грубоперегнойным слоем лежит белесый подзолистый горизонт, который на глубине 5—6 см 119
сменяется горизонтом вмывания. Мощность всего профиля ограничена 10—15 см. Лесотундра. Переход от тундровой зоны к таежной про¬ исходит постепенно, через промежуточную подзону лесотунд¬ ры. В этой переходной подзоне на фоне кустарниковой тунд¬ ровой растительности разбросаны группы деревьев, образую¬ щие небольшие рощицы. Деревья имеют довольно угнетенный вид: стволы корявые, ветви покрыты лишайниками, низкорос¬ лы (не выше 6 м). В составе древостоя преобладает ель, сос¬ на, далее к востоку — лиственница. Большие площади заняты сфагновыми болотами. Хозяйственное использование. До недавнего времени тунд¬ ровая зона была областью кочевого оленеводства и охотничь¬ его промысла. За последние годы достигнуты значительные успехи в полярном земледелии. Наиболее пригодны для зем¬ леделия легкие песчаные, супесчаные и легкосуглинистые почвы с глубоким залеганием горизонта вечной мерзлоты. Благоприятны южные и юго-восточные склоны. Почвы тундры отличаются малой биологической актив¬ ностью, бедностью элементами питания, часто повышенной кислотностью и наличием токсических (для многих сельско¬ хозяйственных растений) концентраций подвижного алюми¬ ния. Существенное отрицательное влияние оказывает непро¬ должительность вегетационного периода и неблагоприятный тепловой режим, наличие вечной мерзлоты. ПОЧВЫ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ зоны Южнее тундровой зоны, через всю северную часть Евразии и Северной Америки, широкой полосой протянулась дерново-подзолистая зона. Она занимает 25 млн. кв. км, или 15% от поверхности суши, из них 9 млн. кв. км, или 6%, при¬ ходится на горноподзолистые почвы. В СССР дерново-подзо¬ листая зона занимает 11,6 млн. кв. км (53%), из них 4,6 млн. кв. км (21%) приходятся на долю горноподзолистых почв. Около 1,5 млн. кв. км занимают болота. Условия почвообразования. Климат в дерново-подзолис¬ той зоне значительно теплее, чем в тундровой; зимы более короткие и менее суровые; атмосферных осадков выпадает больше; вегетационный период продолжительнее. Средняя го¬ довая температура в европейской части около 4°, в Сибири— опускается ниже нуля, а в Якутии доходит до —10°. Продол¬ жительность периода с температурой более 5° — от 120 до 180 дней. Сумма атмосферных осадков в европейской части 120
700—600 мм, к востоку снижается до 400 мм (в Сибири) и 350—300 мм (в Якутии). Восточнее р. Енисея имеется веч¬ ная мерзлота. Рельеф на большей части территории — расчлененная рав¬ нина. Для северо-запада европейской части характерно чере¬ дование конечно-моренных гряд с 'плоскими моренными рав¬ нинами; на остальной части, сложенной глинистыми и сугли¬ нистыми породами,— пологоволнистый. Вдоль южной грани¬ цы зоны проходит обширная полоса аккумулятивных равнин, заполненных кварцевыми песками; ее прерывает лишь Сред¬ не-Русская возвышенность. В Карелии, на Кольском полу¬ острове, в области Тиманского кряжа и Урала рельеф имеет гористый характер. В азиатской части выделяется обширная Западно-Сибир¬ ская низменность с выровненным рельефом и сильно заболо¬ ченная. К востоку от реки Енисея рельеф приобретает все более гористый характер. Существенное влияние на почвообразовательный процесс оказывает характер материнских пород. Наиболее распрост¬ ранены: 1. Валунные песчанистые суглинки и супеси (моренные): а) с валунами кристаллических пород, б) с валунами из¬ вестняков. 2. Покровные пылеватые глины и суглинки. 3. Лёссовидные пылеватые глинки и суглинки. .4. Кварцевые пески. 5. Элювий и делювий коренных пород, большей частью мергелистых глин. 6. Элювий массивнокристаллических пород (гранитов, гранито-гнейсов, базальтов). Вся территория зоны одета сплошным покровом лесов, преимущественно хвойных. В европейской части это еловые (на западе) и елово-пихтовые (на востоке) леса; на песча¬ ных породах их сменяет сосна. В азиатской части, кроме то¬ го, обширные площади заняты лиственницей и пихтой с уча¬ стием кедра сибирского. Гари и вырубки временно заселяют мелколиственные породы (береза, осина), под пологом кото¬ рых идет восстановление хвойного леса. Большие пространст¬ ва, особенно на севере, заняты болотами. По характеру лесной растительности в дерново-подзолис¬ той зоне выделяют три подзоны. На Крайнем Севере, вдоль границы с лесотундрой, тянется подзона заболоченных хвой¬ ных лесов-долгомошников с покровом из кукушкина льна. Они чередуются с громадными сфагновыми болотами. Лишь 121
по отдельным дренированным островам можно встретить не¬ заболоченные леса. Далее к югу простирается обширная под¬ зона, образованная сомкнутыми высокоствольными хвойными лесами с покровом из зеленых блестящих мхов (Pleurozium Schreberi, Hylocomium proliferum, Dicranum undulatum и другими), а местами — кислицей. В европейской части еще южнее расположена подзона смешанных хвойно-широколист¬ венных лесов. Сочетание хвойных пород с широколиственны¬ ми (дуб, липа, клен, на западе — граб) изменяет весь облик леса. Многоярусность насаждения делает возможным бесчис¬ ленное сочетание древесных и кустарниковых пород. Кроны леса пропускают достаточно света для развития травянистой растительности, представленной особыми лесными видами, объединяемыми под общим названием «дубравное широко- травье». Подзона хвойно-широколиственных лесов отличается наи¬ большей плотностью населения, старой земледельческой культурой, наличием большого числа крупных городов и про¬ мышленных центров. В ней значительные площади освобож¬ дены от леса и используются как пахотные (более 400 тыс. кв. км) и луговые (около 400 тыс. кв. км) угодья. В прошлом, в период лесопольной системы земледелия, мно¬ гие ныне лесные площади были временно использованы под пашню. Лесная растительность оказывает большое влияние на климат припочвенных слоев и почвы. Лес умеряет суточные и сезонные колебания температуры, препятствуя сдуванию снега ветрами, сокращает глубину зимнего промерзания почвы. Хвойный лес задерживает значительную часть выпа¬ дающих дождевых (30—35%) и снежных (25—55%) осад¬ ков; примерно на две недели замедляет таяние снежного по¬ крова. Строение и свойства подзолов (подзолистых почв). Для почв подзолистого типа характерно расчленение профиля на три взаимно связанных генетических горизонта: 1) лесную подстилку, 2) подзолистый горизонт и 3) иллювиально-мета¬ морфический горизонт. В целом профиль подзола имеет сле¬ дующее морфологическое строение. А0 — лесная подстилка. В ее составе легко различить три части: слой L (от слова Litter — листва) состоит из неразло- женных растительных остатков, почти полностью сохраняю¬ щих морфологическое строение; слой F (от слова Fermenta¬ tion— ферментация), сложенный растительными остатками, которые под влиянием ферментативных процессов уже'зна- 122
чительно утратили морфологическое строение; слой Н (от слова Humus) — глубокогумусный, представляющий скопле¬ ние сильно разложенных растительных остатков, пропитан¬ ных перегнойными веществами. Общая мощность всех трех слоев около 5 см. Маломощный Среднемощный Мощный Рис. 25. Схема строения профиля подзолов к2 — подзолистый горизонт. Начинается непосредственно под лесной подстилкой. Резко выделяется белесой окраской с сероватым или желтоватым оттенком. В почвах глинистого и суглинистого механического состава этот горизонт обладает слоеватой или плитчатой структурой, пронизан сетью мелких пор. В нижней части горизонта при наличии временного по¬ вышенного увлажнения (весной, осенью) наблюдается скоп¬ ление мелких, черноокрашенных железистых конкреций — ортштейнов. Белесыми языками подзолистый горизонт вкли¬ нивается в нижележащий иллювиальный горизонт, образуя извилистую границу. В зависимости от мощности этого горизонта (рис. 25) подзолы делят на маломощные (горизонт кг менее 15 см), среднемощные (с подзолистым горизонтом от 15 до 25 см) и 123
мощные (с горизонтом Аг более 25 см). Целесообразно выде¬ лять слаборазвитые подзолы, когда мощность Аг менее 5 см. В — иллювиально-метаморфический горизонт. Резко вы¬ деляется бурой или красновато-бурой окраской. Он состоит из двух или трех подгоризонтов, отличающихся по окраске, структуре, плотности сложения. Верхняя часть, выделяемая как Вь имеет ореховатую структуру, и именно в него заходят из подзолистого горизон¬ та белесые языки. Поверхность ореховатых структурных от¬ дельностей покрыта белесоватой присыпкой. Ниже находится подгоризонт Вг. Он отличается более плотным сложением, более крупной призматической структу¬ рой, мелкими черными пятнами выцветов соединений марган¬ ца. На поверхности структурных отдельностей и по стенам трещин выделяется красновато-бурая, иногда коричневатая пленка или корочка. Во многих разрезах, особенно в южной части зоны, пред¬ ставляется возможным выделить переходный к неизмененной материнской породе горизонт В3, или ВС. Далее идет материнская порода, обозначаемая как С. Массы лесной подстилки в незаболоченных хвойно-мохо¬ вых лесах на подзолах составляют около 30 т/га сухого ве¬ щества, колеблясь от 10 до 50 т/га. В лесной подстилке про¬ исходит значительное накопление биологически важных эле¬ ментов (N—10—15 ц/га; СаО — 3—10; ; Mg — 0,5—2,0 КгО — 0,5—1,4 ц/га и т. д.), что существенно повышает лесо¬ растительные свойства подзолов по сравнению с материнской породой. Особенно большое значение имеет накопление азо¬ та, которого не было в материнской породе. Механический анализ подтверждает (табл. 7) резкое рас¬ членение профиля подзола на обедненный частицами физи ческой глины (<0,01 мм) и ила (<0,001 мм) горизонт Аг и обогащенный ими горизонт В. Валовой химический анализ также показывает более низкое содержание в под¬ золистом горизонте алюминия, железа (табл. 8), а также кальция, магния и других элементов, при более высоком их содержании в иллювиальном. Из этого следует, что в процес¬ се формирования профиля подзола происходит обеднение подзолистого горизонта частицами ила и перечисленными окислами при одновременном обогащении ими лесной под¬ стилки и горизонта В. В подзолистом горизонте происходит лишь относительное накопление кремнекислоты. Другие аналитические материалы (табл. 8) показывают низкую величину емкости поглощения катионов в подзолис- 124
Таблица 7 Данные механического анализа подзола на пылеватой глине Горизон¬ ты Глубина взятия образ¬ ца в см В % на высушенную при 105° почву 0,25—0,01 мм 0,01-0,005 мм 0,005-0,001 мм <0,001 мм А. 1—10 40,2 42,1 3.6 14,0 А. 15—25 42,7 39,5 4,4 14,0 Bi 35-45 34,8 33,9 4,6 26,8 В, 60—70 27,5 22,2 4.5 40,9 Вз 110-120 25,4 33,6 4,0 37,0 том горизонте и значительное ее повышение в иллювиаль¬ ном. Это свидетельствует о глубоком разрушении почвенного поглощающего комплекса в подзолистом горизонте, которое не могло быть возмещено накоплением небольших количеств перегноя. Повышение емкости поглощения катионов в иллю¬ виальном горизонте — следствие синтеза в этом горизонте почвенного поглощающего комплекса за счет вмываемых в него продуктов подзолообразовательного процесса. В составе обменных катионов имеются Са, Mg, Н. Подзо¬ листый горизонт выделяется низкой степенью насыщенности основаниями и кислой активной реакцией. В некоторых раз¬ резах почвенный поглощающий комплекс в горизонте А2 на¬ столько разрушен, что его кислотность снижена. При перехо¬ де к иллювиальному горизонту степень насыщенности почвы основаниями возрастает, а активная кислотность снижается. В условиях высокой активной кислотности в раствор перехо¬ дят ионы алюминия, которые оказывают на многие растения токсическое действие. Подзолообразовательный процесс существенно изменяет физические свойства почвы (табл. 9). Наибольшую величину общей скважности приобретает подзолистый горизонт под влиянием рыхлящего действия корневых систем древесных пород и вымывания из него растворимых продуктов подзоло¬ образования. Иллювиальный горизонт, наоборот, становится сильно уплотненным вследствие вмывания в него раствори¬ мых продуктов из подзолистого горизонта, тяжести вышеле¬ жащих слоев почвы и произрастающей лесной растительно¬ сти. Полевая влагоемкость более однородна по профилю. Из¬ менения в величине общей скважности обусловлены главным 125
Таблица 8 Данные химического анализа мощного подзола иа песчанистой легкосуглинист'ой морене под ельником-черничником Глубина взятия Пере- Валовое содержа¬ ние на прокален¬ ную почву в % Обменные катионы в мэкв на 100 г почвы а . з? 18“ pH в а £ образца в см гной в% SiO, AIA FeA с2+ Mg2+ н+ гидр. сумма щ § я « и Н§ Н.О КС1 А, 4—14 0,4 88,2 7,8 1,2 1,8 0,6 9,2 11,6 21 4,5 4,0 А, 20—30 0,3 87,9 8,4 1,4 1,5 0,4 6,6 8,5 20 4,8 4.2 Bi 35—45 0,1 84,7 9,8 3,9 3,8 0,7 5,4 9,9 46 5,2 4.6 В, 60—70 0,1 80,4 12,6 4,5 10,4 2,2 7,1 19,7 64 5,5 4.7 ВС 90—100 нет 78,9 12,1 4,6 10,7 2,1 4,8 17,6 74 5,7 4.7 Примечание. О—4 см лесная подстилка. образом возрастанием действующей скважности в подзолис¬ том горизонте и уменьшением ее в иллювиальном. Расчлене¬ ние профиля почвы по величине действующей скважности вы ступает особенно отчетливо. Таблица 9 Физические свойства подзола суглинистого; ельник кислично- черничниковый (исследования (1. Я. Бульчука и Д. Д. Осина) Горизонты Глубина взятия образца в см Общая скважность в % Полевая влагоемкость в % Действующая скважность В % AiA, 0—10 55 38 17 А, 10—19 42 34 18 Bi 20—30 37 33 4 в, 40—60 33 30 3 С 120—140 31 29 2 Лесная подстилка и подзолистый горизонт с высокой дей¬ ствующей скважностью быстро впитывают талые снеговые и ливневые воды, проводя их в нижние слои. Поэтому под ле¬ сом поверхностного стока, как правило, не образуется. Встре¬ чая уплотненный иллювиальный горизонт с низкой действу¬ ющей скважностью, влага не успевает полностью в него про¬ сачиваться, и над ним возникает внутрипочвенный горизон¬ тальный ток влаги. Растворимые продукты подзолообразо- 126
вания за пределы почвенного профиля выносятся как с внут- рипочвенным горизонтальным стоком, так и путем вертикаль¬ ной фильтрации до горизонта грунтовых вод. Наибольшей интенсивности вынос достигает весной под влиянием талых снеговых вод и весенних дождей. Генезис подзолов. В. В. Докучаев в 1879 г. писал: «Под¬ золистые почвы образовались главнейше в лесах при сущест¬ венном участии лесной и болотной растительности» и далее «я уверен, что и те поляны, где я наблюдал 'подзол, были ко¬ гда-то покрыты лесом» В дальнейшем он связывал подзо¬ лообразование именно с воздействием хвойного леса. Последующими исследованиями установлено, что подзоло- образовательный процесс осуществляется под воздействием на материнскую горную породу (или ранее созданную поч¬ ву) сомкнутого хвойно-мохового леса в условиях периодиче¬ ского промывания верхних слоев атмосферными осадками, выносящими часть растворимых продуктов. Содержание в ма¬ теринской породе карбонатов кальция или принос со сторо¬ ны бикарбонатов кальция почвенно-грунтовыми водами, а также высокое содержание силикатных оснований в бесквар- цевых горных породах (например, базальтах) препятствует проявлению подзолообразования. Развитие подзолообразовательного процесса непосредст¬ венно связано с жизнью хвойного леса. В возрасте от 10—15 и примерно до 40 лет большая сомкнутость крон огра¬ ничивает приток света и тем самым препятствует разраста¬ нию под пологом хвойного леса травяно-мохового покрова. Поверхность почвы покрыта мертвой хвоевой подстилкой. В это время подзолообразование осуществляется только под воздействием совокупности хвойных древесных пород, не осложненное влиянием других высших растений. В возрасте от 20 до 50 лет имеет место наибольший (100—150 ц/га) ежегодный синтез органического вещества. Примерно в это же время происходит максимальное поступ¬ ление на поверхность почвы мертвого органического вещест¬ ва. Это — период наиболее интенсивного воздействия леса на почву. В последующие годы синтез органического вещества древостоем становится менее интенсивным, снижается коли¬ чество ежегодно отмирающих деревьев, уменьшается поступ¬ ление в почву мертвого органического вещества. Осветление древостоя делает возможным поселение и раз- ' В. В. Докучаев. Соч., т. II. Изд-во АН СССР, М. — Л., 1950, стр. 251, 254. 127
растение под пологом леса покрова из зеленых блестящих мхов, брусники, черники и других бореальных растений. Воз¬ действие на почву хвойного леса осложняется влиянием зе¬ лено-мохового покрова. Возрастающее осветление создает необходимые условия для появления самосева хвойных пород и последующего раз¬ вития под пологом материнского насаждения подроста, на¬ чала воздействия на почву нового поколения хвойного леса. В наибольшем количестве хвойный лес (ельники, сосняки) вовлекает в биологический круговорот (табл. 10) азот, вто¬ рое место занимает кальций, третье калий, далее идут ос¬ тальные элементы. Наибольшее количество всех элементов из почвы хвойный лес берет в возрасте 20—50 лет. В этот же возрастной период он удерживает больше всего взятых из почвы элементов в составе текущего прироста, меньшую часть возвращает с опадом и сухостоем. В последующие годы удер¬ живается в составе прироста меньшая, а возвращается с опа¬ дом и сухостоем большая часть. Опад хвойного леса беден основаниями (в среднем их по¬ ступление с опадом составляет 0,8—1,6 кг^экв/га). Этого количества хватает только на нейтрализацию сильных мине¬ ральных кислот, образуемых при разложении опада, но его недостаточно для нейтрализации синтезируемых перегной¬ ных кислот. В результате из лесной 'подстилки в почву про¬ сачиваются кислые растворы. В летнее время активная кис¬ лотность растворов, просачивающихся из лесной подстилки, имеет pH около 4, весной кислотность возрастает до рН=3. С воздействием кислых растворов на почву непосредствен¬ но связана вторая (после образования лесной подстилки) ха¬ рактерная особенность почвообразования под хвойно-моховым лесом — формирование подзолистого горизонта. В этом про¬ цессе можно различать три последовательные и взаимосвязан¬ ные фазы. 1- я фаза. Кислые растворы вступают в обменные реакции с поглощенными катионами почвы. В результате происходит частичная нейтрализация растворов, их способность к даль¬ нейшему вытеснению из почвы поглощенных оснований осла¬ бевает. Одновременно понижается и содержание в почве (на границе с лесной подстилкой) поглощенных оснований, спо¬ собных частично нейтрализовать кислотность просачиваю¬ щихся растворов. В результате кислые растворы проникают в глубжележащие слои и там вступают в обменные реакции. 2- я фаза. Кислые растворы, для нейтрализации которых в слое под лесной подстилкой уже нехватает поглощенных ос- 128
За к. 228 Таблица 10 Биологический круговорот азота и зольных элементов в ельнике-зеленомошнике в кг/га (из работ К* М. Смирновой) Возраст, лет N Са К берег¬ ся Удер¬ жи¬ вается возвращается берет¬ ся Удер¬ жи¬ вается возвращается берет¬ ся Удер¬ жи¬ вается возвращается всего С сухо¬ стоем С опадом всего с сухо¬ стоем с опадом всего с сухо¬ стоем с опадом 24 16,2 13,5 2,7 0,4 2,3 14,7 12,3 2,4 0,5 1,9 7,6 7,2 2,7 2,5 0,2 38 61,8 38,0 23,8 3,7 20,1 52,0 34,3 17,7 3,9 13,8 37,7 30,1 7,6 2,3 5,3 60 39,9 15,2 24,7 4,7 20,0 33,6 14,1 19,4 4,3 15,1 18,8 10,9 7,9 3,1 4,8 72 33,0 10,4 22,6 2,7 19,9 31,4 11,8 19,6 3,7 15,9 14,8 7,7 7,0 2.5 4,5 93 26,7 7,0 20,6 2,0 18,6 25,5 10,3 18,1 2,9 15,2 9,0 3,6 5,3 1,3 4.0 Р Si Al+Fe 24 1,2 1,1 0,1 следы 0,1 4,1 2,5 1,6 0,1 1,5 3,8 3,2 0,5 0,1 0,5 38 5,9 4,1 1,8 0,4 1,4 11,9 6,7 5,1 0,2 4,9 18,9 13,1 5,7 1,3 4,4 60 3.1 1,7 1,4 0,3 1,1 9,8 2,7 7,1 0,2 6,9 9,9 4,7 5,1 1,2 3,9 72 2,1 1,0 1,1 0,2 0,9 10,0 1,9 8,2 0,2 8,0 7,5 3,3 4,2 0,9 3,9 93 1,8 0,5 1,2 0,2 1,0 10,5 1,2 9,2 0,1 9,1 5,7 1,6 4,1 0,6 3,5 S Mg Мп 24 2,3 2,2 0,2 0,1 0,1 1,8 1,4 0,4 0,1 0,3 1,8 1,4 0,5 0,1 0,4 38 9,3 7,2 2,0 0,8 1,2 9,8 6,3 3,5 0,6 2,9 13,1 9,0 4,1 0,8 3,3 60 6,1 4,1 1,9 0,7 1,2 6,3 3,0 3,3 0,7 2,6 4,4 1,4 2,9 0,4 2,5 72 5,5 3,5 1,9 0,7 1,2 4,5 1,7 2,9 0,5 2.4 3,9 1,1 2,7 0,3 2,4 93 4,8 2.6 2,2 0,9 1,3 3,5 0,8 2.6 0,3 2,3 3.4 0,8 2,6 0,3 2,3
нований, вступают во взаимодействие с гидроокисями желе¬ за, алюминия, марганца, что сопровождается их переходом в комплексные органоминеральные соединения с последую¬ щим растворением и вымыванием. Гидроокись железа прида¬ вала почве красный цвет, гидроокись марганца увеличивала затемнение окраски. Вымывание этих соединений приводит к осветлению и образованию морфологически выраженного белесого подзолистого горизонта. Зарождаясь непосредствен¬ но под лесной подстилкой, этот горизонт растет в глубь почвы. 3-я фаза. Самая характерная и наименее изученная осо¬ бенность подзолообразования—разрушение алюмо(ферри)си- ликатов и вынос образуемых продуктов разрушения в виде истинных и коллоидных растворов. Факт разрушения назван¬ ных минералов при подзолообразовании подтвержден многи¬ ми анализами и не вызывает сомнений. Механизм разруше¬ ния недостаточно изучен. Алюмосиликаты обладают очень высокой устойчивостью против воздействия химических реак¬ тивов и, по определению В. И. Вернадского, в почвенных ус¬ ловиях не могут быть разрушены под влиянием углекислоты, кислорода, перегнойных кислот. Экспериментально показано, что определенные группы почвенных бактерий и некоторые почвенные водоросли способны разрушать ядро алюмосили¬ катов. Растворяющее воздействие оказывают и корни выс¬ ших растений. Образование подзолистого горизонта неизбежно приводит к формированию иллювиального горизонта, где в той или иной степени задерживаются растворимые соединения, вымы¬ ваемые из подзолистого горизонта. Между степенью выра¬ женности подзолистого горизонта и развитием иллювиаль¬ ного горизонта нет прямой зависимости. Выносимые из под¬ золистого горизонта соединения не только вмываются вглубь, но с внутрипочвенньгм горизонтальным стоком выносятся в сторону, обусловливая рост иллювиальных горизонтов вниз по склону. В иллювиальном горизонте происходит не только синтез глинных минералов из вмываемых в него соединений, но й в результате изменения на месте (метаморфоза) мине¬ ралов материнской породы. Поэтому данный горизонт пра¬ вильнее называть иллювиально-метаморфиче¬ ским. При подзолообразовании происходит передвижение из подзолистого горизонта в иллювиальный не только молеку¬ лярных и коллоидных растворов. По ходам крупных корней, вертикальным трещинам и другим крупным пустотам воз¬ 130
можно передвижение суспензий глинных минералов. Приноси¬ мые материалы откладываются в иллювиальном горизонте, усиливая образование пленок и корочек по стенкам трещин. Строение и свойства дерново-подзолистых почв. Дерново- подзолистые почвы, как уже было сказано, занимают южную часть дерново-подзолистой зоны, соответствующую подзоне смешанных хвойно-широколиственных лесов. В виде отдель¬ ных островов они заходят в подзону подзолов. Слабо дернобоя Среднедернобая Гпуб око дерн обоя Подзол сильноподзолис■ средмеподзолис- слобоподзолистая Рис. 26. Схема строения дерново-подзолистых почв Профиль дерново-подзолистых почв обладает следующим строением (рис. 26). Лесная подстилка менее мощная, чем в подзолах, и состоит лишь из двух горизонтов: свежеопав¬ шего и сохранившего морфологическое строение опада (L-слоя) и слоя ферментации F. Грубоперегнойного горизон¬ та нет. Непосредственно под лесной подстилкой лежит пе¬ регнойно-аккумулятивный, или дерновый, горизонт Ai. Он имеет серую с коричневатым или буроватым оттенком окрас¬ ку. Структура сохраняется слоеватая, в более темных разно¬ видностях переходит в слабовыраженную комковатую. Образование перегнойно-аккумулятивного горизонта — главнейшее качественное отличие морфологического строения дерново-подзолистых почв от подзолов. В строении остальной части профиля дерново-подзолис¬ тые почвы сохраняют морфологическое сходство с подзолами. 9* 131
Ниже подгоризонта Ai идет белесый подзолистый горизонт А2, который языками вклинивается в верхнюю часть иллюви¬ ального горизонта, отличающегося значительной мощностью. По мощности перегнойно-аккумулятивного горизонта (Ai) выделяют слабодерновые (у которых А) меньше 10 см), среднедерновые (с А| мощностью 10—20 см) и глубокодер¬ новые (при мощности А] более 20 см) (С. П. Ярков). По сте¬ пени подзолистости выделяют дерновые сильноподзолистые (подзолистый горизонт резко выражен и имеет мощность бо¬ лее Aj); дерново-среднеподзолистые (горизонт А2 ясно вы¬ ражен, но по мощности менее А|) и дерновые слабоподзолис¬ тые, имеющие лишь отдельные белесые пятна на границе пе¬ регнойно-аккумулятивного и иллювиального горизонтов. Это подразделение приемлемо только к целинным почвам. В об¬ рабатываемых почвах, особенно при глубокой пахоте, за¬ хватывается подзолистый горизонт, что ведет к уменьшению его мощности. Поэтому при описании пахотных почв к дер¬ новым сильноподзолистым относят разрезы, в которых ниж¬ няя граница А2 лежит глубже 30 см от поверхности, а при меньшей глубине — к среднеподзолистым. Данные химического анализа (табл. 11) показывают накоп¬ ление в подгоризонте А| от 5 до 10% перегноя, содержание которого резко убывает при переходе к А2. В составе пере¬ гноя аккумулированы соответствующие количества азота, фосфора, серы и других биологически важных элементов. Ва¬ ловые анализы показывают обеднение верхней части профи¬ ля (Ai+A2) полуторными окислами и увеличение их содер¬ жания в иллювиальном горизонте. Обеднение полуторными окислами начинается непосредственно под лесной подстилкой. Дальнейшее воздействие хвойно-широколиственного леса, сопровождаемое сменой мохового покрова дубравным широ- котравьем, приводит к еще большему проявлению дернового процесса. Это можно видеть по строению глубокодерновой остаточноподзолистой суглинистой почвы под елово-широко¬ лиственным лесом с покровом из дубравного широкотравья. Значительно возрастает мощность перегнойно-аккумулятив¬ ного горизонта (Ai), достигающая 25—30 см; содержание перегноя в нем доходит до 10% и более. Параллельно с на¬ коплением перегноя возрастает накопление в А| азота, фос¬ фора, серы. О том же свидетельствует обогащение горизон¬ та Aj не только обменным, но и валовым содержанием каль¬ ция (табл. 12), высокая степень насыщенности основаниями (более 70%). В результате накопления перегноя им закра¬ шивается белесый подзолистый горизонт настолько полно, 132
что почва утрачивает морфологические признаки былой оподзоленности. Таблица 11 Данные химического анализа слабодерновой сильноподзолистой суглинистой почвы под ельником лещиново-зеленомошным (из диссертации Л. Е. Новороссовой) Горизонты Глубина взятия образца в см Перегной в % Азот общий в % Валовое содержа¬ ние в % на прока¬ ленную почау Обменные катионы в маке на 100 г почвы Степень насыщен¬ ности основания¬ ми в % pH суспен¬ зии О 55 <£ а | + в + > Н+ гидролит. сумма § & Ai 1—8 8,5 0,74 82,2 10,6 2,6 5,3 4,2 15,4 24,9 38 5,1 4,9 а2 18—25 0,6 — 82,7 10,1 2,4 1,4 1.3 7,1 9,7 27 5,0 4.9 Bi 40—48 — 78,0 13,9 4,5 5,1 3,0 11,6 19,7 41 4,7 4.6 В, 60—70 — 76,7 13,9 4,6 5,7 4.7 9,8 20,2 51 4,8 4.5 Вз 80—90 — — 76,3 14,2 4.8 6,7 4,8 7,3 18,8 61 5,0 4.8 ВС 120—130 — — 76,2 14,0 4.7 10,0 7,5 5,1 22,6 78 5,0 5,0 Таблица 12 Данные химического анализа глубокодерновой остаточноподэолистой суглинистой почвы под елово-широколиственным лесом с покровом из дубравного широкотравья (из диссертации Л. Е. Новороссовой) Г оризоит Глубина взятия образца в см Перегной в % Азот общий в % Валовое содержание •в % на прокаленную почву Обменные катионы в мэкв на 100 г почвы Степень насыщен¬ ности основания¬ ми в % pH водной сус¬ пензии б 55 о! < о >р ц. § + О + ^са % н+ гидролит. сумма А, 2—10 10,49 0,61 80,64 8,27 4,28 2,45 12,5 6,6 8,5 27,6 71 5,1 AiB, 25—35 0,58 — 80,08 8,99 5,43 2,08 6,0 6,3 4,0 16,3 75 5,2 в! 50—60 — — 75,67 13,96 4,67 1,97 8,0 10,5 5,0 23,5 78 5,3 в. 80—90 — — 73,92 13,40 5,80 1,46 8,3 10,2 6,0 24,5 75 5,2 Вз 100—110 74,08 13,68 5,11 1,54 8,5 10,0 5,0 23,5 78 5,3 Только валовые анализы обнаруживают обедненность алюминием и железом при относительном накоплении кремне- кислоты, которая начинается непосредственно под лесной под¬ стилкой, что указывает на сильную оподзоленность почвы. Пониженное содержание обменного кальция в горизонте AjBj — также след оподзоленности. 133
Оба рассмотренных разреза расположены в пределах од¬ ного лесничества на Клинско-Дмитровской гряде и представ¬ ляют стадии последовательного развития. Генезис дерново-подзолистых почв. Обусловленная воз¬ действием хвойно-мохового леса концентрация в лесной под¬ стилке подзолов биологически важных элементов подготов¬ ляет условия для проникновения под полог хвойного леса ши¬ роколиственных пород, более требовательных к почвенным условиям. Это привело к созданию в южной части дерново- подзолистой зоны Европы подзоны смешанных хвойно-широ¬ колиственных лесов. Дальнейшему проникновению широколи¬ ственных пород к северу препятствовали неблагоприятные климатические условия. Продвижение широколиственных пород в первую очередь шло по почвам на более богатых элементами зольного питания материнских породах. Способность широколиственных пород к порослевому во¬ зобновлению благоприятствовала их развитию под пологом хвойного леса. Опад широколиственных пород, особенно ли¬ пы, угнетал зеленомоховой покров и облегчал его вытеснение представителями дубравного широкотравья. Образование плотного слоя лиственной подстилки препятствовало семен¬ ному возобновлению хвойных пород. Поселение широколиственных пород вносило существен¬ ные изменения в биологический круговорот элементов, спо¬ собствуя дальнейшему их расселению и влияя на почвообразо¬ вательный процесс. Опад широколиственных пород богат азо¬ том и зольными элементами, особенно кальцием и калием. Это обеспечивало более полную нейтрализацию образуемых перегнойных кислот, повышало насыщенность почвенного по¬ глощающего комплекса основаниями, снижало активную ки¬ слотность почвы. Примесь к хвоевому опаду листвы создавала более бла¬ гоприятные условия для почвенно-подстилочных животных и микроорганизмов, что в свою очередь приводило к более бы¬ строй минерализации лесной подстилки, освобождению за¬ ключенных в ней элементов питания, синтезу мягкого пере¬ гноя. В том же направлении влияло постепенное проникновение в возрастающем количестве представителей дубравного широ¬ котравья: сныти (Aegopodium podagraria), осоки волосистой {Сагех pilosa), купены многоцветковой (Polygonatum multi- florum), медуницы (Pulmonaria obscura), ясменника души¬ стого (Asperula odorata), звездчатки ланцетной (Stellaria ho- lostea), копытеня европейского (Asarum еигораеит) и др. 134
Участие в травяном покрове бобовых: сочевичника весеннего (Orobus vernus), горошка заборного (Vicia sepium), клеверов и других способствует обогащению почвы азотом. Преобладание в составе дубравного широкотравья корне¬ вищевых растений дает основание рассматривать почвообра¬ зование как корневищевую фазу луговой стадии дернового периода, протекающей под пологом леса. Закрашивание мяг¬ ким перегноем верхней части ранее образованного подзоли¬ стого горизонта и биологическая аккумуляция в нем азота и ряда элементов зольного питания, повышение емкости погло¬ щения катионов и степени насыщенности основаниями, сни¬ жение активной кислотности составляют главнейшее отличие дерново-подзолистых почв от подзолов (или подзолистых почв) и делают их агрономически более ценными. Покров из дубравного широкотравья содержит значительно больше азо¬ та и зольных элементов, особенно калия и кальция, по срав¬ нению с зеленомоховым покровом (табл. 13). В противопо¬ ложность многолетнему покрову из зеленых мхов, брусники и черники надземная часть дубравного широкотравья ежегодно почти полностью отмирает, оказывая значительно большее влияние на биологический круговорот элементов. Таблица 13 Содержание азота и зольных элементов в надпочвенном покрове (в кг/га) Покров из N Si А1 Fe Са Mg К Р S Зеленых мхов . . 9 1,5 1.0 0,4 3,5 1,0 9,1 1,8 1,5 Дубравно¬ го широ¬ котравья . 9—17 о Г 0,3—0,5 0,2 2—4 0,5—1,1 5-14 0,6-1,1 о Г о со Дерновый процесс развивается также под светлыми бере¬ зовыми лесами, занимающими гари и лесосеки. Однако под ними он развивается менее интенсивно, обусловливая образо¬ вание преимущественно слабодерновых подзолистых почв. Длительное сельскохозяйственное использование со временем приводит к образованию обогащенного перегноем пахотного слоя, что придает ему сходство с дерново-подзолистыми поч¬ вами. Особенности почвообразования на кварцевых песках. В дерново-подзолистой зоне большие площади заняты почва¬ 135
ми, образованными на глубоких кварцевых песках. Эти мате¬ ринские породы отличаются крайней бедностью элементами питания. Высокая их водопроницаемость при низкой полевой влагоемкости и глубоком залегании грунтовых вод создает условия значительной сухости. На кварцевых песках почво¬ образование протекает под воздействием сосновых лесов. Со¬ сна отличается невысокой требовательностью к почвенным условиям, а глубокая корневая система ее позволяет черпать элементы питания и влагу из большого объема почвы. Под пологом сосняков с покровом из зеленых мхов, брус¬ ники, черники и т. д. образуются песчаные подзолы. Морфоло¬ гическое строение их профиля сходно с таковым подзолом на глинистых и суглинистых материнских породах. Главнейшие морфологические отличия — бесструктурность песчаных почв и образование в иллювиальном горизонте ортзандовых про¬ слоек. На светло-желтом фоне иллювиального горизонта от¬ четливо выделяются яркие охристые, а в некоторых случаях — бурые или черно-бурые горизонтальные полосы сцементиро¬ ванного песка мощностью от нескольких миллиметров до не¬ скольких сантиметров. Ортзандовые прослойки снижают во¬ допроницаемость песчаных почв. На маломощных песках, под¬ стилаемых на небольшой глубине (1—2 м) более богатыми элементами зольного питания породами (мелом, мергелем, суглинком и т. д.), со временем под полог соснового леса про¬ никают широколиственные древесные породы с сопутствую¬ щей растительностью, и получает развитие дерновый процесс. Подзолы переходят в дерново-подзолистые песчаные почвы. Торфяные подзолы и дерново-подзолистые почвы различ¬ ных степеней оглеения. В дерново-подзолистой зоне, особенно в ее северной половине, широко распространены почвы с при¬ знаками заболачивания — переходные к болотам. Заболачи¬ вание может быть вызвано двумя причинами: развитием мо¬ хового покрова и близким залеганием почвенно-грунтовых вод. Иногда обе причины совмещаются. Развитие мохового покрова со временем приводит к накоплению на поверхности почвы торфянистого слоя, который затрудняет аэрацию почвы и вызывает заболачивание. Когда мощность торфянистого слоя превышает 5 см, к на¬ званию почвы прибавляют слово торфянистый, например «торфянистый подзол». Если слой торфа более 30 см, то при¬ меняют название «торфяной». Затрудненная аэрация и временное насыщение нижних горизонтов почвы влагой приводят к возникновению восста¬ новительных процессов. Сообщающие почве красноватые то¬ 136
на соединения Fe3+ переходят в соединения Fe2+, которые при¬ дают зеленовато-голубоватый или сизый оттенок. В результа¬ те на буром фоне иллювиального горизонта появляются сизые пятна оглеения. По степени оглеения почвы делят на слабо-, средне-, силь- нооглеенные. Слабооглеенные имеют в нижней части иллюви¬ ального горизонта отдельные сизые пятна. В среднеоглеен- ных эти пятна настолько разрастаются, что образуют на неко¬ торой глубине слой с преобладанием оглеения. Сильноогле- енные почвы имеют сплошной глеевой горизонт на месте Вг и отдельные пятна в Вь В некоторых почвах кроме глеевых пятен встречаются охристо-ржавые выцветы, что указывает на чередование анаэробных и аэробных условий. Указание о степени оглеения прибавляют к названию поч¬ вы, например торфянистый подзол среднеоглеенный. Возрастающее в процессе подзолообразования уплотне¬ ние иллювиальных горизонтов приводит к снижению их водо¬ проницаемости. После весеннего снеготаяния, когда иллю¬ виальные горизонты насыщены водой, в них на некоторое время создаются анаэробные условия. Это приводит к обра¬ зованию сизоватых, а иногда ярко-белых пятен оглеения, осо¬ бенно по трещинам. Если кусочки почвы из этих пятен про¬ калить, то они приобретают бурую окраску, что отличает их от оподзоливания. В иностранной литературе это явление на¬ зывают «псевдоглей». Перегнойно-карбонатные почвы. В ряде мест дерново-под¬ золистой зоны почвообразующими породами служат продук¬ ты выветривания известняков, мела, мергеля. Образованные на этих породах почвы резко отличаются от окружающих под¬ золов и дерново-подзолистых почв почти черной окраской, высоким содержанием перегноя, богатством углекислым каль¬ цием. Указанные признаки дали основание назвать их пере¬ гнойно-карбонатными. В СССР перегнойно-карбонатные почвы занимают срав¬ нительно небольшие площади в виде отдельных островов в пределах дерново-подзолистой зоны. Значительно большие площади они занимают в Центральной и Западной Европе, где эти почвы отличаются большим разнообразием. Известняки, мел, мергель — малоблагоприятная среда для развития растительности. Они обладают низкой влагоемко- стью, трудно проницаемы для корней, бедны другими эле¬ ментами питания при обилии кальция. Поэтому на первых стадиях почвообразования на них поселяются наименее тре¬ бовательные к почвенным условиям сосновые леса. 137
Под действием соснового леса происходит разрыхление верхнего слоя, обогащение его азотом и зольными элемента¬ ми, накопление перегноя. На этой стадии создается маломощ¬ ная перегнойно-карбонатная почва. Под лесной подстилкой имеется перегнойно-аккумулятивный горизонт (Ai) с хорошо выраженной зернистой структурой. Содержание перегноя 8— 12%, но мощность перегнойно-аккумулятивного горизонта долгое время остается небольшой (5—10 см)- Непосредствен¬ но под ним идет неизменная материнская порода — мел, мер¬ гель, известняк. Под воздействием угольной кислоты, образуемой при раз¬ ложении растительных остатков и выделяемой корнями расте¬ ний, трудно растворимый в воде карбонат кальция — СаСОз переходит в более растворимый бикарбонат — Са (НСОз)г, который вымывается из почвенного профиля. Постепенно об¬ разуется слой, обедненный карбонатом кальция и обогащен¬ ный перегноем, азотом, зольными элементами и минеральны¬ ми включениями, содержащимися в материнской породе. Про¬ ходя ряд промежуточных стадий развития, маломощная пе¬ регнойно-карбонатная почва переходит в мощную перегнойно¬ карбонатную почву. Это делает возможным поселение более требовательных к почвенным условиям древесных пород. На данной стадии перегнойно-аккумулятивный горизонт (Ai) достигает 20 см, под ним выделяется переходный горизонт (Bi), обладающий буровато-коричневой окраской, более плот¬ ным сложением, крупнозернистой структурой. Материнская порода лежит на глубине 40—50 см. Вопрос о дальнейшем развитии изучен недостаточно. Дерновые лесные почвы. В последние годы на обширных площадях Средней и Восточной Сибири, ранее относимых к дерново-подзолистой зоне, были обнаружены почвы со значи¬ тельным содержанием перегноя (3—9%), но без морфологи¬ чески выраженных признаков оподзоливания, развитые под хвойными лесами с покровом из зеленых мхов, брусники, чер¬ ники с примесью некоторых травянистых растений. Данные химических анализов также не обнаружили в них признаков оподзоливания. Эти почвы развиты на продуктах выветрива¬ ния долеритов — бескварцевой породы, состоящей из плагио¬ клазов (59%), авгита (23%), оливина (13%) и ряда других минералов. По-видимому, высокое содержание в материн¬ ской породе силикатных оснований (СаО—10%;MgO — 5%), которое обеспечивает нейтрализацию перегнойных кислот, а также отсутствие в породе кварца, не благоприятствовало развитию подзолообразования в описываемых условиях под 138
воздействием хвойно-мохового леса. Почвы эти обнаружены недавно и еще недостаточно изучены. Название «дерновые лесные» нельзя признать удачным и его следует рассматри¬ вать как временное. Изменения в процессе сельскохозяйственного освоения. Вырубка леса, раскорчевка и последующая распашка вы¬ зывают существенные изменения в свойствах подзолов и дер¬ ново-подзолистых почв. В результате удаления лесного поло¬ га происходит изменение водного и теплового режимов почвы, нарушается биологический круговорот элементов. В продол¬ жении вегетационного периода температура воздуха на вы¬ рубке на 5—10°, а иногда на 15° выше, чем в лесу. В зимнее время на безлесных участках почва промерзает на большую глубину, чем в лесу. Относительная влажность воздуха в ле¬ су 60—95%, на вырубке 30—80%. Полог леса задерживает значительное количество атмосферных осадков и тем самым сокращает их поступление в почву. В то же время лес ослаб¬ ляет силу ветра и тем самым препятствует сдуванию снега с лесопокрытых площадей. Удаление лесного полога сокра¬ щает влияние на почву рыхлящего действия корней. Лесная подстилка предохраняет от потери влаги на физическое испа¬ рение с поверхности почвы. Вырубка древостоя на площадях с близким залеганием грунтовых вод приводит к их подъему и заболачиванию лесо¬ сек. Это явление широко распространено в северной части лесной зоны. Под влиянием вырубки леса изменяется биологический круговорот элементов, прекращается образование лесной под¬ стилки. При зарастании лесосеки травянистой растительно¬ стью сокращается поступление с отмирающими надземными частями кальция и возрастает поступление калия и кремния. При распашке и вовлечении в постоянное сельскохозяйствен¬ ное пользование почвы биологический круговорот элементов будет регулироваться осуществляемой системой земледелия. Распашка почвы приводит к глубоким изменениям в строе¬ нии и свойствах верхнего слоя почвы, который превращается в пахотный. При пахоте перегнойно-аккумулятивный гори¬ зонт разрыхляется и смешивается с нижележащим подзоли¬ стым горизонтом. Степень примешивания подзолистого гори¬ зонта зависит от глубины пахоты. В результате примешива¬ ния бедного органическим веществом подзолистого горизонта процентное содержание перегноя в создаваемом пахотном слое становится ниже, чем в перегнойно-аккумулятивном го¬ ризонте целинной почвы. Кроме того, распашка ускоряет
Влияние окультуривания на химический состав дерново-сильноподзолистой суглинистой почвы 00 и со X тг С тг а со 8 8 Подвиж ный AI мэкв О* 1 8 1 о ю см* о 00 о tl * о* 1 о о 1 см а а X в о" ©* gg см СО - о> см X 4)0 з2 £ ©* 1 7 is со оо 8 о g о 8i 8 LO 00 + f т Ъ 8 Tt* со О S со со 8 СМ* I со 1 в X 5 1 Ю 1 со <8 СМ* о 05 о п О О < 1 со 1 © о" о" 13 Tt* I 52 1 S я 5 1 СО 1 тг Tt* LO и о. СМ см Е | см" 1 05 00 со — • . • V п g • • СО X к 5 I со SJ с г; <и =1 п § = е; §1 f S &S z% О к £в о 5 0.2. о» с 8 а> « 3| If «и а (So минерализацию наиболее подвижных составных час¬ тей перегнойных веществ почвы, вызывает или уси¬ ливает процесс нитрифи¬ кации. В первые годы после распашки водопроницае¬ мость и воздухопроницае¬ мость пахотного слоя по¬ вышается. Однако через несколько лет они резко снижаются. Это обуслов¬ лено механическим дейст¬ вием почвообрабатываю¬ щих орудий, разрушаю¬ щих непрочную структуру обрабатываемых горизон¬ тов дерново-подзолистых почв. На ухудшение каче¬ ства почв оказывает влия¬ ние уменьшение содержа¬ ния в почве перегноя, от¬ сутствие условий для но¬ вообразования достаточно¬ го количества деятельного перегноя, необходимого для структурообразования. Обычное содержание перегноя в пахотном слое глинистых и суглинистых почв 2—4%, в супесча¬ ных— 1—2%. Введение правильной системы земледелия, вне¬ сение органических и ми¬ неральных удобрений, из¬ весткование, культурная обработка и т. д. устраня¬ ют отмеченные отрица¬ тельные явления и приво¬ дят к созданию высоко¬ плодородного пахотного слоя. 140
В качестве иллюстрации влияния окультуривания на свойства дерново-сильноподзолистой почвы можно привести данные И. Ф. Гаркуши (Оршанский район, Витебской обла¬ сти) (табл. 14). Из приведенных анализов видно, что в результате приме¬ нения правильной агротехники произошло увеличение содер¬ жания в почве азота и перегноя, повысилось содержание об¬ менных оснований, снизилась кислотность почвы и содержа¬ ние подвижного алюминия. Кроме того, обнаружено значи¬ тельное повышение содержания подвижных соединений фос¬ фора и калия. Содержание водопрочных структурных агре¬ гатов крупнее 0,25 мм возросло с 16—18% на целине до 36— 47% на пашне. Земледельческая практика показывает возможность полу¬ чения на дерново-подзолистых почвах высоких и устойчивых урожаев многих сельскохозяйственных культур. ПОЧВЫ ПОПМ И БОЛОТ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ зоны В пределах дерново-подзолистой зоны значительные пло¬ щади заняты речными поймами (8%) и болотами (14%). Ус¬ ловия почвообразования здесь настолько отличны, что приво¬ дят к формированию почв, которые следует рассматривать специально. Особенности почвообразования в поймах рек. Главнейшая особенность почвообразования в поймах рек заключается в ежегодном влиянии весеннего паводка, затопляющего на не¬ которое время пойму. Это влияние выражается не только в насыщении почвы влагой и создании временно анаэробных условий, но также в приносе и отложении водами паводка растворенных соединений и взвешенного материала. Вследст¬ вие этого почвообразование прерывается отложением наилка. На почвообразование влияет сравнительно близкое залега¬ ние грунтовых вод, содержащих растворенные соединения, принесенные с внепойменных элементов рельефа. Продолжи¬ тельность и степень влияния грунтовых вод на почвообразо¬ вание в различных частях речных пойм неодинакова. По по¬ ниженным частям рельефа поймы грунтовые воды залегают ближе к поверхности и обеспечивают продолжительность гос¬ подства анаэробных условий; по повышенным элементам вы¬ сокое увлажнение в период паводка сменяется усилением аэ¬ робных условий во вторую половину вегетационного периода. В строении речных пойм различают три части (рис. 27): прирусловую, центральную и притеррасную (В. Р. Вильямс). 14!
В соответствии с этим установлено три типа пойменных почв: пойменные дерново-лесные, пойменные лугово-лесные и пой¬ менные болотно-лесные (Г. В. Добровольский). В прошлом поймы были покрыты лесной растительностью, которая по мере освоения пойм в качестве луговых угодий на больших площадях была уничтожена. Смена лесной растительности Рис. 27. Схема участка зернистой поймы и ее элементов (из работы В. Р. Вильямса): а —бечевник; б — прирусловые дюны; в —область наибольшего скопле¬ ния песков; г — притеррасные дюны; д — притеррасные вздутые лески; е — прирусловая пойма; ж — центральная пойма; з — водоток централь¬ ной поймы; и —притеррасная пойма; к — притеррасная речка на луговую изменила строение почв. В этом случае слово «лесные» в названии должно быть опущено. Для современных речных пойм дерново-подзолистой зоны европейской части характерно следующее строение почвенно¬ го покрова. Почвы прирусловой поймы. Непосредственно вдоль русла реки на рыхлых прибрежных песках тянется лишенный расти¬ тельности песчаный пляж. За ним идет полоса подбела, обра¬ зующего крупные куртины. Чередуясь с ним, идут заросли лозы. Пески в этой части едва изменены почвообразованием. Далее расположен прирусловой вал. Он состоит из ряда песчаных гряд, разделенных ложбинами. Гряды покрыты низ- 142
коп изреженной травянистой растительностью, в составе ко¬ торой преобладают корневищевые злаки и некоторые бобовые. Высота травостоя 30—35 см. Лишь местами сохранились не¬ большие островки лесной растительности. Почвы слаборазви¬ тые дерновые по песчаным грядам и пойменные болотные по межгривным понижениям. Слаборазвитые дерновые почвы имеют небольшой пере¬ гнойный горизонт мощностью 0,5—2,0 см светло-бурой окрас¬ ки. Глубже идет слоистый песок с отчетливым чередованием слоев сероватой и желтой окраски. Болотные почвы межгрив- ных понижений имеют развитый перегнойный горизонт мощ¬ ностью 20—30 см с содержанием перегноя 6—7%. Под ним расположен оглеенный горизонт. Преобладают суглинистые разности. За прирусловым валом идет собственно прирусловая пой¬ ма. Она покрыта злаково-разнотравными лугами с большим участием грубостебельных злаков. В почвенном покрове пре¬ обладают дерновые почвы со следующим строением. С поверх¬ ности плотная дернина бурой окраски, переходящая « темно¬ бурый перегнойный горизонт с непрочной слабовыраженной комковатой структурой. Мощность этого горизонта около 20 см; содержание перегноя 3—4%; механический состав су¬ песчаный или легкосуглинистый. Глубже идет слоистый песча¬ ный аллювий. В описываемой части поймы под слоем песчаного аллювия нередко встречаются погребенные суглинистые почвы с выра¬ женной зернистой структурой, свойственные центральной части поймы. Дерновые почвы, развитые на погребенных зер¬ нистых суглинистых почвах, — особенно ценные луговые угодья. Переходная полоса от прирусловой поймы к центральной обычно занята дерново-луговыми почвами. В отличие от пойменных дерновых почв пойменные дерно¬ во-луговые почвы обладают более сложным строением про¬ филя. Помимо дернины (Ао) и перегнойно-аккумулятивного горизонта (Aj) они имеют переходный к материнской породе горизонт (В). Окраска перегнойно-аккумулятивного 'горизон¬ та темно-буроватая; структура комковато-зернистая. Пере¬ ходный горизонт (В) отличается более светлой бурой ок¬ раской. Мощность горизонтов А и В (в сумме) около 40 см. В нижней части профиля имеются более или менее выражен¬ ные признаки оглеения. Преобладают почвы суглинистого механического состава. 143
Почвы описываемой полосы очень различны по содер¬ жанию перегноя, которое в горизонте А колеблется от 4 до 10% при постепенном убывании с глубиной. Активная реакция — слабокислая (рН=5,5—6,0), иногда близка к нейтральной. Почвы центральной поймы. Центральная пойма большей частью имеет выровненный рельеф, понижающийся к середи¬ не поймы, где находится тальвег, по которому после оконча¬ ния паводка стекают полые воды. Почвообразующей породой обычно служит суглинистый аллювий. Почвы — лугово-лес¬ ные, с признаками оглеения в нижней части профиля. В прош¬ лом центральная пойма была занята пойменными дубравами на почвах, близких по строению с серыми лесными. Эти поч¬ вы имели темно-серую или серую окраску; с глубиной они постепенно светлели и приобретали буроватый оттенок. Мощ¬ ность окрашенного перегноем слоя от 30 до 50, иногда до 60 см. Структура в верхней части профиля (А) мелкокомко¬ ватая, близка к зернистой; с глубиной (В) переходит в орехо- ватую- На поверхности структурных отдельностей имеется бе¬ лесая присыпка. Содержание перегноя в верхней части профи¬ ля 5—6%. Емкость поглощения оснований высокая (30— 40 мэкв). Степень насыщенности основаниями почти полная. Активная реакция почвы слабокислая, близка к нейтральной (pH = 6,0—6,5). В нижней части профиля—заметное огле- ение. После вырубки дубрав их сменяют злаковые луга с почти чистым густым злаковым травостоем, достигающим высоты 80—100 см. В результате смены пойменных дубрав луговой растительностью начинается процесс олуговения почв. Посте¬ пенно почвы переходят в лугово-лесные почвы. Различия в строении между почвами центральной поймы под дубравами и сменившими их лугами трудноуловимы. Плодородие лугово-лесных почв центральной поймы наи¬ более эффективно; произрастающие на них луга дают большие урожаи высококачественного сена. По понижениям рельефа развиты лугово-болотные почвы. Под плотной торфянистой дерниной идет перегнойный гори¬ зонт (А), имеющий неоднородную черно-бурую окраску с си¬ зоватым оттенком и большим количеством ржаво-охристых выцветов. Структура — неяснокрупнозернистая, непрочная. Мощность горизонта около 20 см. Далее расположен переход¬ ный оглеенный горизонт (Bg), сизый с бурыми пятнами. Он постепенно переходит в глей (G). На небольшой глубине (око¬ ло 50—80 см) грунтовая вода. 144
По повышенным участкам поймы, не затопляемым еже¬ годно во время паводка, встречаются островки соснового ле¬ са на дерново-подзолистых почвах. Строение этих почв обыч¬ ное. В северной части дерново-подзолистой зоны, куда в силу суровых климатических условий широколиственные древесные породы не проникают, распространены пойменные ельники на маломощных лугово-лесных почвах. Почвы притеррасной поймы. Эта пониженная часть поймы находится под сильным влиянием верховодки и грунтовых вод, которые поступают с внепойменных элементов рельефа. Сказанное обусловливает формирование пойменных почв бо¬ лотно-лесного типа. Их целесообразно рассмотреть в разделе о болотных почвах. Хозяйственное использование. Пойменные почвы не толь¬ ко ценные луговые угодья. Они могут быть с успехом исполь¬ зованы для выращивания огородных и некоторых технических культур. Успешное освоение пойменных почв возможно лишь при дифференцированном подходе к ним. Имеющие наиболее высокое эффективное плодородие пой¬ менные лугово-лесные почвы используются как сенокосные угодья, но главным образом—для возделывания многих овощных и кормовых культур. При интенсивном использова¬ нии под овощи необходимо внесение органических и минераль¬ ных удобрений, прежде всего калийных, а на кислых почвах — фосфорных и извести. Использование пойменных болотно-лесных почв возможно лишь после осушительных мелиораций и мероприятий, обес¬ печивающих минерализацию органических веществ этих почв. Данные почвы особенно благоприятны для возделывания овощных культур. Помимо калийных и фосфорных удобрений положительное влияние часто оказывает внесение меди, бора, марганца,. (Г. В. Добровольский). Лесные низинные болота притеррасной поймы. Притеррас- ные понижения поймы заняты лесными низинными болотами. Они образованы полосой черноольшаников, сменяемых поло¬ сой березняков. Эти понижения дренированы небольшими речками, которые обеспечивают проточность заболачивающих вод. Почвообразование здесь развивается не только под влия¬ нием вод паводка, но и выклинивания верховодки, принося¬ щей с внепойменных элементов рельефа растворенные соеди¬ нения. Черная ольха (Alnus glutinosa) растет на высоких кочках, которые образованы несколькими стволами, отходящими от 10 Зак. 228 145
обшей корневой системы. Пространство между кочками заня¬ то высокими зарослями таволги вязолистной (Filipendula ul- maria), осоки ложносытевой (Careх pseudocyperus), крапивы двудомной (Urtica dioica), Стволы и ветви ольхи покрыты хмелем. Почвы перегнойно-железисто-глеевые. Непосредственно под слоем лесной подстилки лежит интенсивно-черный пере- гнойно-аккумулятивный горизонт (А) мощностью 20—40 см, с комковатой структурой. Он переходит в коричнево-бурый горизонт (В) мощностью 10—20 см, с обильным включением конкреций болотной руды, образованной за счет приноса же¬ леза с водораздела. Нередко встречаются многочисленные бе¬ лые пятна вивианита (фосфорнокислая закись железа), си¬ неющего на воздухе. Далее идет сизовато-голубоватый гле- евый горизонт. Весной вода стоит с поверхности, поэтому черноольшаники непроходимы. К концу лета уровень воды опускается до глубины 20—40 см. При копке разреза часто слышен запах сероводорода- Описываемые почвы богаты органическим веществом (60—80%), азотом, фосфором (2—5%), кальцием (13—30%), алюминием (14—20%), железом (5—22%), серой (до 5%) и т. д. Для них характерны высокая емкость поглощения ка¬ тионов (более 100 мэкв) и высокая насыщенность основания¬ ми (около 80%). Почвы полосы березняков отличаются мень¬ шей мощностью перегнойного горизонта, меньшей насыщенно¬ стью основаниями и отсутствием вивианита. Осоково-травяные низинные болота. Описанные лесные болота граничат с осоково-травяными низинными болотами, которые имеют тенденцию к расширению за счет прилегаю¬ щих лугов. Наиболее ясно это выражено в поймах небольших речек. Наступление в поймах плотнокустовой фазы луговой ста¬ дии дернового процесса приводит к скоплению на поверхно¬ сти луга значительных количеств мертвого органического ве¬ щества. Создаваемые этой растительностью кочки затрудня¬ ют сток атмосферных вод, что способствует насыщению почв луга водой и еще более затрудняет разложение растительных остатков. Сказанное приводит к вытеснению в понижениях рельефа плотнокустовых злаков осоками. Возникает доволь¬ но однообразный ландшафт сплошного покрова осок с еди¬ ничными кустами ивы и болотной березы. Почвы осоковых болот перегнойно-глеевые, не насыщены основаниями. Профиль этих почв состоит из двух горизонтов: перегнойно-аккумулятивного (А) и глеевого (G). Перегной- 146
но-аккумулятивный горизонт имеет черную окраску и мелко¬ комковатую структуру; его мощность 20—30 см. Глеевый го¬ ризонт сизовато-голубоватый, бесструктурный. С течением времени обособляется торфянистый слой. Почва насыщена во¬ дой. Травяно-осоковая фаза продолжается очень долго, однако с течением времени поверхность такого болота постепенно повышается за счет накопления органического вещества. Пе- регнойно-глеевая почва переходит в торфяно-перегнойно-гле- евую, а затем торфяную. Мощность торфяного слоя может до¬ стигать 2—4 м. Торф осоковых болот отличается высокой сте¬ пенью разложения и высоким содержанием азота и зольных элементов (см. табл. 15). Его следует использовать для удоб¬ рения полей. На краях осокового болота по мере его роста в вышину можно наблюдать проникновение в полосу березняков и черно- ольшаников осок, медленное завоевание ими территории, по¬ этому здесь луговая стадия не наблюдается. Образование влагоемкого перегнойного горизонта приво¬ дит к задержанию в нем все большей части поступающих ат¬ мосферных осадков. На определенной стадии нарастания его мощности фильтрация совсем прекращается, а вместе с ней вынос элементов в большой геологический круговорот. За¬ медленный процесс разложения отмирающих растительных остатков приводит к закреплению в них все больших коли¬ честв азота и зольных элементов. Для новых поколений рас¬ тительности начинает нехватать доступных соединений эле¬ ментов питания. Это приводит к постепенной смене более тре¬ бовательной к условиям питания растительности менее тре¬ бовательной- На смену осоковой растительности приходят гип- новые, а затем сфагновые мхи. Выпадают лиственные деревья; дольше удерживаются хвойные (сосна), которые принимают кустарниковые формы. Верховое сфагновое болото. С поселением и разрастанием сфагновых мхов осуществляется переход к образованию вер¬ хового сфагнового болота. Основной покров создают сфагно¬ вые мхи, к которым в небольшом количестве примешиваются некоторые травянистые растения (корневищевые осоки, сит¬ ники, пушица и т. д.). На этом фоне выделяются единичные экземпляры карликовой болотной сосны (в возрасте ста лет высота 1—1,5 л) в сочетании с многочисленными болотными кустарниками и кустарничками: голубикой (Vaccinium uligl- nosum), клюквой (Oxycoccus quadripetalus), морошкой (Ru- bus chamaemorus)t багульником (Ledum palustre), подбелом 10* 147
(Andromeda polifolia), Кассан¬ дрой (Cassandra calyculata), шейхцерией (Scheuchzeria pa- lustris) и др. В сфагновом болоте торфя¬ ной слой нарастает быстрее в центре, чем на периферии. По¬ верхность болота, все более нарастая в вышину, начинает возвышаться над окружающей местностью (рис. 28). Со вре¬ менем поверхность болота при¬ обретает куполовидную форму. Болото растет не только в вы¬ соту, но и вширь. Края болота наступают на прилегающую ра¬ нее незаболоченную террито¬ рию. На краях -болота хвойно¬ моховые леса непосредственно переходят в сосняки сфагно¬ вые, а затем сфагновое болото. Ежегодное создание органи¬ ческой массы растениями-тор- фообразователями в среднем около 20 ц/га. Основную массу дают сфагновые мхи (70%), да¬ лее— пушица (12%), все ос¬ тальные— 18%. Средний годо¬ вой прирост торфяника 0,5— 2,5 мм (С. Н. Тюремнов). Профиль торфяной почвы состоит из трех слоев. Верхний слой торфа имеет коричневато¬ бурую, более светлую окраску; нижний отличается более тем¬ ной окраской, которая с глуби¬ ной переходит в черную. Далее лежит глеевый горизонт. Мощ¬ ность слоя торфа может коле¬ баться от 0,5 м до нескольких метров. Верховые торфа отличаются низким содержанием зольных элементов и сильнокислой ак¬ тивной реакцией (табл. 15). 148
Заболачивание водоразделов. В северной половине дерно¬ во-подзолистой зоны неблагоприятные климатические уело-' вия препятствуют проникновению на водоразделах под полог хвойного леса широколиственных пород. По этой причине в таежных лесах почвообразование на неопределенно длитель¬ ное время задерживается на стадии хвойно-моховых лесов. С течением времени на поверхности почвы нарастает неболь¬ шой торфянистый горизонт, образованный отмирающим зе¬ леномоховым покровом. Этот торфянистый слой в силу своей влагоемкости препятствует просачиванию в глубь почвы вла-» Рис. 28. Схема строения болота, образованного в результате заболачива¬ ния суши (иэ работ В. Н Сукачева): /—сфагновый торф с пнями сосны; 2—пушицево-сфагновыб торф; 3—осо¬ ковый и лесной торф; 4 — шейхцериево-сфагновый торф; 5 — гипсовый торф ги, аккумулирует в своем составе значительные количества элементов питания, препятствует аэрации почвы, что ухудша¬ ет условия развития древесных пород, снижает их продуктив¬ ность. По небольшим микропонижениям, где увлажнение выше, поселяется мох (кукушкин лен). Затем его сменяют сфагно¬ вые мхи. Постепенно разрастаясь, куртины сфагновых мхов выходят за пределы микрозападин и со временем занимают всю площадь. С поселением сфагнума нарастание торфяного слоя идет более быстро, и торфянистые подзолы переходят в торфяно-подзолисто-глеевые, а затем торфяно-глеевые. При дальнейшем развитии образуется верховой торфяник. Образование торфяников путем зарастания озер и рек. Торфяные почвы возникают также в результате постепенного зарастания растительностью озер, а в некоторых случаях — и 149
рек с медленным течением. Зарастание происходит в резуль тате отмирания планктона, подводной и прибрежной расти¬ тельности, состоящей из камышей, тростника, осок и ряда дру- Рис. 29. Схема зарастания озера (из работ В. Н. Сукачева): I — осоковый торф; 2 — тростниковый и камышовый торф; 3 — сапропеле* вый торф; 4 — сапропелит Рис. 30. Схема нарастания сплавины на озере (из работ В. Н. Су¬ качева): /—торф сплавины; 2 — мутта; 3 — сапропелевый торф; 4 — сапро¬ пелит гих растений (рис. 29). В северных областях к ним присоеди¬ няются плавающие на воде растения (рис. 30). В результате смены многих поколений растений чаша озера постепенно за¬ полняется растительными остатками. При нарастании на озере сплавины, образованной плаваю¬ щими на воде растениями, зарастание озера происходит так¬ 150
же с поверхности. Когда разрастающаяся с берегов сплавина сомкнется, под ней остается погребенное озеро. Постепенное нарастание слоя торфа со временем может привести к образованию на месте озера верхового торфяника. Хозяйственное использование. Торф верховых болот щиро- - ко используют на подстилку скоту, на топливо и как сырье в промышленности. Торф низинных болот — ценное органо-ми¬ неральное удобрение. После проведения осушительных мели¬ ораций на торфяных почвах получают высокие урожаи кормо¬ вых и овощных культур. БУРЫЕ ЛЕСНЫЕ ПОЧВЫ Бурые лесные почвы — самостоятельный генетический тип, раопространенный в Европе, Азии и Сев. Америке. Они граничат с дерново-подзолистыми, серыми лесными и черно¬ земными почвами. Впервые почвы этого типа выделил Р. В. Ризположенский (1892) в б. Казанской губ. (ныне Татарской АССР) под на* званием бурых или буровато-черных почв. Они были обнару¬ жены им под широколиственными лесами на пермских и пер- мо-триасовых мергелистых глинах. Р. В. Ризположенский огра¬ ничился морфологическим описанием строения профиля, не исследовав их подробнее. В 1905 г. почвы со сходным морфо¬ логическим строением профиля были описаны в Германии Е. Раманном под названием лесных буроземов. В дальнейшем шведский ученый К. Лундблад предложил термин «бурые ле¬ сные почвы». Е. Раманн считал буроземы характерными почвами сред¬ ней Европы, которые образуются в умеренном климате под дубовыми и буковыми лесами на разнообразных материнских породах. На карбонатных породах они вместе с широколист¬ венными древесными породами дальше продвигаются к севе¬ ру. Ареал распространения буроземов в Европе Е. Раманн ри¬ совал в виде довольно широкой полосы, которая начинается на Западе во Франции и Восточной Англии и тянется, посте¬ пенно сужаясь, на Восток через Южную Швецию, Германию, Австрию и Центральную Россию до Уральского хребта. Утверждение о распространении бурых лесных почв в пре¬ делах СССР долгое время не получало признания. В послед¬ нее время накапливается фактический материал о распрост¬ ранении в европейской части СССР бурых лесных песчаных и супесчаных почв под хвойно-широколиственными и вторичны¬ ми широколиственными лесами (образованными после выруб¬ 151
ки хвойных пород) в виде прерывистой полосы вдоль южной границы дерново-подзолистой зоны. Бурые лесные суглини¬ стые почвы, по-видимому, встречаются отдельными острова¬ ми. Следует отметить, что и в настоящее время не все иссле¬ дователи признают распространение бурых лесных почв в пределах Русской равнины, полагая, что они доходят только до государственной границы СССР. Строение и свойства бурых лесных почв. Для типичных бурых лесных почв характерно следующее морфологическое строение профиля. Под маломощной лесной подстилкой лежит перегнойно-аккумулятивный горизонт (Ai) серой окраски с более или менее ясным буроватым оттенком мощностью около 20 см. Глубже идет переходный горизонт (АВ) с более ясно выраженной бурой окраской, слегка затемненной перегноем. Мощность этого горизонта тоже около 20 см. Для всего строе¬ ния профиля характерны постепенные переходы одного гори¬ зонта в другой и неяркие тона окраски. Структура почвы су¬ глинистого механического состава яснокомковатая с признака¬ ми острореберности, с глубиной укрупняется. Песчаные и су¬ песчаные почвы бесструктурны. Содержание перегноя в суглинистых разностях — около б—10%, в песчаных — 4—6%. Это типичный мягкий перегной. С глубиной содержание перегноя довольно резко снижается. Данные валовых анализов показывают равномерное рас¬ пределение в почвенном профиле полуторных окислов, что слу¬ жит принципиальным отличием типичных бурых лесных почв от серых лесных почв (табл. 16)- Перемещения других окислов Таблица 16 Данные валового анализа типичной бурой лесной почвы из Южной Швеции (из работ К. Луидблада) Гори¬ зонты Глубина взятия образца в см Перегной в % В % на бесперегнойную и безводную навеску SIOa А12Оа FeA, СаО MgO к,о Na.O А 3—13 9,69 76,18 12,60 2,88 1,82 0,10 3,18 3,63 в 15—32 3,96 74,69 12,77 3,53 1,51 0,13 3,41 3,33 с 100—115 1,08 75,18 12,65 3,28 1,90 0,16 3,26 2,98 в почвенном профиле валовые анализы тоже не обнаружива¬ ют. В бурых лесных песчаных почвах часто отмечается отчет¬ ливое обогащение верхнего горизонта полуторными окислами, главным образом глиноземом, за счет более глубоких горизон¬ тов (табл. 17). 152
Механический анализ бурых лесных песчаных почв СССР обнаруживает обогащение верхней части профиля частицами «физической глины» (<0,01 мм), в том числе илом (<0,001 мм), т. е. оглинение: Глубина в см ... . % частиц < 0,01 мм % частиц <0,001 мм 2—10 12—20 40—50 20,7 8,9 10,5 6,8 3,0 4,8 100—110 2.7 1.7 140-150 2.7 1.8 Оглинение — один из характерных признаков почв этого генетического типа. Таблица 17 Распределение полуторных окислов в профилях бурых лесных песчаных и супесчаных почв СССР (валовое содержание в % на прокаленную почву) Брестская обл. Рязанская обл. Воронежская обл. Мордовская АССР глуби¬ на в см А1»Оэ Fea03 глуби¬ на в см А1а03 Fea03 глу¬ бина в см AW, Fea03 глуби¬ на в см AIА Fea03 3-13 3,59 0,69 1-10 3,06 1,04 2-10 2,14 0,64 2—10 4,57 0,82 20-30 3,57 0,53 15-25 3,39 0,38 15-25 1,23 0,70 12-20 3,16 0,53 50—60 3,55 0,54 50-60 1,85 0,35 43—53 1,56 0,46 40-50 2,89 0,36 80—90 3,10 0,53 80—90 1,50 0,30 90—100 1,26 0,26 100-110 1,32 0,29 110-120 3,01 0,69 140—150 1,36 0,20 140-150 0,84 0,20 140—150 1,43 0,29 При исследовании бурых лесных почв Швейцарии Геринг установил в составе глинных минералов в их коллоидной и предколлоидной частях новообразование (монтмориллонит и нонтронит) *. При исследовании бурых лесных почв СССР в составе гли¬ нистой фракции были обнаружены нонтронит и гётит. По-ви- димому, образование нонтронита — один из характерных при¬ знаков почв типа бурых лесных. Определение подвижных соединений алюминия (вытяжка Тамма) показывает в бурых лесных почвах Западной Ев¬ ропы и СССР обогащение им верхней части профиля, в то время как верхние части профиля почвы подзолистого типа обеднены подвижным алюминием. 11 Нонтронит — глинный минерал того же строения, что монтморилло¬ нит, но отличается большим содержанием железа и магния. 153
Вследствие накопления в верхней части профиля перегноя и минералов типа монтмориллонита бурые лесные почвы обла¬ дают более высокой емкостью поглощения катионов в пере¬ гнойно-аккумулятивном горизонте (Ai). Вниз по профилю эта величина уменьшается. В горизонте Ai бурых лесных суглини¬ стых почв емкость поглощения достигает 30—35 мэкв на 100 г. В супесчаных и песчаных она соответственно меньше. Бурые лесные почвы сильно различаются по степени насы¬ щенности основаниями. Типичные бурые лесные почвы пока¬ зывают высокую степень насыщенности основаниями (80—90%). В то же время встречаются бурые лесные песча¬ ные почвы с очень низкой насыщенностью основаниями (<30%), хотя и без признаков оподзоленности. В связи с этим целесообразно различать бурые лесные поч¬ вы, насыщенные основаниями (>80%), мало насыщенные (80—30%) и ненасыщенные (<30%). Последние почвы обра¬ зуются в условиях близкого залегания грунтовых вод, допу¬ скающих их сквозное промывание. В почвах с высокой степенью насыщенности основаниями активная реакция слабокислая, близка к нейтральной (рН = = 7,0 — 6,0). По мере перехода к почвам со все меньшей насы¬ щенностью основаниями активная реакция сдвигается в ки¬ слую сторону (pH = 5,5 — 5,0), что связано со снижением со¬ держания бикарбоната кальция и усилением влияния угле¬ кислоты. Бурые лесные почвы имеют ясно выраженную нитрифика- ционную способность. Следует отметить значительную насе¬ ленность бурых лесных почв земляными червями и другими почвенно-подстилочными животными. Рядом постепенных переходов бурые лесные почвы связа¬ ны с дерново-подзолистыми и серыми лесными почвами, что нередко служит препятствием для их разграничения. Генезис бурых лесных почв. Е. Раманн рассматривал об¬ разование бурых лесных почв как геологический процесс вы¬ ветривания и выщелачивания, осуществляемый под действи¬ ем слабой угольной кислоты (а не перегнойных кислот, как в подзолах). Этим он объяснял накопление в качестве проме¬ жуточного продукта выветривания глинных минералов и лишь частично — свободных окислов. Характерную бурую окраску Е. Раманн связывал с отложением гидроокиси железа. Такое чисто геологическое понимание почвообразовательного про¬ цесса в настоящее время устарело и не может быть принято. Образование бурых лесных почв непосредственно связано с воздействием на материнскую горную породу хвойно-широ- 154
колиственных лесов с покровом из дубравного широкотравья. Хвойные породы вовлекают в биологический круговорот зна¬ чительно большие количества алюминия и железа (от 4 до 19 кг/га в год), широколиственные — приносят достаточно ос¬ нований для нейтрализации образуемых кислот и поддержи¬ вают активную реакцию почвы на уровне, ограничивающем растворение и вынос полуторных окислов. На обогащение верхней части профиля железом и алюми¬ нием определенное влияние оказывают ежегодно отмирающие деятельные корни дуба. Анализ мелких корешков (диаметром менее 0,3 мм) обнаружил в них высокое содержание железа (1%) и алюминия (0,8%), более высокое, чем в других частях дуба, включая листву. В результате железа и алюминия по¬ ступает больше с отмирающими мелкими корнями, чем с опа¬ дающей листвой. Если в корнях диаметром менее 0,3 мм же¬ леза содержится 7,2 кг/га, то в наземном опаде — только 0,6; алюминия в корнях — 6,0 кг/га; в наземном опаде — 2,1 кг/га (исследования Е. М- Самойловой). Типичные бурые лесные почвы формируются в тех случа¬ ях, когда на предыдущей стадии подзолообразовательный про¬ цесс не развился или когда его проявление было ограничено столь малым перемещением полуторных окислов, что оно мог¬ ло быть восстановлено в процессе биологического круговорота элементов. Первый случай наблюдается при почвообразовании на кар- ' бонатных материнских породах или породах, особо богатых силикатными основаниями. В период воздействия чистого хвойного леса вследствие достаточного содержания подвиж¬ ных оснований подзолообразовательный процесс не разви¬ вается; наблюдается только передвижение карбонатов. По¬ добный характер материнских пород благоприятствует проник¬ новению широколиственных пород под полог хвойного леса и началу образования бурых лесных почв (до того, как порода могла быть изменена подзолообразованием). Второй случай осуществляется на песчаных материнских породах, подстилаемых на некоторой глубине (1—2 м) поро¬ дой, более богатой основаниями (глиной, суглинком, мелом и т. д.). В период поселения соснового леса с моховым покро¬ вом подзолообразовательный процесс приводит к выносу из верхней части профиля сравнительно небольших количеств полуторных окислов. Уже небольшая потеря гидроокиси же¬ леза приводит к обесцвечиванию подзолистого горизонта. Наличие в корнеобитаемом слое более богатой подстилающей породы создает условия для постепенного проникновения 155
широколиственных древесных пород. Начинается формиро¬ вание смешанных сосново-широколиственных насаждений с покровом из дубравного широкотравья. Имевшая место небольшая убыль полуторных окислов сравнительно быстро восстанавливается и даже, как было показано (см. табл- 14), происходит некоторое их накопление в верхнем горизонте почвы. Именно к этой категории принадлежат бурые лесные песчаные и супесчаные почвы СССР. Кратковременная смена хвойно-широколиственных лесов вторичными широколиственными лесами, образуемыми после удаления первого яруса из хвойных пород, не вызывает су¬ щественных изменений в строении профиля почвы, если не считать небольшого потемнения окраски. Длительное пребы¬ вание широколиственного леса приводит на песчаных поро¬ дах уже к более заметному потемнению окраски перегнойного горизонта, переходу бурых лесных почв в серо-бурые и тем¬ ные серо-бурые лесные песчаные почвы. Наряду с типичными бурыми лесными почвами распрост¬ ранены почвы 'без морфологически выраженных признаков оподзоливания, но обедненные в верхней части профиля полу¬ торными окислами. Такие почвы Э. Эвальд называл бурыми лесными скрытоподзолистыми. При формировании почв на двучленных породах на гра¬ нице песчаной материнской породы и подстилающего уплот¬ ненного суглинка или глины происходит застаивание влаги, создание анаэробных условий и развитие процессов оглеения. С образуемым в весеннее время горизонтальным внутрипоч- венным стоком придающие оглеенным горизонтам сизовато¬ зеленоватый оттенок закисные соединения железа выносятся. В результате горизонт приобретает ясную белесую окраску, которая придает ему некоторое внешнее сходство с подзоли¬ стым горизонтом. Недостаточно опытные исследователи не¬ редко смешивают это контактное оглеение с подзолообразо¬ ванием. В действительности горизонт контактного оглеения отличается от подзолистого не только положением в профиле разреза, но более четкой белесой окраской в сухом состоянии и значительно большей плотностью сложения. Хозяйственное использование. Бурые лесные почвы отли¬ чаются значительно более высоким природным плодородием, чем дерново-подзолистые почвы того же механического со¬ става. Бурые лесные песчаные и супесчаные почвы — ценные лесные угодья. При вырубке леса и распашке они сравни¬ тельно быстро снижают плодородие, подвергаются ветровой эрозии. Бурые лесные суглинистые почвы человек в первую 156
очередь вовлекал в постоянное сельскохозяйственное пользо¬ вание, поэтому они почти полностью распаханы. Многие из них существенно изменены длительной распашкой и смывом. Для поднятия плодородия этих почв необходимо осуществлять комплекс противоэрозионных мероприятий, а также широко применять органические и минеральные удобрения. СЕРЫЕ ЛЕСНЫЕ ПОЧВЫ Хвойно-широколиственные леса при движении к югу сме¬ няются широколиственными лесами на серых лесных почвах, которые на юге граничат с луговыми степями черноземной зоны. Серые лесные почвы образуют сравнительно узкую полосу с очень извилистыми границами. Отдельными языка¬ ми и островами они проникают на юг в черноземную зону и на север — в дерново-подзолистую. Серые лесные почвы рас¬ пространены в Европе, Азии (Сибирь, Северный Китай), Се¬ верной Америке. Общая площадь этих почв невелика; в СССР они занимают 720 тыс. кв. км, или около 3% от всей террито¬ рии. Условия образования. В полосе преобладания серых лес¬ ных почв средние годовые температуры выше, а количество атмосферных осадков ниже, чем в дерново-подзолистой зоне. Средняя годовая температура 6—7°, с запада на восток по¬ нижается до —4°. Средняя температура самого теплого меся¬ ца (июля) 20°, самого холодного (января) на Украине —5°, в направлении на восток она снижается до —20° в Западной Сибири. Количество атмосферных осадков 500—550 мм, уменьшается к востоку; характерны резкие колебания темпе¬ ратуры и осадков по годам. Рельеф преимущественно равнинный, полого-волнистый, с довольно длинными склонами. Вблизи горных массивов (Кар¬ паты, Урал) — более расчлененный. Для Средне-Русской возвышенности характерна сильно развитая овражно-балоч¬ ная сеть. Материнские горные породы разнообразны. В'западной и центральной части европейской территории распространены лёссовидные глины и суглинки, в восточной части — пермские и юрские отложения, часто на небольшой глубине карбонат¬ ные. Серые лесные почвы встречаются также на элювии мас¬ сивнокристаллических пород, на супесях и иногда на кварце¬ вых песках, подстилаемых более богатыми породами. Как уже было сказано, распространение серых лесных почв связано с широколиственными лесами. В центральной 157
части это дубово-ясеневые леса, к которым на Украине при¬ соединяется граб, а дальше на запад — бук; в восточной ча¬ сти (ближе к Уралу) преобладают липовые леса. В Сибири широколиственных древесных пород, за исключением липы, нет; их заменяют светлые березовые леса с травяным покро¬ вом. В настоящее время большая часть описываемых лесов вырублена; освобожденные от леса почвы распаханы. Воздействие широколиственного леса на почву. Данный вопрос целесообразно рассмотреть на примере дубрав — сложных многоярусных насаждений, через кроны которых проникает достаточно света для развития подлеска и травя¬ ного покрова. В первом ярусе преобладает дуб с небольшой примесью ясеня, липы; во втором, кроме липы, — клен остро¬ листый, ильм, в подлеске — клен татарский и полевой, лещи¬ на, бересклет и др. Дубовый лес создает значительно большую массу органи¬ ческого вещества, чем хвойно-широколиственный. Количество ежегодно синтезируемого органического вещества в зависи¬ мости от возраста древостоя колеблется от 80 до 300 ц/га. Наибольшая масса создается в возрасте примерно 20—40 лет. Кроны широколиственного леса задерживают немного атмосферных осадков, меньше, чем хвойные. В среднем за год через кроны проникает 82—86% от выпадающих осадков. В зимнее время лишенные листьев кроны задерживают толь¬ ко 3—5%, в летнее время, в зависимости от сомкнутости крон,— 18—36% (А. А. Молчанов). Дубовый лес вовлекает в биологический круговорот боль¬ шее количество азота и зольных элементов, чем хвойный (табл. 18). В максимальном количестве широколиственный лес берет из почвы кальций, второе место занимает азот, третье — калий, четвертое — кремний, пятое—магний, далее идут остальные элементы. Значительная часть вовлекаемых в биологический круговорот элементов ежегодно возвращается в почву с опадом и сухостоем. Большое значение имеет по¬ ступление с отмирающими частями широколиственных пород оснований (4,5—6,5 кг' экв/га). Этого количества оснований хватает на нейтрализацию не только минеральных, но и зна¬ чительной части органических кислот, образуемых в процессе минерализации лесной подстилки. В результате в подстилке такого леса преобладает слабокислая активная реакция. П. С. Погребняк наблюдал в некоторые периоды накопление в подстилке небольших количеств (0,2—0,4%) углекислого кальция. Ранней весной через лишенные листьев кроны беспрепят- 158
Таблица 18 Круговорот элементов в дубняке осоково-снытевом с участием спутников дуба (в кг/га в год) N Са к Р t- возвращается § возвращается к возвращается г возвращается Возраст, ле берется 1 S 1 всего опад сухостой берется 2 а в 1 всего опад сухостой берется в S 1 всего опад сухостой берется 3 в 1 всего опад сухостой 12 29 8 21 19 2 57 15 42 38 4 17 6 11 10 1 4,2 0,6 3,6 3,3 0,3 24 101 46 55 43 12 167 75 92 72 20 58 26 32 25 7 10,5 4,3 6,2 5,0 1,2 48 50 24 26 21 5 76 30 46 39 7 21 9 12 10 2 4,0 0,6 3,4 3,1 0,3 93 38 13 25 23 2 63 18 45 44 1 15 4 11 10 1 4,0 0,4 3,6 3,6 130 52 26 26 25 1 75 42 33 32 1 18 7 11 10 1 3,6 1,0 2,6 2,6 s • SI Al + Fe Mg возвращается к возвращается 5 н возвращается § возвращается Возраст, ле берется i 1 S* g всего опад сухостой берется 1 a a i всего опад сухостой берется а> а со a £ К всего опад сухостой берется в 1 всего опад сухостой 12 7,2 2,4 4,8 4,4 0,4 16 2 14 13 1 3,6 1,2 2,4 1.8 0,6 9,0 2.4 6,6 6.0 0,6 24 13,1 5,5 7,6 6,0 1,6 27 2 25 24 1 6,5 1.5 5,0 4,0 1,0 17,9 5,3 12,6 11.1 1,5 48 6,4 2,8 3.6 3,2 0,4 15 1 14 14 — 3,6 1,2 2,4 2,4 — 9,6 3,0 6,6 6,0 0,5 93 5,2 1,2 4,0 3,6 0,4 16 1 15 15 — 3,0 0,6 2,4 2,4 — 7,8 1,2 6,6 6.6 130 6,8 2,8 4,0 4,0 — 12 1 11 11 — 7,2 1,8 5,4 5,4 — 7,2 1.2 6,0 6,0 — Примечание. Расчет сделан на основании повторного взятия модельных деревьев и пересчета на пробной пло¬ щади, заложенной в 1948 г. в дубняке 12 лет, который в 1960 г. достиг возраста 24 лет.
ственно проникают солнечные лучи. В это время поверхность почвы покрыта пестрым ковром цветущих лесных эфемерои¬ дов: пролески, или подснежника (Scilla sibirica), ветреницы ‘лютиковой (Anemone ranunculoides), хохлаток (Corydalis Нa fieri, С. Marschalliana), гусиного лука ( lutea) и др. (рис. 31). Они дают надземную массу порядка 2—5 ц/га. Когда деревья оденутся листвой, приток к поверхности почвы солнечных лучей сокращается. Пестрая красочность отцвета- Рис. 31. Весенние эфемероиды в дубовом лесу (схема Г. Л. Ремезовой): / — тюльпан дубравный; 2 — ветреница лютиковая; 3 — рябчик русский; 4 — гусиный лук; 5 — пролеска сибирская, 6—хохлатка Галлера; 7—хох¬ латка Маршалла ющих весенних эфемероидов уступает место однообразной зелени покрова из дубравного широкотравья. Преобладают корневищевые растения (рис. 32): сныть ( raria), ясменник пахучий ( Asperulaodorata), мятлик дубрав¬ ный (Роа nemoralis), осока волосистая pilosa) и др. Из бобовых распространены астрагал ( glycy- phyllus), чина весенняя ( Latyrus вика Многоярусность корневых систем травянистой, кустарни¬ ковой и древесной растительности позволяет черпать влагу и элементы питания из большого объема почвы. Просачиваю¬ щиеся в глубь почвы растворы встречают на своем пути как бы ряд задерживающих экранов в виде последовательной смены ярусов корневых систем, которые поглощают из почвы влагу и растворенные в ней элементы питания. Широколист¬ 160
венный лес расходует на транспирацию больше влаги, чем хвойный. Все это сильно ослабляет вымывание из почвы ра¬ створимых соединений, особенно в условиях глубокого зале¬ гания грунтовых вод. На разложение опада широколиственных пород и переме¬ шивания его с почвой существенное влияние оказывают зем- Рис. 32. Схема строения травяного покрова из дубравного широко- тра-вья (рисуно-к Г. Л. Ремезовой): / — копытень европейский; 2—осока волосистая; 3 — сныть; 4 — звездчатка ланцетная; 5 — медуница неясная; 6—купена много, цветковая; 7 — сочевичник весенний; 8 — ясменник душистый ляные черви, личинки насекомых и другие почвейно-подсти- лочные животные, которые в большом количестве населяют почвы описываемых лесов. Строение и свойства серых лесных почв. По содержанию перегноя различают светло-серые, серые и темно-серые лес¬ ные почвы. В большинстве случаев имеется связь между содержанием перегноя и степенью оподзоленности: светло¬ серые имеют более выраженные признаки оподзоленности, а 11 Зак. 228 161
темно-серые — более слабые. От этой обшей закономерности имеются отклонения, обусловленные особенностями истори¬ ческого развития. Собственно серые лесные почвы, глинистые и суглинистые, по механическому составу имеют следующее строение (рис. 33). Лесная подстилка небольшой мощности (около 2 см) со¬ стоит из двух слоев: верхнего (слой L) — из опавших листьев, Светло-серая Серая Темно-серая лесная лесная лесная Рис. 33 Схема строения серых лесных почв веток, плодов, сохранивших морфологическое строение, и нижнего (слой F), в котором растительные остатки частично разрушены и изменены ферментативными процессами. Под лесной подстилкой находится перегнойно-аккумуля¬ тивный горизонт А|. Он имеет серую с коричневатым или бу¬ роватым оттенком окраску, светлеющую с глубиной. Струк¬ тура острореберная, мелкоореховатая, иногда комковато-зер¬ нистая. Горизонт густо переплетен корнями древесной, кустар¬ никовой и травянистой растительности. Сложение плотнова¬ тое. Переход к следующему горизонту постепенный по окраске и структуре. Приблизительно с глубины 12—15 см начинается подго¬ ризонт А|Аг, который имеет более светлую серую окраску. 162
Структура ореховатая, с глубиной укрупняется. Поверхность структурных отдельностей покрыта белесой кремнеземистой присыпкой. В некоторых случаях при разламывании структур¬ ных отдельностей в них также обнаруживается кремне¬ земистая присыпка. Встречаются ходы червей и копролиты. Сложение плотноватое. Корней меньше, чем в А|. Преобла¬ дают корни деревьев и кустарников. С глубины около 40 см начинается иллювиальный гори¬ зонт (В). Бго верхняя переходная часть (В|) имеет буровато¬ серую окраску, местами темно-бурую. Структура крупнооре- хозатая с тонкой кремнеземистой присыпкой на поверхности структурных отдельностей. При измельчении структурных отдельностей заметно посветление и побурение. Небольшое количество корней древесной растительности. Переход к под¬ горизонту (Вг) постепенный по окраске, ясный по плотности. Примерно на глубине 60—70 см наблюдается посветление окраски; сильнее выступает бурый тон. Структура из орехо- затой переходит в призматическую. Сложение становится бо¬ лее плотным. По приведенным признакам выделяют подго¬ ризонт Вг. В этом горизонте встречаются темно-серые, почти черные, потеки перегнойных веществ. Местами буроокрашен¬ ные части приобретают красноватый оттенок. Поверхность структурных отдельностей покрыта темно-коричневой, почти черной, пленкой. Редко встречаются древесные корни. Глубже идет постепенный переход к материнской породе. Со 120 см преобладает бурая окраска с красноватым оттен¬ ком. Окраска горизонта зависит от характера материнской породы. Структура глыбисто-призматическая, более крупная. Сложение еще плотнее. Это подгоризонт Вз. Карбонаты в форме лжегрибницы встречаются с глубины 150 см и более. От приведенного типового описания серых лесных почв светло-серые лесные почвы отличаются более светлой окрас¬ кой перегнойно-аккумулятивного горизонта, меньшей мощ¬ ностью окрашенного перегноем слоя (A-J-Bi) и, большей частью, возрастанием кремнеземистой присыпки. В противо¬ положность им темно-серые лесные почвы имеют более тем¬ ную серую окраску перегнойно-аккумулятивного горизонта; мощность окрашенного перегноем слоя большая (см. рис. 33). Общая масса лесной подстилки сильно колеблется по вре¬ менам года. В середине лета она составляет 10—15 т/га су¬ хого вещества, осенью возрастает на величину опада (3— 5 т/га). В составе лесной подстилки аккумулированы: азот (1,5—2,0%), кальций (около 2%), калий (около 1%), фос¬ фор (около 0,2%) и т. д. Активная реакция pH около 6,0. И* 163
Содержание перегноя в горизонте Ai меняется в довольно широком интервале. С этим связано деление типа серых лес¬ ных почв на подтипы. С глубиной содержание перегноя резко убывает. В европейской части содержание перегноя в светло¬ серых лесных почвах колеблется от 2—3% в западных райо¬ нах до 5% 'в восточных; в серых лесных почвах—соответст¬ венно от 3—4 до 6—8%; в темно-серых от 3,6—4,4 до 8—9% (А. А. Роде). Таким образом, о запада на восток наблюдает¬ ся возрастание содержания перегноя, а вместе с ним и азота. В Сибири оно еще выше. Валовые анализы (табл. 19) обнаруживают заметное обеднение верхней части профиля (А) А|А2) алюминием, железом, кальцием и относительное обогащение кремнием, что указывает на оподзоленность почвы. Емкость поглощения катионов возрастает параллельно изменению содержания перегноя от. светло-серых к темно-серым лесным почвам. В почвах суглинистого механического состава величина ем¬ кости поглощения катионов изменяется в Ai от 15—20 мэкв в светло-серых до 40—50 мэкв на 100 г почвы — в темно¬ серых лесных почвах. В изменении емкости поглощения катионов по профилю имеются следующие закономерности. Светло-серые лесные почвы сохраняют распределение емкости поглощения по про¬ филю, свойственное дерново-подзолистым почвам: понижение при переходе от А< к Аг и последующее повышение в иллю¬ виальном горизонте до величины в А, или большей. В серых лесных почвах вследствие повышения содержания перегноя в Ai и AjA2 емкость поглощения катионов возрастает и по всему профилю становится более или менее одинаковой. В еще бо¬ лее богатых перегноем темно-серых лесных почвах емкость поглощения катионов наибольшая в At; с глубиной она сни¬ жается. Почвы типа серых лесных относятся к почвам, ненасыщен¬ ным основаниями. Кроме кальция и магния они содержат в обменном состоянии Н-ионы. С глубиной степень насыщен¬ ности основаниями возрастает. Обменной кислотности обычно нет или сна очень невелика. Активная реакция слабокислая. Физические свойства описываемых почв зависят от их ме¬ ханического состава, характера структуры и сложения. Верх¬ ние горизонты (Ai -f- А1А2) с менее крупной ореховатой струк¬ турой и более рыхлым сложением, обогащенные перегноем и густо пронизанные корнями, отличаются большей общей и действующей скважностью. В отличие от них иллювиальный горизонт с более крупными структурными отдельностями, с 164
Таблица 19 Данные химического анализа серой лесной суглинистой почвы Горизонты Глубина взятия образца в см Перегной в % Валовое содержа¬ ние в % на про¬ каленную почву Обменные катионы мэкв на 100 г почвы Степень насыщен¬ ности основани¬ ями в % pH суспензии О 55 < <? £ 4 в 4 £ Н+ гидро¬ лит сумма О X и * А, 2-10 4,4 80,5 8,6 3,4 20 8 6 34 82 6,5 5,5 А,А, 20-30 1,8 80,3 8,5 4,5 16 6 4 26 85 6,2 5,7 В, 40-50 0,7 75,4 8,2 5,4 18 6 2 26 92 6,0 5,8 в2 70-80 0.4 75,6 10,1 5,7 17 6 1 24 91 6,2 6,0 Вз 100—110 0.4 76,2 9,8 5,5 9 6 1 26 96 6,3 6,0 большей плотностью сложения и менее пронизанный корнями имеет более низкую общую и действующую скважность (табл. 20). Таблица 20 Физические свойства серых лесных суглинистых почв Горизон¬ ты Мощность горизонтов в см Объемный вес Общая скважность Полевая влагоемкость Действующая скважность А* со 1 о 0,11 15 _ А, 3—20 1,40 58 45 13 А,А, СО со 1 8 1,42 52 38 14 в. 36-51 1,45 47 41 6 в, 51—90 1,43 48 41 7 в, 90-140 1,40 46 36 10 Сравнительно высокая действующая скважность верхней части профиля обеспечивает высокую воздухоемкость и спо¬ собность к аэрации. Водопроницаемость—10—15 мм в час, что обеспечивает поглощение талых снеговых вод и ливневых осадков. Иллювиальный горизонт в силу пониженной дейст¬ вующей скважности ограничивает дальнейшую фильтрацию влаги. Это ведет к образованию внутрипочвенного горизон¬ тального стока. Полевая влагоемкость слоя в 150 см состав¬ ляет 400—500 мм. Вследствие высокой влагоемкости серых лесных почв и значительного расхода влаги на транспирацию широколист- 166
венным лесом все летние осадки задерживаются в почвенном профиле. Сквозное промачивание имеет место только весной, когда в течение небольшого промежутка времени в почву поступают талые снеговые воды, усиленные весенними дож¬ дями. По классификации А. А. Роде, тип серых лесных почв характеризуется периодически промывным режимом, при котором сквозное промачивание почвы происходит только весной и не каждый >год. Следует подчеркнуть двойственный характер строения почв типа серых лесных. Отчетливая расчлененность профиля на обедненный полуторными окислами элювиальный горизонт и обогащенный ими иллювиальный, а также отмеченное выше расчленение профиля по физическим свойствам указывает на сходство строения его с профилем дерново-подзолистых почв. Значительная обогащенность перегноем, возрастающая емкость поглощения катионов, высокая степень насыщенности основаниями, слабокислая активная реакция, структурное состояние служат отличием от дерново-подзолистых почв. В темно-серых лесных почвах указанные изменения настолько выражены, что начинает проявляться сходство их с почвами черноземного типа. В качестве переходного подтипа некото¬ рые исследователи выделяют подтип северных (или дегради¬ рованных) черноземов; другие (А. Н. Набоких, Д. Г. Вилен¬ ский) не считают это целесообразным, относя их к темно¬ серым лесным почвам. Генезис серых лесных почв. В. В. Докучаев рассматривал серые лесные почвы как самостоятельный генетический тип, который образуется под воздействием на материнскую гор¬ ную породу широколиственного леса. Он полагал, что подоб¬ но тому как два главных типа растительности — лесная и степная — образуют различные почвы, так и разная лесная растительность приводит к формированию отличных почв: под хвойными лесами образуются подзолы, под дубравами — серые лесные почвы. Более детально процесс формирования профиля серых лесных почв не был им освещен. Иные взгляды на генезис развил С. И. Коржинский — сов¬ ременник В. В. Докучаева. Наблюдая в пространстве геогра¬ фический ряд: хвойные леса на подзолах — дубравы на серых лесных почвах — степи на черноземах, С. И. Коржинский пришел к отождествлению этого ряда с генетическим. Он считал, что названные растительные формации и свойствен¬ ные им типы почв — стадии последовательного развития. Однако правильно определить направление развития С. И. Коржинский не смог, так как в своих работах исходил 166
из ошибочной концепции о развитии жизни на Земле по нис¬ ходящей линии. Поэтому и развитие почв во времени он представлял как последовательный переход от более плодо¬ родных черноземов к менее плодородным подзолам. По мнению С. И. Коржинского, серые лесные почвы воз¬ никли в результате наступления леса на степь. Поселение на черноземе широколиственного леса обусловило деградацию или иначе—обеднение* чернозема и переход его в серые лес¬ ные почвы. Последующее вытеснение широколиственного леса хвойными породами должно приводить к переходу серых лес¬ ных почв в подзолы. Хотя эти предположения не были под¬ тверждены соответствующими исследованиями в природе и лаборатории, они получили в прошлом на некоторое время широкое признание. В дальнейшем непосредственные исследования почв под лесными посадками на черноземе не обнаружили деградации (оподзоливания) чернозема под воздействием лесной расти¬ тельности. Зернистая структура черноземов под широколист¬ венным лесом не разрушалась, как утверждал С. И. Коржин- ский, а, наоборот, приобретала большую водопрочность; со¬ держание перегноя увеличивалось и т. д. Более высокое содержание перегноя на поверхности структурных отдельно¬ стей серых лесных почв также указывало на его новообразо¬ вание, а не разрушение. Против теории наступления леса на степь как общей линии развития говорило более позднее по¬ явление на земле травянистой растительности, которая была вынуждена заселять территории, ранее занятые лесом. Сле¬ довательно, травянистая растительность обладала способно¬ стью вытеснять лесную, а не наоборот. В. Р. Вильямс выдвинул положение о происхождении серых лесных почв из предшествовавших им дерново-подзолистых под влиянием смены растительных формаций. Исходя из работ классиков почвоведения и последующих исследований можно установить следующие пути образования серых лес¬ ных почв. Наиболее характерный природный путь образования се¬ рых лесных почв — смена хвойно-широколиственных лесов на дерново-подзолистых почвах широколиственными, что приво¬ дит к превращению дерново-подзолистых почв в светло-серые лесные почвы, затем в серые лесные и далее в темно-серые лесные почвы. Степень остаточной оподзоленности образуе¬ мых серых лесных почв зависит от развития подзолистого го¬ ризонта в дерново-подзолистых почвах, из которых они про¬ изошли. В настоящее времй накоплен экспериментальный 167
материал, подтверждающий способность широколиственных древесных пород в условиях лесостепной зоны вытеснять хвойные. С поселением широколиственных пород, как уже было сказано, усиливается обогащение верхних горизонтов пере¬ гноем и элементами питания, в том числе основаниями, ней¬ трализующими кислотность почвы. Существенная роль в этом принадлежит корневым системам дубравного широкотравья. В условиях Сибири аналогичное влияние оказывают светлые березовые леса. Второй путь формирования почв связан с деятельностью человека. В период широкого применения лесопольной систе¬ мы земледелия для получения пахотных угодий лес вырубали, корчевали и освобожденные от леса площади распахивали. Собрав несколько урожаев, человек забрасывал поля, и они зарастали травянистой растительностью. Выпас скота задер¬ живал лесовозобновление. Со временем поля зарастали лист¬ венным лесом. Попеременное воздействие травянистой расти¬ тельности и лиственного леса приводило к накоплению пере¬ гноя, закрашиванию им подзолистого горизонта, обогащению основаниями, снижению кислотности и другим изменениям, которые создавали профиль почвы, сходный по строению и многим свойствам с профилем серых лесных почв. Признаки для разделения почв, образованных двумя ука¬ занными путями, пока не установлены. Третий путь обусловлен воздействием длительной сельско¬ хозяйственной культуры. Исследования О. В. Макеева в Си¬ бири, А. А. Завалишина и Б. В. Надеждина в Прибалтике показали, что под влиянием глубокой вспашки, возделывания зерновых культур, внесения органических удобрений и других мероприятий дерново-подзолистые почвы обогащаются пере¬ гноем, азотом, фосфором, обменными основаниями. Снижается их кислотность, повышается степень насыщенности основа¬ ниями. В результате профиль названных почв приобретает сходство с серыми лесными почвами (отличается от них лишь отсутствием ореховатой структуры в перегнойно-аккумулятив¬ ном горизонте). По-видимому, таково происхождение многих серых лесных почв Сибири, где нет широколиственных лесов. Исходя из различий в генезисе в дальнейшем эти почвы сле¬ дует выделить из группы «серых лесных». Хозяйственное использование. В настоящее время на боль¬ шей части территории, занятой почвами описываемого типа, леса вырублены и освобожденные площади находятся в по¬ стоянном сельскохозяйственном пользовании. Вырубка широ¬ 168
колиственных лесов с высокой транспирационной способно¬ стью заметно сократила внутриматериковый влагооборот. Удаление лесного полога повлияло на климатические условия в том же направлении, что и в дерново-подзолистой зоне. В результате распашки серых лесных почв на месте гори¬ зонта Ai и частично А1А2 создан пахотный слой. Мощность его определяется глубиной пахоты. Долголетнее применение трехпольной системы земледелия с культурой зерновых и па¬ ровым полем наложило существенный отпечаток на свойства почвы. Это выразилось в понижении содержания в пахотном слое, особенно за счет минерализации наиболее подвижных (деятельных) составных частей, перегнойных веществ, меха¬ ническом разрушении при обработке почвы агрономически ценной зернистой структуры. Значение имело разрушение структуры дождевыми каплями, падавшими на незащищен¬ ную лесной подстилкой поверхность почвы. Все это приводило к обесструктуриванию пахотного слоя, снижению действую¬ щей скважности и водопроницаемости, возникновению после снеготаяния и. ливневого выпадения осадков поверхностного стока, смыва и размыва почвы. Для поднятия плодородия серых лесных почв необходимо проведение мероприятий по созданию структурного и глубо¬ кого пахотного слоя, устранению эрозии, восстановлению по¬ врежденных эрозией почв. Многие подтипы серых лесных почв обеднены главнейши¬ ми элементами питания. Внесение органических и минераль¬ ных удобрений (азотистых, фосфорных, калийных) дает поло¬ жительные результаты. Наиболее оподзоленные разновидности положительно реагируют на известкование. При правильном ведении хозяйства на серых лесных поч¬ вах возможно получать высокие и устойчивые урожаи многих зерновых культур, клубнекорнеплодов и др. Подзона серых лесных почв славится своими плодовыми садами. ПОЧВЫ черноземной зоны За полосой серых лесных почв простирается зона черно¬ зема. Наиболее крупный массив черноземных почв располо¬ жен в Евразии. Начинаясь в придунайских равнинах (Вен¬ грии, Румынии, Болгарии), полоса этих почв тянется на восток почти через всю территорию СССР, занимая громад¬ ные пространства на юге европейской части, Западной Сибири и Северного Казахстана. Сплошная полоса черноземных почв доходит до р. Енисея. Далее на восток встречаются только 16»
отдельные острова черноземов. Почвы черноземного типа имеются в северной части Китая, на северо-западе Индийско¬ го полуострова'. Кроме того, они распространены в Америке, Африке и на очень небольшой площади в Австралии. Площадь черноземных почв на земном шаре составляет 8,3 млн. кв. км, или 5,6% от поверхности суши. В приведен¬ ную величину включены черные почвы тропических областей (2,3 млн. кв. км), генезис которых недостаточно изучен. В СССР черноземные почвы занимают 1,8 млн. кв. км, или ; 8,2% территории. Условия почвообразования. Климат черноземной зоны по сравнению с ранее рассмотренными зонами отличается мень¬ шим количеством атмосферных осадков, более высокими сред¬ ними годовыми и летними температурами, большей продол¬ жительностью теплого периода. Средняя годовая температура от 1 до 9° Лето жаркое, со средней месячной температурой самого теплого месяца (июля) 17—21°; зима холодная, со средней месячной температурой самого холодного месяца (января) —4 12°, в Сибири до —18°. Теплый период — около 190 дней. Годовое количество осадков в европейской части 400—550 мм, в Сибири оно спускается до 300 мм. Боль¬ шая часть осадков приходится на лето и осень, когда осадки часто выпадают в форме ливней. Зимы малоснежные. В се¬ верной части мощность снежного покрова в среднем около 50 см, в южной до 20 см. Зимние ветры сдувают значительную часть снега с повышенных элементов рельефа в пониженные. В некоторые годы гибельное влияние на растения оказывают суховей, сильные летние ветры, когда температура воздуха поднимается до 40°, а относительная влажность опускается ниже 20%. Рельеф черноземной зоны равнинный, с длинными поло¬ гими склонами. Вблизи горных сооружений равнинность сме¬ няется волнистостью рельефа. Восточнее Уральского хребта черноземная зона представляет плоскую или слабоволнистую равнину, осложненную невысокими грядами (4—5, реже до 10—20 м высотой). Почвообразующими породами служат различные мелко- земистые отложения. Среди них особенно распространены лёссы и лёссовидные глины и суглинки, а также элювий и делювий коренных пород мезозойского и палеозойского воз- 11 Вопрос о принадлежности черноокрашеннькх почв Индийского по¬ луострова и других субтропических и тропических областей к почвам чер¬ ноземного типа требует дополнительного изучения. 170
раста. Местами почвообразование идет непосредственно на продуктах выветривания массивнокристаллических пород. Легкая размываемость многих материнских пород благо¬ приятна для проявления эрозии, особенно при ливневом вы¬ падении атмосферных осадков. Явления смыва и размыва почв широко распространены. Многочисленные овраги и бал¬ ки— характерная особенность современного ландшафта. В некоторые годы в южной части зоны существенный вред причиняют земляные бури. Они приводят к выдуванию посе¬ вов в одном месте и засыпанию их в другом. Распространение черноземов связано с лугово-степной и степной растительностью. В настоящее .время черноземная степь почти полностью распахана. Сохранились лишь отдель¬ ные небольшие заповедные участки степной растительности. Распашка степей существенно изменила климат в сторону большей сухости. Поэтому сохранившиеся степные участки дают не вполне точное представление о былой растительности степей. В этой связи очень важны свидетельства натурали¬ стов прошлого столетия, видевших степи в менее измененном состоянии. Известный исследователь степей А. А. Измаильский в 1883 г. писал, что еще сравнительно недавно степь была по- крьпа гигантской растительностью, в которой мог скрываться всадник. Ковыльная степь даже в малоснежные зимы задер¬ живала большие количества снега. Весной, когда на полях уже шел сев, а по дорогам неслась пыль, в девственных сте¬ пях местами еще лежал снег, а почва была настолько сыра, что проезд был невозможен. Грунтовые воды лежали на глубине 4—6 м. Высокую влажность почва степей сохраняла и в летнее время. «Очевидно, что степь, покрытая сплошь сплошными не¬ пролазными ковылями, а местами обширными зарослями бобовника, дерезы и степной вишни, совершенно иначе отно¬ силась к выпадающим атмосферным осадкам, в какой бы форме эти осадки не являлись, чем настоящая степь» *. Далее А. А. Измаильский описывает, как при распашке степей был уничтожен толстый степной войлок, который, как губка, всасывал воду и защищал почву от солнечных лучей и иссушающего действия ветров. Лишенная защитного дей¬ ствия войлока степь утратила возможность задерживать снег. В результате почва получала весной меньший запас влаги и 'А. А. Измаильский. Как высохла наша степь. Избр. произв. Сельхозгиз, М., 1949. 171
глубоко пересыхала летом. Незащищенная растительность»» поверхность почвы легко подвергалась размыванию талыми снеговыми и ливневыми водами. Растущие овраги оказывали дренирующее действие, увеличивая иссушение степи. Существенное влияние на почвообразование оказывают многочисленные животные, населяющие почвы черноземной зоны. Обширную группу составляют различные грызуны: слепцы, сурки, хомяки и мыши. Из низших особенно велико влияние земляных червей. В черноземных почвах живут мно¬ гие насекомые; они проделывают большую работу по изме¬ нению растительных остатков. Прокладывая ходы и устраи¬ вая камеры, животные разрыхляют и перемешивают почву на значительную глубину1. Мощные и выщелоченные черноземы. Северную' часть черноземной зоны на европейской территории СССР зани-. мают мощные и выщелоченные черноземы. Они образуют самостоятельную подзону. В Сибири подзоны мощных черно¬ земов нет. Распространение мощных и выщелоченных черноземов совпадает с подзоной луговых степей (Е. М. Лавренко). Травостой луговых степей образован сочетанием степных (ксерофильных) и луговых (мезофильных) видов. Преобла¬ дают степные виды (50—60% покрова). Первое место зани¬ мают дерновинные злаки; корневищевые играют значитель¬ ную, но меньшую роль. Травяной покров густой и разнооб¬ разный. Степень покрытия почвы — 80—90%. Состав травостоя следующий (рис. 34): ковыли (Stipa stenophylla, S. Ioannis);t типчак (Festuca sulcata), дикие овсе- цы (Avenastrum pubescens, A. Schellianum); разнотравье: шалфей луговой (Salvia pratensis), таволга шестилепестная — земляные орешки (Filipendula hexapetala), ветреница лесная (Anemone silvestris), горицвет (Adorns vernalis), клубника (Fragaria viridis), а также осока низкая (Carex humilis). Довольно значительную роль играют бобовые: клевер (Trifolium pratense, Т. alpestre, Т. montanum), эспарцет (Onobrychis viciaefolia), язвенник (Anthyllis polyphylla) и др. Характерен мох (Thuidium abietinum). В наименее измененных человеком луговых степях Запад¬ ной Сибири наземная масса составляет около 60 ц/га, вес корней в слое 0—40 см — около 150 ц/га (высушенной при 100°). По данным ряда исследователей, ежегодно создается 1 Засыпанные ходы крупных землероев были названы кротовинами, хотя крот животное лесное и в степях не живет. 172
и отмирает приблизительно одна треть корней. Таким обра¬ зом, общее поступление органического вещества — 100— 110 ц/га в год. Следует отметить значительные колебания в зависимости от погодных условий отдельных лет. Наиболь¬ шая часть корней (70%) сосредоточена в верхних 10 см. С глубиной содержание их постепенно убывает. На почвообразовательный процесс существенное влияние оказывает различие в биологическом круговороте элементов Рис. 34. Растительность луговой степи на мощных черноземах (схема Г. Л. Ремезовой): 1 — осока низкая; 2 — ковыль перистый; 3 — типчак; 4 — клевер горный; г5 — шалфей луговой; 6 — лен; 7—гладиолус; 8—лютик многоцветковый; 3 —костер прямой; 10 — таволга шестилепестная; // — язвенник многолист¬ ный, 12— клубника зеленая; 13 —о всей опушенный под лесной и лугово-степной растительными формациями. Под лесом ежегодно отмирает и поступает на поверхность почвы п в почву сравнительно небольшая часть синтезированных органических веществ; под лугово-степной растительностью— примерно половина. Химические анализы (табл. 21) обнаруживают в составе растительности луговой степи высокое содержание кремния, кальция и калия. В надземной части содержание калия пре¬ обладает над кальцием; в корнях, наоборот, преобладает кальций. Луговая степь обусловливает ежегодное поступле¬ ние с отмирающими частями растений значительно больших 173
количеств азота и зольных элементов по сравнению с лесной, включая широколиственные леса. Важное значение имеет преобладание поступления с надземными частями калия. (128 кг/га) над кальцием (76 кг/га). Остается невыясненным влияние поступления больших количеств кремния (105 кг/га). Таблица 21 Содержание азота и зольных элементов в растительности луговой степи (из работы Н. И. Базилевич) Части растений N Si А1 Fe Са Mg К Nn Р S В % на сухое вещество Надземная часть 1,35 1,17 0,24 0,13 1,27 0,32 2,13 0,05 0,15 0,11 Корни 0,69 0,11 0,10 1,86 0,28 0,75 0,01 0,11 0,11 Ежегодное поступление в кг/га с отмирающей массой Надземная часть 81 70 20 8 76 19 128 3 9 7 Корни 48 35 6 5 93 14 38 0,5 5 5 Сумма 129 105 26 13 169 33 166 3,5 14 12 По характеру водного режима черноземы принадлежат к непромывному типу. Грунтовые воды лежат глубоко; влага атмосферных осадков полностью удерживается в пределах почвенного профиля (А. А. Роде). Профиль мощных черноземов состоит из двух генетиче¬ ских горизонтов: верхнего перегнойно-аккумулятивного (А), который обычно не содержит карбонатов, и переходного (В) к материнской породе (рис. 35). Наибольшее накопление перегноя, азота, фосфора, серы и других элементов наблюдается в верхней части окрашен¬ ного перегноем слоя (А) мощностью около 50—60 см. Здесь сосредоточена большая часть корней. Описываемый горизонт имеет черную или почти черную окраску, отчетливую мелко¬ зернистую структуру. Он свободен от карбонатов кальция. Нижняя часть перегнойного слоя (В|) носит переходный характер: содержание перегноя меньше, в окраске яснее про¬ является влияние материнской горной породы. Оканчивается этот горизонт на глубине около 100 см. В самой нижней ча~ сти содержатся карбонаты (почва вскипает от НС1). 174
Глубже идет палево-желтая, светло-бурая или другой ок¬ раски материнская горная порода. Она содержит углекислый кальций, часть которого равномерно пропитывает породу, часть образует выцветы в форме лжегрибницы. Еще глубже встречаются твердые, разнообразной округлой формы стяже¬ ния углекислой извести, называемые журавчиками, лёссо¬ выми куколками и т. д. Хотя отложения углекислой извести в Выщелоченный Мощный 05ыкно6енный Южный Рис. 35. Схема строения черноземных почв описываемом горизонте свидетельствуют об изменении его почвообразовательным процессом, этот горизонт принято обозначать буквой С, как материнскую породу. В мощных черноземах накопление перегноя достигает наибольшего количественного выражения. Глубина окрашен¬ ного перегноем слоя 100 см, а иногда и больше. Содержание перегноя в верхней части профиля около 10%. Характерно очень постепенное убывание содержания перегноя с глубиной. В особую группу выделяют тучные черноземы, содержащие в верхнем горизонте 12—16% перегноя. Многочисленные данные валовых анализов черноземных почв не обнаруживают закономерных изменений в распреде¬ лении кремнекислоты и полуторных окислов по почвенному профилю (табл. 22). Имеющиеся колебания лежат в преде¬ 175
лах точности анализа и возможной первоначальной неодно¬ родности породы. Микроскопические исследования обнаруживают присутст¬ вие в почве фитолитарий, сходных с содержащимися в золе злаков. Несмотря на вовлечение в биологический круговорот боль¬ ших количеств кремния, накопления его в верхней части про¬ филя не обнаружено. Черноземные почвы обладают высокой емкостью погло¬ щения катионов (табл. 22), что указывает на значительную величину почвенного поглощающего комплекса. В верхней части профиля емкость поглощения составляет 50—60 мэкв; с глубиной она снижается до 25—30 мэкв. По-видимому, вы¬ сокая емкость поглощения верхней части профиля обуслов¬ лена главным образом накоплением гуматной части почвен¬ ного поглощающего комплекса. Для почв черноземного типа характерна полная насыщенность почвенного поглощающего комплекса основаниями, в составе которых преобладает кальций (около 80%), в значительно меньшем количестве содержится магний. Активная реакция в верхней части про¬ филя близка к нейтральной; в карбонатных горизонтах — сла¬ бощелочная (рН=8,0—8,5). В результате черноземообразовательного процесса верхняя часть профиля обогащается не только обменным, но и сили¬ катным кальцием. ,Это указывает на синтез содержащих кальций силикатных минералов. Изучение физических свойств (табл. 23) обнаруживает увеличение объемного веса почвы с глубиной, что указывает на возрастание плотности сложения. С этим согласуется сни¬ жение с глубиной порозности. Более высокую порозность верхней части профиля можно объяснить рыхлящим дейст¬ вием корней. Полевая влагоемкость в верхней части дости¬ гает значительного размера (48%); с глубиной она постепен¬ но снижается до 23%. Запас воды, удерживаемой в капилляр- ноподвешенном состоянии, составляет 400—600 мм в 1,5-мет¬ ровом слое. Сопоставление данных определения полевой вла- гоемкости и влажности завядания выясняет возможность накопления в верхней части профиля большого запаса усвоя¬ емой растениями (продуктивной) влаги и сравнительно не¬ большое ее содержание в нижней части. Целинные черноземы обладают высокой водопроницаемо¬ стью (30—40 мм/час). Это обеспечивает полное впитывание талых снеговых и ливневых вод без образования поверхност¬ ного стока. Длительная распашка черноземов без соблюдения 176
Таблица 22 Данные химического анализа мощного глинистого чернозема Гори¬ зонты Глуби¬ на взятия образ¬ ца в см Перег¬ ной в % СО, карбо¬ натов в % Валовое содержание в % на прокаленную бескарбонат¬ ную почву Обменные катионы мэкв на 100 е почвы Степень насыщенности основаниями в % pH суспензии О с75 <5 < < £ + ”<3 + > & во ь + ас сумма ИлО KCI А» 1—5 10,2 73,7 15,4 6.6 50 5 2 57 97 6,8 6,3 At 20-25 9,8 0,07 75,7 15,8 6,2 50 6 1 56 98 6,9 6,5 Ai 40—45 7,4 0,08 74,3 17,0 6,4 48 4 1 53 98 7,0 6.8 Bi 60-65 6.8 0,09 73,1 16,1 6,5 42 0 42 100 7,6 7,0 Bt 80-85 6,0 0,18 72,1 16,6 6,2 38 0 38 100 8,0 7,2 Bt 100—105 3,8 4,68 73,8 16,1 6,6 30 0 30 100 8,2 7,5 c 120-125 1.8 6,25 73,0 16,2 6,2 35 0 35 100 8,2 7,5 соответствующих агротехнических мероприятий снижает во¬ допроницаемость (до 5—6 мм/час), что приводит к потере влаги с поверхностным стоком и развитию эрозии. Таблица 23 Физические и водно-физические свойства мощного глинистого чернозема (целинного) (данные А. Ф. Большакова) Г орИЗОНты Глубина взятия образца в см Объемный вес в г см • Пороа- ность в % от объема Макси¬ мальная гигроско¬ пическая Влажность эавядания Полевая влагоем- кость в % от веса сухой почвы А 1 — 10 0,97 61 10,6 14,2 48,0 А 20—30 1,11 57 9,3 11,6 32,6 А 40—50 1,16 55 9,2 12,3 29,5 Bi 60-70 1.21 54 7,9 11,1 27,7 Bi 80—90 1,22 53 7,9 10,2 26,0 ВС 100—110 1,26 53 7,4 9,5 25,6 Ci 140-150 1,37 49 8,8 0,6 23,3 Наиболее глубокое промачивание чернозема (до 3—4 дс) происходит весной, в период поступления талых с;:еговых вод. В летнее время атмосферные осадки задерживаются в верх¬ них 50 см, сравнительно быстро расходуясь на транспирацию. 177 12 Зак. 228
Осенние осадки более глубоко промачивают почву. В летнее время запас влаги в верхних 50 см опускается ниже влажно¬ сти завядания. В комплексе с мощными черноземами распространены выщелоченные черноземы. Они также развиваются под луго¬ выми степями. От мощных черноземов выщелоченные отли¬ чаются более глубоким залеганием карбонатов. В этих поч¬ вах между перегнойным горизонтом (A -f* В|) и карбонатным имеется горизонт, свободный от карбонатов (см. рис. 35). По остальным признакам они мало отличаются от мощных чер¬ ноземов. Выщелоченные черноземы распространены и в Си¬ бири, но мощности перегнойного горизонта их (A-fBi) меньше. Обыкновенные черноземы. Южнее расположена подзона обыкновенных черноземов, которые в Сибири называют сред¬ ними черноземами. Распространение обыкновенных чернозе¬ мов совпадает с подзоной разнотравно-типчаково-ковыльных степей (Е. М. Лавренко). В травостое разнотравно-типчаково-ковыльных степей преобладают узколистные дерновинные злаки: ковыли, даю¬ щие 60—90% общего покрытия. Корневищевые злаки немно¬ гочисленны. Участие разнотравья довольно значительное. В его состав входят степные и луговые виды. Эфемеров боль¬ ше, чем в луговых степях. Травяной покров довольно густой, степень покрытия 70% (рис. 36). Основной фон создают ковыли: Stipa pulcherrima, S. capi- llata, S. rubens, S. Lessingiana; далее следует типчак (Festuca sulcata) и тонконог (Koeleria gracilis). Разнотравье, имеющее более южный (ксерофитный) характер, состоит из шалфея поникшего (Salvia nutans), горицвета волжского (Adonis wolgensis), осоки приземистой (Carex supina), подорожника степного (Plant ago stepposa), молочая (Euphorbia Gerardiana) и др. Из лугового разнотравья остаются таволга (Filipendula hexapetala), клевер горный (Trifolium montanum), истод хохлатый (Polygala comosa) и др. Описываемые степи дают несколько меньшую раститель¬ ную массу, чем луговые степи. Корневые системы проникают в почву на меньшую глубину, с чем связана меньшая мощ¬ ность (60—80 см) перегнойного горизонта обыкновенных чер¬ ноземов. В этом главное отличие их от мощных черноземов (см. рис. 30). Главнейшие морфологические черты строения обыкновен¬ ных черноземов следующие. Горизонт А| мощностью до 30—50 см имеет темно-серую 178
окраску, приближающуюся к черной. Структура мелкозер¬ нистая, отчетливо выраженная. Свободен от карбонатов. Далее идет переходный горизонт В]. Оканчивается он на глубине 60—80 см. Содержание перегноя в нем меньшее. Яснее выступает окраска материнской породы. Создается неодно¬ родная черно-бурая окраска с черными вертикальными рас¬ плывчатыми полосами. Количество корней, проникающих до этой глубины, меньше. Их структурообразующее влияние Рис. 36. Растительность разнотравно-типчаково-ковылыюй степи на обык¬ новенных черноземах (схема Г. Л. Ремезовой): I—ковыль узколистный; 2— шалфей поникший; типчак; 4—тонконог; 5—подорожник степной; 6—астрагал; 7 — клевер горный; 8—адонис волжский; 9—вероника седая; 10—тырса слабее, что приводит к преобладанию крупнокомковатых структурных отдельностей. Горизонт содержит небольшое количество карбонатов, возрастающее с глубиной. Еще глубже окраска зависит от характера материнской породы, на фоне которой отчетливо выделяются прихотливые белые прожилки лжегрибницы, выцветы белоглазки и еще глубже идут журавчики. Скопления кристаллов гипса нахо¬ дятся на значительной глубине и редко бывают вскрыты поч¬ венными разрезами. Валовые анализы (табл. 24) показывают равномерное распределение по почвенному профилю кремнекислоты и по¬ луторных окислов. Содержание перегноя в верхнем слое — 12* 179
б—8%; с глубиной постепенно убывает. Емкость поглощения катионов в верхней части профиля 40—50 мэкв. в материн¬ ской породе снижается до 20—25 мэкв Насыщенность осно¬ ваниями полная. В составе обменных оснований преобладает кальций. Магния содержится значительно меньше. Активная реакция близка к нейтральной; с глубиной переходит в сла¬ бощелочную. В общем обыкновенные черноземы очень близки к мощным; отличаются, как было сказано, главным образом меньшим содержанием перегноя. По физическим и водно-физическим свойствам обыкно¬ венные черноземы не отличаются существенно от мощных. Важно лишь отметить более сильное лросыхание верхней части профиля во второй половине лета (июль, август). Южные черноземы. Расположенная южнее подзона юж¬ ных черноземов представляет переход к почвам каштанового типа. Переходный характер южных черноземов выражается и в том, что они вместе с темно-каштановыми почвами раз¬ виваются под типчаково-ковыльными степями (Е. М. Лав- ренко). Таблица 24 Данные анализа обыкновенного суглинистого чернозема Горизонты Глубина взятия образца в см Перегной в % COj карбонатов в % Валовое содержание на прокаленную бес- карбонатную почву в % Обменные катионы мэкв на 100 е почвы Степень насы¬ щенности основа¬ ниями в % pH водной сус¬ пензии О с7> < < о" £ + ъ + + ъо S Н+гидро* лит. 1 сумма А, 0—10 7,6 0 68,8 13,4 8,0 38 8 2 48 96 6,7 Ai 20—30 7,4 0 69,2 13,5 8,3 36 6 1 43 98 7,5 Ai 40—50 6,4 0,8 69,0 13,7 8,1 с 2 0 38 100 7,5 Bi 55—65 3,5 4,6 69,5 13,6 8,5 32 0 32 100 8.1 Ci 100—110 0,9 0,9 69,2 13,9 8,4 25 0 25 100 8,3 В типчаково-ковыльных степях преобладают более южные виды ковылей. Значительно меньше разнотравья, которое также представлено более южными видами. Значительнее роль э.фемеров. Видовой состав растительности однообразнее. Травостой более разреженный (степень покрытия 60—40%). ДЛЯ. растений характерен в середине и конце лета (вторая полрвида нюня, июль, август) период полупокоя. Он , обус¬ ловлен сильным иссушением верхних горизонтов почву. В этот
период большая часть злаков, закончив плодоношение, усы¬ хает. Для описываемых степей характерны следующие растения: ковыли (Stipa Lessingiana, S. ucrainica, S. sareptana), типчаки (Festuca sulcata, F, pseudovina),] из разнотравья — шалфей остепненный (Salvia tesquicola), люцерна (Medicago falcata), астрагалы (Astragalus utriger, A. pubiftorus), гвоздика (Di- anthus guttatus), тысячелистник благородный (Achillea nobi- lis), лапчатка серебристая (Potentilla argentea) и лапчатка тускловидная (P. opaciformis) (рис. 37). Рис. 37. Растительность типчаково-ковыльной степи на южных черноземах и темно-каштановых почвах (схема Г. Л. Ремезовой): I — типчак; 2 — люцерна серповодная; 3 — ковыль Лессинга; 4 — лапчат¬ ка распростертая; 5 — шалфей остепненный; 6 — тысячелистник благород¬ ный; 7 — тонконог Южные черноземы отличаются от обыкновенных меньшей мощностью окрашенного перегноем слоя (около 40—50 см), меньшим содержанием перегноя (около 4%), а следователь¬ но меньшей емкостью поглощения катионов в обогащенной перегноем верхней части профиля. В профиле южных черноземов сохраняется характерное для черноземного типа равномерное распределение окислов в почвенном профиле, полная насыщенность основаниями, нейтральная активная реакция, переходящая с глубиной в щелочную. В составе обменных катионов кроме кальция и магния содержатся небольшие количества обменного натрия, что сближает их с типом каштановых почв. Темно-серая с коричневатым оттенком окраска и наличие вертикальной тре¬ щиноватости в горизонте В служат также признаками, об¬ щими с каштановыми почвами. 181
Карбонаты кальция содержатся в значительных количе¬ ствах с глубины 20—25 см, а иногда с поверхности. В пере¬ гнойном горизонте растворимых солей (сульфатов натрия) очень мало. Приблизительно с глубины 150 см встречаются кристаллы гипса. Воднорастворимые соли большей частью скапливаются на глубине 150—200 см. Карбонатные черноземы. На выходах карбонатных пород образуются черноземные почвы, содержащие карбонаты с по¬ верхности. Такие почвы называют карбонатными чернозе¬ мами. Особую разновидность представляют кротовинные черно¬ земы. Они образуются в местах большого скоплення роющих позвоночных: сурков, слепцов, хомяков. В результате дея¬ тельности этих животных почва оказывается настолько пере¬ мешанной на значительную глубину, что стираются границы между генетическими горизонтами. Нижние карбонатные слои оказываются вынесенными на поверхность. Приазовские и предкавказские черноземы. Особую поч¬ венную провинцию составляют черноземы, прилегающие с севера к Азовскому морю и предгорьям Кавказского хребта Среди них выделяют североприазовские черноземы. Мощность окрашенного слоя (A -f- В) в них 68—110 см при содержании перегноя 4,4—7,6% в верхней части профиля. С глубиной содержание перегноя постепенно убывает. Кар¬ бонаты кальция в типичных приазовских черноземах содер¬ жатся во всем профиле, начиная с поверхности. На старопа¬ хотных участках содержание перегноя снижается до 3,5—2,6%. Западиопредкавказские черноземы занимают степные пространства, прилегающие с запада к Азовскому морю, а с северо-запада — к предгорьям Кавказского хребта. Эти черноземы отличаются наибольшей мощностью окрашен¬ ного перегноем слоя (А + В), достигающим 130—167 см, а иногда до 200 см. В карбонатных западнопредкавказских черноземах содержание перегноя составляет 4,5—5,4%, в их выщелоченных разновидностях 4,0—6,5%. Для лежащих восточнее центральнопредкавказ- ских черноземов характерно снижение окрашенного перегноем слоя (в них А + В не более 130 см) при одновре¬ менном возрастании содержания перегноя до 7,5—12,0%. 11 См. С. А. Захаров. Почвы Ростовской области и «х агрономи¬ ческая характеристика. Ростов н/Д.. 1946. К. С. Кириченко. Почвы Краснодарского края. Краснодар, 1953. 182
Центральнопредкавказские черноземы также иногда содер¬ жат карбонаты с поверхности. Среди них встречаются солон¬ цеватые и слитые разновидности. Луговые черноземы. В черноземной зоне по неглубоким понижениям рельефа создаются условия повышенного увлаж¬ нения вследствие более близкого залегания почвенно-грунто¬ вых вод, сдувания в понижения снега, поверхностного стока вод. Это приводит к развитию растительности лугового типа, дающего большую массу органического вещества. Имеет значение разложение растительных остатков в условиях по¬ вышенного увлажнения и затрудненной аэрации, следствием чего является большое накопление перегноя. Подобные условия приводят к формированию луговых черноземов. Они отличаются большим увлажнением; более высоким содержанием перегноя, резко убывающим с глуби¬ ной; наличием оглеения. В некоторых случаях образуются засоленные луговые черноземы. Луговые черноземы наиболее распространены в крупных депрессиях рельефа: Приднепровской, Тамбовской, При¬ волжской, южной части Западно-Сибирской низменности. Ме¬ стами можно наблюдать постепенный переход от травяно¬ осоковых болот к луговым черноземам. Генезис черноземов. Высокое плодородие черноземных почв издавна привлекало внимание к выяснению вопроса об их происхождении. По-видимому, первое вполне определен¬ ное суждение о роли травянистой растительности в образова¬ нии черноземных почв было высказано в 1791 г. А. Т. Боло¬ товым. Он писал, что черноземы произошли, «как думать надобно, от долговременного и многие сотни лет продолжав¬ шегося лежания сих мест впусте. В которое время вся выро- ставшая на поверхности трава, не будучи никем снимаема, ежегодно сгнивала и производила понемногу из себя черную землю» •. После капитальных исследований о черноземе Ф. И. Руп- рехта, В. В. Докучаева, П. А. Костычева учение об образо¬ вании черноземных почв в результате воздействия на мате¬ ринскую породу травянистой степной растительности полу¬ чило общее признание. Однако оставался нерешенным вопрос об историческом прошлом растительности черноземных сте¬ пей. Одни исследователи полагали, что черноземные почвы с самого начала развивались под степной растительностью 11 А. Т. Болотов. Некоторые замечания о замосковских ближних местах «Тр. Вольно-экономич. о-ва», т. 44, 1791 183
(В. В. Докучаев, П. А. Костычев); другие считали степи вторичной растительной формацией, образованной на месте ранее бывших лесов. Сторонники прошлого облесения степей ссылались на античных писателей Геродота, Страбона, Плиния и других, которые сообщали о значительном распространении лесов на юге нашей страны. Геродот, например, упоминает о болотах и лесах на юге Украины, в пределах ныне безлесных Днеп¬ ровской и Херсонской областей. Положительный опыт с по¬ севом и посадкой лесов на черноземе в начале XIX в. подтвер¬ ждал лесопригодность этих мест. О возникновении современ¬ ных черноземных степей на месте уничтоженных человеком лесов писали Г. Петерсон (1845), М. Н. Богданов (1877), В. И. Талиев (1897—1905), П. Н. Крылов (1915) и др. Б. А. Кёллер, считая, что луговые степи образованы на ме¬ сте вырубленных широколиственных лесов, относил их к лес¬ ной зоне- В 1947 г. Ю. Г. Саушкин сопоставил современную карту почв с описанием распределения лесной растительности, при¬ веденному в географическом исследовании конца XVI в. «Книге глаголемой Большой Чертеж». В местах, где в XVI в. показаны большие лесные массивы, в дальнейшем вырублен¬ ные, на современных картах обозначены мощные и выщело¬ ченные черноземы. Произведенное затем А. С. Фатьяновым сопоставление ряда старинных документов с современными выявило, что на большей части современной черноземной зо¬ ны в XV—XVI вв. были широколиственные леса. Сходные показания дают и археологические раскопки. В учении В. Р. Вильямса о едином почвообразовательном процессе даны три линии образования черноземных почв. В качестве первой линии В. Р. Вильямс описывает обра¬ зование луговых черноземов на продуктах разрушения вер¬ ховых сфагновых торфяников. Нарастание массы сфагнового торфа приводит к настолько сильному обеднению торфа эле¬ ментами питания, что даже сфагновые мхи не находят условий для своего существования. Они уступают место лишайникам и водорослям. Покров из лишайников и водорослей не может защитить поверхность торфяника от размывающего действия талых снеговых вод. Происходит смыв и размыв верхних слоев торфа и обнажение более богатых нижних слоев. Раз¬ мыв вызывает расчленение рельефа, усиление дренажа и осу¬ шение. На продуктах разрушения торфяника поселяется луговая растительность. Оставшиеся слои торфа быстро минерализу¬ 184
ются, с освобождением заключенных в них элементов пита¬ ния. По мере осушения территории луговая растительность сменяется лугово-степной. В природе можно наблюдать много примеров перехода низинных травяно-осоковых болот в луговые черноземы. Од¬ нако нет доказательства происхождения этих болот в резуль¬ тате размывания верховых торфяников. Обращает внимание отсутствие верховых болот в черноземной зоне и по ее север¬ ной границе. Они встречаются только по песчаным массивам. По-видимому, путь образования черноземов из верховых болот не представляет широко распространенного явления. Несравненно большее значение имеют другие пути. Второй путь образования черноземов, указанный В. Р. Вильямсом, связан с деятельностью человека, вырубав¬ шего широколиственные леса на серых лесных почвах. Обра¬ зуемые лесосеки зарастали травянистой растительностью. Лишь после нескольких лет проводили корчевку и распашку. После сбора ряда урожаев землю забрасывали в перелог. Она зарастала травянистой растительностью и служила пастби¬ щем. По прошествии некоторого времени происходило новое заселение лесом. В условиях переложной системы земледелия через подобное воздействие прошли небольшие площади. Определенное влияние оказало татарское нашествие в XIII в., вызвавшее разорение, истребление и переселение земледель¬ ческого населения. В результате пашни были заброшены на сотни лет и превращены в «дикое поле». Лишь в XVII в. на¬ чалось новое освоение этих земель. Под воздействием лугово-степной растительности в про¬ цессе биологического круговорота элементов серые лесные почвы обогащались перегноем и биологически важными эле¬ ментами, что в конечном итоге приводило к превращению их в выщелоченные и мощные черноземы. Менее ясен вопрос о возможности восстановления равно¬ мерного распределения в почвенном профиле полуторных окислов. Легче этот процесс мог осуществляться в темно-се¬ рых лесных почвах с менее выраженным остаточным оподзо- ливанием и много труднее — в почвах со значительной опод- золенностью. Лугово-степная растительность вовлекает в био¬ логический круговорот сравнительно небольшие количества алюминия и железа (около 50 кг/га в год). Большее влияние могли оказать различные землерои, перемешивающие почву на значительную глубину. Вопрос этот требует специального изучения. Третью линию развития В. Р. Вильямс установил для 185
почвообразования на материнских горных породах, богатых основаниями, особенно карбонатных. Период пребывания на таких породах хвойного леса был кратким. Как только по¬ зволили климатические условия, хвойные леса были вытес¬ нены широколиственными. За относительно непродолжитель¬ ный срок пребывания хвойного леса на богатых основаниями породах не могло образоваться оподзоленных почв. Произо¬ шло лишь частичное вымывание карбонатов, которое продол¬ жалось и под широколиственным лесом. Обусловленное ши¬ роколиственным лесом обогащение верхней части почвенного профиля перегноем, азотом, фосфором, калием и другими шзг шиз ш« Ш15 [шб ^3 Л у Знаки ^Ольша.чшш ^Banumre^js Соажи Рис. 38. Распределение растительности н почв в поймах рек черноземной зоны: I—песчаные наиосы, лишенные растительности; 2 — малоразвитые песча¬ ные почвы; 3 — серо-песчаные почвы; 4 — черноземовидные и серые опод- золекньге суглинистые почвы; 5 — притеррасные солончаки и солонцы; 6 — иловато-глеевые почвы элементами питания вместе с прочими изменениями подгото¬ вило условия для смены лесной растительности степью. Под воздействием степной растительности образовались обыкно¬ венные черноземы. Таким образом, В. Р. Вильямс пришел к заключению, что мощный и обыкновенный черноземы — не последовательные стадии черноземного процесса, а две разные линии развития черноземных почв. Почвы речных долин. Резкий контраст со всей природой черноземной зоны представляют речные долины. Среди без¬ граничных степных равнин речные долины выделяются разно¬ образием лесной растительности. Как и в дерново-подзоли¬ стой зоне, в поймах рек черноземной зоны можно выделить 186
три части: прирусловую, центральную и притеррасную {рис. 38). За песчаным пляжем, вытянутым вдоль русла реки и поч¬ ти лишенным растительности, идет несколько повышенная арирусловая пойма, сложенная песчаным аллювием. Глубоки¬ ми ложбинами она разделена на ряд гребней. Ложбины по¬ сле паводка бывают долго заполнены водой. Деревья не вы¬ держивают длительного и глубокого затопления, поэтому ложбины заняты травянистой растительностью, а гребни — ветлянниками, которые по более сухим местообитаниям сме¬ няют леса из осокоря, а далее от русла появляются вязы. Почвообразовательный процесс здесь часто прерывается от¬ ложением свежих наносов, поэтому почвенный разрез обна¬ жает большое число тонких перегнойных слоев, чередующих¬ ся с сероватым песком. В центральной части поймы распространены пойменные дубравы с богатым травяным покровом. Почвы черноземо¬ видные; по строению напоминают черноземы, но с явными признаками временного повышенного увлажнения, обуслов¬ ленного весенним паводком. Для этих почв характерно чере¬ дование высокого увлажнения весной и в начале лета с силь¬ ным цссушением во второй половине лета. Местами (по более повышенным участкам) встречаются темно-серые лесные пойменные почвы. В притеррасной части поймы, где выклиниваются почвенно¬ грунтовые воды, развиты черноольшаники на перегнойно- глеевых почвах. В местах выхода почвенно-грунтовых вод, богатых растворимыми солями, образуются притеррасные со¬ лонцы и солончаки. Сходное строение имеют поймы и в об¬ ласти распространения серых лесных почв. Вторые и третьи террасы речных долин, сложенные квар¬ цевыми песками, заняты сосновыми борами. Под ними на по¬ вышенных элементах рельефа образуются почвы подзолисто¬ го типа, по понижениям — осоковые болота, иногда встреча¬ ются и небольшие сфагновые болотца. Из уже приведенных свидетельств А. А. Измаильского видно, что уничтожение природной растительности степей привело к увеличению сухости климата и понижению влажно¬ сти почвы. Длительное применение трехпольной системы зем¬ леделия разрушило зернистую структуру пахотного слоя, уменьшило его действующую скважность и водопроницае¬ мость. Обесструктуренный пахотный слой не мог в период сне¬ готаяния полностью впитать талые снеговые воды. Следстви¬ ем этого было возникновение поверхностного стока, смыв и 187
размыв почвы, уменьшение весеннего запаса воды в почве. Свойственный черноземной зоне ливневый характер выпаде¬ ния летних осадков усиливает эти явления. Черноземные почвы богаты элементами питания, облада¬ ют благоприятной активной реакцией, не содержат токсич¬ ных для растений соединений. В годы с достаточным выпаде¬ нием атмосферных осадков они обеспечивают высокие уро¬ жаи. При недостаточном выпадении атмосферных осадков или их неблагоприятном распределении по временам года посевы страдают от засухи, усиливаемой губительным действием су¬ ховеев. Резкие колебания урожаев по годам характерны для черноземной зоны. В южной части зоны большой вред при¬ носят черные бури. Они сдувают верхний слой почвы, губят посевы в одних местах в результате выдувания, в других — вследствие их засыпания. Борьба за влагу—первоочередная задача земледелия в черноземной зоне. Необходимо создание сети полезащитных лесных полос, снегозадержание, восстановление агрономиче¬ ски ценной зернистой структуры. Большое внимание должно быть уделено мероприятиям по борьбе с эрозией, восстанов¬ лению поврежденных эрозией земель, закреплению растущих оврагов и т. д. Возрастающее значение приобретает примене¬ ние искусственного орошения как на местном стоке, так и в результате использования вод Волго-Донского канала им. В. И. Ленина и прочих гидротехнических сооружений. Черноземная зона — область возделывания высококачест¬ венной пшеницы, кукурузы и других зерновых (просо, яч¬ мень), а также масличных (подсолнух, соя, клещевина) куль¬ тур. В подзоне мощных и выщелоченных черноземов большие площади заняты полями сахарной свеклы. Обеспечение усло¬ вий для получения высоких и устойчивых урожаев в этой зоне имеет важное народнохозяйственное значение. ПОЧВЫ КАШТАНОВОЙ ЗОНЫ Черноземы на юге граничат с каштановой зоной. Распро¬ странены каштановые почвы в Евразии (СССР, Монголия, Китай, частично на Пиренейском полуострове); в Африке они образуют полосу вдоль южной границы Сахары и довольно большой контур в юго-восточной части. Значительные площа¬ ди эти почвы занимают в центре Сев. Америки и на юге Юж¬ ной Америки, небольшую площадь в Австралии. Различают каштановые почвы умеренного пояса и субтропического. По¬ следние недостаточно изучены. Ниже будут описаны кашта¬ 188
новые почвы умеренного пояса, распространенные в СССР, Монголии, Китае и Сев. Америке. В СССР зона каштановых почв начинается на западе в низовьях Дуная и узкой полосой тянется вдоль берега Черно¬ го моря на восток, постепенно расширяясь. В Азиатской части зона каштановых почв достигает наибольшей ширины, во¬ сточнее долины р. Иртыша она уходит в Монголию. В Цент¬ ральной и Восточной Сибири встречаются лишь отдельные острова каштановых почв по межгорным долинам (Минусин¬ ский, Баргузинский, Селенгинский, Аргузинский). Общая площадь почв каштановой зоны на земном шаре 10 млн. кв. км, или около 7% от поверхности суши. В СССР — 1,2 млн. кв. км, или более 5% от всей территории. Условия почвообразования. Область распределения кашта¬ новых почв отличается от черноземной зоны меньшим коли¬ чеством атмосферных осадков, еще более неравномерным рас¬ пределением их по временам года и более высокими летними температурами, что увеличивает сухость климата. Средняя годовая температура около 5°, с колебаниями от 1 до 11°. Климат резко континентальный: холодная зима и жаркое лето, значительный размах суточных колебаний тем¬ пературы в весенне-летне-осеннее время. Глубина промерза¬ ния почвы в зимнее время колеблется от 60—70 см на севере до 30—40 см на юге. Продолжительность вегетационного пе¬ риода в среднем 240 дней, к востоку она снижается до 170 дней. Годовая сумма осадков около 300 мм, преобладают осенне-зимне-весенние. Мощность снегового покрова 20—10 см. Летние осадки носят преимущественно ливневый характер. Рельеф зоны равнинный, микрорельеф сильно развит. Бо¬ лее расчлененный рельеф наблюдается близ Уральских гор и на севере Казахстана (область Казахского мелкосопоч- ника). Почвообразующими породами служат главным образом различные мелкоземистые и карбонатные осадочные породы. Преобладают лёссы, лёссовидные суглинки, третичные глины, а также элювий и делювий коренных пород. Как исключение встречаются каштановые почвы на элювии массивнокристал¬ лических пород. Северная половина каштановой зоны занята типчаково- ковыльными степями на темно-каштановых почвах. В цент¬ ральной и южной частях зоны распространены полынно-тип- чаково-ковыльные степи (Е. М. Лавренко). Эти степи дают надземную массу около 12 ц/га сухого вещества, а массу кор¬ ней 214 ц/га для слоя 0—50 см, где сосредоточено 97% всех 169
корней. Таким образом, масса корней в 17 раз больше масеы надземных частей растений (М. Н. Першина) '. Учитывая сильно развитую многолетнюю корневую систе¬ му, следует принять, что ежегодно отмирает и вновь нара¬ стает одна четвертая от массы корней, т. е. около 50—53 ц]га. Суммарное поступление мертвого органического вещества — Рис. 39. Растительность полынно-типчаково-ковыльной степи на каштано¬ вых и светло-каштановых почвах (схема Г. Л. Ремезовой): / — ковыль Лессинга; 2 — лапчатка серебристая; 3—грудница мохнатая; 4— полынь белая; 5 — типчак; 6—гвоздика узколепестная; 7—прутняк простертый 60—65 ц/га в год. Флористический состав этих степей был оха¬ рактеризован при описании типчаково-ковыльных степей на южных черноземах. Для каштановых и светло-каштановых почв характерны полынно-типчаково-ковыльные степи (рис. 39). В их составе преобладают степные дерновинные злаки: ковыли ptana, S. Lessingiana) и типчак sulcata). Значитель¬ но участие в травостое засухоустойчивых степных полуку¬ старничков: белой и австрийской полыни (Artemisia incana, A. austriaca), прутняка (Kochia prostrata). Кроме того, встре- 11 Здесь приведены уточненные данные по последней работе М. И. Першиной. В ее докторской диссертации были даны более высо¬ кие величины для надземной массы — 50 ц/га. 190
чаются вероника седая (Veronica irtcana), грудница мохнатая (Linosyris, villosa), гвоздика (Dianthus leptopetalus), лапчат¬ ка серебристая (Potentilla argentea) и др. Обильны эфемеры. Видовой состав довольно однообразный. При переходе от каш¬ тановых почв к светло-каштановым возрастает участие полу¬ кустарничков и уменьшается количество ковылей. Степень покрытия — 35—40%. На свободной поверхности почвы много водорослей. Масса надземных частей этих степей на каштановых поч¬ вах составляет лишь около 6 ц/га, а масса корней—162 ц/га. Следовательно, масса корней в 27 раз превышает массу над¬ земных частей растений (М. Н. Першина). Принимая во вни¬ мание, что ежегодно отмирает и вновь образуется четверть общей массы корней, можно считать, что с подземными ча¬ стями в почву поступает около 40 ц/га органического вещест¬ ва, а вместе с надземными — примерно 46 ц/га в год. По мере нарастания сухости почвы при движении к югу в составе тра¬ востоя возрастает участие полукустарничков (полыней) с многолетними стеблями; у растений развивается все более мощная корневая система. По сравнению с луговыми степями растительность кашта¬ новых почв отличается более высоким процентным содержа¬ нием в надземной части кремния, калия, натрия, серы, хлора и меньшим — кальция, магния (табл. 25). Корневые системы Таблица 25 Содержание азота и зольных элементов в полынно-типчаково-ковыльной степи на каштановых почвах (из докторской диссертации М. Н. Першиной) Части растений N S1 AI Fe Мп Са Mg К Na Р S В % на сухое вещество Надземная 11,5211,88 1 0,0610,03| 0,01| 0,3610,2111,75 10,4710,22| 0,6110,32 Корни . . |l,3012,2410.0910,04|0,01| 1,1б|0,17| 1,51 |0,47|0,14|0,20|0.10 Ежегодное поступление е отмирающей массой в кг/га Надземная Корни . . Всего . . 53,1 47,0 1.6 0,7 0,4 9,0 5,2 43,8 11.7 5,6 15,2 68,3 138,4 4,7 1.8 0,4 61,2 8,8 79,5 24,7 7,4 10,3 121,4 185,4 6,3 2.5 0,8 70,2 14,0 123,3 36,4 13,0 25,5 в отличие от надземной части содержат больше кальция, чем калия. В целом ежегодное поступление азота и зольных эле¬ ментов с отмирающими частями растений уменьшается в на- 191
правлении от темно-каштановых к светло-каштановым почвам. Исключение — поступление натрия, количество которого воз¬ растает. Растительность каштановой зоны дает не только меньшую массу органического вещества. Важное значение имеет посте¬ пенное отмирание различных групп растений в течение всего лета. Первыми отмирают в конце весны эфемеры, затем одно¬ летники, в середине лета отмирает основная масса злаков и осок. В результате разложение мертвых растительных остат¬ ков летом идет в условиях высокой аэрации. Это обусловли¬ вает полное разложение до углекислоты и воды, которое не сопровождается синтезом значительных количеств перегноя. Каштановые почвы населены теми же животными, что и почвы черноземных степей. Следует дополнительно подчерк¬ нуть влияние выбросов на поверхность почвы из глубже лежа¬ щих горизонтов, содержащих карбонаты, гипс, а иногда и дру¬ гие более растворимые соли. Строение и свойства каштановых почв. Профиль суглини¬ стых каштановых почв имеет следующее строение (рис. 40). Перегнойно-аккумулятивный горизонт (Ai) — каштаново-се¬ рый, а иногда серый; в верхней части структура его слоева- тая, в нижней — комковатая. Сложение рыхловатое, горизонт густо пронизан корнями растений. Мощность горизонта около 20 см. Он постепенно переходит в следующий горизонт, окраска которого светлее, с ясным буроватым оттенком, иногда более яркая. Это — переходный горизонт В|. Структура его комко¬ ватая, сложение более плотное. Имеется небольшое количест¬ во вертикальных трещин. Корней значительно меньше. Содер¬ жит карбонаты. Оканчивается на глубине 40—50 см. Подгорнзонт Вг отличается неоднородной окраской: на' каштаново-палевом фоне темные серовато-бурые вертикаль¬ ные полосы и большое количество округлых белых пятен — выцветов карбонатов, которые называют белоглазкой. Струк¬ тура призматически-комковатая, сложение плотное. Ясно вы¬ ражена вертикальная делимость и трещиноватость на глуби¬ не 60—70 см. Подгоризонт Вз — палево-желтый суглинок. Равномерно пропитан карбонатами кальция. Структура неясно комкова¬ тая; горизонт уплотненный. Глубже 120—130 см — материнская горная порода, кото* рая изменена лишь вмыванием солей (Ci). Со 100—150 см встречаются кристаллы гипса. Содержание перегноя (табл. 26) в верхней части профиля 192
от 2 до 4% (в среднем около 3%). С накоплением перегноя связана аккумуляция азота, фосфора и т. д. Горизонт А свободен от карбонатов, но, начиная с Bb со¬ держание их с глубиной возрастает. Определение плотного остатка показывает отсутствие заметного содержания раство¬ римых солей до глубины 100—120 см. Появляются они в слое Темно- коштанобой 120 -150 Глубина Светло- каштановая 108-НО 108-129 залегания горизонта сульфатов, см Рис. 40. Схема строения каштановых и бурых пустынно- степных почв скопления кристаллоз гипса. Валовые анализы типичных каш¬ тановых почв не обнаруживают уловимого перераспределения в профиле кремнекислоты и полуторных окислов. Емкость по¬ глощения у каштановых почв равномерная по всему профилю, у темно-каштановых — более высокая в горизонте А; у свет¬ ло-каштановых она в горизонте А ниже, чем в В. Почвы каш-, танового типа полностью насыщены основаниями. В составе обменных оснований преобладают кальций и магний. В очень небольшом количестве содержится натрий. Активная реакция слабощелочная. 13 Зак. 228 193
Водный и солевой режим каштановых почв обусловлен сменой в году двух периодов. Во время весеннего снеготаяния развивается нисходящий ток влаги. По многолетним наблю¬ дениям весеннее промачивание темно-каштановой суглинистой почвы в разные годы происходит до глубины от 50 до 180 см. Это обеспечивает периодическое (через несколько лет) про¬ мывание до 180 см. В более южных частях зоны промывание происходит на еще меньшую глубину. Последующее летнее иссушение почвы приводит к развитию восходящих токов вла¬ ги, сопровождающихся переносом солей. Осенние осадки про¬ мачивают темно-каштановые почвы «а глубину до 50 см и лишь в некоторые годы — до 100 см. А. А. Роде относит каш? тановые почвы к почвам с непромывным режимом, поскольку грунтовые воды лежат глубоко и вертикальная фильтрация их не достигает. Внутрипочвенное горизонтальное передвижение влаги в каштановых почвах не изучено. Учитывая наличие уплотнен¬ ного иллювиального горизонта (В), можно предполагать воз¬ никновение над ним в период весеннего снеготаяния внутри- почвенного горизонтального тока влаги с соответствующим передвижением солей. С весенним нисходящим током влаги происходит перенос бикарбонатов кальция и магния до глубины промачивания, где они, переходя в карбонаты, выпадают в осадок. Восходя¬ щий ток приводит к передвижению этих соединений в обрат¬ ном направлении, что создает растянутый карбонатный гори¬ зонт. Сернокислый кальций как более растворимая соль вы¬ носится до нижней части карбонатного горизонта, где откла¬ дывается в виде кристаллов гипса. На наибольшую глубину переносятся сульфаты щелочей, хлориды и другие соли, кото¬ рые отличаются высокой растворимостью. Среди каштановых почв значительно распространены со¬ лонцеватые разновидности, участие которых возрастает к югу. Солонцеватость выражается в: а) более резкой дифференциа¬ ции профиля на горизонты, б) бесструктурности перегнойно- аккумулятивного горизонта, в) уплотненности горизонта В. Валовые анализы обнаруживают некоторое обеднение го¬ ризонта А полуторными окислами. М. Н. Першина предлагает считать слабосолонцеватыми почвы, содержащие в горизон¬ те В от 3 до 6% обменного натрия от емкости поглощения, среднесолонцеватыми — от 6 до 10% и сильносолонцеваты¬ ми — 10—15%. Имеются указания об отсутствии выдержан¬ ной зависимости между степенью солонцеватости и содержа¬ нием обменного натрия. 194
Таблица 26 Данные химического анализа каштановой суглинистой почвы Горизонты Глубина взятия образца в см Перегной в % COj карбонатов в % Валовое содержание на прокаленную и бескарбонатную поч¬ ву в % Обменные катионы мэкв на 100 г почвы pH водной сус¬ пензии Плотный остаток в % SIOj А1аоэ FeaOa Mg2-f- Na+ сумма А 0-10 2,8 69,1 14,8 5,2 24 1 25 7,5 0,08 В, 25—35 2,0 3,2 69,0 14,9 4,9 24 1 24 7,5 0,08 В, 50-60 1.2 6,8 68,7 16,1 5,3 24 1 25 8,0 0,13 В, 90—100 0,3 6,6 68,5 14,8 5,2 24 1 25 8,2 0,20 Сх 120-130 — 6,2 68,2 15,0 4,9 24 1 25 8,5 0,40 Cl 140-150 — 5,9 68,4 15,2 4,6 24 1 25 8,5 0,62 Для наиболее крупного Приволжско-Казахстанского мас¬ сива каштановых почв могут быть даны следующие придерж- ки для их разделения на подтипы1. Темно-каштановые почвы содержат в горизонте А от 3,5 до 5% перегноя. Явления со- солонцеватости в них слабо развиты. Отчетливо выражен подго¬ ризонт белоглазки, который сильно уплотнен. Отложения гип¬ са начинаются на глубине 150—200 см. Каштановые почвы от¬ личаются меньшим содержанием перегноя в 'Горизонте А (око¬ ло 3%), меньшей мощностью профиля почвы, большим прояв¬ лением солонцеватости, более резко выраженным подгоризон¬ том белоглазки, более близким залеганием гипса. Светло-каштановые почвы отличаются еще большей диф¬ ференциацией и еще более укороченным профилем. Содержа¬ ние перегноя в горизонте А 2—3%. Горизонт В сильнее уп¬ лотнен. Гипс располагается на глубине 130 см, а иногда и ближе. Лугово-каштановые почвы. Почвенный покров каштановой зоны отличается большой комплексностью. Значительные пло¬ щади занимают лугово-каштановые, лугово-болотные почвы и солонцы. Лугово-каштановые почвы распространены глав¬ ным образом по верхним пойменным террасам и по степным западинам. Сдувание снега, поверхностный сток, более близ¬ кое залегание почвенно-грунтовых вод создают условия по¬ вышенного увлажнения и приводят к поселении лугово-степ¬ ной растительности. Эта растительность создае! большую 1 См. Е. Н. Иванова и Н. Н. Розов. Опыт системал'ими почв степной зоны СССР. «Почвоведение», 1959, № 1. 13* 195
массу органического вещества, а условия ее разложения бла¬ гоприятствуют синтезу перегнойных веществ. По имеющимся данным, надземная масса составляет 20 ц/га, а корни в слое 0—50 см более 200 ц/га-, масса корней только в 10 раз превышает надземную часть. Общее ежегод¬ ное поступление мертвого органического вещества около 100 ц/га. Корневые системы проникают в почву на большую глубину (М. Н. Першина). Лугово-каштановые почвы отличаются большей окраской перегноем всего профиля. В горизонте А содержание перегноя доходит до 5—6%. Для нижней части профиля характерны признаки оглеения. Луговые почвы отличаются появлением признаков оглеения непосредственно под перегнойно-аккуму¬ лятивным горизонтом. Бурые пустынно-степные почвы. При исследовании почв Прикаспийской низменности В. В. Докучаев в особую клас¬ сификационную единицу выделил бурые почвы, которые впо¬ следствии были названы бурыми пустынно-степными, в отли¬ чие от бурых лесных почв. Вопрос о целесообразности выделе¬ ния этих почв в самостоятельную классификационную едини¬ цу неоднократно обсуждался. Одно время их объединили со светло-каштановыми почвами. На последней карте почв СССР они показаны отдельно. Профиль бурых пустынно-степных почв отличается слабой расчлененностью. Перегнойно-аккумулятивный горизонт (А) мощностью около 10 см, светло-серого цвета с желтоватым оттенком; содержание перегноя 1,5%, иногда до 2%. Гори¬ зонт В темно-бурой окраски, плотный, комковатый. Оканчи¬ вается на глубине около 50 см. Вскипание с 40 см, иногда выше. Валовой анализ обнаруживает некоторое обеднение горизонта А полуторными окислами. Описываемые почвы изучены недостаточно, с чем связана спорность их классификационного и генетического положения. Генезис каштановых почв. Для объяснения происхождения каштановых почв предложено три гипотезы. Вначале кашта¬ новые почвы рассматривали как первичные, не ставя вопроса о том, из каких почв они произошли. Эта теория, противореча¬ щая общим представлениям о развитии почв, была вскоре оставлена. Лишь как частный случай можно допустить форми¬ рование каштановых почв непосредственно на свежих на¬ носах. Вторая гипотеза основана на элювиальной теории почвооб¬ разования, согласно которой каштановые почвы — следующая стадия развития из сероземов под влиянием возрастающего 196
их промывания атмосферными осадками. Подобная гипотеза не может быть принята, так как в основе ее лежит ошибочное представление о почвообразовании и она не подтверждена для каштановой зоны нашей страны необходимыми доказатель¬ ствами. Третья гипотеза допускает, что в прошлом могло быть развитие от черноземов к каштановым почвам. Еще в 1884—1886 гг. известный ботаник А. Н. Краснов на основании исследований в Ергенях пришел к выводу о происхождении каштановых почв из черноземов. По его мне¬ нию, имевшее место отступление Каспийского моря изменило климат в сторону возрастающей сухости, что привело к со¬ ответствующим изменениям в растительном покрове, выпа¬ дению влаголюбивых видов и проникновению ксерофитных злаков, полыней и т. д. В результате снизилось содержание перегноя, и черноземы перешли в каштановые почвы. Эти воззрения А. Н. Краснова В. Р. Вильямсом были рас¬ пространены на всю каштановую зону. Понижение содержания в почве перегноя, ухудшение структурного состояния, уменьшение величины действующей скважности и другие изменения свойств при переходе от чер¬ ноземов к каштановым почвам обусловлены сменой раститель¬ ности и изменением процесса разложения мертвых раститель¬ ных остатков. Резкий недостаток в почве доступной влаги во второй половине лета привел к преобладанию видов расти¬ тельности с укороченным периодом вегетации, которые отми¬ рали к середине лета. Поэтому разложение мертвого органи¬ ческого вещества шло в летнее время в условиях низкой влаж¬ ности, высоких температур и высокой аэрации, что способст¬ вовало быстрой и полной минерализации без одновременного синтеза перегнойных веществ. В результате образование све¬ жих перегнойных веществ шло медленнее, чем разрушение ра¬ нее накопленного перегноя. Это приводило к понижению со¬ держания в почве перегноя. Следствие задержки синтеза пере¬ гноя — постепенное разрушение зернистой структуры черно¬ земов. Переход от черноземных степей к каштановым сопровож¬ дался существенными изменениями в ходе биологического кру¬ говорота элементов, особенно в соотношении между однова¬ лентными и двувалентными основаниями, поступающими в почву с отмирающей растительностью. Как можно видеть из приводимых ниже данных, при переходе от луговых степей на черноземах к полынно-ковыльно-типчаковым на светло- каштановых поступление двувалентных катионов сокра¬ 197
щается, а одновалентных, особенно натрия, возрастает. В условиях щелочной реакции почвенного раствора преоб¬ ладание одновалентных катионов, особенно натрия, сообщало почве солонцеватость, передвижение коллоидов из горизон¬ та А в нижележащий, большую дифференциацию почвенного профиля. Поступление в кг/га в год Почвы Черноземы . . . . Темно-каштановые. Каштановые . . . Светло-каштановые Са Mg К Na Ca-f-Mg 76 33 128 3 109 21 13 57 14 34 9 14 44 12 20 6 6 31 16 12 K+Na 13! 71 56 47 Создание иллювиального горизонта в профиле каштано¬ вых почв снижает их водопроницаемость и вертикальную фильтрацию. Это приводит к изменению состава раститель¬ ного покрова в сторону увеличения количества ксерофитных полукустарничков: полыней, камфоросмы и других, а также возрастающего участия в почвообразовании водорослей. Уста¬ новлено, что водоросли обусловливают процесс осолодения, который развивается при переходе каштановых почв в свет¬ ло-каштановые и бурые пустынно-степные. Под воздействием водорослей происходит разложение алюмосиликатов. Это при¬ водит к накоплению в верхней части профиля свободной крем- некислоты и вымыванию полуторных окислов, еще более уп¬ лотняющих иллювиальный горизонт. Сказанное обусловли-' вает характерное резкое расчленение профиля светло-кашта¬ новых и бурых пустынно-степных почв на генетические гори¬ зонты. Хозяйственное использование. В каштановой зоне под пашней находилось до начала освоения целинных земель око¬ ло .100 тыс. кв. км, т. е. немного более 5%. Вся остальная пло¬ щадь использовалась под кочевое скотоводство. Свойствен¬ ная степям каштановой зоны последовательная смена вегета¬ ции различных групп растений (от ранней весны до глубокой осени) позволяет иметь пастбищное скотоводство. Малая мощ¬ ность снежного покрова также благоприятна для пастбищно¬ го скотоводства. В настоящее время в результате успешного освоения це¬ линных земель площадь пашни возросла примерно до 400 тыс. кв. км, главным образом за счет освоения степей в 198
северной части зоны. Распахиваемые каштановые почвы ис¬ пользуют преимущественно под зерновые (пшеницу, кукуру¬ зу) и отчасти масличные культуры (подсолнечник, клещеви¬ ну). Наиболее пригодны для земледелия темно-каштановые и каштановые глинистые и суглинистые почвы. На почвах каштановой зоны решающее значение для зем¬ леделия имеет обеспечение посевов влагой как путем ороше¬ ния, так и осуществлением комплекса сухого земледелия. Мощное гидротехническое строительство на Волге и других реках открывает широкие перспективы для развития орошае¬ мого земледелия. Лишь при достаточном обеспечении влагой может быть получен эффект от применения удобрений. В описываемой зоне имеются большие площади солонце* ватых и солончаковатых почв, успешное освоение которых связано с проведением соответствующей мелиорации. ПОЧВЫ СЕРОЗЕМНОЙ ЗОНЫ Почвы сероземной зоны наибольшую площадь занимают в северном полушарии. Здесь расположены величайшие пусты¬ ни: Сахара в Северной Африке, Гоби в Центральной Азии, Ту- ран в Средней Азии. В Северной Америке почвы этой зоны распространены сравнительно мало. В южном полушарии они занимают всю центральную часть Австралии и образуют не¬ большие контуры в Южной Америке и Южной Африке. Об¬ щая площадь сероземной зоны 25,5 млн. кв. км (18% от об¬ щей поверхности суши). В СССР площадь сероземной зоны около 2 млн. кв. км, или приблизительно 10% от территории. Наибольшую площадь они занимают в Средней Азии, в равнинной ее части (Турк¬ мения, Узбекистан, Таджикистан и юг Казахстана). Неболь¬ шие площади имеются в Закавказье (Армения, Азербайджан) и Дагестане. Условия почвообразования. Главная особенность климата сероземной зоны — резкий недостаток влаги при высоких лет¬ них температурах. Это отражается на характере растительно¬ сти и почвах. Количество атмосферных осадков Туранской низменности от 80 до 200 мм в год. С повышением местности количество осадков возрастает, что придает климату черты вертикальной зональности. Большая часть осадков приходится на осенне- зимне-весеннее время, меньше всего — на лето. Во многих ме¬ стах осадки летом вообще не выпадают; обычно же проходит примерно по одному дождю в месяц, приносящему 2—3 мм 199
влаги. Изредка (один раз в несколько лет) бывают сильные ливни, приносящие за несколько часов 100 мм и больше. Сухость климата увеличивается значительной продолжи¬ тельностью и высокими температурами летнего периода. Сред¬ няя годовая температура 13—НУ* с весьма резкими колеба¬ ниями средних месячных температур. Разность средних ме¬ сячных температур между самым теплым (июль) и самым холодным (январь) месяцами превышает 30°, что характерно для континентального климата. Лето очень жаркое. Средняя месячная температура июля 26—30°, выше, чем в тропиках (где она 24—28°). Наибольшие абсолютные температуры воздуха достигают 45—50°. Почва сильно нагревается, температура на ее поверхности может до¬ ходить до 70—80°. Важно отметить большие суточные колеба¬ ния температуры воздуха, особенно в августе — сентябре. Иногда суточная амплитуда колебаний температуры на по¬ верхности почвы равна примерно 60°. Для биологической оценки климата важное значение име¬ ет смена сравнительно благоприятных условий крайне тяже¬ лыми. В продолжении 2—3 весенних месяцев (март, апрель, часть мая) отмечается наиболее благоприятное для раститель¬ ности сочетание тепла и влаги в почве. Развитие растительно¬ сти приурочено к этому периоду. Затем наступают жаркие бездождевые дни, когда почва сильно пересыхает. Этот небла¬ гоприятный для растительности период сменяется временем некоторого оживления ее поздней осенью, когда понижается температура, а выпадающие дожди повышают влажность почвы. Зимой морозы небольшие и непродолжительные. Высо¬ та снегового покрова около 10 см, в южной части он держит¬ ся около 20 дней, в северной — до 70. Зима вызывает второй период покоя в развитии растительности. В южной части Туранской низменности зимы настолько мягкие, что морозного периода вообще нет, а вместе с ним — и зимнего перерыва в развитии растительности. Почвообразующие породы представлены двумя большими группами: первую составляют лёссы и лёссовидные суглинки, вторую — пески морского и континентального происхождения. Небольшие площади заняты выходами коренных пород, в том числе каменистыми россыпями. Рельеф сероземной зоны преимущественно равнинный, местами с развитым мезорельефом; в предгорных равнинах — более осложненный и расчлененный. Характер почвообразующих пород оказывает очень боль¬ шое влияние на растительность, а вместе с этим и на про¬ 200
цесс почвообразования. Поэтому растительный покров целе¬ сообразно рассмотреть вместе со строением почвенного по¬ крова отдельно для различных групп материнских горных по¬ род. Сероземы глинистые и суглинистые. Первые указания о своеобразном характере почв Средней Азии имеются в трудах А. Ф. Миддендорфа (1882 г.). Однако лишь значительно позд¬ нее (1908 г.) С. С. Неуструев выделил сероземы как самостоя¬ тельный почвенный тип. До этого их называли эолово-лёссо¬ выми почвами. С. С. Неуструев показал, что лёсс не почва, а материнская горная порода, на которой формируется в зави¬ симости от характера растительности тот или иной зональный тип почвы, в данных условиях — серозем. Наиболее характерная особенность развития растительно¬ сти на описываемых сероземах — краткость вегетационного периода (два или даже один месяц). Вторая особенность — наличие двух периодов покоя в развитии растительности: лет¬ него, обусловленного иссушением почвы, и зимнего, связан¬ ного с низкими температурами. Весной почва увлажнена талыми снеговыми водами, в мар¬ те — апреле выпадают дожди, которые еще более повышают влажность почвы. Обилие тепла и влажная почва создают благоприятные условия для весеннего развития растений. Пробуждение растительности начинается в марте. Первыми появляются ростки пустынной осоки (Careх Hostii) и мятлика луковичного (Роа bulbosa)—двух наиболее характерных ра¬ стений глинистых и суглинистых сероземов (рис. 41). В сере¬ дине апреля они достигают полного развития и одевают почву густым покровом. Затем зацветают различные эфемеры. В это время растительный покров быстро меняет окраску в соответ¬ ствии с цветением желтых лютиков, розовых гераней, лило¬ вых колокольчиков, красных маков, синеголовых крокусов, разноцветных тюльпанов и других растений. На этом фоне выделяются высокие стебли ферулы, или ассафетиды (Ferula foetida). Поверхность почвы между растениями покрыта во¬ дорослями. Прекращаются дожди, сильнее греет солнце, и почвы вы¬ сыхают на все большую глубину- Кратковременный расцвет растительности сменяется длительным периодом покоя. Позд¬ не-осенние дожди на короткий срок оживляют раститель¬ ность. Многие растения зелеными уходят под снег. Следует отметить густоту растительного покрова. Верхний слой почвы настолько переплетен корнями осоки и других трав, что создает сплошную дернину. Это дало основание го¬ 201
ворить о луговом характере описываемой растительности (Е. П. Коровин). Луговой характер обусловлен обилием вла¬ ги в весенний период. Попытки учесть органическую массу, создаваемую расти¬ тельностью глинистых и суглинистых сероземов, привели к неодинаковым показателям. Е. П. Коровин приводит для над¬ земной массы осоковой группировки 5 сухого вещества, для осоково-мятликовой — 15 ц/ \\У /7, \ 1 > .у,#]/ // 1 у \ Рис. 41. Растительность глинистых сероземов (из работы Е. П. Коровина): 1 — осока пустынная; 2—астрагал тонкостебельный; 3—мятлик лукович¬ ный; 4—мак павлиний; 5 — малькольмия туркестанская; 6 — вероника; 7—горечевка Оливье; 8 — овсяница приморская; 9 — лютик Северцева Н. И. Базилевич для полынного эфемерника на светлых сероземах сообщает еще более высокие величины. По ее ис¬ следованиям, для группировки, состоящей из полыни ( sia badghysi), мятлика луковичного ( bulbosa), мака ( paver pavonium) и других растений, общая масса надземной части составляет 26 ц/га сухого вещества, а масса корней в слое 0—50 см — 92 ц/га. Какая часть корневой системы еже¬ годно нарастает и отмирает, пока не выяснено. Полученные Н. И. Базилевич данные о величине надземной массы значи¬ тельно выше найденных М. Н. Першиной для степей кашта¬ новой зоны. Даже принимая во внимание многолетнюю приро¬ ду стеблей полыни (что сокращает ежегодное поступление в почву отмирающих надземных частей растений), это отклоне¬ ние от общей закономерности объяснить пока не удалось. 202
Химические анализы (табл. 27) показывают, что ежегод¬ но отмирающие части растений эфемерового полынника обо¬ гащают верхний слой почвы азотом, калием, кальцием и в меньшей степени другими элементами. Более заметное уча¬ стие в обогащении верхнего слоя почвы натрием принимают однолетние побеги полыни, содержащие около 1 % натрия. Лу¬ ковичный мятлик, характерное растение сероземных почв, выделяется высоким содержанием в надземной части калия (2,35%), значительно превышающим содержание кальция (0,21%) и натрия (0,09%). По сравнению с растительностью каштановых почв эфемеровый полынник отличается меньшим содержанием кремния и натрия, большим алюминия. Отмирание травяного покрова к началу жаркого и сухого периода способствует быстрому и полному разложению мерт¬ вого органического вещества. С этим связано очень небольшое накопление в сероземах перегнойных веществ. Содержание перегноя в верхнем слое почвы около 1%. Строение профиля серозема следующее. Перегнойно-аккумулятивный горизонт (А) очень неболь¬ шой мощности (8—10 см). Вследствие низкого содержания перегноя его окраска светло-серая; ее с трудом можно отли¬ чить от окраски материнской горной породы. Поэтому гори¬ зонт А выделяется (нечетко. Переходный горизонт Bi отличается несколько большей уплотненностью. Он оканчивается на глубине около 30 см. Для всего профиля характерно наличие ходов крупных чер¬ вей. Глубже лежит солевой горизонт. Его можно разделить на несколько подгоризонтов. Приблизительно до глубины 80 см идет подгоризонт белоглазки (Ci); от 80 до 120 см — карбо- Таблица 27 Данные химического анализа растений полынного эфемериика на светлых сероземах в % на сухое вещество (из работы Н. И. Базилевич) Растения Части растений N SI А1 Ре Р Эфемеровый по¬ надземная часть 1,43 0,69 0,21 0,09 0,14 лынник корни 0,76 0,72 0,20 0,06 0,05 Полынь однолетние побеги 2,00 0,16 0,08 0,08 0,13 многолетние побеги 0,60 0,08 0,10 0,03 0,04 Мятлик корни 1,40 0,09 0,14 0,03 0,08 надземная часть 1,28 1,29 0,03 0,02 0,21 203
Продолжение Растения Части растений Са Mg К Na S Cl Эфемеровый по- надземная часть 1,04 0,22 1,44 0,08 0,22 0,29 лынник корни 0,35 0,38 0,30 0,02 0,06 0,20 Полынь однолетние побеги 0,71 0,22 2,55 0,96 0,30 0,45 многолетние побеги 0,42 0,11 1,10 0,30 0,15 0,11 корни 0,49 0,10 0,47 0,21 0,13 0,05 Мятлик надземная часть 0,21 0,15 2,35 0,09 0,12 0,52 натный горизонт без выцветов (Сг); с глубины 150 см начи¬ нается карбонатный горизонт с кристаллами гипса (Сз), кото¬ рые иногда достигают значительных размеров. Еще глубже лежит подгоризонт отложения сульфатов щелочей. Анализы (табл. 28) показывают высокое содержание кар¬ бонатов во всем почвенном профиле начиная с поверхности. С глубиной оно возрастает. Растворимые соли (графа «плот¬ ный остаток») содержатся в очень небольшом количестве. В незасоленных сероземах они появляются только с глубины 2 м. Активная реакция щелочная по всему профилю. Кремне- кислоты и полуторные окислы равномерно распределены по профилю. Содержание обменных катионов также почти не из¬ меняется с глубиной. Почва полностью насыщена щелочнозе¬ мельными катионами. Обменный натрий прису1ствует в очень небольших количествах. Более слабая выраженность почвообразовательного про¬ цесса по сравнению с таковым в других типах почв обуслов¬ лена непродолжительностью периода развития биологических процессов (2—3 месяца). Увеличение количества атмосфер ных осадков и удлинение вегетационного периода создает ус¬ ловия для развития более богатой травянистой растительно¬ сти, сильнее влияющей на почву. Имеет значение изменение условий разложения мертвых растительных остатков и синте¬ за перегнойных веществ. Возрастающее количество атмосфер¬ ных осадков приводит к большему промыванию почвенного профиля и опусканию солевых горизонтов. В результате уси¬ ления процессов биологической аккумуляции и промывания светлые сероземы переходят в сероземы, а затем в темные сероземы. Сероземы в общих чертах имеют то же строение, что и светлые сероземы, но отличаются несколько большей мощно¬ стью перегнойно-аккумулятивного горизонта А (около 10 см), 204
увеличением содержания в нем перегноя (до 1,5%), залега¬ нием гипсового горизонта на большей глубине, увеличением различий в содержании карбонатов кальция по профилю и т. д. Темные сероземы уже отражают влияние вертикальной зональности. Они еще больше обогащены перегноем, который придает темную окраску верхней части профиля. Таблица 28 Данные химического анализа светлого суглинистого серозема Горизонты Глубина взятия образца в см Перегной в % СОа карбонатов в % Валовое содержание на бескарбонатную прокаленную почву в % Обменные катионы мж$ на 100 г почвы pH водной сус¬ пензии Плотный остаток в % SIO, А1,Оэ FeaO, Са2+ + +Mg2+ Na+ сумма А, 0-8 1,2 5 67,8 13,0 6,8 12 1 13 8,0 0,07 Bi 12—22 0,8 6 68,0 13,1 5,8 11 1 12 8,2 0,07 В. 30-40 0,4 8 68,0 13,0 6,1 11 1 12 8,2 0,07 в, 50—60 0,3 8 67,7 13,2 6,0 10 1 11 8,5 0,08 ВС 70-80 0,2 9 67,9 12,1 6,2 11 1 12 8,5 0,10 с 100-110 10 67,8 13,1 5,9 10 1 11 8,5 0,10 с 140-150 — 12 68,2 12,7 6,3 12 2 14 8,5 0,12 Сероземы песчаные. Песчаные материнские горные породы занимают в пределах сероземной зоны в Средней Азии огром¬ ную площадь — более чем в 0,7 млн. кв. км. Наиболее круп¬ ные песчаные массивы Каракумы (35 млн. га), Кызылкум (20 млн. га), меньшие площади занимают Большие и Ма¬ лые Барсуки и т. д. Пески — преимущественно континенталь¬ ного происхождения, образованы в результате разруше¬ ния третичных отложений. Лишь часть песков древнеаллю¬ виальные. По развитию растительности песчаная пустыня не отвечает представлению о пустыне как пространстве, лишенном ее. Она покрыта своеобразными кустарниками и травами, кото¬ рые вегетируют с ранней весны до поздней осени. В описываемых условиях развиваются растения, способные произрастать при очень небольшом содержании в почве вла¬ ги. Это достигается предельным уменьшением расхода влаги на транспирацию путем сокращения листовой поверхности, образования мелких и узких листьев (у некоторых полным Jfx отсутствием) особого анатомического строения. Многие растения образуют мощную и глубокую корневую систему, 205
позволяющую использовать влагу из большего объема почвы. Представляет большой интерес предположение, что пески в условиях резко континентального климата получают неко¬ торое добавочное количество влаги путем конденсации паро¬ образной воды. Этот процесс обусловлен резкими суточными колебаниями температуры и высокой воздухопроницаемостью песков. Понижение температуры песков в ночное время приводит к охлаждению содержащегося в них воздуха, а следовательно, снижению его водоудерживающей способности. В результате парообразная вода почвенного воздуха конденсируется и вы¬ падает в капельножидком состоянии. Охлаждение воздуха вызывает уменьшение его объема и засасывание атмосферного воздуха, приносящего водяные пары, которые в свою очередь также частично конденсируются. Таким путем пески каждую ночь получают некоторое количество влаги. Определения по¬ казали, что это дополнительно к атмосферным осадкам дает от 60 до 100 мм в год. В результате в песках глубже 20— 30 см создается влажный слой. Общий запас влаги в трехмет¬ ровом слое около 5—10 мм. В песках идет постоянная борьба растительности с ветром за пространство. Растительность, закрепляя поверхность пе¬ ска, препятствует его развеванию. Ветер, используя места на¬ рушения растительного покрова как очаги развевания, при¬ водит пески в движение. С течением времени растительность снова заселяет и закрепляет пески. Развитие почвообразова¬ тельного процесса проходит по следующим стадиям. Первая стадия зарастания. Переносимые ветром пески об¬ разуют барханы — лишенные растительности асимметричные скопления песка с пологими наветренными и крутыми подвет¬ ренными склонами высотой 8—12 м (рис. 42). Барханы могут перемещаться со скоростью около 12 м в месяц, засыпая встречаемые по пути дороги, поля, поселки. В местностях с переменным направлением ветра барханы двигаются часть года в одном направлении, часть — в противоположном. Это кочующие барханы. Развитие растительности затруднено дви¬ жением барханных гряд, которые засыпают поселяющуюся растительность. По мере движения бархана основание его рас¬ ширяется, а высота понижается, что делает возможным посе¬ ление «песчаных пионеров» — растений, приспособленных к произрастанию на движущихся песках (рис. 43). Первыми поселяются Calligonum (по местному «джузгун», или «кандым») и многолетний злак Aristida pennata (по мест¬ 206
ному «селец», или «селин»). Calligonum может расти, будучи почти полностью засыпан песком. Образуя большое количест¬ во стеблей и придаточных корней, он скрепляет бархан и оста¬ навливает его движение. К числу пионеров относится песча¬ ный овес Elymus sabulosus (по местному «кияк») — крупный злак, хорошо выносящий засыпание, и песчаная акаций Ammodendron Conolii (по местному «сюзен») — сравни¬ тельно невысокое (7—8 м), стройное, единично растущее де¬ рево. Рис. 42. Барханные пески Песчаные пионеры, скрепляя бархан, подготавливают усло¬ вия для поселения других, менее приспособленных к жизни на движущихся песках растений. Рыхлопесчаные сероземы. Барханная цепь, скрепленная растительностью, превращается в бугристые пески, которые состоят из невысоких холмиков (2—5 м) с довольно пологи¬ ми склонами, расположенных без уловимой закономерности. Иногда они сливаются в небольшие гряды. Между буграми образуются замкнутые понижения неправильной формы. Под действием поселившейся растительности начинается почвообразовательный процесс. Он приводит к формированию рыхлопесчаных слаборазвитых сероземов, которые имеют следующее строение. Верхний горизонт мощностью. 5—10 см состоит из сухого желтого или серовато-желтого, слабо уплотненного песка с неясной слоеватостью и заметной примесью глинистых (мень- 207
Рис. 43. Характерные растения песчаной пустыни: /—селин; 2—осока песчаная; 3 — колосник; 4 — полынь песча¬ ная; 5 — пырей сибирский
ше 0,01 мм) и пылеватых (0,05—0,01 мм) частиц. В сумме они составляют от 5 до 15%; преобладают пылеватые части¬ цы. До глубины 25—50 см идет следующий горизонт, имею¬ щий желтую окраску и почти рыхлое сложение. Это свежий или влажный песок, в котором сосредоточена большая часть корней. Еще глубже рыхлый песок постепенно переходит в материнскую породу. Почвообразовательный процесс выражей в обогащении верхнего слоя пылеватыми и глинистыми частицами и накоп¬ лении небольших количеств перегноя. Содержание перегноя менее 0,5%. Поверхностный горизонт содержит карбонаты кальция; хлоридов и сульфатов нет. Нередко поверхность почвы бывает покрыта слоем свежего песчаного наноса. Пылевато-песчаные сероземы. Со временем нижние части склонов и понижения между буграми постепенно зарастают травянистой растительностью, состоящей преимущественно из песчаной осоки Сагех physod.es (по местному «иляк»). Вы¬ ше по склону располагаются деревья песчаной акации и ряда кустарников, вершины остаются заросшими кустами Calligo- пит, Aristida pennata и другими пионерами (рис. 44). Под воздействием травянистой растительности верхний слой еще больше (до 10—30%) обогащается пылеватыми и глинисты¬ ми частицами (половина приходится на глинистые частицы). Содержание перегноя возрастает до 1%, иногда до 1,5%. Профиль почвы приобретает следующее строение. На поверхности образуется уплотненная корочка мощно¬ стью 3—7 см. Она имеет серо-палевую или серо-желтую ок¬ раску, слоеватое сложение и содержит карбонаты кальция (СОг карбонатов 2,5—5%). По механическому составу приб¬ лижается к супеси. Много ходов землероев. Переход к следу¬ ющему горизонту резкий. Далее до глубины 30—80 см идет серовато-желтый уплотненный песок с менее выраженной слоеватостью, иногда выцветами карбонатов кальция. Содер¬ жание СОг карбонатов 0,5—1,0%. Песок обогащен частицами глины и пыли. Много корней растений. Имеются ходы земле¬ роев. Очень постепенно переходит в материнскую горную по¬ роду — песок. Воднорастворимые соли во всем профиле не превышают сотых долей процента; преобладают бикарбона¬ ты кальция. Обогащение верхнего слоя пылеватыми и глинистыми ча¬ стицами изменяет его физические свойства: уменьшает скваж¬ ность, водопроницаемость и воздухопроницаемость. Это при¬ водит к сокращению поступления влаги путем конденсации. Водный режим настолько напряжен, что небольшого сниже¬ 14 Зак. 228 209
ния увлажнения достаточно, чтобы вызвать смену раститель¬ ности. Супесчаные сероземы. Разрастание песчаной осоки вызы¬ вает отмирание песчаных пионеров. Временное преобладание получает белый саксаул (Haloxylon persicum) — безлистный кустарник, или небольшое дерево (высотой 4—5 м). Он растет отдельными кустами, кроны которых не смыкаются. Усиливающееся воздействие растительности приводит к об¬ разованию супесчаных сероземов. Они еще более обогащены Рис. 44. Схема распределения растительности в песчаной пустыне (схема Е. П. Коровина): I — песчаные пионеры Aristlda и Turnefortia, II — часть склона, за¬ растающая кустарниками и деревцами; III — наибольшее разнообразие растений; IV — обедненная растительность впадины: осока и злаки глинистыми частицами. На поверхности формируется уплот¬ ненная трещиноватая неровная корка (толщиной 0,3—0,7 см), содержащая 15—30% глинистых частиц и столько же пыле¬ ватых. Содержание перегноя 0,5—1,5%. Под коркой — серый или серовато-коричневый чешуйчато-слоеватый супесчаный горизонт, который оканчивается на глубине 6—10 см. Глубже окраска светлеет. Содержание пылеватых и глинистых частиц уменьшается, но уплотненность возрастает до глубины 50—100 см. Ниже 50 см появляются выцветы карбонатов, а глубже 1,5 м — кристаллы гипса. Образование на поверхности уплотненной корки препятст¬ вует прорастанию семян белого саксаула, и возобновление его в котловинах делается неёозможным. 210
Засоленные супесчаные сероземы. На смену прежней ра¬ стительности приходит солончаковый саксаул (Haloxylon арку- Пит), достигающий наилучшего развития (5—б м) на дне широких межгривных понижений. На склонах он имеет угне¬ тенный вид. Вершины остаются занятыми кустами каллигонум и белым саксаулом, а иногда оголены. Под воздействием со¬ лончакового саксаула образуются засоленные супесчаные сероземы, для которых характерно наличие на поверхности плотной корки мощностью до 10 см, содержащей в сумме до 30—50% глинистых и пылеватых частиц и от 1 до 3% водно¬ растворимых солей. В заметных количествах содержатся соли натрия и калия. Более глубокие слои сходны с супесчаным се¬ роземом, отличаются более высоким содержанием воднора¬ створимых солей. Данных полного элементарного анализа растений песчаной пустыни нет, имеются лишь материалы анализа водных вытя¬ жек из некоторых характерных растений (табл. 29). Обра¬ щает внимание высокое поступление с опадом солончакового саксаула хлоридов и сульфатов щелочей, что особенно рельеф¬ но выступает при сравнении с другими растениями песчаной пустыни. Эти данные объясняют образование под кроной со¬ лончакового саксаула супесчаных сероземов с высоким со¬ держанием растворимых солей. Под влиянием щелочной реак¬ ции и высокого содержания растворимых солей происходит пептизация отдельных агрегатов, входящих в состав песков, образованных в результате континентального выветривания. Таблица 29 Данные анализа водных вытяжек из некоторых растений песчаной пустыни (из работ М. М. Шукевнч) S М9КВ на 100 г сухого вещества Наименование растений Части растение Сухой остаток в % g 8 се а» щелочность бикарбоиатная общая щелоч¬ ность о С/) в м K-fNa (по разности) Саксаул солон¬ чаковый опад 52,1 23,7 нет 34,4 107,0 308,6 3,5 21,6 424,9 стебли 6,9 1,5 » 8,1 6,2 6,2 1,0 5,0 19,6 корни П,7 2,1 » 11,3 18,1 18,1 3,0 11,7 23,2 Джузгун стебли 5,9 1,9 » 5,3 18,6 5,6 2,5 4,2 22,8 Аристида перис¬ тая » 7,7 2,7 » 5,4 26,4 7,8 3,5 3,3 31,7 14* 211
В северной части сероземной зоны бугристые пески пере¬ ходят в слабоволнистую равнину с осоково-злаковым покро¬ вом и супесчаными сероземами. Если бы ничто не нарушало развития растительности, то многие другие территории достиг¬ ли бы этой стадии. В действительности многочисленные зем- лерои (черепахи, песчаные крысы, суслики и т. д.), разрыхляя поверхность и обнажая песок, создают очаги развевания. Сходное действие оказывают наземные животные; они вытап¬ тывают растительность и поедают побеги. Особенно велико влияние караванных дорог, вдоль которых растительность уничтожена на большом расстоянии. Именно поэтому первые путешественники, двигавшиеся по караванным дорогам, опи¬ сывали песчаные пустыни как пространства, лишенные расти¬ тельности. Генезис сероземов. В прошлом глинистые и суглинистые сероземы Средней Азии рассматривали как начальную стадию развития почв по элювиальному ряду П. С. Коссовича. В даль¬ нейшем установили, что в четвертичном периоде ледниковый покров одевал окружающие горы, климат в равнинной части был влажный. По И. И. Минягину, в это время в предгорной части были развиты горные черноземы и каштановые почвы, на равнинах — луговые почвы. Последующее изменение кли¬ мата в сторону большей сухости и потепления привело к сме¬ не растительности, переходу черноземов и каштановых почв предгорий в темные сероземы, луговых почв равнин — в ти¬ пичные и светлые сероземы. А. Н. Розанов также полагает, что современные глинистые и суглинистые сероземы образо¬ ваны из почв степного типа почвообразования, свойственных менее жаркому и более влажному климату. При обсуждении вопроса о генезисе сероземов следует при¬ нимать во внимание процессы развевания ветром песчаных сероземов, смыв и размыв глинистых сероземов, обусловлен¬ ный ливневым выпадением осадков 'на слабозакрепленную ра¬ стительностью поверхность почвы. На вновь отложенных или обнаженных горных породах почвообразовательный про¬ цесс на больших площадях’должен был начинаться уже в со¬ временную эпоху и развиваться сразу по сероземному типу. Возможно также предположить, что в общем ходе истори¬ ческого развития растительности на земном шаре имело ме¬ сто наступление ее на пустыни. Проникновение в пустыни высшей растительности сопровождалось началом формирова¬ ния сероземных почв. Это дает основание полагать, что в общем историческом 212
ходе развития жизни на земле не исключена возможность дальнейшего перехода сероземов в каштановые почвы. Каменистые пустыни, или гамады. В СССР названный тип встречается в Средней Азии. В других областях земного ша¬ ра гамады занимают значительные площади. Нередко встре¬ чается сочетание каменистых и песчаных пустынь. Образуемые в результате выветривания плотных горных пород пески — крайне неблагоприятная для растительности среда. Тонкий слой песка не в состоянии задержать необхо¬ димое для развития высшей растительности количество влаги. Незакрепленный растительностью песок уносит'ветер и откла¬ дывает его в других местах. Подобная пустыня — хаотическое нагромождение голых скал и камней. Лишь местами поверх¬ ность покрыта тонким слоем песка, находящегося в движении, т. е. перевеваемого ветром. Только под защитой более круп¬ ных каменных глыб, препятствующих развеванию песка, мож¬ но встретить чахлые кустики неприхотливой растительности. Картина резко меняется после дождей, когда поверхность скал, камней, песка одевается зеленым покровом оживших водорослей и разноцветных лишайников. Пройдет несколько дней, испарится влага, и все опять засохнет. Почвообразова¬ ние в таких условиях развивается очень медленно и долго задерживается на стадии образования неразвитых щебенча¬ тых сероземов. В профиле наблюдается следующее чередова¬ ние горизонтов. Поверхностный слой состоит только из гальки и щебня. Мелкозема почти нет (вследствие выноса его ветром). Глуб* же лежит более богатый мелкоземом слой, содержащий из¬ весть и гипс. С глубиной содержание каменистой части воз¬ растает, а мелкозема — уменьшается, и на глубине 15—30 си лежит слой обломочной породы, сцементированный вмытыми известью и гипсом. Растительность представлена редкими кустиками солянок, мятлика, полыни. Степень покрытия растительностью — около 10%; преобладает обнаженная каменистая поверхность. Серо-бурые солонцеватые почвы. На плоскогорьях Усть- Урта, Бетпак-Дала, Кара-Кемирском плато, где выпадает 80—100 мм осадков, распространены своеобразные почвы. Впервые их описал в 1910 г. С. С. Неуструев под названием серо-бурых карбонатных суглинков. На современных почвен¬ ных картах они названы пустынно-степными серо-бурыми со¬ лонцеватыми почвами. Для них характерен разреженный растительный покров, который состоит из полынно-солянковой группировки. Нан- 213
более типичные солянки: боялыч (Salsola arbuscula) и биюр- гун (Anabasis salsa). И. П. Герасимов указывает на следующие морфологиче¬ ские признаки этих почв: 1) на поверхности корка, обычно серого цвета, пористая; 2) далее слоеватый горизонт рыхлого сложения, плитча¬ того или чешуйчатого строения; 3) под ним бурый с серым или коричневым оттенком ком¬ коватый горизонт обычно с пятнами или глазками карбона¬ тов; 4) еще ниже буро-серый, плотноватый горизонт с выде¬ лениями гипса; 5) элювий материнской породы, гипсоносный. Верхняя часть профиля отличается высокой скелетностью (50—75%). Мощность корки на поверхности 3—8 см; нередко она рассечена трещинами. Слоевато-чешуйчатый слой окан¬ чивается на глубине 15—20 см. Комковатый структурный го¬ ризонт на глубине 30—50 см сменяется гипсоносным. Содер¬ жание перегноя—0,5%, редко — до 1%. Перегной по профи¬ лю распределен равномерно. Карбонаты кальция имеются в верхних слоях, с глубиной содержание их уменьшается. Вало¬ вые анализы не обнаруживают закономерных изменений в почвенном профиле. Многие почвы отличаются повышенным содержанием солей: в верхней части профиля 0,3—0,6%, в нижней (40—80 см) —до 1,5—2,0%. Генезис этих почв недостаточно выяснен. Может быть это реликтовые образования, созданные в условиях более влаж¬ ного климата, близкого к климату современной каштановой зоны. В условиях современного климата пустыни они сохра¬ нили свое строение, утратив лишь часть перегноя. Наличие структурного горизонта на глубине от 20 до 30—50 см — под¬ тверждение этого. Такыры. По замкнутым понижениям между песчаными грядами и буграми, а также среди древнеаллювиальных от¬ ложений речных террас встречаются участки с лишенной растительности голой гладкой поверхностью, разбитой тре¬ щинами на неправильные многоугольники. Эти оригинальные образования получили название «такыры», что на языке на¬ родов Туранской низменности означает голую, твердую, гладкую поверхность. Ниже корки, до глубины 10—20 см, лежит подкорковый слой, более темноокрашенный, рыхлого сложения, чешуйчато-слоеватый, иногда с ржавыми пятнами. Ниже — материнская горная порода. Поверхность такыров после дождей покрывается налетом сине-зеленых водорослей. 214
Содержание солей в корке обычно невысокое (0,1—0,2%), с глубиной оно возрастает (до 0,5—1,0%). Корка и подкор¬ ковый слой отличаются высоким содержанием частиц диа¬ метром 0,01—0,001 мм (50—60%). Емкость поглощения ка¬ тионов невысокая — около 10 мэкв. В составе обменных ка¬ тионов преобладают кальций и магний. Содержание обмен¬ ного натрия большей частью около 10%. По вопросу о происхождении такыров высказан ряд про¬ тиворечивых гипотез. По-видимому, образование глинистой корки обусловлено деятельностью сине-зеленых водорослей, разрушающих алюмосиликаты, что приводит к расчлененно¬ сти на корку и подкорковый слой (Н. Н. Болышев и Т. И. Евдокимова). Тугаи. Своеобразный элемент ландшафта представляют «тугаи». Так называют в Средней Азии поймы рек. Ежегод¬ ные разливы рек, затопляющие пойменные почвы, делают возможным развитие ряда древесных пород, выносящих дли¬ тельное затопление. Тугаи в неизменном виде—леса по пой¬ мам рек в условиях сероземной зоны. Почвы тугаев Туран- ской низменности, занятые тополевыми лесами с лианами, мало изучены. Приведем описание почв тугаев сероземной зоны Азербайджана'. Тугаи Азербайджана покрыты лесами, состоящими из ду¬ ба, граба, клена, ясеня, карагача; в подлеске — мушмула, боярышник, кизыл. Характерно обилие лиан (плющ, вино¬ град, хмель). Строение серых тугайных почв следующее. Перегнойный горизонт темно-серой окраски мощностью около 30 см состоит из двух подгоризонтов. Верхние 10 см имеют зернисто-комковатую структуру, рыхлое сложение и содержат 8—10% перегноя; во втором подгоризонте струк¬ тура крупно-ореховатая, сложение плотноватое, содержание перегноя 4—6%. Переходный горизонт В оканчивается на глубине 60 см. В его окраске более ясно выражен бурый от¬ тенок. Структура — крупноореховатая. Имеются единичные выцветы извести. Содержание перегноя снижается до 2%. Следующий горизонт имеет неоднородную светло-бурую ок¬ раску с зеленоватым оттенком и охристыми выцветами. Ха¬ рактерно большое количество известковистых и известково¬ железистых журавчиков. Некоторые почвы содержат карбо¬ наты с поверхности. 11 См. А. Н. Изюмов. Тугайные почвы Хачмасского района Азер¬ байджанской GCP. «Тр. Юбилейной сессии, посвященной В. В. Докучае¬ ву». Изд-во АН ССОР, М. — Л., 1949. 215
Как и для других пойменных почв, следует отметить смену условий высокого увлажнения в период паводка с последую¬ щим глубоким иссушением, следовательно, смену анаэробных и аэробных условий. Это видно и по строению профиля (зе¬ леный оттенок оглеения и охристые выцветы в результате окисления). Вырубка лесной растительности приводит к за¬ солению тугайных почв. Солончаки и солончаковые почвы. Туранская низмен¬ ность, как и другие части сероземной зоны, — бессточная страна. Образуемые в результате почвообразования раство¬ римые соли не выносятся за пределы низменности. В резуль¬ тате передвижения влаги происходит только их перераспре¬ деление. Горизонтальный внутрипочвенный ток уносит часть солей в пониженные элементы рельефа, где они откладыва¬ ются. Часть солей, попадая во временные потоки и реки, переносится во внутренние моря-озера, где служит материа¬ лом для образования осадочных пород. Следует учитывать принос солей водами, стекающими с окружающих гор. При неглубоком залегании почвенно-грунтовых вод воз¬ можен подъем их по капиллярам к поверхности, испарение воды и отложение приносимых ею солей. В зависимости от глубины залегания грунтовых вод и содержания в них солей образуются почвы различных степеней солончаковатости. В незасоленных сероземах 1 растворимые соли и гипс рас¬ положены глубже 150—200 см и в небольших количествах (рис. 45). В слабосолончаковых сероземах растворимые соли появляются на глубине 80—120 см, гипс — не выше 120— 150 см. В солончаковатых сероземах растворимые соли со¬ держатся уже на глубине 30—80 см в виде хорошо заметных белых точек и прожилок, выцветы гипса — на глубине 120— 150 см и выше. В сильносолончаковатых сероземах начиная с глубины 5—30 см в большем количестве появляются вы¬ цветы солей. В солончаках много солей (более 1%) содержится в самом верхнем слое; поверхность почвы покрыта выцветами солей, а иногда солевой коркой. В зависимости от состава солей и морфологического строе¬ ния различают солончаки пухлые, корковые, мокрые. У пух¬ лых солончаков верхний слой имеет мелкокомковатую струк¬ туру и очень рыхлое сложение. Эту рыхлость ему придает большое содержание кристаллов солей, преимущественно 11 Незасоленными считают горизонты почв, водная вытяжка из кото¬ рых извлекает менее 0,25% солей (в сумме), что определяют по плотному остатку. 216
глауберовой соли (Na2S04 • IOH2O). Корковые солончаки имеют на поверхности твердую корку, пропитанную солями и отличающуюся большой прочностью. Мокрые солончаки по сравнению с окружающими почвами выделяются более тем¬ ной поверхностью. Они содержат большие количества гигро¬ скопических солей: СаСЬ, MgCb и др. Эти соли притягивают из атмосферы влагу, что и придает почве более темную ок¬ раску. Содовые солончаки также имеют темную окраску в результате диспергирующего влияния натрия на перегнойные вещества почвы. Серозем предгорий. (типичный) О 16 Серозем Серозем Серозем сероземная Солончак пустынный слабо тон сопончп- солончака - серозем- незасопенный чакобатый —"" “й" м"1' ill А 0 В, W 30 ш щ т Р S19 Рис. 45. Солевой профиль почв различных степеней солончакова- тости (схема А. Н. Розанова): /— белоглазка и журавчики СаССЬ; 2 — отложения CaSO«; 3 — отложения легкорастворимык солей; 4 — равномерно пропитан карбонатами Солончаковые почвы и солончаки образуются как в ре¬ зультате поднятия по капиллярам солевых растворов, так и биологическим путем. Ряд характерных солончаковых расте¬ ний (табл. 30) отличается высоким содержанием хлоридов натрия, отчасти калия. Корневые системы названных расте¬ ний, достигая горизонта скопления растворимых солей или горизонта солесодержащих грунтовых вод, переносят их в надземные части растений и обогащают солями верхние го¬ ризонты почвы. Вследствие высокого содержания солей, повышающих осмотическое давление почвенного раствора, на солончаках и сильно солончаковатых почвах могут расти только приспо¬ 217
собленные к этим условиям растения из семейства солянок. Существуют солончаки, на которых высшие растения вообще не развиваются. Хозяйственное использование. Обилие тепла и солнца делает возможной культуру в сероземной зоне многих цен¬ ных растений; препятствием служит лишь недостаток влаги. Земледелие возможно только при искусственном орошении. Под сельскохозяйственные посевы в первую очередь раз¬ рабатывают незасоленные глинистые и суглинистые серо¬ земы. Для полива используют воды рек, которые по ороси¬ тельным сооружениям отводят на поля. Таким путем создают отдельные участки — базисы земледельческих культур. По¬ ливные воды приносят много взмученного материала. Он ежегодно откладывается на поверхности почвы, создавая культурнополивной слой. Поливное земледелие в Туранской Таблица 30 Содержание зольных элементов (в % на сухое вещество) в надземной части растений солончаков сероземной зоны (из работ Н. И. Базилевич) Наименование растений Са Mg К Na Р S С1 S1 Лебеда бородавчатая 3.1 0.1 1.9 4.2 0.1 0,3 6.0 0.1 Биюргун 3,2 0,9 2,0 5.2 0,1 0,2 2.6 1,0 Петросимония . . . 1.5 0.7 0,7 5.2 0,6 1.4 3,8 0,3 Сарсазан 0.9 0.7 2,2 7.3 0.1 1,5 7.5 0,8 Солянка мясистая . . 0.7 0.7 1.2 7.3 0.7 1,9 5.9 0,3 Солерос 2.0 1.0 1.2 13,2 0.1 0,2 11.2 0,6 низменности применяют несколько тысячелетий. Это привело к созданию на древнеорошаемых площадях культурнополи¬ вного слоя мощностью в 1—2 м. Происходит образование но¬ вых почв, созданных человеком, так называемых культурно¬ поливных. Неумелое орошение может вызвать засоление почв; такие почвы не пригодны для земледелия. В условиях орошения на глинистых и суглинистых серо¬ земах возможна культура многих ценных растений, в том числе хлопчатника. Сероземы бедны органическим веществом, азотом, фосфором, калием, что определяет потребность в со¬ ответствующих удобрениях. Важное значение имеет создание структурного пахотного слоя. На темных сероземах, расположенных в условиях боль¬ 218
шего выпадения атмосферных осадков, возможно богарное земледелие без применения искусственного орошения. Засоленные сероземы, солончаки и солончаковатые почвы могут быть использованы в земледелии лишь после проведе¬ ния сложных мелиоративных работ. Песчаные пустыни, покрытые большую часть года травя¬ нистой растительностью, — база для кочевого скотоводства. Саксаульные леса — почти единственный источник древесины. Они дают топливо высокой калорийности. Для борьбы с раз¬ веваемыми и движущимися песками большое значение имеет разведение на них саксаульников. Значительные площади, занятые серо-бурыми солонцева¬ тыми почвами, такырами, каменистыми пустынями, пока практически не используются в земледелии. Их освоение тре¬ бует больших затрат. СОЛОНЦЫ и солоди В черноземной и каштановой зонах на фоне основных зо¬ нальных почв распространены острова солонцов и солодей. По строению и свойствам они резко отличаются от окружаю¬ щих почв. Солонцы в большем количестве имеются в кашта¬ новой зоне, солоди — в черноземной. Для обоих генетических типов характерны свои зональные отличия. Постепенными переходами эти почвы связаны с преобладающими почвами данной зоны. Строение и свойства солонцов. На общем фоне степной растительности выделяются более или менее многочисленные острова с преобладанием полыней (Artemisia incana, A. pauci- flora), прутняка (Kochia prostrata), различных видов кермека (из родов Statice, Limonium, Goniolimon), камфоросмы (Camphorosma monspeliacum). В черноземной зоне и север¬ ной части каштановой солонцы расположены по микрозапа¬ динам, а среди светло-каштановых и бурых пустынно-степ¬ ных — по микроповышениям. Солонцы черноземной зоны имеют следующее строение (Н. И. Базилевич). С поверхности — темно-бурая дернина мощностью около 3 см. Под ней темно-серый с буроватым оттенком перегнойно-аккумулятивный горизонт (Aj) с мел¬ козернистой структурой и рыхлым сложением; оканчивается на глубине 9 см. Далее до глубины 16 см идет светло-серый, сизоватый, книзу белесый с плитчатой структурой горизонт разрушения и вымывания (Аг). Под ним находится солонцо¬ вый горизонт (Bi). Он имеет черную с буроватым оттенком 219
глянцевитую окраску, очень плотный, со столбчатой струк¬ турой. Вершины столбчатых отдельностей округлы и обильно покрыты кремнеземистой присыпкой. Оканчивается горизонт на глубине 34 см. Ниже идет черно-бурый горизонт В2, кото¬ рый делится на крупные призматические отдельности с ост¬ рыми гранями; очень плотный, в нижней ч.асти — слабо вски¬ пающий. С глубины 52 см его сменяет горизонт Вз, грязно¬ вато-желто-бурой окраски с черными затеками перегноя. Он содержит много включений мелких кристаллов гипса и про¬ жилок углекислой извести. В нижней части встречаются журавчики. С глубины 72 см (ВС) окраска становится гряз¬ новато-желто-бурой с пятнами и гнездами карбонатов в виде полуразрушенных журавчиков. С 90 см материнская поро¬ да— желто-бурая грязноватая глина; с глубиной количество размытых журавчиков и плотных мелких марганцовистых зернышек постепенно уменьшается. Химический анализ (табл. 31) показывает обеднение верх¬ ней части профиля полуторными окислами и обогащение ими столбчатого горизонта (Bi). Содержание перегноя довольно высокое (8,2—7,6%); в верхней части профиля с глубиной постепенно снижается. Следует отметить значительное содер¬ жание его в столбчатом (Bi) и подстолбчатом горизонтах (6,1 и 5,4%). Несмотря на более высокое содержание пере¬ гноя, в верхней части профиля емкость поглощения катионов у него ниже (36—33 мэкв), чем в иллювиальном (Bi — 42; В2— 65 мэкв) горизонте. Растворимые соли в заметных ко¬ личествах появляются только в горизонте В2 (плотный оста¬ ток— 0,57%). Характерная особенность — значительное со¬ держание обменного натрия Солонцы каштановой зоны отличаются меньшим содержа¬ нием перегноя, более светлой окраской, меньшей мощностью горизонтов, мелкостолбчатой структурой солонцового гори¬ зонта (В|). Так, например, типичный солонец каштановой зоны (опи¬ сание И. Н. Антипова-Каратаева) имеет перегнойно-аккуму¬ лятивный горизонт (Ai) светло-серой окраски, иногда с ко¬ ричневатым оттенком; мощность его 5 см. Горизонт А2 беле¬ соватой окраски, тоже около 5 см. Уже с глубины 10 см начи¬ нается столбчатый горизонт (В|) темно-бурой или коричневой окраски с очень плотным сложением. Многочисленными тре¬ щинами он разбит на столбчатые отдельности, верхние части которых имеют округлую форму и покрыты белесой присып¬ кой. Горизонт В2 начинается с глубины 35—40 см. Он светлее предыдущего, имеет ореховато-призматическую структуру, 220
Таблица 31 Данные химического анализа столбчатого солонца черноземной зоны (из диссертации Н. И. Базилеаич) Горизонты Глубина взятия образца в см Перегной в % со 0 1 1 8« Валовое содержание на прокаленную почву в % Обменные катионы мыв на 100 г почвы Плотный остаток в % SiOj AIjO, Fe.j03 0.2+ Mg2+ Na+ сумма Ai 3—9 8,2 73,0 14,5 5,3 24 10 2 36 0,16 А2 9-16 7,6 — 74,7 12,7 4,3 20 10 3 33 0,26 Bi 16-30 6,1 — 65,8 18,6 7,3 19 16 7 42 0,27 В, 36—46 5,4 — 67,2 17,6 5,8 38 18 9 65 0,54 С 140-150 0,4 1,7 68,0 16,7 5,9 0,21 менее плотный, содержит карбонаты, сульфаты щелочей, иногда хлориды. Этот горизонт постепенно переходит в ма¬ теринскую породу. Анализы показывают типичное для почв данного генетиче¬ ского типа обеднение горизонта А полуторными окислами и обогащение ими иллювиального (В| и В2). Обнаруживается резкое обеднение (14%) частицами ила <0,001 мм верхней части профиля и обогащение (47%) столбчатого горизонта. В составе обменных катионов значительная доля приходится на натрий. При переходе к столбчатому горизонту емкость поглощения сильно возрастает. Столбчатый горизонт отличается очень высокой набухае- мостью и низкой водопроницаемостью, особенно во влажном состоянии. Активная реакция в верхней части профиля близ¬ ка к нейтральной, начиная со столбчатого — щелочная. Генезис солонцов. Существует несколько теорий проис¬ хождения солонцов. К. К. Гедройц полагал, что солонцы об¬ разуются в результате промывания солончаков с высоким содержанием солей натрия. Солончак может развиваться, пока грунтовые воды залегают на глубине, допускающей их поднятие к поверхности. Если в силу каких-либо причин они опустятся на глубину, исключающую их подъем к поверхно¬ сти, развитие солончакового процесса прекратится и под влиянием атмосферных осадков получит преобладание про¬ цесс промывания солончака. Дальнейшее развитие процесса зависит от состава солей. При небольшом содержании солей натрия промывание солончака приводит к переходу его в со- 221
ответствующую зональную почву: чернозем, каштановую, серозем. Если же натриевые соли резко преобладают над солями кальция, то солончак может перейти в со¬ лонец. Этот процесс К. К. Гедройц описывает следующим образом. При высоком содержании солей, в том числе натриевых, коллоиды находятся в коагулированном состоянии. Когда в результате промывания концентрация солей опустится ниже порога коагуляции, дальнейшее состояние коллоидов будет зависеть от состава обменных катионов. При преобладании в солончаке солей кальция и отчасти магния почвенный по¬ глощающий комплекс будет насыщен ими, и коллоиды оста¬ нутся в коагулированном состоянии. При высоком содержа¬ нии в солончаке солей натрия, после его промывания, обра¬ зуется почва с повышенным содержанием обменного натрия, обладающая щелочной реакцией. В этих условиях часть кол¬ лоидов перейдет из коагулированного состояния в дисперги¬ рованное (пептизированное) и под влиянием нисходящего тока передвинется в нижележащий горизонт. С течением вре¬ мени этот процесс приведет к заметному обеднению верхней части профиля коллоидами (следовательно, и полуторными окислами) и обогащению ими нижележащего, т. е. формиро¬ ванию солонцового горизонта. В результате взаимодействия между бикарбонатом каль¬ ция или углекислотой почвенного раствора с обменным на¬ трием почвы образуется сода: а) коллоид—2Na+Ca (НСОз) 2 -»■ коллоид—Са-|-2ЫаНСОз; б) коллоид — Na -f- Н • НСОз -*■ коллоид — Н -f- NaHCOs. Появление в почвенном растворе соды повышает концен¬ трацию в нем ОН-ионов и создает щелочную реакцию. Это в еще большей мере повышает пептизацию почвенных коллои¬ дов и повышает их устойчивость в диспергированном состоя¬ нии. К. К. Гедройц указывает, что в некоторых случаях стадия солончака может быть заменена попеременным поднятием растворов со сравнительно невысокой концентрацией солей натрия и последующим промыванием в период выпадения достаточного количества атмосферных осадков. Со временем это приведет к образованию солонца. Воззрения К. К. Гедройца на образование солонцов были затем развиты Е. Н. Ивановой. Она предложила следующую схему 'перехода натриевого солончака в солонец (рис. 46). При промывании хлоридно-сульфатного натриевого солон¬ чака от растворимых солей в первую очередь освобождается 222
самый верхний слой почвы, вначале очень тонкий, всего 1— 3 см. Удаление из него растворимых солей вызывает пепти- зацию коллоидов, содержащих обменный натрий, которые нисходящим током передвигаются вниз и на глубине 2—3 см задерживаются вследствие повышения в почвенном растворе концентрации солей. Таким образом, поверхностный слой расчленяется на верхнюю часть, из которой вынесены коллои¬ ды, и нижнюю, куда они вмыты. Это приводит к переходу солончака в корковый солончаковатый солонец. Рис. 46. Схема развития солонца (схема Е. Н. Ивановой): 1 — карбонаты Са и Mg; 2 — гипс; 3 — сульфаты и хлориды Дальнейший процесс приводит к освобождению от раст¬ воримых солей слоя большей мощности. На этой стадии про¬ исходит разрушение коллоидного комплекса и вынос полу¬ торных окислов в нижележащий слой, который превращается в уплотненный солонцовый горизонт. Происходит образова¬ ние типичного солонца с расчленением профиля почвы на элювиальный горизонт с характерной слоеватой структурой и ясной белесой окраской и уплотненный солонцовый горизонт со столбчатой структурой. На последующих стадиях в ре¬ зультате более глубокого выноса растворимых солей, когда от них освобождается уже подсолонцовый горизонт, начи- 223
нается постепенное разрушение солонцового горизонта и ос¬ лабление его солонцовых свойств. Теория образования солонцов К. К. Гедройца объясняет генезис солонцов в местах, где можно предполагать сущест¬ вование в прошлом солончаков, например, в Днепровской, Тамбовской и Приволжской низменностях. Однако эта тео¬ рия неприемлема для объяснения генезиса солонцов, распо¬ ложенных на высоких элементах макрорельефа, где нет осно¬ ваний предполагать распространение солончаков в прошлом. Иначе объясняет происхождение солонцов В. Р. Вильямс. Он считает солонцовый процесс следствием развивающегося степного почвообразовательного процесса. Имеющие глубо¬ кую корневую систему степные растения, преимущественно полыни и бобовые, только в период высокой весенней влаж¬ ности почвы могут использовать водные и пищевые запасы верхней части почвенного профиля. По мере иссушения почвы растения вынуждены брать влагу и элементы питания из бо¬ лее глубоких горизонтов. Вместе с биологически необходимы¬ ми элементами они захватывают повышенные количества п других солей, находящихся в почвенном растворе. В резуль¬ тате растения ежегодно переносят из глубоких горизонтов на поверхность почвы не только необходимые для развития растений соли, но и избыточные количества хлористого и сернокислого натрия. Повышение содержания в почвенном растворе солей нат¬ рия вызывает изменения в составе растительности. Первыми пропадают чувствительные к повышению концентрации солей ковыли, уступая место типчакам. Тех в свою очередь сменяют полыни и другие растения, которые могут успешно развиваться в измененных условиях почвенной среды. Эти новые растительные группировки вовлекают в биологический круговорот все большие количества натрия, калия, серы и хлора (табл. 32). Некоторые из указанных растений (напри¬ мер, полыни) еще прижизненно сбрасывают на почву избы¬ ток солей. Приводимый ниже расчет биологического круго¬ ворота элементов сделан М. Н. Першиной. Она исходила из учета ежегодного отмирания всей надземной массы, что не вполне точно, так как нижние части стеблей черной полыни многолетние. Под влиянием нисходящего тока влаги, обусловленного весенними и осенними осадками, образуемые в процессе раз¬ ложения растительных остатков соли переносятся из верхних горизонтов в более глубокие. Приносимый кальций закреп¬ ляется в нижних слоях в форме малорастворимых сульфатов 224
Таблица 32 Биологический круговорот чериополыниой группировки на солонце каштановой зоны (из диссертации М. Н. Першиной) Части растений Ежегодно поступает в I N Si А1 Fe Мп Са Mg К Na Р S CI Надземные . 10,4 8,9 1,5 0.1 0,05 2,7 1,3 10,9 4,4 0,7 4.3 4.2 Корни . . . 44,3 58,4 3,0 3,1 0,25 17,9 4,7 26,5 12,3 3,9 3,9 25,3 Всего . . . 54,7 67,3 4,5 3,2 0,3 20,6 6,0 37,4 16,7 4.6 8,2 29,8 и карбонатов. В почвенном растворе повышается концентра¬ ция обладающих большей растворимостью солей натрия. При поднятии почвенных растворов из более глубоких гори¬ зонтов к поверхности, что наблюдается в период иссушения почвы, новые порции натрия входят в состав обменных катио¬ нов почвы. Замещение обменного кальция на натрий повышает раст¬ воримость части перегнойных веществ; в дальнейшем их раз¬ рушают микроорганизмы. Это в свою очередь вызывает рас¬ пыление почвенной структуры. Затем начинается передвиже¬ ние в почвенном профиле диспергированных минеральных частиц, что в конечном итоге приводит к уже описанному расчленению почвенного профиля на обедненный коллоидами и полуторными окислами элювиальный горизонт и обогащен¬ ный ими столбчатый солонцеватый. Более детальное изучение солонцов обнаружило, что су¬ ществуют солонцы с характерным для них профилем, но содержащие очень небольшие количества обменного натрия (Г. М. Тумин). Генезис таких солонцов недостаточно изучен. Хозяйственное использование. Наличие в почве обменного натрия оказывает отрицательное влияние на культурные растения: а) содержание обменного натрия в количестве 5—10% от емкости поглощения уже обусловливает отрицательные физи¬ ческие свойства; б) содержание в количестве 10—20% от емкости погло¬ щения создает сильную солонцеватость, сопровождающуюся резко выраженными отрицательными физическими свойства¬ ми и физической токсичностью (вследствие образования соды); 15 Зак. 228 225
в) содержание в количестве 20—40% от емкости поглоще¬ ния приводит к резко выраженному токсическому действию и потере почвой эффективного плодородия (В. А. Ковда). В силу сказанного при использовании солонцов и сильно солонцеватых почв в земледелии необходимо предваритель¬ ное проведение коренных мелиораций. Строение и свойства солодей. Солоди распространены преимущественно в черноземной области, часто в комплексе с солонцами. В европейской части они обычно развиты под осиновыми колками (небольшими рощицами), в Западной Сибири — под березовыми. В качестве примера ниже приве¬ дено морфологическое строение солоди, расположенной вбли¬ зи ранее описанного солонца (по работе Н. И. Базилевич). Под маломощным дерновым горизонтом (около 5 см) лежит совершенно белесый, мучнистый слой (Аг) с большим количеством ортштейновых конкреций. С глубины 20 см его сменяет темно-бурый, очень плотный горизонт (Bi), рассе¬ ченный трещинами и обладающий крупнопризматической структурой, который на глубине 47 см переходит в буроватый глыбистый горизонт (Вг). Ниже 90 см окраска становится желтовато-бурой с сизоватым оттенком и многочисленными размытыми журавчиками. Таблица 33 Данные химического анализа солоди (из диссертации Н. И. Базилевич) Горизонты | Глубина взятия образца в см Перегной в % СО, карбонатов в % Валовое содержание на бесперегнойн ую и бескарбонатную почву в % Обменные катионы мэкв на 100 а почвы Плотный остаток 1 В % I pH солевой сус¬ пензии (КС1) SiOa А1аОэ FeaOa Са2+ Mg2+ Na+ сумма Ai 0—5 8,8 нет 71,7 12,0 2,9 17 5 1 23 0,17 4,7 А, 10-16 0,8 » 80,4 11,8 2,9 5 3 следы 8 0,08 3,7 А, 17—20 0,8 » 79,6 11,8 2,8 6 3 1 10 0,09 4,0 В, 20—25 1,3 » 69,4 16,1 5,8 16 13 2 31 0,23 5,0 В, 47-57 2,2 » 65,0 17,8 6,6 13 14 6 33 0,30 6,6 С 120-130 2.3 6,0 74,2 15,1 6,0 0,13 8,0 Горизонт Аг значительно обогащен кремнеземом, а иллю¬ виальный — полуторными окислами. Отмечается резкое па¬ дение емкости поглощения катионов в горизонте А*. Несколь¬ ко повышенное содержание обменного натрия в Вг (6 мэкв), 226
а также более высокая величина плотного остатка (0,30%) сближают эти почвы с солонцами, а сильно кислая активная реакция вытяжки раствором хлористого калия (рН=3,7—4,0) в горизонте Аг указывает на развитие подзолообразователь¬ ного процесса. Характерно повышенное содержание перегноя при переходе от горизонта Аг к В (табл. 33). Генезис солодей. К. К. Гедройц рассматривал солоди как последующий этап развития солонцов под влиянием возра¬ стающего промывания атмосферными осадками. Обеднение верхней части профиля основаниями приводит к установлению кислой реакции и наложению подзолообразовательного про¬ цесса на профиль солонца. Верхняя часть профиля приобре¬ тает свойства подзола, нижняя сохраняет признаки солонца. В. Р. Вильямс связывает образование осолоделых почв и солодей с биологическим круговоротом кремнекислоты под воздействием лугово-степной и особенно степной раститель¬ ности и ее последующего передвижения в условиях нейтраль¬ ной или слабощелочной реакции*. Ежегодно в результате разложения степной растительности в почву поступает 250— 600 кг/га БЮг. Переходя в растворимое состояние, кремне- кислота в весеннее время с внутрипочвенным горизонтальным током медленно передвигается с повышенных элементов рельефа к пониженным. Растительность склонов, потребляя значительные количества влаги из верхних слоев почвы, вы¬ зывает капиллярный подъем растворов из более глубоких горизонтов. В результате происходит отложение приносимой с водоразделов кремнекислоты, идущее в профиле почвы снизу вверх. Аморфная кремнекислота откладывается в виде кремнеземистой присыпки сначала в более глубоких горизон¬ тах, а затем поднимается все выше. Особенно большие скоп¬ ления кремнекислот отмечаются в микрозападинах, что при¬ водит к образованию сплошных белесых горизонтов, харак¬ терных для солодей. В. Р. Вильямс подчеркивает различие между подзолистым процессом и осолодением. Подзолистый процесс протекает в условиях кислой реакции и зарождается непосредственно под лесной подстилкой, развиваясь вглубь. Осолодение же идет в условиях активной реакции, близкой к нейтральной, и раз¬ вивается снизу вверх. Далее В. Р. Вильямс описывает образование «лесных со¬ лодей», которые образуются по замкнутым микрозападинам 11 Растворимость кремнекислоты составляет в милли-молях на литр при pH = 6,0 около 3,2, при pH = 8 около 5,1. 15» 227
среди осинового или дубово-осинового леса. Позднейшие исследования показали, что с опадом осинового леса в почву ежегодно поступают значительные количества кремнекислоты (40—80 кг/га). Эта кремнекислота в условиях слабокислой, близкой к нейтральной, реакции почвенного раствора пере¬ носится в микрозападины, где и скапливается, образуя до¬ вольно мощный белесый слой. Подобные почвы еще в 1904 г. описал Н. И. Прохоров в Теллермановском лесном массиве и назвал их «сибирцевки» (в честь Н. М. Сибирцева). После вырубки лесов и распашки освобожденной от леса площади микрозападины с лесными солодями, занятые оси¬ новыми колками или пепельной ивой, резко выделяются среди пашни. Их обычно не используют в земледелии. Согласно исследованиям Н. И. Базилевич, лишь небольшая часть солонцов, отличающаяся особенно высоким содержа¬ нием обменного натрия, может перейти в солоди. Обычно солонцы не содержат таких больших количеств обменного натрия, и их развитие идет в сторону остепнения. Опускание в глубь солевого горизонта вызывает смену растительных груп¬ пировок солонцов, вовлекающих в биологический круговорот значительные количества натрия (17 кг/га) и калия (37 кг/га) и небольшие кальция (21 кг/га), степными группировками, в составе опада которых кальций (76—21 кг/га) резко преоб¬ ладает над натрием (3—14 кг/га) и калием. В результате солонец переходит в соответствующую зональную почву. Хозяйственное значение. Солонцы и солоди в неизменен¬ ном состоянии имеют очень небольшую ценность для сельско¬ го и лесного хозяйства. Их с успехом можно использовать только после проведения сложных и дорогостоящих мелиора¬ тивных мероприятий. ПОЧВЫ ВЛАЖНЫХ ТРОПИКОВ И СУБТРОПИКОВ Почвы влажных тропиков и субтропиков занимают 28 млн. кв. км, что составляет 23% от поверхности суши. Большие площади этих почв расположены в экваториальном поясе Африканокого континента, Южной и Центральной Аме¬ рики, включая Мексику, вдоль Атлантического побережья на юго-востоке США, в южной части Азиатского континента, на островах Полинезии, узкой полосой они проходят на севере Австралии. Небольшие площади почв влажных субтропиков описаны вдоль Черноморского побережья Турции, Кавказа, а также близ юго-западного побережья Каспийского моря. Почвы влажных субтропиков распространены также на юге
Европы (Южный берег Крыма, Испания, Италия, Греция, острова Средиземного моря). Несмотря на широкий ареал распространения тропических почв, они относятся к числу наименее изученных и освещен¬ ных в литературе. Условия почвообразования. Развитие биологических про¬ цессов в зоне влажных тропиков связано со своеобразными особенностями климата, характерные черты которого обус¬ ловлены экваториальным положением. Одинаковая длина дня и высокое стояние солнца в течение всего года опреде¬ ляют равномерное нагревание почвы и создают температур¬ ный режим с малой амплитудой колебания среднемесячных температур. Средняя месячная температура всех месяцев в году более 18°. Различие между средней месячной темпера¬ турой самого теплого и самого холодного месяца не превы¬ шает 1°. Характерно высокое количество осадков. Сумма осадков за год 2000—3000 мм и более. Распределяются они по временам года равномерно. Обычно до 8 часов утра стоит сильный туман, в 9 час. через хмурые облака проглядывает солнце, к 11 час. стано¬ вится невыносимо жарко, около 14 час. на небе появляются грозовые тучи, в 17 час. начинается гроза с мощным ливнем, переходящим в дождь, продолжающийся всю ночь. Все дни похожи один на другой. Следует отметить высокое содержа¬ ние углекислоты в воздухе (около 0,3%). В описываемых условиях развиваются вечнозеленые «дож¬ девые леса», для которых характерно чередование деревьев разной высоты. Наиболее высокие деревья достигают 50— 70 At. Диаметр деревьев — 2—3 м (на высоте 3—4 м от по¬ верхности почвы). Тропический лес отличается многоярус- носгью и разнообразием древесных и кустарниковых пород. Например, в лесах бассейна р. Амазонки насчитывается око¬ ло 2500 видов деревьев. Листья на высоких деревьях имеют ксероморфное строение. В отличие от деревьев кустарники имеют нежные листья нексероморфного строения. Характер¬ ная черта тропического леса — развитие внеярусной расти¬ тельности: лиан и эпифитов. Сложное сочетание различных древесных пород и кустарников, перевитых лианами, делает эти леса труднопроходимыми. Развитие травянистой растительности зависит от освет- лекности. Развесистые фиговые деревья с крупными жестки¬ ми листьями, расположенными горизонтально, особенно мало пропускают солнечных лучей. Из-за недостатка света под их пологом другие древесные и кустарниковые породы не могут 229
развиваться. Почва покрыта упавшими стволами, ветвями, полусгнившими листьями. Корневая система фиговых деревьев напоминает настоящий лабиринт. На высоте около 3—4 м от земли эти деревья раскидывают во все стороны слегка изог¬ нутые ветви, от которых спускаются многочисленные корни, образующие подобие колонады. В отличие от них высокие и стройные зонтиковидные деревья имеют слабовыпуклую раз¬ реженную крону и дают мало тени. Под их пологом разви¬ ваются многочисленные другие деревья и кустарники В ос¬ ветленных участках, на полянах и опушках, развивается пышный, но однообразный травяной покров, состоящий из папоротников, плаунов и немногочисленных злаков. Влажные тропические леса производят громадную массу органического вещества. П. Фагелер только надземную массу определяет в 100—200 т/га. Обилие органического вещества обусловливает богатый и разнообразный состав фауны. Зона дождевых лесов переходит в зону муссонных лесов. Они отличаются переменно влажным климатом. Период сильной облачности, обильного выпадения осадков и как следствие — более низких температур в одну половину года сменяется в другую половину сухим периодом, когда ясное небо беспрепятственно пропускает солнечные лучи и темпе¬ ратура заметно повышается. Разность между самым холод¬ ным и самым теплым месяцем в году достигает 8°. Сумма осадков за год около 1500 мм. Подобные особенности клима¬ та обусловлены чередованием муссонных ветров. Одну поло¬ вину года они дуют с океана, принося осадки, другую — из внутренних частей континента, обусловливая сухой период. Муссонные леса отличаются меньшим разнообразием дре¬ весных пород. Это преимущественно листопадные леса, сбра¬ сывающие листву в сухой период. Наиболее характерные и ценные породы — тик и эвкалипты. Подлесок скудный, лианы немногочисленны, эпифитов нет. Травянистая растительность более богатая и разнообразная; в засушливый период высы¬ хает. Ежегодная продукция надземной массы — 60 т/га. Увеличение продолжительности сухого периода и умень¬ шение количества осадков до 1000—1200 мм приводит к сме¬ не муссонных лесов саваннами. Это обширные пространства травянистой растительности с разбросанными зонтиковидны¬ ми и кругловершинными единичными деревьями, иногда груп¬ пами деревьев. Наиболее характерные древесные породы -саванн — гигантские баобабы, черное дерево, кокосовые паль- 11 См. Г. Бутце. В сумраке тропического леса. Географгиз, М., 1956. 230
мы, акации. Ксероморфное строение позволяет им переносить засушливый период. В травяном покрове преобладают злаки, достигающие высоты \ м, а в некоторых случаях — до 5 .и и более. Ежегодный прирост надземной массы 30 г/га. С умень¬ шением количества осадков, а также на сухих песчаных поч¬ вах саванна уступает место кактусам, древовидным молочаям и другим ксерофитным колючим растениям. Почвообразующие породы в тропических лесах и саван¬ нах— преимущественно массивнокристаллические породы и продукты их выветривания. Среди последних особенно рас¬ пространена красноцветная кора выветривания. Местами в качестве материнской породы встречаются продукты вулка¬ нических извержений и аллювиальные наносы. Важно подчеркнуть, что в описываемых территориях поч¬ вообразование началось еще в третичном периоде и не пре¬ рывалось оледенениями. Красноцветная кора выветривания. Мощность красноцвет¬ ной коры выветривания очень велика: в Индии 12—15 м, Австралии — 5—15 м, Африке — около 50 jk, а в некоторых случаях доходит до 400 м. На громадных площадях она по¬ крывает массивнокристаллические породы и постепенно пе¬ реходит в них. Ее главнейшая особенность — высокое содер¬ жание полуторных окислов. Образование красноцветной коры выветривания может быть показано (табл. 34) на примере анализа профиля близ Этакоты (в Индии). Материалом для ее формирования по¬ служил кварц-эпидотовый гнейс. Над ним лежат слои его постепенного изменения (слой I—V). Нижний слой (I) имеет почти белый цвет. Он очень хрупкий. Полевые шпаты в нем полностью разрушены; слюда обесцвечена. В слое II наблюдается скопление больших количеств гидраргилита (А1203 • Н20); слюда сильно разрушена, эпидот заметно не изменен; сохранена прежняя структура. Слой III очень мяг¬ кий и легкий. Эпидота в нем уже нет. Слюда совсем светлая и мягкая. Появилось много светлоокрашенного коллоидного материала. На месте полевого шпата — кристаллический по¬ рошок. Слой IV тот же светлый коллоидный 'продукт. Слой V сильно обогащен гидраргилитом. Анализы (табл. 34) показывают постепенное (по мере удаления от исходной породы — гнейса) обогащение горизон¬ тов разложения глиноземом и уменьшение в нем кремнезема. Содержание глинозема может достигать 50—60% и, как крайний случай,— 67%. Содержание железа различно: от 2 до 80%; кроме окисного содержится закисное железо. 231
Таблица 34 Данные валового анализа красноцветной коры выветривания (из работ Гаррасовица) Горизонт Слой Содержание в % SlOj А1,Оа Fej03 ТЮ CaO MgO Обогащения V 14,1 36,9 29,8 2,3 0.7 0,3 Разложения IV 52,8 28,4 7,2 0,5 0.3 0,2 » III 58,6 25,2 5,9 0,8 0.7 0,2 * » II 47,6 18,3 19,0 2,2 3,8 3,5 » I 69,5 18,1 2,3 0,3 3,8 0,5 Гнейс, кварц-эпидотовый 64,8 18,4 3,8 0,6 5.2 0,9 Описываемую породу Бикман в 1804 г. назвал «латерит», от слова Later — кирпич, так как ее использовали в Индии для кладки стен вместо кирпича. Долгое время указанную породу рассматривали как почву. Б. Б. Полынов разъяснил ошибочность этого взгляда и показал, что «латерит» Бикмана не почва, а осадочная горная порода континентального про¬ исхождения, которая распространена в странах с тропическим и субтропическим климатом. В данном случае была повторе¬ на та же ошибка, когда сероземы были названы эолово-лёс¬ совой почвой. Почвы дождевых лесов. Отсутствие сезонных колебаний в развитии биологических процессов делает возможным актив¬ ное течение почвообразования круглый год. Вовлечение в био¬ логический круговорот элементов питания, возвращение их с опадом, освобождение заключенных в опаде элементов идет с одинаковой скоростью в продолжении всего года, что уве¬ личивает скорость обращения элементов в биологическом круговороте и делает возможным развитие богатой расти¬ тельности на бедной элементами питания породе. Опад тропических лесов (табл. 35) но составу и содержа¬ нию зольных элементов практически не отличается от широ¬ колиственных пород Русской равнины. Можно лишь отметить более низкое содержание в нем кальция, магния, калия, чем в листве липы, ясеня, вяза, клена остролистого. Это, воз¬ можно, в известной степени обусловлено бедностью основа¬ ниями красноцветной коры выветривания. Только листья Poinciana regia выделяются более повышенным содержанием 232
кальция и магния. Обращает внимание высокое содержание марганца в листьях Tamarindus indicus и Pentacme. Для травяного покрова тропических лесов характерно значительное развитие бамбуков. Анализ показал повышенное содержание в листве бамбуков кремния и преобладание ка¬ лия над кальцием, что свойственно всем злакам.. Таким образом, влияние опада тропического леса на поч¬ ву обусловлено не особенностями его элементарного состава, а его большой массой. Если исходить из данных П. Фагелера о размере синтеза органического вещества в дождевых ле¬ сах, то ежегодный оборот элементов будет достигать очень высоких величин. Это станет особенно наглядным при сопо¬ ставлении с широколиственными лесами Русской равнины. Ежегодное поступление в кг/га1 Элементы N Si Са Mg К Дождевые леса 5000 900 2500 500 2000 Дубравы СССР 100 25 150 20 50 В условиях крайне невысокого содержания перечисленных элементов в составе материнской горной породы и большого количества дождевых осадков все эти элементы удержива¬ ются в биологическом круговороте. Нарушение темпа биоло¬ гического «руговорота элементов приводит к существенному обеднению почвы. Почти ежедневное выпадение в течение года больших ко¬ личеств атмосферных осадков обусловливает постоянное промывание верхних слоев почвы и вынос растворимых сое¬ динений. Глубина промывания не установлена. Малая емкость поглощения оснований красноцветной корой выветривания облегчает их вымывание. В указанных условиях поверхност¬ ные горизонты сравнительно быстро обедняются основаниями, что приводит к установлению кислой реакции. Исследователи тропических лесов считают, что когда степень насыщенности основаниями снижается до 50%, а активная реакция стано¬ вится кислее pH 5,5, гидроокиси железа и алюминия приоб¬ ретают подвижность. Начинается их вымывание и образование тропических подзолов. Непосредственно под лесной подстил¬ кой возникает белесый подзолистый горизонт. Он обеднен полуторными окислами и относительно обогащен остаточным 11 Цифры даны округленно. 233
Таблица 35 Данные анализа листьев тропических древесных пород и бамбука из Бирмы (из материалов И. М. Розановой) Содержание в % на сухое вещество Листья древесных пород Si A1 Fe Mn Са Mg К Р S Artocarpus integrifolia . 1.3 0,08 0,06 0,04 0,46 0,24 0,20 0,16 0,16 Lager sir emia flos-reginae 5,7 0,04 0,04 0,03 1,35 0,19 0,20 0,14 0,10 Anacardium occidentale . 0.6 0,12 0,02 0,02 0,22 0,14 0,17 0,09 не опре¬ делено Tectona grandis (тик). . 0,7 0,61 0,06 0,04 1,22 0,28 не определены То же Poinciana regia 0,4 0,19 0,07 0,02 2,77 0,70 1,68 0,14 1 » Pterocarpus macrocarpus 0,1 0,14 0,02 0,02 1,48 0,37 1,01 0,15 1 1 Tamarindus indicus. . . 0.2 0,08 0,02 0,52 0,91 0,33 0,56 0,21 » 1 Pentacme siamensis . . . 0,2 0,13 0,03 0,98 1,41 0,10 0,80 0,26 » 1 Ziziphus jujuba .... 0,4 0,55 0,01 следы 0,84 0,09 0,87 0,39 1 1 Shorea obtusa Листья бамбуков: 0,4 0,34 0,01 0,04 0,42 0,06 0,32 0,18 1 1 Dendrocalamus strictus . 3.7 0,08 0,02 следы 0,29 0,10 0,66 0,13 не опре¬ делено D. brandizii 2,2 0,12 0,06 0,02 1,12 0,06 1,74 0,22 0,12 Bambusa arundinaceae • 3,8 0,10 0,03 0,03 0,36 0,07 1,10 0,15 не опре¬ делено
кремнеземом. Далее идет иллювиальный горизонт, еще более обогащенный полуторными окислами. На материнских горных породах, богатых известью, фор* мируются перегнойно-карбонатные почвы. Почвы муссонных лесов. Почвообразовательный процесс в муссонных лесах несет отпечаток чередования влажных периодов, когда наблюдается активное развитие биологиче¬ ских процессов, и сухих периодов относительного биологиче¬ ского покоя. Поэтому биологические процессы и почвообра¬ зование здесь идут с меньшей скоростью, чем в дождевых лесах. Промывание почвы в период дождей сменяется капил* лярным подъемом растворов при наступлении сухого периода. Если исходить из данных П. Фагелера, согласно которым ежегодный синтез надземной массы в этих лесах в 2—3 раза меньше, чем в дождевых, то соответственно уменьшится во¬ влечение в биологический круговорот элементов питания и поступление их в почву с опадом. Травянистая растительность повышает круговорот кремния и калия. Возрастающее участие в почвообразовании травянистой растительности приводит к развитию дернового почвообразо¬ вательного процесса, образованию перегнойных веществ, пропитывающих верхнюю часть профиля почвы. Особенность перегноя тропических почв — светлая окраска. Поэтому верх¬ ние горизонты почв несмотря на накопление перегноя сохра¬ няют красновато-бурую окраску. Мощность перегнойно-акку¬ мулятивного горизонта 20—50 см, редко больше. Глубже идет несколько осветленный желтовато-оранжевый горизонт, постепенно переходящий в красноцветную кору выветрива¬ ния. Это — тропические бурые лесные почвы на красноцвет¬ ной коре выветривания, которые часто называют краснозе¬ мами. Несмотря на отсутствие морфологически выраженных при¬ знаков оподзоливания, валовые анализы во многих случаях обнаруживают обеднение верхней части профиля алюмини¬ ем, кальцием, магнием и некоторыми другими элементами (табл. 36). Почвы саванн. В саваннах почвообразовательный процесс протекает под пологом травянистой растительности, обуслов¬ ливающей развитие дернового процесса. Разрозненно стоящие деревья существенно влиять на него не могут. Саванны во¬ влекают в биологический круговорот еще меньшее количе¬ ство элементов. Можно предполагать возрастающее участие в круговороте кремния и калия. Более точных данных при¬ вести пока нельзя. 235
Таблица 36 Валовой анализ почвы муссонных лесов на базальте (Китай) (из работы Ли Чан-куей и Чан Шио-ии) Глубина взятия образца в см Содержание в % перегной siOj РА А1909 Fej03 FeO 0-30 3,94 34,8 0,17 22,8 не опред. 21,5 30-50 1,02 35,6 0,15 29,2 17.1 2,2 50-80 0,68 34,3 0,16 28,8 18,7 2,0 80-100 0,64 34,5 0,13 29,5 18,9 1,9 ВБ* — 42,6 0,18 23,2 15,8 1,4 Б** " 49,3 0,22 15,8 2.8 8,7 Продолжение Глубина взятия образца в см Содержание в % СаО MgO МпО КаО NaaO ТЮ, 0-30 следы 0,5 0,19 0,06 0,08 2,3 30-50 » 0,5 0,15 0,06 0,06 2,3 50—80 » 0.4 0,15 0,05 0,05 2,4 80—100 » 0,7 0,15 0,05 — 2,7 ВБ* 0,6 2,5 0,18 0,55 0,78 2,4 Б** 8,8 8,1 0,17 0,77 3,59 2,0 • ВБ — выветренный базальт. ••Б — базальт. Сухой период в саваннах длительнее и выражен резче, что усиливает капиллярный подъем растворов к поверхности и перенос в этом направлении растворенных соединений. Соот¬ ветственно ограничен период промывания почвы атмосфер¬ ными осадками. Развитые в саваннах красно-бурые тропические почвы содержат значительные количества перегноя (4—5%), имеют невысокую емкость поглощения катионов (8—10 мэкв), сни¬ жающуюся с глубиной (до 1—4 мэкв) при значительном содержании ила (20—30%). Почвы эти полностью насыщены основаниями. Почвы, вышедшие недавно из-под леса и заня¬ тые саванной, имеют недостаточную насыщенность. 236
Образование железного панциря. Затеняющее влияние лесной растительности и расход влаги лесом на транспирацию сильно сокращает испарение влаги с поверхности почвы. Уничтожение леса приводит к развитию в почвах в период сухого сезона восходящих токов влаги. В условиях кислой реакции в оподзоленных почвах становится возможным ра¬ створение и передвижение к поверхности соединений железа и алюминия. После испарения влаги принесенные гидроокиси железа и алюминия выпадают в осадок. В результате на поверхности почвы образуется железный панцирь, а под ним слой, обогащенный алюминием. На таких участках расти¬ тельности нет, так как панцирь для них — непреодолимое пре¬ пятствие. Тропические болота. По пониженным элементам рельефа широко распространены болота. Многие из них образованы в результате зарастания озер и рек с медленным течением. Огромные заросли папируса окаймляют берега африкан¬ ских озер и русла больших рек (Конго, Нигер). Мощность торфяного слоя достигает 10 м. В Азии распространены тро¬ стниковые болота. Громадные площади занимают лесные бо¬ лота. Торфяной слой в лесных болотах не более 1 м. Вдоль океанических побережий растут своеобразные манг¬ ровые леса. Это название дано по преобладанию в древостое деревьев из семейства мангровых. Почвы мангровых лесов иловато-болотные с высоким содержанием железа. Особен¬ ность почвообразования под этими лесами обусловлена влия¬ нием морских приливов и отливов на биологический круго¬ ворот элементов. Потребление элементов питания указанными лесами происходит не только из почвы, но и во время прили¬ ва из океанических вод. Во время отлива отступающие воды уносят элементы питания, заключенные в опаде. О смещении зон. Выше был рассмотрен географический ряд изменения растительности и почв в пространстве: дождевые леса — муссонные леса — саванны (рис. 47). В каком на¬ правлении идет развитие во времени, еще предстоит выяснить. Имеются указания на изменение условий в Африке в сторону возрастающей сухости: область дождевых лесов сокращается, на них надвигаются муссонные леса, на которые в свою оче¬ редь движутся саванны. Имеются и противоположные сведе¬ ния. В южной части Конго в настоящее время леса отвоевы¬ вают пространство у саванн. Хозяйственное использование. В дождевых лесах количе¬ ство деревьев с ценной в промышленном отношении древе¬ синой невелико: красного дерева не превышает 3—7 стволов 237
на гектар. Преобладают породы с малоценной древесиной. В отличие от дождевых лесов муссонные состоят из ценных в промышленном отношении древесных пород. Наибольшее значение имеют тик и эвкалипт. Исследователи тропических стран указывают на гибельные последствия сплошных рубок в дождевых лесах. Вырубка леса лишает почву элементов питания, так как большая часть их была заключена в составе живых деревьев, их листве и таким образом удерживалась в биологическом круговороте. Трелевка стволов и последующая тракторная обработка, нарушая или уничтожая лесную подстилку и растительный focmumo Влажный /»е Миссоннм яге Саванна Стань Рис. 47. Географический ряд распределения растительности и почв в тропических и субтропических областях (схема Геррасовица) покров, снижают водопроницаемость и приводят к развитию эрозионных процессов. В условиях выпадения большого ко¬ личества осадков и притом ливневого характера эрозия до¬ стигает громадных размеров. Сокращение транспирации влаги в результате вырубки древесного полога и развитие поверхностного стока уменьшают внутриматериковый влаго- оборот и изменяют климат в сторону возрастающей сухости. В муссонных лесах сплошные лесосеки, кроме того, создают условия для развития в сухой период восходящих токов и об¬ разования на поверхности почвы железного панциря. В экваториальных странах наиболее здоровый климат в саваннах. Растительные и животные ресурсы в них богаче, чем в областях с более засушливым климатом. Усиленное использование колонизаторами природных богатств привело к их уничтожению. Особенно губительное влияние оказало выжигание растительности в целях освобождения земель под пашню. Проводимое в сухое время года, оно вызывало губи¬ тельные пожары, охватывающие громадные площади. Боль¬ 238
шой вред причинил неумеренный выпас скота. Все это привело к сильному развитию эрозии в Африканских саваннах Почвы советских субтропиков. На территории СССР тро¬ пических почв нет. Почвы влажных субтропиков занимают площадь в 3000 кв. км по Черноморскому побережью Кав¬ каза и Южному берегу Крыма.-Небольшой контур имеется близ побережья Каспийского моря (Ленкорань). Ниже будет приведено их описание на примере лучше изученных почв Черноморского побережья Кавказа. Климат наших субтропиков отличается сравнительно вы¬ сокой средней годовой температурой (13—14°); средняя тем¬ пература самого холодного месяца (января) 5—6°, самого теплого (июль) 22—23°. Количество осадков за год 1200— 2500 мм. Распределение осадков по сезонам неравномерное: наибольшее количество выпадает осенью, наименьшее — вес¬ ной, особенно в мае, который бывает засушливым. В прошлом эту территорию покрывали широколиственные леса колхидского типа, состоящие из дуба, бука, каштана, переплетенных лианами; в подлеске — рододендрон, лавро¬ вишня, падуб, ежевика и т. д. Рельеф местности сильно расчлененный, состоит из соче¬ тания куполообразных холмов, разделенных сетью ложбин. Почвообразующая порода — красноцветная кора выветрива¬ ния, мощность которой колеблется от 1 до 10 м и более. Профиль разреза, заложенного в описанном выше лесу колхидокого типа, имеет следующее строение. Лесная под¬ стилка мощностью около 3 см состоит из опавших листьев граба, каштана, бука и дуба. Глубже идет перегнойный горизонт (А|) красно-бурой окраски, с комковато-зернистой структурой, рыхловатого сложения, глинистый. Оканчивается он на глубине 17 см. Этот горизонт густо переплетен корнями древесных и кустарнико¬ вых пород, пронизан многочисленными ходами червей. Переходный горизонт (Bi) светло-коричневой окраски с многочисленными черными точками выцветов соединений марганца. Структура комковатая, сложение уплотненное, гли¬ нистый. Пронизан крупными древесными корнями. Много хо¬ дов червей. Переход к следующему горизонту постепенный. Собственно иллювиальный горизонт (Вг) начинается при¬ мерно с глубины 37—40 см. Его окраска очень неоднородна: расплывчатые коричнево-красные полосы чередуются с бе¬ лесовато-серыми. Много мелких железистых включений. 11 См. Г о р р у а. Африка — умирающая земля. ИЛ., М., 1954. 239
Таблица 37 Валовые анализы красноземных почв (в % минеральной сухой почвы) (по М. Н. Сабашвили). Чаква Разрез Слой в см SlOj RjOa AljOj FeA MnO CaO MgO S03 SiOa RaOa SiOj Ala03 sioa FeaOa Раз- 0-8 43,28 53,97 32,20 21,77 0,42 0,78 1,14 0,39 1,60 2,29 5,29 рез№ 1 13-26 42,44 54,73 32,43 22,30 0,34 0,64 1,47 0,36 1,55 2,23 5,10 35—45 42,46 54,74 31,52 23,22 0,51 0,51 1,48 0,27 1,56 2,29 4,90 53-64 40,87 56,14 31,60 24,54 0,49 0,58 1,59 0,24 1,46 2,19 4,42 75-91 40,66 56,31 31,85 24,46 0,45 0,52 1,58 0,24 1,46 2,17 4,44 140-160 39,47 56,45 31,93 24,52 0,49 0,52 2,75 0,24 1,42 2,10 4,05 230-250 39,02 57,29 30,23 27,06 0,44 0,32 2,68 0,22 1,39 2,19 3,84 360—380 34,71 60,37 31,35 29,02 0,46 0,33 3,93 0,21 1,16 1,88 3,02 490—510 40,11 56,98 33,22 23,76 0,35 0,31 1,95 0,22 1,41 2,05 4,52 620-640 41,71 55,46 33,47 21,99 0,36 0,31 1,94 0,22 1,48 2,10 5,03 760—780 42,72 54,30 34,03 20,27 0,18 0,31 2,22 0,20 1,54 2,13 5,63 Раз¬ 0—10 43,29 53,55 30,76 22,79 0,32 1,06 1,26 0,48 1,62 2,38 5,07 рез № 2 20-32 41,44 55,32 30,71 24,61 0,37 1,19 1,32 0,32 1,51 2,29 4,88 56-70 42,62 54,50 30,86 23,64 0,93 0,61 1,10 0,19 1,57 2,34 4,79 80—92 43,16 54,43 30,60 23,83 0,43 0,65 1,14 0,19 1,60 2,40 4,76 240—260 39,91 57,38 31,23 26,15 0,49 0,48 1,50 0,19 1,41 2,15 4,04 350—400 38,55 58,23 32,23 26,00 0,48 0,47 1,48 0,19 1,33 2,02 3,97 490—510 41,03 54,91 30,75 24,16 0,49 0,36 2,99 0,22 1,50 2,25 4,50 550—570 38,84 57,06 31,75 25,31 0,61 0,36 2,95 0,17 1,38 2,09 4,11 630—650 45,27 49,31 34,02 15,29 0,71 0,41 2,30 0,19 1,75 2,25 7,89 7iB0—760 40,96 54,45 29,45 25,00 0,56 0,44 3,41 0,17 1,52 2,35 4,35 810-830 43,04 52,52 29,92 22,60 0,49 0,36 3,40 0,19 1,65 2,45 5,10 920—950 44,67 50,05 29,88 20,17 0,48 0,48 4,14 0,17 1,76 2,52 5,87 1020—1050 45,68 47,80 29,55 18,25 0,47 0,55 5,33 0,16 1,88 2,62 6,65
Структура неясноглыбистая, сложение плотное, глинистое. Встречаются немногочисленные древесные корни. С глубины ПО см постепенно переходит в горизонт Вз, в котором неод¬ нородная полосчатая (зебровидная) окраска выражена более четко. Этот горизонт простирается до конца разреза (200 см). Следует отметить высокое содержание физической глины: в горизонте Ai—50%; с глубиной она возрастает до 80%. Содержание ила растет в том же направлении от 23 до 45%. Данные химического анализа показали (табл. 37) высокое содержание перегноя в горизонте Ai — около 7%. Во многих разрезах оно еще выше—10—12%. С глубиной содержание перегноя резко падает. Верхняя часть профиля несколько обеднена алюминием и обогащена железом. Содержание об¬ менных оснований (кальция и магния) очень небольшое. Очень велико содержание подвижного А1, что обусловлено свойствами красноцветной коры выветривания, высоким со¬ держанием в ней полуторных окислов. Активная реакция ки¬ слая. Подобную почву называют красноземом. Очень небольшую площадь занимают почвы на желтоцвет¬ ной коре выветривания. От описанных выше они отличаются главным образом окраской и меньшим содержанием железа (табл. 38). В низменных приморских равнинах распространены суб¬ тропические дерново-подзолистые почвы. По поймам рек под черноольховыми лесами развиты перегнойно-глеевые почвы, сходные с аналогичными почвами Русской равнины. Сопоставление элементарного состава листвы древесных пород причерноморских влажных субтропиков с лесами Рус¬ ской равнины не выявило особенно резких различий (см. табл. 39). Можно отметить в листве субтропических пород бо¬ лее низкое содержание кремния, кальция и калия. Более вы¬ сокое содержание алюминия может быть обусловлено раз- Таблица 38 Валовой состав желтозема светлого Ленкораиского р-на (по К. К. Акимцеву) Горизонт Глуби¬ на* см Гигроско¬ пическая вода Потеря при про¬ каливании Перегной ! При перечислении на минеральную массу о" <75 о: < q £ В а S й <л\с< о] О о|о; А 0-5 4,34 7,63 5,47 0,32 61,55 13,07 6,48 2,10 1,18 0,90 4,71 5,78 25,60 в, 15—25 4,60 4,27 1,15 0,08 59,61 20,07 7,47 1,49 1,46 1,00 4,09 5,06 21,56 Са 40—60 4,71 4,62 1,17 0,07 61,16 19,80 7,12 1,71 1,65 1,84 4,27 5,24 23,13 16 Зак. 228 241
Таблица 39 Сопоставление элементарного состава "листвы широколиственных древесных пород субтропиков и] Русской равнины* В % на высушенное при 100° вещество Листья Место сбора 00 < и* 3 ьо 2 * о* со Каштана Зап. Грузия 0,22 0,22 0,05 0,77 0,25 0,25 0,07 0,11 Граба Дуба » Воронежская 0,17 0,17 0,09 0,71 0,22 0,26 0,07 0,15 область 0,68 0,08 0,08 1,92 0,29 0,46 0,32 0,16 * Данные анализа листьев субтропических лесов взяты из работы <А. И. Троицкого* а Русской равнины—из работ кафедры почвоведения Московского университета. личиями в методике его определения. Таким образом, отли¬ чительные особенности субтропических почв, по-видимому, обусловлены не качественными различиями в биологическом круговороте элементов, а особенностями материнской горной породы — красноцветной коры выветривания. Субтропики — основной район возделывания в СССР чая, ряда цитрусовых (лимоны, мандарины, апельсины) и других ценных субтропических культур. Из технических культур осо¬ бое значение имеет культура рами, волокно которого идет на изготовление тканей высокого качества. Почвы на красноцветной коре выветривания бедны усвоя¬ емыми соединениями фосфора, который образует с полуторны¬ ми окислами труднорастворимые соединения. Многие культу¬ ры, в том числе чай, положительно реагируют на внесение азотных удобрений. Для ряда растений не хватает калия, не¬ которые (кукуруза) испытывают угнетение от слишком кислой реакции. ПОЧВЫ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ЗОН На земном шаре горные почвы занимают 24 млн. кв. км, или 17% от поверхности суши, в СССР —30% от площади страны. На склонах высоких горных цепей и обширных пло¬ скогорий с наибольшей отчетливостью выступает зависимость почвообразования от высоты местности над уровнем моря, или вертикальная зональность. По ряду признаков горные почвы существенно отличаются от равнинных. Условия почвообразования. С повышением высоты мест¬ ности над уровнем моря увеличивается интенсивность солнеч- 242
ной радиации и теплового лучеиспускания, что обусловлено большей прозрачностью верхних слоев атмосферы. Приход тепла возрастает в меньшей степени, чем его расход на излу¬ чение. Например, при поднятии с 300 м на высоту 3100 м ин¬ тенсивность солнечной радиации увеличивается на 20%, а по¬ теря тепла возрастает на 40%. В результате по мере поднятия по горному склону климат становится холоднее, резче суточ¬ ные колебания температуры, длиннее холодный, короче теп¬ лый периоды. В среднем температура понижается на 0,4—0,6й на каждые 100 м подъема. С высотой возрастает количество осадков и относительная влажность воздуха; увеличиваются снежные осадки. С повышением местности развитие растительности и почво¬ образовательного процесса происходит, как правило, в усло¬ виях возрастающего увлажнения и сокращения продолжи¬ тельности вегетационного периода. На склонах гор весьма отчетливо выступает чередование поясов растительности и почв, создаваемое в результате воздействия растительности на материнские горные породы. Горнообразовательные процессы приводят к подъему бо¬ лее древних горных город, которые под воздействием эрозии со временем освобождаются от покрова позднейших отложе¬ ний и выходят на дневную поверхность. Почвообразование в этих условиях идет большей частью на элювии и делювии ко¬ ренных осадочных пород мезозойского и палеозойского возра¬ ста, а также на еще более древних массивнокристаллических породах. Осадочные породы часто бывают разорваны выхо¬ дами изверженных пород. Рыхлые наносы четвертичного воз¬ раста распространены главным образом в нижней зоне. Начальные стадии почвообразования. Почвы, формируе¬ мые на массивнокристаллических, метаморфических и других плотных породах, отличаются высоким содержанием обломоч¬ ного материала, или скелетностью. По мере развития почво¬ образовательного процесса содержание обломочного мате¬ риала постепенно уменьшается. В первую очередь уменьшает¬ ся его содержание в самом верхнем слое, а затем постепенно распространяется вглубь. К. П. Богатырев различает следующие начальные стадии почвообразования на плотных материнских горных породах. Первая стадия — появление на поверхности горной породы очень тонкого слоя органического вещества и мелкозема, ко¬ торые накапливаются также по трещинам между обломками породы. На второй стадии (рис. 48) образуется фрагментный (со¬ 16* 243
держащий обломочный материал) перегнойно-аккумулятив¬ ный горизонт Af мощностью от 5 до 15 см и больше. Вначале (1-я ступень) весь горизонт наполнен обломками материн¬ ской породы; отдельные крупные камни выходят на поверх¬ ность. Содержание перегноя поднимается до 3—13%. Струк¬ тура непрочнозернистая, сложение рыхлое. Под ним образует¬ ся бесперегнойный небольшой мощности мелкоземистоске- летный горизонт Bf. Дальнейшее разрушение обломков горной породы приводит к освобождению от нее сначала верхней ча¬ сти горизонта Af (2-я ступень), а затем и нижней (3-я сту¬ пень). Горизонт Bf приобретает большую мощность. Рис. 48. Схема строения и развития фрагментных почв (из работ К. П. Богатырева) Третья стадия заключается в освобождении горизонта Bf от оставшихся обломков породы. Мощность мелкоземистого слоя достигает 30—50 см. Строение его зависит от типа ра¬ стительности и свойств материнской горной породы. Образуемый под воздействием лишайников на массивно¬ кристаллическую породу мелкозем отличается от этой породы более высоким содержанием железа, фосфора, кальция, маг¬ ния и меньшим кремнезема (табл. 40). Таким образом, уже на первой стадии создаваемый пио¬ нерами растительного мира мелкозем существенно отличает¬ ся от исходной горной породы, что представляет следствие биологического круговорота, обусловленного лишайниками и приводящего к накоплению биологически важных элементов. 244
Таблица 40 Химический состав мелкозема, образуемого на первых стадиях почвообразования (из работ Б. Б. Полынова) В 100 весовых единицах минеральное части содержится Объекты исследования о <75 о: < о: £ 1 S 1 q ы Лишайник Мелкозем из-под лишай¬ 15,7 2,5 5,5 9,3 22,1 4,8 нет данных ника ... 40,0 12,9 13,2 2,3 6,1 6,0 » Мелкозем из-под мха . . 67,4 16,2 6,0 0,3 3,0 1.6 1,4 Гранито-гнейс 79,9 14,7 3,6 0.1 1,6 0,4 8,4 Вертикальная зо! (альи юсть. , Поч 1ВООб разо] зание в условиях горного рельефа целесообразно рассмотреть на примере Кав¬ каза, почвы которого лучше изучены. В условиях горного ландшафта большое значение имеет экспозиция склонов. На Кавказе склоны, обращенные к югу, теплее и суше, обра¬ щенные к северу — холоднее и влажнее; западные получают больше осадков, чем восточные. С. А. Захаров описывает следующее чередование расти¬ тельных и почвенных зон на Кавказе (рис. 49). На западе при¬ морская низменность (0—10 м) занята заболоченными черно¬ ольховыми лесами на перегнойно-глеевых и торфянисто-пере- гнойно-глеевых почвах. Далее идет полоса предгорий (10— 500 м) — зона низовых лесов колхидского типа, под пологом которых развиты субтропические почвы на.красноцветной коре выветривания. На высоте около 500 м их сменяют буковые ле¬ са на бурых горно-лесных почвах. С высоты 1200 м идет по¬ лоса пихтовых лесов на горно-подзолистых почвах. На высоте 1600 м появляются леса паркового типа, а затем — субаль¬ пийские и еще выше — альпийские луга на горно-луговых поч¬ вах. Выше 2000 м расположен скалистый пояс. Здесь сплош¬ ного растительного покрова нет; имеются только отдельные островки под лишайниковой и мохово-кустарничковой расти¬ тельностью на примитивных щебенчатых почвах. С высоты 2800 м простирается зона вечных снегов и льдов, которая на восточном склоне доходит до высоты 3200 м. На восточном склоне на высоте 2700 м скалистый пояс сме¬ няется альпийскими, а с 1800 м — субальпийскими лугами, которые на высоте около 900 м переходят в полосу смешан¬ ных лесов с преобладанием бука, а еще ниже — дуба. Пример¬ но с высоты 800 м начинается степная растительность на чер- 245
ноземных почвах, с 400 м — сухостепная на каштановых поч¬ вах и еще ниже — полупустынная на бурых пустынно-степных почвах. Ниже 30 м простирается Куро-Араксинская низмен¬ ность с эфемерово-полынной растительностью на сероземах. 3600* ЗШ 3200 3000 2800 2600 2 k 00 2200 2000 1800 1600 1Ш 1200 1000 800 600 т 200 о Рис. 49. Схема вертикальных почвенных и растительных зон Кавказа (составлена по работам С. А. Захарова): Западный склон: 1 — дубовые и каштановые леса с лианами на крас¬ ноземных почвах различных степеней оподзоливания; 2 — буковые леса на бурых горно-лесных почвах; 3 — пихтовые леса на горно-подзо- лисгых почвах; 4 — парковые леса на горно-луговых почвах; 5 — аль¬ пийские и субальпийские луга на горно-луговых почвах; 6 — обнажен* ные скалы с островками примитивных почв под лишайниковой и мо¬ хово-кустарниковой растительностью, 7 — вечные снега и льды. Восточный склон: / — полупустынная растительность на каштановых почвах; 2 — степная растительность на черноземных почвах; 3 — дубо¬ вые и буковые леса на темноцветных горно-лесных почвах; 4 — субаль¬ пийские высокотравные луга на горно-луговых почвах; 5 — альпийские низкотравные луга на горно-луговых почвах; 6 — обнаженные скалы с островами примитивных почв под лишайниковой и мохово-кустарни¬ ковой растительностью; 7 — вечные снега и льды Почвы скалистой зоны. В скалистой зоне на крутых стен¬ ках скал можно наблюдать лишь начальные стадии почвооб¬ разования под воздействием на породу лишайников. Вследст¬ вие крутизны склонов образуемый мелкозем легко осыпается к подножию склона или задерживается в трещинах, где по¬ селяются некоторые представители высшей растительности, 246
в том числе одни из первых мхи. Это приводит к образованию небольших контуров маломощных торфянистых и дерновых почв. Некоторые исследователи склонны рассматривать почвы скалистого пояса как горно-тундровые. Другие возражают, указывая на отсутствие такого характерного для тундровых почв признака, как вечная мерзлота. Согласно последнему мнению, это островки маломощных горно-луговых почв, про¬ никшие в скалистую зону. Горно-луговые почвы. Ниже скалистой зоны крутизна скло¬ нов уменьшается, и они одеваются сплошным ковром низко¬ травных альпийских лугов. Мелкоосоковая и злаково-разно¬ травная растительность этих лугов имеет неглубокую корне¬ вую систему, образующую плотную дернину. Примером стро¬ ения рассматриваемых почв может служить разрез, описан¬ ный О. Н. Михайловской на альпийском злаковом лугу. На поверхности темно-серая, мелкозернистая дернина, гу¬ сто пронизанная корнями травянистой растительности. С глу¬ бины 2 см она переходит в более светлый серый перегнойно¬ аккумулятивный горизонт Ai мелкозернистой структуры, плот¬ ного сложения, сильно щебенчатый, суглинистый, пронизан¬ ный многочисленными корнями. Оканчивается он на глубине 10 см. Далее идет переходный горизонт Bi—светло-серый с коричневатым оттенком, зернисто-комковатой структуры, суглинистый, с большим количеством щебня, довольно рых¬ лого сложения. Он постепенно переходит на глубине около 23 см в горизонт Вг, имеющий желтовато-коричневую, темне¬ ющую с глубиной окраску, суглинистый механический состав. С глубиной сильно возрастает количество обломочного мате¬ риала. На глубине 70 см почва переходит в скальную поро¬ ду — кристаллический сланец. Анализы показывают (табл. 41) высокое, постепенное убы¬ вающее с глубиной содержание перегноя. Валовой анализ об¬ наруживает одинаковое распределение полуторных окислов по всему профилю почвы, более высокое, чем в исходной гор¬ ной породе. Следует отметить близость этих почв по содержа¬ нию полуторных окислов с мелкоземом первых стадий почво¬ образования (см. табл. 40). Сравнительно высокая емкость поглощения катионов в дернине (Ао) сменяется резким ее падением при переходе к глубжележащим горизонтам. Одновременно падает степень насыщенности основаниями. В иллювиальном горизонте об¬ менный магний преобладает над кальцием. Активная реакция во всем профиле кислая. 247
Несмотря на низкую степень насыщенности основаниями, значительную активную кислотность, большое количество вы¬ падающих атмосферных осадков (1300—1500 мм), вызываю¬ щих достаточно сильное промывание, почва лишена каких-ли¬ бо признаков оподзоливания. Это характерно для всех горно¬ луговых почв, что лишний раз подтверждает ведущую роль в почвообразовании растительности. Таблица 41 Данные анализа горно-луговой суглинистой почвы (из работ О. Н. Михайловской) Горизонт Глубина взя¬ тия образцов в см Перегной в % Валовое содержа¬ ние на прокален¬ ную почву в % Обменные катионы в мэкв на 100 г почвы Степень насы¬ щенности ос¬ нованиями в % pH водной суспензии 6 35 4 < 1 % К S. +* сумма А, 0—2 11,0 68,3 15,1 7.4 10,9 5,5 4,4 20,8 73 5,7 А! 2—7 7.8 65,6 14,5 8,2 3,3 2,2 6,2 11.7 48 5,2 в* 12—17 4,5 74,0 15,3 7.7 0,6 1,8 5,4 7.8 33 5,4 в, 40—45 2,1 73,9 15,2 7,5 0,5 3,5 4,9 8,9 36 5,3 Порода 80,0 12,2 3,3 Ниже по склону низкотравные альпийские луга сменяют высокотравье субальпийского пояса, в котором высота траво¬ стоя достигает 1—2 м, а отдельные зонтичные поднимаются до 3 м. Субальпийские луга образуют плотную мощную дер¬ нину и сильно разветвленную корневую систему. Профиль горно-луговых субальпийских почв состоит из дернины! мощ¬ ностью 5—10 см, хорошо развитого перегнойно-аккумулятив¬ ного горизонта Ai мощностью 30—40 см, более темного, чем у почв альпийских лугов, часто почти черного с очень хо¬ рошо оформленной зернистой структурой. Этот горизонт по¬ степенно переходит в материнскую горную породу. Субальпийские луга граничат с полосой парковых лесов, состоящих из пушистой березы и горного клена. Особенность этих лесов — искривленные (саблевидные) стволы и сильная разреженность древостоя. Между отдельными деревьями и группами деревьев имеются значительные промежутки; часто встречаются поляны. Это делает возможным развитие подлес¬ ка из азалии, рододендрона, лавровишни, падуба, карликово¬ го кавказского бука и покрова из травянистой растительно¬ сти. Почвы горно-луговые. Богатый травяной покров при 248
сильно разреженной древесной растительности определяет преобладание дернового процесса. Горно-подзолистые почвы. Парковые леса постепенно пе¬ реходят в зону высокоствольных хвойных лесов, пихтарников, реже ельников, с развитым моховым покровом на горно-под¬ золистых почвах. Для их характеристики приведем описание разреза, заложенного в пихтовом лесу. Под тонким слоем лесной подстилки (около 1 см), состоя¬ щей из опавшей хвои, веток и шишек с разрозненными курти¬ нами зеленых мхов, идет небольшой мощности (1—6 см) пе¬ регнойно-аккумулятивный горизонт Аь сменяемый неодно¬ родно-окрашенным палево-белесоватым с отдельными беле¬ сыми пятнами подзолистым суглинистым горизонтом (Аг). На глубине 15—20 см он переходит в светло-бурый, местами с более ярким красноватым оттенком иллювиальный горизонт В, по механическому составу более глинистый, сильнощеб- неватый. С глубины 45—50 см щебенка глинистого сланца. Бурые горно-лесные почвы. Еще ниже расположена зона высокоствольных широколиственных лесов. Они состоят из бука, дуба, лавра, каштана. В подлеске—азалия, лавровиш¬ ня, падуб, ежевика. Буковые леса часто с мертвым покровом, состоящим из опавших листьев, реже — с овсяницей горной (Festuca montana), нордманией (Nordmannia orientalis). Ду¬ бовые леса отличаются более развитым травяным покровом, для которого характерны вика лесная (Vida siloatica), пере¬ леска многолетняя (Mercurialis perennis), воробейник (Litho- spermum purpurieo—coeruleum). В грабово-дубовых лесах раз¬ вита сныть ( Aegopodium podagraria), белладонна (Atropa caucasica). Профиль бурых горно-лесных почв состоит из равномерно- прокрашенного перегноем горизонта А], имеющего однород¬ ную бурую окраску с сероватым оттенком и зернистую струк¬ туру мощностью около 20 см. Далее идет переходный гори¬ зонт ABi, окраска которого неоднородная; на буром фоне се¬ роватые потеки перегноя. Он оканчивается на глубине около 40 см. Его сменяет иллювиальный (горизонт светло-бурой или желтовато-бурой окраски и ореховато-комковатой структуры. Окраска этого горизонта в значительной мере зависит от ха¬ рактера материнской горной породы, в которую он постепен¬ но переходит. Анализ (табл. 41) обнаруживает заметное обеднение верх¬ ней части профиля бурых горно-лесных почв частицами ила и полуторными окислами, что указывает на некоторую оподзо- ленность профиля описываемых почв, хотя морфологическое 249
строение профиля не обнаруживает уловимых признаков опод- золивания, а высокая степень насыщенности основаниями и слабокислая активная реакция (pH около 6) делают малове¬ роятным современное развитие подзолообразовательного про¬ цесса. Удовлетворительного объяснения такому широко рас¬ пространенному строению профилей бурых горно-лесных почв пока не найдено. Возможно, это остаточное оподзоливание. Горные перегнойно-карбонатные почвы. В условиях горно¬ го ландшафта имеются многочисленные выходы на поверх¬ ность коренных карбонатных пород, на которых под воздейст¬ вием растительности формируются горные перегнойно-карбо¬ натные почвы как вскипающие с поверхности, так и со сво¬ бодной от карбонатов верхней частью профиля. Горные черноземы и горные каштановые почвы. Назван¬ ные горные почвы отличаются от почв тех же генетических ти¬ пов равнин меньшей мощностью профиля и высокой скелетно- стью, которая возрастает по мере перехода к материнским по¬ родам. Почвы других горных областей. От изложенной общей за¬ кономерности в природе имеются неизбежные отклонения, обусловленные местными причинами. Даже в пределах Кав¬ казского горного хребта описано для отдельных вершин вы¬ падение зон, нарушение чередования и смещение зон. Почвен¬ ный покров других горных цепей имеет свои особенности. Табелица 42 Данные анализа бурой горно-лесной суглинистой почвы Горизонты Глубина взятия об¬ разца в см Перегной в % Валовое содер¬ жание на про¬ каленную поч¬ ву в % Обменные катионы в мэкв н 1 10J г по’ч ы Степень насыщенности основаниями » % PH суспензии Содержание частиц меньше 0.001 мм о" (Л <$. < о” & + Ч К X н+ гидр. сумма Q, £ 0 * At 0—10 3,5 80.0 12.4 3,8 11,0 5,9 3,6 20,6 82 6,0 5,3 15,3 АВХ 30—35 1 Г' yj,3 12,0 3,6 5,1 4.2 3,4 12,8 73 5,8 5,5 18,8 Вг 70—80 — 76,7 14,5 4,7 7,7 5,0 3,8 16,6 77 5,9 5,8 21,8 В* 95—1и5 69,4 15,5 7,0 8,3 5.4 1,8 15,5 90 6,6 6,1 42,8 В горах Средней Азии очень высоко поднимается зона темных сероземов и каштановых почв (особенно в южной ча¬ сти). Выпадает или слабо выражена лесная зона; во многих 250
местах она представлена ореховыми лесами. Своеобразны горно-пустынные почвы Памира. Более подробное описание горных почв выходит за рамки данной книги. Хозяйственное значение. Альпийские и субальпийские гор¬ ные луга — ценнейшая кормовая база для животноводства Большое хозяйственное значение имеют ореховые, каштано¬ вые, фисташковые и плодовые леса горных склонов. Богатый источник древесины представляют горные леса, в составе ко¬ торых имеется ряд ценных пород. Необходимо подчеркнуть исключительно большое водорегулирующее и почвозащитное значение горных лесов. Неправильная эксплуатация этих ле¬ сов ведет к гибельным последствиям: смыву почвы, исключи¬ тельным трудностям лесовозобновления, опустошительным на¬ воднениям в предгорных областях.
Нам нужна такая система земледелия, которая дает больше хлеба и других продуктов Н С Хрущгь Чаоть вторая ЗЕМЛЕДЕЛИЕ
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ и СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ АГРОНОМИЧЕСКОЙ НАУКИ Агрономия в буквальном смысле — наука о законах полеводства, законах земледелия. Говоря по-другому, под агрономией обычно понимают научные основы сельскохозяй¬ ственного производства. Агрономичеокая наука имеет свою глубоко идущую исто¬ рию. Она развивалась и развивается на основе практи¬ ки сельского хозяйства, теории естественных и обществен¬ ных наук. История развития агрономической науки свя¬ зана с историей развития общественно-экономических фор¬ маций. В развитии агрономии установлено шесть периодов. Их в основном мы и придерживаемся. Первый период — период ее древней истории. Большой исторический интерес представляют толкования древнегре¬ ческих философов (которые одновременно были и естество¬ испытателями) о почве и плодородии. Так, Диоген Аполлонийокий исходя из мысли о существо¬ вании единого общего первоначала в явлениях природы, из факта усвоения растениями веществ почвенных, а животны¬ ми— растительных признавал за такое первоначало воздух. Воздух, наполняющий все тела, наполняющий зародыши животных, представляющий душу, источник всякой жизни, движения, мысли, есть «великое, могущественное, вечное, бессмертное и многосведущее» первоначало. Все вещи суть лишь простые превращения его. Внутренность земли прони¬ зана ходами, по которым циркулирует воздух. При закупор¬ ке этих ходов происходят землетрясения. 255
Растения, животные и человек произошли из земного ила при содействии солнечной теплоты. В IV или V в. до н. э. вышел в свет неизвестного автора трактат, заложивший, как указывает А. А. Я'рилов, фунда¬ мент диалектической трактовки вопросов почвоведения. Зем¬ ля в нем рассматривается как благословляющая, рождаю¬ щая, плодоносящая. Новая жизнь, по наблюдениям земле¬ дельца, всегда появлялась из земли, в которую он вносил семена. Представление античных греков о почве вытекает из следующего положения (Аристотель, Теофраст): на землю надо смотреть «как на первоженщину и мать». В этот период агрономия обогатилась значительным опы¬ том по обработке полей и воспитанию домашних животных. Известно, что в Римской империи были разработаны приемы обработки черного пара, и Юлий Цезарь предписывал при¬ менять их в покоренной Британии. Писатели древнего мира отмечали важную роль воды в выращивании урожая и пыта¬ лись выразить закономерность зависимости последнего от количества влаги, поступившей к растениям. Римский писатель Катон во II в. до н. э. дает наставле¬ ния, как устраивать печи для обжигания извести в целях земледелия, как вести хозяйство и т. д. Плиний Старший указывает на употребление извести у римлян для удобрений виноградников, масличных и вишне¬ вых плантаций, в целях ускорения созревания плодов. Второй период охватывает ряд веков эпохи феодализма до начала XIX в. Это — период застоя в развитии агрономии. Такого же рода оценку этого периода дает крупный историограф А. А. Ярилов. Если мы сравним то, что дал нам «первый почвовед» V или IV в. до н. э., с тем, что находим у первого немецкого агронома XVI в. (1530 г.), работа которого пере¬ издавалась на протяжении 40 лет, как указывает А. А. Яри¬ лов, то нас поразят необычайная бедность материала и скудность мысли этого автора, хотя работа появилась спустя 20бо лет. Теоретические (фитофизиологические и почвенные) построения его всецело заимствованы у греческих и римских учителей — Теофраста, Плиния, Катона и др. Новое в естественных науках появлялось весьма редко. Так, Леонардо да Винчи (1452—1519) в области ботаники своими исследованиями внес новое в учение о листо¬ расположении, явлениях гелио- и геотропизма, корневого давления. 266
Ван Гельмонт Ян Батист (1577—1644), голландский ес¬ тествоиспытатель — химик, физиолог, медик, дал основу для так называемой водной теории питания растений, долго признававшейся в ботанике. Но его опыт был оши¬ бочен. Ингенгуз Ян (1730—1799) — голландский врач и есте¬ ствоиспытатель, известный своими работами в области фи¬ зиологии растений, в 1779 г. установил, что «испорченный» воздух очищают только зеленые растения и на свету. Разъяс¬ нение этого явления как процесса питания растения дано женевским ботаником Ж. Сенебье (в 1782—1800 гг.). Однако мысль о воздушном питании растений задолго до Сенебье и Ингенгуза (в 1753 г.) была высказана М. В. Ломоносовым. Агротехника в этот период находилась на низком уровне. Земледелие Западной Европы осваивало достижения агро¬ номии Древнего Рима и Греции. Тем не менее в XVIII в. появился ряд крупных открытий и работ по естественным наукам, которые способствовали развитию агрономической науки, в частности решению вопросов питания растений. В XVIII веке были заложены основы, или зародыши, науч¬ ных основ будущего резкого подъема и развития агрономии. Из ученых этого периода можно назвать М. В. Ломоносова (1711—1765), Д. Пристли (1733—1804), А. Лавуазье (1743— 1794), Я. Ингенгуза (1730—1799). В России основателем научного земледелия был Михаил Васильевич Ломоносов. По его инициативе при Российской академии наук в 1765 г. организован «класс земледельче- ства». Он перевел на русский язык труд «Лифляндская эко¬ номия», предложил учредить «Государственную коллегию (сельского) земского домостроительства», которая заботилась бы о развитии сельского хозяйства, лесах, дорогах, каналах, деревенских ремеслах. М. В. Ломоносов считал недопустимым механически пе¬ реносить опыт сельского хозяйства зарубежных стран в усло¬ вия нашей страны. Он предлагал изучить сельское хозяйство опытным путем. В год смерти М. В. Ломоносова (1765 г.) в Петербурге было основано «Вольное экономическое обще¬ ство», оказавшее большую помощь в развитии теории и практики агрономии в России. Оно ставило своей целью: «Все полезные и новые в земледелии и экономии, иностран¬ ными народами поныне изобретенные и опытами уже изве¬ данные материи, прилежно собирать и сообщать любезным своим согражданам» (А. А. Ярилов). М. В. Ломоносову обязано начало развития агрономии 17 Зак. 228 257
не только в стенах Российской академии, но и в организован¬ ном по его инициативе первом русском университете (Московском). Матвей Иванович Афонин в 1770 г. в Московском универ¬ ситете организовал кафедру агрономии. Он был первым профессором, приступившим к чтению в Московском уни¬ верситете курса «Сельскохозяйственное домоводство» (1770—1777 гг.). Сельскохозяйственная наука вошла в Мо¬ сковский университет на пятнадцатом году его существо¬ вания. М. И. Афонин, профессор натуральной истории, питомец Московского университета — автор ряда научных трудов по сельскому хозяйству, в том числе и «Слова о пользе, знании, и собирании и расположении Чернозему, особливо в хлебо¬ пашестве» (1771 г.). Наряду с М. И. Афониным основы русской агрономиче¬ ской науки закладывал Андрей Тимофеевич Болотов (1738—1833). А. Т. Болотов — крупный представитель уче- ных-самородков того времени. Образование он получил только домашнее. Будучи сыном небогатого помещика Туль¬ ской губернии, А. Т. Болотов служил в армии и участвовал в Семилетней войне в Восточной Пруссии. В 1762 г. (24 лет) он вышел в отставку и посвятил всю свою жизнь постановке опытов в сельском хозяйстве, изучению философии, истории и естествознанию. А. Т. Болотов напечатал много трудов в им же издававшихся журналах «Сельский житель», «Эконо¬ мический магазин», а также в «Трудах Вольного экономиче¬ ского общества». Любопытно высказывание А. Т. Болотова о роли агроно¬ мической мысли: «...мы находимся ныне в таком состоянии,— писал он в 1786 г., — что во многих вещах не только не уступаем ни мало народам иностранным, но с некоторыми в иных вещах можем и спорить о преимуществе»*. Ценные научные работы в этот период принадлежат чле¬ ну «Вольного экономического общества» русскому агроному, изучавшему в 1776—1784 гг. земледелие в Англии, с 1785 г.— помощнику директора домоводства Московской казенной палаты И. М. Комову (1750—1792). Он написал замечатель¬ ный труд «О земледелии» (1788 г.), в котором указал на необходимость связи земледелия с естественными науками. В этом же труде, задолго до работ немецкого ученого 11 А. Т. Болотов. Некоторые замеча«ия о садах России. Журя. «Эко- ТгомическнГ' магазин», 1786, ч. 26, стр. 61. 258
А. Тэера (1809 г.), И. М. Комов дал основы «гумусовой», или перегнойной, теории питания растений. Третий период развития агрономии охватывает в основ ном первую половину XIX в. В этот период от агрономии обособились и развились как самостоятельные науки химия, физиология растений и физиология животных. Господствовавшая на протяжении многих лет гумусовая теория А. Тэера впервые была подвергнута научной критике французским ученым Ж. Б. Буссевго (1838 г.). Вместо гуму¬ совой (углеродной) теории Ж. Б. Буссенго выдвинул азот¬ ную теорию удобрений. Первая половина XIX в. в России может быть отмечена работами Михаила Григорьевича Павлова (1792—1840) — заведующего кафедрой агрономии и профессора физики, минералогии и сельского хозяйства в Московском универ¬ ситете (1820—1840 гг.). М. Г. Павлова современники по праву называли «основа¬ телем теории земледелия в России». Он изучал состояние агрономической науки в западных государствах во время заграничной командировки (1818—1820 гг.), куда был послан «для усовершенствования в естественной истории и сельском домоводстве». В Германии М. Г. Павлов работал под руко¬ водством А. Тэера, взгляды которого он разделял. В 1839 г. М. Г. Павлову было предложено подготовить из числа студентов Московского университета 14 агрономов — преподавателей сельского хозяйства. В 1837 г. был издан его труд в 2 томах: «Курс сельского хозяйства». Практика, — по Павлову, — есть теория в действии, а теория есть практика в воз¬ можности. Большое впечатление на общество произвели новые от¬ крытия и труды немецкого ученого Ю. Либиха (1803—1873). В своей книге «Химия в приложении к земледелию и физио¬ логии» (1840 г.) он изложил теорию минерального питания растений и окончательно опроверг теорию гумусового пита¬ ния. С этого времени началась наука «агрохимия». К. Маркс, несмотря на ошибки Ю. Либиха методологиче¬ ского характера (метафизический взгляд на плодородие почв и другие), высоко ценил его заслуги. Он писал: «Выяснение отрицательной стороны современного земледелия, с точки зрения естествознания, представляет собой одну из бессмерт¬ ных заслуг Либиха»'. 11 К. М а р к с. Капитал, т. 1, 1950, стр. 510. 17* 259
В этот период наибольшее внимание ученые начали уде¬ лять вопросу восстановления плодородия почвы. Четвертый период развития агрономии (вторая полови¬ на XIX <в.) соответствует периоду дальнейшего развития ка¬ питализма. В это время накапливается новый фактический материал, который рассматривается под новым углом зрения открытий Г. Лайеля (1797—1875), Ч. Дарвина (1809—1882), Л. Пастера (1822—1895), В. В. Докучаева (1846—1903). Ч. Дарвин положил начало научной биологии, Г. Лайель— научной геологии, Л. Пастер — микробиологии, В. В. Доку¬ чаев — научного генетического почвоведения. Пятый период охватывает конец XIX — начало XX в. Это период перестройки всей науки агрономии, период широ¬ ких обобщений, когда была создана цельная научная систе¬ ма, охватывающая сразу все сельскохозяйственное произ¬ водство. «Под влиянием обновленной геологии В. В. Докучаев и Н. М. Сибирцев создали новую национальную русскую науку почвоведение и под натиском анализа П. А. Костычева разрешается основная проблема агрономии — восстановле¬ ние плодородия почвы»'. Ко второй половине XIX в. следует отнести крупные 'ра¬ боты по сельскому хозяйству русских ученых Д. И. Менде¬ леева (1834—1907), А. В. Советова (1826—1901), А. Н. Эн- гельгарда (1832—1893), К. А. Тимирязева (1843—1920), П. А. Костычева (1845—1895), И. А. Стебута (1833—1923) и др. Для развития агрономии решающее значение имеет марксистско-ленинское учение о природе и обществе. Диалектико-материалистическое миропонима¬ ние позволило подвести под агрономическую науку новый базис, благодаря которому наука приобрела неограниченную возможность быстрого расцвета. Примером этого может слу¬ жить марксистско-ленинское толкование вопроса о плодоро¬ дии почвы. Марксизм учит: если земля правильно возделы¬ вается, то она все больше улучшается. Буржуазные ученые, наоборот, стремясь оправдать капи¬ талистическую систему, пытаясь объяснить причину голода и нищеты народных масс и прочие бедствия, выдумали так называемый закон убывающего плодородия почвы. Согласно этому «закону», «каждое добавочное вложение труда и капи- 11 В. Р. ВильяМс. Собр. соч., т. 10. Сельхозгиз, М., 1948, стр. 9. 260
тала в землю сопровождается не соответственным, а умень¬ шающимся количеством добываемого продукта» Закон убывающего плодородия почвы превнесен буржу¬ азными учеными из антинаучной и реакционной теории Мальтуса «О законе народонаселения», согласно которой средства существования увеличиваются в арифметической прогрессии, а народонаселение в геометрической. Разрыв между этими величинами Мальтус объявил естественным и вечным законом. К. Маркс и В. И. Ленин разоблачили эти надуманные «законы», дав им уничтожающую критику. В своей работе «Теория прибавочной стоимости» К. Маркс указывает: «Выводы Мальтуса по научным вопросам сфабрикованы «с оглядкой» на господствующие классы вообще и на реак¬ ционные элементы этих господствующих классов в особен¬ ности: а это значит: Мальтус фальсифицирует науку в угоду интересам этих классов» * 2 Маркс доказал, что «перенаселе¬ ние» не является вечным и неизменным законом природы. Это исторический закон капиталистического способа произ¬ водства. В. И. Ленин, выступая против мальтузианцев России — Струве, Тугав-Барановского, Булгакова, говорит: «Перена¬ селение в земледельческой России объясняется господством капитала, а не отсутствием соответствия между размноже¬ нием и средствами существования населения» 3. Уничтожающую критику «закона» убывающего плодоро¬ дия почвы В. И. Ленин дал в своем произведении «Аграр¬ ный вопрос и критики Маркса» (1901), а также в статье «Кадетский профессор» (1912), где сказано: «Известный закон падающей производительности» есть старый буржуаз¬ ный хлам, служащий для оправдания капитализма в руках невежд и наемных ученых буржуазии. Маркс давно опроверг этот «закон», сваливающий вину на природу (дескать <падает производительность труда,— ничего тут не поделаешь!), тогда как на деле вина лежит в капиталистическом общест¬ венном устройстве. «Закон падающей производительности сельскохозяйствен¬ ного труда» есть буржуазная ложь. Закон роста ренты, то ' В. И. Л е н и н. Ооч., т. 5, стр. 92. 2 К. Маркс. Теория прибавочной стоимости, ч. 2. М., 1957, стр. 113. 3 В. И. Ленин. Соч., т. 1, стр. 458. Госполитиздат, 261
есть дохода собственников земли, при капитализме есть правда»1. Мальтузианство и «закон убывающего плодородия» про¬ пагандируются и в настоящее время неомальтузианцами — прислужниками империализма. Острая борьба между марксистско-ленинской прогрессив¬ ной идеологией и 'буржуазной реакционной идет в настоящее время в различных формах и по разным путям. Неомальту¬ зианцы требуют сокращения населения в несколько раз, проповедуя войну между народами как естественную законо¬ мерность. Из ученых-агрономов, давших критику «закона» убываю¬ щего плодородия почвы и мальтузианства, в советский период следует отметить В. Р. Вильямса, Т. Д. Лысенко, А. Н. Соколовского, Т. С. Мальцева и др. Советские ученые показали на опытах и это подтвердила практика сельскохозяйственного производства, что всякие последующие затраты труда и средств в растениеводстве в условиях технического и агрономического прогресса колхо¬ зов и совхозов дают непрерывно повышающиеся урожаи и все возрастающий экономический эффект. Шестой период — период развития агрономической науки после Великой Октябрьской революции в России и демокра¬ тических преобразований в странах социалистического лагеря. Великая Октябрьская социалистическая революция пол¬ ностью разрешила аграрный вопрос. Вся земля в СССР стала государственной собственностью, всенародным достоя¬ нием. Частная собственность на землю навсегда уничтожена. Земля закреплена за колхозами в бесплатное и бессрочное пользование. Советский Союз не только индустриально мощ¬ ная держава, но и страна самого крупного в мире социали¬ стического земледелия. В СССР широко развита сеть высших и средних специ¬ альных учебных заведений, готовящих специалистов сельско¬ хозяйственного производства. К началу 1962 г. в нашей стране насчитывалось сельскохозяйственных институтов 69, сельскохозяйственных академий 5 и 40 университетов (в них на биолого-почвенных или биологических факультетах учат¬ ся будущие специалисты: агропочвоведы, агрохимики, фито¬ патологи, энтомологи, селекционеры и др.). В Советском Союзе небывало широко развита сеть 1 В. И. Ленин. Соч., т. 18, стр. 338—339. 262
агрономических, научно-исследовательских и опытных уч¬ реждений разного типа, возглавляемых Академией наук СССР и Всесоюзной академией сельскохозяйственных наук им. В. И. Ленина, академиями союзных республик и управ¬ лениями науки министерств сельского хозяйства. Опытных и научных учреждений, а также и сортоучастков во всех при¬ родных зонах страны насчитывается огромное количество1. Советская агрономическая наука основана и вооружена диалектико-материалистической теорией. Она исходит из уче¬ ния о возможности опознания законов природы и преобразова¬ ния ее в желаемом для человека направлении; теории неог¬ раниченной возможности повышения плодородия почвы и урожаев; законов равнозначимости фактов роста и развития растений; наследственности живых организмов и ее измен¬ чивости в зависимости от окружающих условий; теории единства растительного организма и необходимых ему окру¬ жающих условий. Отличительная черта агрономической науки в советский период — тесная связь ее с практикой, широкое внедрение научных достижений и передового опыта в сельскохозяйст¬ венное производство. Агрономическое обслуживание социа¬ листических хозяйств в Советском Союзе осуществляется через широко развитую государственную агрономическую службу. О сельском хозяйстве, об агрономической науке в Совет¬ ском Союзе проявляется повседневная и неустанная забота Коммунистической партии и Советского правительства, чего не было и не могло быть ни в одной стране и ни в один из предшествующих периодов истории развития человеческого общества. Эта забота особо ярко отображена в Программе Коммунистической партии Советского Союза. Агрономическая наука в СССР и других социалистиче¬ ских странах имеет огромные возможности дальнейшего развития и расцвета. 1 Сортоучастков — 1554; районных опорно-показательных хозяйств свыше 3200, из них 3000 — на базе совхозов и колхозов, остальные — на базе экспериментальных и учебно-опытных хозяйств.
ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ ЖИЗНИ РАСТЕНИИ Органическое вещество создается зелеными растениями. Но растения могут нормально расти и развиваться при опре¬ деленных условиях. Условия, необходимые для жизни расти¬ тельного организма, на¬ зывают факторами роста и развития. Основных факторов пять: свет, теп¬ ло, воздух, вода и пища. Отсутствие какого-либо из них влечет за собой приостановление роста и развития организма. За¬ менить один фактор дру¬ гим (например воду воз¬ духом, свет теплом, воду пищей и т. д.), при сохра¬ нении остальных факто¬ ров, нельзя. Это явление природы представляет со¬ бой закон, сформулиро¬ ванный В. Р. Вильямсом как закон «незамени¬ мости факторов». «Ни один из факто¬ ров жизни расте¬ ний не может быть заменен никаким други м». Раз все факторы незаменимы, то, естественно, они дол¬ жны быть равнозначны. В. Р. Вильямс сформулировал это но Содержание taiee 8 f'% am /мной вареееяяасяи Maim тинупут in ту му* такси нут Рис. 50. Изменение величины урожая при воздействии на один фактор жиз¬ ни растений по Г. Гельригелю) 264
логическое следствие первого закона как второй закон зем¬ леделия: «Все факторы жизни растений, без¬ условно, равнозначим ы». Проблеме влияния факторов на урожай растений ученые уделили много внимания. В XIX столетии большое впечатле¬ ние в агрономических кругах произвели опыты немецких ученых Ю. Либиха, Г. Гельригеля и Э. Вольни. Изучение одного фактора (влаги) при одинаковых про¬ чих условиях привело проф. Г. Гельригеля к выводу, что «наибольший урожай осуществим при сред¬ нем— оптимальном наличии фактора; при наименьшем (минимальном) и наибольшем (максимальном) наличии фактора урожай не осуществим (равен нулю)». Это заключение было названо «законом оптимума». Иногда под ним пони¬ мают три закона: «закон минимума», «закон максимума», «закон оптимума». Проверка опыта каждый раз дает тож¬ дественный результат. В вегетационном опыте Г. Гельригеля сравнивалось действие последовательно увеличивающихся количеств воды в сосудах: 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100% влажности от полной влагоемкости почвы. Подопытное растение — ячмень. Урожай культуры оказался следующим: Влажность почвы в сосудах (в % от полной влагоемкости) Урожай всего сухого вещества (в дг). 5 10 20 30 40 60 80 1 63 146 190 217 227 197 100 0 Графически результаты этого опыта выражены на рис. 55. Обработка данных по урожаю дает следующий ряд чисел: Влажность почвы (в % от полной влагоемкости) Урожай (в да) Разница в урожае между каждым последующим и предыдущим . . Разница в урожае на каждое пос¬ ледующее увеличение 10% влаж¬ ности 5 10 20 30 40 1 63 146 190 217 62 83 44 27 10 124 83 44 27 5 60 227 Прогрессивное уменьшение эффекта от каждого после¬ дующего прибавления равновеликого количества воды в поч¬ ве при сохранении неизменными всех других условий опыта буржуазные ученые приняли за закон, которому якобы под¬ чиняются действия всех мероприятий в сельском хозяйстве. 265
На основе опытов, в результате которых происходило за¬ тухание эффекта от каждого последующего одинакового прибавления того или иного фактора, ученые старались подтвердить (агрономи¬ чески ) су ществов а ни е «закона убывающего пло¬ дородия почвы». Так дей¬ ствительно получается при влиянии одного фак¬ тора. При действии же многих факторов картина полностью меняется. В опытах Э. Вольни при одновременном дей¬ ствии на растение яровой ржи влажности, удобре¬ ния и света урожай над¬ земной зеленой массы в вегетационных сосудах был следующим (в да) (табл. 43). Графически результа¬ ты этого опыта показаны на рис. 51. Из рис. 51 видно, что одновременное действие на растение двух-трех факторов влечет за собой выпрямление кривой, и от «закона убывающего плодородия почвы» не остается и следа. Рис. 51. Изменение величины уро¬ жая под воздействием многие факторов жизни растений (по Э. Вольни) Таблица 43 Изменение величины урожая под воздействием многих факторов жизни растений Сосуды Условия опыта неудобренные удоб¬ ренные Влажность почвы (в % от полной влагоемкости) 20 40 60 60 Сильное освещение 110 320 403 584 Среднее освещение 95 218 274 350 Слабое* освещение 88 185 208 223 266
Впервые правильно понял и разобрался в результатах классического эксперимента Г. Гельригеля и Э. Вольни B. Р. Вильямс. К настоящему времени накопилось большое число приме¬ ров, подтверждающих возможность получения высоких и устойчивых урожаев при все возрастающем плодородии почвы. Это вполне объяснимо с точки зрения современной агрономической теории: высокий и устойчивый уро¬ жай можно получить при условии обеспече¬ ния растения всеми факторами его жизни одновременно и в оптимально потребных для него количествах в соответствии со стадия¬ ми развития. При этом необходимо учитывать не только количество, но и качественное состояние факторов. Фактор, находящийся в минимуме, называют ограничивающим. Установление в природе наиболее ограничивающего урожай фактора (для конкретных условий) и воздействие на него — непремен¬ ное условие обеспечения нормального роста и развития ра¬ стений. В различных почвенно-климатических зонах факторы, ограничивающие урожай, различны. В дерново-подзолистой зоне растениям, как правило, не достает пищи из-за малой гумусированности и повышенной кислотности почвы. Устра¬ нение этого недостатка приводит к резкому подъему эффек¬ тивного плодородия и урожая культур. Примером большого успеха в земледелии нечерноземной полосы служат передо¬ вые колхозы. Так, на январском Пленуме ЦК КПСС в 1961 г. председатель колхо¬ за им. В. И. Ленина, Вурнарского района, Чувашской республики, C. К. Коротков сообщил, что благодаря эффективному использованию зем¬ ли (постепенному углублению пахотного слоя до 30 см и применению органических удобрений с известью), введению в севооборот в широких масштабах кукурузы колхозу в 1960 г. удалось получить урожай с той же площади и 3,5 раза больший, чем в 1946 г. В черноземной, каштановой, сероземной зонах ограничи¬ вающий фактор чаще всего — недостаток воды в почве. Устранение этого недостатка в комплексе агромероприятий позволяет получать высокие урожаи. В постановлении январского Пленума ЦК КПСС (1961 г.) говорится: «Надежным средством получения гарантирован¬ ных урожаев является ирригация — орошение и обводнение миллионов гектаров земель. Благодаря ирригации будут введены в действие миллионы гектаров земель в Средней 267
Азии, на юге Российской Федерации, в Поволжье, на юге Украины, в республиках Закавказья» Например, колхоз им. Ленина Таджикской ССР (председатель тою. Махмадалиев) в 1960 г. получил по 40,7 ц хлопка с гектара на пло¬ щади 2570 га. Е. А. Долинюк, звеньевая колхоза им. XXII съезда Тернопольской об¬ ласти УССР, на январском Пленуме ЦК КПСС (1961 г.) сообщила, что ее звено в 1960 г. получило урожай кукурузы на площади 20 га в среднем по 167 ц зерна и на площади 105 га в среднем по 982 ц зеленой массы с гектара. Высокие и устойчивые урожаи в передовых колхозах результат применения комплекса агрономических мероприя¬ тий, который в сочетании с природными условиями обеспечи¬ вает культуры всеми основными факторами жизни растений. СВЕТ Значение света как фактора жизни растения очень боль¬ шое. Достаточно напомнить, что фотосинтез осуществляется только в лучах спектра, поглощаемых хлорофиллом: образо¬ вание органического вещества зеленым растением возможно лишь при доступе света к растению. Растительные организ¬ мы в крошечной лаборатории — клетке, содержащей хлоро¬ филл, улавливают солнечный свет. Благодаря свету из угле¬ кислоты и воды растения образуют органическое вещество. Интенсивное освещение увеличивает рост корней, кор¬ невое давление, способствует лучшему развитию листьев и боковых побегов стебля, усиливает кущение: растения ста¬ новятся здоровыми, устойчивыми и более продуктивными. У таких растений увеличивается не только масса, но и улуч- Таблица 44 Влияние условий выращивания на содержание питательных веществ в сене (по В* П. Мосолову) Сено содержало На свету В тени Белков 8,7 5,3 Сырого протеина 4,7 3,3 Воды 11,7 12,3 1 Пленум Центрального Комитета Коммунистической партии Совет¬ ского Союза, 10—18 января 1961 г. Стенографический отчет. Госполит- издат, М., 1961, стр. 616. 268
шается качество продукта: ягоды, виноград, яблоки стано¬ вятся более сладкими, картофель содержит больше крахма¬ ла, свекла — сахара, лен дает семя с большим содержанием жира, пшеница — повышенный процент белка и т. д. Сено, полученное с открытых мест, качественно много лучше, чем сено с затененных мест: в нем больше белка (табл. 44). При недостатке света хлеба плохо кустятся, образуют узкие листья, узел кущения закладывается мелко, корневая система развивается слабо. Стебли при слабом освещении сильно вытягиваются; усиленно растут клетки первого и вто¬ рого междоузлий; растения легко полегают; зерно получает¬ ся щуплым и малопитательным. Чрезмерный рост стебля при слабом освещении часто приводит к печальным резуль¬ татам. Еще во второй половине XIX в. немецкий ученый Л. Кох установил, что вследствие чрезмерного вытягивания клеток первого и второго междоузлий у затененной ржи стебли были почти в 1,5 раза длинней, чем у ржи освещенной. Как следствие этого — рыхлая структура, меньшая толщина и меньшее одервенение нижней части стебля. У таких расте¬ ний наблюдается склонность к полеганию, что влечет за собой большие потери урожая. Свет необычайно сильно влияет на продуктивность кор¬ неплодов и клубнеплодов (табл. 45). Таблица 45 Влияние света на продуктивность растений (по М. Краузе, Германия) Средний вес в г Условия опыта с сахарной свеклой корней свеклы листьев Отношение веса корней свеклы к весу листьев В тени 46 114 100 : 248 На свету 444 139 100: 31 Средний вес в г Условия опыта Отношение веса клубней с картофелем клубней картофеля корней и листьев к весу корней и листьев В тени 44 160 100 : 363,6 На свету 456 200 100 : 43,9 269
Приведенные данные показывают резкую разницу в вели¬ чине урожая сахарной свеклы и картофеля в зависимости от притока к растениям лучистой энергии. В тени наблюдается больший рост надземной, а на свету — подземной части. К. А. Тимирязев придавал исключительное значение роли солнечного света, его напряжению и степени поступления к растению. Он писал: «Количество лучистой энергии, получае¬ мой растением, определяет предел производительности изве¬ стной площади земли»'. Проблеме правильного использования солнечной энергии возделываемыми полевыми культурами не только в прош¬ лом, но и в настоящем уделяется еще недостаточно вни¬ мания. На скорость развития растений и на время наступления плодоношения большое влияние оказывает соотношение между продолжительностью темного и светлого периода суток (длина дня). Одни растения (например, хлопчатник, соя, табак, просо, сорго, кукуруза, рис и другие) зацветают тем скорее, чем короче день и длиннее ночь; другие (рожь, пшеница, ячмень, овес), наоборот, зацветают тем скорее, чем длиннее день и чем короче ночь. Первые называются растениями короткого дня, вторые — растениями длинного дня. Влияние на растения соотношения между продолжитель¬ ностью дня и ночи получило название фотопериодизма. Явление фотопериодизма имеет важное значение при районировании культур, а также для правильного их назна¬ чения в хозяйстве (использование на зерно, на сено, на силос и др.). Т. Д. Лысенко рассматривает явление фотопериодизма под углом зрения стадийности развития растений. После стадии яровизации наступает световая стадия. Теория стадийного развития растений играет большую роль в рас¬ ширении наших познаний биологических особенностей расте¬ ний и возможности влияния на них. В задачу сельскохозяйственного производства входит: разумно пользоваться дарами природы; умело управлять светом, поступающим к каждому растению; не давать голо¬ дать растению из-за недостатка света. Это достигается пра¬ вильной густотой и направлением рядков посева (с севера 11 К. А. Т и м и р я з е в. Собр. соч, т. VIII. Сельхозгиз, М., 1939, стр. 198. 270
на юг). Целесообразно учитывать также экспозицию участка при выборе и размещении культуры (известно, что южные склоны освещаются сильнее, чем северные). ТЕПЛО Тепло — не менее важный фактор в жизни растений. В зимнее время при больших морозах не покрытые снегом озимые погибают. Погибают растения и от чрезмерной жары летом. Весной, пока не нагреется почва, воздух, семена не дают всходов, а если и прорастают, то в холодную весну растет преимущественно корневая система. Семена прора¬ стают при определенной температуре, например пшеница — при температуре не ниже 3°, рожь—1—2°, кукуруза — 8—10°, хлопчатник—12°. Для каждого растения есть определенный тепловой ми¬ нимум, оптимум и максимум, который может несколько меняться в зависимости от соотношения других факторов. За последние годы кафедра растениеводства Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева для прорастания и появления всходов растений дала следующие придержки. Таблица 46 Температурные условия, необходимые для прорастания и всходов растений Температура Культура прораста¬ ния семян появления всходов Рыжик, конопля, горчица, клевер, люцерна 0—1 2-3 Рожь» пшеница, ячмень, овес, рапс, тимофеевка, вика 1—2 яровая, горох, чечевица, чина, ляллеманция .... 4—5 Лен, гречиха, люпин многолетний, нут, сафлор, люпин желтый, бобы, свекла 3-4 6—7 Подсолнечник, перилла, картофель, кукуруза, просо, 8—10 10—11 могар, суданская трава, соя, кориандр . . . . • . . Фасоль, сорго, клещевина 10—12 12—13 Хлопчатник, арахис, кунжут, рис 12—14 14—15 Знать требования растений к теплу при прорастании семян важно для определения времени сева культур. Температура почвы оказывает большое влияние на рост корней. При относительно низких температурах корни растут быстрее, делаются более крепкими и лучше усваивают воду 271
и пищу. По отношению к теплу во время вегетации расте¬ ния делятся на более и менее теплолюбивые. В различные периоды своей жизни растение предъявляет разные требования к теплу. Они минимальны при прораста¬ нии и максимальны во время образования плодов. В период вегетационного покоя семена без вреда переносят самые противоположные температуры: мороз в 50°, жару 50° и выше (при нормальной влажности). У многих деревьев и кустар¬ ников почки не погибают даже в самые сильные морозы (в 50° и более). Но во время роста даже легкие заморозки бывают губительны для многих растений (гречиха, томаты и др.). Этот закон природы необходимо учитывать при выращивании тех или иных культур. На знании закона поведения растений при определенных условиях основана теория стадийного развития растений. Стадию яровизации разные растения проходят при опреде¬ ленных температурных условиях. Температура почвы влияет не только на возделываемые растения, но и на биологические и физико-химические про¬ цессы, протекающие в почве, которые имеют прямое отно¬ шение к жизни культуры. Например, ранней весной, не гово¬ ря уже о зиме, когда почва еще холодная, микроорганизмы или совсем не проявляют себя, или проявляют слабо. Удобоусвояемого азота (нитратного) мало, растения плохо растут и развиваются. В этом случае озимые следует под¬ кормить азотными удобрениями. Колебания температуры почвы в ту или, иную сторону могут изменять и изменяют газовый режим почвы. В почвен¬ ном воздухе углекислоты бывает то больше, то меньше. Растворимость почвенных солей меняется. От степени коле¬ бания температуры почвы зависят и физические свойства почвы. От промораживания она делается более рыхлой, а следовательно, более водо- и воздухопроницаемой. Источник тепла почвы — солнечная радиация (лучеиспу¬ скание). Известно, что не все лучи солнца без задержки доходят до почвы. Часть лучей улавливается углекислотой, пылью и водяными парами атмосферы. Ярким примером задержки лучей солнца водяными парами служат облака. Даже небольшое облачко летом, заслоняя солнце, вызывает прохладу. Примеси воздуха: водяной пар и другие умеряют действие солнца на землю и задерживают тепло, обратно отдаваемое почвой. Если бы не было этой изоляционной прослойки, то смена тепла и холода проходила бы значи¬ тельно резче. При удалении теплопоглощающих частиц воз¬
духа средняя температура земли составила бы примерно 178° днем и — 86° ночью. Существование организмов, ныне населяющих нашу планету, при такой резкой смене темпе¬ ратур было бы невозможным. О значении водяного пара атмосферы очень образно сказал немецкий ученый Тирдаль: «Водяной пар, это крыша, которая нужнее растениям, чем одежда людям. Отнимите от воздуха в одну из ночей весь водяной пар и вы наверняка погубите растения, которые разрушатся вследствие резкого понижения температуры. Вся теплота наших полей и садов уйдет в пространство; хотя солнце и пройдет над страной, все же она окажется в железных когтях мороза». Количество тепла, поступающего от солнца на землю, вполне достаточно для успешного возделывания культур. В целях умения пользоваться благами природы и бороться с неблагоприятными явлениями, связанными с температура¬ ми, надо знать их закономерности. Необходимо изучать свойства почвы поглощать и отдавать тепло (о чем было подробно изложено в разделе «Почвоведение»), На погло¬ щение и отдачу солнечного тепла оказывают влияние направление и величина склона, окраска почвы, теплоем¬ кость и теплопроводность почвы, поверхностный покров. Почва южного склона поглощает большее количество тепловой энергии и находится в иных агрономических усло¬ виях, нежели почва северного склона. Здесь все почвенные процессы протекают по-иному, по-иному они отражаются и на растениях и на сельскохозяйственных работах. Темные почвы поглощают тепла больше, отражают лучей меньше, чем светлые. Почва под покровом нагревается и остывает медленнее. Теплоемкость почвы зависит главным образом от влаж¬ ности и содержания в ней воздуха: больше воды — больше теплоемкость. Таблица 47* Зависимость температуры почвы от снежного покрова По месяцам. при толще слоя снега в 1 СМ Место наблюдения тем¬ пературы XI XII I II III IV 22 35 46 49 50 33 На поверхности снега Под снегом на глуби¬ —37,8 —37,4 —43,6 —47,7 —33,6 —13,7 не узла кущения — 1,3 - 1.5 — 1,6 - 2,8 — 1,4 — 0,8 18 Зак. 228 273
Теплопроводность почвы зависит от наличия в ней орга¬ нического вещества, влажности и воздуха. Теплопроводность разных тел, по Вагнеру, следующая: кварцевый песок—100%; глина — 84,0; перегной — 80,5%. Рис. 52. Влияние снегового покрова на температуру почвы. Минимальная темпера¬ тура почвы на глубине и температура воз¬ духа на поверхности снега 1 — Томск; 2 — Парабель, Томская область, 1949—1950 гг. Низкая теплопроводность у снега. Температура под сне¬ гом всегда выше, чем на открытой поверхности. Например, в Сибири, в Томской области, на полях Калпашевского района в 1950/51 г. наблюдалась следующая температура (табл. 47). Резкий контраст между температурами под снегом (теп¬ лее) и над снегом (холоднее) по этому же району хорошо виден также и на рис. 52. Тепловь»; условия по отдельным республикам, краям и областям С ССР различны: зимой температура понижается 274
по направлению с юга, юго-запада на север, северо-восток. Летом температура повышается с севера, северо-запада на юг, юго-восток. Это различие необходимо учитывать в зем¬ леделии и растениеводстве. Регулирование теплового режима возможно не только в условиях закрытого, но и открытого грунта. Мерами регу¬ лирования могут быть: 1) гребневая и грядковая культура; 2) мульчирование почвы поля, сада, огорода; 3) снегозадер¬ жание на открытых местах поля; 4) создание мелкокомкова¬ той структуры; 5) дымовая завеса над поверхностью почвы; 6) обработка почвы; 7) полезащитное лесонасаждение; 8) дренирование насыщенных водой почв'. ВОЗДУХ Значение почвенного воздуха в земледелии очень велико. Он необходим для дыхания растений (через корневую си¬ стему), для микробиологических процессов, протекающих в почве. Потребность корней растений в кислороде доказана многочисленными исследованиями. Большой недостаток кис¬ лорода воздуха в почве влечет за собой угнетение растений и часто даже гибель. Некоторые исследователи считают, что в отсутствие кислорода растения страдают не столько вследствие непосредственной потребности в нем, сколько вследствие избытка в почве угольной кислоты. Угнетение и гибель растений часто наблюдаются на бесструктурных из¬ быточно увлажненных почвах. Избыток влаги в почве вре¬ ден не сам по себе, а по причине недостатка там кислорода воздуха. Кислород воздуха в почве нужен и микроорганиз¬ мам и семенам для прорастания. Аэробные бактерии, напри¬ мер, нитрифицирующие, клубеньковые, азотобактерии и дру¬ гие не могут жить без кислорода. 0 роли и значении кислорода в земледелии образно сказал М. Краузе: «При ближайшем рассмотрении совер¬ шаемый кислородом цикл является поистине чудесным. Он входит в видимо мертвую почву, делает возможной богатую жизнь микроорганизмов, растворяет необходимые растению питательные вещества, обогащается углеродом, при выходе из почвы представляет образовавшуюся таким образом угле¬ кислоту в распоряжении усваивающих ее частей растения, затем очищенный, омоложенный снова уходит в землю, что¬ бы здесь снова начать свою творящую жизнь работу». 11 Подробное рассмотрение мер регулирования теплового режима дается в соответствующих глашах. 18* 275
Воздух доставляет в почву не только кислород, но и азот. Клубеньковые и свободноживущие в почве азотофиксирую¬ щие бактерии связывают азот воздуха и обогащают им почву. Чем рыхлее почва, тем больше в нее поступает воз¬ духа и благоприятнее создается обстановка для азотофикси¬ рующих и других полезных бактерий. В уплотненной почве соотношение между водой и возду¬ хом менее благоприятно, чем в рыхлой. В почве с мелкоком¬ коватой структурой воздушный режим всегда лучше, чем в бесструктурной. Большое значение в обновлении почвенного воздуха имеет газообмен между почвой и атмосферой. Газо¬ обмен зависит от изменений барометрического давления, изменения температуры почвы, поступления воды в почву, ветров и оседания почвы после обработки. Меры улучшения воздушного режима почвы — улучшение культуры земледелия (правильные севообороты, правильная система обработки и ухода за почвой и др.). ВОДА Огромную роль в жизни растений играет вода. Водный режим почвы оказывает исключительное влияние на все явления и процессы, связанные с созданием и с разруше¬ нием органического вещества. От него зависит воздушный и питательный режим почвы, прочность и связность почвы, водный режим рек, озер и других водоемов, а также и климата страны. Водный режим почвы оказывает прямое влияние на величину и устойчивость урожая культур. Культурные растения требуют большого количества воды. На образование одной единицы сухого вещества затрачи¬ вается 200—1000 весовых единиц воды. Из этого количества только небольшая часть воды идет на построение растения, а большая часть испаряется в атмосферу. Влага необходима во все периоды жизни растения: от прорастания семян и до созревания. Для нормального прорастания семян требуется следую¬ щее количество воды (в % от веса семян): Пшеница. . . . . 45,5 Лен . . . 100,0 Рожь . . . . . . 57,7 Конопля . . . . . . . 43,9 Ячмень . . . . . 48,2 Свекла сахарная . , . . . 120,3 Овес . . . . . . 59,8 Люцерна . . . . . . . 56,3 Просо . . . . . . 25,0 Клевер красный . . . . 117,5 Горох . . . . . . 106,8 Люпин Вика . . . . . . 75,4 Кукуруза , . . 44,0 276
Как видно, при набухании семян разные растения погло¬ щают различное количество воды, что следует учитывать при посеве культуры. к ч \ / \ Ж \ \ \ \ srr- 'А / I^L 1 1 il l » * > _ Ж Г Ж Ш Ш Ж Z Ш I Ш Ш Ш Ж X Ш 7 И Ш ШГ Ж I Месяцы Ж X Ш Г Ш Ж X Рис. 53. Соотношение между кривой изменения влажности почвы во время вегетационного периода и потребностями в воде групп культур¬ ных растений: / — скороспелые кормовые полевые и скороспелые хлеба южных, се¬ верных и горных стран; // — позднеспелые хлеба продовольственного и товарного характера; ///— технические растения; IV—корнеплоды тех¬ нического, пищевого и кормового значения; V — посевные многолетние злаки и бобовые полевой культуры; VI — полевые многолетние злаки и бобовые луговой культуры / — влажность почвы; 2—потребность в воде Потребность растений в воде в последующие периоды жизни увеличивается. Так, злаковым особенно много влаги необходимо в период кущения — до колошения (рис. 53). О величине израсходованной воды принято судить по транспирационному коэффициенту. Транспирационным коэф¬ фициентом называется количество воды, израсходованное на создание весовой единицы сухого вещества (табл. 48). 277
Таблица 48 Транспирационные коэффициенты и продуктивность транспирации культурных растений (по Н. А. Максимову)* Вид и сорт растения Латинское название Транспираци¬ онный коэф¬ фициент Продуктив¬ ность по сортам в видам среднее для рода по сортам и видам среднее для рода Просо Воронежское Panicum miliaceum 268 3,73 Черное воронежское » 341 Olrf 2,93 о, оо Гаолян Holcus sorghum 296 OQ1 3,38 О 7R Суданская трава H. sudanensis 467 ooi 2,14 Z, /О Кукуруза Esperanza Zea mays 315 3,17 о то Chinawhite 413 ОО** 2,42 Z, /У Пшеница Кубанка Triticum durum 492 CIO 2,03 1 О*} Эммер T. dicoccum 545 Dio 1,83 1 ,УО Ячмень Ганнхен Hordeum distichum 502 COQ 1,99 1 QO Белый голый H. vulgare 556 1,80 1 ,ОУ Рожь Яровая Secale cereale 685 685 1,46 1,46 Рнс Oryza sativa 710 710 1,41 1,41 Костер Bromus inermis 1016 1016 0,98 0,98 Сахарная свекла Beta vulgaris 397 397 2,55 2,55 Гречиха Fagopyrum vulgare 578 578 1,73 1,73 Горох Pisum sativum 788 788 1,27 1,27 Конские бобы Vicia faba 794 794 1,26 1,26 Клевер красный Trifolium pratense 789 789 1,27 1,27 Люцерна Medicago sativa 651 651 1,54 1,54 Картофель Solarium tuberosum 554 554 1,80 1,80 • Н. А. Максимова. Избр. работы по засухоустойчивости и зимостойкости растений, т. 1. Изд-во АН СССР, М., 1952, стр. 345. Как видно из таблицы, транспирационный коэффициент— величина непостоянная. Он значительно изменяется не толь¬ ко в зависимости от зональных условий, вида, сорта расте¬ ния, но и от почвы, погоды, удобрений и от агромероприятий. Требования растений к запасу воды в почве можно вы¬ разить в следующих показателях (табл. 49). 278
Таблица 49 Требования растений к запасу воды в почве Краткая характеристика группы Требования к величине запаса воды в % от полной 1 вл а гоем кости почвы Скороспелые кормовые злаки полевой культуры 10—20 Южные, северные и горные яровые зерновые . . Зерновые хлеба средних широт, озимые и 20—30 яровые Зерновые хлеба товарного значения, преимущест¬ 30—40 венно яровые 40—50 Зерновые бобовые 50—60 Технические растения и корнеплоды 60—70 Полевые многолетние травы, злаки и бобовые . . 80—90 Луговые травы природных лугов 90—100 Эти биологические особенности в потреблении растения¬ ми воды необходимо учитывать при районировании сельско¬ хозяйственных культур на территории СССР и организации их орошения. Земледелие СССР в разных зонах располагает разными водными ресурсами. Источники запасов воды в почве раз¬ личные: осадки, грунтовые воды, воды орошения. По' количеству выпадаемых осадков Советский Союз можно разделить на несколько районов, или зон: 1) западная и центральная части СССР, нечерноземная европейская часть СССР, западная часть УССР — количество осадков около 600 мм в год; 2) северо-восточная европейская часть Советского Союза — 500—600 мм; такое же количество осадков выпадает в земледельческой части Сибири; юго- восточная европейская часть, южнее линии от юга Урала и до Черного моря, около 400 мм; левобережье нижней Волги и большая часть Казахстана — 250—300 мм и ниже; средне¬ азиатские республики и полупустынные районы Казахстана— местами менее 100 мм; районы с большим количеством осад¬ ков: Кубань — 800—1000 мм, Черноморское побережье Закавказья до 2500 мм, Дальний Восток — 800— 1000 мм. - А. Н. Костяков всю территорию СССР разделил на три зоны увлажнения: избыточного, неустойчивого, недостаточ¬ ного (рис. 55). Зона избыточного увлажнения — приход влаги в почву превышает расход ее на испарение; неустойчи¬ вого — расходуется примерно столько же, сколько поступает в почву; недостаточного — испарение преобладает над ув¬ лажнением. 279
В целях успешного разрешения задачи обеспечения почвы и растений влагой нужно ясно представлять весь путь пере¬ движения воды выпадающих осадков или орошения до Рис. 55. Основные зоны увлажнения территории СССР (по А. Н. Костикову): / — избыточное; 2 — неустойчивое; 3 — недостаточное использования ее растением. Полнота использования посту¬ пающей на поверхность почвы влаги в значительной мере зависит от водопроницаемости и влагоемкости почвы. Водопроницаемость почвы. Под водопроницаемостью поч- 280
вы понимается способность почвы пропускать воду. Водо¬ проницаемость измеряется величиной столба жидкости, про¬ ходящей в почву в единицу времени под определенным давлением. Водопроницаемость почвы имеет важное значе¬ ние в земледелии. В этом случае осадки впитываются в поч¬ ву полнее и менее теряются. При низкой водопроницаемости увеличивается сток воды, наблюдается большое испарение, нарушается нормальное соотношение воды с воздухом, ухудшается питательный режим из-за угнетения деятельно¬ сти аэробных бактерий и т. д. Итак, растения страдают как от недостатка воздуха в почве, так и от недостатка пищи. Водопроницаемость зависит от механического состава, от структурности, прочности комков — агрегатов (способ¬ ности агрегатов противостоять размыву воды); рыхлости почвы; обогащенности почвы органическими веществами. Вскрывая зависимость водопроницаемости почвы от тех или иных причин, нетрудно наметить и способы повышения ее. Водопроницаемость улучшается от внесения в почву органических удобрений, а на почвах, ненасыщенных дву¬ валентными катионами, — от внесения извести; от успешной культуры многолетних трав; правильной системы обработки почвы; улучшения структуры почвы. Влагоемкость изменяет¬ ся по мере улучшения культуры земледелия. Методы регулирования водного режима почвы разнооб¬ разны. Они делятся на агротехнические и мелиоративные. Регулирование водного режима в засушливых районах должно идти в направлении максимального накопления в почве влаги, а в районах избыточного увлажнения — борьбы с переувлажнением почвы. Конкретными мерами регулиро¬ вания водного режима можно считать следующие: примене¬ ние правильной системы чередования культур, обработки и удобрений почвы; содержание почвы в чистом от сорняков виде; применение экономически выгодного орошения и, в част¬ ности, лиманного; использование вод местных рек, озер, водоемов; задержание и накопление снега на 'Полях наиболее доступными и эффективными способами; насаждение лесных полос и охрана существующих лесов местного и государст¬ венного значения; применение засухоустойчивых сортов, прогрессивных способов и своевременных сроков посева; мульчирование поверхности почвы в широких междурядиях растений; проведение специальных мелиораций по отводу лишних вод. Данный перечень не является исчерпывающим примени¬ тельно к местным условиям. 281
ПИЩА В состав растений входит свыше 60 химических элемен¬ тов, но основных, биологически важных — десять: углерод, кислород, водород, азот, сера, фосфор, калий, кальций, маг¬ ний, железо. Большое значение в питании растений имеют микроэлементы: бор, марганец, медь, цинк и др. В растения пища поступает двумя путями: через корни из почвы и через листья из воздуха. Из воздуха и, как пока¬ зали в 1952 г. А. Л. Курсанов, А. М. Кузьмин, Е. В. Мамуль, из почвенного раствора растения ассимилируют углекисло¬ ту. Из углекислоты и воды, при участии энергии солнечного луча, образуются простые безазотистые органические веще¬ ства. Синтез образования безазотистых веществ можно пред¬ ставить следующим уравнением: 6COs -|- 6Н,0 = CgHjjOg -|- 60,. Во время прохождения этой реакции поглощается 674 кал. Из приведенной реакции видно, что процесс усвоения расте¬ нием углерода представляет собой одно целое с процессом усвоения кислорода и водорода. Простейшие сахара, образующиеся в процессе фотосин¬ теза, служат исходным материалом для синтеза сложных углеводов, белков, жиров и других соединений. Другие питательные элементы (азот, сера, фосфор и т. д.) поступают, в растение с почвенным раствором через корневую систему в виде солей. Например, азот поступает в форме соли азотной кислоты, соли аммония, соли азотистой кисло¬ ты, некоторых органических соединений азота. Бобовые ра¬ стения при помощи клубеньковых бактерий используют в качестве источника азота свободный азот атмосферы (N2). Питательные элементы в почве находятся в виде химиче¬ ских соединений разной сложности и степени доступности для растений; недоступной (временно), мало доступной и легко доступной, т. е. в неподвижном (нерастворенном) и подвижном (растворенном) состоянии. В снабжении растений элементами пищи исключительно большую роль играет органическое вещество почвы. Оно содержит почти все нужные растению питательные элементы. От степени обеспечения почвы органическим веществом (и его качества) зависит видовое богатство микрофлоры и ее активность. Для растений наиболее благоприятно сочета¬ ние аэробного и анаэробного процессов, всегда протекающих одновременно, но с разной интенсивностью. 282
Аэробный процесс, приводящий питательные вещества в подвижное состояние, наиболее ясно должен проявляться в период вегетации растений. Но это не означает, что до посе¬ ва культуры не надо заботиться о запасе в почве пищи в удобоусвояемой форме. Динамичность азота, фосфора, калия и других элементов в культурной почве находится в зависи¬ мости от воздействия человека на почву. Путей регулирования пищевого режима почвы много. Из них в первую очередь следует иметь в виду внесение в почву удобрений, введение правильной системы обработки почвы и ухода за ней; повышение общего уровня культуры земле¬ делия (борьба с сорняками, регулирование реакции среды; улучшение и сохранение структуры почвы, обогащение поч¬ вы органическим веществом, полезной микрофлорой). Все эти мероприятия должны преследовать определенную цель: улучшение питания культурных растений. Регулирование пищевого режима, как и Других факторов, должно прово¬ диться применительно к местным условиям, с учетом биоло¬ гических особенностей растений и всего агрономического комплекса мероприятий.
СОРНО-ПОЛЕВАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ И МЕРЫ БОРЬБЫ С НЕЙ ПОНЯТИЕ О СОРНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ А. И. Мальцев считает, что сорно-полевыми растениями являются такие дикие или полукультурные растения, кото¬ рые помимо воли земледельца обитают на пашнях и приспо¬ собились (экологически и биологически) к пашенным усло¬ виям и к произрастанию совместно с культурными расте¬ ниями. К сорным растениям, или посторонним культурным приме¬ сям, относят и те, которые применяются в культуре, но выра¬ стают с высеваемыми растениями не вовремя и не на месте. Например, в пшенице появляется рожь, конопля, гречиха; во льне — рыжик и т. д. Вред, приносимый сорняками, огромен. Еще исследования XIX в. подтверждают сказанное нами. Например, по опы¬ там Э. Вольни (Германия) известно, что понижение урожая на засоренных полях составляет: при быстро растущих культурах 15—24%; при растениях, растущих со средней скоростью — 45—66%. По данным исследований, проведенных в Витебской МТС в 1933 г., урожай ржи на засоренных участках снизился на 64%, льна —41, овса —31, ячменя —43, картофеля — на 39%. Исследованиями сотрудников Института сельского хозяй¬ ства юго-востока СССР установлено, что без прополки сор¬ няки снижают урожай яровой пшеницы на 32%, картофеля на 44, проса на 84, кукурузы на 90%. 284
Еще и в наше время сорняки иногда отнимают у сельского хозяйства огромное количество тонн зерна, волокна льна, хлопка, свеклы, картофеля и других культур. Ущерб этот часто не поддается учету. Сорняки не только снижают урожай культурных растений количественно, но и ухудшают его качество, например, сни¬ жают процент протеина в зерне пшеницы. Многие сорняки- (например, куколь, ярутка, костер ржаной) делают ржаную муку непригодной не только в пищу человека, но и на корм скоту. В некоторых из них (куколь, плевел опьяняющий) содержатся вредные вещества, вызывающие отравление орга¬ низма. Семена сорняка ярутки полевой придают горький вкус муке и делают ее несъедобной. Поедание животными корма с примесью полыни придает молоку горький вкус. Причины снижения урожая сельскохозяйственных куль¬ тур следующие: расход сорняками значительной части поч¬ венной воды и пищи, ухудшение светового и теплового режимов, распространение сорняками болезней и вредителей, потери урожая (из-за сорняков) при уборке. Исследованиямй установлено, что сорные растения силь¬ но иссушают почву на значительную глубину: У них, как правило, быстрее, чем у культурных растений развиваются корни (до глубины 3—5 м и более). Сорные растения пере¬ хватывают у культурных удобоусвояемые азотистые, фос¬ форные, калийные и другие питательные элементы. Отнимая воду и пищу у культурных растений, сорняки получают превосходство в развитии. Получив это преимущество, они лишают культуру света, а следовательно, и условий нормаль¬ ной ассимиляции углерода нз воздуха. Некоторые сорняки (например, вьюнок полевой), обвивая стебель культурного растения, ослабляя его, вызывают полегание культуры и снижение ее продуктивности (ухудшают условия оплодотво¬ рения и вызывают болезни). Этот же сорняк способствует распространению вредителей, например, озимого червя (гусеницы бабочки Озимой совки). Очагом болезней и вредителей (из насекомых) являются лебеда (распространитель свекловичного долгоносика), пастушья сумка (дает приют гороховой тле), сурепка, дикая редька и другие сорняки из семейства крестоцветных (рас¬ пространитель земляной блохи) и т. д. Эти же сорняки рас¬ пространяют ложную мучнистую росу и другие; пырей поражается линейной ржавчиной; овсюг — головней и т. п.; от них болезнь передается хлебным злакам. Сорняки-паразиты высасывают из культурных растений 285
питательные соки. Особенно опасны из них разные виды заразих и повилик. Заразихи паразитируют на подсолнеч¬ нике, конопле, помидорах, табаке (они могут переходить с некоторых диких растений: с ромашки непахучей, дурниш¬ ника, полыней и др.). Повилики поражают лен, коноплю, клевер, люцерну. Растения-паразиты, не имея корней и зеле¬ ных листьев, присасываются к корням (заразихи) или к стеблям (повилики) культурных растений и живут за их счет. Сорняки-полупаразиты (виды погремка, очанки, зуб¬ чатки) нередко поражают рожь и другие злаки, присасы¬ ваясь к их корням. Но этим вред сорняков не исчерпывается. Сорняки сильно снижают производительность труда на уборке, вызывают затруднения в ходе уборки и влекут за собой потери урожая. Например, полегший хлеб (из-за сор¬ няков) трудно убирать машинами. Крупностебельчатые сорняки (осот, дикая конопля) затрудняют срез и забивают молотильный барабан комбайна и т. д. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОРНЯКОВ И ИСТОЧНИКИ ЗАСОРЕНИЯ ПОЛЕЙ В целях повышения урожаев сельскохозяйственных куль¬ тур, повышения производительности труда необходимо вести систематическую борьбу с сорняками. Для этого требуется познание природы сорняков и источников появления их на полях. Источников засорения полей много. Основными мож¬ но считать следующие: засорение почвы семенами сорняков через посевной материал; засорение почвы семенами вырос¬ ших и созревших сорняков в поле; засорение поля семенами сорных растений, принесенных из вне (с пустырей, меж, ка¬ нав и других мест, а также занос с навозом); засорение поч¬ вы корневищными и корнеотпрысковыми сорняками, способ¬ ными к вегетативному размножению. Одна из серьезных биологических особенностей сорня¬ ков — их большая плодовитость и приспособленность к усло¬ виям обитания. Одно сорное растение при благоприятных ус¬ ловиях дает примерно следующее количество семян или пло¬ дов: Костер ржаной (Bromus secalinus) — 1420 Куколь (Agrostemma githago) — 2500 Мышей сизый (Setarla glauca) — 5 500 Хлопушка (Sllene inf lata) — 8 200 Гречиха вьюнковая (Polygonum convolvulus) — 11000 Редька дикая (Raphanus raphanistrum) — 12000 Осот полевой (Sonchus arvensis) — 19000 286
Будяк полевой (Cirsium arvense) — 25000 Пастушья сумка (Capsetla bursa-pastoris) — 73 000 Полынь горькая (Artemisia absinthium) —100000 Лебеда белая (Chenopodium album) —100000 Заразиха подсолнечная (Orobanche ситапа) —100000 Щирица обыкновенная (Amaranthus retroflexus) —500000 Гулявник струйчатый (Sisimbrium sophia) —700 000 Если учесть, что культурные зерновые растения в среднем дают 50—80 зерен, то будет понятно превосходство плодови¬ тости сорных растений над культурными: она выше в 20—50 100—200—2000 раз и больше. Сорняки в ходе борьбы за су¬ ществование выработали разного рода приспособления. Одно из них — ярусность расположения (сорняки нижнего, среднего и верхнего ярусов). Созревание плодов идет по ярусам: верх¬ ний ярус созревает раньше культуры и успевает разбросать семена до уборки; средний — созревает и убирается одновре¬ менно с культурой; нижний — остается и созревает после уборки культурных растений. Сорняки хорошо приспособле¬ ны к распространению, <имея для этого опушенность, хохолки, при помощи которых переносятся ветром на большие расстоя¬ ния (будяк, осот, одуванчик, иван-чай и другие); прицепки или колючки, с их помощью семена сорняков переносят жи¬ вотные и человек (лопух, липучка репейниковая, дурнишник и др.). Следует особо отметить способность части сорняков раз¬ множаться вегетативным путем: корневищами (пырей ползу¬ чий, гумай, острец, свинорой, хвощ полевой) и корнеотпрыс- ками (осот, будяк, молокан, вьюнок полевой и др.). Одна из существенных биологических особенностей сорня¬ ков — длительное сохранение всхожести их семян. Многие сор¬ няки имеют семена, покрытые твердой оболочкой, препятству¬ ющей проникновению воды во внутрь семени и его набуха¬ нию (плоды вьюнковой гречихи, дикой редьки, щирицы и др.). Не прорастая, эти семена сохраняют всхожесть 10 лет и более. Для части семян сорняков характерно длительное после¬ уборочное дозревание. Например, у куриного проса период послеуборочного дозревания равен 5—6 месяцам, у овсю¬ га — 3—4 и т. д. Для прорастания семян сорняков большое значение имеют внешние условия: температура, влажность, свет, воздух. На¬ пример, для ряда зимующих сорняков удовлетворительной температурой может быть 10—12°, для многих яровых — бо¬ лее высокая 23—27°. Семена пырея лучше прорастают на све- 287
ту, а гумая—в темноте. Если внешние условия неблагоприят¬ ны для прорастания, семена могут длительное время сохра¬ няться в почве, не теряя всхожести. Т. Д. Лысенко 'и ряд его учеников, развивая свою точку зрения по вопросу видообразования, усматривают появление сорняков в поле в способности культурных растений пере¬ рождаться в сорные растения. Например, пшеница, овес мо¬ гут перерождаться в овсюг; озимая рожь — в костер ржаной и т. д. В одном из выступлений Т. Д. Лысенко сказал: «Био¬ логической наукой давно доказано, что одни виды растений, животных, микробов возникают из других. В частности, ов¬ сюг появляется из овса. Каждое растение питается из почвы, все зависит от пищи, все изменения в теле растения прежде всего зависят от изменения питания. Здесь исключительно Белика роль микроорганизмов. И вот для того, чтобы в ме¬ телке овса не появлялось овсюжного зерна, необходимо из¬ менить внешнюю среду, характер микрофлоры в почве» '. Это толкование одного из путей происхождения семян сорняков еще дискуссионно. КЛАССИФИКАЦИЯ СОРНЯКОВ Классификаций сорных растений много. Наиболее при¬ емлемой для практики следует признать классификацию, ос¬ нованную на учете важнейших биологических особенностей. Все сорняки делятся по типу их питания: на паразитов, питающихся за счет других растений, и зеленые расте¬ ния, типа самостоятельного питания. Рассмотрим каждую группу в отдельности. Растения-паразиты делятся на паразиты стеблевые и паразиты корневые. К стеблевым относятся все виды повилик, из которых наиболее широко распространены три вида: повилика клеверная (Cuscuta epithymum), льняная (С. epilinum) и полевая (С. arvensis). Все они— лишенные зеленой окраски безлистные однолетние растения (рис. 55). Вместо листьев у них имеются чешуйки. Корня нет. После прорастания семян в почве появившиеся стебли обвивают растение-хозяина; вскоре гаусториями (присосками) приса¬ сываются к стеблю и порывают связь с землей. К корневым паразитам относятся все виды заразих: зара¬ зиха подсолнечниковая (Orobanche ситапа), конопляная (О. ramosa), египетская (O.aegiptica), желтая (O.lutea) и др. 11 Т. Д. Л ы с е н к о. Всесоюзное совещание в колхозе «Заветы Ленина», Шадринского района, Курганской области, 7—10 августа 1954 г. Стенографический отчет. Сельхозгнз, М., 1954, стр. 103. 288
Заразиха подсолнечниковая и конопляная распространены в средней полосе, на юго-востоке и юге СССР (рис. 56). Кроме культурных растевий-хозяев они паразитируют на махорке, табаке, помидорах и ряде других растений, особен¬ но диких. Египетская заразиха (встречается в Казахстане, Дагестане, Восточном Кавказе) — на бахчевых и овощных культурах. Желтая заразиха встре¬ чается в южных районах и поражает бобовые травы. Все эти виды заразихи относятся к семейству за- разиховых. Паразит при¬ сасывается своими корня¬ ми к корням зеленого растения, питается его соками. Заразиха нередко доводит растение-хозяи¬ на до полного угнетения или гибели. Семена зара¬ зихи мелкие, как пыль; легко переносятся BefpoM и засоряют посевной ма¬ териал и почву. Семена заразихи прорастают с любой глубины пахотно¬ го слоя. Вред, причиняе¬ мый ею, огромен. В 1937 г. было подсчитано (Зажу¬ рило), что в 10 районах Рис. 55. Повилика клеверная Воронежской области сельское хозяйство потеряло из-за заразихи в год до 10 тыс. г зерна подсолнечника. Растения непаразитные, или зеленые, под¬ разделяются: на малолетники и многолетники. Малолетниками называют сорняки, которые в течение своей жизни плодоносят один раз и отмирают. Многолетниками — сорняки, плодоносящие несколько раз. К малолетникам относятся следующие биологические группы: эфемеры, яровые (ранние, поздние), зимующие, ози¬ мые и двулетники. Эфемеры заканчивают вегетацию в очень короткий срок, 19 Зак. 228 289
поэтому при благоприятных условиях за одно лето дают не¬ сколько поколений. К эфемерам относятся мокрица, звезд¬ чатка (Stellaria media) (рис. 57). Семена мелкие; при задел¬ ке на глубину более 3 см не прорастают; сохраняют всхо¬ жесть даже после прохождения через кишечник животных. Яровые сорняки дают одно поколение за лето. Всходы осенние, гибнут от зимних морозов. У од¬ них яровых сорняков се¬ мена созревают рано — полетай (овсюг), плевел опьяняющий, дикая редь¬ ка, торица, куколь. У дру¬ гих яровых сорняков се¬ мена созревают поздно — щетинник зеленый (или мышей), мышей сизый, куриное просо, курай, щирица обыкновенная. Овсюг-полетай (Avena fatua) — злостный ранний злаковый сорняк. Распространен во многих областях и республиках СССР. Он засоряет глав¬ ным образом яровые зер¬ новые культуры: овес, яч¬ мень, пшеницу. От овсю¬ га произошли все евро¬ пейские и азиатские сор- скрещивается с культур¬ ными овсами, давая естественные гибриды, или помеси. Овсюг отличается от овса опушениостью стебля и более темноокра- шенными наружными цветочными чешуями зерновок. Все зерна овсюга при созревании легко отваливаются. Надежным отличительным признаком овсюга от овса служит .наличие у каждого зерна при основании яйцевидного сочленения в ви¬ де ямочки (подковки). У культурных овсов такого сочлене¬ ния пет. Другой отличительный признак диких овсюгов — наличие сильно скрученной длинной коленообразной ости. Мно¬ гие формы овсюга по виду легко принять за овес. По весу, величине, форме и даже по окраске они бывают совершенно одинаковы (рис. 58). Рис. 56. Заразиха подсолнечннковая та культурного овса. Овсюг легко 290
Отделить овес от овсюга на машинах невозможно. Легче это удается сделать при сортировании пшеницы, ячменя и ржи при помощи триеров. Зерна овсюга ввиду того, что они созревают раньше других хлебов и до уборки осыпаются, сильно засоряют почву. После созревания овсюг требует пе¬ риод покоя не менее 5 месяцев. Семена его сохраняют всхо- Рис. 57. Мокрица звездчатая жесть в почве более одного года. Дружное прорастание се¬ мян наблюдается при наличии влаги в почве, темпера¬ туре 20° и заделке семян на глубину 5—10 см. Плевел опьяняющий (Lolium temulentum) — зла¬ ковый сорняк (рис. 59), встречается главным образом в лес¬ ной полосе СССР.‘Засоряет яровые хлеба: овес, ячмень, а иногда и озимую пшеницу. Зерновки плевела ядовиты. Ядо¬ витость зерна зависит от грибка, симбиотически живущего в зерновках плевела, который вырабатывает алкалоид темулин. Образование алкалоида часто связано с длительной и дождли¬ вой погодой. Плевел размножается семенами, которые труд¬ но отделить от мелких семян культурных растений. Прорас¬ 19* 291
тает дружно при влажной почве с глубины 5—8 см (осенью и весной). Дикая редька (Raphanus raphanistrum) из семейства крестоцветных (рис. 60). Засоряет яровые культуры в не¬ черноземной полосе. Размно¬ жается члениками стручка. В каждом членике находится од¬ но семя. После созревания стручок опадает и засоряет ную всхожесть. Дружные всхо- почву. Семена имеют недруж- ды можно получить во влажной Рис, 58. Овсюг полетай Рис. 59. Плевел опьяняющий почве на второй год и ори условии заделки члеников не глуб¬ же 5 см. Членики, заделанные в почву глубже 5 см. всходов не дают. Если стручки попадаются при уборке урожая, то при обмолоте они легко распадаются на отдельные членики вели¬ 292
чиной, близкой к размеру зерен хлебов, и становятся трудно отделимы. Горчица полевая (Sinapis arvensis) из семейства крестоцветных. По внешнему виду и характеру биологиче¬ ских особенностей напоминает дикую редьку. Горчицу поле¬ вую и дикую редьку часто смешивают как одну с другой, так и с сурепкой. Несмотря на их большое сходство, между ними есть и значительные различия. Прежде всего горчица полевая и дикая редька — сорняки однолет¬ ние; размножаются только семенами. Сурепка—сорняк многолетний; размножается не только семенами, но и корнеотпрысками. Горчицу полевую от дикой редьки можно отличить по всходам. Семядоли всходов горчицы на вершине имеют клино¬ видную выемку длиной 5— 7 мм и шириной 10—12 мм у основания, а дикой редьки выемка более крупная и пря¬ мая (в длину и ширину от 10 до 16 мм). Цветок горчи¬ цы полевой желтый; дикой редьки — бледно-желтый, а иногда почти белый. Струч¬ ки у горчицы четырехгран¬ ные или овальные, к осно¬ ванию расширяются. На конце острый четырехугольный носик. Распространена горчи¬ ца повсеместно в черноземной и нечерноземной полосах СССР; к северу — меньше засоряет яровые хлеба. Семена мелкие, округлой формы, разной окраски (от светлой до тем¬ ной). В сухом состоянии всхожесть сохраняется до 7, а в поч¬ ве— не менее Шлет. Семена горчицы машинами легко отде¬ ляются от зерен хлебных злаков. Марь белая (Chenopodium album). Из семейства ма¬ ревых (лебедовых). Очень широко распространенный сорняк. Она засоряет все посевы полевых и овощных культур, но осо¬ бенно сильно изреженные посевы озимых культур. При бла¬ Рис. 60. Дикая редька 293
гоприятных условиях растение мари сильно разрастается, до¬ стигает в высоту более метра. Плодовитость ее огромна. Се¬ мена мари разной крупности и различной окраски; после со¬ зревания легко осыпаются. Процент всхожести меняется. Вследствие растянутости периода прорастания семян, твер¬ дости их оболочек семена могут лежать в почве года¬ ми, не теряя всхожести. Рис. 62. Куколь Гречишка птичья, или спорыш, гусятник (Polygonum aviculare) из семейства гречишных. Широко распространенный сорняк. Повсеместно встречающаяся мел¬ кая трава — спутник всех дорог, выгонов. На полях встре¬ чается в посевах озимых культур, в изреженном травостое многолетних трав, на парах и поливных участках. Засоряет хлопчатник и рис. Стебли почти стелющиеся. Семена распро¬ 294
страняются, приставая с грязью к ногам, колесам и т. п. Прорастание семян наблюдается при заделке их в почву на значительную глубину. Осенью обычно всходов не дают. Вес¬ ной прорастают дружно. Гречишка вьюнковая, или повитель (Poly¬ gonum convolvulus), из семейства гречишных. Распростране¬ на повсеместно. Ее часто смешивают с многолетним вьюнком-березкой благо¬ даря некоторому сходст¬ ву в листьях и вьющихся стеблях. Повитель обви¬ вает стебель культурных растений и тем самым способствует полеганию хлебов. Семена засоряют зерно. Ввиду большого сходства семян гречишки вьюнковой с мелкими се¬ менами обыкновенной по¬ севной гречихи машинное сортирование их затруд¬ нено. От зерна всех хлеб¬ ных злаков гречишка от¬ деляется сравнительно легко. Торица полевая (Spergula arvensis) из се¬ мейства гвоздичных {рис. 61). Распространена в нечерноземной полосе. Часто засоряет лен. Дру¬ гие расы засоряют посе¬ вы яровых и озимых куль¬ тур. Семена созревают ра¬ но и осыпаются на почву. Всходы торицы похожи на всходы сосны. Торица полевая — растение нижнего яруса. Листья узкие, линейные; цветы белые мелкие. Куколь (Agrostemma githago) из семейства гвоздичных (рис. 62). Распространен очень широко. Засоряет в основном яровые посевы. Семена в большинстве случаев попадают в урожай. Куколь свободно отделяется от зерна с помощью триера. 295
Мышей сизый (Setaria glauca) из семейства злако¬ вых. Распространен почти повсеместно, за исключением се¬ верной полосы. Засоряет в основном хлеба, пропашные куль¬ туры и особенно посевы проса. Зерновки мышея прорастают позже других яровых сорняков и позже ранних яровых куль¬ тур. Для их прорастания почва должна быть про¬ грета. Зерна мышея, как и его всходы, трудно от¬ личимы от зерен и всхо¬ дов проса. Период покоя зерен мышея после осы¬ пания равен 3—4 меся¬ цам. Прорастают зерна лучше при мелкой задел¬ ке (3—6 см). Мышей зеленый, или щетинник (Se¬ taria viridis), из семейст¬ ва злаковых. Как и мы¬ шей сизый, распространен повсеместно, но чаше встречается в более север¬ ных районах. Высота ра¬ стения несколько ниже; семена более мелкие (чем у мышея сизого). Во влажные годы вместе с мышеем сизым широко разрастается по жнивью. Куриное просо (Panicum crus galli) из семейства злаковых (рис. 63). Распростране¬ но так же широко, как и мышей. По своим биологическим особенностям сходно с мьг- шеем. Развивается в основном во второй половине лета. За¬ соряет пропашные культуры, просо, огороды, разрастается по жниве. Куриное просо и близкие к нему виды — рисовое просо (Р. orizicola) и курмак (Р. тасгосагра) — злостный засоритель риса. Куриное просо не переносит затопления. Курай, или поташник (Salsola ruthenica, или S. kali) из семейства маревых (рис. 64). Распространен в степ¬ ной полосе на юге и юго-востоке. Яровое растение, крайне 296
засухоустойчиво, но может переносить и заболоченность поч¬ вы. Засоряет яровые посевы и разрастается по жнивью, час¬ то образуя большие шарообразные рыхлые кусты. После со¬ зревания семян растение засыхает, легко отрывается от кор- Рис. 65. Щирица обыкновенная Рис. 66. Ярутка полевая ня и перекатывается ветром по полю, оставляя по пути свои семена (отсюда местное название его «перекати-поле»). Се¬ мена сохраняют всхожесть в почве 2 года. Зола стеблей со¬ держит много поташа. Щирица обыкновенная, или краснуха (Ата- ranthus retroflexus) из семейства амарантовых (рис. 65). Рас¬ пространена повсеместно, кроме севера. По биологии сходна 297
с лебедой, но еще более плодовита. Засоряет пропашные культуры (картофель, свеклу), а также встречается и в позд¬ них хлебах. Семена щирицы прорастают лишь на поверх¬ ности почвы и требуют высоких температур, механических и Рис. 67. Василек синий других воздействий (повреждения оболочки). В силу этих биологических особенностей щирица появляется позже дру¬ гих сорняков. Пропашка и мотыжение содействуют ее про¬ растанию. Междурядья рекомендуется обрабатывать не про¬ пашными, а подрезывающими орудиями. 298
К зимующим сорнякам относятся ярутка полевая, васи¬ лек синий, ромашка непахучая, живокость посевная. Ярутка полевая, или денежник (Thlaspi arvense) •относится к семейству крестоцвет¬ ных (рис. 66). Распространена повсеместно. Имеются зимующая и яровая формы. Засоряет яро¬ вые и озимые хлеба. Встречается на огородах, дорогах, среди про¬ пашных культур. Сорняк нижне¬ го яруса. Цветение и созревание идет неравномерно с весны до осени. Семена сохраняют всхо¬ жесть много лет. Более полные и дружные всходы появляются с небольшой глубины. Василек синий (Centa- urea cyanus) из семейства слож¬ ноцветных (рис. 67). Распростра¬ нен главным образом в нечерно¬ земной полосе; к югу встречается реже. Имеются зимующая и яро¬ вая формы. Засоряет озимые и яровые культуры. Семена ва¬ силька засоряют почву и зерно. Осыпавшиеся семена более друж¬ но прорастают с глубины 1 см; с глубины более 7 см не прора¬ стают. Всхожесть не теряют мно¬ го лет. Стебель ветвящийся, цвет¬ ки голубые, бледно- и ярко-си¬ ние. Сорняк среднего яруса. Со¬ зревает одновременно с культур¬ ными растениями. Ромашка непахучая {Matricaria inodora) «з семейст¬ ва сложноцветных (рис. 68). Рас¬ пространена повсеместно, но на юге степной засушливой полосы встречается только в балках. Засоряет озимые, яровые и особенно изреженные посевы, включая и многолетние травы. Развивается не только как зи¬ мующая, но и как озимая форма. Размножается семенами, засоряя главным образом почву. Рис. 68. Ромашка непахучая 299
Живокость посевная (Delphinium consolida) от¬ носится к семейству лютиковых. Широко распространенный сорняк, особенно среди озимых хлебов лесной полосы; на юге встречается реже. Всходы наблюдаются весной и осенью. Растение среднего яруса. Цветки темно-синей окраски. Созре¬ вают одновременно с культурными растениями. К озимым сорнякам относятся метлица полевая, костер ржаной и костер полевой. Метлица полевая (Арега, или Agrostis spica venti) из семейства злаковых. Распространена главным образом в лесной и лесостепной полосах. Засоряет озимые культуры. Сорняк среднего яруса. Созревает одновременно с культур¬ ными растениями. Часть семян осыпается на почву, а часть попадает с урожаем. Семена лучше прорастают с поверхно¬ сти почвы и не прорастают при покрытии их землей даже в несколько миллиметров. Особенно обильно разрастается на местах погибших от вымокания или вымерзания озимых. Костер ржаной (Bromus secalinus) из семейства злаковых (рис. 69). Распространен в лесной и лесостепной полосах, на юге не встречается. Засоряет, как правило, ози¬ мую рожь, реже — озимую пшеницу. Созревает одновремен¬ но с культурными растениями. Машинами отсортировывает¬ ся, но с трудом. Костер полевой (Bromus arvensis) относится к се¬ мейству злаковых. Ареал распространения более широкий, чем у предыдущего вида; встречается и на юге. Зерновки бо¬ лее мелкие, чем у ржаного костра. От зерна хлебных злаков отделяются легче. К двулетним сорнякам относятся донник, икотник, черто¬ полох, или колючки, белена черная, резак, капуста степная и др. Полный цикл развития у этих растений протекает за 2 года. В первый год они образуют розетку листьев или не¬ большие стебли, а на второй — бурно развиваются и плодо¬ носят. Если семена этих сорняков прорастут с осени, то рас¬ тение, как правило, перезимовывает дважды, прежде чем об¬ разует семена (это одна из биологических особенностей). Часть двулетних сорняков после плодоношения не отмирает, а продолжает жить третий год (этим они напоминают много¬ летние растения). Донник желтый (Melilotus officinalis) (рис. 70) и донник белый (М. albus) из семейства бобовых. Ши¬ роко распространены во всех районах, за исключением севе¬ ра. В черноземной, а иногда и лесостепной зонах донник об¬ разует большие заросли. Стебли донника, особенно желтого, 300
грубые, высокие, сильно ветвящиеся. Растет не только на по¬ лях, но и на пойменных лугах, вдоль шоссейных, грунтовых и железных дорог. Донники относятся к хорошим медоносам, кормовым и сидеральным (на песчаных почвах) растениям. За последние годы его все чаще стали использовать как ле¬ карственное растение (в желтом доннике содержится алка¬ лоид кумарин). Этот вид донника не рекомендуется скарм¬ ливать молочному скоту, так как кумарин придает молоку неприятный вкус. Семена донника покрыты водонепроницае¬ мой оболочкой; в 'почве сохраняют всхожесть десятки лет. Семена лучше прорастают с небольшой глубины (до 5 см). Подрезанные растения легко отрастают. Борьба с донником вполне посильна при помощи системы обработки почвы. Чертополох акантористый (Carduus acanthoi- des) и чертополох пониклый (С. nutans) из семей¬ ства сложноцветных. Крупвостебельные растения (достигают высоты до 2 м) с колючими листьями и стеблями. Распрост¬ ранен главным образом в черноземной полосе и на юге. За¬ соряет поздние пары, пустыри и зерновые хлеба. Семена со¬ зревают раньше хлебов и при помощи летучек легко разно¬ сятся ветром на большие расстояния. Прорастают семена с небольшой глубины на второй год после созревания. Эти сорняки успешно уничтожаются обработкой почвы. Резак (Falcaria rivini) относится к семейству зонтич¬ ных. Распространен в черноземной полосе и на юге. Засо¬ ряет полевые и огородные культуры. Корень резака стержне¬ вой, длиной до 1 м, при подрезании легко отрастает, давая побеги по типу многолетних растений. Капуста степная (Brassica elongata) из семейства крестоцветных. Распространена на Украине. Засоряет яро¬ вые и реже — озимые хлеба. Крупностебельное растение вы¬ сотой до 1,5 м. Размножается семенами. После созревания растение отрывается от корня и переносится ветром на боль¬ шие расстояния, засоряя почву семенами. Свербига (Bunias orientalis) из семейства крестоцвет¬ ных. Распространена очень широко. Засоряет главным обра¬ зом яровые посевы. Образует длинные корни, которые при подрезании способны отрастать, как многолетнее расте¬ ние. Белена черная (Hyoscyamus niger). Принадлежит к семейству пасленовых. Распространена в основном на юге (специфический засоритель мака). Нередко встречается на мусорных местах, около жилья, по огородам и садам. По об¬ щему виду сходна с однолетней беленой. Все части растения 302
сильно ядовиты. Всходы белены появляются только при мел¬ кой заделке семян, в теплой и влажной почве. Амброзия полыннолистная (Ambrosia artemi- siafolia). Малолетний карантинный сорняк из семейства сложноцветных. Распространена широко в Ставропольском и Краснодарском краях, Грозненской, Куйбышевской, Орен¬ бургской, Волгоградской, Ростовской областях, Абхазской, Кабардинской, Северо-Осетинской и Башкирской автоном¬ ных республиках, в ряде областей Украины. Засоряет посевы на полях, огородах, в садах, растет по дворам, улицам, на приусадебных участках, по размывам рек. Амброзия очень живуча, она отрастает даже после многократных подкашива¬ ний. Семена ее разносятся водой и сохраняют всхожесть в почве до 4—5 лет. Всходы появляются после того, как почва хорошо прогреется. По внешнему виду амброзия похожа на полынь (чернобыльник). Стебель ветвящийся, достигает вы¬ соты до 2—2,5 м. Растение покрыто белыми волосками и ка¬ жется почти серым. Амброзия отнимает у культурных растений очень много питательных веществ. Основные меры борьбы с этим злост¬ ным сорняком — лущение, глубокая зяблевая вспашка, а на чистых парах — многократное лущение поля. На незасеян¬ ных землях можно уничтожить гербицидом 2,4 ДУ— 1—3 кг на 800—1000 л воды на гектар. Многолетние сорные растения в отличие от однолетних и двулетних размножаются и семенами и вегетативно. После плодоношения они не отмирают полностью. С наступлением весны многолетники вновь отрастают от корней, их почек, корневищ, луковиц. Плодоносят они в течение многих лет. В силу такой биологической особенности борьба с многолет¬ никами сильно осложнена. К группе многолетних сорняков относятся представители растений многих ботанических се¬ мейств. Они имеют мощные глубоко проникающие в почву разветвленные корни. Наиболее широко распространенными злостными из многолетников являются корневищные, корне¬ отпрысковые, стержнекорневые сорняки. Корневищевые сорные растения широко распространены. К ним относятся наиболее часто встречающиеся: пырей обык¬ новенный, или ползучий, острец, гумай, свинорой, хвощ поле¬ вой и др. Пырей обыкновенный, или ползучий (Agro- pyrum repens, или Triticum repens) (рис. 71), из семейства злаковых. Распространен почти повсеместно. Лучше растет на рыхлых почвах. Размножается семенами и корневищами. зоа
Основная масса корневищ располагается на глубине 10 см. Корневища—подземный стебель с большим количеством глаз¬ ков или почек, способных давать новые побеги. Почки на междоузлиях корневищ, как и сами корневища, у пырея неоднородны и неоднокачественны. Старые корневища еже¬ годно отмирают, оставляя на смену себе новые корневища. Почки молодых междоузлий способны к более быстрому от¬ растанию по сравнению со старыми. Проростки корневищ вы¬ ходят на поверхность почвы в виде шилец. От корневищ отхо¬ дят тонкие мочковатые корни. Надо иметь в виду, что даже самый небольшой отрезок корневища, если на нем есть хотя бы одна живая почка, способен дать новое растение. Рас¬ сечение корневищ на части и оставление их в поверхностной части почвы влечет за собой бурное развитие пырея. Кор¬ невища, мелко рассеченные дисковым орудием и глубоко за¬ деланные в почву культурным плугом с предплужником, не отраждаются. Острец (Agropyrum ramosum), как и пырей, — колосо¬ видный злак (рис. 72). Широко распространен на юго-восто¬ ке европейской части СССР, в юго-западной Сибири, Казах¬ стане и ряде других республик Средней Азии. Здесь он как бы замещает пырей ползучий, будучи более выносливым к засухе и морозам. Корневища его залегают глубже, чем у пырея. Размножается почти всегда вегетативно. Борьба с ним еще более трудная. Г у м а й (Andropogon halepensis) из семейства злаковых. Карантинный сорняк. Распространен преимущественно в За¬ кавказье и среднеазиатских республиках. Засоряет орошае¬ мые посевы хлопчатника, сорго, суданской травы, пропашных культур, а также виноградники. Размножается корневищами и семенами. Семена всходят при заделке их в почву на глу¬ бину до 5 см. Свинорой, или пальчатая трава, собачий зуб, лапка (Cynodon daciylon) (рис. 73). Распространен в Крыму, по Черноморскому побережью Кавказа и в Сред¬ ней Азии. Корневища полосатые, хрупкие, крайне живучи, за¬ легают на плотных почвах на глубине до 18, а на рыхлых до 30—40 см. Правильная обработка почвы и загущенные посе¬ вы культуры, сильно затеняющие почву,— эффективная мера борьбы со свинороем. Хвощ полевой (Equisetum arvense) из семейства хвощевых (рис. 74). Распространен во всей лесной, в значи¬ тельной мере в лесостепной и частично даже в черноземной полосах. Засоряет посевы хлебных злаков и луга. Кислот¬ 20 Зак. 228 305
ность и сильное увлажнение почвы способствуют его размно¬ жению. Хвощ образует двоякого рода стебли (побеги): ран¬ ней весной розоватые, без веточек, плодущие, оканчивающие¬ ся споровыми колосками и быстро засыхающие; летом — зе¬ леные бесплодные, с мутовчато расположенными веточками, Рис. 73. Свинорой по внешнему виду похожие на елочки. Размножается как спорами, так и корневищами. Корневища его вертикально проникают в почву на глубину от 30—50 см до 1 м и более. От вертикального корневища в несколько ярусов отходят го¬ ризонтальные корневища. Они пускают вверх отпрыски, вы¬ ходящие на поверхности в виде бесплодных побегов. Борьба с хвощом полевым очень трудна. Комплекс мер: глубокая обработка, известкование почвы, правильный сево- 306
+■
оборот и дренаж, — позволяет изжить этот злостный сорняк. Наряду с хвощом полевым в лесной полосе следует разли¬ чать другие его виды: лесной (Е. silvaticum), луговой (Е. рга- tense) и болотный (Е. palustre). Корнеотпрысковые сорные растения представлены наибо¬ лее злостными <и часто встречающимися: будяк полевой, или осот розовый; осот полевой желтый; молокан, или осот голу¬ бой, татарский; вьюнок полевой, березка; сурепка и др. Будяк полевой, или осот розовый (Cirsium arvense) из семейства сложноцветных (рис. 75). Распростра¬ нен главным образом в степной полосе. Очень обременитель¬ ный сорняк. Засоряет все посевы. Размножается семенами и подземными частями. Всхожесть семян большая. Для про¬ растания требуются высокие температуры (25—30°). Про¬ растают семена лучше с поверхности почвы, а при заделке глубже 5 см не всходят. Стержневой корень проникает на глубину до 4 м и более. На главном корне в верхней его ча¬ сти и на боковых корнях развиваются почки, из которых об¬ разуются надземные розетки и стебли. Уничтожают осот си¬ стематическим подрезанием и глубокой вспашкой в системе севооборота. Осот полевой, или желтый (Sonchus arvensis) (рис. 76). Относится к семейству сложноцветных. Распростра¬ нен повсеместно, но в засушливых районах юго-востока встречается реже. Засоряет посевыГ Размножается как семе¬ нами-летучками, так и корневой порослью. Расположение корневой системы осота полевого по сравнению с будяком более мелкое (чаще на глубине 20—30 см от поверхности). Основная опасность засорения почвы осотом состоит в рас¬ пространении его хрупких поверхностных корней; даже не¬ большие кх части могут давать поросль. Семена лучше про¬ растают при мелкой (1—2 см) заделке в почву. Стебли го¬ лые, содержат млечный сок. Борьба с осотом полевым легче, чем с будяком. Систематическое подрезание орудиями по¬ верхностной обработки почвы и глубокая вспашка позволяют уничтожить осот. Молокан, или осот голубой, татарский (Mulgedium tataricum) (рис. 77), принадлежит к семейству сложноцветных. Распространен в засушливых районах евро¬ пейской и азиатской частях СССР. Размножается семенами- летучками и главным образом корневой порослью. Корневая система сходна с корневой системой осота розового. В отли¬ чие от будяка молокан не боится ни уплотненных, ни засо¬ ленных почв. Корни его, содержащие млечный сок, более 308
хрупки « ломки. Обломки молокана отрастают значительно быстрее, чем у будяка. На месте излома или среза старых корней благодаря большому притоку корневых соков часто образуется утолщение, похожее на клубень, которое и служит источником питательных веществ для молодой поросли. Из приведенной характеристики видно, что по биологическим особенностям жизненности молокан сочетает в себе вредные сопровождается большими потерями урожая. Корневая си¬ стема вьюнка стержневая, мощная, идет вглубь на 1—1,5 м и более. Отрезки или обломки корня способны давать из по¬ чек поросль. Размножается вьюнок не только корнями, но и семенами. Меры борьбы с вьюнком те же, что и с осотом. Сурепка обыкновенная (Barbarea vulgaris) от¬ носится к семейству крестоцветных. Распространена повсе¬ местно. Засоряет посевы, а нередко и паровые поля. Цветки ярко-желтые, -имеют медовый запах. Сурепка размножается и семенами и вегетативно корнеотпрысками. Щавель малый, или кисленький (Rumex асе- tosella), из семейства гречишных. Распространен преимуще¬ качества злостных сорня¬ ков — осота розового и осо¬ та желтого. Борьба с моло¬ каном нелегкая, но посиль¬ ная при правильном сево¬ обороте и правильной обра¬ ботке почвы. Рис. 78. Вьюнок полевой Вьюнок полевой, или березка (Convol¬ vulus arvensis) (рис. 83), из семейства вьюнковых. Рас¬ пространен повсеместно, кроме севера. Засоряет все зерновые культуры. Обви¬ вая стебли культурных рас¬ тений, вьюнок предраспола¬ гает их к полеганию, со все¬ ми вытекающими отсюда последствиями — меньшим оплодотворением, понижен¬ ной озерненностью, а в сы¬ рую погоду хлеб гниет и погибает. Уборка зерновых культур, засоренных вьюн¬ ком, крайне затруднена и 310
ственно в нечерноземной полосе. Засоряет посевы и паровые поля. Размножается главным образом корневыми почками сложной многоярусной корневой системы. Мелкие семена ща¬ веля трудно отделить от семян белого клевера. Наличие ща¬ веля малого на полях обычно принято считать признаком кислой почвы, однако это не всегда верно. Эффективными мерами борьбы с щавелем малым, как и вообще с корнеот¬ прысковыми растениями, нужно считать в первую очередь ме¬ ры агротехнического комплекса. Кроме описанных групп сорняков А. И. Мальцев выделяет в особую группу стержнекорневые сорняки. К ним относятся щавель кислый (Rumex acetosa), щавель курчавый (R. cris- pus), хлопушка (Silene inf lata), подорожник ланцетовидный (Plantago lanceolata), полынь горькая (Artemisia absinthium), цикорий дикий (Cichorium intibus) и др. МЕТОДЫ УЧЕТА СОРНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ Эффективная борьба с сорняками возможна при условии предварительного изучения и учета их. В результате знаком¬ ства с биологией сорных растений мы знаем, что одни из них размножаются семенами, другие — семенами и вегетативны¬ ми органами. Следовательно, в первую очередь надо знать видовой и количественный состав травостоя на полях, огоро¬ дах, в садах, на лугах, пастбищах. Но этого недостаточно. Полнота изучения сорной растительности требует учета ее не только в состоянии вегетации, но и в период покоя. Необ¬ ходимо знать видовой состав и количество семян сорняков в посевном материале, а в почве следует учитывать и наличие корневищ. Изучать и учитывать сорную растительность мож¬ но полевыми и лабораторными методами. Учет засоренности посева проводится глазомерным и ве¬ совым методами. Количество каждого сорного вида по отно¬ шению к культурному растению учитывается глазомерно, по четырехбалльной системе А. И. Мальцева. Баллом 1 обозна¬ чают вид сорняка, встречающегося в посеве единичными эк¬ земплярами; 2 — встречается чаще, но экземпляров все-таки мало; обыкновенно они теряются среди массы культурных растений; 3 — количество экземпляров большое, но культур¬ ные растения преобладают; 4 — данный вид сорного растения преобладает количественно над культурными растениями, глушит их. Оценка засоренности посева, произведенная глазомерно, может дополняться весовым методом (более точно). В этом 311
случае закладываются пробные площадки в 1 кв. м. С проб¬ ных площадок срезают все сорные и культурные растения, со¬ бирают в снопики; снопики разбирают по отдельным видам растений, измеряют в сантиметрах общую длину каждого вида растений, пересчитывают число стеблей, а затем их вы¬ сушивают. Сухую массу культурного растения и засоряющих его сорняков (для каждого вида в отдельности) взвешивают и определяют процент засоренности как по весу, так и по чис¬ лу экземпляров. Точность учета степени засоренности посе¬ вов зависит от числа пробных площадок и правильности вы¬ бора места их закладки. Естественно, чем больше взято проб¬ ных площадок в различных типичных местах посева, тем на¬ дежнее данные. Учет засоренности посевного материала проводится лабо¬ раторным методом и по инструкциям контрольно-семенных станций. Он сводится к следующему. До очистки семян берут среднюю пробу, взвешивают, а затем из нее выделяют семе¬ на сорняков (плоды). Весовое количество сорных семян, вы¬ раженное в процентах к весу пробы, называется засорен¬ ностью урожая сорными растениями. Таким же способом в порядке контроля поступают при определении засоренности посевного материала и после проведения очистки его от сор¬ няков. Установление фактического состояния чистоты посев¬ ного материала позволяет видеть и дать заключение о пов¬ торной или о новой очистке на другого рода машине. Количественный учет засоренности семян решает задачу не до конца. Следует знать и видовой состав сорных семян. Оп¬ ределение видового состава семян сорных растений произво¬ дится по специальным определителям или путем сравнения с составленными образцами коллекций семян сорняков. Учет засоренности почвы рекомендуется проводить до по¬ сева культуры и после снятия урожая. Два срока берутся для того, чтобы установить соотношение между имеющимися уже в почве сорными зачатками и вновь появляющимися. Для от¬ бора образцов почвы выделяются участки, по возможности одинаковые по обработке, севообороту, культуре и проч. Об¬ разцы берут на глубину пахотного слоя при помощи спе¬ циального бура Шевелева или Калентьева (рис. 79), он по¬ зволяет разделять почву по слоям. Если бура нет, для взятия образцов почвы делают небольшой разрез и постепенно бе¬ рут сначала 0—5 см, затем 5—10, 10—15, 15—20 см. Взятые образцы почвы обрабатывают для выделения из них сорных семян. Более точный метод для этого — метод примене¬ ния смеси бромоформа (4 части) и серного 312
эфира (5 частей), удельный вес 1,7. Образчик сухой почвы погружают в эту смесь. Минеральные частицы оседа¬ ют на дно, а органические—всплывают наверх. Органические вещества снимают, просушивают и выделяют семена сорняков обычным способом. Наряду с описанным ме¬ тодом могут применяться и другие, как например, м е- тод промывки образ¬ цов почвы водой через медные сита с отверстиями в 0,25 мм. Через такие сита лег¬ ко проходит почва с неболь¬ шим количеством крупных ми¬ неральных частиц, а семена сорняков, величина которых больше 0,25 мм, остаются на сите. Технически это делается так. Ситечко с насыпанной в него пробой почвы погружают в ведро с водой примерно на 2/з его высоты; почву тщатель¬ но смачивают при размешива¬ нии ее кистью до тех пор, по¬ ка минеральные частицы не пройдут через отверстия сита. После этого промывку уже проводят в другом ведре с чи¬ стой водой. Оставшиеся на си¬ те семена и другие органиче¬ ские вещества просушивают, а потом разбирают обычным по¬ рядком. Недостатки этого спо¬ соба: во-первых, неулавлива- ние мелких, как пыль, семян заразихи и ей подобных сор¬ няков; во-вторых, затруднение анализа промытого образца при определении семян сорняков в том случае, когда почва содержит значительное количество песку. Можно дополни¬ тельно обработать промытый и просеянный образец смесью бромоформа и серного эфира, как это делается при выше изложенном первом методе. В таком случае простой метод по существу становится комбинированным. Он требует значительно меньшей затраты Рис. 79. Бур Калентьева (де¬ таль — вставная пластинка) 313
дорогого бромоформа. Комбинированный метод целесообразно применять при большом количестве анализов. Засоренность почвы выражается числом семян на гектар путем соответствующего пересчета. Засоренность почвы кор¬ невищами определяется количеством корневищ (длина, вес, число глазков) на единицу площади. Данные, полученные в результате учета засоренности посева, посевного материала и почвы дают достаточно ясную и полную картину наличия сорной растительности на полях и ее качественную характе¬ ристику. Изучение и учет засоренности полей колхозов и сов¬ хозов позволит провести картирование сорняков, что в свою очередь поможет при планировании агротехнических и других мероприятий по борьбе с ними. ОСНОВНЫЕ ПУТИ И МЕРЫ БОРЬБЫ С СОРНЯКАМИ Агрономическая наука уже давно поставила перед собой и практикой сельского хозяйства задачу окончательного унич¬ тожения сорной растительности. Однако эта задача еще не решена. Сорняки продолжают приносить огромный урон на¬ родному хозяйству. Можно ли вообще уничтожить сорняки на полях, если не во всем масштабе на земле, то хотя бы в масштабе хозяйства, района, области, государства? Да, мож¬ но, при условии строгого проведения определенной системы мероприятий. Все меры борьбы делят на две группы: меры предупреди¬ тельные и меры истребительные. Предупредительные меры: ликвидация лишних меж и своевременное скашивание межников и обочин дорог; свое¬ временное кошение лугов; тщательная очистка посевного ма¬ териала; дача корма скоту без всхожих семян сорняков; про¬ ведение внутреннего и внешнего противосорнякового каран¬ тина. Уже из перечня мер профилактического характера вид¬ но, что в каждом хозяйстве можно сделать многое для за¬ труднения распространения сорной растительности. Если же в хозяйстве не проводятся соответствующие мероприятия, на¬ пример, не окашиваются межники и обочины дорог, различ¬ ные пустыри, то сорняки здесь плодоносят, и такие места служат очагами -их распространения. Если травостой лугов скашивают поздно, когда семена сорняков успели созреть, то сено будет источником засорения навоза, так как многие се¬ мена, проходя через кишечник животных, не теряют жизне¬ способности. Следует строго соблюдать правило посева куль¬ туры только семенами, полностью очищенными от сорняков. Исключительно большое профилактическое значение имеет 314
правильная агротехника. Так, например, подбор сортов куль¬ турных растений, приспособленных к местным условиям, по¬ зволяет вытеснять сорняки во время вегетации растений. Своевременность посева, применение повышенных норм вы¬ сева, прогрессивные способы посева, своевременная подкорм¬ ка и уборка урожая — все это важные меры борьбы, не тре¬ бующие дополнительных материальных затрат. Среди предупредительных мер видное место занимает лротивосорняковый карантин. Под карантином растений по¬ нимают систему государственных мероприятий, цель которых недопустить завоз в страну из иностранных государств опас¬ ных вредителей, злостных сорняков и возбудителей болезней растений (внешний карантин). В СССР карантинная служ¬ ба организована в 1931 г.'. Государственная служба внеш¬ него (межгосударственного) и внутреннего (внутри страны) карантина растений сосредоточена в Министерстве сельского хозяйства и заготовок СССР. В союзных и автономных рес¬ публиках, областях (краях) функционируют карантинные ин¬ спекции. Кроме того, имеются карантинные лаборатории. К карантинным сорнякам относятся повилика, горчак ро¬ зовый, гумай, амброзия, паслен колючий, софора лисохвост- ная, паспалюм двухрядный, сыть круглая. Список карантин¬ ных сорняков может меняться. В борьбе с карантинными сорняками кроме общих мер проводятся специальные мероприятия. Для семенных хо¬ зяйств и семенных участков отводятся почвы, чистые от ка¬ рантинных сорняков; осуществляются специальные меропри¬ ятия по уничтожению сорняков до цветения на всей террито¬ рии, где найдены эти сорняки; посевной материал, засорен¬ ный карантинными сорняками, хранят и очищают в отдель¬ ных помещениях; непригодные для хозяйства растительные •отбросы уничтожают; перевозка семенного материала, засо¬ ренного карантинными сорняками, без специального разре¬ шения инспекции по качеству семян запрещается. К истребительным мерам относятся рациональное чередо¬ вание культур в севооборотах; сжигание в отдельных случаях жнивья; лущение жнивья и пара; правильная предпосевная •обработка; правильная система обработки почвы; мульчиро¬ вание посевов; введение селекционных сортов (заразихоус¬ тойчивых) ; применение повышенных норм высева; своевремен¬ ная и доброкачественная междурядная пропашка; применение химических средств борьбы (гербициды); дренаж участков. 11 Первый закон но карантину растений в России был издан в 1873 г 315
В дополнение к мерам профилактическим система меро¬ приятий истребительного характера — необычайно эффектив¬ ное средство в деле ликвидации сорной растительности. Одно из центральных мест в комплексе мероприятий по борьбе с сорняками занимает система земледелия, включающая пра¬ вильный севооборот и глубоко продуманную систему обработ¬ ки почвы. Например, злостные сорняки — заразиха и повилика — при чередовании в севообороте растений-хозяев с другими культурами, не находя необходимую среду для питания, от¬ мирают. Другой пример — многие разнообразные сорняки сплошного посева зерновых культур, где они подчас свобод¬ но вегетируют, легко уничтожить при широкорядном посеве путем обработки междурядий. Умело избранный и своевременно проведенный прием об¬ работки почвы может дать поразительные результаты. На¬ пример, весеннее боронование всходов яровых культур на ря¬ ду с улучшением водно-воздушного и питательного режима почвы уничтожает колоссальное количество различных сор¬ няков. Весеннее предпосевное лущение, или культивация, почвы также приносит пользу. Это особенно важно делать в отно¬ шении сорняков, не прорастающих осенью, а пробуждающих¬ ся в теплой почве весной (овсюг, щетинник сизый и др.). В данном случае следует несколько выждать с посевом, как это делает Т. С. Мальцев, дать прорасти сорнякам, а потом уничтожить их. При позднем посеве применяются скороспе¬ лые сорта. Лущение жнивья тотчас или вскоре после уборки позволяет уничтожать сорняки нижнего яруса, а вместе с тем и предрасполагает к прорастанию и последующей гибели семена многих сорняков. Зяблевая глубокая вспашка, отвальная и безотвальная; пропашка междурядий широкорядных посевов весьма эффек¬ тивны в борьбе с сорняками. За последние годы в дополнение к комплексу агротехни¬ ческих мероприятий все с большим успехом стали применять¬ ся химические меры 'истребления сорной раститель¬ ности. Химические препараты, при помощи которых уничто¬ жают сорняки, называют гербицидами. Гербициды делятся на две группы: сплошного действия и избирательного. Гербициды сплошного действия уничтожают все виды рас¬ тений. К ним относятся: хлораты, сульфамат аммония, мышь¬ яковистокислый натрий, роданистый аммоний и др. Их ис¬ пользуют главным образом для уничтожения сорной расти¬ 316
тельности на неполевых землях — по обочинам каналов, оро* сительных и осушительных систем, около железных и шоссей¬ ных дорог. Гербициды избирательного действия подавляют развитие одних видов растений, не нарушая рост и развитие других. По характеру действия их делят на гербициды внутреннего действия и гербициды контактного действия, поражающие стебли и листья в местах непосредственного соприкосновения. Гербициды внутреннего действия способны передвигаться по сосудистой системе растений и подавлять рост и развитие их (большинства двудольных растений); однодольные рас¬ тения в таких случаях не страдают. Эти гербициды приме¬ няют для борьбы с сорняками на посевах зерновых хлебных культур. Неодинаковое действие гербицидов на двудольные и однодольные растения объясняется биологическими и мор¬ фологическими особенностями их, неодинаковой чувствитель¬ ностью плазмы клеток растений к химическим препаратам. Механизм действия гербицидов избирательного характе¬ ра выражается в способности их проникать в ткани органов двудольных растений, повреждать последние, подавлять фо¬ тосинтез, разрушать систему питания и обмена веществ в целом. Устойчивость злаковых растений против гербицидов по сравнению с широколиственными двудольными растениями объясняется следующими обстоятельствами: во-первых, на листьях и стеблях их раствор ядов плохо задерживается и не проникает внутрь ткани, покрытой восковым налетом и толстой кожицей; во-вторых, наиболее чувствительная точ¬ ка роста не открыта, как у двудольных, а закрыта во влага¬ лище листа. К гербицидам внутреннего действия относятся производ¬ ные 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д), 2-метил-4- хлорфеноксиуксуснсй кислоты (2М-4Х). Применяются они в виде солей и эфиров. Наиболее распространенные препараты: натриевая соль 2,4-Д, аминные соли 2,4-Д, бутиловый эфир 2-Д, октиловый эфир 2,4-Д, натриевая соль 2М-4Х и др. Эти гербициды не ядовиты для человека и животных, но они имеют сильный и устойчивый запах карболовой кислоты. Аминные соли 2,4-Д обладают более высокой активностью. Разные сорняки по-разному чувствительны к одним >и тем же гербицидам. Одни из них очень чувствительны (амбро¬ зия, осот полевой, сурепка, липучка, лебеда, вьюнок полевой, ликульник); другие — малочувствительны (ромашка непаху¬ чая, василек синий); третьи — не чувствительны к гербици- .дам (куколь, горчак розовый, льнянка, пижма, щавель и ряд 317
других). При пользовании тем или иным гербицидом надо руководствоваться специальными инструкциями в отношении концентрации раствора, времени и способа применения. Лучшей дозой препаратов натриевой соли 2,4-Д и 2М-4Х для борьбы с двудольными сорняками в посевах пшеницы, ржи, овса, ячменя считается 0,6—1,2 кг на 1 га (в пересчете на 100%-ное содержание действующего вещества—кислоты). Если посевы сильно засорены и преобладает осот розовый и другие, сходные с ним сорняки, дозу гербицидов увеличи¬ вают до 1,5 кг/га. Дозы аминных солей 2,4-Д, поскольку они более активны, чем натриевые соли, применяются несколько мень¬ шие — 0,5—0,8 кг/га. Наилучшая доза высокоактивного гер¬ бицида бутилового эфира 2,4-Д — 0,25—0,35 кг/га, т. е. в 2—3 раза меньшая по сравнению с другими гербицидами. По данным многих исследований, такие широколистные сорняки, как редька дикая, горчица полевая, марь белая, ярутка полевая, осот огородный, падалица подсолнечника, погибают при опрыскивании препаратом 2,4-Д в дозах 0,3—0,5 кг/га. Дикая конопля, сурепица обыкновенная, капу¬ ста полевая, амброзия полыннолистная, осот розовый, вьюн полевой менее чувствительны к препаратам 2,4-Д и 2М-4Х, рост и развитие их подавляется от действия натриевой соли 2,4-Д в дозах 0,1—1,2 кг/га, а от бутилового эфи¬ ра 2,4-Д — 0,3 —0,35 кг/га. Сорные растения: мокрица, льнянка, фиалка полевая, дымянка лекарственная — от дей¬ ствия препаратов 2,4-Д и 2М-4Х почти не страдают. Сорняки семейства злаковых: куриное просо, мышей, овсюг, пырей ползучий от этих препаратов, взятых в обычных дозах, не повреждаются. Лучшим сроком обработки гербицидами зерновых посе¬ вов считается период кущения. При опрыскивании посевов в более ранние сроки, когда злаки еще недостаточно разви¬ лись и окрепли, имеется опасность повреждения культуры. Не рекомендуется обрабатывать посевы зерновых культур и после их выколашивания, так как это может снизить урожай хлебов. К гербицидам контактного действия относятся натрие¬ вая и аммонийная соли динитроортокрезола (ДНОК), аммо¬ нийная соль динитрофенола (ДНФ), натриевая соль пента- хлорфеиола (ПХФ), динитроортовторбутилфенол (ДНБФ) и др. По сравнению с гербицидами внутреннего действия гер¬ бициды контактного действия наиболее сильно подавляют- 318
сорняки в ранней фазе их развития (не позднее появления 2—4 листочков). Всходы сорняков (редьки дикой, горчицы полевой, пикульника, щирицы обыкновенной, ярутки полевой и других), обработанные препаратом ДНОК, быстро поги¬ бают: через несколько часов после опрыскивания ткани растения теряют тургор, листья постепенно утрачивают зеленую окраску и через 1—2 суток желтеют, засыхают, а стебель поникает и отмирает. В более поздние фазы разви¬ тия сорняки становятся устойчивыми к этим гербицидам (Г. А. Чесалин). Контактные гербициды целесообразно применять для уничтожения повилики в посевах многолетних бобовых трав. По данным Всесоюзного института удобрений и агропоч¬ воведения, опрыскивание клевера целесообразно проводить после скашивания культуры. В этом случае повилика от при¬ менения динитрофтокрезолята натрия или аммония в дозах 15—20 кг/га и динитрофенолята аммония в дозе 30—АО кг/га полностью уничтожается. Урожай сена клевера второго- укоса на обработанном гербицидами участке бывает обычно- в 2,5 раза выше по сравнению с необработанными участ¬ ками. Для борьбы со злаковыми сорняками успешно применяют препарат трихлоруксусной кислоты, трихлорацетат натрия (ТХА), соединения фенилкарбаминовой кислоты, препараты изопропилфенилкарбонат (ИФК), изопропил-3-хлорфенил- карбомат (ИХФК) и др. Эти гербициды относятся к химиче¬ ским соединениям избирательного действия. О положительном действии гербицидов к настоящему времени накопилось достаточно большое количество опыт¬ ных данных исследовательских учреждений и результатов применения в производственных условиях колхозов и совхозов. По данным профессора Н. С. Соколова, количество сор¬ няков в посевах пшеницы в результате применения герби¬ цида 2М-4Х уменьшилось в 3,5 раза, а урожай культуры увеличился на 4,3 ц на 1 га по сравнению с контролем. По данным Г. А. Чесалина, в 1958 г. в колхозе «Борец», Дмитровского района, Московской области, на посевах куку¬ рузы испытывался препарат 2-хлор-4,6-бис-этиламиносимм- триазин (симазин) — получены интересные результаты. Гер¬ бицид в дозе 1,5—2 кг/га перед посевом кукурузы с задел¬ кой бороной вносился в почву. Посевы кукурузы на обрабо¬ танном симазином участке в течение всего вегетационного периода были чистыми от однолетних двудольных и злако-
вых сорняков (марь белая, куриное просо, дикая редька, ярутка полевая и др.). Урожай кукурузы (стеблей и початков) на, участках, где вносился симазин, был 615 ц/га, а на участках с двукратной ручной прополкой — 576 ц/га. По данным ВИУА, в совхозе «Заокский», Московской области, применение симазина и атразина на посевах куку¬ рузы позволило значительно уменьшить засорение, снизить затраты труда на прополку и повысить урожай культуры (табл. 50). Таблица 50 Влияние гербицидов на уменьшение засоренности и увеличение урожая кукурузы Показатели Ручная прополка Внесен симазин Внесен атраэин Урожаи зеленой массы кукурузы в ц/га . . 650 690 750 Затраты труда на прополку сорняков в гнез¬ дах (человеко-дней на 1 га) 6 0,3 0,3 Количество междурядных обработок .... 3 1—2 1—2 Себестоимость центнера зеленой массы кукурузы при применении симазина или атразина снизилась в 2 раза. Когда гербициды применяются в жидком виде путем опрыскивания растений, раствор рекомендуется готовить перед употреблением. Опрыскивание гербицидами проводит¬ ся наземными способами (моторными, конными, ранцевыми и другими опрыскивателями) и с самолета. При опрыскива¬ нии с самолета расходуется около 100 л раствора на гектар, а при других способах требуется 300—400 л/га. Опрыскива¬ ние лучше проводить в тихую, сухую погоду. В этом случае сорняки -погибают быстрее (через 1—2 недели), чем в сырую и холодную погоду (через 3—4 недели). Химическая прополка посевов в сочетании с агротехни¬ ческими приемами борьбы с сорняками во всех зонах страны отличается большой экономической эффективностью.
УЧЕНИЕ О СИСТЕМЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ И СЕВООБОРОТАХ Учение о системе земледелия — сердцевина курса общего земледелия и основа рационального ведения сельскохозяй¬ ственного производства. Этим и объясняется то внимание, какое уделяется развитию агрономической науки и практики в настоящее время, особенно в СССР. На всех съездах, пле¬ нумах и совещаниях КПСС, где рассматривался вопрос сельского хозяйства, всегда в той или иной степени уделя¬ лось внимание проблеме системы земледелия. Это естествен¬ но: с развитием человеческого общества развивается теория и практика сельского хозяйства. Н. С. Хрущев неоднократно указывал, что для успешного развития сельского хозяйства необходимо разработать науч¬ но обоснованную систему земледелия. «Не иметь системы земледелия — значит не иметь теории земледелия, не иметь программы для обучения сельскохозяйственных кадров в учебных заведениях... Теоретические основы земледелия, созданные выдающи¬ мися учеными, обогащенные и развитые современной наукой и практикой, остаются незыблемыми. Но ход развития науки и практики, требует внесения дополнений и поправок, диктуе¬ мых самой жизнью... Программа учебных заведений должна исходить из общих основ теории земледелия, а в процессе обучения студентов надо правильно сочетать усвоение теоретических основ с изучением конкретных условий той или иной зоны» '. 1 Н. С. Хрущев. Повышение благосостояния народа и задачи дальнейшего увеличения производства сельскохозяйственных продуктов. Госнолитиздат, М., 1961, стр. 494—495. 21 Зак. 228 321
Что же понимается под системой земледелия? Разные авторы дают различные определения. Например, A. В. Советов, проф. Петербургского университета, в 1866 г. писал: «Различные формы, в которых выражается тот или другой способ землевозделывания, принято называть систе¬ мами земледелия» ‘. В 1933 г. В. Р. Вильямс дал другую формулировку: «Система мероприятий, при помощи которой мы поддерживаем прочность, т. е. неразмываемость водой комковатой структуры почвы, носит название системы земле¬ делия»2. Обе эти формулировки имеют недостатки. Первая лишь констатирует «форму и способ землевозделывания». Вторая дает определенную целенаправленность — «поддер¬ жание» прочности комковатой структуры почвы, но затраги¬ вает только часть проблемы, хотя и очень существенную — «неразмываемость водой комковатой структуры почвы». B. Р. Вильямс все определение свел к структуре почвы и тем самым допустил ошибку. В современной литературе дается более полное понятие рассматриваемой проблемы. Правильным следует считать такое понятие о системе земледелия, которое включает в себя наряду с агрономическими требованиями конкретную характеристику природно-экономических условий. Система земледелия — это комплекс организационно- хозяйственных и агрономических мероприятий по повышению плодородия почвы и урожаев сельскохозяйственных культур, осуществляемый применительно к конкретным природно- экономическим условиям. Система земледелия должна обеспечивать максимальный выход продуктов растениеводства и животноводства с каж¬ дого гектара пашни при минимальных затратах труда и средств, прогрессивно повышая плодородие почвы. Рассмотрим проблему в историческом и современном аспектах. Известно, что человеческая мысль о необходимости борь¬ бы за урожай и в первую очередь — за способность почвы родить хлеб — появилась с незапамятных времен. Надо думать, она возникла одновременно с началом культуры растений. По мере развития человеческого общества совер¬ шенствовались и системы земледелия. Известны следующие системы земледелия, которыми пользовался или пользуется 1 А. В. Советов. О системах земледелия. Избр. соч. Сельхозпиз, М., 1950, стр. 240. * В. Р. Вильямс. Собр. соч., т. 7. Сельхозгиз, М., 1951, стр. 92. 322
человек: залежная, или переложная; огневая, или подсеч¬ ная1; паровая; плодопеременная; сидеральная, травопольная и пропашная. ЗАЛЕЖНАЯ, ИЛИ ПЕРЕЛОЖНАЯ, СИСТЕМА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ t Залежная, или переложная, система земледелия самая древняя в степных районах. Родиной этой системы считают страны, которые в древние времена были заселены кельтами. Она возникла в условиях -кочевого образа жизни человече¬ ского общества; в последующие века ее применяли земле¬ дельцы при оседлом ведении хозяйства. Возникновение залежной системы было вызвано падением плодородия поч¬ вы на примитивно используемых участках. На смену участ¬ кам, где почва уже не давала высокие урожаи, избирали новые, которые раньше не обрабатывали (целина) или обрабатывали много лет назад (залежь). Таким образом, залежная, или переложная, система зем¬ леделия основана на смене одних участков (старых), где возделывались культурные растения, на другие (новые), которые некоторое время находились под влиянием дикой растительности. Из табл. 51 мы видим изменение структуры почвы, хода микробиологического процесса и типа питания растительных организмов. По мере увеличения народонаселения, развития права собственности на землю залежь все более и более стала переходить в перелог с меньшим периодом времени. ОГНЕВАЯ, ИЛИ ПОДСЕЧНАЯ, СИСТЕМА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Огневая, или подсечная, система земледелия (иногда ее называют лесопольной) преобладала в лесной зоне. При этой системе хлебопашества для освоения земельной площа¬ ди выжигали лес (возраста не менее 50 лет), или кустарник (возрастом до 10 лет), или дерн. На Руси выжег леса назы¬ вали лядом, кустарника — сыросеком, а дерна — кубышем. Общее название таких полей — огнища, или палы. Сущность лядного хозяйства А. В. Советов характеризо¬ вал следующим образом: «Когда лес оденется листом, валят сначала более крупные деревья, а потом подрубают и мо- 1 Первые две системы земледелия (залежную и огневую) А. В. Со¬ ветов называет «системами вольными», так как они ие имеют тесной свя¬ зи со скотоводством. 21* 323
Таблица SI Смена периодов культуры и перелога в степных районах в связи с изменением свойств почвы при залежной или переложной системе земледелия (по данным ряда исследователей) Периоды Преобладающие культур* ные и природные растения Преобладаю¬ щий тип пита¬ ния растений Преобладаю¬ щий микробио¬ логический процесс Структура почвы Период культуры пластовые культуры: твердые пшеницы (Triticum durum) пластовое просо, лен- кудряш микотрофный анаэробный мелкозерни¬ стая (проч¬ ная) (2—3 года) мягкая пшеница—ози- мая, яровая (Triticum vulgare) (1—2 года) серые хлеба (озимая рожь, овес, ячмень, красное просо) (1—2 года) автотрофный автотрофный аэробный аэробный распыленная, Период перелога бурьяновый перелог (сем. Compositae, Umbelliferae, Papil- lionaecae) и др. (2—3 года) пырейный перелог автотрофный аэробный, к образование грубой структуры образование (Agropirum repens, Bromus inermis, Hie- rochloae odorata идр.) (7—10 лет) тонконоговый перелог автотрофный концу пери¬ ода анаэроб¬ ный анаэробный грубой структуры образование (Koeleria delavigneae gracilis, Agropirum cristatum, Bromus erect us и др. (10—15 лет) типцовый или типчако- микотрофный анаэробный мелкозерни¬ стой струк¬ туры образование вый перелог (Festuca ovinat F. sulcata, Deschampsia, Nardus, Astragallus и др.) (10—15 лет) ковыльная степь микотрофный анаэробный мелкозерни¬ стой струк¬ туры мелкозерни¬ (Stipa pennata S. capillata, лишайники, мхи, водоросли) стая (прочная)
лодняк, как то, так и другое оставляется в таком положении до осени. Затем, осенью, лядо теребят, т. е. обрубают с по¬ валенных деревьев сучья и ветви, выбирают, что годно для постройки, или для разных поделок, или на дрова, а остав¬ шийся хворост сносят в кучи или так называемые костры. Отобранные деревья отвозятся с ляда по первозимью, когда еще не глубок снег, а собранный в кучи хворост оставляют до следующей весны. Так как зимой от давления, произво¬ димого снегом, костры с хворостом слагаются, то их ранней весной разваливают смыком или граблями и затем, когда хворост провянет, производят пожог участка» '. Хворост старались выжигать равномерно на всей площа¬ ди. После пожога, без всякого рыхления, по охладившейся гари сеяли культуру и заборанивали или заволакивали ее, перемешивая семена с золой и обгоревшей землей. Необож¬ женные места (плешины) пропахивали, обсеивали и забора¬ нивали. Высеваемыми культурами были в более северных районах — ячмень, репа; южнее — рожь (озимая и яровая), лен, овес, гречиха; еще южнее — даже яровая пшеница. Как по размещению культур, так и по числу лет посева наблюдались самые разнообразные способы пользования лядом (поле в первый год после выжига), а также полядком (это же поле в последующие годы). Освоенную землю использовали без внесения удобрения 2—3 года (на почвах мелких, каменистых), а нередко 4—5 лет и больше (на почвах более богатых). После этого участки забрасывали. Они снова порастали кустарником или лесом; восстанавливалось их плодородие. Затем участки опять включали в круговорот хозяйства. Обращает на себя внимание лесопольная система б. Во¬ логодской губернии, где лядное хозяйство обыкновенно заканчивалось сенокосом. По последнему хлебу подсевали многолетние травы (преимущественно тимофеевку) и пользо¬ вались ими 8—10 лет, собирая от 15 до 24 ц/га сена. А. В. Советов отмечает, что русское травосеяние зародилось на полядках именно в Вологодской губернии. Переложная и лесопольная системы земледелия рассчи¬ таны на восстановление плодородия почвы посредством воз¬ действия природных факторов в течение длительного периода времени, что возможно было делать при наличии больших земельных площадей при низком уровне производительных сил. 1 А. В. Советов. О системах земледелия. Сельхозгнз, М., 1950, стр. 241. 325
ПАРОВАЯ СИСТЕМА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Паровая система земледелия постепенно приходила на смену переложной. Переложная система естественно эволю¬ ционировала, выродилась в паровую систему восстановления условий плодородия почвы. Перелог стал одногодичным. Участок одногодичного перелога (пара) периодически рых¬ лили, в лучшем случае — и удобряли. Такой способ восста¬ новления плодородия почвы получил название паровой системы земледелия. Впервые стал применяться навоз как удобрение. Характерной чертой этой системы является и то, что вся пахотная площадь подвергается ежегодной обработке. В свое время паровая система была общепринятой в Европе. Имелось несколько видов этих систем. Первоначаль¬ ная форма — двупольная (перешла от греков и римлян) эволюционировала в трехпольную. Сложились типичные севообороты: Двупольный — 1-е поле — пар, 2-е — кукуруза или 1-е — пар, 2-е — озимые пшеница и рожь. Трехпольный—1-е — пар, 2-е — озимые, 3-е — овес или ячмень или то и другое. В более поздние века на 3-м поле возделывали и другие культуры (гречиху, просо, картофель, лен и т. д.). В районах с долгим летом пар пахали несколько раз. Это делалось не только с целью борьбы с сорняками, но и с целью увеличения «числа точек соприкосновения частиц земли с воздухом»'. Порядок пользования землей крестьянской общиной при паровой системе земледелия был описан Ф. Энгельсом. «Община передавала свои поля отдельным лицам только для использования их как пашни и луга, но не для какой-нибудь другой цели... Но и пользование полем и лугом было подчи¬ нено контролю и регулированию со стороны общины, что осуществлялось следующим образом. Там, где господство¬ вало трехполье, а это было почти везде, — вся пахотная земля села делилась на три одинаковых по размеру поля; каждое из них попеременно служило один год для озимых посевов, второй тод для яровых, третий год — шло под пар. Таким образом, село каждый год имело свое озимое, яровое и паровое поле. При распределении земли заботились о том, чтобы каждый член общины получал одинаковую долю во всех трех полях, так, чтобы каждый без ущерба мог подчи- 1 А. В. Советов. О системах земледелии. Иэбр. соч. Сельхозгиз, М.. 1950, стр. 321. т
няться принудительному севообороту общины, так что озимь он имел право сеять только на своем участке озимого поля и т. д. Что же касается парового поля, то на все время на¬ хождения под паром оно снова переходило в общее пользо¬ вание и служило пастбищем для всей общины. И как только кончалась жатва на прочих двух полях, они также снова возвращались в общее пользование до нового посева и слу¬ жили общественным пастбищем. То же самое относится к лугам после осеннего сенокоса. На всех полях, где происхо¬ дил общественный выпас, владелец должен был удалить изгороди. Этот обязательный общественный выпас (Hutz- wang), естественно, требовал, чтобы время посева, как и жатвы, не предоставлялось воле отдельного лица, а было для всех общим и устанавливалось общиной или обычаем»'. Переход от переложной, или подсечной, систем земледе¬ лия к паровой был 'известным прогрессом в земледелии. Он впервые в истории сельского хозяйства позволил повысить производительность труда в земледелии, поскольку ежегод¬ ная обработка почвы превратила освоенные земли в постоян¬ ные полевые угодья. Увеличился удельный вес озимых куль¬ тур (как более урожайных) в посевах. Но новая система имела и отрицательные черты. Прежде всего, с течением времени обнаружилось снижение качества собираемой продукции. Твердые яровые пшеницы, высевае¬ мые ранее по перелогу, а теперь по мягкой пахоте, стали утрачивать стекловидность зерна; снизилось содержание клейковины, белка. Примитивная обработка почвы привела к сильному засорению полей. Структура почвы распылилась. Удобрений вносили мало или совсем не вносили. Урожаи не поднимались, а нередко и сильно снижались. Например, в царской России, где паровая трехпольная система была широко распространена, средняя урожайность зерновых культур в европейской части за период с 1883 по 1914 г. колебалась от 5,2 до 7,5 ц/га, а в годы засухи наблю¬ дались катастрофические недороды. Кормов для животных в зимний период становилось меньше; меньше осталось и природных пастбищ. Крестьяне вынуждены были пасти скот по парам, а после сенокоса и жатвы — по лугам и жниве. В лесных местностях крупный рогатый скот (иногда и мел¬ кий) выгоняли на выпас в леса, в том числе и в леса водо¬ охранного значения. Это, с одной стороны, снижало продук¬ тивность животноводства, с другой — снижало плодородие 11 К- Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. XV, стр. 635. 327
земли, приводя почву во все более распыленное (бесструк¬ турное) состояние. От неправильной пастьбы скота страдал и лес. Сведение лесов и распашка степей увеличили водную и ветровую эрозию. В ряде стран эрозия почвы достигала огромных размеров. Например, в США в результате эрозии и выдувания полностью снесена почва на 45 млн. га (в том числе на 20 млн. га пашни). Во всем мире по этой причине полностью выбыло из числа пахотных земель около 50 млн. га. Нарушение соотношения и состояния природных факто¬ ров (движения воздуха и воды) в связи с нарушением соот¬ ношения природной растительности (леса, луга, степр) и почвенного покрова приводило к более частым засухам, которые губительно действовали на растения. Об этом необычайно метко и образно писал Ф. Энгельс: «Людям, которые в Месопотамии, Греции, Малой Азии и в других местах выкорчевывали леса, чтобы добыть таким путем пахотную землю, и не снилось, что они этим положили начало нынешнему запустению этих стран, лишив их, вместе с лесами, центров скопления и сохранения влаги. Когда аль¬ пийские итальянцы вырубали на южном склоне гор хвойные леса, так заботливо охраняемые на северном, они не предви¬ дели, что этим подрезывают корни высокогорного скотовод¬ ства в своей области; еще меньше они предвидели, что этим они на большую часть года оставят без воды свои горные источники, с тем чтобы в период дождей эти источники могли изливать на равнину тем более бешеные потоки» Главная причина утраты плодородия почвы при паровой системе земледелия, как установили В. В. Докучаев, П. А. Костычев и В. Р. Вильямс, разрушение перегноя, рас¬ пыление структуры почвы. В. В. Докучаев писал: «Чернозем, взятый не из-под плуга или сохи, а в девственной степи, отличается зернистой структурой, он представляет из себя как бы самую лучшую губку, пронизанную мельчайшими порами и прекрасно пропускающую через себя воздух и воду. В этой-то структуре чернозема и его главное достоин¬ ство. Некоторые наши исследователи, к числу их отношу я и себя, считают, что возвратить чернозему прежнее плодоро¬ дие это значит возвратить ему структуру девственных сте¬ пей». И дальше он говорил: «Я не могу придумать лучшего сравнения для современного состояния чернозема как то, 11 Ф. Энгельс. Диалектика природы. Госполитиздат, 1952, стр. 141 328
к которому я уже прибе¬ гал в своих статьях. Он напоминает нам араб¬ скую чистокровную ло¬ шадь, загнанную, заби¬ тую. Дайте ей отдохнуть, восстановите ее силы и она опять будет никем не обогнанным скакуном. То же и с черноземом, вос¬ становите его зернистую структуру, и он опять бу¬ дет давать несравнимые урожаи»!. Но что значит восста¬ новить структуру почвы? Это означает, в первую очередь, обеспечить почву деятельным перегноем. Обеспечение почвы дея¬ тельным перегноем требу¬ ет внесения в нее органи¬ ческого вещества и созда¬ ния необходимых био¬ логических (биохимических) условий перевода его в гумус. Несмотря на серьезные недостатки паровой системы, ее применяли в разных странах в течение ряда веков. В русском земледелии паровая трехпольная система по¬ явилась в начале XVI в. Исследование этого вопроса пока¬ зало, что она не была заимствована из других стран, а была явлением самобытным. Паровая система в странах Запада существовала до конца феодализма и окончательно отпала с развитием капитализма, примерно в середине XIX в. В России она была распростра¬ нена в основном при капитализме. Трехпольная система не сразу отмерла и после Октябрьской социалистической револю¬ ции. Однако ее стали вытеснять другие, новые системы. Так, например, в начале второй половины XIX в. в ряде уездов Ярославской губернии широко были развиты так называемое «ростовское огородничество», «картофельники на Волге», «гуслицкое хмелеводство», характеризовавшиеся большой интенсивностью хозяйств, высокой доходностью и 'В. В. Докучаев. Избр. соч., т. 3. Сельуозгиэ, М., 1949, стр. 354. 329 А. В. Советов
полной ликвидацией чистых паров. Они были организованы применительно к местным условиям. В частности, А. В. Со¬ ветов, по сообщениям Н. Верещагина, усматривает причину отмены трехпольной системы и замену ее культурой карто¬ феля тем, что «местность по берегам Волги в юго-восточной части Даниловского уезда песчаная и притом холмистая; на холмах яровые хлеба выгорают, а на низких заливаются водой и вымокают. Картофель же здесь пришелся как раз по земле и оказался самым выгодным растением» *. И несмотря на наличие таких примеров ведения земледе¬ лия трехпольная система в России держалась как основная форма землепользования. Профессор Московского университета М. Г. Павлов еще в первой половине XIX в. в речи «О побудительных причинах совершенствовать сельское хозяйство в России» говорил: «И естественно ли это, в России, где находится столько раз¬ личия в почве « климате, господствует один порядок в виво- водстве?». Со времени Великой Октябрьской социалистической рево¬ люции, особенно с началом сплошной коллективизации сель¬ ского хозяйства, «порядок в нивоводстве» в корне изменился. Тем не менее в некоторых зонах элементы паровой системы земледелия в СССР еще сохранились. ПЛОДОПЕРЕМЕННАЯ, ИЛИ ПЛОДОСМЕННАЯ, СИСТЕМА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Плодопеременная, или плодосменная, система земледе¬ лия появилась вместе с нарождением капитализма. Смена одной общественно-экономической формации (феодализма) другой (капитализмом) породила новые условия и новые требования к сельскому хозяйству. Стала необходимой боль¬ шая товарность сельскохозяйственного производства. Паро¬ вая и тем более трехпольная системы не могли удовлетво¬ рить этч требования. Была введена новая система — плодо¬ сменная По мнению А. В. Советова, она имеет следующие харак¬ терные черты: во-первых, «эта система не допускает, чтобы даже два года подряд на одном и том же поле культивиро¬ вали однородные растения, а требует правильного, строгого чередования хлебных, корнеплодных, травяных и других культур. Она допускает беспрерывную культуру полей, а 'А В. Советов. Избр. произв Сельхозгиз, М, 1950, стр. 333. 330
следовательно, исключает пар, поэтому плодосменную систе¬ му называют так же беспрерывной. Наконец, плодосменная система, допуская травосеяние на полях, уничтожает значе¬ ние и естественных лугов, которые при строгой плодосменно- сти превращаются в пахотные земли. По независимости плодосменной системы от лугов ее называют также системой самостоятельной». Из сказанного видно, что плодопеременная система пред¬ полагает иную структуру посевных площадей; для нее харак¬ терны другие взаимоотношения и взаимовлияния почвы и растений, нежели при паровой. Плодосмен основан на беспрерывном чередовании расте¬ ний с различной потребностью в элементах зольной пищи. К концу XVIII в. сложились определенные взгляды на роль различных растений в увеличении плодородия почвы. А. Тэер, а затем и А. Юнг, Й. Шубарт все сельскохозяйственные растения делили на «истощающие» почву (хлеба, техниче¬ ские культуры) и «обогащающие» (бобовые, корнеплоды). При плодопеременном севообороте необходимо учитывать следующие требования: истощающие почву растения не должны занимать более 50% площади. Этим требованиям полностью удовлетворял четырехпольный севооборот, впер¬ вые введенный в Англии во второй половине XVIII в., в графстве Норфольк и получивший название «норфольк- ского» '. Для него характерно следующее чередование куль¬ тур: 1-е поле — клевер красный; 2-е — пшеница озимая; 3-е — турнепс; 4-е — ячмень двухрядный, с подсевом клевера. Плодосменная система, сравнительно быстро распростра¬ нившаяся в Англии, согласно литературным данным, «совер¬ шенно преобразила самые неплодородные земли и создала, можно сказать, земледельческое богатство Англии» (А. В. Со¬ ветов). Плодопеременная система, называемая также английской, благодаря сочинениям А. Юнга (изданным в конце XVIII в.) стала широко известна во Франции, Германии и других странах. С некоторыми изменениями она была введена в ря¬ де западных стран. Например, в Германии (Пруссии и Бава¬ рки) норфолькский севооборот был представлен в следую¬ щем виде: 1-е поле — клевер красный; 2-е — рожь озимая; 3-е — свекла кормовая (по навозу); 4-е — овес или двухряд¬ ный ячмень с подсевом клевера. Распространение плодосменной системы в Германии обя- ** Плодосменная система раньше была введена в Бельгии. 331
зано, как отмечено в немецких летописях по сельскому хозяйству, ученому того времени А. Тэеру и практику земле¬ делия — И. Шубарту. Плодосменная система (но с большим разнообразием культур) — господствующая система земле¬ делия в государствах Западной Европы и в настоящее время. В России, как было указано ранее, и при капитализме гос¬ подствовала консервативная паровая трехпольвая система земледелия. Упоминания о плодосменной системе мы нахо¬ дим в литературе прогрессивных русских ученых начиная с конца XVIII в. На практике ее применяли лишь в отдель¬ ных передовых помещичьих хозяйствах Тульской (В. А. Лев- шин, А. Т. Болотов), Калужской (Д. М. Полторацкий), Ярославской (И. И. Самарин), Тверской (Д. П. Шелехов) и Прибалтийских губерниях (рис. 80). В конце XVIII в. многолетние бобовые травы пропаганди¬ ровались как полезные. «Если клевер хорошо родится, — писал И. М. Комов, — то земля от него так добреет, что во многих местах дятлину (клевер) зовут «матерью хлебов». Плодопеременную систему пропагандировало Вольное эко¬ номическое общество. Так, по предложению президента общества Н. С. Мордвинова, в 30-х годах XIX в. было состав¬ лено и разослано бесплатно в большом количестве «Обще¬ понятное наставление о плодопеременном хозяйстве». «Новое земледелие» пропагандировали М. Г. Павлов, А. В. Советов, К. А. Тимирязев, В. В. Докучаев, П. А. Ко- стычев, А. А. Измаильский, В. Р. Вильям'с, Д. Н. Прянишни¬ ков и ряд других ученых XIX и начала XX в. М. Г. Павлов писал: «Плодопеременная система как надежнейшая к под¬ держанию плодородия земли должна трехпольную заменить безусловно». Д. Н. Прянишников горячо пропагандировал плодосмен. Он показывал, что в передовых странах Западной Европы (Бельгии, Голландии, Англии) урожаи пшеницы с 7—8 ц1га в конце XVIII столетия поднялись до 16—17 ц/га в период с 1840 по 1885 г., когда господствовал плодосмен, а в период применения минеральных удобрений (с 1900 по 1930 г.) они достигли уровня 25—30 ц/га. «Введение плодосмена, — писал он, — удвоило урожаи хлебов по сравнению с трехпольем. Наибольшая роль в этом удвоении урожаев принадлежит клеверу. Применение мине¬ ральных удобрений на фоне клевера учетверило урожай»1. 1 Д. Н. Прянишников. Об удобрении полей и севооборотах. Избр. статьи. Изд-во МСХ РСФСР, М., 1962, стр. 41. 332
Рис. 80. Картограмма системы земледелия в России в 1850 г.: / — паровая треэспольная; 2 — плодопеременная; 3 — залежная; 4 — подсечная
В. И. Ленин высоко ценил прогрессивную роль плодо¬ сменной системы, введенной в западных государствах. Он писал в 1900 г., что капитализм произвел в земледелии гигантскую революцию, «превратив рутинное ремесло заби¬ тых нуждой и задавленных темнотой крестьян в научное применение агрономии, нарушив вековой застой сельского хозяйства, дав (и продолжая давать) толчок быстрому раз¬ витию производительных сил общественного труда. Трех¬ полье заменилось плодопеременной системой, улучшилось содержание скота и обработка почвы, повысились урожаи, сильно развилась специализация земледелия, разделение труда между отдельными хозяйствами. Докапиталистическое однообразие сменилось все усиливающимся разнообразием, сопровождающимся техническим прогрессом всех отраслей сельского хозяйства» '. Пропаганда передовыми учеными преимущества плодо¬ переменной системы земледелия перед паровой в царской России не нашла поддержки среди правящих кругов. Суммируя сказанное о плодопеременной системе, можно сделать следующие выводы. Во-первых, по сравнению с пре¬ дыдущими системами она явилась серьезным шагом по пути улучшения плодородия почв (утративших свои качества при паровой системе) и бесспорным фактом повышения урожаев всех культур. Это объясняется накоплением органического вещества, повышением содержания перегноя, улучшением физических « биохимических свойств почвы. При плодопере¬ менной системе повысилось качество обработок (рыхлений) почвы, благодаря требованиям культурных растений плодо¬ сменного севооборота (корнеплоды). При описываемой си¬ стеме наметился определенный комплекс научных мероприя¬ тий, послуживших основой для дальнейших их усовершенст¬ вований и теоретических обобщений. Этому способствовал повышающийся уровень развития науки и техники. Во-вто¬ рых, плодосмен положил начало созданию искусственной зеленой кормовой площади (клевер) и применению мине¬ ральных удобрений. СИДЕРАЛЬНАЯ СИСТЕМА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Сидеральная система земледелия существует около 2 000 лет. Прежде эту систему применяли на всех типах почв. С течением времени ею стали пользоваться преимуще¬ ственно на почвах легких по механическому составу. 11 В. И. Ленин. Соч., т. 4, «тр. 98. 334
За время своего существования она претерпела очень боль¬ шие изменения, в частности, по подбору и применению сиде- ральных растений. В Древней Греции, Риме и странах Вос¬ тока сначала в качестве сидератов использовали горчицу, рожь, гречиху, а затем стали высеваться однолетние бобовые растения, как клевер александрийский (Trifolim alexandri- пит), маш (Phaseolus mungo), ropox-пелюшка (Pisum arvense), клевер инкарнатный (Trifilium incarnatum), люпин желтый (Lupinus luteus), люпин синий (L. angustifolius), сераделла (Ornithopus). В наше время высеваются люпин многолетний (L. polyphyllus), донник белый (Melilotus albus), донник желтый (М. officinalis), люпин желтый слад¬ кий на корм и удобрение и др. Сидеральную систему часто называют системой зеле¬ ного удобрения. В отличие от других систем она, как правило, предпола¬ гает запашку в почву всей надземной органической массы сидеральных растений в зеленом виде. Следовательно, при этой системе время от времени почва получает органическое удобрение не только в виде корневых остатков, но и в форме всей зеленой надземной массы растений. Сидеральные растения высевают либо как растения паро¬ занимающие (т. е. вместо чистого парового поля при паро¬ вой системе), либо после уборки основной культуры — как промежуточную культуру для последующей запашки ее осенью, либо их подсевают под покров зернового растения (например, сераделла), для использования второй культурой в одно лето в качестве кормового растения и для улучшения плодородия легких почв. Для примера приведем схему севооборота сидеральной системы земледелия на легких почвах: 1-е поле — люпин на удобрение; 2-е — рожь озимая; 3-е — кукуруза, карто¬ фель; 4-е — бобовые зерновые, яровые хлеба. Как мы видим, он напоминает севооборот плодосменной системы земледелия, с той лишь разницей, что вместо кле¬ вера красного поле занято люпином однолетним. Естественно, такое использование земли по сравнению с трехпольным и даже четырехпольным севооборотами паро¬ вой системы будет более эффективным. Плодородие в этом случае будет значительно повышаться, намного возрастет и урожай культур. Д. Н. Прянишников пишет, что классическим примером возрождения хозяйства, не имевшего возможности до введе¬ ния люпина стать на ноги, является хозяйство ставшего 335
всемирно известным Шульца в Л юнице (Германия). Урожаи картофеля в хозяйстве Шульца поднимались по годам сле¬ дующим порядком (в ц/га) : 1874—1876 гг. — 95; 1877—1879 гг. —128; 1880—1882 гг. —144; 1883—1885 гг. —184; 1886—1888 гг. —194. В России одним из пионеров люпиносеяния был профессор П. В. Будрин. В 80-х годах прошлого столетия им были сообщены следующие данные об урожае озимой пшеницы (в ц/га): по неудобренному пару 7,3; по люпину в цвету, запаханному на удобрение . . 12,4; после люпина, убранного зрелым 12,1; после горчицы, запаханной в цвету 6,7. Будрин в течение 20 лет получал урожай ржи в 17 ц/га в двулетнем севообороте: 1-е поле — картофель, 2-е — озимая рожь с пожнивным посевом люпина на удобрение. В настоящее время плодородие почв и уровень урожаев с помощью люпинов поднимают значительно быстрее. Например, в колхозе им. Кирова, Владимирской области, урожай ози¬ мой ржи после четырехлетвего пршэракггания многолетнего люпина на песчаной почве возрос с 2,4 до 19,2 ц/га. На удобрение люпин успешно высевают в ряде хозяйств Белоруссии, в Брянской, Черниговской и других областях Советского Союза. Причины благоприятного действия на почву сидеральных культур следующие: обогащение почвы азотом за счет син¬ теза его из воздуха клубеньковыми бактериями; сбережение атмосферных осадков; ослабление испарения воды и росы; обогащение почвы органическими и питательными вещества¬ ми, в том числе аммиаком, углекислотой, удерживаемыми покровом густолистых растений; уравнивание почвенной температуры и улучшение агрофизических, агрохимических, биологических свойств почвы. Итак, сидеральная система не есть система превходящая или «зачаточное состояние развития травопольной системы и часто как ее суррогат» (по определению В. Р. Вильямса), а есть система, прошедшая большой исторический путь и имеющая дальнейшие перспективы, особенно в отношении легких по механическому составу почв. 336
ТРАВОПОЛЬНАЯ СИСТЕМА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Автором травопольной системы земледелия является В. Р. Вильямс. Он полагал, что непрерывное повышение пло¬ дородия почвы и урожаев сельскохозяйственных культур в системе севооборота можно обеспечить возделыванием зла¬ ково-бобовой смеси многолетних трав. В многолетних травах Вильямс видел единственный источник создания и восстанов¬ ления прочной мелкокомковатой структуры почвы (разме¬ ром от 10 до'1 мм), определяющей, по его мнению, весь успех дела в земледелии. Такая концепция Вильямса была основана на результатах почвенных процессов, протекаю¬ щих в природе под травянистой растительностью при дли¬ тельном перелоге (см. табл. 51). Полное отождествление закономерностей почвенных про¬ цессов, протекающих в природе при длительном перелоге (20—30 лет), с закономерностями почвенных процессов при культуре многолетних трав в короткий срок (2—3 года) ока¬ залось ошибочным. По этому вопросу Т. Д. Лысенко говорит: «То, что про¬ цессы почвообразования в естественной природе и в земле¬ делии имеют общее, это несомненно. Но для меня, как био¬ лога, теперь несомненным является также и то, что эти процессы могут быть и бывают нетождественными, т. е. они могут иметь и имеют различия» '. Указанная ошибка Вильямса усугублялась и другими по¬ роками его суждений. Переоценивая роль травосмеси в повышении плодородия почвы, он недооценивал необходимость применения удобре¬ ний в борьбе за повышение урожайности. Такое воззрение воспитывало пассивное отношение чело¬ века к созданию плодородия почвы. Травопольная система делалась все более экстенсивной и мало эффективной систе¬ мой. Другой точки зрения придерживался и развивал иное на¬ правление Д. Н. Прянишников. Он считал, что сельское хо¬ зяйство СССР должно идти по пути интенсивного развития на основе механизации и химизации широкого использования минеральных и органических удобрений, внедрения бобовых культур. Несмотря на это, «Травопольная система земледелия, под- 11 Т. Д. Лысенко. Неотложные задачи сельскохозяйственной нау¬ ки. «Сельская жизнь», 15 декабря 1961 г. 22 Зак. 228 337
держанная И. В. Сталиным, начала усиленно насаждаться во всех районах страны... Встает вопрос: почему же Сталин остановился именно на травопольной системе земледелия, хо¬ тя она и противоречила большому опыту Запада? Дело не только в том, что он не знал сельского хозяйства. Его, види¬ мо, пленили рассуждения Вильямса о том, что при травополь¬ ной системе требуется меньше капиталовложений в сельское хозяйство, не нужно строить болыпое количество заводов по производству минеральных удобрений»*. До 1953 г., на протяжении ряда лет травопольную систе¬ му усиленно старались внедрить в колхозах и совхозах на¬ шей страны. Но, как жизнь показала, «она не выдержала ис¬ пытание временем и поэтому, — говорит Н. С. Хрущев, — мы не можем придерживаться ее рекомендаций» 1 2. Коммунистическая партия Советского Союза, проявляя повседневную заботу о развитии социалистического сельско¬ го хозяйства, неоднократно указывала на необходимость по¬ вышения культуры земледелия, повышения плодородия поч¬ вы и урожаев, улучшение структуры посевных площадей, за¬ мену малоурожайных и малоценных культур высокоурожай¬ ными, высокоценными культурами. Положение в колхозах и совхозах за это время улучшилось, но недостаточно. Линия партии на повышение культуры земледелия, на разум¬ ное использование земли не везде проводилась в долж¬ ной мере. На XXII съезде КПСС и последующих зональных сове¬ щаниях по сельскому хозяйству, на мартовском Пленуме вопрос об ошибках и недостатках теории и практики приме¬ нения травопольной системы земледелия снова встал и в более решительной форме. В докладе Н. С. Хрущева на мартовском Пленуме ЦК КПСС дана развернутая критика и ясная оценка траво¬ польной системы как несостоятельной. «Она ничего хорошего не дала сельскому хозяйству, и мы должны на Пленуме ЦК осудить ее как систему, призвать работников сельскохозяйст¬ венной науки и практиков смелее идти по пути более интен¬ сивного использования земли, широкого внедрения пропаш¬ ных и бобовых культур, чтобы открыть новые возможности 1 Н. С. Хрущев. Современный этап коммунистического строитель¬ ства и задачи партии ло улучшению руководства сельским хозяйством. Госполитиздат, М., 1962, стр. 47, 49. 2 Н. С. Хрущев. Речь на совещании работников сельского хо¬ зяйства Сибири 26 ноября 1961 г. ® городе Новосибирске. «Правда», 29 ноября 1961 г. 338
для увеличения производства кормов, а стало быть, для роста производства мяса, молока и др. продуктов животновод¬ ства» Травопольная система, как не выдержавшая испытания временем, теперь отвергнута1 2. При разработке и введении новых систем земледелия не¬ обходимо знать и другие ошибки травопольной системы В. Р. Вильямса. Ошибочные положения в трудах В. Р. Виль¬ ямса были вскрыты. Они следующие3 4: 1. Отрицательное отношение к культуре озимых хлебов. В. Р. Вильямс утверждал, что озимые хлеба независимо от климатических условий районов страны являются показате¬ лем технического несовершенства хозяйства, его стихийности, что урожайность озимых хлебов — величина ограниченная. Т. Д. Лысенко, опираясь на сельскохозяйственную практи¬ ку, доказал, что «во всех районах СССР, где летний период продолжительный и жаркий, например в республиках Сред¬ ней Азии и Закавказья, все зерновые хлеба в поливных рай¬ онах высеваются с осени, то есть как озимые с тем, чтобы они в начале лета созрели еще до наступления жаркой по¬ годы. При весеннем посеве яровых в этих районах, даже при условии орошения, урожай зерна всегда будет более низким вследствие того," что налив и созревание зерна у них будет попадать в более жаркий период, чем при осеннем, озимом посеве» *. 2. Рекомендация повсеместной, независимо от климатиче¬ ских условий вспашки травяного поля только глубокой осенью. Такая рекомендация исключает возможность исполь¬ зования пласта трав под посев озимых культур, тогда как в ряде мест не только можно, но и нужно сеять озимые культуры по пласту клевера. 3. Рекомендация вносить в травопольных севооборотах только перепревший навоз. По мнению В. Р. Вильямса, навоз 1 Н. С. Хрущев. Современный этап коммунистического строитель¬ ства и задачи партии по улучшению руководства сельским хозяйством. Госполитиздат, М., 1962, стр. 62. 2 Но это не следует понимать как отмену или запрет посева многолет¬ них и однолетних трав, в особенности бобовых — клевера, люцерны, лю¬ пина, вики и др. В тех условиях, когда они дают больший экономический и агрономический эффект по сравнению с другими культурами, их надо сеять. Но это следует применять в пределах разумного. Применение, на¬ пример, клеверосеяния не означает применения травопольной системы. Эти понятия не тождественны. * См. Т. Д. Лысенко. Об агрономическом учении В. Р. Вильямса. Агробиолотя. Сельхоэпиэ, М., 1952, стр. 644. 4 Там же. 22* 339
не оказывает существенного влияния на создание и поддер¬ жание условий плодородия почвы, в действительности же правильное внесение навоза более полезно, чем превращение его в перегной для последующего внесения в почву. 4. Отрицательное отношение к некоторым орудиям по¬ верхностной обработки почвы (каток, борона). В настоящее время катки и бороны в системе обработки почвы приме¬ няются успешно. 5. В. Р. Вильямс, рекомендуя травопольную систему зем¬ леделия независимо от климатических условий и методов об¬ работки почвы, утверждал, что «культурные однолетние рас¬ тения ни при каких условиях не могут накопить в почве ор¬ ганическое вещество. Они только требуют разрушения орга¬ нического вещества для своего питания»'. Это положение оказалось не везде и не всегда верным. Т. С. Мальцев утвер¬ ждает, что «однолетние растения по их свойствам при определенных условиях могут обогащать почву органи¬ ческим веществом и перегноем, могут создавать струк¬ туру почвы и, следовательно, повышать ее эффективное плодородие» 1 2. Новые суждения Т. С. Мальцева помогают дальнейшему развитию научных основ системы земледелия как в теории, так и в практике сельского хозяйства. За последние годы много новых фактов получения высо¬ ких и все возрастающих урожаев разных культур дали пере¬ довые колхозы и совхозы разных почвенно-климатических зон СССР без посева многолетних трав. Например, Алтайский научно-исследовательский институт сельского хозяйства на черноземах без посева многолетних трав добился хороших урожаев. На лучших вариантах производственных посевов, в среднем за три года (1959—1961 гг.), получен урожай пше¬ ницы после кукурузы 26 ц/га, вместо 20,8 ц}га по пласту многолетних трав. Товарищ Г. А. Наливайко, выступая на XXII съезде КПСС, предложил пропашную систему земледелия как наи¬ более эффективную на данном этапе. Предложение Г. А. На¬ ливайко горячо поддержано. Обогащение теории передовой практикой позволяет по- новому строить в дальнейшем ту или иную систему земле¬ делия применительно к конкретным условиям. 1 В. Р. Вильямс. Избр. соч. «Московский рабочий», 1948, стр. 218. 2 Т. С. Мальцев. Всесоюзное совещание в колхозе «Заветы Ленина» 7—10 августа 1954 г. Сельхозгиз, М, стр. 14.
ИНТЕНСИВНАЯ СИСТЕМА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Программа Коммунистической партии Советского Союза, принятая историческим XXII съездом, с предельной ясностью указала путь дальнейшего быстрого подъема социалистиче¬ ского сельского хозяйства. «Главный путь подъема сельского хозяйства и удовлетворения возрастающих потребностей страны в сельскохозяйственной продукции—всесторонняя ме¬ ханизация и последовательная интенсификация: достижение на основе науки и передового опыта во всех колхозах и сов¬ хозах высокой культуры земледелия и животноводства; рез¬ кое повышение урожайности всех культур и увеличение вы¬ хода продукции с каждого гектара при наименьших затратах труда и средств. На этой основе необходимо добиться непре¬ рывного роста сельскохозяйственной продукции в соответст¬ вии с общественными потребностями» В Программе дальше говорится: «Для обеспечения устой¬ чивых, высоких, неуклонно увеличивающихся урожаев, осво¬ бождения сельского хозяйства от вредных воздействий сти¬ хийных сил природы, в особенности.от засухи, и в целях рез¬ кого повышения плодородия почвы, а также для быстрого подъема животноводства необходимо: — осуществить научно обоснованное размещение сельского хозяйства по природно-экономическим зонам и районам, бо¬ лее углубленную и устойчивую его специализацию, с преиму¬ щественным ростом производства того вида сельскохозяйст¬ венной продукции, для которого имеются наилучшие условия и достигается наибольшая экономия затрат; — во всех колхозах и совхозах внедрить, применительно к местным условиям и специализации каждого хозяйства, научно обоснованную систему мероприятий по земледелию и животноводству, обеспечивающую наиболее эффективное ис¬ пользование земли и экономически выгодное сочетание от¬ раслей, наилучшую структуру посевных площадей, с заменой малоурожайных и малоценных культур высокоурожайными и высокоценными; добиться того, чтобы каждый колхоз и сов¬ хоз практически освоил передовые методы агротехники с применением рациональных севооборотов; производил посев всех культур только сортовыми семенами; создать во всех районах прочную кормовую базу, распространить в колхозах и совхозах передовые зоотехнические достижения; 11 Программа Коммунистической партии Советского Союза. «Правда М., 1961, стр. 76. 341
— осуществить рациональную и всестороннюю химизацию сельского хозяйства — полностью удовлетворить его потреб¬ ности в минеральных удобрениях, в химических и биологиче¬ ских средствах борьбы с сорняками, болезнями и вредителями растений и животных; обеспечить во всех колхозах и совхозах наилучшее использование местных удобрений; — широко использовать достижения биологической науки, особенно микробиологию, приобретающую все большее значе¬ ние для поднятия плодородия почвы; — выполнить обширную программу ирригационного стро¬ ительства для орошения и обводнения миллионов гектаров новых земель в засушливых районах и подъема существую¬ щего поливного земледелия; расширить работу по полеза¬ щитному лесонасаждению, строительству водоемов, обводне¬ нию пастбищ и мелиорации избыточно увлажненных земель; вести систематическую борьбу с водной и ветровой эрозией почв» '. Отличительной чертой той или иной новой системы земле¬ делия должна быть комплексность взаимно увязанных орга¬ низационно-хозяйственных и агрономических мероприятий, обеспечивающих непрерывное улучшение плодородия почвы и повышение урожайности при наиболее эффективном исполь¬ зовании земли. Наиболее общими составными частями интенсивной си¬ стемы земледелия служат: 1) организация земельной территории в соответствии со специализацией хозяйства и структурой посевных площадей; система севооборота, учитывающая специфику почв, климата и направление сельскохозяйственного производства; 2) система обработки почвы и борьбы с сорняками; 3) система применения удобрений; 4) система семеноводства; 5) рациональный посев и уход за растениями. Кроме общих обязательных звеньев системы земледелия в степных и полупустынных зонах в борьбе с засухой и эро¬ зией почвы необходимы добавочные: полезащитное и водоох¬ ранное лесоразведение; развитие орошения и обводнения, строительство прудов и водоемов. В зонах избыточного увлажнения, заболоченных мест требуется дополнительное звено — осушение как система ко¬ ренной мелиорации. 11 Программа Коммунистической партии Советского Союза. «Прав¬ да», М., 1961, стр. 79—80. 342.
Правильное проведение в жизнь комплекса мероприятий, применительно к конкретным условиям, в социалистических хозяйствах дает необычайно высокий экономический эффект. Например, в колхозе имени XXII съезда КПСС Винницкой области в среднем за последние четыре года урожай зерновых составил 30 ц/га. В 1961 г. колхоз собрал озимой пшеницы на площади 1372 га по 29,6 ц/га, гороха на площади 708 га — по 31,2 ц/га, кукурузы на площади 900 га — по 60 ц зерна с гектара. Средний урожай всех зерновых в колхозе — 38 ц/га. Одним из важнейших условий повышения урожайности послужи¬ ла замена чистых naipoe пропашными (кукуруза) и зернобобовыми культу¬ рами (горох). Оценивая достижения колхоза имени XXII съезда КПСС в области полеводства за 1961 г., Н. С. Хрущев сказал: «Та система хороша, которая дает максимальное количество про¬ дукции на вложенный труд; та структура посевов хороша, ко¬ торая дает наибольшее количество зерна в расчете на гектар пашни. И в этом отношении ваша система земледелия вы¬ держала испытание» В настоящее время как наиболее удовлетворяющей предъ¬ явленным требованиям в различных вариантах применитель¬ но к местным условиям признана интенсивная пропашная система земледелия. Характерными чертами ее являются: 1. Полная ликвидация в севообороте чистых паров. 2. Введение новой структуры посевных площадей, вклю¬ чающей в себя высокоценные, высокоурожайные культуры (пшеница, кукуруза, горох, бобы, сахарная свекла и др.), взамен малоценных, низкоурожайных культур (травы, овес ит.д.). 3. Повышение интенсификации земледелия и больший вы¬ ход продукции на единицу земельной площади, при наимень¬ ших затратах труда и низкой себестоимости. 11 «Правда», 8 октября 1961 г.
АГРОНОМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СЕВООБОРОТОВ В литературе даются разные понятия о севообороте. В одном случае дается определение как «чередование раз¬ личных культур на определенной земельной территории» (БСЭ); в другом — как «агротехническое, землеустроитель¬ ное и организационно-хозяйственное мероприятие, заключа¬ ющееся в разделении земельного участка на равновеликие части (поля) с тем, чтобы на них чередовались по годам посе¬ вы определенных сельскохозяйственных культур» (СХЭ); в-третьих, как «установленное на основе перспективного пла¬ на развития хозяйства чередование культур во времени и на территории, сопровождаемое соответствующей системой об¬ работки почвы и удобрений и обеспечивающее повышение плодородия почвы, рост урожайности и создания прочной кормовой базы для животноводства» (В. В. Квасников). Есть и еще ряд других определений. Очевидно, более правильным определением севооборота будет последнее. Как уже было сказано, значение севооборота в истории развития сельского хозяйства и в настоящее время очень большое. Еще в глубокой древности была известна положи¬ тельная роль чередования культур, отличающихся между собой биологическими -и хозяйственными особенностями, раз¬ личным воздействием их на почву и последующие растения. К нашему времени опытными учреждениями накоплен ог¬ ромный материал, устанавливающий факты понижения или повышения урожаев различных культур при их бессменном посеве и в севообороте. Например, многолетними опытами ТСХА доказано, что на дерново- подзолистых суглинистых почвах при бессменном посеве без удобрения за 41 год (1912—11953 гг.) озимая рожь понизила урожай с 11,6 ц/га первой ротации до 5,9 ц/га в последнюю ротацию; картофель —с 118,7 до 86,3 ц/га. 344
В севообороте за это же время при тех же условиях урожай озимой ржи повысился почти в 2 раза (В. Е. Егоров). На Харьковской опытной станции за 27 лет (1914—4931 гг.) при бес¬ сменном посеве без удобрений урожай озимой ржи был ю среднем 5,9 ц/га, а в севообороте—16,2 ц/га; при внесении удобрений бессмен¬ ный посев дал соответственно 15,4 ц/га, а в севообороте — 26,7 ц/га. Ози¬ мая пшеница за многие годы без удобрений при бессменном посеве в сред¬ нем дала 9,1 i|, а в севообороте— 18,5 ц/га, при внесении удобрений — со¬ ответственно 14,6 ц и 24 ц/га. Принципиально такие же результаты получены и на опытных станциях в Англии (Ротамсгед) и в Германской Демократической Республике (Гал¬ ле), где исследование этого вопроса ведется в первом случае более 100 лет и во втором — более 80-лет (с 1879 г.). Естественно, встает вопрос, зачем нужен севооборот в по¬ леводстве? В чем кроются причины снижения урожаев при монокультуре? Ответ на первый вопрос вытекает из сказанного о значе¬ нии севооборота, а именно: севооборот необходим для под¬ держания и повышения плодородия почвы; для повышения урожаев, при наименьших затратах производства. На второй вопрос требуется более развернутый ответ. Причин снижения плодородия почвы и урожаев при бессменной культуре мно¬ го. Разные растения на бессменность культур реагируют по- разному. Для примера даем следующую классификацию: сильно реагирующие (лен, клевер, сахарная свекла); средне реагирующие (рожь, овес, пшеница, ячмень); слабо реаги¬ рующие (картофель, кукуруза, табак, хлопчатник, конопля). Отрицательное влияние бессменности смягчается (но не снимается) применением удобрений и высокой агротехникой. Положительная роль чередования культур заключается в том, что растения оказывают благоприятное влияние на поч¬ ву, разнообразят условия и тем самым, как правило, улуч¬ шают среду для последующей культуры. При этом очень важную роль играют и соответствующие агромероприятия. Все культурные растения оказывают определенное влия¬ ние на свойства почвы, организмы, ее населяющие, на сор¬ ную растительность, насекомых, микрофлору. Почва со всеми живущими в ней и на ней природными организмами в свою очередь по-разному влияет на культурные растения. Изучение закономерностей этого сложного взаимодействия почвы и культурных растений — существенная часть курса общего земледелия. Разные культурные растения предъявляют различные тре¬ бования к питательным элементам и их соотношению в поч¬ ве. Зерновые культуры требуют сравнительно больше азота и фосфора, бобовые — извести, а корнеплоды — калия. Посев 345
одной и той же культуры на одном и том же поле приводит к одностороннему использованию почвенного питания. Про¬ исходит диспропорция между накоплением в почве пищи и потреблением ее бессменными культурными растениями. Пра¬ вильное чередование культур во времени устраняет эту дис¬ пропорцию. Разные культуры имеют различную корневую систему по мощности ее развития, глубине залегания в почве, способно¬ сти растворять и усваивать питательные вещества почвы. Одни из них (глубококорневые, бобовые растения) имеют большую способность растворять и усваивать фосфорные и известковые соединения, другие (злаковые) меньшую. Бобо¬ вые растения через клубеньковые бактерии обогащают поч¬ ву азотом, растения других семейств не обладают такой спо¬ собностью. Чередование культур в севообороте способствует борьбе с сорными растениями. Например, озимые культуры в значи¬ тельной мере очищают почву от многих видов сорняков. По¬ сев пропашных культур (через систему ухода за культурой) неизбежно повышает чистоту поля от сорняков, а вместе с этим и от многих сельскохозяйственных болезней и вреди¬ телей. Бессменная культура -или частое ее возвращение на то же поле приводит к заболеванию растений многих культур или поражению их насекомыми-вредителями и сорняками-пара¬ зитами. Например, лен поражает специфический грибок (фу- зариум), сахарную свеклу — нематода (мелкий червячок, по¬ вреждающий корни культуры). Урожаи культур в этих случаях падают. В истории агроно¬ мии сложились понятия: «льноутомление», «свеклоутомле¬ ние», «клевероутомление». Но некоторые культуры, как картофель, конопля, кукуру¬ за, при определенных условиях длительное время могут воз¬ делываться на одном и том же поле без снижения урожая. Известно, что картофель и конопля в центральных районах России на крестьянских приусадебных участках возделыва¬ лись бессменно длительное время. Хорошо и ежегодно заправ¬ ленная навозом почва всегда способствовала получению вы¬ соких урожаев. И в наше время все больше накапливается материала, убеждающего в возможности успешного посева кукурузы в нечерноземной полосе на постоянных участках. Например, в колхозе «Большевик», Владимирской области, созданы постоянные кукурузные поля. Председатель колхоза товарищ Горшков пи¬ шет: «Седьмой год мы высеваем эту культуру на одних и тех же массивах. 346
В среднем за последние пять лет колхоз собирает с гектара по 812 цент¬ неров зеленой массы кукурузы с початками молочновосковой спелости... Такое устойчивое плодородие кукурузных плантаций не явилось само по себе. Каждый год под кукурузу вносится на* гектар не менее 40 тонн торфяного навоза или компоста из торфа, навозной жижи и минеральных удобрений»1. На Агробиологической станции МГУ в течение трех лет на постоян¬ ном кукурузном поле (дерново-подзолистая почва) получены следующие (в среднем) урожаи зеленой массы с початками: 1959 г.— 350 ц/га; 70 ц кормовых единиц 1960 г,—440 ц/га; 88 « «с « 1961 г.— 548 ц/га; 109 « « « Поле ежегодно сильно удобряется навозом, торфяным компостом и минеральными удобрениями. Применение в этом случае «монокультуры» по¬ ка не вызвало размножения специфических сорняков, вредителей или бо¬ лезней. Наоборот, на постоянном поле в 11 га удалось значительно под¬ нять плодородие почвы и полностью уничтожить очаги проволочника (ли¬ чинка жука щелкуна), этого бича кукурузы. Из установленных агрономической наукой общих положе¬ ний следует вывод. Севооборот необходимо строить на смене культурных растений: глубококорневых и мелкокорневых, пропашных и зерновых, азотособирателей и азотопотребите- лей, многолетних и однолетних, более требовательных и ме¬ нее требовательных к условиям роста и развития культуры. Роль предшественников для последующей культуры очень важна. Одни из них оставляют после себя почву (учитывая и сопутствующие агромероприятия) в хорошем состоянии: рых¬ лом, чистом от сорняков (пропашные), другие — в неудовлет¬ ворительном. Предшественники по их ценности условно мож¬ но разделить на четыре группы: 1) превосходные — кукуруза, зерновые, бобовые, сахар¬ ная свекла, картофель, морковь, бахчевые, бобовые травы (клевер, люцерна); 2) хорошие — кормовые корнеплоды, озимые хлеба, под¬ солнечник; 3) удовлетворительные — однолетние кормовые травы, лен, гречиха, горчица; 4) плохие — яровые хлеба. Конечно, в зависимости от вносимых удобрений, ухода за культурами и от того, по каким предшественникам шли эти растения, будет меняться и их оценка: они могут из одной группы (низшей) переходить в другую (высшую) или наобо¬ рот. 1 А. Горшков. Колхоз без травополья. Газета «Сельская жизнь», 7 октября 1961 г. 347
Рациональная система земледелия требует введения пра¬ вильных севооборотов. При правильном севообороте каждая культура, возвра¬ щаясь на то поле, на тот участок, тде она уже была, застает почву с лучшими условиями плодородия и менее засоренной. В этом случае урожай должен получаться более высокий и производительность труда повышается (Т. Д. Лысенко).* При разработке схем севооборотов следует исходить из планирования государством поставок товарной продукции растениеводства и животноводства; из обеспечения внутри¬ хозяйственных потребностей в этих продуктах; необходимо¬ сти эффективного и полного использования всех земельных угодий при обязательном повышении плодородия почвы; не¬ прерывного роста производства продукции на каждые 100 га сельскохозяйственных угодий при наименьших затратах тру¬ да и средств на единицу произведенной продукции. Отсюда ясно, что перспективный план развития хозяйства должен быть глубоко творческим документом, построенным на науч¬ ных основах, применительно к местным природно-экономиче¬ ским условиям с учетом специализации сельскохозяйственно¬ го производства. В разных хозяйствах севообороты могут быть самые разнообразные как по числу полей, так и по на¬ бору и характеру культур. В земледелии различаются следующие типы севооборотов: 1) по составу культурных растений (полевые, кормовые, овощные); 2) по восстановлению плодородия почвы (пропашные, плодосменные, сидеральные); 3) по ведущим культурам или по специализации (зерно¬ вые, зерново-картофельные, льняные, хлопковые, свеклович¬ ные и др.); 4) по числу полей (двупольные, трехпольные, многополь¬ ные — 4,5-польные и больше). Следует также четко знать ротацию севооборота и ее звенья. Ротацией севооборота называется последовательность чередования культур по годам на определенном поле. Иногда дают другую формулировку: период, в течение которого каж¬ дая культура проходит через все поля севооборота, называют ротацией (В. В. Квасников). Каждая ротация состоит из звеньев. Под звеном понимают сочетание предшествующих и последующих культур в сево¬ обороте. Начало звена составляет, как правило, лучший пред¬ шественник, а конец — худший. Например, в четырехпольном зерново-пропашном севообороте Сибири с чередованием: 348
1- е поле — кормовые пропашные (кукуруза, бобы, свекла); 2- е — яровая пшеница; 3-е — горох; 4-е — яровая пшеница— ротация состоит, как видно, из двух двулетних звеньев: 1) кормовые пропашные, 2) яровая пшеница—первое звено; 1) горох, 2) яровая пшеница — второе звено. Изображение на бумаге чередования культур во време¬ ни (по годам) и в пространстве (по полям) называют рота¬ ционной таблицей. Наиболее простым и распространенным способом чередо¬ вания культур считают тот, когда число полей севооборота совпадает с числом лет ротации. В нашем примере ротаци¬ онная таблица четырехпольного севооборота будет иметь следующий вид (табл. 52). Таблица 52 Ротационная таблица четырехпольного зерново-пропашного севооборота Сибири Поля севооборота Годы 1-е 2-е З-е 4-е 1961 кормовые пропашные: кукуруза, бобы, сахарная свекла яровая пшени¬ ца горох яровая пшеница 1962 яровая пшени¬ ца горох яровая пшеница кормовые про¬ пашные: куку¬ руза, бобы, сахарная свек¬ ла 1963 горох яровая пшени¬ ца кормовые пропаш¬ ные: кукуруза, бобы, сахарная свекла яровая пшеница 1964 яровая пшени¬ ца кормовые про¬ пашные: ку¬ куруза, бобы, сахарная свекла яровая пшеница горох Под введением севооборотов в хозяйствах подразумевают принятую систему севооборотов, с соответствующими рота¬ циями, системами обработки почвы и удобрения, нарезку полей севооборотов. Под освоением севооборотов понимают переход от быв- 349
шего распределения культур по полям к вновь установлен¬ ным севооборотам, обеспечивающим повышение плодородия почвы и урожайности культур. Освоенным севооборотом считают такой, в котором все культуры размещены на полях в соответствии с принятым планом и внедрена передовая агротехника. ПОЛЕВЫЕ СЕВООБОРОТЫ В полевых севооборотах в отличие от других возделывают¬ ся главным образом зерновые, кормовые и технические куль¬ туры. Коммунистическая партия и Советское правительство не¬ устанно указывают на исключительно важное значение про¬ изводства зерна. Зерновая проблема — основное звено в си¬ стеме всего сельского хозяйства. С ее разрешением успешно решаются и другие проблемы животноводства, технических и специальных культур, дающих основное сырье для про¬ мышленности. В постановлении декабрьского Пленума ЦК КПСС (1958 г.) сказано: «Считать и впредь важнейшей задачей развития сельского хозяйства всемерное увеличение произ¬ водства зерна с тем, чтобы в соответствии с контрольными цифрами на предстоящее семилетие довести валовой сбор зерна в стране в 1965 году до 10—11 миллиардов пудов. Главным и решающим источником увеличения сбора зер¬ на является повышение урожайности зерновых культур. В предстоящее семилетие есть все условия повысить урожай¬ ность зерновых в среднем на 3—4 центнера с гектара» *. Полевые севообороты в разных хозяйствах различные. По 39 сельскохозяйственным зонам, выделенным в связи с раз¬ работкой научно обоснованных рекомендаций по системе ве¬ дения сельского хозяйства, наблюдается очень большое раз¬ нообразие в составе зерновых, технических и кормовых куль¬ тур, в их чередовании в полевых севооборотах. Приведем не¬ сколько примеров , по отдельным республикам и облас¬ тям СССР. В центральных районах нечерноземной полосы рекомен¬ дуется широкое введение и освоение правильных пропашных севооборотов с занятыми парами и с посевом высокоурожай¬ ных и ценных культур как наиболее продуктивных. Например, в Смоленской области во многих колхозах ос- 11 Стенографический отчет Пленума ЦК КПСС 15—19 декабря 1958 г. Гоеполитиздат, стр. 475. 350
ваиваются пятипольные севообороты, причем на дерново- подзолистых почвах в целях повышения плодородия почвы и урожаев кукурузу рекомендовано сеять в выводном клину *. Таблица 53 1Четырехпольный севооборот с пятым выводным кукурузным клином Поля Го¬ ды 1-е 2-е З-е 4-е 5-е 1 горох, кле¬ вер озимые: пшени¬ ца, рожь картофель, са¬ харная свекла, бобы, лен яровые и ози¬ мые хлеба с подсевом клевера на V* поля кукуруза 2 озимые: пшеница и рожь картофель, са¬ харная свекла, бобы, лен яровые и ози¬ мые хлеба с подсевом на 1/а поля клевера горох и кле¬ вер кукуруза 3 картофель, сахарная свекла, бобы, лен яровые и озимые хлеба с подсе¬ вом на V а поля клевера горох и клевер озимые: пше¬ ница и рожь кукуруза 4 яровые и ози¬ мые хлеба <; подсевом на 1/а поля кле¬ вера горох, клевер озимые: пшени¬ ца и рожь картофель, сахарная свекла, бобы, лен кукуруза 5 клевер, горох озимые: рожь и пшеница лен, бобы, кар¬ тофель, сахар¬ ная свекла кукуруза яровые и ози* мые хлеба с подсевом на Va поля кле¬ вера 6 озимые: рожь и пшеница лен, бобы, кар¬ тофель, сахар¬ ная свекла озимые и яро¬ вые хлеба с подсевом на 1/аполя клевера кукуруза горох, кле¬ вер 1 Под выводным клином понимается одно из полей севооборота, ко торое на несколько лет выводится из нормального чередования и зани¬ мается, например, кукурузой. После этого (3—5 лет) поле из-под кукурузы снова включается в севооборот, а на смену ему, опять под кукурузу, отво¬ дится следующее по очереди поле севооборота. 351
Ротационная таблица в этом случае для почв глинистых и суглинистых по механическому составу будет представлена в следующем виде (табл. 53). Продолжая таблицу далее, мы увидим, что в таком сево¬ обороте культуры, как правило, вернутся на свое место в по¬ ле только через 8 лет. Это важно отметить в отношении тех культур, которые плохо себя чувствуют при скором повторе¬ нии (лен, клевер, сахарная свекла). Соблюдая правильное че¬ редование культур, применяя правильную систему удобрения и обработки почвы, как и другие агромероприятия, можно сравнительно быстро поднять урожаи культур примерно до 30, 40, 50 и более центнеров кормовых единиц на гектар паш¬ ни. Такой рост урожаев и будет удовлетворять предъявляе¬ мым требованиям к сельскому хозяйству на современном эта¬ пе. Следует заметить, что кукурузный выводной клин, буду¬ чи ежегодно на протяжении ряда лет усиленно обогащаем органическими удобрениями и корневыми остатками культу¬ ры, побывав на всех полях, поможет коренному окультури¬ ванию дерново-подзолистых почв. В этом же направлении бу¬ дет идти процесс повышения плодородия почв и под другими культурами и особенно под бобовыми, хотя они и будут сравнительно меньше удобряемы. В Белоруссии на легких почвах хорошие результаты дают сидеральные севообороты '. Таблица 54 Урожай ржи Лисицинской по парам в 1954 г. Колхозы Рязанской области Пары Энер¬ гия куще¬ ния Про¬ дукти¬ вная кусти¬ стость Вес 1000 зерен Урожай в ц/га в г в % Ф зерна соломы «Дело октября» черный 2,40 1,13 17,5 100,0 15,3 31,1 * клеверный 3,37 1,57 20,4 116,6 25,0 50,2 «Маяк революции» черный 2,10 1,10 16,0 100,0 13,3 19,0 клеверный 2,13 1,05 18,1 115,1 19,3 39,0 Полевые севообороты целесообразно строить не только по зонам, но и внутри зон, даже в одном хозяйстве, по типам почв. По нашим исследованиям в Мещере, занятой клеверный пар как предшественник озимой ржи на суглинистых почвах 11 См М. Н. Луценко. Доклад на Всесоюзном совещании специа¬ листов сельского хозяйства. Изд-во Мин-ва с. х. СССР, М., 1960 352
оказался более продуктивным, чем черный пар. Это хорошо видно из табл. 54. По многолетним опытам Новозыбковской станции, на пес¬ чаных почвах по люпиновому пару получен урожай ржи, кар¬ тофеля и овса более высокий, чем по чистому неудобренному пару (табл. 55). Таблица 55 Средний урожай культур севооборота (в и,!га)* Виды пара Урожай озимой ржи за 23 года зерна и соломы Урожай клуб¬ ней картофеля за 21 год Урожай овса за 19 лет зерна и соломы (прямое действие) (последействие) (последействие) Чистый неудобренный 5,8 10,5 130,8 7.8 7,4 Люпиновый Н.2 20,1 184,7 9.7 8,3 * И. С т о ю ш к и и. Газета «Сельское хозяйство» or Ю апреля 1956 г. В черноземной полосе, в степных районах Украинской ССР и Молдавской ССР, природные условия другие, чем в лесной зоне. Естественно, это обстоятельство влияет и на выбор севооборотов и на направление полеводства. Например, в зерносовхозе «Гигант» Ростовской области применяется севооборот со следующим чередованием культур: 1- е поле — зернобобовые (горох и бобы); 2- е — озимая пшеница; 3- е — озимая пшеница; 4- е — кукуруза на силос; 5- е — озимая пшеница; 6- е — озимая пшеница; 7- е — кукуруза на зерно и силос; 8- е — озимая пшеница; 9- е — кукуруза на зерно и подсолнечник; 10- е — яровой ячмень. На Украине проведена большая работа по повышению продуктивности севооборота путем улучшения структуры по¬ севных площадей: расширения посевов кукурузы, сахарной свеклы, подсолнечника, гороха, кормового люпина, а в от¬ дельных районах — и картофеля, за счет сокращения менее урожайных культур и замены чистых паров занятыми с уче¬ том зональных особенностей. 23 Зак. 228 353
Установлено, что большое насыщение севооборотов куку¬ рузой резко повышает их продуктивность. В опытах Всесоюз¬ ного института кукурузы в степной зоне Украины при насы¬ щении севооборотов кукурузой до 50% к посеву зерновых вы¬ ход зерна увеличивается до 45,8%, перевариваемого протеи¬ на— на 36,6% по сравнению с севооборотом, где кукуруза в группе зерновых занимала всего 16,7%. Практика показывает, что колхозы, освоившие севооборо¬ ты, не только повышают урожайность возделываемых куль¬ тур, но и увеличивают производство продуктов животновод¬ ства, а также денежные доходы. Так, например, в колхозе XXII съезда КПСС, Новомосковского райо¬ на, Днепропетровской области, где севообороты уже освоены, за послед¬ ние годы получено озимой пшеницы — 24,6 ц, кукурузы на зерно — 31,9 ц, подсолнечника—19,0 ц, овощей—123,2 ц/га. На 100 га сельскохозяйст¬ венных угодий произведено мяса в живом весе 49,3 ц, молока — 283,4 ц. В соседнем колхозе «Заря коммунизма» при всех равных условиях, но /где севообороты не были освоены, за тот же период урожай озимой пшеницы был ниже на 11,9%, кукурузы — 21,4%, овощей—>20,5%, выход мяса — 52,4%, молока—на 47,6%. Денежный доход также получен на 53,4% меньше *. Молдавия имеет свои особенности. В составе ее сельско¬ хозяйственных угодий до 40% площади занимают крутые склоны, пересеченные оврагами и подверженные эрозии. Естественно, в этом случае заметное место должны занять противоэрозионные севообороты с обязательным чередова¬ нием на склонах пропашных полей с полями, занятыми тра¬ вами и густопокровными культурами. В структуре посевных площадей удельный вес пропашных культур (кукуруза, са¬ харная свекла, подсолнечник и другие) составляет 60—65%, из них 2/з полей приходится на кукурузу, что и определяет построение схем севооборотов. Например, в колхозе «Заветы Ленина», Флорештокого района (север¬ ная зона), принят восьмидольный севооборот с чередованием культур: 1-е поле — кукуруза и частично пар, занятый озимой рожью и викой на зеленый корм; 2-е поле — озимая пшеница; 3-е поле — сахарная свекла; 4-е поле — кукуруза; 5-е поле — озимая пшеница; 6-е поле — сахарная свекла, табак и кукуруза; 7-е поле — озимая пшеница, яровой ячмень, после уборки — пожнивной посев кукурузы; 8-е поде — подсолнечник. В результате освоения севооборота и применения комплекса агротехниче¬ ских мероприятий в этом колхозе значительно повысился урожай основных сельскохозяйственных культур. Если средний урожай за 1951—1953 гг. 11 См. М. С. Спивак. Об опыте разработки и внедрения в про¬ изводство научно обоснованных систем ведения хозяйства в Украин¬ ской ССР. Изд-во Мин-ва с. х. СССР, М., 1960. 354
составлял с гектара зерновых — 14,8 ц, кукурузы — 13,2 ц, подсолнечника — 14,8 ц, сахарной свеклы—156 ц; то в 1958—11959 гг.— зерновых — 43,3 ц, кукурузы — 64,7 Ц, сахарной свеклы — 221 ц, подсолнечника—18,5 ц В Поволжье, особенно в засушливых районах, преоблада¬ ют севообороты пропашные и паропропашные. В среднеазиат¬ ских республиках, особенно в районах орошаемого земледе¬ лия, применяют севообороты с малым количеством культур при продолжительном их пребывании на одном и том же по¬ ле. Например, при культуре хлопчатника в условиях ороше¬ ния применяют севообороты со следующим чередованием культур: 1—3 года многолетние травы (люцерна); 4—8 лет хлопчатник. В Западной Сибири рекомендуются разнообразные сево¬ обороты, в зависимости от зоны, с севера на юг, но преобла¬ дают пропашные. КОРМОВЫЕ СЕВООБОРОТЫ В кормовых севооборотах выращивают в основном кормо¬ вые культуры. В задачу их входит вместе с естественными лугами и выпасами, а также с кормами, получаемыми в по¬ левых севооборотах, полностью в течение всего года обеспе¬ чивать животноводство высококачественными кормами. Кормовые севообороты в зависимости от назначения и со¬ става культур делятся на приусадебные, или прифермские, лугопастбищные, лугосенокосные, кормово-овощные, комби¬ нированные. Прифермские севообороты размещают вблизи животноводческих ферм. Возделывают на их полях в. основ¬ ном сочные объемистые культуры (зеленый корм, корне-клуб- неплоды, кукуруза, бахчевые, кормовая капуста). Часто в них предусматривается выпас для молодняка. Кормовые севообороты в хозяйстве должны составлять часть единой системы севооборотов — полевых, кормовых и овощных. 11 Из доклада на Всесоюзном совещании специалистов сельского хо¬ зяйства, 1960 г. 23*
УЧЕНИЕ ОБ ОБРАБОТКЕ ПОЧВЫ ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ Главной целью всей системы обработки почвы следует считать приведение пахотного слоя в спелое состояние, спо¬ собное обеспечивать культурные растения нормальными усло¬ виями жизни (водой, пищей, теплом, воздухом). Для достижения этой цели основной задачей системы об¬ работки является обращение пахотного горизонта в комкова¬ тое состояние с возможно меньшим распылением почвы. Д. И. Менделеев в своих лекциях, прочитанных на Выс¬ ших женских курсах в 1880/81 учебном году, говорил: «Цель механической обработки не есть простое рыхление почвы, а достижение того, чтобы негодные для растений питательные вещества перешли в форму, более годную для питания рас¬ тений» '. Успешное достижение этой цели осуществляется путем своевременного рыхления, поддержания и сохранения строе¬ ния пахотного слоя, в котором создается оптимальное соот¬ ношение между твердой, жидкой и газообразной частями почвы; активизирования микробиологической деятельности; уничтожения остатков растений предыдущей культуры или многолетних растений целины и сорной полевой раститель¬ ности; заделка в пахотный слой растительных остатков (жнивья, корней), сидератов, вносимых органических и мине¬ ральных удобрений. Приемы и способы обработки почвы в разных почвенно- 11 Д. И. Менделеев. Работы по сельскому хозяйству и лесовод¬ ству. Изднво АН СССР, М., 1954, стр. 211. 356
климатических зонах при возделывании различных культур различны. В одних случаях необходимо бороться за накопле¬ ние и сохранение в почве влаги, в других, наоборот, прихо¬ дится бороться с избытком ее; в северных районах, например, необходимо добиваться большого прогревания почвы, а в ря¬ де южных мест — оберегать почву от перегрева и т. д. Правильная обработка почвы включает в себя комплекс приемов или технологических операций, которые сводятся в конечном счете к 6 основным видам: 1) приемам оборачива¬ ния пахотного слоя; 2) приемам рыхления почвы; 3) приемам перемешивания; 4) приемам уплотнения и выравнивания по¬ верхности поля; 5) операциям по уничтожению сорной расти¬ тельности на полях; 6) направленному воздействию на биоло¬ гические процессы почвы и заделку удобрений. Разумеется, что в зависимости от конкретных условий, требований возделываемых культур первостепенное, или ве¬ дущее, значение в каждом отдельном случае будет тот или иной прием. Оборачивание пахотного слоя проводят отвальными ору¬ диями. Оно бывает полное (180°) и неполное (135°). Цель оборачивания: заделка того или иного удобрительного мате¬ риала (навоза, навозно-торфяных компостов, сидератов, жнивья и других); прекращение жизнеспособности естествен¬ ных или сеяных трав; борьба с корневищными, корне¬ отпрысковыми и другими сорняками, что облегчает также борьбу с болезнями и вредителями сельскохозяйственных рас¬ тений; обмен верхнего (распыленного) слоя пашни на ниж¬ ний (лучшего строения и структуры) слой почвы; перераспре¬ деление питательных элементов, придание большей однород¬ ности и активности процессов, протекающих в пахотном слое. Рыхление почвы — наиболее часто применяемый агро¬ прием. Оно делает почву более проницаемой для воды и воз¬ духа. Рыхление усиливает микробиологическую деятельность и увеличивает накопление минеральных питательных веществ за счет разложения органического вещества. По глубине и характеру рыхление почвы бывает довольно разнообразным и осуществляют его разными сельскохозяйственными орудия¬ ми. Поверхностное рыхление проводят боронами, культива¬ торами, лущильниками, ротационными мотыгами и др.; глу¬ бокое рыхление, в том числе и подпахотного 'горизонта, — разного типа почвоуглубителями: плугами с дополнительны¬ ми лаповыми углубителями, плугами с вырезными внизу от¬ валами, чизель-культиваторами и т. п. 357
В последние годы для периодического безотвального глу¬ бокого рыхления почвы Т. С. Мальцев предложил (и теперь это применяют в ряде мест) видоизмененный плуг без отва¬ лов с обтекаемой стойкой. Рыхление почвы таким плугом, особенно на дерново-подзолистых и в той или иной степени засоленных почвах, делает качественно иным содержание пахотного слоя по сравнению с пахотным слоем, образуемым другими рыхлящими орудиями. Об этом подробнее будет ска¬ зано ниже. Перемешивание почвы производят в целях равномерного распределения в пахотном слое питательных элементов. Пе¬ ремешивание придает однородность всему пахотному слою. Эта операция осуществляется либо повторной вспашкой (глу¬ бокое перемешивание при двойке пара), либо путем повтор¬ ных обработок орудиями поверхностного рыхления. Уплотнение почвы применяют для капиллярного поднятия влаги из нижних слоев почвы к семенам, увеличения площа¬ ди соприкосновения семян с почвой. Если почва сухая и слишком рыхлая, уплотнение целесообразно производить пе¬ ред посевом семян, чтобы предупредить последующее ее осе¬ дание. Опасность гибели озимых весной от обнажения (вы¬ пирания) корневой системы и узла кущения также устра¬ няется уплотнением. Уплотняют почву катками разной кон¬ струкции. Выравнивание поверхности поля уменьшает площадь со¬ прикосновения почвы с атмосферой, позволяет сократить ко¬ личество испаряемой влаги из почвы, более равномерно на¬ сыщать почву влагой выпадающих в вегетационный период осадков, что в свою очередь приводит к выровненному ходу физико-химических и биологических процессов в почве. Устра¬ нение микропонижений на поле зерновых культур способст¬ вует повышению производительности машин на севе, при уходе за растениями и уборке культуры. Выравнивание про¬ водится шлейфами, боронами, катками и другими орудиями Очищение почвы от сорняков осуществляется через под¬ резание сорных трав, разрезание на мелкие части корневиш сорняков и запашку их плугом с предплужником на полную глубину пахотного слоя. ВСПАШКА Вспашка отвальными или безотвальными плугами — ос¬ новной прием обработки почвы. Отвальная вспашка. Цель ее — оборачивание, перемеши¬
вание и разрыхление пахотного слоя. Она осуществляется плугами, имеющими разную форму отвала. Отвалы бывают винтовые, полувингговые, цилиндрические и так называемые I — цилиндрический; 2 — культурный; 3 — пол у винтовой; 4 — винтовой Рис. 82. Однокорпусный, конный плуг с предплужником культурные (рис. 81). Естественно, разная форма отвала плу¬ гов дает разное качество пахоты, разный оборот пласта, раз¬ ное крошение, рыхление и перемешивание почвы пахотного слоя. 359
Винтовой отвал представляет собой длинную, равномерно скрученную, клинообразную поверхность. Он хорошо (на 135°) оборачивает пласт (взмет), но не крошит его. Такой плуг рекомендован для вспашки тяжелых глинистых и силь¬ но задерненных почв. После вспашки требуется дополнитель¬ ная обработка почвы для измельчения пласта (дискование). Полувинтовой, или универсальный, отвал имеет более кру¬ то поставленный лемех, чем у винтового. Поверхность его комбинированная: передняя близка к цилиндрической, а зад¬ няя — к винтовой. Его применяют на различных почвах; пласт оборачивает подобно сабану на 180° (полный оборот пласта). Рис. 83. Тракторный многокорпусный плуг с предплужниками Цилиндрический отвал имеет крутую поверхность. Пласт не вползает на отвал постепенно, как у винтового, а сразу круто приподнимается и откидывается, крошится, но плохо оборачивается. Применим на рыхлых и легких почвах. Культурный отвал — это несколько измененный цилиндри¬ ческий (или рухадло) с поворотом во внутрь верхней части отвала. Он занимает среднее положение между винтовым и цилиндрическим отвалами. Оборачивает пласт на 135°; в то же время хорошо рыхлит почву. Плуги с культурными отва¬ лами имеют еще и предплужники. Плуг с предплужником, сконструированный впервые немецким кузнецом — крестьяни¬ ном Рудольфом Сакком в 1870 г. в Лейпциге, объединил в себе работу двух раздельно идущих плугов. Вспашка плугом с предплужником ввиду высокого качества ее названа куль¬ турной (рис. 82). В настоящее время применяют многокорпусные трактор¬ ные или одно-, двухкорпусные конные плуги, преимуществен¬ но с культурным отвалом. Плуг с предплужником производит оборот пласта раздельно: предплужником на 10 см глубиной и основным корпусом ниже — на 10, 12, 15 и более сантимет¬ 360
ров. Верхний распыленный слой старопашни или дернины (10 см) сбрасывается на дно борозды, а нижележащий с ком¬ коватым сложением — вывертывается наверх (рис. 83). Вспашка плугом с предплужником оказывает большую помощь в борьбе с сорняками, насекомыми-вредителями и грибными болезнями культурных растений. Рис. 84. Трехкорпусный навесной плуг с предплужником ПН-3-35В Качество вспашки зависит не только от типа плуга, но и от состояния почвы: ее влажности, механического состава и наличия на поверхности растительных остатков. Почву сле¬ дует пахать в спелом состоянии, что соответствует влажности 50—65%, от полной влагоемкости, у глинистых и 40—70% у суглинистых и супесчаных почв. При такой степени влаж¬ ности почва не прилипает к плугу, не «мажется», как это бы¬ вает при вспашке сырой почвы, и не делается глыбистой, что наблюдается п,ри вспашке сухой почвы. Наряду с прицепными плугами в настоящее время в на¬ шей стране все больше используются навесные сельскохозяй¬ ственные машины и орудия. Они более маневренны, эконо¬ мичнее, так как не требуют прицепщиков, менее трудоемки, значительно производительнее и дают лучшее качество обра¬ ботки почвы (рис. 84). 361
На качество вспашки большое влияние оказывает ско¬ рость движения плуга. При более быстром движении плуга (7—10 км/час) происходит более сильное крошение пласта, уменьшение гребнистости и глыбистости пашни, увеличение количества мелкокомковатых агрегатов почвы вследствие бо¬ лее сильного ее рыхления, растительные остатки заделывают¬ ся лучше. Использование тракторов на повышенных рабочих скоро¬ стях дает большую экономию труда, металла и денежных средств. Декабрьский Пленум ЦК КПСС (1959 г.) постановил: «Важнейшим направлением в развитии механизации сельско¬ хозяйственного производства на ближайшие годы должен быть переход на повышенные рабочие скорости тракторов и основных сельскохозяйственных машин...»'. Январский Пленум ЦК КПСС (1961 г.) указал на необ¬ ходимость производства мощных тракторов с повышенными скоростями и орудий к ним. Безотвальная вспашка, или глубокое рыхление имеет целью: 1) облегчить доступ кислорода воздуха в более глу¬ бокие слои, стимулировать жизнедеятельность аэробных бак¬ терий и воспрепятствовать развитию восстановительных про¬ цессов; 2) облегчить распространение корней растений вглубь; 3) добиться механического разрыхления уплотненных горизонтов подпахотного слоя; 4) уничтожить глубокозалега- ющие корнеотпрысковые сорняки. Этот метод рыхления мо¬ жет быть дополнительным приемом к вспашке отвальной, ко¬ торую производят на меньшую глубину, чем подпахотное рыхление, но может быть и самостоятельным (применялся во Франции Жаном и применяется в СССР). В 1918—1921 гг. проходила дискуссия по вопросу отваль¬ ной и безотвальной вспашки почвы, в которой принимало участие большое число ученых разных стран. Противники отвальной вспашки (И. Е. Овсинский в России, Жан в Юж¬ ной Франции, Ахенбах в Германии и другие) предлагали за¬ менить ее обработкой безотвальной или рыхлением культива¬ торами, груббером, чизелем и т. п. Вопрос о безотвальной вспашке вновь был поставлен в Советском Союзе в 1954 г. в связи с предложением полевода колхоза «Заветы Ленина», директора Шадринской опытной станции, Курганской области, Т. С. Мальцева, который реко- 11 О дальнейшем развитии сельского хозяйства. Постановление Пле нума ЦК КПСС, принятое 25 декабря 1959 г. Госполитиэдат, М., 1959, стр. 18. 362
мендует производить безотвальную вспашку на глубину 35—40 см (для черноземных почв). «Основным условием при такой обработке, — говорит он, — является пахота без пред¬ плужников и отвалов, без оборачивания пласта, без вывора¬ чивания нижних слоев на поверхность»'. Рис. 85. Плуг Т. С. Мальцева П5-35ЦУ Сторонники той или другой точек зрения выдвигают свои теоретические обоснования, которые вкратце мы и рассмот¬ рим. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ ВСПАШКИ И РЫХЛЕНИЯ Отвальная вспашка необходима по следующим мотивам: со временем мелкие частицы почвы (диаметром менее 0,002 мм) передвигаются из верхней части пахотного слоя в нижнюю, где они и накапливаются. Это передвижение про¬ исходит под воздействием дождей. Изучая этот вопрос, английский исследователь в Ротамстеде Галь нашел, что в па¬ ру частиц с диаметром 0,002 мм было: в первых 9 дюймах пахоты—17,6%; во вторых 9 дюймах — 28,7% и в третьих 9 дюймах — 40,0 %. Было констатировано, что если не прервать ход этого про¬ цесса, то со временем возможно заиление почвы и полная потеря почвой ценного коллоидального вещества. В резуль¬ тате может сложиться катастрофическое положение — непло¬ дородие верхней части пахотного слоя из-за недостатка, а нижней — из-за избытка коллоидальных веществ. Немецкий исследователь М. Краузе, возражая сторонни¬ кам безотвальной вспашки, пишет: «Обработка почвы рыхля¬ щими орудиями только усиливает неблагоприятное действие дождя в смысле заиления и разделения почвенной смеси. 11 Всесоюзное совещание в колхозе «Заветы Ленина», Шадри некого района, Курганской области, 7—10 августа 1954 г. Селыхозгиз, М., 1964, стр. 19. 363
Вместо того, чтобы бороться со злом, этот путь только уско¬ ряет порчу. Иначе обстоит дело с оборачивающим плугом. Он поднимает из нижних слоев пахоты скопившиеся там колло¬ идальные частицы опять наверх, перемешивает их с крупно¬ зернистыми и таким образом препятствует образованию не¬ плодородных, вследствие крайнего различия в своем составе, почвенных слоев» *, В. Р. Вильямс, придерживаясь точки зрения необходимо¬ сти ежегодного оборота пласта, мотивирует это целесообраз¬ ностью смены верхнего слоя (распыленного) нижним, восста¬ новившим свое плодородие. Наиболее совершенным методом обмена верхнего слоя на нижний он считает применение для пахоты плуга с предплужником. В. Р. Вильямс пишет: «Верх¬ ний горизонт, опрокинутый в борозду, засыпается главным корпусом плуга комковатой массой почвы нижнего горизонта, способного крошиться и обращенного в комковатую, почти не содержащую пыли массу на поверхности также крутого ру- хадлового отвала» 1 2. Безотвальная вспашка, по мнению Т. С. Мальцева, целе¬ сообразна потому, что «верхний слой почвы содержит обычно основную массу корней и органических пожнивных остатков. Если их запахать вглубь, —говорит он, — то верхний слой обеднеет органическим веществом и растения будут получать меньше питания в верхнем слое, в то время, как в наших за¬ сушливых и полузасушливых условиях основная масса жизне¬ деятельной корневой системы в течение всего лета находится в поверхностном слое почвы. Кроме того, при выворачивании нижних почвенных слоев, содержащих вредные для растения соединения, в течение нескольких лет наблюдается резкое снижение урожаев. При вспашке плугом без отвалов почвен¬ ные слои перемешиваются незначительно и в основной своей массе остаются каждый на своем месте» 3. Безотвальную обработку почвы изучали и раньше. Так, например, в России в 1899 г. И. Е. Овсинский выступил за безотвальную обработку почвы. По его мнению, безотваль¬ ная обработка почвы целесообразна потому, что всякая поч¬ ва, за немногими исключениями, в естественном состоянии пронизана корнями растений, ходами дождевых червей и т. п., вследствие чего она воздухопроницаема на значитель¬ 1 М. Краузе. Обработка почвы как фактор урожайности. Сель¬ хозгиз, М., 1931, стр. 105. 2 В. Р. Вильямс. Почвоведение. Сельхозгиз, М., 1947, стр. 372. 3 Всесоюзное совещание в колхозе «Заветы Ленина». Сельхозгиз, М., 1954, стр. 19. 364
ную глубину и достаточно водопроницаема. В противовес точ¬ ке зрения, отстаивающей отвальную вспашку, он утверждал, что обычная пахота, уничтожая в почве сеть каналов, обра¬ зуемых гниющими корнями и ходами дождевых червей, пре¬ вращает почву в однородную порошкообразную массу. И. Е. Овсинский был противником любой глубокой вспашки и сторонником мелкой (до 5 см) поверхностной обработки, производимой сконструированным им ножевым культивато¬ ром или многокорпусными плужками (лущильниками), а при выпадении сильного дождя обычными зубовыми боронами*. В Южной Франции фермер Жан в 1913 г. опубликовал со¬ общение об оригинальном методе бесплужной обработки почвы. Он обрабатывал тяжелую, сильно известковую сугли¬ нистую почву только пружинным культиватором. Углубление рыхления ежегодно проводили постепенно. Поле рыхлили че¬ рез каждые 10—12 дней. Для полной обработки требовалось около 10 операций. Первое рыхление — неглубокое. При каждом последующем рыхлении глубину увеличивали на не¬ сколько сантиметров; общая глубина обработки — до 20 см. Данный оригинальный метод автор мотивировал непригод¬ ностью плужной вспашки почвы, дающей твердые глыбы, ко¬ торые с трудом удается разбивать на мелкие комочки. Своим методом (с внесением небольших доз хорошо перепревшего навоза под третью культивацию) Жан добивался в засушли¬ вой части Франции неуклонного повышения плодородия поч¬ вы и высоких урожаев культур. В Германии в 1919—1921 гг. на страницах журнала Не¬ мецкого сельскохозяйственного общества печатались дискус¬ сионные статьи по вопросу о возможности обработки почвы без плуга (Ackerbau ohne Pflug). Защитник безотвальной об¬ работки почвы Ф. Ахенбах, как и Жан, рекомендовал много¬ кратную обработку почвы культиватором, ссылаясь на необ¬ ходимость сохранения естественного сложения пахотного слоя, так как оборачивание почвы плугом неминуемо должно сопровождаться ухудшением жизнедеятельности микроорга¬ низмов почвы. Ф. Ахенбах считал, что при отвальной вспашке микроорганизмы, приспособившиеся к жизни в глубоких слоях почвы, будучи вывернуты на поверхность, погибнут от действия света, а аэробные микроорганизмы погибнут от не¬ достатка кислорода при запахивании их вглубь. Эти предпо¬ ложения Ф. Ахенбаха, как показали современные исследова¬ ния советских ученых — Е. Н. Мишустина и П. Н. Жуков- 11 См. И. Овсинский. Новая система земледелия. Киев, 1899. 365
ской, не подтвердились. Больше того, при отвальной обра¬ ботке пахотного слоя в дерново-подзолистых суглинистых почвах микробиологические процессы усиливаются. Приведенные обоснования противников отвальной вспаш¬ ки, кроме Т. С. Мальцева, не убеждают нас в необходимости замены отвальной вспашки, тем более повсеместно, рыхле¬ нием безотвальным. Вместе с тем отвальная вспашка, как мы видим, не единственный вид основной обработки почвы. Дифференцированный подход к решению задачи показывает, что безотвальная обработка почвы оказывается более эффек¬ тивной в засушливых районах, поскольку она — ведущий фактор сбережения влаги в почве; во-вторых, безотвальное рыхление действительно важно в тех случаях, когда подпа¬ хотный горизонт содержит в себе вредные для растений со¬ единения. Возможен также и третий вариант основной обработки почвы, это сочетание вспашки отвальной и безотвальной, глубокого и мелкого рыхления в общей системе обработки почвы. Большое разнообразие почв и климата, обилие возде¬ лываемых культур не случайно породили в практике большое количество разных сельскохозяйственных орудий и приемов обработки почвы. Между отдельными методами, выработан¬ ными практикой земледелия, есть сходство, но есть и сущест¬ венное отличие. Например, между методами безотвальной об¬ работки почвы Т. С. Мальцева и Жана как бы есть сходство (многократное безотвальное рыхление). Подобное же сход¬ ство отмечается и с методом И. Е. Овсинского (безотвальное рыхление). Но наряду с этим здесь есть и принципиальные различия, ведущие к разному качеству рыхления как следст¬ вию разных приемов. По методу Т. С. Мальцева, проводится глубокое (на 35—40 см) рыхление один раз в 4—5 лет спе¬ циальным плугом, в то время как по методу Жана — посте¬ пенное рыхление пружинным культиватором до 20 см, а по Е. И. Овсинскому — тоже рыхление, но до 5 см и производи¬ мое специальным культиватором. Наука и практика земледелия указывают на необходимость применения метода основной обработки почвы в зависимости от конкретных условий, закономерностей почвенных процес¬ сов и умения управлять ими. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ К технологическим свойствам почвы относятся связность, пластичность, липкость и объемный вес ее. Все они в свою очередь зависят от следующих физических свойств почвы: 366
механического состава, структуры, состава поглощенных ос¬ нований, влажности и плотности. Максимальной связностью обладает сухая глинистая, по механическому составу, насыщенная натрием, бесструктурная почва. Почвы тяжелые и средние по механическому составу лучше пахать, как было указано, при влажности 50—60% от полной влагоемкости. Крошение почвы при обработке зависит от пластичности почвы, т. е. ее способности менять свою фор¬ му, не распадаясь на части. Поглощенные основания влияют на связность и липкость в следующем возрастающем порядке: кальций — меньше маг¬ ния, магний — меньше калия, калий — меньше натрия (Ca<Mg<K<Na). Влияние этих же поглощенных оснований на микроструктурное состояние сказывается в обратном на¬ правлении, т. е. кальций больше магния, магний — больше ка¬ лия, калий — больше натрия (Ca>Mg>K>Na). Комковатая структура существенно влияет на технологи¬ ческие свойства почвы. Физическая спелость почвы (по влаж¬ ности) имеет огромное агрономическое значение. Спелой поч¬ вой следует считать почву, способную при обработке ее кро¬ шиться или рассыпаться. ТЕХНИКА И СПОСОБЫ ВСПАШКИ Техника и способы вспашки зависят от конструкции и движения плуга. Подавляющая часть современных плугов устроена так, что они отваливают почву при пахоте только в одну сторону, вправо. Но есть и другая конструкция плуга, при которой плуг имеет два комплекта корпусов: один внизу, а другой над ним — вверху, поставленные на одном и том же грядиле. Такой плуг отваливает пласт при пахоте и вправо, когда идет в прямом направлении, и влево, когда движется обратно. Поля бывают различными не только по размеру площади, но и по конфигурации, по рельефу. Все это требует от пахаря, бригадира, агронома твор«еского решения задачи, как и каким способом пахать. Обычно различают три способа вспашки: загонную, фигурную и гладкую (одностороннюю). Загонную пахоту поля производят узкими длинными по¬ лосами. Пахота идет с двух сторон, а на концах полос (заго¬ нов) обычный плуг выключают из рабочего положения и де¬ лают холостой пробег. В зависимости от направления движе¬ ния плуга (по часовой стрелке или против) вспашку назы¬ вают загонной всвал или загонной вразвал (рис. 86). Загон¬ ная вспашка всвал (по часовой стрелке) начинается с сере¬ 367
дины полосы (в середине получается гребень — свал). Загон¬ ная вспашка вразвал (против часовой стрелки) начинается с краев полосы и заканчивается разъемной бороздой (в сере¬ дине получается борозда — развал). Загонный способ вспаш¬ ки предпочтителен по сравнению с фигурным, но для него характерно большое количество холостых заездов (пробегов) на концах загонов. Чтобы сократить потери времени на холос¬ тые заезды, загоны делают узкие, но при этом возрастает чис¬ ло разъемных борозд и гребней. Чтобы сократить число их, половину загонов (номе¬ ра четные) пашут всвал, а половину (все нечет¬ ные) — вразвал. При сле¬ дующей очередной пахоте номера меняются: где па¬ халось всвал, пашут враз¬ вал и наоборот. Такое чередование способов па¬ хоты всвал и вразвал придает выровненность поля. На концах загонов оставляют место для раз¬ воротов и заездов трак¬ тора с плугом. Места, где разворачивался трак¬ тор, запахивают после вспашки всех загонов. Если поле имеет склон, пахать следует поперек склона, чтобы избежать размыва и смыва почвы '. Фигурная вспашка предполагает движение плуга со всех сторон поля. Когда пахота начинается с краев против часо¬ вой стрелки и заканчивается разъемной бороздой в середине, вспашку называют фигурной вразвал. Если пахота начинает¬ ся с середины и производится по всем четырем сторонам без выключения плуга из рабочего состояния и оканчивается по краям поля, вспашку называют фигурной всвал. Фигурную вспашку, широко применявшуюся при конной тяге раньше, в настоящее время не рекомендуют, так как она имеет ряд су¬ щественных недостатков: во-первых, остается много непро- паханных мест — огрехов (при вспашке в,развал) и, во-вто¬ рых, — ведет к преждевременному износу (даже поломке) плугов. 11 В северных районах избыточного увлажнения, в Финляндии, Норве¬ гии, Швеции, пашут вдоль склонов. 368 П П Рис. 86. Схема загонной вспашки враз¬ вал (/) и всвал (2)
Гладкая пахота производится с одной стороны поля. Плуг двигается подобно челноку в ткацком станке, взад и вперед. Гладкую вспашку называют также односторонней, или чел¬ ночной. Ее производят, как было сказано, оборотным плугом, способным отваливать пласт и вправо и влево. Такие плуги (при тракторной тяге) производят в СССР и зарубежом (рис. 87). Нам приходилось наблюдать в 1959 г. высокое ка¬ чество такой пахоты, например, в Научно-исследовательском институте в г. Галле в Германской Демократической Респуб¬ лике. Трактор небольшой мощности свободно тянет двухкор¬ пусный (2 комплекта) плуг, дающий глубокую, ровную па¬ хоту. Рис. 87. Оборотный пятикорпусный плуг для гладкой пахоты Гладкая пахота более совершенна по сравнению с други¬ ми способами, и она, надо думать, найдет более широкое при¬ менение в будущем, особенно при электропахоте. При оценке качества пахоты учитывается ряд показате¬ лей: время, глубина, равномерность, полнота оборота пласта, степень крошения (рыхления), глыбистость, отсутствие огре¬ хов, полнота заделки растительных остатков, гребнистость, правильность направления и форма загонов, сделанных с уче¬ том рельефа местности и конфигурации участка. Глубину вспашки определяют бороздомером или линейкой с делениями (рис. 88). Измерение проводят в нескольких местах поля (до 10 измерений на 1 га, 25 измерений на площади более 25 га) и выводят средний показатель глубины пахоты по отношению к невспаханной части поля. На вспаханном поле глубину па¬ хоты определяют в следующем порядке: разравнивают греб¬ ни двух-трех проходов корпусов плуга, на выровненной пло¬ щадке опускают линейку или бороздомер до дна борозды и смотрят, на сколько она погрузилась. Это и будет равно глу¬ бине пахоты. Если глубину определяют вскоре после вспаш¬ 24 Зак. 228 369
ки, когда вспаханный слой еще не осел, полученную величи¬ ну необходимо уменьшить на 20%. Конечно, вспушенность почвы после вспашки может быть различной. Она зависит от типа и влажности почвы, ско¬ рости движения орудия, типа отвалов плуга и т. п., что нель¬ зя не учитывать. Равномер¬ ность глубины вспашки опре¬ деляют путем сопоставления полученных промеров и вели¬ чины их отклонений. Колеба¬ ния глубины разных проходов плуга не должны превышать 2 см. Гребнистость пашни оп¬ ределяют профилемером (рис. 89), а глыбистость — путем на¬ ложения метровой рамки и подсчета глыб размером более 5 см на площади 1 кв. м (рис. 90). Глубина вспашки зависит от конкретных условий, мощно¬ сти гумусового горизонта, осо¬ бенностей слоя, идущего вслед за гумусовым, от возделываемой культуры и применяемых удобрений. Вспашку в 20 см и глубже принято считать глу¬ бокой; от 15 до 20 см — средней, а меньше 15 см — мелкой. Рис. 88. Бороздомер для опреде ленпя глубины вспашки В борьбе за высокий урожай сельскохозяйственных куль¬ тур глубина обработки почвы имеет очень важное значение. Все основные жизненные процессы, связанные с корнями рас¬ 370
тений, лучше протекают в мощном хорошо разрыхленном пахотном слое. Чем толще пахотный слой, тем большая воз¬ можность обеспечения растений условиями роста и развития: водой, воздухом, микрофлорой, теплом и пищей. В глубоко обработанном и заправленном удобрениями слое почвы про¬ исходит активный процесс физического и биологического со¬ зревания почвы. В мелком пахотном слое в сухое время вода быстро испаряется, и почва делается твердой. С момента уп¬ лотнения пахотный слой перестает выполнять функции пре¬ дохранителя почвы от непроизводительной траты воды. Чем Рис. 90. Метровая рамка для определения глыбистости после обра¬ ботки поля почва бесструктурнее, чем пахотный слой мельче, тем быст¬ рее он уплотняется, тем скорее и больше почва высыхает, перегревается в жаркую, засушливую погоду. Появляются трещины. Растения начинают страдать от недостатка влаги и растворенной пищи. В глубоком пахотном слое интенсивнее идет процесс структурообразования. По сравнению с мелким пахотным слоем в глубоком (имеющем большой объем, луч¬ шую структуру) больше поглощается воды, наблюдается лучшая водопроницаемость. Вода меньше стекает по поверх¬ ности, меньше уносит из почвы ценных иловатых частиц и органических веществ. В более глубоких слоях вода лучше защищена от испарения. В сухое время эта вода как резерв по капиллярам поднимается к корням растений, а вместе с ней поступают и питательные вещества. 24* 371
Глубокая вспашка помогает борьбе с засухой и эрозией почвы. В глубокоразрыхленном слое почвы интенсивнее про¬ текает жизнь полезных для растений микроорганизмов. Пахотный слой — источник поступления пищи в растения. Опыты показывают, что корни растения быстро и энергично распространяются по всему пахотному слою, а частично вы¬ ходят и за его пределы. Чем глубже пахотный слой, тем мощ¬ нее и корневая система растений. Растения с такой корневой системой легче переносят неблагоприятные климатические условия. При мелком пахотном слое, особенно на подзолистых и дерново-подзолистых почвах, большая часть корней разви¬ вается в весьма неблагоприятных условиях, что отрицательно сказывается на растениях. Глубокая вспашка имеет важное значение и в борьбе с сорняками, сельскохозяйственными вредителями и болезнями растений. Урожай всех культурных растений (зерновых, масличных, прядильных, корне- и клубнеплодных, трав и других) значи¬ тельно повышается при правильно производимой глубокой пахоте. В различных почвенно-климатических и экономических ус¬ ловиях .глубокий плодородный пахотный слой создается раз¬ личными методами. УГЛУБЛЕНИЕ ПАХОТНОГО СЛОЯ Под углублением понимается увеличение пахотного слоя за счет нижележащих подпахотных слоев. Необходимо строго различать углубление пашни за счет перегнойного слоя и уг¬ лубление за счет слоев другого рода. Углубление за счет пе¬ регнойного слоя несложно. И чем перегнойный слой толще и богаче питательными веществами, тем больше можно сразу припахивать его к существующему пахотному слою. Значи¬ тельно труднее и сложнее обстоит дело с углублением в тех случаях, когда подпахотный слой резко отличается от пахот¬ ного своими отрицательными свойствами по отношению к плодородию почвы (подзол, солонец, наличие закисных со¬ единений железа, меди и т. п.). Существует несколько способов углубления пашни. Основ¬ ные из них — постепенное припахивание подпахотного гори¬ зонта с выносом его отвальными плугами наверх без предва¬ рительного рыхления; углубление с предварительным рыхле¬ нием подпахотного слоя почвоуглубителями без вывертыва¬ 372
ния его наверх в течение 1—2 лет; резкое углубление пахот¬ ного слоя за счет подпахотного без выворачивания наверх плугом Т. С. Мальцева. Все эти способы в разной степени применимы к различным типам почв. Углубление пахотного слоя почв черноземного типа' мож¬ но производить разными способами: или путем выноса подпа¬ хотного слоя наверх или путем рыхления этого слоя с остав¬ лением его на месте. Углубление пахотного слоя методом рыхления подпахот¬ ного слоя с оставлением его на месте за последние годы ус¬ пешно ведут плугом Т. С. Мальцева. Углубление пахотного слоя почв дерново-подзолистого ти¬ па производится так же, как и на черноземах, различными методами. Отличительная черта правильного углубления пашни этих почв — необходимость сочетания наращивания толщины пахотного слоя с использованием удобрений, изве¬ сти и особенно важно — наличие органического вещества (на¬ воза, навозно-торфяных и земляных компостов, зеленых удоб¬ рений). Примером успешного углубления пахотного слоя серых леснькс и дерново-подзолистых почв служит производственный опыт колхоза им В. И. Ленина, Вурнарского района, Чувашской республики. В прош¬ лом колхоз пахал почву на глубину 16 см; теперь пашет на глубину 25— 30 см. Увеличение толщины пахотного слоя достигнуто путем ежегодного постепенного припахотвамия нижележащих слоев в течении 6 лет при подъе. ме зяби и в паровом поле с .внесением 30—40 т/га навоза. В настоящее время колхоз на этих почвах получает высокие урожаи зерновых (в сред¬ нем 25 ц/га и более, раньше получал 15 ц/га). Вопросу создания глубокого пахотного горизонта на дер¬ ново-подзолистых и подзолистых почвах агрономическая нау¬ ка и практика уделяли очень большое внимание. Углубление пашни на этих почвах в сочетании с внесением навоза и из¬ вести успешно проводилось в ряде опытов научных учреж¬ дений. Осуществление же такого рода преобразования бедных органическим веществом и к тому же кислых бесструктурных почв на больших площадях практически затруднено (недо¬ статок навоза и трудность доставки его в нужных количест¬ вах на большие расстояния). Поэтому на протяжении многих лет научная мысль развивалась в плане изыскания других путей и методов, которые позволили бы преодолеть подзолис¬ тый слой более доступными средствами. Был предложен способ подпахотного рыхления слоя подзола без выворачивания его наверх. Для этой цели к от¬ 373
вальным корпусам плугов присоединили специальные лапы— почвоуглубители, которые рыхлят подпахотный слой на 3—5 см и оставляют его «а своем месте (рис. 91). Через 1—3 года разрыхленный слой перемешивают с пахотным слоем при вспашке обычным отвальным плугом. Многие опыты показали, что такого рода вовлечение в культуру подзолистого или иллювиального горизонта, при малом количестве органического вещества в пахотном слое, плодородие почвы не повышает, и урожай культур от этого не поднимается. Рис. 91. Пятикорпусный плуг с почвоуглубителями П5-35П Попытки перемещения генетических горизонтов — пахот¬ ного слоя вниз, а иллювиального вместе с подзолистым на¬ верх — путем плантажной вспашки, даже и при некотором обогащении их фосфором и калием, ожидаемого эффекта не дали. Основной носитель плодородия — пахотный слой — при этом методе покрывается слоями с весьма низким плодо¬ родием, и урожаи падают. В целях использования некоторых элементов пищи в ил¬ лювиальном горизонте, удаления от пахотного горизонта го¬ ризонта подзолистого и оставления перегнойного пахотного слоя на месте В. П. Мосолов предложил ярусную вспашку. В. П. Мосолов и Т. Г. Ботов для ярусной пахоты изобрели специальный плуг. При вспашке таким плугом перегнойный горизонт остается наверху, а иллювиальный кладется на мес¬ то подзолистого (происходит взаимозамещение). Положи¬ тельный эффект от ярусной вспашки получают, но он не столь большой, чтобы оправдать материальные затраты, произво¬ димые при этом. Причина отсутствия или получения малого эффекта от рассмотренных приемов рыхления и вовлечения в культуру подпахотных слоев без применения удобрений — в первую очередь недостаток органического вещества и слабая био¬ 374
логическая деятельность микроорганизмов в разрыхленном слое. Требуется увеличение количества органического вещества в дерново-подзолистых почвах и правильное его использова¬ ние. Достаточное наличие органического вещества как основ¬ ного энергетического материала для бактерий позволит воз¬ будить «брожение» в этом почти мертвом подзолистом слое и гем самым увеличить плодородие существующего пахотно¬ го слоя. Но и этого недостаточно. Надо применять техноло¬ гическую операцию не как простое рыхление почвы, а как операцию, вселяющую жизнь в разрыхленный подпахотный слой, оставляемый в основном на своем месте. Предъявляемым требованиям только частично удовлет¬ воряет глубокое рыхление плугом Т. С. Мальцева. При без¬ отвальной глубокой вспашке часть перегнойного горизонта с живущими в нем микроорганизмами попадает в разрыхлен¬ ный слой, .где стимулирует протекание преобразовательных био-физико-химических процессов, облагораживающих дикую среду. Аборигенная микрофлора здесь, видимо, имеет преи¬ мущественное значение. И чем больше перегноя попадает в разрыхленную подпахотную часть, тем благотворнее будет действие его на эту среду. А что же происходит с пахотным слоем? Не слишком ли обедняется он гумусом? Да, в этом случае в пахотном слое гумуса становится несколько меньше. Он временно обедняет¬ ся гумусом, обогащая нижележащий слой. В целом же через некоторый срок пахотный слой становится более мощным и более плодородным. Обеднение пахотного слоя гумусом не произойдет, если перед безотвальной вспашкой внести удоб¬ рение в форме навозно-земляного или торфо-навозного ком¬ поста в дозе до 20 т/га. При этом гумусом обогащается весь разрыхленный слой. Основанием изложенного суждения служат результаты с!ационарного полевого опыта, проведенного сотрудниками кафедры земледелия Московского университета (табл. 56). Приведенные данные химических анализов указывают на резкую разницу в характере почв опытных участков, обрабо¬ танных различными способами. Гидролитическая кислотность в варианте с глубоким рыхлением без оборота пласта значи¬ тельно уменьшилась во всем разрыхленном слое и особенно в подзолистом (20—30 см). Сумма поглощенных оснований здесь увеличилась по всему профилю пахотного слоя и осо¬ бенно заметно в подзолистом горизонте (20—30 см). Повыси¬ лась степень насыщенности почв основаниями. Таким обра- 375
Таблица 56 Характеристика дерново-подзолистой суглинистой почвы по вариантам стационарного опыта (через 4 года после основной вспашки) Вспашка Горизонт в см Гидролити¬ ческая кис¬ лотность Сумма погло¬ щенных осно¬ ваний Степень насыщенности основаниями в % Азот гидро¬ лизуемых со¬ единений 6 Си Гумус, по Тюрину В % в мэкв на 100 г мг на 100 а Обычная — на глубину 0—20 5,18 8,10 61,00 8,68 14,90 2,42 20—22 см 20—30 6,32 4,22 39,66 4,20 10,20 0,64 Обычная — на глубину 0—20 4,07 8,62 67,92 9,24 16,00 2,56 20—22 см в сочетании 20—30 4,82 5,92 55,12 6,44 12,00 2,24 с безотвальным рыхле¬ нием на 30—35 см зом, воздействие на почву в течение 4 лет разными методами обработки изменило ход почвенных процессов, направив их в сторону благоприятной реакции среды. Изменение реакции почвы не могло не сказаться на раз¬ витии других почвенных процессов, обусловливающих накоп¬ ление питательных элементов и хумуса. И действительно, аг¬ рохимический анализ тех же почвенных образцов показал положительное влияние безотвального рыхления на окульту¬ ривание подзолистого горизонта (20—30 см). Глубокое рыхление подзолистого горизонта плугами без отвалов — технологическая операция, по существу и форме противоположная вспашке отвальными плугами с выворачи¬ ванием наверх подзола и перемешиванием его с пахотным слоем. При глубоком рыхлении плугом без отвалов часть па¬ хотного слоя опускается вниз — в разрыхленный подзол, ко¬ торый в основном остается на своем месте, но качественно становится иным. При этом происходит некоторое перерас¬ пределение гумуса во всем глубоко разрыхленном слое. Эта отличительная черта нового метода углубления пахотного слоя за счет подзолистого горизонта привела, как видим, к улучшению физико-химических и биологических свойств почвы. Количество клеток колоний микроорганизмов на МПА 30/VII 1959 г. (в тысячах на 1 г почвы) было: в варианте 376
обычной обработки в слое 0«—20 см—487 и в слое 20—30 см— 216; в варианте с глубоким рыхлением эти показатели соот¬ ветственно составили 1444 и 460. Итак, окультуренность дерново-подзолистой почвы дости¬ гается комплексом мероприятий, обеспечивающих прогрессив¬ но возрастающие урожаи. Безотвальная вспашка на дерново- подзолистых почвах должна проводиться в сочетании с от¬ вальной в пропашных севооборотах с внесением удобрений. ПОВЕРХНОСТНАЯ ОБРАБОТКА ПОЧВЫ Поверхностной обработкой почвы достигается очищение почвы от сорняков; рыхление верхнего слоя в целях усиления аэрации и сохранения влаги; облегчение всходов проростков семян; лучшая заделка семян в почву. К приемам поверхност¬ ной обработки почвы относятся лущение, культивация, боро¬ нование и каткование (рис. 92). Лущение — мелкая обработка почвы корпусными или дис¬ ковыми орудиями, которую производят вслед или одновре¬ менно с уборкой хлебов. Лущение применяют также и при предпосевной обработке почвы и при уходе за парами. Глу¬ бина лущения в зависимости от цели ее колеблется от 4 до 10 см. Лущение имеет очень большое значение в борьбе с сорными растениями. После уборки урожая, если не произ¬ водится лущение, задержанные культурой сорные травы на¬ чинают благодаря свободному доступу света быстро разви¬ ваться. Лущильниками их уничтожают. Семена сорняков, ле¬ 377
жавшие на поверхности почвы, при мелком рыхлении пере¬ мешиваются с почвой и прорастают, а последующей обработ¬ кой их вновь уничтожают. Если поле засорено пыреем, лу¬ щение жнивья производят крест накрест дисковыми лущиль¬ никами на глубину залегания основной массы корневищ пырея. После появления побегов (шилец) из отрезков корне¬ вищ производят на полную глубину вспашку. Поля, засорен¬ ные корнеотпрысковыми сорняками, лущат на глубину 10—12 см многокорпусным лемешным лущильником. Лущение жнивья как прием поверхностной обработки поч¬ вы следует считать необходимым и по ряду других причин. В частности, лущение защищает почву. Пожнивные и корне¬ вые остатки вместе с частью пахотного слоя, будучи переме¬ шаны между собой, образуют хороший защитный слой (мель¬ чу) для почвы. Они предохраняют от разрушения дождем структуру 'почвы, поглощая воду и давая возможность ей по¬ степенно проникать в глубь почвы. Защитный слой препятст¬ вует испарению влаги почвой. Лущение полезно и необходимо даже в том случае, когда не выпадают дожди при уборке, до основной вспашки. Оно способствует увлажнению пахотного слоя (за счет капиллярной влаги и конденсации водяных па¬ ров), облегчая в дальнейшем основную вспашку. Благодаря лущению рационально поставленное хозяйство содержит поч¬ ву в спелом состоянии (рис. 93). Лущение — полезная мера в борьбе с вредителями и бо¬ лезнями растений (личинки и яички насекомых, споры низ¬ ших растений засыпаются землей). Культивация — рыхление на разную глубину (без обора¬ чивания) ранее вспаханной почвы с подрезанием сорняков. Этот способ поверхностной обработки почвы имеет широкое и разнообразное применение (рис. 94). Культивация бывает сплошной (например, перед посевом 378
или при уходе за парами) и междурядной (когда поле заня¬ то пропашной культурой). В зависимости от цели и условий культивации применяются разнообразные культиваторы: тракторные, конные и ручные. По форме рабочих органов культиваторы бывают дисковый, грубберный (жесткая лапа), экстирпаторный (плоскорежущая лапа), пружинный (пру¬ жинный зуб), окучивающие и другие, как штанговый, рота¬ ционная мотыга и т. п. Рис. 94. Навесной культиватор КПН-4-А Дисковые культиваторы. Рабочими органами у них слу¬ жат батареи дисков, целые или вырезные, поставленные под небольшим углом по направлению силы тяги. При движении они разрыхляют поверхность почвы и частично перемешивают смещаемый ими слой. Дисковые культиваторы часто приме¬ няют для разделки дернины, а иногда — и для лущения жнивья, в агрегате с кольчатыми катками (рис. 95). Лаповые культиваторы бывают с рыхлящими почву (груб- берные) или подрезающими (экстирпаторные) сорняки лапа¬ ми. В свою очередь рыхлящие лапы могут стоять на жестких сюйках или на упругих — пружинящих (пружинный культи¬ ватор) (рис. 96). Культиваторы с рыхлящими лапами используют для раз¬ рыхления поверхностной корки, глубоко уплотненного пахот¬ ного слоя и междурядий пропашных культур. 379
Культиваторы-экстирпаторы применяются с целью пол¬ ного срезания сорняков и минимального перемешивания и перемещения почвы (чтобы не иссушать ее). Пружинные культиваторы употребляют при выдирании из почвы корневищ сорняков и дробления глыб; они перемеши¬ вают почву на большую глубину. Рис. 97. Ротационная мотыга Штанговые культиваторы, у которых рабочим органом служит четырехугольная (в сечении) штанга, используют для уничтожения сорняков. Они хорошо работают только на рыхлых почвах. Для борьбы с корневищевыми сорняками эти культиваторы не годятся, так как быстро забиваются. Ротационные мотыги, у которых рабочим органом явля¬ ются поставленные на вращающемся валу звездчатки, при¬ меняют для разрыхления плотной корки, не поддающейся зу¬ бовой бороне (рис. 97). 381
Окучивающие культиваторы (окучники) употребляют как орудия ухода за пропашными растениями: картофелем, ку¬ курузой и др. Пропашка междурядий и окучивание целесообразны. Пе¬ рекрестные культивации значительно сокращают ручной труд при уходе за культурой и способствуют повышению урожаев. Боронование — один из приемов поверхностной обработки почвы и ухода за сельскохозяйственными культурами. Путем боронования производится поверхностное рыхление и одно¬ временно с этим — значительное выравнивание пашни. Рис. 98. Зубовая борона «зиг-заг» 5Т Бороны по конструкции и рабочим органам делятся ца зубовые, пружинные и дисковые. По весу они могут быть тя¬ желыми, средними и легкими. В большинстве случаев приме¬ няют зубовые бороны. Тяжелые зубовые бороны используют на более связных почвах — глинистых и суглинистых (для разделки пластов после пашни; боронования зяби весной; разрушения корки на сплошных посевах озимых и яровых культур; облегчения всходов картофеля; боронования озимых посевов весной, по¬ сле схода снега; на посевах многолетних трав, после каждо¬ го укоса) (рис. 98). Зубовые бороны среднего и легкого веса применяют на рыхлых и легких по механическому составу почвах. Целесообразно проводить боронование поля в один след после рядовых сеялок, для выравнивания слоя почвы, нерав¬ номерно покрывающего семена, высыпающиеся из передних и задних сошников. Боронование проводят и после культива¬ ции или лущения пара, зяби, в целях выравнивания и равно¬ мерного рыхления поверхности поля. Хорошее рыхление бо¬ роны дают только при средней влажности почвы. Сырая поч¬ ва при бороновании «мажется», а после высыхания уплот¬ 382
няется и делается жесткой, грубой. Пересушенная почва то¬ же плохо рыхлится; требует боронования в несколько следов и сильно распыляется. При бороновании поля в два следа второй след лучше делать поперек первого. Если боронова¬ ние проводится' сразу же после вспашки, лущения или куль¬ тивации, то это надо делать в одном сцепе с плугом, культи¬ ватором или лущильником. Хорошие результаты рыхления дает поперечно-диагональное боронование. Для выравнива¬ ния поверхности поля и предупреждения потери влаги из почвы применяют шлейфы, или волокуши. Но шлейфование почвы весной возможно только в том случае, когда зяблевая вспашка произведена плугом с предплужником и находится в культурном состоянии. Рис. 99. Кольчатый каток Каткование, или укатывание, почвы — уплотнение и вы¬ равнивание поверхности пахотного слоя. Его осуществляют катками разного типа. По устройству катки подразделяют на гладкие, рубчатые, кольчатые и комбинированные. В зависи¬ мости от цели и свойств почв в каждом отдельном случае применяют соответствующий каток. Гладкие катки кустарного изготовления преимущественно одинарные, деревянные, а за¬ водского — тройные, чугунные. Одинарные катки менее совер¬ шенны. Тройные катки, чугунные, значительно короче, лучше прилегают к почве, поскольку они к тому же и тяжелее. Гладкие катки отливают из чугуна или изготовляют из лис¬ товой стали. Их утяжеляют или водой (водоналивные) или песком. Если вдоль цилиндра гладкого катка укрепляют планки, то их делают рубчатыми. Рубчатый каток предпочти¬ тельнее гладкого, так как он оставляет после себя почву реб- 383
ристой, которая менее поддается заплыванию. Кольчатые катки (чугунные) состоят из ряда примыкающих друг к дру¬ гу колец, закрепленных на общей оси или свободно надетых на нее. Такие катки хорошо уплотняют почву и оставляют после себя гребнистую поверхность (рис. 99). Комбинированные катки отличаются от других катков тем, что состоят из батарей гладких дисков (передняя батарея) и батарей звездчатых (задняя батарея). На катке может быть установлен ящик сеялки для высева сыпучих семян трав, направляемых под заднюю батарею. Рис. 100. Гладкий водоналивной каток ЗКВГ-1,4 Уплотнение почвы катками усиливает капиллярное подня¬ тие воды из нижних слоев в верхние. Потребность в прикаты- вании поля на практике бывает очень часто. Например, при посеве озимых верхний слой почвы нередко сильно пересы¬ хает. Семена, заделанные в такую почву, могут долго не всходить. При этом замечается неравномерная глубина за¬ делки семян, что влечет за собой неровные и ослабленные всходы. Предпосевное прикатывание почвы позволит прове¬ сти сев равномерно и на желательную глубину (около 5 см) и поднять влагу к семенам из нижних слоев (при этом лучше происходит и конденсация водяных паров на стыке уплотнен¬ ного и разрыхленного верхнего горизонтов почвы). Прикатывание проводят при уплотнении вспаханной дер¬ нины (особенно торфяно-болотных почв) для заделки, как правило, мелких семян (мака и других); принято укатывать посевы проса, однолетних трав; в борьбе с выпиранием ози- 384 *
мых весной необходимо прикатывавие поля гладкими катка¬ ми — это единственное средство спасения их от гибели. По вине В. Р. Вильямса за последние 30 лет в практике сельского хозяйства катки применяли редко. Рациональное же пользование ими приносит большую пользу в общей си¬ стеме обработки почвы. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРИЕМЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ К специальным приемам обработки почвы относятся об¬ работка дернины, жнивья и пара. Обработка дернины. Под дерниной понимают поверхност¬ ный слой почвы, переплетенный живыми и мертвыми корня¬ ми, побегами и корневищами многолетних растений. Дернина, как правило, содержит значительное количество органического вещества, имеет хорошую структуру и обла¬ дает высоким плодородием. Дернина может быть представ¬ лена следующими основными видами. Целина — природ¬ ная дернина, которую никогда (условно) не обрабатывали. Залежь, или перелог, — природная дернина; она обра¬ зовалась за длительный период времени после обработки. Поле сеяных трав — искусственная дернина; возникла под влиянием многолетних сеяных трав за сравнительно короткий срок. Большое разнообразие природы и состояния дернины требует и различной ее обработки. Целинные земли в свою очередь различаются по типу почвы и видам растений, на них произрастающих. Согласно постановлению февральско-мартовского Пле¬ нума ЦК КПСС (1954 г.) «О дальнейшем увеличении произ¬ водства зерна в стране и освоении целинных и залежных земель» и следующих постановлений партии и правительства, в СССР проводятся огромные работы по освоению целины. В течение 8 лет труженики сельского хозяйства Сибири, Казахстана, Поволжья и других районов при активной под¬ держке всего советского народа подняли десятки миллионов гектаров целины. Важнейший район освоения целинных земель — Казах¬ ская ССР. Основные массивы целинных и залежных земель расположены в северных ее областях (Кустанайской, Кокче- тавской, Павлодарской, Северо-Казахстанской). Почвы райо¬ нов освоения новых земель Казахстана в основном представ¬ лены луговыми черноземами лесостепи, черноземами степной части, темно-каштановыми почвами равнинных, холмистых и мелкосопочных степей, светло-каштановыми почвами крайне засушливых равнинных степей. 25 Зак. 228 385
Целинные земли Казахстана различны по содержанию органического вещества, мощности перегнойного слоя и ко¬ личеству гумуса. Чем старше дернина, тем больше в ней должно быть гумуса. Исследования почв в Кустанайской Таблица 57 Содержание органического вещества в дернине обыкновенного чернозема Возраст дернины Корневых остатков в ц/га % гумуса всего в том чис¬ ле отмер¬ ших живых Залежь 3 лет 79,5 27,7 51,8 7,40 » 5 лет 80,3 5,4 74,9 7,72 » 7 лет 94,9 3,5 86,4 7,94 » 12 лет 111,2 16,4 94,8 8,01 Целина 122,8 25,4 97,4 8,21 области дали следующие величины содержания корневых остатков и гумуса в 18-сантиметровом слое* 1 (табл. 57). В дернине каштановых почв органических остат¬ ков в таком же 18-санти¬ метровом слое оказалось следующее количество 2, Как видно из табл. 57, 58, органических остатков в черноземе больше, чем в каштановых почвах. В сухих степях засуш¬ ливой полосы распростра¬ нены светло-каштановые и бурые почвы. Они со¬ держат меньше (3—4%), чем черноземы, гумуса; гумусовый горизонт также менее мощный (не более 30 см). Здесь широко распространены со¬ лонцеватые разновидности, отличающиеся уплотненным гуму¬ совым горизонтом и засолением. Таблица 58 Содержание органического вещества в дернине каштановых почв Возраст дернины Вес живых корневых остатков в ц/га Залежь 3 лет .... 14,7 » 6 лет . • . . 24,0 » 15 лет . . . . 28,5 » 24 лет.... 30,1 Целина 33,5 1 См. И. Я. Ладыгин. За выоокие урожаи зерновых на целинных землях. Изд-во Мин-ва с. х. СССР, М., 1956. 1 Там же. 386
Для земель, которые вышли из-под леса, характерен не¬ большой гумусовый горизонт (около 10—12 см) и малый процент гумуса (2—3%). Они имеют разной толщины под¬ золистый горизонт (до 15 см — маломощный; от 15 до 25 см—средний и свыше 25 см — мощный). Болотные почвы богаты органическим веществом; торфя¬ ной слой здесь иногда залегает на глубине нескольких метров. Рис. 101. Кустарниковый однокорпусный плуг ПХБ-56 Исходя из такого большого разнообразия природы есте¬ ственной и искусственной дернины, система обработки дер¬ нины описываемых почв должна быть различной. Это опре¬ деляется на месте. Но можно сказать, что основным приемом вспашки целинных, залежных земель и искусственной дернины сле¬ дует считать глубокую вспашку плугом с предплужником. Глубокой обработке пласта должно предшествовать диско-* ванне. Опыт показывает, что разрезанный при дисковании пласт лучше ложится на дно борозды, поверхность пашни получается ровная и почва иссушается меньше. 25* 387
Лесные земли при освоении их обрабатывают кустарни¬ ковым или дисковым плугом, с последующим применением тяжелого катка и дисковых культиваторов как орудий по¬ верхностной обработки почвы. В последующие 2—3 года на осваиваемых лесных землях вспашка заменяется дискова¬ нием БТД-2,2 (рис. 101). При подъеме пласта новых земель большое значение имеет время вспашки. Приведем пример из опыта освоения нечерноземных почв, которые вышли из-под леса. А. Г. Трутнев, проведший большие исследования по об¬ работке целинных и залежных земель нечерноземной поло¬ сы, пишет: «Целинные земли лесных вырубок нормального увлажнения на глинистых и суглинистых почвах надо поды¬ мать в более ранние сроки, а именно в июле, в августе подымают земли на суглинистых и легкосуглинистых поч¬ вах и в сентябре на супесчаных и песчаных почвах. Это положение подтверждается и опытными данными северных областей. На основе обобщения 28 опытов, проведенных на лесных вырубках, мы пришли к следующим выводам. Если урожай по июльской вспашке принять за 100%, то при освоении лес¬ ных вырубок с тяжелыми (глинистыми и суглинистыми) поч¬ вами при августовской вспашке урожай будет 85—95%, а при сентябрьской — 70—90% от урожая по июльской вспашке. При освоении лесных вырубок с легкими почвами (песчаными и супесчаными), если урожай по июльской вспашке принять за 100%, то по августовской он будет ПО, а по сентябрьской — 100%»'. При всех способах и приемах обработки дернины исходят из следующих положений: 1) необходимо наиболее полно заделать дернину; 2) обеспечить постепенное разложение дернины, с накоплением достаточного и удобоусвояемого количества питательных веществ для культуры; 3) сохранять структуру почвы, созданную многолетними растениями; 4) накоплять в пахотном слое достаточное количество воды для обеспечения нормальных всходов, роста и развития культуры. Обработка жнивья. Жнивьем называют остатки не сре¬ занных при уборке стеблей зерновых культур, занимающих определенное поле севооборота. Обработку почвы полей после уборки урожая зерновых называют обработкой 11 А. Г. Трутнев. Обработка целинных и залежных земель. Сельхозпиз, М.—Л., 1954, стр. 86.
жнивья. Обработку жнивья лучше вести в два (иногда в три) приема: лущение жнивья и зяблевая вспашка!. Лущение жнивья — очень важная операция. Производят его дисковыми лущильниками и плугами-лущильниками на глубину 4—5 см с целью рыхления верхнего горизонта и заделки жнивья. При этом разрешается задача очищения поля от сорняков, истребления насекомых-вредителей, уве¬ личения влажности почвы и облегчения зяблевой вспашки. Лущение жнивья целесообразно проводить одновременно с уборкой урожая или вслед за ней. Семена сорняков, пере¬ мешанные с землей на небольшой глубине (до 5 см), прора¬ стают, а на глубине в 8—10 см семена яровых, озимых, двулетних и ряда других культур не прорастают. На почвах, засоренных многолетними корневищевыми и корнеотпрыско¬ выми сорняками, лущение жнивья производят на большую глубину: засоренных корневищевыми — на глубину залега¬ ния корневищ (10—12 см) дисковыми, остро отточенными лущильниками (вдоль и поперек); засоренных корнеотпрыс¬ ковыми — второй раз (на 10 см) плугами-лущильниками. Насекомые-вредители, зимующие в различных стадиях (яйца, личинки, гусеницы, куколки), находятся на стерне, падалице, сорняках и в почве. Их в большинстве случаев уничтожают заделкой в почву. Влажность почвы после лущения жнивья значительно увеличивается, а в незасушливых районах ко времени зябле¬ вой вспашки она доходит до пахотной спелости (рис. 102). Лущение жнивья значительно повышает урожай после¬ дующих культур (на 20—30% и более). На необходимость проведения лущения жнивья на всей площади указано в ряде постановлений партии и правительства. Осенняя (зяблевая) вспашка — второй прием обработки жнивья. Задача ее — улучшить условия плодородия почвы за беспосевной период. Она позволяет накопить в почве больше воды и пищи для будущей культуры; активизиро¬ вать биологический, физико-химический процессы на всей глубине пахотного слоя; максимально очистить почву от сорняков, болезней и вредителей сельскохозяйственных ра¬ стений; заблаговременно и на высоком уровне агрокультуры подготовить почву к посеву. Все эти задачи в разных районах будут решаться по-раз¬ ному. Например, на богатых черноземных почвах засушли- 11 В условиях Юго-Востока европейской части СССР лущение исклю¬ чается (опыт Ш. Ш. Хайруллина в Оренбургской области). 389
вых мест основная задача зяблевой обработки — максималь¬ ное накопление «лаги в почве; на бедных почвах в районах достаточного или избыточного увлажнения — максималь¬ ное накопление питательных веществ. От задач вспашки зависят и способы зяблевой обра¬ ботки. Различия в приемах и способах обработки почвы могут быть не только в районах, резко отличающихся по почве и климату, но даже в одних и тех же районах, на одних и тех же почвах в зависимости от их состояния и Рис. 102. Лущение жнивья после уборки зерновых от предшествующих культур. Одни культуры (озимые хлеба) оставляют после себя мягкую пашню с густой высокой жни¬ вой; другие (многолетние травы) — плотную дернину; третьи (пропашные) — рыхлую и чистую. Встает вопрос не только о приемах, но и о времени обра¬ ботки полей, вышедших из-под различных культур. Выше мы говорили, что лущение целесообразно проводить одно¬ временно с уборкой урожая или вслед за ней. Когда следует производить вспашку, осенью или весной, как это практико¬ валось раньше и делается еще и сейчас в некоторых хозяй¬ ствах? Каковы преимущества осенней вспашки перед весен¬ ней? Многочисленные полевые опыты исследовательских учреждений и передовых хозяйств говорят о преимуществах зяблевой вспашки перед весновспашкой. 390
Даже поздняя зябь дает больший урожай, чем весно¬ вспашка. Но ранняя зябь предпочтительнее по сравнению с поздней. Зябь следует проводить через 2—3 недели после лущения жнивья. Предполагают, что за это время земля не¬ сколько увлажнится (отпотеет), станет более спелой, если даже и не выпадали дожди, семена многих видов сорняков наклюнутся или прорастут. Осеннюю вспашку производят на полную глубину пахот¬ ного слоя плугом с предплужником. Если пахотный слой еще не достиг требуемой мощности, то при зяблевой вспашке делается углубление. Глубину вспашки по годам рекомен¬ дуется изменять на 2—3 см, чтобы избежать образования «плужной подошвы». Верхний слой мощностью 10 см, в зна¬ чительной мере утративший к осени комковатую структуру, содержащий сорняки и насекомых-вредителей, надо сбросить на дно борозды и вывернуть наверх нижний, в известной степени восстановивший структуру (слой не менее 10 см). Вспаханная осенью после уборки предшествующей культуры и лущения почва из плотной делается рыхлой, более комко¬ ватой. В такой почве создаются наиболее благоприятный водный, воздушный и питательный режимы, лучше разла¬ гаются корни и пожнивные остатки, активизируется жизне¬ деятельность бактерий'. Биологические, физические и химические процессы еще активнее протекают в почве, если в нее перед вспашкой внесены соответствующие удобрения. Сорная растительность, спровоцированная к прораста¬ нию предшествующим лущением, споры низших растений, яйца, личинки, гусеницы насекомых при зяблевой вспашке будут заделаны вглубь и обезврежены. В глубоко разрыхленную с комковатой структурой почву хорошо проникает вода осенних осадков. Рыхлое сложение верхнего слоя пашни способствует поглощению ею и веш¬ них вод. Воды занимают промежутки между комками и про¬ двигаются по закону разности уровней местности, увлажняя подпахотные горизонты. Если же верхний слой почвы с осени остался плотным или (при осенней вспашке) к весне утратил рыхлость, заплыл (вследствие бесструктурности), то снего¬ вая вода стекает по поверхности почвы, и развивается эро¬ зионный процесс. Чем неспокойнее рельеф местности, тем мощнее бывает 11 В Оренбургской области лучшие результаты получены не по греб¬ нистой, а по выровненной зяби без предварительного лущения. 391
водный поток. В этих случаях надо пахать поперек склона. Для лучшего задержания снега и воды на пашне склона следует провести бороздование ее по горизонталям. С этой целью на культиватор надевают рыхлящие лапы типа окуч¬ ника и делают борозды с расстоянием 1,5—2 м одна от дру¬ гой. Эффективным мероприятием считается также обвалова¬ ние склона. Валики делают обычным плугом при вспашке зяби поперек склона. Для образования их на последнем корпусе плуга с полевой стороны устанавливают увеличен¬ ный отвал. Валики хорошо задерживают зимой снег, а вес¬ ной — талую воду. В районах, где наблюдается постоянное или временное переувлажнение почвы, при зяблевой вспашке следует устраивать разгонные борозды (по направлению к балкам и оврагам) для спокойного оттока лишних вод. Особенности системы зяблевой обработки почвы, засо¬ ренной корневищными и корнеотпрысковыми сорняками, заключаются, во-первых, в двукратном лущении и, во-вто¬ рых, в глубокой заделке отросших сорняков. Новый метод борьбы с пыреем — метод удушения — более эффективный по сравнению со старым методом — высушивания или выче¬ сывания. Первое лущение проводят дисковыми лущильника¬ ми на глубину 5 см, чтобы создать условия для прораста¬ ния семян однолетних и других сорняков. Дней через 10—12 производят двукратную повторную (вдоль и поперек) обра¬ ботку дисковыми лущильниками с остро отточенными дисками на глубину залегания корневищ пырея (10—12 см). После появления «шилец» из отрезков корневищ пырея про¬ изводят зяблевую вспашку на глубину около 25 см (пред¬ плужник на 12 см-|-основной корпус на 12—13 см). При этом методе и почва менее распыляется и органическое вещество, накопленное в подземных и надземных частях пырея, полностью остается в почве. При засорении полей корнеотпрысковыми сорняками по¬ ступают так же, как и при засорении корневищевыми. Раз¬ ница заключается в том, что второе лущение на 10 см рекомендуется проводить плугами-лущильниками после по¬ явления побегов от подземных органов сорняков. Зяблевую вспашку производят на глубину 25 см плугом с предплуж¬ ником после второй обработки при появлении розеток. Зяблевую вспашку целесообразно проводить не во всех случаях и не на всех почвенных разностях. Например, на заливаемых поймах, в долинах рек, на крутых склонах, где грозит опасность смыва почвы, зябь производить нельзя. В этих случаях необходимо своевременно провести весно¬ 392
вспашку. Нецелесообразно также проводить зяблевую вспашку на песчаных почвах, поскольку это влечет за собой быстрое разложение перегноя, которого и без того в них мало, теряются питательные элементы. Полупар. Поле, на котором производят обработку почвы вскоре после уборки культурных растений и до посева ози¬ мых хлебов или до конца полевых работ (при посеве яровых культур), называют полупаром. Полупар по существу мало отличается от занятого пара, особенно в том случае, когда по нему высевают озимые хлеба. В этом случае разница состоит в том, что в занятом пару культуры, как правило, убирают раньше, чем при полупаровой обработке. Полупар имеет большое значение, его применяют в засушливых райо¬ нах с продолжительной теплой осенью. За время полупара удается в значительной мере очистить почву от сорняков. После вспашки почвы, производимой вслед за уборкой культуры, в одном агрегате с плугом применяют борону. Затем летом и осенью производят культивацию или лущение и боронование. Это позволяет держать поле в чистом от сорняков состоянии. Преимущество полупаровой обработки по сравнению с обычным лущением и зяблевой вспашкой состоит и в большем сбережении влаги в почве, поскольку в осенне-зимнее время поле содержится в выровненном состоя¬ нии. Боронование зяби в засушливых и малоснежных райо¬ нах необходимо для уменьшения испарения влаги из почвы. Полупар широко и успешно применяют на Украине, Северном Кавказе, в Поволжье, Южном Урале. При полу¬ паровой обработке почвы все шире стал применяться комби¬ нированный пахотный агрегат, состоящий из плуга, волокуши и кольчатого катка. На полях, засоренных многолетними сорняками, а также в тех случаях, когда почва после уборки культуры оказы¬ вается сильно пересохшей и при вспашке распадается на большие глыбы, следует применить предварительное луще¬ ние с одновременным боронованием и прикатыванием коль¬ чатыми катками. ПРЕДПОСЕВНАЯ ОБРАБОТКА ПОЧВЫ ПОД ЯРОВЫЕ КУЛЬТУРЫ Одна, даже очень хорошо проведенная зяблевая вспашка с предварительным лущением, еще не решает судьбу буду¬ щего урожая яровых культур. Почву, вспаханную с осени, необходимо умело обработать весной, до посева. Обработка пашни весной (со времени начала спелости почвы и до посева 393
культур) называют предпосевной обработкой в отличие и в дополнение к основной осенней обработке почвы. Цели подготовки почвы .к посеву яровых культур следую¬ щие: во-первых, сохранение в почве влаги, накопленной за осенне-зимний период; во-вторых, борьба с сорняками; в-третьих, создание условий правильной заделки семян в почву. Решение перечисленных задач достигается путем основного и общего для большинства случаев приема весен¬ ней предпосевной обработки почвы — поверхностным рыхле¬ нием пашни. Ранней весной, как только почва поспеет и можно начать работу в поле, зябь следует тщательно в два следа пробо¬ роновать. Созданный боронованием рыхлый слой поверхно¬ сти пашни, в котором капиллярные промежутки разрушены, служит защитным слоем (мульчей). Он оберегает влагу почвы от испарения. Лучшее рыхление пашни зубовые боро¬ ны зиг-заг дают при поперечно-диагональном бороновании. При своевременном бороновании черноземных почв создает¬ ся достаточно рыхлая поверхность. При бороновании дер¬ ново-подзолистых почв, рсобенно тяжелых да и средних по механическому составу, припадливых (заплывающих) почв часто не получают требуемого рыхления. В этих случаях для создания рыхлого слоя необходимо проводить культива¬ цию или лущение почвы с последующим в след боронова¬ нием. Глубина рыхления пашни лущильниками или культи¬ ваторами не должна превышать глубину слоя заделки семян. На почвах, очищенных от сорняков, такой предпосевной подготовки почвы под ранние посевы достаточно. Число обработок почвы, идущей под культуры, высеваемые в сред¬ ние и тем более в поздние сроки, увеличивается. Требуется увеличить число обработок и изменить харак¬ тер их в случаях необходимости дополнительной очистки почвы от сорняков. Например, при засорении почвы овсюгом культивацию проводят повторно, в период массового прора¬ стания семян этого сорняка. В системе предпосевной обработки почв, особенно в за¬ сушливой местности, как для озимых посевов, так и для яровых культур большое значение имеет предпосевное или послепосевное прикатывание. Прикатывание требуется перед посевом на очень рыхлых почвах, во избежание слишком глубокой заделки семян. Эта же операция поможет лучше обеспечить семена влагой для их набухания и прорастания. После прикатывания надо провести легкое боронование в один след, лучше в одном агрегате с катком. 394
Глубоко задернованные и торфяные почвы, вспаханные летом или с осени простым оборачивающим плугом, весной подвергают дискованию в несколько следов и боронованию в один-два следа. Дискование и боронование позволяет создать рыхлый слой для правильной заделки семян и обес¬ печения нормального водно-воздушного режима почвы. При подготовке торфяной почвы к посеву необходимо, кроме дискования, проводить прикатывание пашни тяжелыми глад¬ кими катками с последующим боронованием в один след. Обработка пара. Обработка почвы, которую производят в течение длительного периода времени, получила название паровой обработки, а поле, подвергающееся такой опера¬ ции, — паровым полем, или паром. Виды паров: чистые, занятые, кулисные. Чистые пары в свою очередь делят на чер¬ ные (осенние), ранние (весенние) и глубокие (мальцевские). Все виды чистого пара представляют собой не что иное, как одногодичный перелог, в истории перешедший в паровую, а потом и травопольную систему земледелия. В настоящее время, когда колхозы и совхозы стали иметь большую вооруженность агрономической наукой и техникой, представ¬ ляется возможным перейти к более прогрессивным, произво¬ дительным методам использования земли. Таким прогрессив¬ ным методом, в частности, является сочетание поверхностно¬ го рыхления почвы с возделыванием парозанимающей культуры. В итоге этого сочетания улучшается плодородие почвы и создается добавочный продукт. Весьма убедительная демонстрация преимущества нового метода использования земли — сравнение производственных показателей двух научно-исследовательских институтов, находящихся приблизительно в одинаковых почвенно-клима¬ тических условиях — Алтайского и Всесоюзного института зернового хозяйства в Северном Казахстане. Это сравнение было приведено Н. С. Хрущевым в речи на совещании ра¬ ботников сельского хозяйства Казахстана 22 ноября 1961 г. Алтайский институт Всего пашни — 9152 га Зерновые — 6091 га или 66% Кукуруза на силос. . . . — 1124 га или 12,3% Чистые пары 142 га или 1,6% Урожайность зерновых . . —20,1 ц/га Получено зерна на гектар пашни —13,4 ц Всесоюзный институт зернового хозяйства (Шортанды) 36800 га 16500 га или 45% 1104 га или 2,4% 11 600 га или 32% 12,1 Ц 5,4 ц 395
Из приведенных данных видно, что в Алтайском инсти¬ туте получено в 2,5 раза больше зерна с единицы пашни, чем во Всесоюзном институте зернового хозяйства. В основ¬ ном это происходит благодаря рациональному использованию земли, почти полной ликвидации чистого пара. Согласно решению XXII съезда КПСС и зональных сове¬ щаний по сельскому хозяйству колхозы и совхозы взялн курс на ликвидацию чистых паров. По вопросу чистых паров Н. С. Хрущев сказал: «Если говорить с точки зрения пер¬ спективы развития хозяйства, то можно ответить, что, чем меньше чистых паров, тем лучше. Если их совсем не будет и будет обеспечен хороший урожай, это самое лучшее» Поскольку чистые лары ликвидируются не сразу (для этого потребуется некоторое время, особенно в засушливых районах), оставляем в учебнике и систему обработки чистых паров. Каждый пар имеет свою систему обработки и преследует определенную цель. Вместе с тем есть и общие для всех видов пара задачи: очищение почвы от сорняков; накопление в почве питательных веществ; улучшение биологических и фи¬ зико-химических свойств почвы; сбережение влаги ко вре¬ мени посева озимой культуры. Задачи пара в каждом конкретном случае решаются по-разному. Тем не менее на основе богатого опыта и теоре¬ тических обоснований, для придержки, сложились опреде¬ ленные схемы. Система обработки черного пара складывается из луще¬ ния жнивья и зяблевой вспашки сезона одного года и весен¬ не-летней обработки поля — сезона следующего года. Период подготовки почвы под посев озимых культур си¬ стемой черного пара более длительный (он равен примерно одному календарному году — с августа по август), чем период подготовки почвы под яровые культуры (не считая практики в Западной Сибири, где по парам сеют яровую пшеницу). Значение техники лущения жнивья, а также и зяблевой вспашки мы описывать не будем. Они те же, что и при под¬ готовке почвы под яровые; здесь лишь подчеркнем большую возможность и важность создания глубокого пахотного слоя разными методами. В частности, в черном пару осенью можно успешно проводить углубление пахотного слоя на большинстве типов почв. 11 Речь Н. С. Хрущева на Совещании работников сельского хозяйства Казахстана от 22/XI >1961 г. «Правда», 24 ноября 1961 г. 396
Внесение в почву навоза, торфо-компостов и труднораст¬ воримых удобрений (для дерново-подзолистых почв — фосфоритной муки, извести) целесообразно проводить перед обычной осенней вспашкой. В засушливых районах на паровых полях в зим¬ ний период важно проводить снегозадержание. Рано весной (до посева яровых) черный пар должен быть проборонован. Запаздывание с боронованием пара весной резко снижает влажность почвы и ухудшает все процессы, протекающие в ней. Успех дела и в этом случае решает не плановый срок, как иногда формально делается, а почвенно-биологическая своевременность операции. После ранневесеннего боронова¬ ния быстро прорастают сорняки. Уничтожение сорняков рекомендуется проводить послойной поверхностной обработ¬ кой почвы. Первое лущение или культивацию после отраста¬ ния сорняков следует проводить на глубину 6—7 см, вто¬ рое— на 10—12 см. Одновременно с лущением (или культи¬ вацией) необходимо боронование для выравнивания поверх¬ ности пашни. При помощи повторных операций (лущения или культивации) на большую глубину удается лучше очи¬ стить почву от сорняков и держать пар в рыхлом состоянии. В условиях нечерноземной полосы на почвах подзолистых и дерново-подзолистых после весеннего бороно¬ вания и первого лущения, проводимого дней через 10—14, в случае внесения навоза (или компостов), фосфоритной муки, извести (если их не вносили перед зяблевой вспаш¬ кой) проводят вторую вспашку на глубину 15—17 см для заделки удобрений и верхнего слоя пашни, с вывернутым осенью подпахотным горизонтом. Одновременно с вспашкой проводится боронование. Последующий уход за парами выра¬ жается в послойной очистке почвы от сорняков и рыхлении верхнего слоя пашни. Чистые пары в нечерноземной полосе теперь встречаются редко, уступив место занятым -парам. Для лучшего перемешивания удобрений во всем пахот¬ ном слое и придания ему рыхлого состояния, особенно на почвах тяжелого механического состава в районах достаточ¬ ного увлажнения, за 2—3 недели до посева озимых культур желательна перепашка пара (двойка или тройка) на мень¬ шую (на 1—2 см) глубину по сравнению с осенней вспаш¬ кой. Припахивание подпахотного горизонта при этой опера¬ ции недопустимо. Одновременно с перепашкой проводится боронование. При сухой погоде или в засушливых районах вместо перепашки с оборотом пласта можно применить глубокое 397
рыхление чизель-культиватором или плугом без отвалов с одновременным боронованием. Послойную очистку почвы от сорняков в засушливой местности необходимо проводить начиная с больших глубин и преимущественно культивато¬ рами, а не лущильниками, во избежание иссушения почвы. На декабрьском Пленуме ЦК КПСС (1958 г.) Н. С. Хрущев указал на необходимость изучения черных паров в засушливой зоне'. К 1961 г. выяснено, что пропашные пары в Алтайском крае оказались более эффективными, чем чистые (см. заня¬ тые пары). Обработка раннего пара в отличие от черного пара начи¬ нается не с осени, а с весны. В зависимости от географиче¬ ской широты местности вспашку производят в апреле, мае, одновременно с посевом яровых или сразу же после посева ранних яровых культур. Полевыми опытами установлено, что чем раньше весной начинается обработка раннего пара, тем больше он удовлетворяет предъявляемым требованиям. Если основная вспашка по каким-либо мотивам не может быть произведена рано, следует провести раннее лущение жнивья в целях создания неглубокого (5-сантиметрового) рыхлого слоя, оберегающего почвенную влагу. Ранневесен¬ нее лущение стимулирует к прорастанию сорняки, которые потом уничтожаются основной вспашкой. Безусловно, поло¬ жительное значение для раннего пара имеет и осеннее луще¬ ние жнивья. Вспашку раннего пара проводят на полную глубину па¬ хотного слоя плугом с предплужником. Если перед вспаш¬ кой вносили навоз, то заделку его (вспашку) производят отвальным плугом без предплужника. Боронование поля обязательно; его ведут одновременно со вспашкой. Разбра¬ сывать навоз следует ровно по поверхности, в день запашки его. Разрыва во времени между разброской навоза и его запашкой не должно быть или его нужно свести до мини¬ мума. Всякое промедление с заделкой в почву навоза приво¬ дит к ухудшению его качества (в частности, навоз теряет азот), уменьшению полезного действия на почву. В это время протекает химическая реакция по следую¬ щему уравнению: СО (NH#), -f 2Н,0 = (NHJjCO,. ** См. Н. С. Хруще®. Заключительное слово. Пленум ЦК КПСС 15—19 декабря 1958 г. Стенографический отчет. Гослолитюдат, 1958, стр. 464. 398
Образующаяся углеаммиачная соль не устойчива и рас¬ падается. Реакция идет по уравнению (NH4)aC03 - 2NH,+CO* + Н»0. Продукты распада (аммиак и углекислота), будучи в газообразном состоянии, улетучиваются в атмосферу. Система обработки глубокого пара, предложенная Т. С. Мальцевым, в корне отличается от системы чистых паров — черного и раннего. Название пара «глубокий» дано самим автором этой системы. Т. С. Мальцев пишет: «Мы проводим обработку паров так: осенью лущим стерню на глубину 7—8 и более сантиметров дисковыми лущильниками; рано весной закрываем влагу боронованием; после прораста¬ ния семян сорняков (не позже появления третьего листа у овсюга, если таковой имеется на паровом поле) уничтожаем их всходы дисковыми лущильниками. В начале июня проводим глубокую вспашку плугами без отвалов на глубину 40—50 и более сантиметров1 и раздель¬ ное боронование. На полях, засоренных осотом, такая обра¬ ботка проводится при появлении на поверхности розеток сорняка. В дальнейшем по мере появления новых всходов сорняков проводим лущение дисковыми лущильниками, а после каждого значительного летнего дождя, независимо от засоренности, закрываем влагу легким боронованием. В августе пашем поперек первой пахоты примерно на ту же глубину и снова бороним. Повторная пахота на паровом поле предусматривается только в первой ротации. Во второй и последующих ротациях перепашку пара проводить не соби¬ раемся. Чтобы обеспечить более глубокую вспашку, борон за плугами не прицепляем, а проводим самостоятельное бо¬ ронование вслед за пахотой. Если после второй вспашки снова появятся всходы сор¬ няков, проводим еще одно осеннее лущение — дискование. На обработку паров мы не жалеем сил, ни средств, ни вни¬ мания, зная, что хороший уход за парами м$жет обеспечить высокий урожай на всю ротацию севооборота. * Следующей весной на парах закрываем влагу боронова¬ нием. После появления всходов сорняков проводим предпо¬ севную обработку пара боронами «зиг-заг» с лапчатыми 1 Теперь Т. С. Мальцев считает вполне достаточной глубину вспашки на 30—40 см. 399
зубьями нашей, конструкции и проводим посев узкорядным или перекрестным способом, строго соблюдая норму вы¬ сева» *. Из приведенного перечня приемов системы обработки глубокого пара видно, что число операций, проводимых Рис. 103. Глубокая вспашка пара безотвальным плугом здесь, и время, отводимое на них, значительно превышает и то и другое, применяемое при чистых парах других видов. Обработка глубокого пара охватывает две осени, две весны и одно лето. В свое в,ремя эти пары в колхозе «Заветы Лени¬ на» дали положительные результаты. В колхозе «Заветы Левина» глубокие пары применялись до 1962 г. на черноземных почвах (в основном на выщело¬ ченных и солонцеватых черноземах), глинистых по механи- 11 Т. С. М а л ьцев. О методах обработки почвы и посева, способст¬ вующих получению высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Сельхозпга, М., 1954, стр. 17. 400
ческому составу. Они там играли одну из основных ролей в общей системе обработки почвы по методу Т. С. Маль¬ цева. Но после XXII съезда КПСС чистые пары этого колхоза стали засеваться кукурузой и другими ценными кормовыми культурами. Н. С. Хрущев показал, что если площадь чистых паров 1500 га (18% пашни) занять под кукурузу, то даже при скромном урожае в 300 ц/га (60 ц кормовых единиц на гектар) можно получить корм для производства 6 тыс. ц го¬ вядины, или по 72 ц мяса в убойном весе на 100 га пашни (площадь всей пашни в колхозе равна 8300 га) '. Колхоз «Заветы Ленина» с 1962 г. перешел на интенсив¬ ную систему земледелия, а в связи с этим и система обра¬ ботки почвы в значительной мере меняется. Занятые пары. Паровое поле, засеянное теми или иными культурами, которые рано убирают, называют занятым па¬ ром. Поле занятого пара в известной мере сочетает в себе задачи поля чистого пара и поля посевных культур. Путем занятого пара разрешаются задачи получения за время паро¬ вания урожай культуры и хорошей подготовки почвы (в это же лето) к посеву озимых хлебов. Под занятые пары идут поля, более чистые от сорняков и хорошо удобренные. Важным условием является также и необходимость увеличения периода собственно парования поля, т. е. периода времени между уборкой парозанимаю¬ щей культуры и посевом озими. Занятые пары делятся на две группы: сплошные и про¬ пашные. К сплошным занятым парам относятся вико-овсяный, горохово-овсяный, клеверный, эопарцетовый, льняной, люпи- новый и другие; к пропашным — кукурузный, картофельный, подсолнечниковый и др. В зависимости от климатических (погодных) и почвен¬ ных условий, а также парозанимающей культуры обработка занятого пара будет различной. Сплошные занятые пары обычно обеспечивают животноводство в весенне-летний период зеленым кормом. В этих целях всю площадь пара обрабатывают по типу зяб¬ левой вспашки с.предварительным лущением. Затем ее раз- 11 См. Н. С. Хрущев. Речь иа совещании работников сельского хо¬ зяйства в Сибири 26 ноября 1961 г. «Правда», 29 ноября 1961 г. 26 Зак. 228 401
бивают на отдельные участки с расчетом посева парозани¬ мающей культуры в разное время. Часть поля в конце лета засевают или только озимой рожью или вместе с озимой викой, а часть оставляют для весеннего посева вики с овсом и другими культурами, которые непрерывно обеспечивали бы животных зеленым кормом весной и в первую половину лета. Весной почву готовят, как и под все яровые ранние куль¬ туры; в нее вносят удобрения и засевают избранной куль¬ турой. После уборки парозанимающей культуры сразу же произ¬ водят лущение на глубину около 5 см-, если почва пересохла, дополнительно производят прикатывание рубчатым или коль¬ чатым катком, чтобы почва быстрее созрела для пахоты. Вспашка (перепашка) поля проходит дней через 10—14 после лущения плугом с предплужником на полную глубину. Вслед за вспашкой поле боронуют. Дальнейший уход за паром состоит из поверхностных рыхлений; цель его — борьба с сорняками и сохранение в почве влаги. Перед по¬ следней культивацией или перед лущением в почву жела¬ тельно внести органо-минеральную смесь или торфо-навоз¬ ный, навозно-земляной компосты. К сплошным занятым парам относится и клеверный пар. Его успешно применяют в нечерноземной полосе,- Полесье, северной части лесостепи; эспарцетовый пар — в южной части лесостепи и увлажненных районах степной зоны. Эти пары представляют особый интерес с точки зрения экономи¬ ческой, зоотехнической и агрономической эффективности, при условии высоких урожаев. Красный клевер в чистом виде, а также и эспарцет не требуют особой обработки почвы. Их подсевают под пред¬ шествующую пару зерновую культуру. На следующий год они дают хороший зеленый корм или сено, рано освобождают поле для подготовки почвы к посеву озимых культур. Уро¬ жаи озимой ржи или озимой пшеницы по клеверному пару, как правило, не уступают урожаям, снимаемым по чистым парам, а нередко и превосходят их. Следует обратить внима¬ ние на своевременность укоса трав (начало цветения) и немедленную запашку дернины плугом с предплужником на полную глубину. Если почва сухая, то после уборки трав следует провести лущение дисковым культиватором с одно¬ временным прикатыванием кольчатым катком. После того как почва приобретает основную физическую спелость, «отпо¬ теет», ее пашут плугом с предплужником на глубину 20 см 402
и проводят боронова me одновременно со вспашкой. Целесо¬ образно подкормить травы фосфорными (1 ц/га суперфосфа¬ та), калийными (0,5 ц/га хлористого калия) удобрениями после снятия покровной культуры. В дерново-подзолистой зоне ранней весной целесообразно поверхностно вносить известь (5 ц/га) на первом году поль¬ зования клевером. Пропашные занятые пары должны быть широко распро¬ странены. Важное условие применения парозанимающих пропашных культур — их скороспелость, способность быстро расти и развивать вегетативную массу. Например, сорта картофеля в Центральной нечерноземной полосе должны давать хороший урожай клубней не позднее середины авгу¬ ста; сорта кормовых бобов, кукурузы для силоса должны давать высокие и обильно облиственные стебли также не позднее этого срока, если после них идет посев озимых г хлебов. В целях ускорения развития картофеля клубни перед посадкой надо провялить или, еще лучше, прояровизировать. Такие клубни быстро дают всходы, ускоряют развитие карто¬ феля в пару и повышают урожайность. Обработку почвы под пропашные парозанимающие куль¬ туры необходимо строго сочетать с применением удобрений. Навоз или торфокомпосты, в зависимости .от конкретных почвенно-климатических и организационно-экономических условий, можно вносить осенью, под зяблевую вспашку, или весной, под перепашку, особенно в тех случаях, когда осенью произведено углубление пахотного слоя с оборотом пласта. Хорошо перепревший навоз или органо-минеральную смесь как под картофель, так и под кукурузу вносят в лунки при посадке или посеве культуры. Систематический уход за пропашными культурами в па¬ ру (боронование при всходах, пропашка междурядий или окучивание, а у картофеля — и выпахивание клубней) оставляет почву после парозанимающего растения рыхлой и чистой от сорняков. Это обстоятельство создает иные усло¬ вия при подготовке почвы к посеву озимых хлебов. Очень интересные данные по занятым пропашным и чи¬ стым парам получены Алтайским научно-исследовательским институтом. Эти данные Н. С. Хрущев привел в речи на Совещании передовиков сельского хозяйства в Новосибирске 8 марта 1961 г. Н. С. Хрущев сказал: «В 1958—1960 годах Алтайский научно-исследовательский институт заложил широкие произ¬ 26* 403
водственные опыты посева пшеницы по чистому и кукуруз¬ ному пару. Получены весьма поучительные результаты. Приведу данные опытов этого института об урожае яро¬ вой пшеницы по чистому и кукурузному пару в 1960 г. В центнерах с гектара Степная зона По кукурузе По чистому пару Колхоз имени Карла Маркса Михайлов¬ ского района 15,8 13,8 Колхоз «Заря Алтая» Завьяловского района 20,7 18,9 Угловский совхоз Угловского района . . 16,0 16,1 Совхоз «Березовский» Волчихинского райо¬ на 19,0 12,7 Лесостепная зона Колхоз имени Ленина Усть-Пристанского района 14,8 14,5 Колхоз «Родина» Шипуновского района . . 28,4 24,7 Совхоз «Боровой» Крутихинского района 18,0 16,7 Совхоз «Павловский» Первомайского райо¬ на 18,1 14,3 Алтайский институт 25,7 21,9 Предгорная зона Совхоз «Алтайский» Смоленского района 16,1 15,1 Совхоз «Камышенский» Красиощековского района 13,7 12,8 Колхоз имени Мичурина Алтайского^райо- на 24,2 24,0 Данные говорят о том, что при правильной агротехнике - кукурузный пар -не снижает урожай яровой пшеницы. В то же время резко увеличивается выход продукции с > гектара земли. Сошлюсь на исследования того же Алтай¬ ского института. За последние четыре года институт в полевых севооборо¬ тах провел сопоставимую оценку выхода продукции с чисто¬ го и кукурузного пара. Вот результаты (см. стр. 405). В пересчете на кормовые единицы кукурузный пар дал продукции в 3,3 раза больше, чем чистый пар»1. 1 Н. С. Хрущев. Речь на совещании передовиков сельского хозяй¬ ства областей, краев и автономных республик Сибири в г. Новосибирске 8 марта 1961 г. «Правда», 12 марта 1961 г. 404
Чистый пар Получено с гектара в центнерах яровой пшеницы 1957 год 23,7 23,7 1958 год 22,6 25,2 1959 год 19,0 25,7 I960 год 22,5 28 В среднем за 4 года . . 21,9 25,7 Кукурузный пар Получено с гектара в центнерах яровой пшеницы кукурузы 307 345 520 436 402 Сидеральные пары — особая разновидность сплошных занятых паров. В целях повышения плодородия почвы паро¬ вого поля применяют по¬ сев разных растений для запашки их в качестве зеленого удобрения. Эту разновидность занятых паров называют сидераль- ной. Сидеральный пар — очень важное средство по¬ вышения плодородия лег¬ ких по механическому со¬ ставу почв в районах до¬ статочного увлажнения. Но применение сидераль- ных паров не должно ограничиваться песчаны¬ ми и супесчаными почва¬ ми и районами нечерно¬ земной полосы. Сидераль¬ ные растения в качестве удобрения с успехом мо¬ гут применять на почвах среднего и даже тяжело¬ го механического состава как в районах достаточно¬ го увлажнения, так и на орошаемых землях засуш¬ ливых мест (рис. 104). К сидеральным расте¬ ниям относят люпины (однолетние и многолет¬ ние), донник (белый и желтый), сераделлу и др. Наиболее изученное и сравнитель¬ но широко распространенное сидеральное растение — одно¬ рис. 104. Узколистный синий люпин 405
летний узколистный синий и желтый алкалоидные люпины. За последние годы выведены и все больший интерес вызыва¬ ют сорта безалкалоидного (сладкого) люпина, возделывае¬ мого на корм и удобрение почвы. Рис. 105. Желтый люпин Ценность применения сидеральных растений из семейства бобовых заключается не только в том, что они пополняют запасы азота в почве, но и в том, что способны переводить труднорастворимые минеральные элементы (в частности, фосфор) в более доступную для питания растений форму (рис. 105). 406
Система обработки оидерального пара отличается о г системы обработки других сплошных занятых паров запаш¬ кой зеленой массы в почву. Во-первых, запахивать зеленую массу (например, люпин) надо в стадии сизых или, как гово¬ рят, блестящих бобиков; во-вторых, необходимо заделать зеленую массу полностью, создав условия быстрого ее раз¬ ложения в пахотном слое. Для этого перед запашкой люпин следует прикатать по ходу плуга или изрезать дисковым лущильником и заделать плугом с предплужниками на среднюю глубину; после запашки поле надо заборонить. Дальнейший уход за паром, если еще позволяет время, за¬ ключается в 'поверхностном рыхлении (с целью очищения почвы от сорняков). Кроме однолетнего люпина для культуры сидерального пара представляет интерес многолетний люпин и донник. Если ко времени запашки зеленой массы любого сидера- та стоит очень сухая погода и почва высохла на весь пахот¬ ный слой (как это было в ряде районов Центральной нечер¬ ноземной полосы в 1960 г.), во избежание глыбистости пашни следует принять другую систему заделки сидерата. Прежде всего сидеральные растения надо прикатать в том случае, когда стебли очень высокие (например у дон¬ ника), а потом двукратным лущением дисковым орудием зеленую массу изрезать и перемешать с верхним слоем почвы. Таким образом будет создан изолирующий слой (мульча) из органической массы и почвы, который под влия¬ нием конденсации водяных паров и некоторого притока капиллярной влаги приведет, во-первых, к спелости почвы и возможности ее запашки (если потребуется) примерно через 10—12 дней; во-вторых, к значительному сдвигу в разложе¬ нии органической массы. Если взлущенный слой слишком рыхлый, его следует прикатать кольчатым катком. Такая последовательность обработки почвы дает хорошее качество пахотного слоя. Кулисные пары. Цель их—задержание зимой снега на полях крупностебельными растениями. Особенно важное значение они имеют в степных засушливых районах Север¬ ного Кавказа, Украины, Заволжья, Зауралья, Сибири, Казахстана и др. Среди чистых и занятых паров кулисные пары занимают промежуточное положение, так как они имеют черты и тех и других. Обычно на фоне черного пара рядами выращивают крупностебельные растения: или кукурузу, или подсолнечник, или сорго, и др. Полосы чистого пара чередуют с полосами 407
занятого пропашного пара. Полосы занятого пара в этом случае называют кулисами, а полосы черного пара (расстоя¬ ние между кулисами) — межкулисным пространством Кулисы могут состоять из 1, 2, 3 рядов растений с между¬ рядьями в 60—70 см. Расстояние между кулисами — 12—16 м, однако лучше давать расстояние, кратное по отно¬ шению к рабочему захвату зерновой сеялки — 3,6; 7,2; 10,8; 14,4 м. Такой расчет расстояний между кулисами дается для варианта посева озимых вдоль межкулисных пространств. Но может быть применен и другой вариант, пожалуй, более приемлемый, — посев озимой культуры поперек кулис. При этом варианте кулисы расположены более часто — через 7,2 или даже 3,6 м, что обеспечивает и более равномерное рас¬ пределение снежного покрова. Снегозадержание на полях при помощи кулис имеет двоякое значение: увеличение запасов влаги и утепление озимых хлебов. Опыт научно-исследовательских учреждений и практика передовых колхозов и совхозов характеризуют кулисы как достаточно эффективный способ накопления снега (влаги) на полях. Например, по данным Шортандинской опытной станции (Казахская ССР), как сообщил И. Я. Ладыгин, на поле, где снег задерживали кулисами из подсолнечника, толщина снежного покрова достигала 57,4 см, а там, где снег не задерживали, толщина его составляла всего 15 см. В первом случае запас усвояемой воды к началу весны был 2040 куб. м, во втором — только 340 куб. м на гектар. Эффективность кулисных паров доказана многими опыт¬ ными учреждениями Заволжья, Украины, Сибири и т. д. Агротехника кулисного пара в основном та же, что и чер¬ ного. Вспаханную с предварительным лущением на зябь почву рано весной боронуют. После предпосевной обработки высевают кулисные растения. Кулисы следует располагать поперек направления преобладающих в данном районе зимой ветров. Время и способы посева кулисных растений зависят от местных условий; их можно высевать весной и летом. Во влажное лето хорошие результаты получают от летних посе¬ вов, в сухое — от весенних. Стебли кулисных растений следует довести до одревеснения до ухода их в зиму. На Барнаульской опытной станции лучшие результаты получены от посева кулис с межкулисным пространством в 3,6 и 7,2 м (один и два прохода тракторной сеялкой). 408
Межкулисные пространства и междурядья в кулисах в течение весенне-летнего периода обрабатывают по тип> черного пара — путем культиваций. Осенью с кулисных растений снимают урожай — у под¬ солнечника — корзинки (шляпки), у кукурузы — початки. Стебли оставляют на зиму для задерживания снега. Весной следующего года после схода снега стебли кулисных расте¬ ний убирают с поля и используют их по усмотрению хо¬ зяйства. Предпосевную обработку почвы под озимые культуры мыслят как операцию, проводимую непосредственно перед севом. После обработки пара всех видов почва перед посе¬ вом озимых бывает в различном состоянии, хотя часто имеет одни и те же свойства. Разное состояние почвы, как извест¬ но, зависит от времени и характера первой обработки, вне¬ сенного удобрения, погодных условий лета, парозанимающей культуры и пр. Общая же задача предпосевной подготовки почвы вместе с посевом — обеспечение лучших условий для быстрого, полного и дружного прорастания семян, что может быть осуществимо при непрерывном притоке к семенам влаги, тепла и воздуха. В этом важную роль будет играть качество работы сеялки (заделывающей на ту или иную глубину семена), которое в свою очередь зависит от состояния почвы. При уплотнившейся почве семе¬ на заделываются плохо; часть зерен остается на поверхности почвы. При слишком рыхлой (пухлой) сухой пашне семена заделываются слишком глубоко; прикрывающий слой почвы мешает всходам семян пробиться наружу. Чтобы устранить указанные недостатки, следует в первом случае перед посевом разрыхлить почву на глубину заделки семян культиватором или лущильником с боронованием в один след, во втором — провести уплотнение (прикатывание) тяжелым катком с боронованием в один след. Поверхность поля перед посевом должна быть мелкокомковатой, ровной и чистой от сорняков.
УЧЕНИЕ ОБ УДОБРЕНИИ Неотъемлемая часть всякой рациональной си¬ стемы земледелия — удоб¬ рение почвы и растений. Удобрение — способ повы¬ шения эффективного пло¬ дородия почвы и урожа¬ ев сельскохозяйственных культур, органически увя¬ занный с другими агро¬ техническими мероприя¬ тиями. Основоположник русской агрохимии, в частности учения об удоб¬ рении,— Д. Н. Прянишни¬ ков. Прежде чем присту¬ пить к изучению удобре¬ ния, в дополнение к ра¬ нее сказанному в нашем курсе и в курсе физиоло¬ гии растений, приведем некоторые сведения из те¬ оретических основ пита¬ ния растений. Известно, что все ра¬ стения питаются одними и теми же минеральными солями. Разница заключается только в том, что из одного и того же раствора одни растения берут Д. Н. Прянишников 410
больше одних питательных веществ и меньше других, а дру¬ гие наоборот. Необходимо также вспомнить, какие превра¬ щения претерпевают находящиеся в почве или вносимые в почву в качестве удобрения вещества, прежде чем стать усвоя¬ емыми для растений. На этот счет ученые придерживаются в основном двух точек зрения. Одна из них представлена сто¬ ронниками минеральной, а другая — сторонниками биологи¬ ческой теории питания растений. Минеральная теория питания в отличие от гумусовой теории А. Тэера была изложена немецким химиком Ю. Ли¬ бихом в 1840 г. в книге «Химия в приложении к земледелию и физиологии». В свое время она сыграла положительную роль в развитии науки о минеральном питании растений. Но вместе с этим в минеральной теории содержится много неправильного и ошибочного. Один из существенных ее недо¬ статков — трактовка поглощения корнями веществ из почвы как чисто механического засасывания минеральных элемен¬ тов вместе с водой в ходе транспирации. Такого рода взгля¬ ды полностью еще не изжиты у ряда почвоведов, агрохими¬ ков и физиологов растений и в наше время. Сторонники минеральной теории игнорируют созидательную роль почвен¬ ной микрофлоры и высших растений, значение взаимодейст¬ вия корневой системы культурных растений с микроорганиз¬ мами. Они сводят значение удобрений, культурных растений в севообороте и других агрономических мероприятий к под¬ держанию баланса между приходом и расходом питатель¬ ных веществ в почве. Наиболее обоснованное и прогрессив¬ ное направление « науке в настоящее время — биологическое направление питания растений. Исследованиями советских и зарубежных ученых, прове¬ денными главным образом за последние годы, установлено, чго создание благоприятных условий питания растений тесно связано с деятельностью почвенной микрофлоры, принимаю¬ щей активное участие во всех важнейших процессах, проте¬ кающих в почве и обусловливающих ее плодородие. Роль микроорганизмов в питании растений в свете совре¬ менных представлений агрономической науки рассматривает¬ ся с двух сторон: во-первых, участия микроорганизмов в под¬ готовке доступных для растений питательных веществ, в создании условий для их усвоения растениями; во-вторых,— непосредственного участия микроорганизмов в снабжении растений питательными веществами. В группу микроорганизмов входят различные грибы, бак¬ терии, водоросли. 411
Микроорганизмы-симбионты обитают в основном в зоне корневой системы растений — ризосфере. Симбиоз корней высших растений с грибами называется микоризой, а сим¬ биоз с бактериями — бактериозом. Взаимодействие между микроорганизмами и растениями в почве осуществляется или путем раздельного симбиотро- физма или на основе непосредственного контакта между тка¬ нями корней и микроорганизмов. Почва, как было показано в первом разделе нашего курса, представляет собой биологически активное природ¬ ное тело с колоссальным по численности микробным населе¬ нием. В поверхностном слое дерново-подзолистых и подзолистых почв содержатся сотни миллионов и даже миллиарды микро¬ организмов (бактерий, грибов, актиномицетов и др ). В чер¬ ноземных почвах значительно больше. По данным Н. А. Красильникова, общий вес массы мик¬ робных тел, содержащихся в пахотном слое 1 га почвы, сред¬ ней по уровню плодородия, — 6—7 т. За вегетационный период вес микробного населения увеличивается до десятков тонн. Если учесть, что микробы при малых их размерах имеют огромную активную поверхность, то станет ясно, какое большое количество органических и неорганических веществ перерабатывают микробы. Исследования научных учреждений Советского Союза, в частности исследования Всесоюзного института сельскохо¬ зяйственной микробиологии, дают достаточно полную харак¬ теристику роли почвенной микрофлоры в накоплении доступ¬ ных для растений питательных веществ за счет разложения и минерализации органических соединений и мобилизации труднорастворимых минеральных соединений почвы. Проблеме почвенного питания растений, роли в нем мик¬ роорганизмов в последние годы исключительно большое внимание уделяет Т. Д. Лысенко. Он пришел к новому очень интересному выводу. По Т. Д. Лысенко, с корнями разных видов растений взаимосвязаны специфические для этих ра¬ стений виды почвенных микроорганизмов; без данных расте¬ ний в почве не могут развиваться соответствующие им мик¬ роорганизмы; если же в почве нет этих микроорганизмов, данные растения испытывают недостаток усвояемой пищи в почве. «Пока в почве нет тех или иных микроорганизмов, участвующих в сложной разветвленной цепи биологического процесса почвенного питания растений, — говорит он, — до тех пор эта почва будет малоплодородной или даже бес¬ 412
плодной для данных ви¬ дов растений»1. Вносимые в почву удобрения вклю¬ чаются в общий круго¬ ворот веществ, подверга¬ ются глубоким превраще¬ ниям в ходе сложных поч¬ венных процессов, способ¬ ствуя улучшению питания растений. Удобрениям придается очень большое значение во всех почвенно-климати¬ ческих сельскохозяйствен¬ ных зонах. В нашей стра¬ не проявляется система¬ тическая забота об обес¬ печении колхозов и сов¬ хозов всеми необходимы¬ ми удобрениями. Произ¬ водство промышленных удобрений в СССР в 1958 г. превысило 12 млн. г. В 1965 г. вы¬ пуск минеральных удобре- т д. Лысенко ний возрастет до 31 млн. т, в 1970 до 70, а в 1980 г. до 125—135 млн. т. Действие удобрений многосторонне: они снабжают расте¬ ния усвояемой пищей, изменяют реакцию почвы, повышают жизнедеятельность микроорганизмов в почве. Все удобрения делятся на две группы: органические и минеральные. К органическим удобрениям относят навоз, торф, навозную жижу, различные компосты, зеленые и бакте¬ риальные удобрения; к минеральным — азотные, фосфорные, калийные, сложные микроудобрения, известковые, гипс, отхо¬ ды промышленности, содержащие питательные вещества в минеральной форме. В состав основных органических удобрений входят все главные питательные элементы (азот, фосфор, калий и др.) Содержание питательных элементов органических удобрений зависит от характера происхождения удобрения и условий 1 Т. Д. Лысенко. Биологические основы применения удобрении Сб. «Воеросы питания растений и применение удобрений». Сельхозгиз, Мм 1957, стр. 192. 413
его хранения. Органические удобрения, как правило, накап¬ ливают вблизи их применения; такие удобрения называют местными. Минеральные удобрения производятся главным образом на химических заводах, поэтому их также называют про¬ мышленными. По содержанию питательных элементов удобрения делят¬ ся на полные (например, навоз) и неполные, или односто¬ ронние (например, суперфосфат). По действию на растения удобрения принято делить (ус¬ ловно) на прямые, доставляющие растениям необходимые им и недостающие в почве питательные элементы (напри¬ мер, азот, фосфор, калий), и косвенные, которые создают бла¬ гоприятную среду для растений (например, устранение вред¬ ной кислотности почвы известкованием). Нередко одно и то же удобрение оказывает и прямое и косвенное действие на растение (например, та же известь увеличивает в почве со¬ держание кальция, а часто и магния, что улучшает питание растений этими элементами). Удобрения применяют до посева (основное внесение), во время посева (припосевное внесение) и после посева (под¬ кормка растений). ОРГАНИЧЕСКИЕ УДОБРЕНИЯ Среди всех удобрений органические удобрения занимают очень видное место как по масштабу применения, так и по характеру действия на почву и сельскохозяйственные культу¬ ры. Едва ли есть такая страна на земном шаре, где бы не применялись местные органические удобрения. Из них наи¬ более распространенным универсальным удобрением был и остается навоз. Приблизительные подсчеты показывают, что за стойловый период скота в СССР ежегодно можно получать свыше 400 млн. г навоза, 100—120 млн. т навозной жижи. Запасы торфа в СССР—158 млрд, т, что составляет более 60% всего мирового запаса торфа. Достаточно уже этих показате¬ лей, чтобы увидеть огромный потенциал энергетических ре¬ сурсов для роста плодородия почв и урожаев возделываемых растений. Навоз Навоз — важнейшее и основное органическое удобрение. Он содержит все основные элементы, необходимые для пита¬ ния растений. Его состав и качество зависят от рода живот¬ 414
ных, их возраста, характера использования; количества и ка¬ чества корма; вида и количества подстилки; способа и про¬ должительности хранения. Смешанный свежий навоз содержит в среднем воды — 75,0%; азота 0,4—0,6; фосфорной кислоты 0,2—0,3; окиси ка¬ лия 0,5—0,7; окиси кальция 0,4—0,6; окиси магния 0,14—0,18%. Кроме того, в навозе содержится много органи¬ ческого вещества (в среднем 20—25%), которое улучшает физические свойства почвы. Тяжелые глинистые почвы при удобрении навозом делаются менее связными, их легче обра¬ батывать, они лучше пропускают воду. Легкие песчаные поч¬ вы от действия навоза становятся более связными, повышают поглотительную способность. Вместе с этим навоз содержит огромное количество микроорганизмов, усиливающих энергию биологических процессов, протекающих в почве. В накоплении и улучшении качества навоза большую роль играет подстилочный материал. Кроме улучшения зоогигие- нических условий подстилка поглощает жидкие выделения животных и аммиак, уменьшает потери азота и калия. Следо¬ вательно, подстилочный материал должен удовлетворять определенным требованиям, а именно: он должен иметь боль¬ шую влагоемкость; высокую поглотительную способность в отношении газов; содержать значительную часть питатель¬ ных элементов; не иметь семян сорняков. Таким требованиям больше всего удовлетворяет торф, осо¬ бенно верховой. В сочетании с торфом целесообразно приме¬ нять солому, лучше не в целом виде, а в виде соломенной резки. Количество получаемого в хозяйстве навоза зависит от количества и вида животных, кормов, количества, качества и вида подстилки, способа содержания животных и способа хранения навоза. В среднем за год получают следующее количество навоза (в тоннах): от одной лошади — 6—7; от одной овцы — 0,5; от одной коровы — 10; от одной свиньи — 1,5. Существует и другой способ вычисления количества на¬ воза: живой вес стада умножают на постоянный коэффи¬ циент 25. Полученное число и будет выражать весовую ве¬ личину выхода навоза за год в хозяйстве. Количество нивоза на животноводческих фермах можно подсчитать по формуле где К — сухое вещество корма, П —~ количество подстилки, 415
4 — коэффициент, который указывает, что вес сырого на¬ воза в 4 раза больше, чем вес сухого вещества. Способы приготовления и хранения навоза различные Основные из них два: холодный, или плотный, и горячий, или аэробный (рыхлый). Процесс разложения навоза при этих способах протекает различно: в первом случае под влиянием анаэробных бактерий; во втором — аэробных. Кик показали исследования, лучший из этих способов — холодный (рис. 106). Приготовляют и хранят навоз в навозохранилищах, с кот¬ лованом или без котлована (на ровном месте). Во втором случае, когда навоз укладывают также штабелем, площадку следует сильно уплотнить, а плотно уложенный штабель вы¬ сотой 1,5—2 м покрыть сверху и с боков торфом или землей. Под навоз не должны подтекать дождевые и талые воды. Для сбора навозной жижи 'вокруг штабеля делают желоб — канавку, отводящую жижу в специально устроенный колодец. Кроме указанных применяют и другие способы приготов¬ ления и хранения навоза. К ним относятся следующие: хра нение под ногами животных; специальное хранение при по¬ вышенной влажности; приготовление навоза методом разло¬ жения клетчатки бактериями метанового брожения в ана¬ эробных условиях. Хранение навоза при повышенной влажности предложено Научно-исследовательским институтом растениеводства и удобрений в Галле (К. Шмальфус). Уплотненный навоз поме¬ 416
щают в водонепроницаемую (бетонированную) яму и зали¬ вают его навозной жижой. Навозная жижа, пропитывая навоз, вытесняет из него воздух, создавая анаэробные условия. Такой способ позволяет приготовить наиболее полноценный навоз с максимумом сохранения азота и органического ве¬ щества. В СССР такой способ пока не получил распростране¬ ния не только в производственных условиях (он и в ГДР еще не имеет широкого распространения), но и в изучении иссле¬ довательских учреждений. Требуется дополнительное изуче¬ ние этого метода с организационной и экономической стороны его эффективности в условиях крупного социалистического земледелия. Приготовление навоза методом метанового брожения дает горючий газ — метан (СН4) и высокого качества навоз. В сброженном навозе содержится большое количество усвоя¬ емых форм азота. Для получения такого навоза (и горючего газа) требуется сооружение бродильных установок и допол¬ нительное изучение экономической эффективности его при¬ менительно к конкретным условиям. В поле навоз вывозят зимой или в начале лета. Вывезен¬ ный в поле зимой навоз хранят в штабелях с плотной уклад¬ кой. Ширина штабеля — 3—4 м, высота—1,5—2 м. Навоз в поле не должен ни промерзать зимой, ни просыхать летом. Хранение навоза в поле маленькими кучами недопустимо: это ведет и к потере навоза и к ухудшению его качества (про¬ мерзает, выщелачивается, высыхает, теряется аммиак нт.д.). Разбрасывать навоз по полю следует равномерно и толь¬ ко перед запашкой (как это нами было сказано в главе об обработке почвы под яровые и 'под озимые культуры) (рис. 107). Полная норма навоза на гектар — 36 т1. Навозная жижа — весьма ценное и быстродействующее удобрение. В среднем она содержит воды — 08,8%; азота — 0,25; КгО — 0,5, РгОз — 0,10, СаО — 0,02%. Собирают ее в жижеприемники. Используют навозную жижу при подкормке растений и при изготовлении компостов. Чтобы не было ожогов расте¬ ний, ее разбавляют водой в пропорции: 1 часть жижи и 4—5 частей воды. Норма на гектар озимых —5—6 т. Птичий помет в хозяйствах, имеющих птицеводческие фермы, может иметь существенное значение как сильное и 1 Полная норма навоза среднего качества была установлена опытным путем еще в давние 'времена В русских мерах она была равна 2400 пу¬ лам на десятину или, в пересчете на метрические меры, 36 т/га. 27 Зак. 228 417
быстродействующее полное удобрение. Считают, что в год в среднем от каждой курицы получают помета 5—6 кг, от утки—8—9 кг, от гуся— 10—11 кг. В сухом курином помете содержится в среднем 4—5% азота, 3—4% фосфора, 2—3% калия. Птичий помет хранят зимой в замороженном виде, а вес¬ ной просушивают или в чистом виде, или в смеси с торфом в количестве 15—20% от веса помета, или 20—30% перегноя. Применяют помет в высушенном размельченном виде. Его равномерно разбрасывают по полю в виде порошка как под- Рис. 107. Навозоразбрасыватель кормку растений. Норма внесения куриного помета для под¬ кормки 3—5 ц/га. При глубокой заделке норма помета повы¬ шается до 8—15 ц/га. Помет можно с успехом использовать при изготовлении компостов, а также применять в жидком виде, растворяя в воде из расчета часть помета на 6—7 частей воды (по весу). Торф и его компосты Торф как удобрение находит широкое и разнообразное применение. В зависимости от происхождения его используют по-разному. Верховой (моховой) торф, прежде чем он посту¬ пает в поле на удобрение, используют на скотном дворе в ка¬ честве подстилки. Этот же вид торфа идет на приготовление навоза, торфофекальных и других компостов. Низинный (осоко-тростниковый) торф может служить удобрением и без компостирования, хотя при компостирова¬ нии этот вид торфа будет, естественно, богаче. 418
По химическому составу все виды торфа богаты азотом, но больше его содержит низинный торф. Количество азота в низинном торфе достигает 2,5—3,5% на сухое вещество тор¬ фа. Но подвижность азота в торфе, как правило, низкая. Азот в торфе представлен главным образом сложными органиче¬ скими, преимущественно белковыми соединениями, и только небольшая часть его находится в минеральной форме. Фос¬ форной кислотой, особенно верховой, торф не богат, но она находится в легкодоступной для растений форме. В торфе ма¬ ло калия. Верховые торфяники имеют кислую реакцию, а низин¬ ные — преимущественно слабокислую, нейтральную и неред¬ ко даже щелочную. Биологическая активность торфяников низкая. В практике сельского хозяйства широкое распространение должно приобрести компостирование различных органических удобрений, в частности компостирование торфа с другими видами удобрений. Компостированием называют особый спо¬ соб подготовки пищи для растений при помощи микробиоло¬ гических процессов. В опытах Центральной торфяной опытной станции полу¬ чены следующие результаты от действия торфокомпостов на подзолистой почве в нечерноземной полосе СССР (табл. 59). Положительное действие торфяных компостов на почву и растения проявляется в течение нескольких лет. Таблица 59 Влияние торфокомпостов на урожай культур в нечерноземной полосе Название удобрений Кол-во вносимых удобрений (в т га) Увеличение урожая (в ц,га) зерновые озимые картофель капуста Торфофекальный компост 15—30 6,0 50 80 Торфяной навоз 20—40 5,0 45 60 Торфонавозный компост и смеси . . 20-40 4,5 40 50 Компостирование могут проводить все колхозы и совхозы, где есть осушенные торфяники. Торфяные компосты обычно приготовляют или на поле, которое будут удобрять, или на торфянике. В каждом случае задачу решают применительно к условиям хозяйства. При 27* 419
приготовлении комгпостов рекомендуется придерживаться сле¬ дующих правил: 1. Влажность компоста должна быть 60—75%; высота компостной кучи — 1,5—2 м, ширина — 2—3 м, длина бывает разной, в зависимости от количества заготовляемого ком¬ поста. 2. Укладывать компостную кучу надо без уплотнения, что¬ бы она лучше проветривалась. Перед закладкой компостной кучи на удобряемых полях торф .предварительно укладывают в валы шириной 3—4 м и высотой 1 м. К торфу добавляют или навоз (10—100% от веса торфа, в зависимости от степе¬ ни разложения торфа и срока компостирования), или навоз¬ ную жижу (на тонну от 0,25 до 0,5 куб. м жижи—в этом слу¬ чае торф должен иметь влажность 40—60%); или минераль¬ ные удобрения. Смесь тщательно перелопачивают и склады¬ вают в кучу. 3. При приготовлении компоста на осушенном торфянике применяют механизированный способ. В этом случае на боло¬ те предварительно подготовляют поверхность торфяника: уда¬ ляют кустарник, кочки, пашут кустарниковым или болотным плугом с полным оборотом дернины. По поверхности вспахан¬ ного и подсушенного торфяника разбрасывают туковыми се¬ ялками минеральные удобрения или навозоразбрасывателями навоз, а затем, для лучшего перемешивания их с торфом, участок дискуют и боронуют. Смешанный торф тракторными грейдером или бульдозером сгребают в валы шириной, как и в поле, 3—4 м и высотой 2—2,5 м. При таком способе приго¬ товления компоста на гектар торфяника вносят 10—20 г фос¬ форитной муки, 20—40 т извести или 4—8 т золы. 4. Закладывать торфяные компосты лучше летом и в на¬ чале осени (июне — сентябре), так как в эти месяцы микро¬ биологические процессы в компостах протекают наиболее энергично и полно. Под действием бактерий в торфокомпосте накопляются растворимые формы азота и фосфора. Механи¬ зированным способом на 1 га торфяника можно заготовить около 1 тыс. т компоста и удобрить им 25—33 га минераль¬ ных почв (из расчета 30—40 т/га). Компосты из разрушен¬ ной дернины выдерживают около года. Проветренный, т. е. выдержанный на воздухе, но не ком¬ постированный низинный торф, в котором вредные закисные соединения переходят в окисные, может быть, в первую оче¬ редь, хорошим средством улучшения физико-химических свойств минеральных дерново-подзолистых почв. Проветрен¬ ного низинного торфа при влажности его 50% вносят 420
20—40 г/га. Торф, заготовленный летом, с успехом может быть использован; его вносят в почву при зяблевой пахоте под яровые или при подъеме паров для будущих посевов озимых. После мартовского Пленума ЦК КПСС (1962 г.) в боль¬ шом количестве стало изготовляться новое компостированное удобрение, называемое ТМАУ (торфо-минерально-аммиачное удобрение). В частности, совнархозами организованы фабри¬ ки удобрения. ТМАУ приготовляется механизированным способом непо¬ средственно на торфяниках. Для этого используются хорошо осушенные и освобожденные от древесных остатков участки низинных торфяных болот с глубиной торфяного слоя не ме¬ нее 40—50 см и степенью разложения торфяной массы 45—50%. Технология проведения работ состоит из следующих опе¬ раций (по данным «Союзсельхозтехники»): 1) вспашки торфяной залежи кустарников болотными плугами; 2) разделки торфяного пласта тяжелыми дисковыми бо¬ ронами (в два следа); 3) рассева минеральных удобрений прицепами-разбрасы¬ вателями (12—15 г фосфоритной муки и 8—10 г калийной со¬ ли на 1 га торфяной залежи); 4) дискования участка для перемешивания минеральных удобрений с торфом (в один след); 5) внесения аммиачной воды в слой торфа (12—15 т/га 25%-ного раствора); 6) рыхления и ворошения верхнего слоя дисковыми ору¬ диями; 7) сбора полученных удобрений в штабеля бульдозерами; 8) погрузки и вывозки к местам потребления. ТМАУ заготавливаются с начала июня до второй полови¬ ны августа. Влажность торфа доводится до 50—60%, при ко¬ торых он хорошо крошится. Работу лучше удается провести при организации специ¬ ально созданных бригад механизаторов. При правильной организации и благоприятных условиях сбор торфяной крош¬ ки будет производиться через два дня на третий. За смену тракторист на бульдозере «БУ-55» практически собирает до 300 г, а на «Д-1595» — до 200 г. Стоимость ТМАУ, получен¬ ных по такой технологии, на Центральной машиноиспыта- тельной станции в 1961 г. составила 80 копеек за тонну франко-участок. 421
Для приготовления ТМАУ в областях организованы от¬ ряды при отделениях «Союзсельхозтехники», которые осна¬ щены необходимой техникой. Например, в Смоленской облас¬ ти в 1962 г. должно быть организовано 16 таких отрядов Каждый отряд имеет задание добыть 100 тыс. г торфа'. Практика показала, что ТМАУ резко повышает плодоро¬ дие почвы и урожаи культур, особенно в районах нечерно¬ земной 'полосы. Норма внесения ТМАУ — примерно 20—30 т/га. ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНЫЕ СМЕСИ И НАВОЗНО-ЗЕМЛЯНОЙ КОМПОСТ За последние годы в агрономическую науку и сельскохо¬ зяйственную практику вошло новое толкование ряда положе¬ ний о питании растений, поступили новые предложения о при¬ готовлении и внесении удобрений. Академик Т. Д. Лысенко, исходя из биологической концеп¬ ции почвенного питания растений, для дерново-подзолистых почв предложил так называемые органо-минеральные смеси Смесь органических и минеральных удобрений в практике применяли и раньше, например, компосты навозно-торфяно- известковые, навозно-зольные, навозно-фосфорные и т. п., но эти смеси не только по форме, дозировке, но и по существу были совсем другие. Органо-минеральные смеси, рекомендо¬ ванные Т. Д. Лысенко (иногда их называют смесями ВАСХНИЛ), составляют из органического, фосфорного и из¬ весткового удобрений, взятых в определенных пропорциях. В качестве органического компонента смеси рекомендова¬ но использовать перегной, перепревший или полуперепревший навоз, торфо-навозные компосты, низинный торф, политый навозной жижей; в качестве фосфорного компонента — по¬ рошковидный суперфосфат, фосфоритная мука; в качестве известкового компонента — молотый известняк, доломитовая мука, известковый туф и т. >п. Органо-минеральную смесь составляют незадолго до посе¬ ва. Вносят ее перед посевом под культиватор на глубину за¬ делки семян или в лунки, гнезда. Органо-минеральные смеси действуют на растения лучше, чем удобрения, внесенные раздельно. В зависимости от культур нормы компонентов, составля- 11 «Торфо-минеральные удобрения — на службу урожаю». «Сельская жизнь», 6 мая 1962 г 422
ющих смесь, несколько меняются. Например, для зерновых озимых и яровых культур берется 3—5 т перегноя, 2—3 ц фосфоритной муки или 0,5—1 ц суперфосфата, 3—5 ц изве¬ сткового материала; для кукурузы — 6—8—10 т перепревше¬ го навоза, 1—2 ц суперфосфата, 3—5 ц известковых удоб¬ рений. Многочисленными опытами установлено, что такие смеси дают значительное увеличение урожая. Хорошие результаты получены в опытах Института земледелия центральных рай¬ онов нечерноземной полосы (по известкованному фону после углубления пахотного слоя с 20 до 25 см на суглинистых среднеподзолистых почвах). Таблица 60 Эффективность органо-минеральных смесей Варианты опыта Озимая пшеница» сред* нее за 3 года (1953—1955 гг.) 30 m навоза + 3,5 ц суперфосфа¬ та + 0,8 ц хлористого калия (контроль) 32,5 Органо-минеральная смесь из 2 m перегноя, 3,5 ц суперфосфата, 0,8 ц хлористого калия. Отдельно от смеси 2,3 ц сульфата аммония 29,5 Применение органо-минеральных смесей экономически выгодно, так как на единицу площади требуется удобрений в несколько раз меньше по сравнению с обычными нормами. Органо-минеральные смеси действуют лучше на растения, чем удобрения, вносимые раздельно, так как создают более благоприятные условия для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. В 1959 г. Т. Д. Лысенко выступил с новым предложением о приготовлении и внесении в дерново-подзолистую почву на¬ возно-земляных компостов. Он сказал: «Приготовление н а- возно-земляных компостов, обогащенных фосфо¬ ритной мукой и молотым известняком (или доломитовой му¬ кой), в своей теоретической основе имеет ту же биологиче¬ скую концепцию почвенного питания растений, из которых мы исходили, предлагая удобрение полей органо-минеральными смесями. Преимущества же навозно-земляных компостов пе¬ ред органо-минеральными смесями, а также по сравнению с торфо-навозными компостами и чистым навозом, значи¬ тельны. 423
Для навозно-земляных компостов пригоден любой навоз, в том числе и свежий... Для органо-минеральных смесей, как известно, органические удобрения должны быть сыпучими, перепревшими или полуперепревшими. Приготовление навозно-земляных компостов можно и нужно производить непосредственно на тех же полях и лугах, которые нужно удобрять. Тем самым примерно в 4 раза уменьшается необходимость в перевозках больших масс орга¬ нических удобрений на большие расстояния для удобрения данного поля. Ведь из каждой тонны доставляемого на поля свежего навоза, с добавлением на каждую тонну навоза 70 килограммов фосфоритной муки и 100 килограммов моло¬ того известняка, при компостировании его на поле с почвой получается примерно 4 тонны хорошего компоста. Тонна та¬ кого компоста для удобрения любой сельскохозяйственной культуры на кислой подзолистой почве лучше тонны свежего навоза»'. Способы приготовления навозно-земляных компостов про¬ сты, в разных условиях они могут быть различными. «Важно только одно, — говорит Т. Д. Лысенко, — это со¬ здание условий для хорошего размножения полезных ком¬ плексов микроорганизмов, находящихся в навозе. Необходимо, чтобы находящиеся в навозе микроорганиз¬ мы, полезные для почвенного питания растений, вытеснили вредные микроорганизмы, имеющиеся в почве, и своей фер¬ ментативной деятельностью начали превращать неусвояемые растениями химические соединения почвы и элементы возду¬ ха в усвояемые» 1 2. Навозно-земляные компосты рекомендуется приготовлять следующим образом. Весной, в середине или конце мая, на том поле, которое необходимо удобрять, выделяют площадку, например, раз¬ мером 0,5 га. На площадку вывозят 200—300 т свежего наво¬ за (можно брать и не свежий, а полуперепревший). По раз¬ бросанному навозу рассыпают 20 т фосфоритной муки и 30 т молотого известняка. Это удобрение запахивают плугом на глубину примерно 15 см. После запашки удобрения почву культивируют в 1—2 следа пружинным культиватором или дисковой бороной для того, чтобы перемешать удобрения с почвой. Примерно через 10 дней культивацию нужно повто¬ рить, чтобы еще раз перемешать удобрения с почвой и дать 1 Академмк Т. Д. Лысенко. Большой резерв сельского хо¬ зяйства. «Правда» от 10 ноября 1959 г. 2 Там же. 424
лучший доступ воздуха в компостируемую массу. Если почва уплотнена дождями, производят боронование. В течение 1,5—2 месяцев участок культивируют 4—5 раз. Очень жела¬ тельно участок, на котором производят компостирование, полить навозной жижей. Для этого жижу завозят на участок и равномерно поливают его из расчета 10—20 т жижи на 0,5 га. В конце июля на участке, где производят компостирова¬ ние, тракторной лопатой (бульдозером) сгребают компост в бурты. Бульдозер срезает слой такой компостированной поч¬ вы толщиной в 12—14 см. Всего с площади 0,5 га получают приблизительно 1000—1200 т компоста. Этого количества до¬ статочно для удобрения поля размером от 60 до 100 га (при внесении на каждый гектар по 10—20 г удобрения). БАКТЕРИАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ Бактериальными удобрениями называют препараты поч¬ венных микроорганизмов, способных улучшать питание сель¬ скохозяйственных растений. Изготовляет их промышленность. В природных условиях, как установлено, питание расте¬ ний связано главным образом с жизнедеятельностью микро¬ организмов. Об этом свидетельствуют неоспоримые факты: симбиоз бобовых растений с клубеньковыми бактериями; микотрофный тип питания у большинства древесных пород и некоторых травянистых растений; успешное развитие специфической для каждого растения микрофлоры в ризосфе¬ ре и т. п. По вопросу биологических закономерностей почвенного питания растений Т. Д. Лысенко утверждает: «Вряд ли кто- нибудь найдет на земном шаре такое растение, которое нор¬ мально из почвы питалось бы без посредства микроорганиз¬ мов, больше того, — без посредства микроорганизмов, специ¬ фических для данного вида растений... Любое травянистое или древесное растение имеет свою микоризу или свои бакте¬ рии. У одного растения бактерии и грибы живут вблизи кор¬ ней, в так называемой ризосфере, у других — на корнях или в корнях. На мой взгляд, теперь уже бесспорно, что для поч¬ венного питания растений необходимы микроорганизмы» '. Наиболее распространенные бактериальные удобрения в настоящее время — нитрагин и азотобактерин. Первый содер- 11 Т. Д. Лысенко. Биологические основы применения удобрений Сб. «Вопросы питания растений и применение удобрений» Сельхозгиз М., 1957, стр. 189. .425
жит клубеньковые бактерии, второй — свободноживущие в почве азотфиксирующие бактерии. В практике все чаще встречаются новые препараты — фосфоробактерин и АМБ Нитрагин содержит клубеньковые бактерии, обладающие способностью усваивать азот воздуха. Из препарата нитраги¬ на готовят болтушку с водой и ею обрызгивают семена бобо¬ вых растений перед посевом. Обрабатывают семена в тени (лучи солнца убивают бактерии). Клубеньковые бактерии, как правило, могут образовывать клубеньки на корнях толь¬ ко определенных групп или видов бобовых. Но есть бактерии, которые живут на корнях нескольких видов бобовых. Следует пользоваться только тем нитрагином, который предназначен для определенной культуры бобовых. Азотобактерин, или азотоген, препарат, содержащий азо¬ тобактер. Азотобактер в отличие от клубеньковых бактерий не проникает в корень и не образует клубеньки, а свободно живет в почве вблизи корневой системы. Этот препарат пред¬ назначен для зерновых хлебов, картофеля, корнеплодов, овощных и других растений. Обрабатывают семена так же, как и нитрагином. Фосфоробактерин — бактериальное удобрение. Оно содер¬ жит культуру микроорганизмов, способных минерализовать органические фосфорные соединения почвы. Положительные результаты получены особенно на почвах, богатых органиче¬ ским веществом (черноземы, торфяники). Фосфоробактери- ном, в жидком или сухом виде, обрабатывают посевной ма¬ териал перед посевом. АМБ — препарат бактерий, усиливающих разложение ор¬ ганического вещества почвы. Он имеет почвенные аэробные микроорганизмы: аммонификаторы, нитрификаторы, азотус- вояющие бактерии, бактерии, разрушающие целлюлозу и фосфороорганические соединения. Этот комбинированный препарат еще не получил широкого распространения. ЗЕЛЕНОЕ УДОБРЕНИЕ Зеленою массу бобовых растений, запахиваемую в почв\ в целях обогащения ее органическим веществом и азотом, называют зеленым удобрением. Зеленые удобрения делятся на самостоятельные, промежуточные, укосные и отавные. К самостоятельным сидератам относят такие, которые за¬ нимают поле с весны почти на целый вегетационный период, например, однолетний и многолетний люпины, донники и дру¬ гие. Их запахивают в момент наибольшего накопления ими органической массы и азота. 426
Промежуточными сидератами считают такие, которые за¬ нимают поле в промежуток времени между снятием урожая одной какой-либо культуры и посевом другой (например, по¬ сев люпина однолетнего после уборки озимых, с запашкой Рис. 108 Куст многолетнего люпина зеленой массы его после первых заморозков). В этом случае поле к посеву яровых культур готовится с будущей весны. К укосным сидеральным удобрениям относят такие куль¬ туры, зеленую массу которых выращивают на одном поле, а запахивают ее, после скашивания и перевозки, на другом поле. Например, многолетний люпин выращивают в выводном клину, скашивают и перевозят для запашки на ближайшее 427
поле. Заслуживает большого внимания сладкий люпин на корм и удобрение. Отавными сидератами считают такие, которые запахивают после отрастания отавы второго укоса. Например, отросшая отава клевера, сераделлы, многолетнего люпина вместе с на¬ копившейся корневой системой служит хорошим зеленым удобрением мосле запашки ее под озимые или под яровые культуры (рис. 108). Основной район применения зеленых удоб¬ рений— нечерноземная полоса. МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ Промышленные минеральные удобрения в СССР произ¬ водят во все возрастающих количествах. Они имеют очень большое значение в борьбе за повышение урожайности всех культур. Минеральные удобрения делятся на две группы: местные и промышленные. К местным относят известковые удобрения, золу, фосфорит и некоторые отходы промышлен¬ ности, к промышленным — азотные, фосфорные, калийные, сложные и микроудобрения. Азотные удобрения Азот в жизни растений играет исключительно важную роль. Он входит в состав всех аминокислот, из которых по¬ строена сложная молекула, белка. Он требуется раститель¬ ным организмам для синтеза белков — основы жизнедеятель¬ ности любого организма. «Без азота не могут образоваться белковые вещества, без белковых веществ не может быть протоплазмы, а, следовательно, и жизни» (Л- Н. Прянишни¬ ков). При обильном азотном питании листья растут очень быстро, окраска их темно-зеленая; при недостатке — рост листьев задерживается, окрашены они менее интенсивно, растение становится хилым. К группе промышленных азотных удобрений относятся удобрения четырех форм соединений: аммиачные (сульфат аммония, или сернокислый аммоний, хлористый аммоний и жидкий аммиак); нитратные (кальциевая селитра, натриевая селитра, калиевая селитра), аммиачно-нитратные (азотно¬ кислый аммоний, или аммиачная селитра), амидные (синте¬ тическая мочевина и цианамид кальция). Сернокислый аммоний, или сульфат аммония — (NH^SO* (содержит 20,5—21% азота) — физиологически кислое удоб- 428
решив. Представляет белую сухую соль, она мало гигроско¬ пична, хорошо поглощается почвой. Получают его заводским путем при насыщении серной кислоты газообразным аммиа¬ ком: H*SO« + 2NH, = (NH«)*S04. Образующийся в насыщенном растворе осадок (NHOaSO* отделяют центрифугированием и высушивают. Применять сернокислый аммоний лучше на не кислых почвах. Внесение его в дерново-подзолистые и другие кислые почвы следует сочетать с внесением в ту же почву известковых материалов или фосфоритной муки; вносить его в почву желательно за¬ благовременно до посева. Хранить сульфат аммония следует в крытом сухом помещении, поскольку он легко растворим в воде. Смешивать с известью, суперфосфатом и калийной солью можно только перед внесением в почву; с золой сме¬ шивать нельзя во избежание потери аммиака. Хлористый аммоний — NH4C1 (содержит 25% азота) — белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, мало гигроскопичен, при хранении не слеживается; в почве растворяется быстро и 'вступает в обменные реакции, как и сульфат аммония: (ПК)1 Са -f 2NH4C1 = (ПК) {jUj -Ь CaCls Физиологически кислое удобрение в почве подвергается, как и сульфат аммония, процессу нитрификации. Внесение хлори¬ стого аммония на кислых почвах целесообразно сочетать с вне¬ сением щелочных солей и органических удобрений, так как он дополнительно подкисляет почву. Вносить хлористый аммоний в почву лучше осенью, поскольку аммоний поглощает почва, а ионы хлора почва не поглощает, и они могут быть удалены из пахотного слоя атмосферными осадками. Жидкий аммиак (содержит 82,3% азота). Положительная сторона его — большая экономичность при производстве (почти в 2 раза дешевле). Удорожает расходы и создает неко¬ торые неудобства — необходимость перевозить и хранить его только в аппаратуре, выдерживающей давление 20—30 атм. Жидкий аммиак целесообразно использовать для изготовления торфо-аммиачных компостов (см. торфокомпосты). Большие перспективы применения иМеет аммиачная вода, содержащая 1 ПК — поглощающий комплекс. 429
20% азота. Ее легче вносить в почву, перевозить и хранить в аппаратуре при давлении в 1,5—2 атм. Аммиачная вода с большим успехом применяется в ряде совхозов и колхозов. Например, в совхозе «Красный богатырь» Тульской области, где хо¬ рошо организована фабрика удобрений, широко и эффективно применяет¬ ся аммиачная вода. В 1961 г. директор совхоза П. В. Чебунин и секретарь партийной организации А Жукова сообщили: «Без аммиачной воды у нас не засевается ни один гектар зерновых, кукурузы на силос, картофеля, нико-овсяной смеси. Это превосходное дешевое азотное удобрение, даю¬ щее прибавку урожая ячменя 8—10 центнеров с гектара, сена, вико-ов- сянюй смеси 10—>15 центнеров, зеленой массы кукурузы 70—80 центнеров, картофеля 30—40 центнеров с гектара. Аммиачная вода применяется по 3—3,5 центнера на гектар, для ее внесения оборудованы 12 агрегатов» 1 Кальциевая селитра, или азотнокислый кальций — Са(ЫОз)г (содержит 13% азота). Получают ее путем нейтра¬ лизации азотной кислоты известняком. Источником азота служит воздух. Соль белого цвета, легко растворима в воде, сыреет вследствие высокой гигроскопичности; тара и помеще¬ ние для хранения должны быть сухими. В отличие от аммиач¬ ных солей все нитратные удобрения — физиологически щелоч¬ ные; на кислых почвах желательно применять нитратные удобрения. Вносить в почву кальциевую селитру, как и другие нитратные удобрения, рекомендуется незадолго до посева, так как она легко растворяется в почвенной влаге и очень хорошо усваивается растениями. Применяют се главным образом в виде припосевного удобрения и для подкормки. Натриевая селитра, или азотнокислый натрий — NaN03 (содержит 15—16% азота) — кристаллический порошок нит¬ рат натрия белого или сероватого цвета, хорошо растворим в воде; гигроскопичен, при хорошем хранении остается рассып¬ чатым; считают одним из лучших азотных удобрений. В почве поглощается, как и другие нитратные удобрения, только био¬ логически. 'высшими растениями и микрофлорой. Вследствие легкой растворимости в воде селитра вымывается из пахотно¬ го слоя в более глубокие слои и уносится грунтовыми вода¬ ми. В почву селитру вноеят небольшими дозами, но несколько раз за вегетационный период; это позволяет растениям ис¬ пользовать ее полнее. Натриевая селитра встречается в при¬ роде. Самое крупное месторождение ее в Чили. Калийная селитра — KN03 (содержит 13% азота и до 46% КгО). Очень хорошее удобрение; не содержит примеси хлора. 1 П. Чебунин, А. Жукова. Высокие урожаи — дело наших рук Газета «Сельская жизнь», II мая 1961 г 430
Аммиачная селитра — NH4NO3 (содержит 34% азота). Ее получают путем нейтрализации азотной кислоты газообраз¬ ным аммиаком. Вредных примесей не содержит, хорошо рас¬ творима в воде и легко усваивается растениями. Аммиачную селитру выпускают в двух видах: гранулированную и негра- нулировавную (кристаллическая соль различных цветов — от белого до голубоватого). Негранулированная — имеет высо¬ кую гигроскопичность, она легко отсыревает и слеживается; хранить ее необходимо в сухом помещении. Для улучшения физических свойств аммиачной селитры рекомендуется при хранении смешивать ее с фосфоритной му¬ кой или с преципитатом (для кислых почв); перед внесением в дерново-подзолистые почвы можно смешивать с 30—40% углекислого кальция, что способствует улучшению качества машинного высева и положительно влияет на физико-химиче¬ ские и биологические свойства почвы. Аммиачная селитра — физиологически кислая соль. Ее физиологическую кислот¬ ность обусловливают, во-первых, более энергичное поглоще¬ ние растениями катиона аммония по сравнению с анионом азотной кислоты; во-вторых, частичная нитрификация аммиач¬ ного азота с высвобождением азотной кислоты. Однако физио¬ логическая кислотность аммиачной селитры значительно ни¬ же, чем сульфата аммония. Этот вид удобрения может быть и основным, и припосевным, и послепосевным (при норме 45—50 кг азота на гектар под зерновые и 60—90 кг азота на гектар — под технические и овощные культуры). Ранняя под¬ кормка растений весьма целесообразна и часто имеет решаю¬ щее значение для получения высоких урожаев. К амидным удобрениям относятся синтетическая мочевина СО(ЫН2)г (содержит 46% азота) и цианамид кальция CaCN3 (с содержанием 17—19% азота) — эффективные удобрения. Синтетическую мочевину получают при взаимодействии углекислого газа с аммиаком: СО» + 2NH, = СО (NH»)» + Н,0. Азот мочевины непосредственно растениям не доступен В почве мочевина аммонифицируется под влиянием уробакте рий, образуя углекислый аммоний СО (NH*)» -f 2Н,0 = <NH«)»CO». Аммоний поглощается растениями, почвой и подвергается нитрификации. В результате усвоения азота мочевины рас¬ тениями удобрение не оставляет в почве ни щелочных, ни кис¬ лых остатков. Перед внесением в почву мочевину целесооб¬ 431
разно смешивать, например, с фосфатами, что даст более равномерный рассев удобрения. Цианамид кальция — легкий порошок черного или темно¬ серого цвета. Щелочное удобрение. Получают его при взаи¬ модействии азота с карбидом кальция при высокой темпера¬ туре N, + СаС, = CaCN, + С. При рассевании или перегрузках сильно пылит. Употреб¬ ляя это удобрение, следует быть очень осторожным, так как пыль, попадая в глаза и дыхательные пути, вызывает воспа¬ лительные процессы слизистых оболочек. Для устранения Рис. 109. Общий вид туковой разбросной тракторной сеялки ТР указанного недостатка его или гранулируют в мелкие зерна, или смешивают с некоторым количеством (около 3%) нефтя¬ ных масел. Цианамид кальция применяют в качестве основ¬ ного удобрения потому, что растения усваивают его не сра¬ зу. Вносить за 10—12 дней до посева. Общими вопросами использования азотных удобрений яв¬ ляются нормы, время, способы и место 'внесения в севообо¬ роте. Норму азотных удобрений принято вычислять в кило¬ граммах азота на гектар. Ориентировочно считают, что под зерновые культуры следует вносить 45 кг/га, под картофель а сахарную свеклу — 60, под коноплю 90—120 кг/га азота и т. д. Чтобы определить, сколько нужно взять того или иного вида удобрения, надо знать процентное содержание азота в имеющемся удобрении и высоту запланированного урожая. При выборе времени, способа и места в севообороте необхо¬ димо знать природу и требования растения к пище, свойства и состояние почвы, свойства удобрения (рис. 109). 432
Фосфорные удобрения Фосфор относится к числу важнейших элементов питания растений. Внесение его в почву в виде удобрений — единст¬ венный источник пополнения почвенных запасов. Источником фосфора для растений служат только фосфаты почвы и вно¬ симые в почву удобрения. Фосфор — непременная составная часть сложных белков (нуклеопротеидов). Питание растений фосфором, как пра- ьило, происходит за счет солей ортофосфорной кислоты. Вместе с этим растению доступны не только неорганические, но и некоторые из органических соединений фосфора, как на¬ пример, фосфорные эфиры различных сахаров и продукты их распада. Одно из основных мест принадлежит фосфорной кислоте в процессах дыхания и брожения. Фосфорные удобрения ускоряют созревание полевых куль¬ тур и повышают их урожайность; положительно влияют на образование зерна у хлебных злаков, на накопление сахара в свекле, крахмала — в картофеле. Производство и применение фосфатов занимает первое место среди других промышленных удобрений. Главным ис¬ точником сырья для производства фосфорных удобрений слу¬ жат природные фосфориты и апатиты. В СССР много место¬ рождений фосфоритов. Территориально они расположены преимущественно в европейской части СССР. Наиболее важ¬ ные из них следующие: Вятские (фосфорит содержит 24—28%Рг05), Егорьевские (фосфорит содержит 25—26% Р2О5), Курские, Воронежские, Тамбовские, Калужские, Смо¬ ленские, Орловские и другие (с содержанием Р2О5 от 14 до 19%). Их используют в сельском хозяйстве в-виде фосфорит¬ ной муки. На Украине имеются залежи фосфоритов в Сум¬ ской области (Кролевецкое месторЪждение), в районе Дон¬ басса (Изюмское месторождение), в Подольской области (Подольские фосфориты); в Чувашской АССР (Вурнарское месторождение), в Саратовской и Куйбышевской областях и т. д.; в Казахской ССР (фосфориты Каратау) и др. На Кольском полуострове имеются большие фосфатные место¬ рождения (Хибинские апатиты с содержанием около 30% Р2О5). Общие запасы фосфоритов в СССР составляют 60% всего мирового запаса. Фосфорнокислые удобрения, получаемые из апатита и фосфорита, Д. Н. Прянишников делит на три группы по их растворимости: Растворимые фосфаты содержат фосфор главным образом 28 Зак. 228 , ., 433
в виде растворимого в воде однозамещенного фосфата каль¬ ция Са^НгРООг и частично Н3РО4. К этой группе относят суперфосфаты (простой и двоимой). Полурастворимые фосфаты содержат фосфор в виде дву- замещенного фосфорнокислого кальция (СаНРО«). К указан¬ ной группе относятся преципитат, томасшлак и термофосфа¬ ты. Они нерастворимы или очень мало растворимы в воде, но легко растворяются под действием слабых кислот. Нерастворимые фосфаты растворимы только в сильных кислотах. К ним относятся безводный трехкальциевый фос¬ фат Саз(Р04)г (фосфоритная и костяная мука). В практике сельского хозяйства чаще используют две формы фосфорнокислых удобрений: простой суперфосфат и фосфоритную муку. Фосфоритная мука — Саз(Р04)2 — тонко размолотый фос¬ форит. Содержание Р2О5 в фосфоритной муке зависит от при¬ роды фосфорита: в курских фосфоритах—примерно 16—17%, в вятских — до 24—28%. Фосфоритная мука, как было ука¬ зано, содержит фосфорную кислоту в трудно доступной для растений форме. Ее применяют на удобрение главным обра¬ зом на кислых торфяных, подзолистых почвах и деградиро¬ ванных черноземах. На кислых почвах фосфор из фосфорит¬ ной муки способны извлекать очень немногие культуры, на¬ пример люпины, гречиха, горчица, горох, которые сами выде¬ ляют много кислот через корни в почву. Фосфоритную муку целесообразно использовать при изготовлении навозно-зем¬ ляных, торфяно-навозных компостов. В чистом виде вносят 6—9 ц/га как основное удобрение заблаговременно до посева. Суперфосфат — Са(Н2Р04)2 содержит 14—19% раствори¬ мой фосфорной кислоты; количество Р2О5 в нем зависит от исходного материала, из которого готовят удобрение. Супер¬ фосфат производят на химических заводах путем обработки серной кислотой размолотого апатита или фосфорита. Про¬ цесс получения суперфосфата в простом виде, как еще в свое время предложил Ю. Либих, можно представить как реакцию разложения трехкальциевого фосфата по уравнению: Са, (РОЖ -f 2HjS04 = Са (Н,РО«), + 2CaSO«. Как видно, примесью суперфосфата, приготовленного та¬ ким способом, является гипс, составляющий по весу значи¬ тельную долю. В Советском Союзе суперфосфат изготовляют Одесский, Константиновский, Невский, Пермский, Винницкий, Коканд- 434
ский, Джамбульский, Самаркандский, Туркменский, Кара- таусский и другие заводы. Суперфосфат — светло-серый порошок, сильное и быстро действующее удобрение. Его можно применять на любых почвах и для всех культур. Он значительно повышает уро¬ жай почти всех культур, особенно требовательных (таких, как сахарная свекла, лен, конопля, хлопчатник), а также ускоряет созревание хлебов и других растений. Наряду с по¬ рошковидным в настоящее время производят гранулирован¬ ный (мелкокомковатый) суперфосфат (зерна размером от I до 4 мм). Гранулированный суперфосфат отличается от по¬ рошковидного: при внесении его в почву он размещается в ней очагами и не столь тесно соприкасается с частицами поч¬ вы; связывание фосфора почвой уменьшается, а доступность его растениям увеличивается. Гранулированный суперфосфат особенно удобен для рядкового внесения его в почву вместе с семенами при посеве. Норма внесения обычного суперфос¬ фата— 45—60 кг фосфорной кислоты на гектар, что состав¬ ляет 3—4 ц обыкновенного суперфосфата. Норма гранулиро¬ ванного суперфосфата при рядковом внесении под зерновые культуры — от 0,5 — до 1 ц/га. Хранить суперфосфат необхо¬ димо в сухом помещении. К другим фосфорным удобрениям относятся двойной су¬ перфосфат. Его получают также из фосфоритной, апатитовой или костяной муки, но вместо серной кислоты для обработки ее берут фосфорную кислоту. Реакция протекает по следую¬ щему уравнению: Са, (РОЛ» + 4Н, РО« + ЗН,0 = ЗСа (Н,РО«)3НаО. Содержание фосфорной кислоты в двойном суперфосфате довольно высокое (38—52%). Он является высококонцентри¬ рованным удобрением и, следовательно, более экономичным и выгодным для дальних (перевозок. Но вместе с этим надо отметить, что производство его требует более сложной аппа¬ ратуры, чем «производство простого суперфосфата. Преципитат, или осажденный фосфат, — СаНРО» • 2НгО тонкий белый порошок. Получают осаждением фосфорной кислоты известковым молоком или мелом: Н,РО» + Са (ОН), = СаНР0,-2Н,0. Содержит 27—31% Р2О5. В воде нерастворим, растворим в слабых кислотах. Растениям вполне доступен. На кислых почвах преципитат имеет преимущество перед суперфосфа¬ том. Применяется в качестве основного удобрения — 45—60 кг Р2О5 на гектар. 28* 435
Томасшлак — Са«Р20э (содержит около 14% Р2О5) • Раство¬ рим в слабых кислотах. Получают как побочный продукт (отход) при плавке руд, богатых фосфором. Это темный тя¬ желый порошок. Применяют в качестве основного удобрения, предпочтительно на кислых почвах, требующих известкова¬ ния. Его нейтрализующая способность важна при внесении его в почвы с физиологически кислыми формами азотных удобрений. Термофосфат — фосфорные удобрения, которые получают путем сплавления или спекания природных фосфатов (фос¬ форитов или апатитов) с щелочными солями (содой, пота¬ шом и др.) или с отходами металлургической промышленно¬ сти (шлаками) и известью, в целях повышения растворимости и доступности растениям их фосфорной кислоты. На кислых почвах термофосфаты как щелочные удобрения оказывают более сильное действие на урожай растений, чем суперфос¬ фат. Костяная мука. Ее получают из обезжиренных тонко размо¬ лотых костей животных. Содержит от 20 до 30% фосфорной кислоты и около 1% азота. Фосфорная кислота представле¬ на главным образом в форме трехкальциевого фосфата — Са3(Р04)2- Эффективна на кислых почвах. Калийные удобрения Калийные удобрения имеют существенное значение в борьбе за повышение урожаев и улучшение качества продук¬ ции сельскохозяйственных растений. Калий способствует на¬ коплению крахмала в картофеле, сахара в свекле, питатель¬ ных веществ в зерне. В почве калия содержится больше, чем азота и фосфора. Почвы, тяжелые по механическому составу, богаче калием, так как он содержится главным образом в глинистых части¬ цах. В глинистых и суглинистых почвах содержание его часто достигает 2—3%. Наиболее бедны калием торфяные и торфя¬ но-болотные почвы, а особенно богаты — южные черноземы и каштановые почвы (они мало нуждаются в калийных удоб¬ рениях). Подзолистые и дерново-подзолистые почвы больше нуждаются в калии, растения положительнее реагируют на калийные удобрения при одновременном известковании поч¬ вы. На калийные удобрения особенно отзывчивы технические, овощные и кормовые культуры. Калийные удобрения делят на местные и промышленные. К местным относится печная зола, к промышленным—силь¬ 436
винит, калийные соли, хлористый калий, сернокислый калий и др. СССР имеет 85% мирового запаса солей калия. Богатые месторождения находятся в Соликамске, на Урале, в Стани¬ славской и Дрогобужской областях Украины, в Прикарпатье, в Саратовской, Оренбургской областях, Башкирской АССР и БССР. Сильвинит состоит из смеси хлористого калия и хлористо¬ го натрия (KCl+NaCl) и содержит около 15% окиси калия. Получают его из породы Соликамских шахт путем отделения от посторонних примесей, дробления и размола. По внешнему виду сильвинит — грязноватая пестроокрашенная с красными вкрапинами соль; в воде растворим почти полностью. Приме¬ няют сильвинит на удобрение как непосредственно, так и в переработанном виде. Вносить в почву следует заблаговре¬ менно, лучше с осени, чтобы удалить из почвы хлориды до посева культуры. Норма внесения — 3—4 ц/га. Хлористый калий — основное калийное удобрение в Совет¬ ском Союзе. Получают из сильвинита путем отделения КС1 от NaCl. Отделение основано на неодинаковой растворимости обеих солей при повышении температуры; растворимость КС1 при температуре 100° вдвое больше, чем при 0°, а для NaCl в этом интервале она почти не изменяется. Хлористый ка¬ лий — белая мелкокристаллическая соль. Содержит от 52,4 до 61,9% КгО. Вносят в почву примерно 1 ц/га. Калийные соли (КгО—30—40%) получают от смешивания тонко размолотого сильвинита с хлористым калием. Такую смесь делают с целью (прибавления натрия к соли, содержа¬ щей высокий процент калия. Калийные соли вносят в почву под культуры, положительно отзывающиеся на наличие в удобрении натрия (свекла, брюква, турнепс, редис, капуста, морковь). Норма внесения — 1,5—2 ц/га. Сернокислый калий — K2SO4 (содержит 50% КгО). Это удобрение ценно для табака, картофеля — культур, чувстви¬ тельных к хлору. Производят в основном в Западной Украи¬ не (Прикарпатье). Норма внесения — 1 ц/га. О Печная зола Печная зола, за исключением азота, содержит все элементы почвенного питания растений: КгО — 22% и более; Р2О5 — 3—7%; СаО — 20—40% и более. Количество калия в золе травянистых растений больше, чем древесных, а из последних калием богаты лиственные породы. Золу по праву считают 437
калийно-фосфорно-известковым удобрением, не содержащим вредных для растений примесей, поэтому обычно ее высоко оценивают как важное местное удобрение, положительно влияющее на все растения и почти на всех почвах. Кроме макроэлементов (К, Р, Са) зола содержит микроэлементы (В, Мп, Си). Калий в золе содержится в виде углекислой со¬ ли (К2СО3)—поташа. Калий золы растения усваивают очень хорошо. Особенно благоприятное действие зола оказывает на картофель, подсолнечник, лен, коноплю, свеклу, гречиху. Вно¬ сить золу рекомендуется заблаговременно до посева как ос¬ новное удобрение, под плуг или культиватор в норме 5—10 ц/га. Под яровые культуры золу вносят преимуществен¬ но весной, за 2—3 недели до посева (под картофель часто вносят в лунки). Клевер и естественные луга весной удоб¬ ряют поверхностно разбросным способом. Хранить золу не¬ обходимо в сухом помещении. СЛОЖНЫЕ УДОБРЕНИЯ Содержат два или несколько питательных элементов; в зависимости от количества питательных элементов их назы¬ вают двойными — азотно-фосфорные (аммонизированный су¬ перфосфат, аммофос); азотно-калийные (калийная селитра, потазот); фосфорно-калийные (калийный суперфосфат, фос¬ фат калия) и тройными— азотно-фосфорно-калийные (нитро¬ фоска). Сложные удобрения пока производят в небольших количествах. МИКРОУДОБРЕНИЯ Микроудобрения в отличие от рассмотренных удобрений характеризуются тем, что под культуры их вносят в малых количествах. Они содержат бор, медь, марганец, молибден и другие элементы. Микроудобрения вносят не под все культу¬ ры и не на всех почвах. В качестве борных удобрений применяют борную кислоту (содержит 17,5% бора); буру (11,3% бора), бор-магниевый отход (0,9—5,3% бора). Норма внесения в рочву бора—око¬ ло 3 кг/га; при подкормке семенников в период бутонизации или в начале их цветения 0,5 кг/га — при опрыскивании и 1 кг(га — при опыливании. Концентрация раствора соли при подкормке не должна превышать 0,5—1%; лучшая — 0,2— 0,3%. Бор-магниевого отхода следует брать не более 100 г на ведро воды. В качестве медных удобрений применяют медный купорос и 438
пнритный огарок — отход химической промышленности. Мед¬ ный купорос содержит меди 25,4%; пиритный огарок — от 0,3 до 1,5%. Медные удобрения вносят один раз в 4—5 лет в до¬ зе 25—30 кг купороса или 4—5 ц огарка на гектар (особенно на торфянике). Марганцевые удобрения вносят в почвы с нейтральной ре¬ акцией. В качестве удобрительного средства применяют пы¬ левидный отход марганцевых предприятий (на юге Украи¬ ны): марганцевый шлам, содержащий от 9 до 15% марган¬ ца. Марганцевого шлама вносят от 2 до 4 ц/га. Марганцевы¬ ми удобрениями обрабатывают семена перед посевом (зама¬ чивают или опудривают). В качестве молибденовых удобрений применяются дешевые отходы промышленности, содержащие молибден: специально изготовленный молибденизированный суперфосфат, молибде¬ новокислый аммоний и другие растворы молибденовых солей. На внесение молибдена особенно хорошо отзываются бо¬ бовые культуры, содержащие в своем составе значительно больше этого элемента, чем растения других семейств. На¬ блюдается большая его концентрация в клубеньках бобовых растений, что способствует синтезу азота из воздуха клубень¬ ковыми бактериями. Молибден способствует лучшему исполь¬ зованию азота и фосфора растениями. Молибден особенно большой эффект дает на кислых дер¬ ново-подзолистых почвах. Его применяют разными способа¬ ми: путем намачивания семян клевера, люцерны, гороха, ви¬ ки 0,05—0,1%-ным раствором солей молибдена; путем вне¬ корневой подкормки; путем внесения молибденизированного суперфосфата с семенами. Норма внесения: для обработки 1 ц семян гороха берут молибденовокислого аммония 25 г; вики — 50 г; клевера или люцерны — 250—500 г. Обработку семян молибденовокислым аммонием можно проводить за несколько месяцев до посева. Для внекорневой подкормки семенников в фазе бутонизации путем опыления или опрыскивания используют молибденово¬ кислый аммоний в дозе 300—400 кг/га. При наземном опрыс¬ кивании удобрение растворяют в 400—500 л, а при авиаоп¬ рыскивании— в 100 л воды. При опылении удобрение смеши¬ вают с 1—1,5 ц земляной пыли. ИЗВЕСТКОВАНИЕ И ГИПСОВАНИЕ ПОЧВЫ Внесение в почву двувалентных катионов (кальция и маг¬ ния) в 'виде карбоната, окиси или гидроокиси для нейтрали¬ зации кислотности называется известкованием. 439
В России по сравнению с западноевропейскими государ¬ ствами известкование почвы было введено значительно позд¬ нее. Широко его стали применять юлько после Октябрьской социалистической революции. В настоящее время в основном изучены площади земель, нуждающихся в извести. Проведе¬ ны поиски природных месторождений карбонатных руд и оп¬ ределены их запасы. Наиболее полно изучены почвенные про¬ цессы, вызываемые известкованием, а также отзывчивость сельскохозяйственных растений на это мероприятие. Теперь считают совершенно бесспорным, что известь влияет на кис¬ лые почвы разносторонне: она устраняет кислотность (ней¬ трализация), улучшает физические, химические и биологиче¬ ские свойства ее. Норму внесения извести определяют главным образом по гидролитической кислотности. В почву легкого механического состава извести вносят меньше, в почву тяжелого механиче¬ ского состава — больше. Так, например, если в песчаные поч¬ вы вносят 2—3 т доломитовой муки, то в суглинистые 3—4 т, а в глинистые — до 5 г. Известь вносят заблаговременно до посева под плуг, а если в небольших дозах (до 1 г), то и под орудия поверхностной обработки почвы — под культиватор, лущильник, бороны. В небольших дозах (0,5 г) известь вно¬ сят и поверхностно, например, ранней весной по клеверу пер¬ вого года пользования. В севообороте лучше вносить известь под культуры, требовательные к подщелачиванию среды, чув¬ ствительные к кислотности, как, например, под клевер, лю¬ церну и однолетние культуры (горох, пшеницу, ячмень, куку¬ рузу, свеклу, подсолнечник, капусту). В качестве известковых удобрений применяют молотый известняк, мягкий известковый туф, природную известковую и доломитовую муку, мергель, жженую известь, молотый мел, некоторые отходы промышленности, содержащие известь. Из¬ весть действует на почву и растения на протяжении многих лет. Большой эффект известкование -дает в том случае, когда одновременно 'вносят и другие удобрения, особенно органи¬ ческие (а из органических — навоз). Гипсованием называют внесение в почву гипса для улуч¬ шения физико-химических, физических и биологических свойств почв, содержащих поглощенный натрий. Гипсование применяют на солонцеватых и солонцовых почвах. Путем гип¬ сования из солонцовых почв устраняют углекислые соли на¬ трия; поглощенный натрий замещается кальцием, образую¬ щийся избыток Na2SO« удаляется промыванием. К гипсованию необходимо подходить дифференцированно. 440
В зависимости от свойств почв, что устанавливают специаль¬ ными исследованиями, вносят различное количество гипса. Ориентировочные нормы внесения гипса в почву (г/га) сле¬ дующие: в зоне черноземных почв, при незначительной ще¬ лочности,— 3—4, при наличии соды — 5—10; в зоне кашта¬ новых и бурых почв — от 1 до 3 на солонцеватых, от 3 до 5 на средне- и глубокостолбчатых солонцах. Гипс в почву'вносят туковыми разбросными сеялками или разбрасывателями перед вспашкой и заделывают плугом с предплужником. В небольших дозах (от 2 до 4 ц1га) его вносят поверхностно весной под борону по клеверному полю. Материалом для гипсования служит сыромолотый гипс (CaSCV2Н20), алебастр (2CaS04 • Н20), фосфогипс (в ос¬ новном CaS04'2H20).
СЕМЕНА И ПОСЕВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ Борьба за высокое качество семян — задача первоочеред¬ ной важности. Исследованиями Всесоюзного селекционно-генетического института установлена прямая зависимость полевой всхоже¬ сти, зимостойкости и поражаемости твердой головней пшени¬ цы от крупности семян (табл. 61, 62). Таблица 61 Полевая всхожесть семян в зависимости от их абсолютного веса Культура Сорт Крупные семена Мелкие семена вес 1000 зерен в г полевая всхожесть в % пес 1000 семян в г полевая всхожесть в % Озимая пше¬ ница Одесская 12 44tl 86 23,4 65 Украинка 40,7 84 17,9 75 Интересные данные по влиянию крупности семян на уро¬ жай получены Свердловским сельскохозяйственным институ¬ том (табл. 63). В целях обеспечения сельского хозяйства сортовыми семенами в Советском Союзе организовано плановое семе¬ новодство. Система сортового семеноводства состоит из взаи¬ мосвязанных звеньев: селекции, сортоиспытания, семеновод¬ ства (размножения и улучшения сортов), планового снаб¬ жения сортовыми семенами всех колхозов и совхозов, сортового и семенного контроля. 442
Таблица 62 Зимостойкость озимой пшеницы в зависимости от крупности семян Сорт Год испыта- Крупные семена Мелкие семена ния и его ха¬ рактеристика вес 1000 зерен в г перезимовало растений в % вес 1000 зерен в г перезимовало растений в % Одесская 12 1946/47 г. суровый 42,3 31,8 17,5 16,3 Заря 1947/48 г. благоприят¬ ный 42,4 96,7 20,0 96,6 Таблица 63 Урожай зерна пшеницы в зависимости от крупности высеянных семян (в ц/га) Семена Лютесценс 62 Диамант учебное хоз-во Свердл. с.-х. ин-та 1947 г. колхоз «Искра» учебное хоэ-ео Свердл. с.-х. ин-та 1948 г. колхоз «Вперед к социализму» Исходные 27,7 10,2 16,6 22,5 1-й сорт . .... 30,4 14,2 20,5 25,4 2-й сорт 27,1 12.1 17,0 19,7 ЦК КПСС и Совет Министров СССР постановлением от 23 апреля 1960 г. установили новый порядок обеспечения колхозов и совхозов сортовыми семенами зерновых (кроме кукурузы), масличных культур и трав. Сущность новой системы семеноводства состоит в следующем. При районировании нового сорта научно-исследователь¬ ское учреждение-оригинатор передает семена суперэлиты и элиты научно-исследовательским учреждениям зоны, где этот сорт районирован, для размножения и организации се¬ меноводческой работы. Научно-исследовательские учрежде¬ ния—областные опытные станции или выполняющие их функ¬ ции зональные научно-исследовательские институты и учебно- опытные хозяйства вузов — ежегодно производят семена элиты и первой репродукции в количестве, обеспечивающем полное удовлетворение потребностей в семенах колхозов и 443
Суперэлито, элита Элита; 1репродукции I репрооукцуп /до!) Л репродукция (до Ш) Рис. 110. Система семеноводства л \ I, BEEF- Рис. 111. Сортировка ОС-Ю или 3
совхозов для проведения сортообновления и сортосмены. Полученные сортовые семена колхозы и совхозы размножают с расчетом полного обеспечения потребности в них для сева и создания необходимых страховых и переходящих фондов. Переход на новый порядок в семеноводстве должен быть осуществлен в течение 1960—1963 гг. Новая система семено¬ водства схематически представляется в следую¬ щем виде (рис. ПО). Вопросами выведения новых сортов, размноже¬ ния и улучшения сущест¬ вующих сортов занима¬ ются специальные науки: селекция и семеноводство В курсе общего земледе¬ лия рассматриваются об¬ щие приемы подготовки семян к посеву, вопросы изучения качества семян путем семенного анализа. Прежде всего семена должны быть чистыми от примесей; иметь нормаль¬ ную влажность; должны Рис- 1 *2- Триер ТП-400 быть отобраны по круп¬ ности, т. е. отсортированы. Очистку и сортирование семян про¬ изводят специальными веялками и сортировками (ОС-3, ОС-Ю, триерами и др.) (рис. 111, 112). Семена должны быть здоровыми, освобожденными от возбудителей болезней, в частности, семена злаковых куль¬ тур должны быть предохранены от дальнейшего заражения растений головней (твердой, пыльной, пузырчатой и др.). С головней борются путем протравливания семян. ПРОТРАВЛИВАНИЕ Протравливание — обеззараживание посевного и поса¬ дочного материала от грибных и бактериальных болезней посредством прогревания, смачивания или опыливания его различными ядами. Протравливание производят двумя спо¬ собами: термическим и химическим. 445
Термический способ (прогревание) применяют в тех слу¬ чаях, когда заразное начало (споры, грибница, бактерии) находится внутри семени. Термический способ используют при обеззараживании семян пшеницы и ячменя от пыльной головни. Техника протравливания заключается в следующем: 1. Семена на 4 часа погружают в воду с температу¬ рой 28—32^. За это время грибница, находящаяся внутри семени, тронется в рост. 2. Чтобы убить тронувшуюся в рост грибницу, семена помещают в воду с температурой 50° и держат там в тече¬ ние 10 мин. или в воду с температурой 51—52°, тогда время прогревания соответственно уменьшают до 8—9 мин. 3. Семена охлаждают в воде с температурой 10—20° в течение 1—2 мин., затем просушивают тонким слоем на солнце или под навесом. Протравливание проводят перед посевом или за 1—2 месяца до посева. Химический способ основан на применении ядов (фунги- сидов), уничтожающих заразное начало, находящееся на поверхности, не снижая всхожесть семян или жизнеспособ¬ ность клубней. Химический способ протравливания бывает: сухим (семена опыливают ядом); мокрым и полусухим (семена смачивают водным раствором яда). При сухом способе протравливания семена опыливают по¬ рошковидными препаратами (ядами) —АБ, ПД, НИУИФ-2, ТМТД, Меркуран. Споры грибов, прилипшие к поверхности семян, при прорастании в почве соприкасаются с частицами яда и погибают. Ячмень, овес и просо сухим способом про¬ травливать нельзя: сухие протравители, кроме гранозана, не убивают зародыши головни (споры), находящиеся под пленками зерна. Применяющиеся для протравливания пре¬ параты АБ и ПД (протарс) мало токсичны по отношению к головне этих культур. Семена перед сухим протравливанием тщательно очищают и доводят до нормальной влажности. С повышенной влажностью (выше 17%) семена протравли¬ вать сухим способом нельзя, так как порошок сваливается в комочки и не пристает к зерну. Сухое протравливание производят машинами непрерывного действия АБ-2 и ПУ-1, аппаратами порционного действия «Идеал», «Урожай» или в специально приспособленных для этого бочках. Очистка зерна после протравливания его сухим способом не допу¬ скается. Мокрый или влажный способ протравливания применяют при борьбе с твердой и пыльной головней ячменя, пыльной головней проса, твердой и стеблевой головней пшеницы и 446
ржи. При этом способе протравливания семена или клубни смачивают раствором фунгисида. В качестве протравителей применяют фунгисиды: 40%-ный формалин, НИУФ-1, хлор¬ ную известь и суперфосфат. Техника -протравливания состоит в следующем. Изготов¬ ляют раствор протравителя в соотношении: 1 часть 40%-ного формалина и 300 частей воды. Семена погружают в раствор на 3—5 мин., после чего их выдерживают (томят) в прикры¬ тых мешками или брезентом кучах в течение 2 час., а потом, рассыпавши тонким слоем, просушивают в тени или под на¬ весом. Пары формалина действуют на споры возбудителя болезни во время протравливания и главным образом Таблица 64 Способы и нормы протравливания семян Способ Культуры Яды, норма и концен¬ трации Время про¬ травливания Регламент Сухой зерновые голо¬ зерные препарат АБ-2 кг на 1 т зерна* **за 5—6 ме¬ сяцев до по¬ сева — препарат ПД 1 кг на 1 m * за 1 месяц до посева — препарат гранозан (НИУИФ-2) 1 кг на 1 т за 2—3 ме¬ сяца до по¬ сева меркуран —1 кг/на 1 т — — Мокрый все зерновые формалин 40%-ный — 1:300, намачивать 3—5 мин. перед посе¬ вом томить под пологом 2 час. и су¬ шить в тени Полусу¬ хой зерновые плен¬ чатые формалин —40%-ный — 1 г 80 15—30 л рас¬ твора на 1 т » держать под пологом 4 час. и су¬ шить в тени Термиче¬ ский *• пшеница, яч¬ мень, против пыльной голов¬ ни t° 28—32° 4 часа t° 51—52°- 9—8 мин., или 50° *10 мин. перед посе¬ вом, можно и заблаго¬ временно охлаждать в воде при t° 10-20°, сушка * В практике применение препаратов АБ и ПД уменьшается, все большее место занимает препарат гранозан. ** Термический способ стал уходить на второй план, его вытесняет спо¬ соб термохимический. 447
во время томления семян. Помещение, брезенты, которыми покрывают ворох, а затем засыпают протравленные семена, должны быть обеззаражены. Протравливание производится перед посевом. Полусухой способ протравливания применяют в борьбе со всеми видами головни у овса и твердой головней у ячменя. Протравливать пшеницу, рожь, голозерный овес и ячмень полусухим способом нельзя, так как в этом случае сильно понижается всхожесть семян. При полусухом способе про¬ травливания приготовляют раствор формалина большей кон¬ центрации, чем для мокрого способа; здесь употребляют раствор из расчета 1 часть 40%-ного формалина и 80 частей воды. Семена увлажняют раствором формалина и затем томят в покрытых кучах в течение 4 час. Рассмотренные нами вопросы протравливания семян сум¬ марно можно представить в виде таблицы (табл. 64). Правильно проведенное протравливание значительно по¬ вышает урожай культур (табл. 65). Таблица 66 Влияние на урожай кукурузы протравливания семян гранозаном Опытные учреждения К*ио растений, пораженных плесневыми грибками Урожай зерна в Щга без про¬ травливания после про¬ травливания без про¬ травливания после про¬ травливания Украинский н.-и. ин¬ ститут зернового хозяй¬ ства 51.7% 8,2% 32,3 43,9 ОБОГРЕВ СЕМЯН Воздушно-тепловой обогрев семян перед посевом в значи¬ тельной мере повышает полевую всхожесть и урожай сель¬ скохозяйственных растений. Этот метод, предложенный Т. Д. Лысенко, нашел широкое применение в практике сель¬ ского хозяйства. Обогревание семян производят в течение 3—5 теплых солнечных дней. Семена рассыпают на уплот¬ ненных земляных площадках или на деревянных настилах слоем 5—7 см и время от времени перемешивают. Воздушно¬ тепловую обработку семян можно проводить и под навесом, в амбаре или сушилках. В сушилках семена прогревают при температуре 45—50° в течение 2—3 час. Суть этого приема 448
состоит в использовании тепловой энергии, солнечной в осо¬ бенности, для ускорения послеуборочного дозревания семени. Польза предпосевного обогрева семян озимых и яровых культур особенно ощутима в хозяйствах северных районов нечерноземной полосы, в таежных и подтаежных районах Сибири, где семена часто не успевают достигнуть физиоло¬ гической зрелости и в силу этого имеют пониженную всхо¬ жесть. Полевая всхожесть семян в таких случаях поднимает¬ ся на 20—30%, что положительно отражается на урожае культур (табл. 66). Таблица 66 Влияние воздушно-теплового обогрева семян на урожай культур Место опыта Культура Урожай в ц/га без обогрева с обогревом Колхоз «Новый путь», Ом¬ ская область, Темрюкский сортоучасток, Краснодарского края пшеница 25,0 31,2 ячмень 31,1 34,0 Т. Д. Лысенко говорит: «Советую подвергнуть обогреву все партии посевного зерна, не только такие, у которых семе¬ на жизнеспособны, но образцы которых некондиционные по всхожести, но и те, образцы у которых отмечены анализом как кондиционные по всхожести. Этим самым в ряде районов Сибири, а также северной полосе европейской части Союза нередко будет на 20—30% поднята полевая всхожесть». Важное значение в борьбе за повышение урожаев имеет яровизация семян, разработанная Т. Д. Лысенко. Яровиза¬ цией называется агроприем предпосевной обработки семян, направленный на ускорение развития и роста растений, на более быстрое наступление плодоношения и увеличение уро¬ жая культуры. Многочисленные опыты и хозяйственные посевы многих лет показали, что яровизация, как говорит Т. Д. Лысенко, позволяет поздние яровые превращать в ран¬ ние, избегая губительного действия засухи на яровые куль¬ туры; южные культуры (хлопок, сою, кукурузу и другие) продвигать далеко на север; получать на одном участке в течение одного 'года два урожая таких культур, как карто¬ фель; ускоряя развитие парозанимающих культур, раньше 29»/« Зак. 228 449
освобождать от них пары для последующей обработки их под озимые; увеличивать урожай различных сельскохозяй¬ ственных культур. Любое растение в своем развитии проходит стадию яро-1 визации, без прохождения которой оно не может развивать¬ ся дальше. При яровизации различные растения требуют определенных температур и определенного времени воздей¬ ствия их на семена. Так, например, у озимых зерновых куль¬ тур яровизация проходит при температуре от 0 до 2° в тече¬ ние 40—45 суток; у яровых позднеспелых и твердых пшениц (овса и ячменя) — при 3 до 5° в течение 10—14 суток; у яровых скороспелых мягких пшениц при 10 до 12° в тече¬ ние 5—7 суток; у проса — при 18—20° в течение 7—10 суток и т. д. По данным опытов лабораторий, в центральных областях яровизация повысила урожай яровой пшеницы на чернозе¬ мах на 1,3 ц/га, на дерново-подзолистых почвах—на 2,9 ц/га; в среднем по 35 опытам — на 2 ц/га. Чем выше общий уро¬ вень культуры земледелия, тем выше эффект от яровизации. Техника яровизации состоит в следующем. Семена сма¬ чивают на деревянном полу водой из расчета на 100 кг семян нормальной влажности 31 кг воды для мягких пшениц и скороспелых твердых; 33 кг — для позднеспелых пшениц, 35 кг — для овса и ячменя и 37 кг — для озимой пшеницы. Смачивают семена в три приема равными порциями воды в течение суток из леек с ситечками. Предварительная температура в куче зерна (которая не должна превышать 10—12°) поддерживается у твердых пше¬ ниц до первых признаков прорастания, у овса и ячменя — в течение 15—20 час.; число наклюнувшихся зерен не долж¬ но превышать 3—5%. Цель первых мероприятий — стимули¬ ровать рост зародыша. После этого приступают собственно к яровизации. Температуру вороха снижают перелопачива¬ нием и вентиляцией семян до уровня, соответствующего дан¬ ной культуре и сорту; выдерживают при этой температуре тронувшиеся в рост семена определенное число дней'. ДРУГИЕ ПРИЕМЫ ПОДГОТОВКИ СЕМЯН К ПОСЕВУ За последние годы в практику подготовки семян к посеву, по предложению научного сотрудника Долматовского госсор- тоучастка, Курганской области, А. Е. Вороновой, вошел новый 1 Более частные вопросы яровизации рассматриваются в курсе «Расте¬ ниеводство». 450
агроприем — предпосевная закалка семян. Существо этого приема заключается в воздействии переменных температур на семена перед посевом. На замоченные семена воздейст¬ вуют в течение 15—30 дней попеременно то низкими (от 1 до 6°), то высокими (от 6 до 20°) температурами через определенные промежутки времени. В результате закалки семян вегетационный период растений сокращается на 10—15 дней. Растения становятся устойчивыми к замо¬ розкам до —6° и более урожайными (табл. 67). Таблица 67 Влияние закалки семян на урожай в 1954 г. Культура Сорт Урожай без закалки [ в Щга с закалкой Пшеница Мильтурум 553 25,0 30,7 Помидоры Грунтовый Грибов* 175,0 330,0 ский 1170 (зрелых 44%) (зрелых 70%) В борьбе за повышение урожаев кукурузы большое значе¬ ние имеет также и применение гибридных семян. Следует отме¬ тить, что гибридные семена дают повышенные урожаи только в первый год их посева. Гибридные семена необходи¬ мо выращивать ежегодно (табл. 68). Таблица 68 Влияние гибридных семян на урожай кукурузы Место проведения опытов Урожай кукурузы на га семена сортовые обычные семена сортовые гибридные Колхоз им. Ленина, осетинская белая ВИР-37 Северо-Осетинской АССР, за 4 года (1949—1952 гг.) Колхоз «Жовтень» зубовидная зерна 37,6 ц зерна 49,1 ц закарпатская, початков 65,1 ц ВИР-42 початков Черкасская обл., 1953 г. 95,8 ц АНАЛИЗ СЕМЯН В целях установления посевных качеств семян принято проводить лабораторный анализ семян. Важным условием считается применение всеми контрольно-семенными учреж- 291/* Зак. 228 4S1
Денйями единой методики исследования. Методика исследо¬ вания семян утверждается соответствующими правительст¬ венными учреждениями и публикуется как государственный стандарт для обязательного применения. В действующем ГОСТе указывается: «Семена, предназначенные к посеву, подлежат обязательной проверке на чистоту, всхожесть, влажность, зараженность болезнями и амбарными вредите¬ лями, нормируемыми государственными общесоюзными стан¬ дартами, и абсолютный вес (по семенам всех культур с кон¬ диционной всхожестью)». Из полученных данных исследова¬ ния чистоты и всхожести подсчетом определяют хозяйствен¬ ную годность семян. Первое и необходимое условие в оценке качеств семян — правильное взятие среднего образца для анализа. Семена, которые должны быть исследованы, могут находиться в мешках, вагонах, закромах, барже, на пароходах и т. д. Для отбора пробы семян обычно применяют щупы (мешоч¬ ный, амбарный). Пробы берут из 3 мест (сверху, с середи¬ ны, снизу) из каждого мешка или из 10 мест и с разной глубины, если зерно хранят насыпью на складе или оно находится в вагоне. Полученный образец может весить не¬ сколько килограммов. Для анализа из большого образца берут меньший, достаточный для определения всех призна¬ ков, характеризующих посевные качества семян. Средний образец семян зерновых хлебов должен быть не менее 1 кг (отбирают его методом крестообразного деления). Определение чистоты семян. Чистотой, семян называют ве¬ совое количество чистых семян исследуемой культуры, выраженное в процентах к весу семян вместе с отходами. Чистоту семян определяют по небольшой навеске: для куку¬ рузы— 200 г; пшеницы, ржи, овса, ячменя и риса — 50 г; проса — 20 г; льна — 10 г; люцерны и клевера — 5 г; табака и махорки — 0,5 г. При анализе навеску делят на две части: чистые семена и отход. Чистые семена взвешивают и опре¬ деляют чистоту в процентах. Затем определяют состав при¬ меси (отход). Отход делят на 3 группы: отход основной культуры (мелкие, щуплые, проросшие, раздавленные, за¬ гнившие, битые и поврежденные семена); живой сор (семена сорняков, семена других культур, растений, головневых мешочков и их частей, склероциев, спорыньи, живых вреди¬ телей семян и т. п.); мертвый сор (комочки земли, песок, камешки, экскременты грызунов и насекомых, обломки стеб¬ лей, плодов, мертвые вредители). Всхожесть семян — важнейший показатель их качества. 452
Под всхожестью семян понимают количество семян, давших при проращивании в оптимальных условиях за установлен¬ ный срок нормально развитые проростки. Вместе со всхо¬ жестью определяют и энергию прорастания. Энергией прора¬ стания принято считать количество семян в процентах, проросших в течение срока, установленного для каждой культуры. Подсчет проросших семян производят два раза: первый раз—для определения энергии, или дружности прорастания, и второй — для определения окончательной всхожести (табл. 69). Таблица 69 Примерные нормативы, принятые по ГОСТу Сроки подсчета (в днях) Кукуруза Пшеница мягкая Гречиха Свекла Табак Энергия прорастания . . 3 3 4 5 6 Всхожесть 7 7 8 10 12 Проращивание ведут в термостате при определенной температуре (при 20°, а для некоторых видов растений — от 20 до 30°). Большинство семян проращивают в темноте, но некоторые виды семян лучше прорастают при доступе дневного света (табак, кок-сагыз, некоторые лекарственные растения). Проросшими считают такие семена, у которых ко дню подсчета развились здоровые нормальные корешки раз¬ мером не менее длины семени или его диаметра (у бобо¬ вых); у ржи и пшеницы проросшими считают такие семена, у которых кроме корешков развились и ростки. Для определения всхожести семян берут без выбора 4 пробы по 100 штук чистых семян и помещают их в особые растильни. Проращивать семена можно также в песке или на фильтровальной бумаге в простой тарелке, в глиняной или стеклянной чашке. Надо обеспечить непрерывный доступ к семенам влаги, воздуха, тепла, а иногда и света. Проросшие семена подсчитывают, записывают, а потом вычисляют средний процент всхожести по следующей форме (табл. 70). Таким образом, энергия прорастания семян составляет 360 :4=90 %, а всхожесть — 384 :4=96 %. Срок проращивания семян при определении всхожести для хлебных злаков и клевера — 7 дней. Срок для определе- 453 29*
Таблица 70 Схема вычисления среднего процента всхожести Пробы Количество проросших семян при первом подсчете при втором подсчете всего Первая 92 5 97 Вторая 86 7 93 Третья 94 4 98 Четвертая 88 8 96 Всего. . . 360 24 384 ння энергии прорастания хлебных злаков и клевера — 3 дня; свеклы — 5 дней. Хозяйственную годность семян определяют двумя показа¬ телями: чистотой и всхожестью. Она равна произведению чистоты и всхожести, деленному на 100. Хозяйственная год¬ ность выражается в целых числах в процентах (0,5% и более считается за единицу, а менее 0,5% не принимают в расчет). Хозяйственную годность нужно учитывать при определении нормы высева семян на единицу площади. Абсолютный вес семян — средний вес 1000 зерен, выражен¬ ный в граммах. Его надо знать для определения весовой нор¬ мы семян на единицу площади. Абсолютный вес семян бывает разным по годам, по участкам посева даже у одного и того же сорта культуры, не говоря уже о разных культурах. Чем крупнее зерно, тем больше оно имеет питательных веществ, необходимых для питания проростков растения (табл. 71). Таблица 71 Влияние абсолютного веса семян на развитие гороха (по данным В. П. Мосолова) Абсолютный вес семян гороха Вес надземной части растения в г Вес корневой системы растения в г Высота стебля в см 108 0,59 0,59 16 177 1,42 0,92 24 220 1,58 0,98 27 300 2,84 1,04 35 401 3,52 1,70 37 501 4,81 1,98 48 454
Следовательно, рост растения, в данном случае гороха, увеличивается в соответствии с увеличением абсолютного веса семян. Крупные семена — основа высоких урожаев. Средний абсолютный вес семян по некоторым культурам для придержки следующий: Пшеница .... —37,0 Горох —250,0 Рожь —23,0 Конопля .... — 15,0 Овес —28,0 Лен — 4,3 Ячмень .... —40,0 Клевер красный. — 1,6 Просо — 5,0 Люцерна ... — 2,6 Гречиха .... —22,0 Влажность семян необходимо знать но многим причинам: при хранении, определении нормы высева, яровизации семян и т. д. Семена с повышенной влажностью энергично погло¬ тают кислород воздуха, легко согреваются, портятся, теряют всхожесть. Влажность семян различных растений меняется в зависимости от времени и условий сбора урожая, условий хранения и т. п. Ее определяют обычным лабораторным методом, путем высушивания семян при температуре 130° в течение 40 мин.
ПОСЕВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ Правильное проведение его (во времени и сроках, спосо¬ бах, в отношении норм высева и глубины заделки семян) имеет очень важное значение. Своевременность и качество посева о значительной мере решают успех будущего урожая. В одном случае культуры высевают весной, в другом — летом, в третьем — осенью. Время посева определяется многими обстоятельствами: природой растений, климатиче¬ скими условиями, хозяйственной потребностью и целесооб¬ разностью и т. д. Из общих вопросов посева мы рассмотрим способы посева, нормы высева и глубину заделки семян. Способы посева делятся на рядовой и разбросной. Рядовой способ как наиболее совершенный широко рас¬ пространен и агротехнически правилен. Этим способом в основном удается распределить семена равномерно по глу¬ бине заделки их в почву (по вертикали) и по площади (по горизонтали), обеспечивая растения одинаковой пло¬ щадью питания. Рядовой способ посева делится на сплошной, перекрест¬ ный, узкорядный, широкорядный, ленточный, гнездовой, квадратный, квадратно-гнездовой, бороздовой и гребневой. При сплошном обычном способе посева величина между- рядьев (при тракторных сеялках) равна 15 см\ семена в рядке распределяются на расстоянии 2—3 см друг от друга. Перекрестный способ посева по сравнению с обычным дает более равномерное распределение семян по площади: рас¬ стояние между растениями в рядах увеличивается в два раза (за счет увеличения числа рядков). При этом способе посева половину нормы семян высевают вдоль поля, а половину — поперек поля. 456
Наряду с положительными сторонами перекрестный спо¬ соб посева имеет и недостатки. Прежде всего он требует двукратного прохода сеялки по одному и тому же полю, что увеличивает затраты и удлиняет срок посева; во-вторых, повторение прохода трактора и сеялки по полю способствует ухудшению физических свойств и состояния почвы. Узкорядный способ посева устраняет недостатки обычного рядового оплошного посева (загущение в рядке) и перекрест¬ ного сева (двукратный проход). Площадь питания растений при узкорядном (7,5 см) способе посева по форме прибли¬ жается к квадрату (вместо удлиненного прямоугольника при обычном способе). Такое распределение семян в почве со¬ здает растениям благоприятные условия водного и питатель¬ ного режима; культурные растения больше заглушают сор¬ ные растения. При узкорядном способе посева зерновые культуры и лен дают повышенный и лучшего качества уро¬ жай. Узкорядный посев производят специальными узкоряд¬ ными сеялками. При широкорядном способе посева междурядья в 2, 3, 4 ра¬ за больше по сравнению с междурядьями при обычном' сплош¬ ном способе. Широкие междурядья позволяют проводить рыхление почвы и давать подкормку растениям, не повреж¬ дая их. Широкорядным способом высевают подсолнечник, свек¬ лу, морковь, турнепс, кукурузу, сорго и ряд других культур, требующих больших площадей питания и тщательного ухода за ними во время вегетации. Ленточный способ представляет собой сочетание обычного сплошного и широкорядного способов посева. В нем чере¬ дуются рядки обычного сева с междурядьями (13—15 см) и одно широкое междурядье (30—45 см). Ленточный посев ведут обычными рядовыми сеялками, у которых часть семе- проводов (1—2) перекрывается через 2—3 ряда. Неперекры- тые отверстия в сеялке будут высевать семена и давать ленту в 2 или 3 строчки, а перекрытые — широкое между¬ рядье. Отсюда ленточный посев называют двухстрочным, трехстрочным. Широкие междурядья при ленточном посеве зерновых хлебов, проса позволяют проводить рыхление поч¬ вы, успешно вести борьбу с сорняками и лучше сохранять в почве влагу. Гнездовой посев — разновидность широкорядного способа. Отличие заключается в том, что вместо одиночных зерен и произвольного расстояния между ними в одно гнездо закла¬ дывается два и больше зерен на определенном расстоянии. 457
Квадратный способ посева — также разновидность широ¬ корядного способа, с той особенностью, что расстояния между растениями в рядке и в междурядьях равны; площадь пита¬ ния растений равномерно-квадратная. Квадратный способ посева позволяет проводить рыхление междурядий в двух направлениях: вдоль и поперек, что об¬ легчает внедрение в производство механизированного труда, повышать качество послепосевной обработки почвы, держать поле в чистом от сорняков состоянии. Квадратно-гнездовой способ посева — в местах пересечения линий квадрата закладывается не по одному, а по два и более семени (зерна или клубня). Этот способ представляет собой сочетание квадратного и гнездового способов. Квадратно-гнездовой способ — наиболее совершенный способ посева ряда крупностебельных растений (кукуруза, сорго), клубнеплодов (картофель). Величину сторон квадрата устанавливают применительно к местным условиям. Она зависит от биологической особен¬ ности культуры, ее хозяйственного назначения, свойств почвы и т. п. Квадратно-гнездовой способ посева как один из наиболее прогрессивных дает большую экономию труда, поднимает урожайность и тем самым значительно повышает производи¬ тельность труда (примерно в 20 раз и более). Бороздовой способ посева зерновых культур применяют в засушливых районах. Для проведения такого посева перед сошниками сеялки укрепляют бороздильники, которые разва- Таблица 72 Эффективность способов сева Способ посева и урожай Место опыта Культура обыкновенный прогрессивный Колхоз им. Кирова Кра¬ снодарского края озимая пшеница 21,5 ц/га узкорядный - 23,7 ц/га Колхоз Пензенской об¬ ласти » 17,4 ц/га перекрестно-диаго¬ нальный— 20,2 ц/га Челябинская селекцион¬ ная станция яровая пшеница 24,6 ц/га перекрестный-27,2 ц/га Совхоз «Коминтерн» Пол¬ тавской обл. кукуруза рядовой широкоряд¬ ный 70x35; зерна 57,2 ц/га квадратно-гнездовой 70 x 70,2 растения в гнезде; зерна 70,6 ц/га 458
ливают пересохшую почву на обе стороны и открывают более ■глубокий влажный слой почвы. Сошники укладывают семена в более влажный слой почвы, в результате чего появляются дружные и своевременные всходы. Хорошая заделка семян в борозды оказывает положительное влияние не только на всходы, но и предохраняет растения от выдувания в вегетаци¬ онный период, от вымерзания озимых зимой. Гребневой способ посева применяют в северных районах с достаточным или избыточным увлажнением. Такой способ посева производят специальными гребневыми сеялками. Растения располагаются рядами на вершинах гребней, почва лучше прогревается, водно-воздушный, тепловой и питатель¬ ный режимы находятся в лучшем сочетании. Оценка способов сева приведена в табл. 72. Разбросной способ посева (руками, сеялкой, с самолета) применяется в исключительных случаях. НОРМЫ ВЫСЕВА Нормы высева зависят от конкретных условий. Для пра¬ вильного определения нормы высева семян на единицу пло¬ щади нужно руководствоваться принятыми положениями. Следует помнить, что нормы высева зависят, во-первых, от крупности или абсолютного веса семян. Чем крупнее семена, тем их больше требуется (в весовом выражении) на гектар. В настоящее время принято руководствоваться числом всхо¬ жих семян на гектар, а не просто весом, не связанным с чис¬ лом семян. Например, семян озимой пшеницы требуется высеять 5 млн. на 1 га, т. е. 500 зерен на 1 кв. м. В хозяйстве имеется 3 сорта семян пшеницы: один имеет абсолютный вес 50, другой — 40, а третий — 35. Естественно, что весовая норма высева семян этих сортов должна быть различной: в первом случае — 250, во втором — 225, в третьем—175 кг/га. Во-вторых, от зональности (почвы, климата). В нечерно¬ земной полосе нормы высева большие, чем в черноземной (причина — различная энергия кущения: в нечерноземной меньшая, в черноземной большая). В-третьих, от способа посева. Например, по сравнению с ■обыкновенным сплошным рядовым севом при узкорядном или перекрестном способах требуется высевать семян больше на 15—20%, а при широкорядном — наоборот, меньше на 30—40%. В-четвертых, от срока посева и различной полевой всхо¬ жести. При своевременном севе, когда почва достаточно влаж¬ 459
ная, теплая, требуется обычная норма; при несвоевременном' севе, при неблагоприятных условиях для прорастания семян,, норму высева необходимо повысить. В-пятых, норма высева зависит от хозяйственной годно¬ сти семян. Определение нормы высева семян (по числу их на гек¬ тар) можно проводить не только для пшеницы, но и для других зерновых культур: ржи, овса, ячменя, кукурузы.. а также и незерновых корнеплодов, клубнеплодов и других, пользуясь местным опытом по отдельным культурам. Для зерновых культур норма на гектар колеблется ог 300 до 600 зерен на 1 кв. м, т. е. от 3 до 6 млн. на гектар в зависимости от рассмотренных условий. Весовую норму на гектар рассчитывают от абсолютного веса и количества семян, необходимого на единицу площади. Квалифицированный посев культуры требует правильной* установки сеялки на норму высева. Для этого определяют рабочий захват сеялки (он равен числу работающих семе- проводов, умноженному на ширину междурядья). Например,, двенадцатирядная дисковая сеялка с шириной междурядий в 15 см будет иметь рабочий захват 1,8 м (12X15). Изме¬ ряют длину обода ходового колеса сеялки. Предположим, чю она равна 3,83 м. После этого вычисляют размер площа¬ ди посева сеялки при одном обороте колеса, для чего 1,8X3,83=6,9 кв. м. Затем узнают число оборотов ходового колеса на 1 га — 10000 кв. м: 6,9 кв. jk = 1450 оборотов. При этом числе оборотов должна быть внесена в почву принятая норма высева семян на гектар. С целью проверки и установки сеялки на высев следует приподнять над землей ходовое колесо, чтобы оно могло сво¬ бодно вращаться. Ящик сеялки заполняют семенами, а под семепроводы подстилают брезент. Предварительно (слегка) повертывают колесо и тем самым заполняют семенами высе¬ вающий аппарат. Высыпавшиеся на брезент семена убирают. Не нарушая точность определения, можно брать ‘/so часть числа оборотов, рассчитанных на гектар (1450:50= 29 обо¬ ротов). За это число оборотов должно быть высеяно, напри¬ мер, от нормы на гектар в 2 ц пшеницы 4 кг (200:50=4 кг). При вращении колеса 29 раз должно высыпаться 4 кг семян. В случае несовпадения веса высеянных семян с предвари¬ тельным расчетом регулятор сеялки передвигают в ту или иную сторону и повторяют принятое число оборотов (29) с тем, чтобы было высеяно необходимое количество семян (в данном случае 4 кг). После того как сеялка будет высе¬ 460
вать принятую норму, регулятор сеялки закрепляют, а соот¬ ветствующее его деление (для соблюдения точности) запи¬ сывают. ГЛУБИНА ЗАДЕЛКИ СЕМЯН Глубина заделки семян играет большую роль в получении дружных и ранних всходов растений. Она зависит от меха¬ нического состава и влажности почвы, крупности семян, сте¬ пени засоренности почвы. При решении задачи, на какую глубину следует заделы¬ вать семена, необходимо руководствоваться принципом максимального обеспечения семени водой и воздухом. Если почва влажная, эту задачу решить проще. Семена заделы¬ вают, как правило, мелко (например на 2—4 см для зерновых злаковых и т. д.). Ростку не приходится преодолевать толсто¬ го слоя почвы, и он сохраняет силу для дальнейшего роста и развития. Если семена заделаны глубоко, молодому растению приходится много затрачивать пластических веществ при прорастании. Оно становится слабым и менее продуктивным. Это всегда можно наблюдать в практике сельского хозяйст¬ ва (табл. 73). Особенно опасно заглуб¬ ление семян при посеве их в сухую, глубоко рыхлую (распыленную) почву. Мно¬ гие семена, уложенные ди¬ сковыми или сошниковыми сеялками на глубину 10— 15 см и более, вообще не пробиваются на поверхность, а пробившиеся бывают, как правило, слабыми. В таких случаях перед посевом поч¬ ву следует прикатать. При этом семена будут заделываться на желательную растения взойдут быстрее и более дружно. На почвах, тяжелых по механическому составу, семена заделывают на меньшую глубину, на легких — на большую. Крупные семена заделывают глубже, чем мелкие. На засоренных почвах семена заделывают несколько глубже, в целях борьбы с сорняками путем боронования по¬ севов. Т а блица 73 Влияние глубины заделки семян на урожай ржи Глубина посева в см Урожай в 1Цга 1,25 34,8 2,50 36,8 5,00 25,8 7,50 18,2 глубину, 30 Зак. 228
УХОД ЗА ПОЧВОЙ И ЗА РАСТЕНИЯМИ ПОСЛЕ ПОСЕВА ПРИЕМЫ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ Почва нуждается в обработке и уходе за ней не только до посева, но и после него. В задачу послепосевной обработки почвы входит поддер¬ жание поверхности поля в рыхлом состоянии в вегетаци¬ онный период. Это приводит к 1) сохранению влажности почвы, путем устранения капиллярного подъема воды; и уменьшению испарения влаги почвой; возможности увлажне¬ ния почвы за счет конденсации водяных паров воздуха; бес¬ препятственного проникновения дождя в почву и т. д. 2. Уменьшению потери тепла путем понижения непроиз¬ водительного испарения влаги почвой и создания более рав¬ номерного климата почвы. 3. Беспрепятственной циркуляции воздуха между почвой и атмосферой,1 что стимулирует жизнедеятельность почвен¬ ных микроорганизмов; активное связывание азота аэробны¬ ми бактериями приводит к большей усвояемости пищи ра¬ стениями; улучшению обмена воздуха почвы и атмосферы и т. д. 4. К активной и систематической борьбе с сорняками. 5. К рациональному использованию вносимых удобрений в виде подкормки. Послепосевной уход за почвой и растениями осущест¬ вляется боронованием, укатыванием, пропашкой междуря¬ дий, мульчированием, подкармливанием растений, ороше¬ нием, борьбой с сорняками, вредителями и болезнями, борьбой с неблагоприятными погодными условиями, снего¬ задержанием на полях. 462
Боронование целесообразно проводить и по озимым и по яровым культурам. Его применяют с целью уничтожения образовавшейся корки; улучшения водного, воздушного и теплового режимов; уничтожения сорняков; заделки поверх¬ ностно внесенного удобрения; облегчения всходов растений; прореживания слишком густых озимых посевов. Озимые, как правило, боронуют весной, как только по¬ спеет почва. В этот период происходит активная мобилиза¬ ция питательных ресурсов почвы и азотной пиши — в осо¬ бенности. Подкормку озимых минеральными удобрениями и подсев семян многолетних трав разбросным способом проводят до боронования. Боронование яровых культур целесообразно проводить в первый период развития растений. Чрезвычайно важно раз¬ бить корку, которая - возникает на тяжелых почвах после сильных дождей. Следует умело выбрать время для бороно¬ вания (учитывая состояние почвы). Почва не должна быть сырой. При слишком сырой почве боронование не достигает своей цели (почва мажется). Не должна она быть и сухой: при слишком сухой почве борона дает глыбы или совсем ее не берет. Если корка затвердела, надо применить кольчатый (зуб¬ чатый) каток для разбивки корки и только вслед за ним пустить борону (для проведения дополнительного рыхления и выравнивания поверхности поля). Такая операция необхо¬ дима для облегчения всходов растений. Боронование почвы на полях с молодыми растениями для других культур (пшеницы, кукурузы, гороха, свеклы, картофеля) лучше проводить во вторую половину дня. Боро¬ на должна идти медленно, зубья ее должны равномерно рыхлить почву. Такому требованию больше удовлетворяет тяжелая или средней тяжести борона зиг-заг; хорошее рых¬ ление с наименьшим повреждением растений дает сетчатая борона. Прикатывание посевов производят весной по озимым куль¬ турам, когда наблюдается выпирание их узла кущения. В этом случае применяют гладкий каток и, конечно, без боронования. Прикатывание почвы практикуется после посе¬ ва мелкосемянных, преимущественно поздних культур (например, проса), когда требуется увлажнение верхнего слоя почвы. Пропашку междурядий проводят по культурам, посеянным широкорядным или ленточным способами. Ее применяют в 30* 463
том случае, когда растения достигают определенной высоты и боронование становится невозможным. Вместо бороны пользуются такими рыхлящими орудиями, как пропашники (типа лапчатых культиваторов) и окучники разных конст¬ рукций. Рыхление почвы указанными орудиями позволяет очищать почву от сорняков, увеличить доступ кислорода к корням растений, активизировать аэробный процесс, проте¬ кающий в почве и т. д. При квадратном и квадратно-гнездо¬ вом посеве культур, как было сказано выше, возрастает возможность механизированного ухода, уменьшаются затра¬ ты на уход за культурой и повышается производительность труда. Число междурядных обработок, время и способы их определяются культурой, развитием сорных трав и состоя¬ нием почвы. МУЛЬЧИРОВАНИЕ Мульчирование — способ притенения почвы путем покры¬ тия ее различными. материалами. В качестве материала (мульчи) применяют рыхлый торф, соломенную резку, пере¬ гной, перепревший навоз, специальную мульчбумагу или битумную эмульсию. Мульчирование благоприятно действует на водный, воздушный, тепловой и питательный режимы почвы, на микрофлору и фауну ее. В основе этого способа воздействия на почву лежит тот же принцип, что и при воз¬ действии лесной подстилки в природе. Мульчирование про¬ изводят до появления всходов культуры; лучше на 1-й—2-й день - после сева. Норма соломенной резки — 3—4 т/га; торфа — 15—20 т/га при 30—35%-ной его влажно¬ сти (слой до 1 см). Увеличение урожая после мульчирова¬ ния значительное: по зерновым культурам — 20—30%, по льну — до 40% и больше. СНЕГОЗАДЕРЖАНИЕ Цель снегозадержания — накопление влаги в почве; утепление растений в зимний период, борьба с выпиранием и выдуванием озимых культур. В засушливых, степных и лесостепных районах запас воды, накопленный в почве в осенне-зимний период, служит основным источником влаги (табл. 74). Снегозадержание в сочетании с правильной обработкой почвы дает возможность выращивать высокий урожай даже в самые засушливые годы. Институтом зернового хозяйства 464
Таблица 74 Влияние снегозадержания на поглощение влаги почвой (по данным института зернового хозяйства юго-востока СССР) Вариант опыта Содержание воды в снеге в т Вода, погло¬ щенная почвой в т Процент поглощения воды Зябь со снегозадержанием .... 1454 1218 83,8 Зябь без снегозадержания .... 777 293 37,7 Озимые со снегозадержанием . . . 1454 601 41,3 Озимые без снегозадержания . . . 777 35 4,6 юго-востока СССР установлено, что снегозадержание даег прибавку урожая зерна в среднем от 3 до 6 ц/га. Снег на полях задерживается при помощи лесных полос, специальных щитов, расставляемых в шахматном порядке (высота их от 0,75 до 1,5 м\ длина —от 1,5 до 2,0 м)\ кулис, на озимых посевах, состоящих из крупностебельных расте¬ ний (кукурузы, подсолнечника, сорго), снежных валов; соло¬ менных снопиков и других средств. ОРОШЕНИЕ Орошение играет очень важную роль в южных, юго- восточных и других районах недостаточного увлажнения. В решениях съездов и пленумов КПСС много раз указыва¬ лось на необходимость развития в колхозах и совхозах оро¬ шения на базе использования вод местного стока. В этих целях рекомендовано строительство прудов и водоемов и оро¬ сительных систем. Примеров положительного значения оро¬ шения в борьбе с засухой очень много. Мы приведем лишь несколько. Так, например, по многолетним данным, полученным на Валуйской станции (Курской области), пшеница без ороше¬ ния давала урожай зерна в среднем 6,5 ц/га, а при ороше¬ нии 22 ц/га; проса — соответственно 3,5 и 20 ц/га; картофе¬ ля — 64 и 150 ц/га; люцерны — 12,5 и 100 ц/га. Исследованиями этой же станции установлена большая эффективность агрономических мероприятий при орошении. Так, если урожай пшеницы на орошаемом участке без удоб¬ рения был равен 15,9 ц/га, то при внесении навозного удоб¬ рения он доходил до 26,3 ц/га. Высокие прибавки уро¬ жая (42%) давали и минеральные удобрения. 465
При орошении необходимо соблюдать следующие прави¬ ла: сохранять комковатую структуру и избегать смыва почвы; обеспечивать максимальное использование воды (не допускать сброса ее с полей и фильтрацию в глубокие слои); не затруднять механизацию сельскохозяйственных работ на орошаемых полях; повышать производительность труда на поливных землях. При орошении различают три основных способа полива: поверхностный (вода распределяется самотеком по поверх¬ ности орошаемого поля); дождевание (воду разбрызгивают в виде дождя н>ад орошаемым полем и растениями); подпоч¬ венное орошение (воду подают в увлажненный слой почвы по специально проложенным в почве трубам). Источниками воды для орошения могут быть поверхност¬ ные воды (реки, озера, пруды) и подземные (колодцы, клю¬ чи, водосборные галереи). Важная разновидность поверхностного полива — лиман¬ ное орошение. Под лиманным орошением понимают способ использования талых вод местного стока в целях однократ¬ ной весенней влагозарядки почвы. Этот вид орошения приме¬ няют с глубокой древности. В настоящее время оно широко практикуется в совхозах и колхозах Куйбышевской, Сара¬ товской, Волгоградской, Астраханской, Ростовской областях РСФСР, в Средней Азии, Казахской республике. Лиманы бывают двух типов: естественные и искусственные. К естественным относятся поймы рек, речек и понижения в степи, затопляемые при разливах и половодьях. Искусствен¬ ные лиманы создает человек. Лиманное орошение — один из простейших и эффектив¬ ных мелиоративных приемов. Например» Куст анапский зернооовкоз, применяя лиманное орошение на сенокосном участке, получил в 1953 г. урожай сена 21,8 ц/га вместо 14 ц/га без орошения; Федоровский зерносовхоз собрал 16,1 ц/га вместо 12 ц/га. Люцерна в условиях засухи часто не дает семян, а на лиманах, как правило, получают 250—400 кг!га семян. ПОДКОРМКА РАСТЕНИЯ 1 Подкормка (корневая и внекорневая) сельскохозяйст¬ венных культур во время их вегетации — сравнительно новый агрономический прием. Впервые он был применен передовиками сельского хозяйства. Цель подкормки — обес¬ печение растения доступными питательными веществами в 466
оптимальных количествах, особенно в критические периоды их роста и развития. Известно, что потребность растений в минеральном пита¬ нии в разные периоды его жизни различная. Например, сахарная свекла в начале роста для развития листьев тре¬ бует больше азота, чем фосфора и калия; во-второй поло¬ вине вегетации, наоборот, ей требуется больше фосфора и калия и меньше азота. Озимые хлеба (рожь, пшеница) ранней весной нуждают¬ ся в легкодоступном азотном питании, а к моменту колоше¬ ния у них увеличивается потребность в фосфоре. Ранее считали, что достаточно в почву внести большое количество удобрений до посева. Но практика показала, что внесение повышенных доз удобрений в один срок перед посевом не всегда дает хорошие результаты. Наоборот, часто высокие нормы удобрений оказывают отрицательное влияние на всхожесть, энергию прорастания и дальнейшее развитие растений. Растения особенно чувствительны к по¬ вышенным дозам удобрений в самом молодом возрасте (от 20 до 40 дней). Кроме того, разовое (до посева) внесе¬ ние удобрений нерационально и потому, что воднораствори¬ мые удобрения (азотные и калийные) легко вымываются из почвы, а другие поглощаются почвой и переходят в нераст¬ воримое состояние. Вот почему дробное внесение удобрений (в виде подкормки в определенные периоды жизни расте¬ ний) целесообразно. По чувствительности к удобрениям в момент прорастания и первоначального развития Н. С. Авдонин разбил культур¬ ные растения на пять групп '. Первая группа (ячмень, рожь, овес) — наиболее устой¬ чивы к повышенным дозам удобрений. Вторая группа (пшеница, кукуруза, свекла) относительно устойчива к удобрениям. По отношению к аммиачной форме азота сахарная свекла принадлежит к четвертой группе ра¬ стений. Третья группа (просо, хлопчатник, подсолнечник) — чувствительность к удобрениям средняя. По устойчивости к калийным удобрениям подсолнечник относится к первой группе. Четвертая группа (лен, конопля, горох, эспарцет, цикорий) чувствительна к удобрениям. 11 См. Н. С. Авдонин. Подкормка сельскохозяйственных растений. Сельхозгиз, М., 1954, стр. 123. 467
Пятая группа (морковь, лук и люпин) наиболее чувстви¬ тельна к избытку удобрений. Положительное действие подкормки озимых культур видно из табл. 75. Таблица 75 Эффективность подкормки озимых культур в нечерноземной полосе СССР (массовый учет в колхозах, по данным ВИУА) Годы Прибавка урожая в Щга азотные фосфорные азотные. фосфорные азотные, фосфорные, калийные 1948 2,7 2.3 3,4 4,0 1949 3,4 2.4 3,6 — 1959 2.8 2.6 3,5 3,7 Среднее (в ц/га) 3.0 2.4 3,5 3,9 Число учетов 686 546 320 169 Подкормку растений проводят разными способами. Из них отметим следующие: Рис. 113. Растениепитатель
1. Внесение удобрений в сухом виде: вразброс, для кор¬ невого питания растений (туковыми сеялками, руками, само¬ летом); растениепитателями и опыливанием для внекорне¬ вого питания растений. 2. Внесение удобрений в почву в жидком виде растение¬ питателями (растворенные удобрения вносят на определен¬ ную глубину) с поливными водами и путем опрыскивания их водным раствором удобрений (рис. 113).
УБОРКА УРОЖАЯ Венец всех агрономических и организационно-хозяйствен¬ ных усилий по возделыванию культур — уборка урожая. Курс земледелия был бы неполным, если бы мы не рассмот¬ рели этого важнейшего и итогового вопроса сельскохозяйст¬ венного производства хотя бы вкратце. Общими задачами уборки урожая следует считать: свое¬ временность и полноту сбора урожая высокого качества при наименьших затратах труда; следствием первой задачи яв¬ ляется вторая — необходимость всемерной борьбы с поте¬ рями урожая, которые так часто приносят ущерб народному хозяйству, снижают эффективность агрономических и орга¬ низационно-хозяйственных мероприятий. Время уборки культуры определяется: 1) биологической спелостью (зрелостью) продукции; 2) хозяйственной целе¬ сообразностью, хотя биологическая зрелость еще не насту¬ пила. У сельскохозяйственных культур обычно различают спе¬ лость биологическую (естественную) и хозяйственную. Биологической спелостью называют такое состояние расте¬ ний, при котором их семена, клубни или другие органы раз¬ множения достигли зрелости и из них может в дальнейшем развиться новое полноценное поколение растений. Хозяйственная спелость — такое состояние растений и их органов, когда они пригодны к использованию в пищу или в корм домашних животных, для технической переработки и т. п. Биологическая и хозяйственная спелость у различных растений наступает в разное время, в зависимости от приро¬ 470
ды растений и условий, в которых культивируется растение. Все эти особенности созревания подробно рассматриваются в курсе растениеводства. Мы остановимся лишь на наиболее типичных случаях. Исключительно важное значение имеют организационные меры борьбы за урожай при уборке: групповая и индивиду¬ альная сдельная система выработки, бесперебойность и сла¬ женность работы отдельных звеньев бригады на уборке, техническая вооруженность звеньев. Уборку урожая в совхозах и колхозах проводят на осно¬ ве широкого изучения передового опыта и данных сельско¬ хозяйственной науки. Из способов уборки зерновых культур, особенно в степ¬ ных районах, в настоящее время основное значение имеет раздельный способ. В отличие от комбайновой уборки раздельный способ уборки зерновых культур состоит из двух отдельных опера¬ ций: скашивания и обмолота. Для скашивания хлебов применяют разные уборочные машины, в том числе и рядковые жатки. Они укладывают срезанную хлебную массу ровным рядком шириной 1,5—1,6 л (валком). Валок располагается на стерне, не касаясь почвы. В этом случае срезанная масса хорошо проветривается и быстро подсыхает. Просохшие валки через несколько дней (2—3 дня) обмолачивают комбайном с подборщиком. Раз¬ дельным способом урожай начинают убирать за 5—6 дней (а в восточных районах СССР еще раньше) до наступления полной спелости зерна. С наступлением полной спелости зерна переходят на однофазный способ уборки ком¬ байном. Правильное сочетание раздельного многофазного и ком- байного однофазного способов позволяет свести до минимума потери зерна при уборке. Коммунистическая партия и Советское правительство уделяют большое внимание организации уборки урожая. В постановлении июньского Пленума ЦК КПСС (1954 г.) «Об итогах весеннего сева, уходе за посевами, о подготовке к уборке урожая и обеспечении выполнения плана загото¬ вок сельскохозяйственных продуктов в 1954 году» даны важнейшие указания об организации и проведении уборки урожая в сроки, обеспечивающие максимальный сбор уро¬ жая при высоком его качестве. Значение сроков уборки было показано в докладе Н. С. Хрущева на Пленуме ЦК КПСС 25 января 1955 г. на 471
примерах двух сортоучастков — Синельниковского и Павло- градского1 (табл. 76). Таблица 76 Потери урожая в связи с запозданием сроков уборки ( в и,!га) Сроки уборки Синельниковсьий сорто¬ участок ПавлоградскиА сорто¬ участок сбор урожая потери сбор урожая потери Своевременная уборка в момент на¬ 29,5 32,3 ступления полной спелости . . . — — Уборка после наступления полной спелости через 5 дней 28,4 1,1 30,8 1.5 через 10 дней 23,4 6.1 24,6 7,7 через 15 дней 21,6 7,9 22,8 9,5 через 20 дней 18,5 п.о 21,7 10,6 Зерновые хлеба (кукуруза, рожь, пшеница, ячмень и другие) имеют молочную, восковую и полную спелость. При молочной спелости вид поля зеленый, зерна зелено¬ ватой окраски и наполнены молокоподобной жидкостью; стебли зеленые, но в нижней части слегка желтоватые; про¬ цесс наполнения пластическими веществами еще не закон¬ чен; уборка хлебов в этой спелости не допустима. При восковой спелости вид поля желтый, отсюда и вто¬ рое название этой спелости — желтая; зерно желтоватого цвета; содержание зерна мягкое, при раздавливании мнется, как воск; процесс наполнения зерна пластическими вещест¬ вами закончен, но зерно имеет повышенную влажность (около 25%); зерно нуждается в некотором дозревании в колосе (в материнском гнезде); солома желтеет, кроме 2—3 верхних междоузлий; уборка хлебов в этой спелости целесообразна раздельным (многофазным) способом. При полной спелости стебли целиком желтые; зерна твердые, они ссыхаются и могут выпадать из пленок колоса; уборка, как правило, целесообразна однофазная, т. е. ком¬ байновая. Способы и техника уборки урожая различные. Они делятся на ручные (серпом, косой, граблями и т. д.); конные (косил¬ 1 См. Н. С. Хрущев. Об увеличении производства продуктов жи¬ вотноводства. «Правда», М., 1955, стр. 12. 472
кой, жнейкой-лобогрейкой, жнейкой-самосброской, жнейкой- сноповязалкой и т. д.); механизированные — раздельный или многофазный (виндроуэром и комбайном с подборщи¬ ком), однофазный (комбайном). В Советском Союзе преобладает механизированный <ую- соб уборки зерновых хлебов и других культур — многофаз¬ ный и однофазный. Механизирована и уборка льна (льно¬ теребилки и льнокомбайны), свеклы (свеклокомбайны), хлопка (хлопкоуборочные машины) и других культур. XX съезд КПСС в директивах по пятилетнему плану раз¬ вития народного хозяйства СССР предложил резко сокра¬ тить потери зерна при уборке урожая и хранении; проводить уборку урожая зерновых колосовых культур не более чем за 10 рабочих дней в европейской части страны и за 7—8 — в районах Сибири и Дальнего Востока. Успех уборки урожая завершает все заботы по возделы¬ ванию культуры и создает основу для дальнейшего развития сельского хозяйства.
СОДЕРЖАНИЕ Предисловие 3 Введение 5 Часть первая ПОЧВОВЕДЕНИЕ Основные этапы развития науки о почве 13 Большой геологический и малый биологический круговороты ве¬ ществ; почвенный гумус . 23 Массивнокр металлические породы ... 23 Большой геологический круговорот элементов 29 Биологический круговорот элементов 32 Поступление в почву органического вещества, синтезируемого рас¬ тениями 33 Состав растительных остатков 37 Роль животных в разложении растительных остатков .... 38 Роль низшей растительности в разложении растительных остатков 42 Вовлечение в биологический круговорот азота и зольных элементов различными растительными формациями 45 Перегнойные вещества, или гумус, почвы ......... 46 Механический состав, структура и сложение почв 52 Характеристика почв и пород по механическому составу ... 52 Виды структуры почвы 55 Сложение . 59 Режим почвы 63 Водно-воздушный режим почвы 63 Тепловой режим почвы ... 74 Почвенный воздух ...... 77 Почвенный раствор и его состав 79 Почвенные коллоиды и поглотительная способность почв ... 84 Почва как среда развития растений и почвенное плодородие 92 474
Почвообразовательный процесс Первичный почвообразовательный процесс Переход от первичного почвообразовательного процесса к созданию почв с развитым профилем Изменяемость почв .в пространстве Изменение почв ibo времени Такеономгоя почв Строение профиля почвы 100 100 103 106 100 112 112 Зональная характеристика почв 115 Почвы тундровой зоны 115 Почвы дерново-подзолистой зоны 120 Почвы пойм и болот дерново-подзолистой зоны 141 Бурые лесные почвы 151 Серые лесные почвы 157 Почвы черноземной зоны 169 Почвы каштановой зоны 188 Почвы сероземной зоны 199 Солонцы и солоди 219 Почвы влажных тропиков и субтропиков 228 Почвы вертикальных зон 242 Часть вторая ЗЕМЛЕДЕЛИЕ История развития и современное состояние агрономической науки . 255 Основные факторы жизни растений 264 Свет 268 Тепло 271 Воздух “ 276 Вода 276 Пища 282 Сорно-полевая растительность и меры борьбы с ней 284 Понятие о сорной растительности 284 Биологические особенности сорняков и источники засорения полей 286 Классификация сорняков . . . 4. 288 Методы учета сорной растительности 311 Основные пути и меры борьбы с сорняками 314 Учение о системе земледелия и севооборотах 321 Залежная, или переложная, система земледелия 323 Огневая, или подсечная, система земледелия 323 Паровая система земледелия 326 Плодопеременная, или плодосменная, система земледелия 330 Сидеральная система земледелия 334 Травопольная система земледелия 337 Интенсивная система земледелия 341 Агрономические основы севооборотов 344 Полевые севообороты 350 Кормовые севообороты 355 475
Учение об обработке почвы 356 Общие вопросы обработки почвы 356 Вспашка t , * 358 Теоретические обоснования вспашки и рыхления 363 Технологические свойства почвы 366 Техника \н способы вспашки 367 Углубление пахотного слоя 372 Поверхностная обработка почвы 377 Специальные приемы обработки почвы 385 Предпосевная обработка почвы под яровые культуры .... 393 Учение об удобрении 410 Органические удобрения 414 Органо-минеральные смеои и навозно-земляной компост 422 Бактериальные удобрения 425 Зеленое удобрение 426 Минеральные удобрения 428 Сложные удобрения , 438 Ммкроудобрения . 438 Известкование и гипсование почвы 439 Семена и посев сельскохозяйственных растений ^42 Протравливание . 445 Обогрев семян 448 Другие приемы подготовки семян к посеву 450 Анализ семян 451 Посев сельскохозяйственных растений 456 Нормы высева 459 Глубина заделки семян 461 Уход за почвой и за растениями после посева 462 Приемы поверхностной обработки почвы 462 Мульчирование . . 464 Снегозадержание . 464 Орошение 465 Подкормка растений 466 Уборка урожая 470
ОПЕЧАТКИ Страница Строка Напечатано Следует читать 15 3 сверху В 1865 г. В 1765 г. 241 Табл. 38 (по К. К. Акимцеву) (по В. В. Акимцеву) 277 8 снизу 1 — влажность почвы; 1 — потребность в воде; 2 — потребность в воде; 2 — влажность почвы