Text
                    ISSN  0032-180  X
 ПОЧВОВЕДЕНИЕ


АКАДЕМИЯ НАУК СССР ПОЧВОВЕДЕНИЕ СОДЕРЖАНИЕ От редколлегии 5 Юрлов Д. С. Особенности подготовки почвоведов в университетах страны и пути совершенствования учебного процесса 7 Кауричев И. С., Ковриго В. П, Муха В, Д., Рейнтам JI. Ю. Состояние и акту¬ альные вопросы преподавания почвоведения в сельскохозяйственных вузах 17 Рейнтам JI. Ю. О принципах преподавания почвоведения в лесных вузах и на факультетах 29 Гусенков Е. П. Изучение основ почвоведения при подготовке специалистов ме¬ лиоративных и сельскохозяйственных профессий 33 Кочубей М. И. Почвенные работы Гипроземов и подготовка кадров почвоведов на примере Средней Азии 37 Зонн С. В, Тропическое почвоведение — становление, преподавание в вузах Со¬ ветского Союза и значение для развития советского почвоведения . . 42 Генезис и география почв Ведрова Э. ФКорсунов В. М. О формировании осветленных горизонтов лес¬ ных почв Западной Сибири 49 Гладкова Г. А., Бутовец Г. /С. Лесные вулканические почвы острова Кунашир 54 Химия почв Переверзев В. Н. Интенсивность разложения растительных остатков и гумусо- образование в почвах Хибинских гор 68 Фрид А, С., Граковский В. Г. Диффузия 137Cs в почвах 78 Биология почв Кутузова Р. С. Гетеротрофная нитрификация в дерново-подзолистых почвах . 87 Ефремов А. JI. Нуклеиновые кислоты и численность микроорганизмов в почвах дубрав Белоруссии 94 Мииералогия почв Агрба Р. Д., Градусов Б. П., Чижикова Н. П. Химико-минералогический состав гранулометрических фракций некоторых почв Западного Закавказья . . 101 Мелиорация почв Калиниченко В. П., Минкин М. Б. Мелиорация «мочаристых» почв Восточного Донбасса 111 (g) Издательство «Наука», «Почвоведение», 1988 г.
Эрозия почв Щепащенко Г. JIРивероль МКальсада Н. Некоторые закономерности эрозии почв на Кубе История почвоведения Полынов Б. Б. О принципиальных основах преподавания в высшей школе (1941 г.) Колоскова А. В. Александр Николаевич Остряков и его работы в области поч¬ воведения Краткие сообщения Шинкарев А. А., Гиниятуллин /С. Г., Фишер Т. Высаливание гумусовых веществ лесостепных черноземов Хроника Рожков В. А., Большаков В. А., Розанов Б. Г., Ружицкая С. С., Каплунова Е. В., Шеремет Б. В, Проблемы стандартизации в области рационального исполь¬ зования, охраны почв и земельных ресурсов О присуждении Государственных премий СССР 1987 года в области науки и техники - 122* 130’ 142 150"' 153* 1591
ACADEMY OF SCIENCES OF THE USSR POCHVOVEDENIE MOSCOW 1988 THE JOURNAL IS FOUNDED IN 1899 ■ hi i ш I № 2, February CONTENTS From the editorial board 5 Orlov D S. Peculiarities in training of soil scientists in State universities and the way to perfect the educational process 7 Kaurichev I. S., Kovrigo V. P., Mukha V. D, Reintam L Yu. The state and actual problems of teaching the soil science in agricultural higher schools ... 17 Reintam L. Yu. On principles of teaching the soil science in forest higher schools 29 Gusenkov Ye, P. The study of principles of the soil science during the training of specialists in the field of melioration and agriculture 33 Kochubei M. I. Soil researches of institutes GIPROZEM and training of soil scien¬ tists at the example of the Central Asia 37 Zonn S V Tropical soil science — formation, teaching in higher schools of the USSR and the importance for the development of Soviet soil science . . 42 Soil Genesis and Geography Vedrova E. F.t Korsunov V. M. Lmorptance of iron in the light-coloured horizons formation in forest soils of the Western Siberia 49 Gladkova G. A., Butovets G. К. Forest volcanic soils of the Kunashir island . . 54 Soil Chemistry Pereverzev V. N. Plants remains decomposition intensity and humus formation in the Khibiny soils 08 Frid A. S., Grakovskiy V. G. Cesium-137 diffusion in soils 78 Soil Biology Kutuzova R. S. Heterotrophic nitrification in sod-podzolic soils 87 Yefremov A. L, Nucleic acids and amount of microorganisms in soils of Bielorus- sian flood plain and interstream oak groves 94 Soil Mineralogy Agrba R. D., Gradusov В. P., Chizhikova N. P. Chemico-mineralogical composi¬ tion of granulometric fractions of some Mest Transcaucasia soils ... 101 Soil Reclamation Kalinichenko V. P., Minkin М. B. Reclamation of Eastern Donbass «mocharic» soils Ill Soil Erosion Shchepachenko G. L.t Riverol М., Calsada N. Some regularities of soil erosion in Cuba 122
Soil Science History Polynov В. B. On the principal foundations of teaching in a higher school (1941) 130 Koloskova A. V. Alexandr Nikolaevich Ostriakov and his works in the field of soil science 142 Short Information Shinkarev A. AGiniyatullin K. G.t Fisher T. Salting out the humus substances of forest-steppe chernozems 150 Chronicles Rozhkov V. A., Bolshakov V. A, Rozanov B. G„ Ruzhitskaya S. S., Kapluno- va Ye. VSheremet В. V. Problems of standartization in the field of rational using, conservation of soils and land resources 153 On the awarding to the USSR State prizes in the field of science and engineering for 1987 159
1988 ПОЧВОВЕДЕНИЕ ОТ РЕДКОЛЛЕГИИ Большая часть настоящего номера посвящена рассмотрению вопро¬ сов улучшения и целенаправленности подготовки специалистов почво¬ ведов в вузах нашей страны и совершенствованию преподавания почво¬ ведения для специалистов смежных отраслей знания. Обращение к на¬ званной проблеме вызвано как особенностями развития современного почвоведения, так и теми задачами, которые изложены в Постановле¬ нии ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по коренному улуч¬ шению качества подготовки и использования специалистов с высшим образованием в народном хозяйстве» (Правда, № 84/25071/ от 25 марта 1987 г.). Эти задачи прямо относятся к вопросам подготовки кадров почвове¬ дов и формированию почвенно-экологического мышления у специали¬ стов смежных отраслей. Современное почвоведение как наука очень быстро развивается, происходит существенная дифференциация дисцип¬ лин в рамках единой специальности, совершенствуются методы иссле¬ дования почв. Вместе с тем в последние годы резко возросла роль почвенного по¬ крова не только как средства сельскохозяйственного производства, но и как незаменимого компонента биосферы, выполняющего ряд важней¬ ших регулирующих функций по отношению к атмосфере и гидросфере. Но при этом, как известно, за последние полвека существенно измени¬ лось состояние почвенного покрова нашей страны и мира. Изменения эти прежде всего связаны с антропогенной и особенно с техногенной на¬ грузкой на почвы, что приводит к усилению развития эрозии, разруше¬ нию почв при различного рода строительствах и добыче полезных иско¬ паемых, к химическому разрушению почв. Проявляется негативное влияние длительного и всевозрастающего внесения минеральных удоб¬ рений, использования гербицидов, инсектицидов и т. п. Почвы стали нуждаться в охране и «лечении», а оно весьма сложно и требует глубо¬ кого знания происходящих в почвах процессов. Нет необходимости доказывать, что почва — основа жизни человечества. Почва не может быть заменена гидропоникой или чем-либо другим. Значение почвы в жизни народов земного шара с каждым годом возрастает, что обуслов¬ лено непрерывным ростом населения планеты. Все новые направления в почвоведении и тенденции изменения почв и почвенного покрова пока не удается отразить в учебных планах поч¬ венных факультетов и отделений и в курсах почвоведения, особенно сельскохозяйственных, лесных, геологических и геотехнических вузов. В то же время в этих условиях требования к подготовке специалистов почвоведов в вузах страны должны предъявляться значительно более высокие, чем это имело место в 60—70-е годы. В соответствии с квали¬ фикационной характеристикой современный почвовед должен обладать хорошей подготовкой в области фундаментальных наук, глубоко пони¬ мать и знать происходящие в почвах сложные и разнообразные процес¬ сы, владеть всем арсеналом методов анализа и исследования, уметь ре¬ шать насущные задачи учета и рационального использования почвен¬ ных ресурсов, мелиорации почв, их охраны. В настоящее время агрохимиков-почвоведов (специальность 1501) готовят в нашей стране университеты (с квалификацией почвовед) и сельскохозяйственные вузы (с квалификацией ученый агроном). Зада¬ чи с использованием особых методов решают почвоведы, специализиру¬ ющиеся в области генезиса и географии почв, химии почв, физики и ме¬ лиорации почв, охраны и рационального использования земельных ре¬ 5
сурсов. Подготовку даже этого перечня специалистов становится труд¬ но осуществлять в рамках единого учебного плана. Но на повестке дня введение новых специализаций (или специальностей), таких как эколо¬ гия почв, биогеохимия, санитарное и лесное почвоведение. Вопрос о структуре специальности затрагивается в публикуемых в этом номере статьях, но он явно нуждается в широком обсуждении с привлечением различных отраслей и ведомств. Вторая практически важная проблема — преподавание почвоведения в вузах смежных отраслей. В наше время с использованием почвенного покрова в различных целях имеют дело многие министерства, госкоми¬ теты, научные учреждения. Используют почвенный покров, а следова¬ тельно должны быть ответственны за него и хорошо ознакомлены с ним практически все строители, транспортники, работники коммунального хозяйства и лесной промышленности, горно-добывающей промышленно¬ сти, не говоря уже о совхозах, колхозах, лесхозах, парках и заповедни¬ ках. Тем не менее, специалисты этих отраслей или вовсе бывают не ознакомлены с почвоведением или изучают его в крайне ограниченных и недостаточных размерах. Последнее вызвано малым количеством ча¬ сов, отводимых на почвоведение при тенденции к их дальнейшему со¬ кращению, нехваткой квалифицированных кадров, недостатком учеб¬ ников и учебных пособий и, видимо, неправильной оценкой руководите¬ лями ряда отраслей народного хозяйства роли почвенного покрова и глубокого понимания этой роли при решении многих народно-хозяйст¬ венных задач. В различных вузах вопросы растениеводства, лесовод¬ ства, геохимии и т. п. рассматриваются в отрыве от генезиса почв, их свойств и территориальной разнокачественности, естественного плодо¬ родия. В еще меньшей мере обращается внимание на «лечение» почв от тех «недугов», борьба с которыми весьма трудна и во многих случаях требует специальных исследований и разработки конкретных рекомен¬ даций. Неадекватное отношение не только практиков, но и преподава¬ телей многих смежных дисциплин к значению и роли почвенного покро¬ ва во многом вызвано тем, что почва по существу не рассматривается или рассматривается недостаточно как особый, живой, вечно изменяю¬ щийся природный организм, постоянно изменяемый деятельностью че¬ ловека. Расширение региональных почвенных обследований, как и развитие экспериментального почвоведения опирается на инструментально-ана¬ литическую технику. Все шире внедряются и используются экспрессные методы массовых анализов: рентген-флюоресценция, атомная абсорб¬ ция, нейтронно-активационный анализ, все виды спектроскопии, машин¬ ное дешифрирование аэрокосмических снимков и многое другое. Раз¬ витие этих методов, как и установление сложных многофакторных за¬ висимостей, характерных для почв, невозможно в настоящее время без применения математических методов с использованием электронно-вы¬ числительных машин. Однако, оборудование учебных и научных лабо¬ раторий университетов и сельскохозяйственных вузов не соответствует современному уровню и требованиям науки. Много нерешенных вопро¬ сов остается в области организации учебных и производственных прак¬ тик, повышения квалификации специалистов и преподавателей, укреп¬ ления связи вузов с производственными организациями и научными учреждениями. В предлагаемом вниманию читателей специальном номере журнала редколлегия делает первую попытку поставить комплекс проблем, свя¬ занных с подготовкой высококвалифицированных кадров в области поч¬ воведения. Конечно, в публикуемых статьях затрагиваются не все акту¬ альные вопросы, но они могут быть рассмотрены в последующих номе¬ рах нашего журнала. Хотелось бы, чтобы предпринятое начало получило дальнейший отклик и способствовало делу совершенствования почвове¬ дения как фундаментальной и незаменимой научной дисциплины. 6
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 2 1988 УДК 631.4 ОРЛОВ Д. С 1 ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВКИ ПОЧВОВЕДОВ В УНИВЕРСИТЕТАХ СТРАНЫ И ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА Проблемами почвоведения как^в нашей стране, так и за рубежом издавна занимались исследователи различных направлений: агрономы, ботаники, геологи, химики, естествоиспытатели широкого профиля. В их числе такие величайшие ученые, как М. В. Ломонрсов, которого по праву называют первым почвоведом, Д. И. Менделеев и многие дру¬ гие. Трудами этой крупной плеяды ученых, детальный анализ которых дал Крупенников [6], был создан фундамент почвоведения как науки, послуживший основой великому В. В. Докучаеву для формирования современного генетического почвоведения. Вместе с тем специальная подготовка в области почвоведения и особенно специалистов-почвове- дов началась вряд ли более чем 100 лет назад. Правда, еще в 1770— 1777 гг. в Московском университете проф. М. И. Афонин читает курс сельскохозяйственного домоводства и выступает на публичном собра¬ нии с торжественным словом на тему: «Слово о пользе, знании, соби¬ рании и расположении чернозему, особливо в хлебопашестве». Он же пытается организовать в университете почвенный музей 15]. Позже большой вклад в развитие и преподавание почвоведения внесли М. Г. Павлов, Я. А. Линовский, Н. И. Железное, Я. Н. Калиновский, Н1. Е. Лясковский. Но начало профессиональной подготовки в области почвоведения следует, видимо, связать с именем В. В. Докучаева. В 1892 г. В. В. До¬ кучаев был назначен директором Новоалександрийского сельскохозяй¬ ственного института; он много сделал для реорганизации этого инсти¬ тута и, что для нас особенно важно, учредил первую кафедру генети¬ ческого почвоведения. Эту кафедру возглавил Н. М. Сибирцев, создав¬ ший и первый фундаментальный курс почвоведения. В Московском уни¬ верситете в эти же годы (1890) заведующим кафедрой агрономии стал Алексей Николаевич Сабанин. А. Н. Сабанин творчески использовал идеи В. В. Докучаева в пост¬ роении курса почвоведения и сам внес большой вклад в развитие проб¬ лем физикохимии почв, классификации почв, методов химического и физического изучения почв. Кафедра почвоведения Новоалександрий¬ ского сельскохозяйственного института и кафедра агрономии Москов¬ ского университета — вот две ячейки, судя по всему, заложившие осно¬ вы подготовки кадров почвоведов в последнем десятилетии XIX в. Как пишет Крупенников [6], из Новоалександрийского сельскохозяйствен¬ ного института вышли такие представители науки о почве, как Н.А. Ди- мо, И. А. Шульга, Г. М. Тумин, А. И. Набоких, Н. И. Прохоров, Т. П. Гордеев. Продолжателями дела А. Н. Сабанина в Москве стали его ученики и соратники — С. А. Захаров, И. П. Жолцинский, С. В. Шу- сев, М. М. Филатов, В. В. Геммерлинг, А. А. Красюк, В. Г. Касаткин и др. Самостоятельная кафедра почвоведения была также учреждена в последнем десятилетии XIX в. и при Московском сельскохозяйственном институте — ныне ТСХА [2, с. 298]. Хорошо известен очерк В. В. Докучаева «К вопросу об открытии при русских университетах кафедр почвоведения и учения о микроорганиз¬ мах», впервые опубликованный в 1895 г. В этом очерке было ярко и об¬ разно доказано огромное теоретическое значение почвоведения, показа¬ ла приоритетная роль отечественной науки. Говоря о необходимости 7
учреждения в России особого Государственного почвенного комитета (а этот вопрос не нашел решения и до наших дней), В. В. Докучаев подчеркивает, что «Еще небходимее создание особых самостоятельных кафедр чистого почвоведения при наших университетах...» [2, с. 299]. Мы не ставим своей задачей дать полный исторический анализ раз¬ вития мнений и взглядов на необходимость специальной, в рамках выс¬ ших учебных заведений, подготовки почвоведов, но небольшой истори¬ ческий экскурс необходим, чтобы яснее стали корни этого вопроса, их насущная связь с практикой земледелия и лесного хозяйства, но при этом вытекающая из понимания почвы — как естественно-историческо¬ го тела, а почвенного покрова — как одной из оболочек Земли, равно¬ правной с литосферой, гидросферой, биосферой, атмосферой. Эта обо¬ лочка по праву была названа педосферой. В связи с этим отметим, что в Московском университете, начиная с работ А. Н. Сабанина, почвове¬ дение понималось и преподавалось как общая естественно-научная дис¬ циплина в соответствии с докучаевским определением почвы как при¬ родного естественно-исторического тела. Реализация идей В. В. Доку¬ чаева и А. Н. Сабанина стала возможной только после Великой Ок¬ тябрьской социалистической революции, когда в 1922 г. в Московском университете была открыта первая университетская кафедра почвове¬ дения. И первый в системе университетского образования факультет почвоведения был открыт также в Московском государственном уни¬ верситете в 1973 г. Думается, что это не случайное явление, оно отра¬ жает традиционно прогрессивную роль Московского университета, не¬ однократно выступавшего инициатором организации и развития новых направлений в науке, хотя эта роль была трудна и далеко не всегда приносила быстрые плоды успеха. Первым заведующим кафедрой почвоведения в Московском госу¬ дарственном университете, открытой в 1922 г., стал ученик А. Н. Саба¬ нина, страстный и убежденный почвовед В. В. Геммерлинг. Роль В. В. Геммерлинга в развитии почвоведения и подготовки кадров поч¬ воведов освещена явно недостаточно, хотя о нем и были опубликованы специальные статьи и брошюра [3, 8]. Более 30 лет В. В. Геммерлинг заведовал кафедрой почвоведения, которая благодаря его научному авто¬ ритету, таланту, его организаторским способностям и высокой гуманно¬ сти стала одной из основных кафедр почвоведения в системе универси¬ тетского образования; на ее основе в последующие годы были открыты кафедры географии почв, физики и мелиорации почв, агрохимии, химии почв, подвергавшиеся в 40—50-х годах неоднократным реорганизациям (особенно после августовской сессии ВАСХНИЛ 1948 г.), но тем не ме¬ нее послужившие фундаментальной основой для открытия в 1973 г. пер¬ вого в системе университетского образования факультета почвоведения, первым деканом которого стал профессор (ныне чл.-кор. АН СССР) Г. В. Добровольский. Ныне подготовка специалистов-почвоведов осуще¬ ствляется кроме МГУ им. М. В. Ломоносова, на кафедрах и отделениях еще девяти университетов (Ташкентский, Дальневосточный, Ленинград¬ ский, Кишиневский, Воронежский, Ростовский, Иркутский, Томский, Казанский). Становление почвоведения в Московском университете как в аспекте учебного процесса, так и в развитии научных исследований соответст¬ вует, по нашему мнению, тем принципам, на основе которых должна осуществляться перестройка высшей школы. Для университетского поч¬ воведения в целом всегда была характерной опора на фундаментальные дисциплины. В университетских учебных планах прошлых лет по спе¬ циальности «почвоведение», как и в современном учебном плане, пер¬ вые два года практически полностью отводятся для овладения студен¬ тами основ ряда базовых наук: химии, физики, математики, геологии, биологии и ряда других. Только на этой основе можно в настоящее вре¬ мя творчески развивать наследие В. В. Докучаева и рационально ор¬ ганизовывать самостоятельную научно-исследовательскую работу сту¬ дентов, в том числе при выполнении курсовых и дипломных работ. Что¬ 8
бы подтвердить правильность сказанного, достаточно проанализировать* темы и содержание выполняемых студентами работ. Студенты уже на уровне курсовых и дипломных работ широко используют методы дистан¬ ционных исследований почвенного покрова с применением автоматиче¬ ских методов дешифрирования аэрокосмических снимков с помощью ЭВМ. Различные и зачастую довольно сложные математические методы применяются также для изучения закономерностей формирования струк* туры почвенного покрова, формирования генетического почвенного про¬ филя, выявления доминантных признаков почв, а также причинно-функ¬ циональных связей между отдельными свойствами почв, факторами и условиями их образования. Для решения указанных задач, выявления экологических связей в системе почва — биота и ряда других целей и задач необходимы математические методы исследования, математиче¬ ское моделирование, использование ЭВМ. Информатика нужна студен¬ там и во многих иных ситуациях, но и сказанного достаточно, чтобы подчеркнуть необходимость развития указанного направления на поч¬ венных отделениях и факультетах университетов. Поэтому не случайна в учебном плане Московского государственного университета матема¬ тические дисциплины занимают около 250 ч и в том числе объем, отво¬ димый на освоение ЭВМ и почвенно-статистический анализ занимает не менее 60—80 ч. Другие фундаментальные науки, остро необходимые почвоведам,— это физика и химия. Университеты не могут и не должны готовить специалистов, которые в полуавтоматизированном режиме способны решать только узкопрак¬ тические задачи сегодняшнего дня. Университетское образование всег¬ да отличалось хорошо выявленной перспективой и прогностическим ха¬ рактером, взглядом в близкое и отдаленное будущее. И вряд ли кто ста¬ нет сомневаться, что именно такой подход возможен только на основе глубокого знания важнейших принципов и законов естествознания, ку¬ да по праву следует включать не только биологию, геологию и геогра¬ фию, но также физику и химию. Физика и химия все шире и глубже проникают во все проблемы почвоведения. Это, например, касается проблем термодинамики почв (см. ж. Почвоведение, 1986. № 11). Еще лет 50 тому назад в почвоведении преобладали тривиальные физические и химические приемы анализа почв, простейшие физические и химиче¬ ские приемы почвенных характеристик. Но в 70—80-е годы уже были найдены принципиально новые мето¬ дологические основы, которые позволили перенести на почвы принци¬ пы и методы физико-химических исследований, показавшие, что даже такую сложную систему, как почва, можно описывать на основе общих, принципов термодинамики, хотя и с вполне определенными ограничени¬ ями [1, 7]. Фундаментальные основы физики и химии используются не только специалистами, но также и студентами при решении таких задач, как оценка потенциала почвенной влаги, при выявлении форм и трансфор¬ мации соединений железа методами мессбауэровской спектроскопии, при анализе закономерностей спектральной отражательной способно¬ сти почв, учете вклада двойного электрического слоя почвенных коллои¬ дов в ионный обмен и перенос солей и ионов в почвенном профиле. За¬ коны физики лежат в основе понимания теплообмена между почвой и атмосферой, из них выводится характер движения почвенных частиц в водном и воздушных потоках (при эрозии и дефляции почв). Аналогично можно охарактеризовать и роль преподавания химиче¬ ских дисциплин. Описывая любые общие или частные процессы почво¬ образования, свойства почв, их особенности, генезис или трансформа¬ цию компонентов, исследователь прежде всего опирается или указыва¬ ет на особенности или изменение химического состава почв, их грану¬ лометрических фракций, почвенных растворов. Характерно, что в по¬ следние 2—3 десятилетия почвоведы оперируют не просто формализо¬ 9
ванными понятиями химии почв, но анализируют тонкие кристаллохи¬ мические изменения почвенных минералов, опираются на ионные взаи¬ модействия в почвенных растворах, проникают в структуру органиче¬ ских веществ почвы с помощью твердофазного ядерного магнитного ре¬ зонанса с кроссполяризацией под магическим углом. Примеры такого рода можно было бы множить очень долго, но вряд ли в этом есть существенная необходимость. Важно отметить иное. Если в первую треть XX в. почвоведы изучали почвы с помощью изве¬ стных физических и химических приемов, то 60—80-е годы характери¬ зуются принципиально новым уровнем: все больше и больше расширя¬ ется опыт приложения к таким сложным, неравновесным, термодинами¬ чески открытым системам как почвы общих законов физики и химии, а следовательно, открываются возможности приложения этих законов к новым областям знания, развития и усовершенствования их. Вряд ли будет преувеличением сказать, что почвоведение, воспринимая опыт мирового естествознания, открывает в то же время новые перспективы для многих фундаментальных наук и разрабатываемых ими методов исследования. Сказанное позволяет сделать вывод: поскольку почва — одно из природных естественно-исторических тел, то ее понимание и рациональ¬ ное использование невозможно без привлечения фундаментальных наук и фундаментальных законов природы. Это и объясняет роль и значениг фундаментальных дисциплин в подготовке почвоведов и агрохимиков в университетах. Вторая особенность подготовки почвоведов в университетах опира¬ ется на учение В. В. Докучаева о генезисе и факторах почвообразова¬ ния. Подготовка почвоведа практически невозможна без глубокого изу¬ чения природно-экологической обстановки, в которой формируется поч¬ венный профиль, структура почвенного покрова и экологические функ¬ ции почв. Чтобы решить задачу экологического образования, необходи¬ мо два условия. Первое — введение в учебный план геологических, гео¬ графических, биологических дисциплин в достаточном объеме. В учеб¬ ном плане Московского государственного университета это реализовано следующим образом: геология и минералогия — около 140 ч; ботаника и физиология растений — около 130 ч и т. д. При этом по ботанике и геологии проводится полевая учебная практика в объеме 70—100 ч. С сожалением приходится констатировать, что учение о климате выпа¬ ло из университетского учебного плана по специальности 1501, хотя климат, по В. В. Докучаеву,— один из ведущих факторов почвообразо¬ вания. Климатология для почвоведов — не менее важная дисциплина, чем геология и ботаника. Подчеркивая важность общих курсов геологии, ботаники и т. п. в понимании факторов почвообразования, мы все-таки должны признать особо важную, специфическую и уникальную роль в этом отношении той учебной практики студентов-почвоведов, которая часто именуется зональной практикой, или практикой по природным почвенным зонам. Эта практика входит в учебные планы не всех университетов. Впервые попытка организовать такую практику была предпринята еще в 1945 г. по маршруту Москва — Сталинград — Ростов — Краснодар — Новорос¬ сийск. Но в экономически трудные послевоенные годы не удалось пол¬ ностью реализовать намеченные планы [4]: в 1949 г.в программу зо¬ нальной практики входило весьма ограниченное знакомство студентов 2-го курса с условиями почвообразования и почвами Подмосковья, с природой и почвами Тульских Засек и, наконец, с горными почвами Южного берега Крыма. Такая практика действительно существенно обогащала кругозор студентов, но она еще не позволяла запечатлеть в сознании всю природно-логичную смену климатических, ботанических и почвенных зон. Только в 50-х годах организация и методология зональ¬ ной практики была существенно изменена. Практика приобрела экспе¬ диционный характер, когда большая группа студентов в условиях, близ¬ ких к обстановке обычных полевых почвенных изысканий, осуществля¬ 10
ла маршрутное знакомство с главнейшими почвенно-географическим» зонами европейской части СССР. Использование автотранспорта по¬ зволило осуществить непрерывное знакомство со сменой климата, рель¬ ефа, литологии, растительности и почв в классическом меридиональном ряду. Это позволило на сравнительно коротком по протяженности мар¬ шруте ознакомить студентов со всеми главнейшими природными зона¬ ми и типами почв, выявить роль климата, растительности, рельефа, гид¬ рологии в формировании почвенного покрова. В отведенное на практи¬ ку время можно было также осуществить ^знакомство студентов с рабо¬ той почвенно-мелиоративных и зональных агрономических институтов, с опытом степного лесоразведения, с различными системами обработки почв. Значение такой практики в формировании личности будущего специалиста переоценить невозможно. Эта практика осуществляла и реализует поныне один из самых главных принципов обучения — связь теории с производством, рациональное сочетание лекционных курсов с самостоятельной работой студентов. Зональная маршрутная практика почвоведов МГУ имела, имеет и никогда не утратит своего значения еще и с позиций общественно-политического воспитания студентов. Она предоставляет уникальные возможности для посещения студенческими группами мест и памятников боевой славы: мемориалов Курско-Белго¬ родской дуги, защитников Севастополя и Новороссийска, памятников штурма Перекопа и форсирования Сиваша. Маршрут практики же про¬ ходит через памятные места мировой культуры и студенты имеют воз¬ можность посетить Ясную Поляну, Спасское-Лутовиново, Пушкин¬ ские места в Бахчисарае и многое другое. Все это позволяет отнести зональную маршрутную практику к числу фундаментальных дисциплин, формирующих общественно-политическое и естественно-научное мыш¬ ление будущих специалистов почвоведов. Важная сторона университетской подготовки почвоведов заключа¬ ется еще и в том, что студенты овладевают комплексом современных ин¬ струментальных методов исследования и анализа, которые открывают перед ними перспективы глубоких теоретических и прикладных разра¬ боток практически в любой области естествознания. Надо признать, что не весь контингент студентов понимает и одинаково принимает необхо¬ димость овладения фундаментальными дисциплинами, приемами и тех¬ никой исследовательских работ на современном уровне. Иногда встре¬ чаются узкопрагматические настроения, причем не только среди сту¬ дентов, но и среди специалистов, полагающих, что важно знать теорию и методы только в том объеме, который нужен для производственной деятельности каждого конкретного работника. По нашему мнению, та¬ кой подход неприемлем даже для вузов прикладного значения, но он особенно опасен в университетах, обязанных ориентировать студентов на научный прогресс, перспективы науки не менее чем на одно-два деся¬ тилетия вперед. Следует, вероятно, привести характерный пример. Еще 10—20 лет назад, опираясь на практику работы массовых почвенно-аг¬ рохимических лабораторий, некоторые студенты не считали для себя нужным и полезным овладевать методами спектрофотометрии, рентге¬ новского анализа, электронного парамагнитного и ядерного магнитного резонанса и т. п. Действительно, в массовых лабораториях было срав¬ нительно мало приборов, основанных на соответствующих принципах. Но уже в наши дни в число ведущих методов почвенных исследований вошел атомно-абсорбционный анализ, спектрофотометрия в ультрафио¬ летовой и инфракрасной областях спектра, для определения валового состава почв все шире используется рентгенфлюоресцентный анализ и т. п. Все это позволяет заключить, что задача университетов (как и сельскохозяйственных вузов) — включать в учебные программы освое¬ ние студентами новых перспективных методических направлений, даже если конкретные методики и приборы еще не нашли широкого распро¬ странения в производственных организациях и лабораториях массового анализа. Принципиальная особенность высшей школы — работа на пер¬ спективу, а не на удовлетворение текущих потребностей производства. 11
Мы назвали три особенности университетской подготовки почвове¬ дов: глубокое овладение фундаментальными науками, необходимость практического изучения природных зон и ландшафтно-экологической обстановки, глубокое овладение наиболее перспективными принципами и методами лабораторных и полевых исследований. Перечисленные осо¬ бенности касаются построения учебного плана и содержания учебных курсов и практик. Вместе с тем в деле подготовки специалистов-почво- ведой есть и еще одна сторона, связанная с привитием навыков само- стоятельной научно-исследовательской работы. Производственные прак¬ тики в этом отношении дают, к сожалению, будущим специалистам не так много, как хотелось бы. На производственных практиках студент получает навыки выполнения некоторых, зачастую тривиальных произ* водственных операций; это — заложение почвенных разрезов, их опи* сание, наименование описываемых почв, отбор проб, выполнение неко¬ торых и, как правило, обычных аналитических операций. Вхождение в творчество, в индивидуальную научно-исследователь¬ скую работу достигается только личной работой студента по утвержден¬ ной тематике в лаборатории или экспедиции. В университетах такая деятельность студентов реализуется в рамках курсовых или дипломных работ. Как показывает многолетний опыт, выполненные студентами университетов такого рода работы представляют собой, как правило, самостоятельные научно-исследовательские или научно-изыскательские разработки. Уровень таких работ, естественно, различный. Часть из них содержит богатый фактический материал, необходимый вузу (кафед¬ ре) для обеспечения плана госбюджетных или хоздоговорных работ. Другая часть студенческих разработок (вряд ли можно оценить их до¬ лю, процент, от общего числа студенческих работ) представлена ориги¬ нальными экспериментальными материалами, имеющими характер хо¬ тя и небольших, но законченных научных исследований, которые вносят немалый вклад в развитие тех или иных разделов почвоведения. Сту¬ денческие разработки по почвоведению уже в течение многих лет высо¬ ко оцениваются на всесоюзных конкурсах; призовые места на этих кон¬ курсах престижны для вузов и для самих соискателей, но еще более значимой оценкой студенческих исследований является публикация по¬ лученных результатов в научных журналах высшей школы и Академии наук. Мы не располагаем данными по всем университетам страны, но на факультете почвоведения Московского государственного университета ежегодно выполняется около 200 курсовых и около 100 дипломных ра¬ бот. Курсовая работа — естественно только начало научно-исследова¬ тельской работы студентов, которая обычно завершается в форме дип¬ ломной работы. Если принять годовое число законченных студенческих работ равным 100, то публикуется из них ежегодно около 30 (и даже более) работ. Перечисленные особенности университетской подготовки почвове¬ дов, по нашему мнению, совпадают с важнейшими требованиями, предъ¬ являемыми к высшей школе в связи с перестройкой. Последнее, однако, не означает, что в университетах система подготовки почвоведов и агро¬ химиков не нуждается в существенном усовершенствовании. Рассмотрим в этом отношении некоторые основные задачи. Главная задача — это соответствие между требованиями квалифика¬ ционной характеристики и тем реальным содержанием, которое вклады¬ вается в подготовку почвоведа-агрохимика в каждом из университетов. Квалификационная характеристика специалиста почвовед-агрохимик (1501) с квалификацией «почвовед» (в отличие от квалификации «уче¬ ный агроном» в сельскохозяйственных вузах) была разработана Науч- но-методическим советом по почвоведению и агрохимии и утверждена Минвузом СССР. Согласно этой характеристике почвовед-агрохимик должен знать основы фундаментальных наук, геологию, ботанику и гео¬ дезию, он должен изучить морфологию, систематику и классификацию почв, законы географии почв, учение о структуре почвенного покрова,. 19
.законы и правила физики, химии и биологии почв, овладеть основами агрохимии, мелиорации, охраны почв, знать историю науки, ее роль и зна¬ чение для решения важнейших народнохозяйственных задач. Почвовед должен хорошо разбираться в постановлениях партийных и правитель¬ ственных органов, посвященных вопросам.рационального использования и охраны земельных ресурсов, а также знать нормативные документы, ГОСТы и ОСТы, регламентирующие деятельность почвоведов различных направлений. Вместе с тем почвовед не только должен уметь выполнять полевые исследования почв и почвенного покрова, составлять почвенные карты и анализировать почвы в лабораториях, но он должен также уметь раз¬ рабатывать рекомендации по улучшению почв, их мелиорации (вклю¬ чая орошение, осушение, химические мелиорации), защите почв от эро¬ зии и дефляции, охране почв от химического загрязнения. Он должен быть также готов к экспертным оценкам рациональности и эффектив¬ ности намечаемого гидромелиоративного строительства, отчуждения почв для промышленных и коммунальных целей и т. п. Перечисленные выше требования относятся в целом к специально¬ сти почвовед-агрохимик (1501). В рамках этой специальности предус¬ мотрены более узкие специализации, в том числе следующие: физика и мелиорация почв, химия и анализ почв, земледелие и охрана почв, гео¬ графия и картография почв, агрохимия, биология почв, эрозия почв. Необходимость более узкой ориентации студентов в соответствии с пе¬ речисленными специализациями определяется руководством универси¬ тета в соответствии с возможностями факультетов и кафедр. Значение специализаций заключается не только в том, что они отражают струк¬ туру и содержание современного почвоведения, но и в том, что они пре¬ доставляют студентам возможность реализовать свои личные склонно¬ сти как при выполнении дипломных работ, так и в дальнейшей деятель¬ ности. Несмотря на то что созданы и утверждены определенные норматив¬ ные документы (квалификационная характеристика, перечень специа¬ лизаций, учебные планы, программы), все же приходится признать, что между отдельными документами й практикой учебного процесса суще¬ ствуют еще некоторые фактические расхождения. Так, требования ква¬ лификационной характеристики пока еще не в полной мере обеспечи¬ ваются учебными планами и содержанием курсов (программ). Квали¬ фикационная характеристика построена на перспективу, она больше соответствует потребностям науки и народного хозяйства, чем учебные планы и программы отдельных курсов, поскольку последние нередко ориентируются на сложившиеся традиционные направления научных исследований в том или ином университете, на возможности и склонно¬ сти преподавателей, на сложившееся и давно согласованное внутри ву¬ за почасовое выполнение учебного плана. В этом отношении предстоит немало сделать и здесь скрыты большие возможности. Вторая задача (или проблема) заключается в материально-техническом обеспечении учебного процесса. В этой области есть, пожалуй, больше вопросов, чем ответов. Стоит упомянуть, что при введении в строй нового здания Мос¬ ковского государственного университета в 1953—1955 гг. кафедры и лаборатории почвенного отделения биолого-почвенного факультета бы¬ ли оснащены самым современным для того времени оборудованием. Это оборудование было оперативно введено в действие (назовем эмиссион¬ ный спектральный анализ, методы электронной и инфракрасной спект- рофотометрии, полярографии, рентгендифракционного анализа, ионосе¬ лективных электродов и-др.) и исключительно широко использовалось не только для обучения студентов, но и для обучения слушателей ФПК и для работы стажеров из вузов и НИИ как различных областей и рес¬ публик СССР, так и многих зарубежных стран. Но установленное оборудование быстро старело как морально, так и физически, и это вряд ли кого-либо удивит в настоящее время. Зани¬ 13
мавшее в свое время в этом отношении центральное место отделение почвоведения МГУ стало постепенно терять свои позиции, поскольку в соответствующих институтах АН СССР, академий наук союзных рес¬ публик, ВАСХНИЛ и др. приобреталось и использовалось рекомендо¬ ванное Московским университетом оборудование. В то же время обнов¬ ления оборудования в нужных масштабах в МГУ не происходило. Усилия отдельных ученых, кафедр, лабораторий добыть или создать- своими силами новейшее научное оборудование, конечно, весьма по¬ хвальны и достойны восхищения. Но эти усилия не могут снять пробле¬ му в целом, решение которой может и должно быть весьма простым. Необходимо, чтобы все ведущие вузы страны (и в первую очередь уни¬ верситеты) получали от промышленных предприятий обязательные эк¬ земпляры всей новейшей аппаратуры, которая может быть использова¬ на и необходима для учебной и научно-исследовательской работы. Из¬ вестно, что ведущие библиотеки страны получают обязательные экзем¬ пляры книг, авторефератов кандидатских и докторских диссертаций. Точно так же все университеты страны должны получать по необходи¬ мому числу новых приборов (включая новые усовершенствованные ва¬ рианты), поскольку только при этом условии можно ориентировать сту¬ дентов на задачи и проблемы завтрашнего дня. Итак, вторая задача — это своевременное материально-техническое обеспечение вузов. Третья задача — это полиграфическая база и множительная техника. Все высшие учебные заведения, а особенно университеты, нуждаются в собственной полиграфической базе и множительной технике. Конечно, многие вузы располагают издательствами и типографиями. Эффектив¬ ность работы этих издательств должны и могут оценить только специа¬ листы; интуитивные и эмоциональные оценки здесь вряд ли были бы справедливы. Но мы хотели бы подчеркнуть только одну сторону этого вопроса. Для вузовских изданий важна оперативность. Если вузовский учебник проходит по бюрократическим каналам до выхода в свет 3— 4 года, то ценность его резко снижается. Подготовленный автором учеб¬ ник или учебное пособие должны увидеть свет не позже, чем через 5— 6 месяцев, и современная полиграфическая техника позволяет это сде¬ лать. В не меньшей, а может быть даже в значительно большей степе¬ ни преподаватель нуждается в оперативном разможении текущей на¬ учной информации, графиков, схем, таблиц, которые можно было бы раздавать студентам на лекциях, семинарских занятиях, практикумах. Множительная техника, как известно, имеется, причем она сравнитель¬ но недорого стоит, но получить ее и установить из-за ведомственных барьеров оказывается чрезвычайно трудно. Мы много говорим о внед¬ рении в учебный процесс технических средств обучения, но являющаяся одним из основных и важнейших средств множительная техника до сих пор остается по весьма мало понятным причинам недоступной для мно¬ гих вузов, факультетов и кафедр. Говоря о подготовке кадров почвоведов, нельзя не затронуть вопрос о распределении молодых специалистов. Надо сказать, что на протяже¬ нии последних 30—40 лет Московский университет не испытывал труд¬ ностей с распределением специалистов-почвоведов. Выпуск почвоведов в МГУ в начале 50-х годов составлял 12—17 человек, с 1955 г. он воз¬ рос до 50 специалистов в год, а после 1982 г. прием и выпуск молодых специалистов достиг в среднем 100 человек ежегодно. Даже если взять период с 1955 до 1987 г., то в практике работы отделения, а затем фа¬ культета почвоведения МГУ им. М. В. Ломоносова не было случая, ког¬ да бы молодой специалист не получил распределения на работу по спе¬ циальности. Более того, реальная потребность в почвоведах всегда ока¬ зывалась выше, чем эту потребность мог удовлетворить факультет (от¬ деление) почвоведения МГУ. Формальные несоответствия были вызва¬ ны тем, что Госплан СССР и Минвуз СССР выдвинули удобную для них задачу распределения молодых специалистов за два, а то и за три года до окончания ими вуза. 14
В такой постановке вопроса прослеживаются, по крайней мере, два- неоправданных момента. Во-первых, ни одно из предприятий не можег более или менее надежно прогнозировать число вакантных мест на два,, а тем более на три года вперед. С другой стороны, ни один институт не может гарантировать плановый выпуск специалистов в любой расчет¬ ный год, поскольку невозможно реально планировать болезни, травмы, академические и декретные отпуска ит. д.. Эти и многие другие обстоятельства требуют коренной перестройки, планирования и распределения молодых специалистов. Заключение до¬ говоров с предприятиями на подготовку специалистов — мероприятие вполне, вероятно, прогрессивное, хотя и не проверенное. Очевидно, что в деле распределения специалистов нужна значительно более гибкая система. Следует, пожалуй, затронуть вопрос и о так называемых техниче¬ ских средствах обучения. Этот вопрос был, по сути дела, рожден и уси¬ ленно муссировался в недрах бюрократических инстанций. Выше мы уже говорили о необходимости более полного материально-техническо¬ го обеспечения университетов. Для совершенствования учебного про¬ цесса остро необходимы автоматизированные и полуавтоматизирован- ные проекторы для демонстрации различных материалов, нужны мини¬ компьютеры, хорошие наглядные пособия, множительная техника, дик¬ тофоны и многое др. Такие технические средства вузам остро необхо¬ димы. Но выпускник вуза, особенно университета, не может быть толь¬ ко узким специалистом, более или менее хорошо натренированным для выполнения профессиональных операций. Он должен быть творческой личностью с правильно сформированным мировоззрением и его значи¬ мость, качество определяется не только, а может быть, и не столько сум¬ мой накопленных фактических знаний и навыков, сколько умением са¬ мостоятельно ставить и решать нетривиальные задачи, причем зачастун> в нерасчетных ситуациях. Достичь этого можно только в прямом лич¬ ном общении ученика с учителем, студента с профессором. Отсюда воз¬ растает роль лекций, если, конечно, они не сводятся к пересказу учеб¬ ника; поэтому и студенту, и преподавателю необходимо высвободить время для встреч, бесед и совместной работы в лабораториях кафедр. К сожалению, сохраняющаяся загрузка различного рода отчетностью, различного рода административными и общественными делами не по¬ зволяет пока сколь-нибудь удовлетворительно решать этот вопрос. Мы назвали далеко не все задачи', которые требуют решения в це¬ лях совершенствования подготовки почвоведов в университетах. Реше¬ ние этих и других задач, к большому сожалению, затрудняется и тормо¬ зится неправильным отношением к почвоведению как науке со стороны различных организаций и ведомств. Многие руководители и исполните¬ ли даже тех организаций, которые прямо и непосредственно в своей деятельности связаны с использованием почв, почвенного покрова, для которых почва служит непосредственным средством производства, зача¬ стую проявляют поверхностное отношение к почве, полагая, что почва, «земля» не представляет для практика каких-либо трудностей, что до¬ статочно землю хорошо вспахать, да полить, да внести удобрения и все проблемы будут решены. Результаты такого отношения не замедлили, проявиться в хорошо известных негативных последствиях недостаточно обоснованных поливных норм, избыточного осушения, излишней об¬ работки и т. п. Причем сказанное относится не только к проблемам хи¬ мизации и мелиорации в сельском хозяйстве, но не в меньшей степени затрагивает лесное хозяйство, рекреационные проблемы, вопросы ре¬ культивации нарушенных промышленностью земель, охраны почв от различного рода загрязнений. Практически вся деятельность человека осуществляется на базе почвенного покрова, и любая деятельность, свя¬ занная с использованием почв, должна находиться под контролем поч¬ воведа'. Заключая этот краткий анализ, подчеркнем, что университеты дол¬ жны, могут и в значительной мере осуществляют подготовку почвоведов 15-
.широкого профиля, которые способны эффективно работать во всех от¬ раслях народного хозяйства, прямо или косвенно использующих поч¬ венный покров, но кардинальное решение затронутых проблем потребу¬ ет создания Государственной почвенной службы. Литература 1. Воронин А. Д. Основы физики почв. М.: Изд-во МГУ, 1986. С. 244. 2. Докучаев В. В. К вопросу об открытии при русских университетах кафедр почво¬ ведения и учения о микроорганизмах//Избр. соч. Т. 2. М.: Сельхозгиз, 1949. 3. Евдокимова Т. И. Владимир Васильевич Геммерлинг и его роль в становлении шко¬ лы почвоведов Московского университета//История и методология естественных наук. Вып. XXIV. Почвоведение. М.: Изд-во МГУ. 1980. С. 124—136. 4. Евдокимова Г. Я. О некоторых итогах в области научной и педагогической работы кафедры почвоведения за советский период//200 лет агрономии и почвоведения в Московском университете (1770—1970). М.: Изд-во МГУ, 1970. С. 5—35. 5. Качинский Н. А. Агрономия и почвоведение в Московском университете за 200 лет. М.: Изд-во МГУ, 1957. С. 61. 6. Крупенников Я. А. История почвоведения. М.: Наука, 1981. С. 327. 7. Орлов Д. С. Химия почв. М.: Изд-во МГУ, 1985. С. 376. 8. Ремезов Н. П. Владимир Васильевич Геммерлинг. М.: Изд-во МГУ, 1961. С. 59. Факультет почвоведения Поступила в редакцию МГУ 27.Х. 1987
1988 ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 2 КАУРИЧЕВ И. С., КОВРИГО В. П., МУХА В. Д., РЕЙНТАМ Л. Ю. СОСТОЯНИЕ И АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРЕПОДАВАНИЯ ПОЧВОВЕДЕНИЯ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ВУЗАХ Преподавание почвоведения в сельскохозяйственных вузах имеет длительную и богатую историю. По существу как учебная дисциплина почвоведение зародилось в нашей сельскохозяйственной школе благо¬ даря деятельности В. В. Докучаева и Н. М. Сибирцева. В дальнейшем преподавание почвоведения в сельскохозяйственных вузах развивалось такими выдающимися учеными-почвоведами, как К. Д. Глинка, В. Р. Вильямс, С. П. Кравков и др. В настоящее время почвоведение как самостоятельная дисциплина или как раздел в комплексных курсах читается во всех сельскохозяйственных вузах страны. Здесь накоплен большой опыт в формировании программ курса, содержании и методи¬ ке его преподавания. Вместе с тем непрерывно возрастающие требования к специалистам, возрастающая сложность проблемы использования и охраны почвенных ресурсов, обостряющиеся экологические проблемы требуют критическо¬ го анализа этого опыта и дальнейшего совершенствования обучения бу¬ дущих специалистов сельского хозяйства знаниям в области почвове¬ дения. Преподавание почвоведения в высшей сельскохозяйственной школе в настоящее время ведется при подготовке различных специалистов — агрохимиков-почвоведов, агрономов-полеводов и селекционеров, плодо¬ овощеводов, экономистов, мелиораторов, инженеров-механизаторов и зооинженеров. Для специалистов любого профиля подготовка по почвоведению в период интенсификации сельскохозяйственного производства приобре¬ тает особое значение, поскольку возрастает необходимость, чтобы агро¬ ном любого профиля хорошо знал почву не только как основное средст¬ во производства в сельском хозяйстве, т. е. хорошо владел знаниями в области агрономического почвоведения, но и понимал значение почвы, почвенного покрова как важнейшего компонента биосферы, т. е. был глубоко убежден в необходимости беречь и охранять почву как особое естественно-историческое тело, глубоко понимал ее экологическую роль регулятора сложившегося равновесия между сферами земли, необходи¬ мого для развития жизни во всех формах ее проявления. В наш век бурного научно-технического прогресса и интенсивного антропогенного воздействия на окружающую среду, в том числе и на почву, любой специалист сельского хозяйства должен быть убежденным защитником почвы, способным грамотно осуществлять экологически правильный подход к использованию земельных ресурсов. В организации, методике преподавания почвоведения по всем спе¬ циальностям сельскохозяйственного производства можно различать об¬ щие и специфические частные аспекты, с которыми связано совершен¬ ствование преподавания. К общим следует отнести организацию и методику лекционного кур¬ са, лекционно-практических занятий (ЛПЗ) и других форм; к част¬ ным — их особенности, обусловленные специализацией. Важнейшее значение сохраняет лекционная форма обучения, не¬ смотря на сокращение объема лекционных часов, что только усиливает значимость лекционного курса. В этой связи первостепенное значение приобретает мастерство и профессиональный уровень лектора и кон- 2 Почвоведение, Кч 2 17
кретная тематика лекций. Особое место должны занять проблемные лекции, ставящие крупные проблемы (вводная лекция, темы — плодо¬ родие почвы, органическое вещество, общая схема почвообразования, классификация почв, культурный почвообразовательный процесс и др.), лекции, обобщающие и систематизирующие материал (принци¬ пы агрономической, агрохимической, мелиоративной характеристики почв, оценка почв в связи с интенсивной технологией возделывания сельскохозяйственных культур, анализ состояния почвенных ресурсов региона и опыт их рационального использования и др.). Цикл проблем¬ ных лекций должен формировать фундамент знаний в области почво¬ ведения у будущего специалиста, его «агрономическую философию». Наряду с совершенствованием содержания лекционного курса, формы изложения материала требуется непрерывная работа кафедр и по улуч¬ шению иллюстративного материала (таблицы, слайды, плакаты, кино¬ фильмы и т. п.). Значительного усиления внимания в лекционном курсе требует осве¬ щение антропогенного почвообразования. Необходимо четко и обстоя¬ тельно излагать закономерности развития почв под воздействием сель¬ скохозяйственного производства, пути и методы контроля почвенных процессов, регулирования и воспроизводства почвенного плодородия. Для этого в программе курса следует ввести разделы, посвященные об¬ щим закономерностям и зональным особенностям культурного процесса почвообразования, агроэкологическим основам рационального исполь¬ зования почв и почвенного покрова и территорий в целом, эволюции почвенного плодородия и приемам его регулирования. В связи с изменением соотношения часов лекционных, практических занятий и самостоятельной работы студента при изучении дисциплины в вузах практически создалась новая ситуация в их преподавании. Она требует хорошо продуманной системы их изучения. Необходимо на ка¬ федрах провести тщательную методическую работу, в результате кото¬ рой по каждой теме должно быть определено, что читается в лекциях, что отрабатывается на практических занятиях, что должен проработать студент самостоятельно и как будет осуществляться контроль за усвое¬ нием материала. Безусловно, конкретная разработка такой системы изучения тем курса должна учитывать обеспечение студентов необхо¬ димыми руководствами и другими условиями для успешной самостоя¬ тельной работы, опираться на имеющийся опыт преподавателей, а так¬ же кафедр других вузов, учитывать возможности кафедры. Современный период работы в высшей школе требует более реши¬ тельного перехода на активные формы и методы обучения, от обучения методом памяти к школе мышления — школе творчества, школе высоко¬ го профессионализма. Эта задача наиболее сложная. Она требует настойчивой творческой деятельности профессорско-преподавательского состава кафедр. Долж¬ на быть налажена кропотливая работа преподавателей по воспитанию у студентов навыков освоения материала на основе творческого мыш¬ ления во всех формах учебного процесса. Необходимо в процессе обу¬ чения приучать студентов к анализу и синтезу фактического материала при изучении состава и свойств почв. При этом особое значение приоб¬ ретают семинары, контрольные работы, различного рода самостоятель¬ ные занятия студентов (рефераты, курсовые работы и т. п.). Творческое мышление развивается тогда, когда сама постановка во¬ проса, решение какой-либо задачи требуют от студента анализа мате¬ риала, его обобщения, а не простого ответа, ограниченного определением из учебника того или иного понятия. Поэтому особую значимость приобретает творческая методическая работа на кафедре, направленная на наиболее успешное освоение каж¬ дого раздела дисциплины, каждой ее темы. Руководителям кафедр не¬ обходимо будировать поиск и развивать творческую инициативу препо¬ давателей, находить наиболее эффективные приемы преподавания. 18
Конечно, студент должен знать, что такое гранулометрический со¬ став почвы, какие бывают почвы по гранулометрическому составу, осо¬ бенности их диагностики. Ответ на эти вопросы он вполне может усво¬ ить из учебника. Приобретение таких знаний связано прежде всего с работой механизма памяти. Здесь особого творческого мышления не требуется. Надо его настойчиво воспитывать. Вопросы — почему грану¬ лометрический состав представляет фундаментальное свойство почвы, почему в разных зонах и провинциях оценка почв по гранулометриче¬ скому составу имеет свои особенности, как в практической работе агро¬ ном может дифференцировать свои действия по управлению почвенным плодородием при использовании почв под разные культуры в зависимо¬ сти от гранулометрического состава почв — уже требуют определенно¬ го обобщения знаний, размышления, т. е. творческого подхода к ответам на них. Еще один пример. Тема «плодородие почв» является весьма бла¬ годатной для формирования у студентов умения синтезировать знания по отдельным свойствам почв. В ней имеются широкие возможности для уяснения студентами сложных взаимосвязей и взаимозависимостей между свойствами и режимами почв. При ее изучении необходимо до¬ биваться, чтобы студенты умели раскрывать эти взаимосвязи, тем более что по существу осуществление практических приемов регулирования плодородия требует от агронома понимания этих взаимосвязей. Воз¬ можности активного воспитания у студентов творческого подхода к ос¬ воению дисциплины имеются в каждом ее разделе, поэтому успех в этом деле прежде всего определяется методологической направленностью практического обучения. На ряде кафедр в практику преподавания первой части курса (об¬ щее почвоведение) прочно введено как форма подведения итога ее изу¬ чения составление реферата, в котором свойства и режимы почв на ос¬ новании конкретных данных их параметров по почвенному профилю должны быть проанализированы с учетом их взаимосвязей и взаимоза¬ висимостей и с элементами агрономической интерпретации. Особое значение в отношении формирования у студентов в период обучения навыков творческого мышления имеют курсовые работы и проекты и, наконец, дипломные работы. Все эти формы обучения застав¬ ляют студента активно осваивать материал. Однако и здесь требуется настойчивая методическая работа кафедр, направленная на стимулиро¬ вание у студентов навыков творческого мышления. Этому должны спо¬ собствовать разработки тем, методических указаний к их выполнению, обеспечение необходимой литературой, картографическими материала¬ ми, техническими средствами и т. п. В частности, желательно отказать¬ ся от таких тем курсовых работ, которые целиком связаны только с ре¬ ферированием литературы. Элементы реферирования необходимо со¬ хранить с целью приобретения студентами навыков работы с литерату¬ рой, однако главным в курсовой работе должны быть элементы творче¬ ства с анализом и обобщением материалов темы, при этом весьма же¬ лательно вводить в курсовые работы и задания, требующие выполне¬ ния расчетов (потребность почв в известковании, гипсовании и т. п.). В ряде вузов (Эстонская СХА, Пермский, Тюменский СХИ и др.) накоп¬ лен многолетний опыт выполнения курсовых работ на базе собственных исследований студентов в период учебной практики. Результаты таких курсовых работ передаются в хозяйства для практического использова¬ ния. Подобная форма курсовых работ в наибольшей степени отвечает современным требованиям органичного сочетания учебного процесса с практикой, с жизнью и способствует развитию у студента творческой инициативы. Однако широкому внедрению такой формы выполнения курсовых работ мешает отсутствие их узаконенности в типовых учебных планах и реально существующий в настоящее время чрезвычайно огра¬ ниченный срок учебной практики (3—6 дней). В соответствии с новыми требованиями в организации учебного про¬ цесса в высшей школе существенно возрастает роль самостоятельной работы студентов над освоением дисциплины. В самостоятельной рабо¬ 2* 19
те студентов можно различать две ее стороны. Первая — самостоятель¬ ная работа по усвоению материала программы. Основа здесь — учебни¬ ки и лекционно-семинарские занятия. В новой ситуации ряд разделов курса студент должен отработать самостоятельно при оказании' ему консультаций и контроля со стороны кафедр. Эта работа может быть в значительной части определена и стимулирована специальными мето¬ дическими разработками. Так, в Тимирязевской академии для студен¬ тов агрохимиков-почвоведов по курсу география и сельскохозяйствен¬ ное использование почв этому в большой степени служит «Рабочая тет¬ радь». В ней студент должен зафиксировать ответы на основные вопро¬ сы изучения главных типов почв: их география, условия почвообразова¬ ния, строение профиля, элементы классификации, особенности состава, свойств, некоторые вопросы агрономической оценки и сельскохозяйст¬ венного использования. Периодическая проверка «Рабочей тетради» да¬ ет возможность судить о самостоятельной работе студента по теме. Очевидно, могут быть и другие методические разработки, призванные организовывать, направлять и контролировать самостоятельную работу студентов. Несомненно одно — такая организация со стороны кафедр необходима. Вторая сторона организации самостоятельной работы студентов по изучаемому курсу связана с необходимостью индивидуального подхода к студентам с учетом их способностей, склонности к научным исследо¬ ваниям, а также с учетом возможностей самостоятельного изучения почв наиболее вероятного их места работы по окончании вуза и т. п. Организация самостоятельной работы для такой группы студентов, очевидно, должна предусматривать овладение материалом, углубляю¬ щим требования программы и выходящим за ее рамки. Это прежде все¬ го участие студентов в научных исследованиях кафедры, в том числе по хоздоговорной тематике, в системе научно-исследовательской работы студентов, написание специальных рефератов и др. Перестройка учебной работы по-новому ставит вопрос о ликвидации параллелизма в преподавании между кафедрами. Эту работу следует довести до четких конкретных договоренностей. Необходимо точно опре¬ делить, что мы, почвоведы, хотим от кафедр физической и коллоидной химии, геологии, микробиологии, что хотят от нас агрохимики, земледе- лы, мелиораторы. Это позволит более рационально использовать лек- ционо-лабораторные часы (а их станет меньше), и в то же время повысит ответственность кафедр-предшественников. В тех случаях, когда кафед¬ ры комплексные, решение этого вопроса должно осуществляться авто¬ матически путем правильного согласования заведующим рабочих пла¬ нов по каждой дисциплине и жестким и систематическим контролем за их выполнением. Уровень подготовки специалистов в высшей школе во многом опре¬ деляется наличием качественной учебной литературы. Можно считать вполне удовлетворительным сложившееся положение с учебными посо¬ биями по специальности агрохимия и почвоведение. Имеется основной учебник коллектива авторов, систематически дополняющийся при пере¬ изданиях новыми положениями. Его в достаточной мере дополняют по¬ собия: «Практикум по почвоведению» коллектива преподавателей ка¬ федры почвоведения ТСХА и «Лабораторный практикум по почвоведе¬ нию» кафедры почвоведения Ленинградского СХИ. По полевой учебной практике существуют также два специальных пособия, составленные преподавателями упомянутых кафедр. Хуже обстоит дело с учебной литературой для агрономических фа¬ культетов. Учебник под редакцией А. С. Фатьянова и С. Н. Тайчинова вышел лишь в одном издании много лет назад. Сейчас уже от этого издания в библиотеках почти ничего не осталось. Имеется острая необ¬ ходимость подготовки и издания нового руководства для агрономических специальностей. Что касается практических занятий, то упомянутые выше учебные пособия вполне обеспечивают нормальное ведение всех 20
видов практических занятий со студентами агрономических факуль¬ тетов. За последние годы профессорско-преподавательским составом уни¬ верситетов созданы фундаментальные руководства По почвоведению и отдельным его разделам. Это «География почв» Г. В. Добровольского и И. С. Урусевской, «Основы учения о почвах» т. I и II В. А. Ковды, «Бонитировка почв» Ф. Я. Гаврилюка, «Химия почв» Д. С. Орлова, «Охрана почв» Г. В. Добровольского и Л. А. Гришиной, «Физико-хими¬ ческий анализ почв» Н. Г. Зырина и Д. С. Орлова, «Картография почв» Т. И. Евдокимовой. Создание этих руководств не только обеспечило хорошие условия изучения почвоведения в университетах, но и в зна¬ чительной степени способствовало улучшению преподавания почвове¬ дения во всех вузах страны, поскольку указанные руководства явились ценными пособиями не только для студентов (в том числе и сельскохо¬ зяйственных вузов), но в большей мере способствовали повышению ква¬ лификации преподавательского состава вузов. Следует высказать чув¬ ства благодарности профессорско-преподавательскому коллективу фа¬ культета почвоведения МГУ за особо большой вклад в подготовку учебной литературы по почвоведению. При обучении студентов-агрономов перед преподавателями почвове¬ дения встают две главные цели. Первая — воспитать будущего агронома убежденным в том, что одна из основных его задач в производстве — заботиться о плодородии почвы, о бережном к ней отношении, подготовить его убежденным, по выраже¬ нию В. Р. Вильямса, «творцом плодородия», хорошо понимающим роль и место почвы в сельскохозяйственном производстве и ее общеэкологи¬ ческое значение. В делах агронома — будущее почвы. Поэтому все наши усилия — лекции прежде всего и другие формы изучения почвоведения должны быть подчинены этой цели — сделать агронома нашим активным союзником в борьбе за правильное и бережное использование почв. Вторая цель при обучении почвоведению будущих агрономов состоит в том, чтобы привить им хорошие знания почв, с которыми они будут иметь дело после окончания вуза, знание их свойств и режимов, прин¬ ципов решения конкретных вопросов их рационального использования и повышения плодородия — особенностей обработки, агрохимической оценки и применения удобрений, понимание их мелиоративных свойств, подверженности эрозии и т. п. Наиболее успешное решение этой задачи возможно при двух усло¬ виях: первое — если в процессе обучения все формы преподавания поч¬ воведения будут в значительной (а в ряде видов обучения и в целом) базироваться на изучении почв зоны деятельности вуза, а применитель¬ но к конкретному студенту — на изучение почвенного покрова его буду¬ щего хозяйства. В настоящее время подавляющая часть студентов боль¬ шинства сельскохозяйственных вузов обучаются по направлениям хо¬ зяйств и после окончания вузов возвратятся специалистами в свои хозяйства. Поэтому, обучаясь почвоведению, они должны знать не толь¬ ко положения нашей дисциплины в соответствии с программой, но, без¬ условно, хорошо знать почзы своего хозяйства. В этих целях должны быть подготовлены конкретные методические разработки и задания, ориентирующие студентов на необходимость углубленного изучения почв хозяйства (курсовые работы, сквозные кур¬ совые проекты и др.). При этом значительное место должны занять такие разработки, которые требуют конкретного решения вопросов использования почв хозяйства на основе применения мероприятий, тех¬ нология которых излагается в других дисциплинах (земледелие, агро¬ химия, мелиорация). Наиболее удобно и организационно легко осуще¬ ствить подобные задания на комплексных кафедрах, ведущих помимо почвоведения такие важные в отношении дифференцированного исполь¬ зования почв дисциплины, как земледелие и агрохимия. Опыт такого обучения имеется в ряде вузов (Алтайский СХИ и др.). 21
Вторым условием успешного обучения студентов знаниям о почвах районов их будущей практической работы является наличие региональ¬ ных руководств по почвоведению. Наша страна огромна. На ее терри¬ тории представлено все многообразие почв четырех из пяти почвенно- климатических поясов планеты. И естественно, в действующих ныне учебниках невозможно изложить исчерпывающие сведения о почвенном покрове конкретной области, об имеющемся опыте его использования йри освоении зональных систем земледелия. Мы стремимся в какой-то мере дать эти сведения в лекционном курсе. Но наиболее полно решить эту задачу может пособие по почвам региона. Каким же должно быть региональное пособие по почвоведению? Оно не должно копировать по своей структуре и фактическому материалу ни типовые учебники, ни монографии, посвященные почвам той или иной области. При обсужде¬ нии этого вопроса на совещании комиссии ВОП по программам и мето¬ дам преподавания была одобрена следующая структура: география почв региона (агропочвенное районирование и площади почв), и особенности структуры почвенного покрова, агрономическая характеристика почв и ее учет при решении вопросов специализации и структуры посевных площадей, обработки, применения удобрений, осуществления мелиора¬ тивных мероприятий и т. д. В таком пособии должны найти отражение достижения передовых хозяйств в повышении плодородия почв и их рациональном использовании. Некоторый опыт создания региональных пособий по. почвоведению имеется. В качестве примера можно указать учебник М. А. Панкова — «Мелиоративное почвоведение», посвященный орошаемым почвам Средней Азии, учебные руководства по почвам При¬ балтийских республик. Такие пособия должны издаваться местными издательствами (вуз, область, республика). Следует организовать подготовку и издание специального пособия по структуре почвенного покрова, отсутствие которого ощущается при подготовке агрохимиков-почвоведов. При изучении почвоведения на агрономических факультетах как обя¬ зательный завершающий итог характеристики почв отдельных зон и типов рассматриваются вопросы их сельскохозяйственного использова¬ ния с кратким обоснованием и изложением мероприятий по повышению почвенного плодородия. При изучении почвоведения на младших курсах эти рекомендации принимаются студентом в значительной мере «на веру» на основании общих положений, изложенных в учебниках и на лекциях. Поэтому важно при изучении последующих агрономических дисциплин создавать возможность тесной увязки их преподавания с почвенными условиями. Нам представляется, что этим требованием может хорошо удовлет¬ ворить внедрение сквозного курсового проекта, начиная с кафедры (курса) почвоведения с последующей отработкой, на основе материалов по характеристике почв конкретного хозяйства, заданий на кафедрах земледелия, агрохимии, растениеводства и др. Представляется также целесообразным организация на старших курсах (IV и V) агрономиче¬ ских факультетов и прежде всего для агрономов-полеводов и экономи¬ стов специализированного курса — «Использование материалов почвен¬ ных исследований в хозяйствах». В таком курсе изложение материалов по рациональному использованию почв будет опираться на знания сту¬ дентами всех агрономических дисциплин, и будущие агрономы на за¬ вершающем этапе своей подготовки получат более глубокие знания по вопросам практического использования всех материалов по характери¬ стике почв хозяйства, которые готовят и передают агрономам специа- листы-почвоведы. Успешное решение задачи рационального использо¬ вания земель, бережного отношения к почвенным богатствам страны немыслимо без усиления подготовки в области почвоведения агрономов всех специальностей, и прежде всего в тех направлениях, которые нами высказаны. В типовых учебных планах агрономических факультетов почвоведе¬ ние изучается в течение трех семестров (2—4-й). Такая растянутость 22
курса при сравнительно небольшом объеме часов (68 ч лекций и 68 ч лабораторно-практических занятий) нецелесообразна. По объему часов и отсутствии строгой логической последовательности в изложении дру¬ гих (подстилающих) дисциплин (микробиология, физическая и колло¬ идная химия, агрометеорология) преподавание почвоведения постепенно «сползает» на уровень общеобразовательной дисциплины, утрачивая свое значение важнейшей фундаментальной агрономической дисципли¬ ны. Об этом свидетельствует не только постепенное, но неуклонное сокращение часов на преподавание почвоведения, но и ликвидация курсового проекта, весьма короткий срок полевой учебной практики и явно недостаточное закрепление конкретных знаний о почве при пре¬ подавании последующих дисциплин. Роль почвы в агротехнологических дисциплинах часто ограничивают «местом закрепления и обитания», причем нередко вся информация заключается в характеристике меха¬ нического состава и содержания подвижных форм питательных элемен¬ тов. Почву «снижают» на уровень лишь субстрата, а химизации, меха¬ низации и в ряде случаев кажущейся экономике придают главенствую¬ щее значение. Бесспорно, агроном должен хорошо знать вопросы технологии воз¬ делывания сельскохозяйственных культур и получения высоких уро¬ жаев. Однако технология не должна излагаться рецептурно. Ее обуче¬ ние должно основываться на прочных теоретических знаниях. Только в этом случае она будет осуществляться агрономом с сознанием значи¬ мости и необходимости ее компонентов в соответствии с требованиями растения в конкретных почвенно-климатических условиях. Агроном должен иметь фундаментальные теоретические и практиче¬ ские знания о растениях, почвах, их совместном системном функцио¬ нировании и внутреннем взаимоотношении в естественных и агрокуль¬ турных экосистемах. Экологизация в самом реальном плане подготовки агрономов имеет важное значение. Это в свою очередь повышает и значимость знаний агронома в обла¬ сти почвоведения. Мы убеждены, что в интересах улучшения подготовки агрономов на курсах повышения квалификации преподавателей не толь¬ ко по почвоведению, а по всем агрономическим дисциплинам крайне целесообразны циклы почвоведения, экологии и системной биологии, чего пока не хватает в образовании самих преподавателей, не говоря о студентах. Об этом свидетельствует хотя бы и такой факт: в разработан¬ ных преподавателями различных агрономических наук (агрохимии, хи¬ мической защиты растений, земледелия, растениеводства, механизации) рекомендациях ло возделыванию сельскохозяйственных культур по ин¬ тенсивной технологии отсутствует указание о необходимости учета свойств почв при осуществлении тех или иных приемов, а в большинстве рекомендаций вообще почвы даже не упоминаются. Получается «бес¬ почвенная» интенсивная технология. Если так составлены рекомендации, то, очевидно, и при обучении этот изъян сохраняется. Особое место в системе сельскохозяйственных вузов занимают фа¬ культеты и отделения агрохимии и почвоведения, готовящие специали¬ стов агрохимиков-почвоведов. Создание такой специализации в 19 сель¬ скохозяйственных вузах страны, несомненно, имело важное значение для обеспечения сельского хозяйства квалифицированными кадрами в обла¬ сти химизации земледелия, учета и правильного использования почв. Подготовка таких специалистов в системе сельскохозяйственного обра¬ зования, безусловно, явилась весьма своевременным мероприятием, це¬ ликом себя оправдала, и роль этой системы подготовки агрохимиков- почвоведов становится все более и более важной на данном этапе широ¬ кой интенсификации сельскохозяйственного производства, в свете новых задач в области рационального использования земель и охраны природ¬ ных ресурсов страны, поставленных XXVII съездом КПСС. Агрохимик-почвовед в сельскохозяйственных вузах готовится на базе глубокого и разностороннего биологического и агрономического обра¬ зования. Хорошие знания в области земледелия, растениеводства, меха¬ 23
низации, экономики и организации сельского хозяйства и ряда*других важных агрономических дисциплин, базирующихся в своих теоретиче¬ ских положениях и практических выводах на данных науки о почве, создают благоприятную основу для агрономической связи специальных знаний агрохимика-почвоведа с решением практических вопросов расте¬ ниеводства, земледелия и животноводства, т. е. для наиболее успешного решения вопросов агрономического почвоведения. Вместе с тем в учеб¬ ных планах по этой специальности предусмотрена более углубленная подготовка студентов по геологии, геоморфологии, ботанике с основами геоботаники, а также биохимии растений, сельскохозяйственной радио¬ логии и некоторым другим дисциплинам, имеющим важное значение в формировании специалиста агрохимика-почвоведа. Ежегодный выпуск сельскохозяйственными вузами агрохимиков-почвоведов — 700—800 че¬ ловек. Они составили основные кадры проектно-изыскательских инсти¬ тутов «Гипрозема», «Гипроводхоза» и агрохимической службы страны. Практическая деятельность этих специалистов свидетельствует, что они в подавляющей своей массе успешно справляются с выполнением обязанностей агрохимиков-почвоведов, работая в различных организа¬ циях. В то же время возросшие задачи в области учета, качественной оценки почвенных ресурсов страны, их рационального использования, охраны почв, а также в связи с широкими масштабами мелиорации и химизации настоятельно требуют дальнейшего совершенствования под¬ готовки агрохимиков-почвоведов в сельскохозяйственных вузах. И в подготовке этих специалистов значительная часть недостатков также связана с несовершенством учебных планов. Несмотря на уве¬ личение времени, выделяемого на теоретическое обучение, весь объем часов дисциплин почвенно-агрохимического цикла составляет лишь 14% от общего объема часов. Одновременно план перегружен некоторыми дисциплинами, не имеющими непосредственного отношения к почвове¬ дению и агрохимии: в план включен значительный объем часов по бух¬ галтерскому учету, селекции и семеноводству, излишне велик курс гене¬ тики, сельскохозяйственных машин. И в то же время в плане нет курсов геоморфологии, современных инструментальных методов исследований, физики почв; неоправданно снят лабораторный спецпрактикум по поч¬ воведению на IV курсе. Чрезвычайно серьезным недостатком нового типового учебного плана является резкое сокращение времени для летней учебной практики, хотя все почвоведы понимают ее значение. Агрохимик-почвовед должен хорошо понимать природные взаимо¬ связи, условия формирования тех или иных типов почв, их свойства как результат этих взаимосвязей, должен знать хотя бы основные природные и культурные ландшафты и предвидеть характер их изменений при про¬ изводственной деятельности человека. В действующем учебном плане объем летней учебной практики умень¬ шен в 2 раза, часть ее перенесена на летний период 2-го семестра, когда студенты еще не слушали лекций о типах почв; в учебном плане снята зональная учебная экскурсия, дающая возможность ознакомления с основными природно-сельскохозяйственными зонами, увидеть большое разнообразие почв в природе, познакомиться с их использованием в про¬ изводстве, приобрести первые навыки экспедиционной жизни. Полевую подготовку будущего почвоведа нельзя заменить ничем. Поэтому для дальнейшего улучшения подготовки агрохимиков-почвове- дов в сельскохозяйственных вузах необходимо восстановить объем лет¬ ней учебной практики до 10 недель, предусмотрев в качестве обязатель¬ ной ее части зональную экскурсию в теченне 4 недель. Необходимо усилить подготовку агрохимиков-почвоведов в области современных инструментальных методов исследования почв, удобрений и растений, введя в план соответствующие дисциплины в виде больших лабораторных практикумов. Существенного улучшения требует подго¬ товка почвоведов в области мелиорации почв. Большие масштабы ме¬ лиоративного улучшения почв в Нечерноземной зоне и в районах 24
орошаемого земледелия в двенадцатой пятилетке и в ближайшей пер¬ спективе требуют значительного привлечения квалифицированных спе¬ циалистов почвоведов в систему проектных институтов «Гипроводхоз» и других организаций, ведущих почвенно-мелиоративные изыскания и осуществляющих подготовку проектов мелиорации земель. Не менее от¬ ветственны задачи почвоведов и в разработке мероприятий по наиболее эффективному использованию мелиорированных почв. В свете современ¬ ных требований о максимальном приближении подготовки специалистов в высшей школе к жизни, к практике очевидно наиболее целесообразна такая организация учебно-производственной и производственной прак¬ тики для студентов агрохимиков-почвоведов, которая обеспечивает им возможность в период обучения практически поработать и в системе «Гипрозема» и в системе «Гипроводхоза». Это прежде всего желательно для вузов, расположенных в регионах, где ведутся в больших масштабах почвенно-мелиоративные изыскания (Нечерноземье, районы с широким развитием орошения). Между тем существующая подготовка почвоведов в области мелио¬ ративного почвоведения совершенно недостаточна. Она в основном огра¬ ничивается сведениями по физическим свойствам и режимам почв, из¬ лагаемым в общем курсе, и изучением методов определения физических и водно-физических характеристик.почв, предусмотренных инструкцией по крупномасштабному картированию. Необходимо значительно расши¬ рить как теоретическую, так и методическую подготовку почвоведов в области мелиоративного почвоведения. Было бы желательно по при¬ меру ТСХА ввести в учебные планы курс «Мелиоративного почвоведе¬ ния», сопровождающийся разносторонним лабораторно-полевым прак¬ тикумом, который охватывал бы изучение всех наиболее важных совре¬ менных методов, используемых в целях мелиоративной характеристики почв. Важное место в подготовке почвоведов занимает изучение системы методов, применяемых в почвоведении. Если по методике крупномас¬ штабного картирования почв имеется специальный лекционный курс, сопровождающийся полевой учебно-методической практикой, то изуче¬ нию стационарных методов исследования и приемов моделирования почвенных процессов и режимов отводится лишь незначительное время или эти разделы в обучении опускаются. Между тем именно эти методы становятся одними из основных на современном этапе разработки как теоретических, так и практических аспектов нашей науки. От выпускни¬ ка агрохимика-почвоведа требуется знание основных принципов орга¬ низации и методов полевых стационарных исследований. Необходимо по этому разделу подготовки ввести чтение лекционного курса «Совре¬ менные методы исследования в почвоведении» с практикумом, охваты¬ вающим как полевые, так и лабораторно-инструментальные современ¬ ные методы исследования. Требуется создание специального учебно-ме¬ тодического пособия по этому разделу, приспособленного к программе преподавания его в сельскохозяйственных вузах. Очевидно, целесооб¬ разно пересмотреть программу и содержание практикума по этому раз¬ делу курса почвоведения для студентов агрохимиков-почвоведов. Дей¬ ствующие программы отражают в большей своей части уже устаревшие методики, почти не ориентируют обучение на внедряемые в практику современные инструментальные методы почвенных анализов. В общей теоретической подготовке почвоведов следует уделить вни¬ мание изучению геохимии ландшафтов, особенно в связи с вопросами охраны окружающей среды. Возросшие практические задачи в этом направлении, подчеркнутые на XXVII съезде КПСС, дают основание высказать предложение о целесообразности организации в нескольких наиболее подготовленных для этого сельскохозяйственных вузах на фа¬ культетах агрохимии и почвоведения подготовки специалистов по про¬ филю «агролесомелиорация и охрана природы». Исключительно большой объем противоэрозионных работ, который необходимо осуществить в стране, непрерывно увеличивающиеся масштабы рекультивации земель, необходимость осуществления строгого контроля по охране почв и при¬ 25
родной среды от загрязнений и нарушений — все это требует подготовки специалиста для практического решения этих вопросов. Высшая сель¬ скохозяйственная школа является наиболее подходящей базой подго¬ товки такого специалиста, ибо его формирование должно быть тесно связано с изучением широкого круга агрономических дисциплин. Нам представляется целесообразным изменить название специальности «агрохимик-почвовед» на «почвовед-агрохимик». Почва — основа жизни, главное средство производства в сельском хозяйстве. Почвовед — ее толковый хозяин, понимающий закономерности экосистемных функций почвы и растения. Агрохимия решает одну из задач (хотя и чрезвычайно важную) управления почвенным плодородием — регулирование пита¬ тельного режима почвы на основе средств химизации (применение удо¬ брений, химических мелиорантов). Решение этой задачи наиболее успешно возможно только при глубоком понимании и обязательном уче¬ те сложных взаимосвязей и взаимозависимостей между свойствами поч¬ вы, окружающей средой и растением, в результате которых формируется и развивается почвенное плодородие и создается урожай. Название «почвовед-агрохимик» наиболее точно отвечает требованиям к такому специалисту в современных условиях, подчеркивает его ответственность за правильное использование основы сельскохозяйственного производ¬ ства — почвы. Кратко остановимся на преподавании почвоведения по другим спе¬ циальностям. Специальность гидромелиорации находится в наихудшем положении относительно почвенной подготовки. Почва как объект мелиорации изу¬ чается здесь только в течение одного семестра среди общетехнических и математических предметов, причем курс заканчивается всего лишь зачетом. Отдаленность преподавания почвоведения (по существу оно должно быть мелиоративным) от дисциплин мелиорации доходит до нескольких семестров. Все это приводит к крайне плохой подготовке мелиораторов по почвоведению, а дальше — к бесконечным упущениям, грубым ошибкам и неэффективности народнохозяйственных затрат в проведении гидромелиоративных работ. Нам кажется, что повышение значения естественных предметов (в том числе и почвоведения) за счет превышенных технических является одной из первых задач при реорга¬ низации или, по крайней мере, при дифференциации специальности гид¬ ромелиорации. Заметно ослаблена подготовка по почвоведению для экономистов. На этих факультетах почвоведение исключено как самостоятельная дис¬ циплина и в большинстве случаев читается на кафедре земледелия в качестве раздела в цикле лекций по земледелию. При этом экономисты не получают необходимой предварительной подготовки по физической и коллоидной химии и другим общеобразовательным дисциплинам. Специалисты этого профиля по окончании вуза или вскоре после на¬ чала практической работы в значительной части утверждаются на ру¬ ководящих должностях в хозяйствах, в органах Агропрома. Создается ненормальная ситуация — руководитель слабо подготовлен в области знаний об основном средстве производства. Успешное выполнение задач по совершенствованию подготовки в области почвоведения агрономиче¬ ских кадров в сельскохозяйственных вузах невозможно без резкого улучшения материально-технической базы учебного процесса. Это каса¬ ется прежде всего современного инструментального оборудования и обеспечения кафедр картографическим материалом. Даже старейшие сельскохозяйственные вузы страны — ТСХА, Харьковский, Ленинград¬ ский, Горьковский, Омский СХИ и др.— не имеют необходимого обору¬ дования и в нужном комплекте, для того чтобы студенты, и в особенно¬ сти будущие специалисты агрохимики-почвоведы, могли в процессе своего обучения овладеть приборами, широко применяемыми в зональ¬ ных агрохимических лабораториях, научно-исследовательских и проект¬ ных институтах, т. е. в тех учреждениях, куда после окончания вуза поступают на практическую работу выпускники факультетов агрохимии 26
и почвоведения. Современный специалист агрохимик-почвовед должен быть подготовлен и как исследователь. Элементы научной работы все больше и больше в различных формах внедряются в учебный процесс (НИРС, курсовые и дипломные работы, участие студентов в выполнении хоздоговорной тематики и др.). Поэтому оснащение современным обо¬ рудованием учебных и специализированных лабораторий — дело перво¬ степенной важности. Следует резко изменить положение с инженерно- техническим обслуживанием учебного процесса. Отсутствие необходи¬ мых штатов, низкая оплата должности инженера исключают возможность обеспечить нормальный технический контроль за работой разнообразного сложного оборудования на кафедрах. Необходимо для этих целей создание в вузах специальных квалифицированных групп из инженерно-технических работников. Совершенно ненормальное положение создалось с обеспечением ка¬ федр учебными картами. Между тем необходима целая система учеб¬ ных карт, начиная с карт обзорных и кончая крупномасштабными и детальными отдельных хозяйств по всем основным почвенно-климатиче¬ ским зонам и даже наиболее важным в сельскохозяйственном отношении регионам. Крайне необходимы учебные карты по новому разделу поч¬ воведения— структуре почвенного покрова. Совершенно нет учебных материалов по разделу курса методики крупномасштабного картирова¬ ния почв — применение аэрофотосъемки в почвенных исследованиях. Существенного улучшения требуют различные наглядные демонстра¬ ционные материалы. Фактически совершенно не налажено их централи¬ зованное изготовление. Необходимо объединить усилия кафедр почво¬ ведения сельскохозяйственных вузов и университетов в деле создания стабильных демонстрационных материалов (слайдов, плакатов, графи¬ ков, схем и т. п.), отвечающих требованиям как в научно-методическом, так и в техническом отношении. Успешное решение неотложной задачи улучшения материально-технической базы учебного процесса невозмож¬ но без объединения усилий не только почвоведов вузов, но и крупных научных почвенных учреждений, в которых работают опытные ученые- педагоги, знающие и понимающие нужды почвоведов высшей школы. Необходима также действенная организационно-материальная помощь соответствующих методических управлений Министерства высшего и среднего специального образования и Госагропрома СССР. Почвенная тематика почти не нашла отражения в кино. Здесь имеются большие возможности для создания ряда тематических кинофильмов как по общему курсу, так и в особенности по курсу «География почв и их сель¬ скохозяйственное использование». Улучшению обучения почвоведов в сельскохозяйственных вузах мог¬ ла бы служить и спланированная целенаправленная их подготовка для основных потребителей таких кадров — проектных институтов «Гипро- зем» и «Гипроводхоз», научно-исследовательских почвенных учрежде¬ ний. Знание заранее плана распределения молодых специалистов по этим организациям позволило бы конкретнее планировать и их подго¬ товку, в особенности на завершающем этапе обучения — в периоды дипломной практики и разработки дипломного проекта. К сожалению, в настоящее время в ряде вузов (ТСХА, Горьковский •СХИ и др.) выпускники факультетов направляются в значительной ча¬ сти на общеагрономическую работу, а в то же время в системах «Гипро- зема» и «Гипроводхоза» по стране имеется большой дефицит специали- стов-почвоведов. В заключение выскажем некоторые соображения по поводу перспек¬ тив работы существующей при ВОП комиссии по вопросам преподава¬ ния почвоведения в вузах. Ей должна принадлежать большая роль в практическом решении многих вопросов улучшения подготовки кадров в области почвоведения, высказанных в настоящем сообщении. Необхо¬ димо расширить ее функции, до сих пор в основном ограниченные функ¬ циями рецензирования учебно-методической литературы. Она должна стать оперативным органом, осуществляющим решение вопросов улуч¬ 27
шения и совершенствования преподавания нашей дисциплины, намечен¬ ных съездами ВОП, всесторонними совещаниями заведующих кафед¬ рами. Ее практическая работа должна строиться при постоянных кон¬ тактах с Методическим управлением Госагропрома. При надлежащем понимании наших нужд со стороны комиссия могла бы стать весьма действенным инструментом обобщения, распространения и внедрения положительных приемов и методов улучшения преподавания почвоведе¬ ния, мобилизации и организации усилий всех вузов в области разработ¬ ки комплекса методических пособий, в том числе и наглядных демон¬ страционных материалов. Нас много, мы вместе очень большая сила и при хорошей организации могли бы сами решить многие волнующие нас методические вопросы. Об этом, в частности, свидетельствует поло¬ жительный опыт работы межвузовских методических комиссий по ряду дисциплин в системе технических вузов. За последние 2 года работа комиссии ВОП несколько оживилась. Ежегодно проводятся совещания представителей кафедр агрохимии и почвоведения с обсуждением насущных вопросов организации, методики и содержания обучения по этим дисциплинам. В частности, намечен ряд практических мероприятий по организации централизованной подготов¬ ки учебно-демонстрационных материалов, региональных учебных посо¬ бий и др. Активизация обмена опытом преподавания в рамках ВОП на страницах наших периодических журналов может во многом способ¬ ствовать улучшению дела подготовки агрономических кадров по почво¬ ведению. Поступила в редакцию 14.IX.1987
ПОЧВОВЕДЕНИЕ 1988 № 2 УДК 634.0:631.4 РЕЙНТАМ Л. Ю. О ПРИНЦИПАХ ПРЕПОДАВАНИЯ ПОЧВОВЕДЕНИЯ В ЛЕСНЫХ ВУЗАХ И НА ФАКУЛЬТЕТАХ Лесное хозяйство немыслимо без плодородной почвы, а также без специалистов, знающих ритмику жизни почвы, место ее в системе «лес —почва» и закономерное развитие продукционно-способных лесных экосистем. Ведь основой жизни и пищевых цепей на нашей планете являются растительные сообщества, которым принадлежит важнейшая способность —синтез органического вещества путем превращения сол¬ нечной энергии в химическую. На обширных территориях этими сооб¬ ществами служат леса, с наличием и функционированием которых в той или иной мере связаны и от которых зависимы культурные экоси¬ стемы— посевы сельскохозяйственных культур, культурные лугопастби- ща, плодовые плантации и т. д. Хотя современный урбанизированный человек непосредственно не использует основную лесную продукцию и прямо не зависит от леса, лес все же играет важную роль в существо¬ вании и благополучии человечества до настоящего времени. Неотделимой от леса является созданная им в продукционном про¬ цессе почва, которая в свою очередь служит необходимым условием для продуцирования и жизни леса как единственный источник влаги и мине¬ ральной пищи. В потоках энергии, продуцировании органического веще¬ ства и биогеохимических круговоротах веществ и энергии лес и почва составляют через множественные взаимосвязи и отношения уникальную природную систему, нерасторжимое природное содружество, жизнь, причинное, функциональное и следственное развитие которого базиру¬ ется на синхронных лесопродукционных и почвообразовательных про¬ цессах. Это же является фундаментальной основой не только почвове¬ дения вообще, но и лесного почвоведения в частности. При подготовке специалистов лесного хозяйства, как и всех специа¬ листов биологического профиля, существует четкое и ясное представле¬ ние о фундаментальности почвы и растения, об их совместной работе в природе, в производстве продуктов питания и создании общественного благосостояния. Реальное распознавание причинного, функционального и следственного единства почвы с растением (лесом) и необходимость его тщательного изучения для обеспечения существования человека должно быть основной целью преподавания всех отраслей почвоведения, в том числе и лесного. Но с достижениями научно-технического прогрес¬ са отношение к почве почему-то все менее ответственно, будто почва перестала быть незаменимой и потеряла свое значение в экосистемных функциях и обеспечении продолжения жизни на Земле. Повсеместно раз¬ виваются строительная, бытовая, машинная и химическая деградация почв, в лесах видят прежде всего сырье для промышленности, игнориру¬ ют синхронность продукционных и почвенных процессов, переоценивают химизацию и недооценивают водно-физические и биологические экоси- стемные феномены. Все это отражается в типовых и рабочих учебных планах, в подготовке специалистов и их гражданской ориентации. Повсе¬ местно наблюдается перегруженность учебных курсов технологическими дисциплинами за счет предметов, рассматривающих фундаментальные компоненты природы. Сравнительно со специальностями агрономического профиля планы для подготовки инженеров лесного хозяйства оказываются наиболее со¬ вершенными, причем существуют определенная системность и более- менее логичная последовательность в ранге изучаемых предметов. 29
Почвоведение занимает довольно престижное место, но, по последнему варианту типового учебного плана, в него включены «Основы земледе¬ лия»! Возникает вопрос: как можно себе представить совокупность лес¬ ного почвоведения и земледелия в лесных вузах и факультетах? Нам представляется, что такой надобности нет. В зависимости от уклона и знаний преподавателя в этом прецеденте скрывается опасность лишней агрономизации почвоведения для инженеров лесного хозяйства вообще, что в свою очередь может служить источником снижения значимости предмета и снижения его до уровня общеобразовательной дисциплины, а отношение студентов к почве волей-неволей может стать формальным. Это же принесет вред для дальнейшего развития и целенаправленной самостоятельной специализации, нужной для специалистов по лесоведе¬ нию, лесному хозяйству и лесоустройству, дисциплины «лесное почво¬ ведение». Лесное почвоведение представляет собой фундаментальное и при¬ кладное направление генетического почвоведения [1]. По Зонну, оно должно решать проблемы влияния почвенных * ^ловий на произрастание и производительность лесов и влияния лесной растительности на почвы. Отсюда вытекает, что почвенное образование в лесных вузах и факуль¬ тетах необходимо построить на изложении этих взаимосвязанных про¬ блем и иметь четкое лесное направление даже в изложении самых об¬ щих понятий и закономерностей развития лесных почв. Начиная с вве¬ дения курса и определения предметов и понятий, следует базироваться на причинном, функциональном и следственном единстве леса и почвы, продукционных и почвообразовательных феноменов, лесоведения, лесо¬ водства и почвоведения. Хотя некоторые показатели почв имеют анало¬ гичные взаимоотношения с любыми растительными сообществами и рассматриваются общим почвоведением, лесной спецификой обладают все составные, свойственные и экологические характеристики почв. Не говоря о режимных и процессных характеристиках, которые всегда имеют биогеоценотическую направленность. Наш опыт показывает, чта целенаправленное лесное акцентирование любого вопроса общего поч¬ воведения прекрасно вмещается в лесное почвоведение и в результате существенно повышает заинтересованность и увеличенность студентов, а также их экологическую, почвенную и в общем экосистемную подго¬ товку. Разумеется, что такое лесное акцентирование вопросов общего почвоведения и их проблемное изложение требуют серьезных знаний не только почв, но также леса и функционирования системы «лес — почва». Но мы имеем дело с весьма принципиальной проблемой в перестройке лесной высшей школы — тривиальное общеописательное представление материала должно уступить место системным подходам в препода¬ вании. Объединяющим лес и почву компонентом лесной экосистемы явля¬ ется лесная подстилка, причем раскрытие ее роли, значения и характе¬ ристик представляет один из важнейших и узловых разделов лесного почвоведения. Поступление, превращение и накопление органического вещества в лесных почвах существенно отличается от таковых в почвах других наземных экосистем, причем через подстилку формируется основ¬ ная часть лесного гумуса. Поэтому органическое вещество и продукты его превращения как движущая сила почвообразования требует на лес¬ ных факультетах особого изложения. То же самое касается водно-физи¬ ческих, физико-химических и биологических характеристик, которые имеют в лесных почвах иные критерии и значимость, чем, например, в пахотных. Хотя общие категории и виды почвенной воды, воздуха и тепла, окислительно-восстановительных и питательных параметров по¬ всеместно характеризуются одинаково, их динамика, экосистемные и лесоводственные критерии опять-таки отличают лесные бйогеосистемы от других, составляя тем самым специфичный объект лесного почвове¬ дения. Общие и частные почвообразовательные процессы индуцируются со¬ вокупностью и взаимосочетаниями экологических и продукционных аргу¬ 30
ментов, что в свою очередь наиболее ярко демонстрирует взаимосвязан¬ ную и синхронную работу всей экосистемы. Преподавание этой фунда¬ ментальной части почвоведения требует четкой увязки со всеми предыдущими разделами курса, чтобы обеспечить не только необходи¬ мое логичное развитие учения о почвообразовании, но также и подкреп¬ ление концепции о взаимности продукционных и почвообразовательных феноменов, дифференцируемых4 экологическими особенностями и их де¬ талями. Эту часть лесного почвоведения было бы желательно увязать с лесоведением и лесоводством по семестрам, отодвигая, например, лес¬ ное почвоведение в планах на семестр позже. На наш взгляд, понятие почвенного профиля и его разделения на генетические горизонты, а также минералогической, химической, меха¬ нической и гидротермической дифференциации почв логично увязать с процессами почвообразования, которые в свою очередь будут более по¬ нятны тогда, когда уже имеются, знания о всех показателях и режимах почв и их взаимосвязях и — реакциях с живой частью экосистемы. Только при изложении процессор почвообразования возможно указать и аргументировать формирование различных слоев почвы, именуемых генетическими горизонтами и обозначаемых условными буквенными и цифровыми индексами. Мы убеждены, что такого рода абстракция мо¬ жет иметь место только тогда, когда даны необходимые предпосылки в виде комплекса конкретных почвенных показателей. Основное содержание лесного почвоведения включает характеристи¬ ку лесных почв, их лесорастительные показатели и пути улучшения. Подобный обзор проводится на трех уровнях — мировом, всесоюзном и региональном. Безусловно, значимость этих уровней, объем и направ¬ ленность изложения материала зависят от многих обстоятельств. В ву¬ зах общесоюзного значения региональный уровень отодвигается на второй план, а на первый ставятся более высокие уровни. В большин¬ стве же вузов (факультетов) распределение выпускников имеет регио¬ нальный характер, т. е. ограничивается определенной территорией, уси¬ ливается изложение региональных особенностей лесного почвообразо¬ вания, обращается основное внимание на изучение лесных почв в связи с конкретными типами произрастания леса определенной территории (зоны деятельности вуза). В таких случаях, разумеется, мировой и все¬ союзный уровни излагаются в общеобразовательном плане. К сожале¬ нию, до сих пор отсутствуют не только региональные учебные пособия по лесному почвоведению, но и доступные учебные пособия специального лесного направления. Составление таковых — одна из первоочередных задач, которые предстоит решить ведущим педагогам по лесному поч¬ воведению. Несомненно, генезис, география и классификация лесных почв лю¬ бого уровня должны быть увязаны с лесной типологией, проблемами лесоведения, лесоводства, лесоустройства и других аспектов. Хотя соот¬ ветствующие спецкурсы преподают на старших курсах, но ссылки на эти объекты необходимы, чтобы, во-первых, связать лесное почвоведе¬ ние с другими спецпредметами, с указанием того, где и в каких случаях их успешное решение требует знаний о почвах и учета особенностей почвенно-экологической ситуации; во-вторых, убедить студентов, что лесное почвоведение входит в число спецдисциплин и тем самым повы¬ сить их заинтересованность к его лучшему усвоению и, в-третьих, под- черкнуть еще раз единство функционирования леса и почвы во всех случаях и при всех естественных и антропогенных воздействиях. Без¬ условно, дальнейшая конкретизация использования и учета почвенных особенностей при разрешении лесных проблем переносится и на другие кафедры. Опыт Эстонской сельскохозяйственной академии показывает, что преподаватели лесоведения, лесных культур, лесоводства, лесного хозяйства, лесоустройства, лесомелиорации, организации лесного хо¬ зяйства и других дисциплин хорошо справляются с этой задачей, исходя из значимости почв и их специфик в жизни леса. Этим успешно обеспе¬ чивается углубленное внедрение сведений о лесных почвах в разрешение 31
специальных научных и прикладных заданий. Студентам это все зара¬ нее известно, и поэтому они весьма серьезно относятся к усвоению зна¬ ний о лесном почвоведении. Использование материалов почвенных съемок и исследований (полевых маршрутных и стационарных, лабора¬ торных, картографических) в целях лесоводства, лесного хозяйства и т. д. должно войти в итоговую часть лесного почвоведения, причем подчеркиваются принципиальные возможности математической обработ¬ ки, моделирования, прогнозирования и программирования. Таким образом, лесное почвоведение должно представлять собой специальный курс для подготовки экологически и экосистемно образо¬ ванных специалистов по лесным специальностям. Его место в учебных планах должно стоять после общебиологических и точных наук, парал¬ лельно с некоторыми лесными дисциплинами (например, дендрология, лесоведение, лесоводство) и до основных лесных курсов. Что касается «основ земледелия», то оно могло бы (как раньше) излагаться в каче¬ стве самостоятельного предмета до лесного почвоведения без умень¬ шения при этом объема последнего. Всякие «основы» в лесном почвове¬ дении лишние, а его «комплексность» с земледелием носит весьма со¬ мнительный и искусственный характер. В современных лесоведении, лесоводстве и лесоустройстве почва при¬ обретает все большее значение, причем специалисты должны иметь не только теоретические знания, но и обладать солидным практическим опытом. Поэтому одной недели для учебной практики в учебных планах крайне недостаточно. За такой срок можно провести лишь общеознако¬ мительную работу, и это не позволяет студентам одновременно с учебой проводить серьезные самостоятельные исследования в комплексе с ле- соводственными и экологическими направлениями. Было бы крайне разумно продлить полевую практику (в 4-м или, может быть, даже в 6-м семестре) до 2—3 недель, во время которой можно сначала ознако¬ мить студентов с основными лесными почвами и типами местопроизра¬ стания леса региона деятельности вуза, затем провести необходимые для практики собственные исследования по лесным подстилкам, усвояе¬ мым влагозапасам лесных почв, географии почв и типов местопроизра¬ станий леса, антропогенным воздействиям на лесные почвы и леса и т. д. Их обобщение и математическая обработка данных в отдельной (по лесному почвоведению) или совместной сквозной (по лесоведению, лесоводству и лесному почвоведению) курсовой работе значительно улучшило бы уровень подготовки специалистов. Результаты таких ра¬ бот могли бы быть переданы лесхозам для практического пользования. Наш опыт на агрономическом факультете в таком плане был положи¬ телен [2], причем студенты всегда готовы выполнить во время учебного процесса полезную для практики работу [3] и тем самым повысить свой уровень знании и опыта. Литература 1. Зоин С. В. О некоторых проблемах развития лесного почвоведения//Диагностика деградации и воспроизводства лесных почв. Тарту, 1987. С. 13—14. 2. Рейнтам JI. Ю. Об организации практической подготовки агрономов по почвоведе- ншо//Тоз. докл. Брянской обл. научно-исследовательской конф. Брянск, 1983. С. 208—210. 3. Рейнтам JI. Ю., Сепп Р. А., Цобель М. Р. Лесные экосистемы в условиях поверх¬ ностного переувлажненпя//Лес и почвы. Характеристика объектов учебно-опытного лесхоза «Ярвселья» к Всесоюзной конференции «Диагностика деградации и воспро¬ изводства лесных почв». Тарту, 1987. С. 3—15. Эстонская сельскохозяйственная Поступила в редакцию академия, г. Тарту 26.VIII.1987 32
ПОЧВОВЕДЕНИЕ 1988 № 2 УДК 631.4:631.6 ГУСЕНКОВ Е. П. ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВ ПОЧВОВЕДЕНИЯ ПРИ ПОДГОТОВКЕ СПЕЦИАЛИСТОВ МЕЛИОРАТИВНЫХ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРОФЕССИЯ Знание основ почвоведения, глубокое всестороннее понимание зна¬ чения почвы как важнейшей составляющей биогеоценозов необходимы практически каждому специалисту, который в той или иной степени связан по роду своей деятельности с принятием решений по организа¬ ции строительства, проектирования любых объектов промышленного, со¬ циально-бытового, гидроэнергетического, сельскохозяйственного назна¬ чения. Это в равной степени относится к ведущим работникам партийных и советских органов в центре и на местах, руководителям и ответствен¬ ным работникам министерств и ведомств, Госплана СССР и Госпланов союзных республик, Госстроя СССР и госстроев союзных республик, специалистам всех рангов проектных, научно-исследовательских, строи¬ тельных и эксплуатационных организаций, в том числе и квалифициро¬ ванным специалистам и рабочим строительных организаций — бульдо¬ зеристам, скреперистам и т. д. Существенным недостатком современного технического образования как в системе высшей школы, так и в профессиональной подготовке спе¬ циалистов со средним техническим образованием строительных профес¬ сий является подготовка узкоориентированного исполнителя профессио¬ нальной функции. В результате лица, принимающие и осуществляющие в дальнейшем ответственные решения в вопросах строительства, не по¬ лучают в необходимом объеме в ходе учебы в высших учебных заведе¬ ниях, техникумах, профессионально-технических училищах знаний по вопросам природопользования и почвоведения. Особенно важно образо¬ вание руководителя в вопросах природопользования и охраны природ¬ ной среды, так как нехватка соответствующих знаний в этой области может привести в итоге к существенным ошибкам и просчетам при при¬ нятии решений. Ярким примером этого являются известные факты о нарушении эко¬ логического равновесия из-за строительства и эксплуатации промыш¬ ленных объектов в районе оз. Байкал, а также в районе Ладожского озера и других регионах. Основной причиной недостатков в подготовке и переподготовке спе¬ циалистов строительного профиля является отсутствие соответствующих специальных учебных пособий в области охраны природы и основ поч¬ воведения для учащихся технических вузов, техникумов, профессиональ¬ но-технических училищ строительного профиля, в которых в научно- популярной форме излагаются основы природопользования, охраны почв и вскрываются причины основных негативных явлений, возникаю¬ щих вследствие недооценки необходимости охраны почв и других эле¬ ментов биогеоценозов при проектировании, строительстве и эксплуата¬ ции объектов промышленного, гражданского, гидроэнергетического, сельскохозяйственного, водохозяйственного и другого назначения. Создание таких учебников, а также включение в программы вузов, техникумов и профессионально-технических училищ, курсов по перепод¬ готовке как специалистов строительного профиля, так и ответственных работников партийных, советских и государственных учреждений специ¬ альных программ по основам природопользования и охраны почв долж¬ ны стать одной из главных задач в современной кадровой политике. 33
Не менее важно основы почвоведения знать как аксиому специали¬ стам и рабочим совхозов и колхозов, непосредственно связанным как: с технологией обработки почвы при сельскохозяйственном производстве,, так и при обработке сельскохозяйственной продукции, имея в виду преж¬ де всего обязательное соблюдение зональных агротехнических рекомен¬ даций, исключающих деградацию плодородия почв, развитие водной и ветровой эрозии, применение в качестве обязательного технологического элемента отмывку корнеплодов на месте от агрегатов почвы, сбор их и централизованное возвращение на поля, как это делается в развитых капиталистических странах. Особо важно знание основ почвоведения для специалистов гидротехников, занимающихся проектированием и строительством крупных гидроэлектростанций, водохранилищ, селехра- нилищ, мелиоративных систем, а также для проектировщиков животно¬ водческих комплексов, объектов строительства производственного и не¬ производственного назначения. Однако и для подготовки специалистов этих профилей также нет соответствующих учебных пособий. Послед¬ ствия влияния уровня развития научной теории в вопросах природополь¬ зования на соответствующий период времени проектирования и строи¬ тельства крупных хозяйственных комплексов и недостатки в подготовке кадров по вопросам охраны окружающей среды широко известны. Так„ из-за недостаточного знания последствий ввода в эксплуатацию крупных гидроэнергетических комплексов, построенных до 80-х годов Министер¬ ством энергетики и электрификации СССР, и отсутствия надежных ме¬ тодов прогнозирования значительные площади плодородных земель в* долинах рек оказались затопленными. В итоге не только были исключе¬ ны из состава сельхозугодий площади почв долин рек, но и произошло образование мелководий в водохранилищах, ставших одной из основных причин для развития таких явлений, как образование застойных зон в водохранилищах, вызывающих развитие синезеленых водорослей, и рез¬ кое ухудшение качества воды за счет развития анаэробных процессов. Аналогичные явления отмечены и в практике строительства и экс¬ плуатации водохранилищ гидроэнергетического назначения во всех странах мира. Именно поэтому в последние годы при проектировании и строительстве водохранилищ любого назначения, в том числе для гидроэнергетики, предусматривается исключение возможности появле¬ ния мелководий за счет сооружения специальных дамб обвалования* предотвращающих необоснованное затопление плодороднейших почв, долин рек в зоне этих водохранилищ. Современные водохранилища ирригационного назначения проекти¬ руются и строятся Минводхозом СССР только с учетом минимального- затопления земель и, как правило, размещаются в горных долинах, что предотвращает затопление плодородных почв сельскохозяйственного назначения речных долин равнинных территорий. Союзводпроект и про¬ ектные организации Минводхоза СССР в одиннадцатой пятилетке раз¬ работали схемы реконструкции водохранилищ страны, в составе кото¬ рых как основное техническое мероприятие предусмотрено строитель¬ ство дамб для отсечения мелководий и вовлечения затопленных почв этих территорий в сельскохозяйственное использование. Так, например, на Кайракумском водохранилище в Таджикской ССР предусмотрено и начато осуществление отсечения мелководий дамбами обвалования с включением затопленных земель в состав сельскохозяйственных уго¬ дий. На водохранилище Чебоксарской гидроэлектростанции Минэнерго СССР осуществляет строительство дамб, отсекающих мелководья и исключающих затопление плодородных почв. Эти требования к строи¬ тельству водохранилищ должны в обязательном порядке найти отраже¬ ние не только в специальных учебниках по гидротехническому строи¬ тельству, но и в учебных пособиях по природопользованию и охране почв для учебных заведений строительного профиля, переподготовки кадров партийных, советских органов, государственных организаций. Вторым из важнейших факторов, помимо мелководий, влияющих на «цветение» воды в водохранилищах, является поступление с сельхоз¬ 34
угодий со склоновым стоком больших объемов минеральных удобрений, пестицидов и гербицидов, влияющих не только на качество и химический состав воды в водохранилищах, но и приводящих к появлению новых форм засоления почв сельхозугодий в зоне водохранилищ со значитель¬ ной долей солей из минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов. До настоящего времени эти процессы выноса с сельхозугодий, пере¬ распределения и вторичной аккумуляции солей техногенного происхож¬ дения в компонентах ландшафтов недостаточно изучены и соответствен¬ но в отечественной и мировой практике не разработаны комплексы ме¬ роприятий, направленные на уменьшение негативных явлений при применении минеральных удобрений и ядохимикатов в сельскохозяй¬ ственном производстве. И тем не менее в учебных пособиях и учебных процессах подготовки специалистов сельскохозяйственного и строитель¬ ных профилей эти явления должны найти соответствующее отражение. Сложнейшая проблема изменения уровней грунтовых вод на значи¬ тельных территориях также является результатом хозяйственной дея¬ тельности. Ввод в эксплуатацию водохранилищ гидроэнергетического и иррига¬ ционного назначения, крупных мелиоративных и водохозяйственных комплексов, потери воды из сети водоснабжения коммунального хозяй¬ ства городов, населенных пунктов и промышленных предприятий вызы¬ вают в течение длительного времени подъем грунтовых вод на обширных территориях, сопровождающийся повышением гидроморфности почв, развитием в ряде случаев процессов вторичного засоления и солонцева- тости почв, и как следствие — снижение продуктивности сельхозугодий на некоторых территориях. Определенные негативные явления по этой причине отмечаются также и в городах, населенных пунктах, производ¬ ственных зданиях промышленных предприятий, подтапливаемых вслед¬ ствие подъема грунтовых вод. По данным ПНИИС Госстроя СССР (1986 г.), потери из водонесу- щих коммуникаций достигают 30% от общей величины водоподачи. Теория дренажа и солепереноса глубоко разработана в трудах таких советских ученых, как А. Н. Костяков, В. А. Ковда, В. Р. Волобуев, С. Ф. Аверьянов, И. П. Айдаров, В. А. Духовный, А. И. Голованов и др. Благодаря их работам, несмотря на доминирующие в 40—50-е годы представления о нецелесообразности строительства коллекторно-дре¬ нажной сети, в Средней Азии и Закавказье по. настоянию А. Н. Кости¬ кова, В. А. Ковды, В. Р. Волобуева проектировались и строились круп¬ ные оросительные системы с глубокой коллекторно-дренажной сетью. В итоге многолетний опыт эксплуатации оросительных систем в Кура-Араксинской низменности, в Голодной степи, в Туркмении на фоне работы глубокой коллекторно-дренажной сети показывает общую тен¬ денцию к интенсивному рассолению первично засоленных почв на зна¬ чительных площадях освоенных территорий. Так, по Голодной степи В. А. Духовный выявил значительное сокращение площадей засоленных почв. Аналогичная тенденция отмечена В. Р. Волобуевым для почв оро¬ сительных систем Муганской степи. В тех же районах, где при проектировании и строительстве ограни¬ чиваются только созданием локальной дренажно-коллекторной сети каждой конкретной оросительной системы и не решают проблему пони¬ жения уровней грунтовых вод в регионе в целом, постепенно со време¬ нем отмечается усиление тенденции к развитию вторичного засоления, солонцеватости и заболачивания отдельных территорий. До конца 60-х годов на Северном Кавказе, в Заволжье, Калмыкии, как правило, строились оросительные системы либо без коллекторно-дренажной сети, либо с примитивной сетью. В итоге именно на этих системах в настоящее время отмечается развитие неудовлетворительных мелиоративных усло¬ вий. В одиннадцатой и двенадцатой пятилетках такие системы включены в планы реконструкции с обязательным созданием эффективной коллек¬ торно-дренажной сети. Ведется проектирование таких крупных респуб¬ ликанских, межреспубликанских и межхозяйственных коллекторов, как 3* 35
Туркменский магистральный коллектор протяженностью более 1000 км, обеспечивающий сброс дренажных вод с оросительных систем Туркмен¬ ской ССР, межреспубликанский озерный коллектор, сбрасывающий дренажные воды с мелиоративных систем Узбекистана и Туркмении, Заволжский магистральный коллектор, сбрасывающий дренажные воды с мелиоративных систем Волгоградской обл. Рассматривается необходимость строительства крупных коллекторов в Дагестанской АССР, Ставропольском и Краснодарском краях, Сара¬ товской обл. и других районах страны. Таким образом, на основе многолетних практических и научных на¬ блюдений выявлена необходимость решения вопросов поддержания уровней грунтовых вод на больших территориях только при строитель¬ стве крупных межхозяйственных коллекторов, собирающих и сбрасы¬ вающих дренажные воды с оросительных систем в подкомандной зоне и влияющих в целом на улучшение гидрогеологической обстановки на всех объектах хозяйственной деятельности в конкретном регионе. Без таких коллекторов, хотя они требуют и значительных капитальных вло¬ жений, дренажная сеть локальных мелиоративных систем, промышлен¬ ных комплексов и других объектов функционирует неэффективно. Эти положения и требования должны найти четкое освещение в соответ¬ ствующих учебных пособиях для учащихся вузов, техникумов, профес¬ сионально-технических училищ. Теория и практика выращивания риса в Японии ставят обязательным условием необходимость устройства закрытого неглубокого дренажа с небольшими расстояниями между дренами на всех рисовых системах. У нас доминирует представление об эффективности коллекторно-сброс- ной сети на рисовых системах без дренажа. В результате на почвах тя¬ желого гранулометрического состава отмечается постепенное уменьше¬ ние урожаев риса за счет анаэробных процессов в активном слое почвы и низкие урожаи люцерны и других культур в составе рисовых севообо¬ ротов. Практически только на Кубани в последние годы начаты первые ра¬ боты по устройству дренажа на рисовых системах. Необходимость строительства неглубокого и частого закрытого дренажа на рисовых системах должна красной нитью пройти во всех учебниках для специа¬ листов системы Госагропрома и учебных заведений мелиоративного профиля. Аналогично должны быть рассмотрены в учебных пособиях пробле¬ мы осушения почв в гумидных районах страны, в том числе такие осо¬ бенности, как необходимость поэтапного осушения сначала с устрой¬ ством коллекторно-сбросной сети и только через 2 года эксплуатации — дополнительным проведением работ по устройству закрытого дренажа и улучшению поверхностного стока на остаточно-переувлажненных землях. В учебных пособиях для подготовки специалистов по строительству объектов промышленно-гражданского назначения необходимо показы¬ вать уникальность почвы как компонента ландшафта и необходимость всемерного сохранения ее при строительстве зданий и сооружений, про¬ кладке коммуникаций, проведения специального резервирования гуму¬ сового горизонта при строительстве и использования его при благо¬ устройстве территорий. Каждый образованный работник независимо от специальности должен знать основы законодательства по охране почв и не допускать при осуществлении своих прямых служебных обязанно¬ стей действий, ведущих к деградации почв, хорошо знать основные при¬ емы и методы повышения плодородия почв. Перестройка в подготовке и переподготовке кадров специалистов для отраслей народного хозяйства должна базироваться именно на по¬ вышении уровня знаний в области охраны почв и природы. Союзводпроект Поступила в редакцию 25.VI.1987 36
ПОЧВОВЕДЕНИЕ 1988 М 2 УДК 631.4 КОЧУБЕЙ М. И. ПОЧВЕННЫЕ РАБОТЫ ГИПРОЗЕМОВ И ПОДГОТОВКА КАДРОВ ПОЧВОВЕДОВ НА ПРИМЕРЕ СРЕДНЕЙ АЗИИ* На разных этапах социалистического строительства сельскохозяй¬ ственное производство предъявляло различные требования к почвенной науке и к содержанию почвенных материалов. Практическое использо¬ вание таких материалов также было неодинаковым. Потребность в крупномасштабных почвенных картах в связи с не¬ обходимостью ускорения развития хлопководства в республиках Сред¬ ней Азии выявилась еще в 30-е годы. С первых дней Советской власти для нужд хлопководства выделялась техника, большое количество ми¬ неральных удобрений, осуществлялось ирригационное и гидротехниче¬ ское строительство. Однако минеральные удобрения без знания и учета почвенных условий не давали должного эффекта. В короткий период (1932—1935 гг.) была осуществлена крупномасштабная почвенно-агро¬ химическая съемка на площади более 1,5 млн. га. 4511 хозяйствам были переданы агропочвенные карты. Почвенные исследования сопровождались проведением полевых и вегетационных опытов по изучению эффективности применения мине¬ ральных удобрений под хлопчатник на разных почвах и агротехниче¬ ских фонах. Эти работы положили начало плановому применению мине¬ ральных удобрений и более быстрому развитию химизации орошаемого земледелия, оказали большое положительное влияние на повышение урожайности хлопчатника и других сельскохозяйственных культур. Кро¬ ме того, на основе этих материалов было произведено гидромодульное районирование орошаемой территории, позволившее разработать науч¬ но обоснованный режим орошения. С начала Великой Отечественной войны и до 1959 г. крупномасштаб¬ ные почвенные исследования проводились на небольших площадях и не имели существенного значения в разработке агротехнических мероприя¬ тий и учета качества орошаемых земель. Лишь с 1959 г. после организации республиканских почвенных экс¬ педиций, которые в 1961 г. структурно вошли в состав институтов «Гипрозема», в частности «УзГипрозем», хозяйствам орошаемой и бо¬ гарной зон регулярно составляются и передаются крупномасштабные почвенные карты, с периодической их полевой корректировкой. В 60-е годы крупномасштабные почвенные карты и картограммы широко использовались хозяйствами. Составленные на их основе район¬ ные (М 1 :50 ООО) и областные (М 1 :200 000) почвенные карты также находили применение в проектных и научных организациях в районных и областных сельскохозяйственных и планирующих органах при всех видах районирований, при определении потребного количества ороси¬ тельной воды, минеральных и органических удобрений, типов почвооб¬ рабатывающих орудий, систем земледелия, а также для обоснования схем комплексного использования и охраны земельных и водных ре¬ сурсов. Начиная с середины 70-х годов и до 1984 г. интерес к почвенным ма¬ териалам постепенно снижался. Это было связано с теми негативными явлениями, которые наметились как в сельскохозяйственном, так и в * В статье рассматривается ряд вопросов состояния и перспектив почвенных иссле¬ дований, проводимых «Гипроземом», и подготовки кадров почвоведов, требующих обсуждения, к чему и призывает читателей журнал. 37
других сферах производства в Узбекистане и других республиках Сред¬ ней Азии. Завышенные планы заготовок сельхозпродукции без учета почвенного плодородия и качества земель привели к массовым припис¬ кам. Планы «выполнялись» за счет лишних посевов, безтоварных на¬ кладных. Местами шло освоение земель без изысканий и проектирова¬ ния, что приводило к ухудшению мелиоративного состояния рядом рас¬ положенных массивов и выпадам земель из сельскохозяйственного обо¬ рота. Урожайность «росла» с «ростом» площади «поливного гектара». Повышением плодородия почв не занимались. Естественно, что в этих условиях использования почвенных материалов было минимальным. В хозяйствах принимали почвенные материалы и в зависимости от грифа, стоящего «а карте, как правило, их не использовали. К рекоменда¬ циям почвоведов не прислушивались и продолжали хозяйствовать по- прежнему. Рекламации почвенным материалам не предъявлялись. Начиная с 1984 г., когда был осуществлен сплош«ой инструменталь¬ ный обмер сельскохозяйственных культур и угодий и республики пе¬ решли на заготовку хлопка-сырца с учетом выхода волокна, положение дел изменилось. Этому же способствовали и соответствующие поста¬ новления ЦК КПСС и Совета Министров СССР. Они требовали со¬ ставления контрольных цифр по закупкам сельскохозяйственной про¬ дукции, исходя из качества земель, обеспеченности основными произ¬ водственными фондами, трудовыми и другими ресурсами. В настоящее время за почвоведами при осуществлении почвенных обследований агрономы хозяйств ходят буквально по пятам. Все заин¬ тересованы в объективной оценке качества земель, поскольку закупки сельскохозяйственной продукции будут определяться, исходя из каче¬ ства земель. Престиж почвоведения повышается. Вместе с тем воз¬ растает и ответственность за точность материалов и разрабатываемых на их базе рекомендаций и предложений. Гипроземовского почвоведа постоянно беспокоит сомнение: все ли мы знаем в своей зоне о произ¬ водительной способности почв, о роли факторов, определяющих плодо¬ родие? Готовы ли мы ответить на вопрос: сколько может дать та или иная почва, той или иной сельскохозяйственной культуры при различной интенсивности технологии возделывания? Далеко не всегда, а отвечать нужно. Республиканские институты почвоведения последние годы мало за¬ нимались практическими вопросами почвоведения, и переход от свойств почв к урожайности сельскохозяйственных культур осуществляется пока только через бонитировку почв и экономическую оценку земель. Они же, как известно, учитывают только основные свойства почв, кор¬ релирующие с урожайностью, а «мелкие» нюансы как природные, так и почвенные не учитывают. Не дает эффекта в этом плане и «единая концепция расширенного воспроизводства плодородия почв». Нужна фундаментальная теория плодородия почв для разных зон страны, базирующаяся на обширном фактическом материале, который к на¬ стоящему времени накопился. В свое время Соколовский [4] предлагал создать новую науку о почве — агропочвоведение, целью которого являлось бы «обслужива¬ ние социалистического сельскохозяйственного производства в отноше¬ нии использования почвы, знание ее свойств для борьбы за урожай, для правильного сельскохозяйственного производства... агропочвоведение концентрирует и объединяет в себе все знания многогранных явлений, связанных с почвой, используя и все то, что дают основные и смежные науки...». В общем нам крайне нужно сблизить агрономию и почвове¬ дение. Все понимают трудности, имеющиеся у американских почвове¬ дов, которые даже после очередного «приближения» не могут с уве¬ ренностью сказать, что их серии, разработанные для практических (агрономических) целей, правильно сгруппированы в генетические цепи. Это не простая, если не сказать, неразрешимая задача. Мы же с боль¬ шой легкостью составляем «модели плодородия» и «концепции расши¬ ренного воспроизводства плодородия почв», вкладывая генетическую 38
сущность почв, не изучив ее производительную способность при разных уровнях интенсивности сельскохозяйстзенного производства. В орошае¬ мой зоне и в зоне обеспеченной влагой за счет атмосферных осадков высокоотзывчивы на интенсификацию и дополнительные вложения тех¬ ногенные и естественные, как правило, малогумусные почвы легкого гранулометрического состава. При бонитировке они получают невысо¬ кие баллы, а урожаи на них высокие. Причем это известно очень давно. В пустынной зоне, особенно в контакте ее с полупустынной, освоенные под орошение такырные почвы и солончаки легкого механического со¬ става при соответствующей мелиорации (рассоление и защита их от ветровой дефляции) в первые же годы дают хорошие урожаи сельско¬ хозяйственных культур при внесении соответствующих доз минераль¬ ных и органических удобрений. Известно, что гумуса эти «почвы» со¬ держат 0,2—0,3%, элементов питания также мало, емкость поглощения 4—5 мг-экв/100 г почвы. По-видимому, на почвообразование в пустыне нужно смотреть шире, учитывая специфику общеприродных условий. Это позволит правильно оценить производительную способность «бедных», но отзывчивых на вложения почв. Заслуживают большого внимания высказывания С. В. Зонна на процессы пустынного почвообразования. «Пустынное почвообразование,— пишет он, следует рассматривать как одну из вет¬ вей общего почвообразования, с характерным для него преимуществен¬ ным круговоротом минеральных веществ и возможным высвобождением из них, «палеоуглерода», который в современных условиях имеет орга¬ номинеральное происхождение» [1]. В общем проблема у почвоведов «Гипроземов», орошаемых районов в части помощи хозяйствам в управлении урожайностью с учетом каче¬ ства земель очень много и помощь им должна оказываться научно-ис¬ следовательскими институтами. Почвоведов, оканчивающих вузы в «Гипроземах» на первых порах поражает многообразие видов работ, с которыми им приходится стал¬ киваться. Кроме основной работы (крупномасштабная почвенная съем¬ ка) и проблем с нею связанных, почвоведы должны осуществлять: 1) составление среднемасштабных районных и областных почвенных карт; 2) проведение почвенных обследований и составление детальных почвенных карт для целей террасирования горных склонов и создания на них многолетних насаждений и виноградников; 3) обследование техногенно нарушенных земель и составление детальных карт для це¬ лей их рекультивации; 4) обследование пустынных территорий и состав¬ ление среднемасштабных почвенных карт для создания пастбищеза¬ щитных лесополос из саксаула и других кустарников; 5) солевую съем¬ ку мелиорированных орошаемых земель; 6) бонитировку почв и эко¬ номическую оценку земель. Кроме того, почвоведы привлекаются к участию в работах при раз¬ работке районных и областных схем землеустройства, генеральных схем использования земельных и водных ресурсов, охраны окружающей сре¬ ды, заполнении соответствующих разделов земельнокадастровой книги для разработки мероприятий по научно обоснованной системе земледе¬ лия и мн. др. Почвоведы «Гипрозема» в какой-то мере специализируются на опре¬ деленных видах работ, но тем не менее им приходится участвовать в выполнении широкого круга заданий. Естественно, что при этом позна¬ ния почвоведов должны быть многосторонние — фундаментальные в своей специальности и основательные в смежных науках (агрономии, мелиорации, землеустройстве, лесомелиорации). Обладает ли выпускник-почвовед такими познаниями, чтобы сразу же после окончания вуза выполнять любую работу из перечисленных выше и выдавать продукцию нужного качества? Опыт показывает, что даже специалисту со стажем, но работавшему в другой системе, необ¬ ходимо некоторое время для адаптации в новой системе и ориентации в специфике производства. Молодому специалисту также нужно время 39
для освоения этих работ. Как быстро он адаптируется и все ли виды работ сумеет выполнять, зависит, конечно, от знаний и опыта, кото¬ рый приобретен в вузе и от его личных качеств. В Узбекистане пополнение кадров почвоведов осуществляется за счет выпускников почвенно-агрохимического факультета Ташкентского сельскохозяйственного института и биолого-почвенного факультета Таш¬ кентского государственного университета. Почвоведы из этих вузов знают почвы, в пределах курса, отвечающего зональным особенностям почвообразования в Средней Азии, роль орошения в почвообразовании, процессы эрозии, засоления и т. д. Поскольку обе кафедры уже около 10 лет имеют хоздоговоры с «Гипроземом» на проведение крупномас¬ штабных почвенных обследований в хозяйствах республики, а в по¬ следние годы и солевой съемки почв, то основная масса выпускников владеет методами полевых обследований, ориентируются в землеустро¬ ительных планах хозяйств. Однако вследствие того, что на производст¬ венной практике при почвенных обследованиях работают студенты большими группами в одном хозяйстве, навыки к самостоятельной работе вырабатываются у них 'недостаточно. Поэтому молодые специа¬ листы в «Гипроземах» прикрепляются к опытным почвоведам и они в течение 1 — 1,5 мес стажируются. Общий недостаток почти всех выпускников ташкентских вузов — неумение писать. Это сказывается на их использовании в камеральный период первых годов работы. Им поручаются в основном подбор и груп¬ пировка таблиц химических анализов, всякого рода пересчеты, вычер¬ чивание графиков и другие вспомогательные работы. По-видимому, в период учебы умению писать следует уделить больше внимания и най¬ ти способы обучения студентов путем реферирования специальной ли¬ тературы и составления пояснительных записок (очерков) к почвенным картам. Слабо знают выпускники сопредельные дисциплины (агрономию, землеустройство), поэтому долгое время они не могут в полной мере участвовать в разработке районных и областных схем землеустройст¬ ва и в других работах, базирующихся на почвенных материалах. Сле¬ дует сказать, что у выпускников агро- и землеустроительных факуль¬ тетов очень слабые знания в почвоведении, что связано с объективными причинами. Так, в Ташкентском институте ирригации и механизации сельского хозяйства (ТИИИМСХ), землеустроителям почвоведение чи¬ тается на I курсе, как и общеобразовательные дисциплины. Ко време¬ ни написания дипломного проекта у студента от лекций по почвоведе¬ нию ничего не остается, так как на I курсе он воспринимал его абст¬ рактно, вне связи с проектными проработками, которые начинаются' только на V курсе. Аналогичная картина наблюдается и у агрономов, лесомелиораторов и других специалистов. Нам представляется, что при корректировке учебных программ сле¬ довало бы подкорректировать объем и сроки чтения лекций по почво-^ ведению для агрономов и других специалистов сельского хозяйства. Почвоведение должно на этих факультетах органично сочетаться с ме¬ роприятиями, рекомендациями и проектными решениями в соответст¬ вующих дисциплинах. «Гипроземы» почти постоянно ощущают дефицит в кадрах почво¬ ведов. Это обусловлено рядом причин. Ташкентские вузы готовят кад¬ ры почвоведов на все республики Средней Азии и, естественно, удов¬ летворяют ие все заявки на них. Кроме того, до недавнего времени по¬ ловину студентов на почвенно-агрохимический и биолого-почвенный фа¬ культеты принимали из районов. По окончании вуза они, как правило, возвращались в свои районы и, не находя работы по специальности, устраивались на любую должность, и таким образом создавался дефи¬ цит почвоведов в централизованных учреждениям. В «Гипроземах» су¬ ществует некоторая текучесть кадров почвоведов, главным образом заг счет ухода молодых специалистов. 40
Учась в вузе, некоторые студенты уверовали, что настоящее почво¬ ведение необходимо в науке, поэтому они рисовали радужные картины своей работы в НИИ. Попадая после института в «Гипрозем», они на¬ чинают тяготиться монотонностью и однообразием выполняемой рабо¬ ты. Изо дня в день описывать разрезы, картировать и, выдав хозяйству готовую продукцию, переходить в следующее хозяйство. Без чувств долга и любви к своей профессии это приводит к тому, что такие спе¬ циалисты, отбыв положенные по закону 3 года, уходят искать более интересную и легкую работу. От таких специалистов наука мало вы¬ игрывает, поскольку они на любой работе трудятся в полсилы. Почво¬ вед, в котором есть «жилка» исследователя, и в монотонной работе на¬ ходит интерес. Сопоставляя и обобщая полученный им в результате работы обширный материал и по совету опытных работников «Гипро- зема» или НИИ, он избирает научную тему, а затем через очную или заочную аспирантуру, а нередко и как соискатель, защищает диссерта¬ цию. Такие специалисты, как правило, работают с большой отдачей как на производстве, так и в науке. Уход почвоведа из «Гипрозема» иногда связан с большой продол¬ жительностью полевого сезона и трудностью полевой жизни. В Узбеки¬ стане продолжительность полевого сезона около 8 мес. Здесь уместно сказать, что оснащенность нашего почвоведа в поле весьма примитив¬ на: керзовые сапоги, рабочий костюм, столовый нож, сантиметровая лента, капельница с кислотой. Нет цветовой шкалы типа Мюнселла, динамометра, солемера, эклиметра и ряда других приборов, которыми следовало бы оснастить почвоведа-полевика. Нет на вооружении поч¬ воведа надежных и в достаточном количестве мотобуров и других средств, облегчающих закладки шурфов и бурение скважин. Нет в до¬ статочном количестве и специально приспособленных для полевых ра¬ бот транспортных средств. Следует отметить, что как учебные программы, так и учебники по почвоведению не освещают всего цикла работ, выполняемого почвове¬ дами «Гипроземов». Почвоведение слабо увязано с агрономией. Раздел «Почвенное плодородие», например, в учебнике занимает всего 3,5 стра¬ ницы [2]. Эту часть программы необходимо развить и в ближайшие годы создать учебное пособие — «Курс сельскохозяйственного почвове¬ дения», в котором были бы обобщены материалы по эффективному и экономическому плодородию основных почв СССР. В настоящее время в системе государственного учета земель разра¬ ботана и задействована стройная система от количественного учета зе¬ мель до выдачи хозяйствам, районам, областям законченной земельно¬ кадастровой документации. Она базируется на природно-сельскохозяй¬ ственном районировании, общесоюзных группах почв и дает полную картину о качественном состоянии почв и экономической оценке земель. Эта документация заполняется через каждые 5 лет. Уже сейчас по зо¬ нам получены материалы, которые позволяют судить о динамике изме¬ нений свойств почв (мониторинг) за определенные периоды. Всю эту систему, а также методы бонитировки почв и экономической оценки зе¬ мель следовало бы ввести в программу обучения студентов. При ведущих кафедрах почвоведения неплохо было бы организовать постояннодействующие курсы повышения квалификации почвоведов из системы «Гипроземов» и «Гипроводхозов». Такая необходимость давно назрела. Литература 1. Зоны С. В. Современные проблемы генезиса и географии почв. М.: Наука, 1983; 2. Почвоведение/Под ред. Кауричева И. С. М.: Колос, 1982. 3. Программа курса почвоведения для Государственных университетов по специаль¬ ности 1501 —агрохимия и почвоведение. М.: Изд-во МГУ, 1983. 4. Соколовский А. Н. Курс сельскохозяйственного почвоведения. М.: Сельхозгиз, 1934. Поступила в редакцию 26.Х. 1987' 41
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 2 1988 •УДК 631.48 ЗОНН С. В. ТРОПИЧЕСКОЕ ПОЧВОВЕДЕНИЕ —СТАНОВЛЕНИЕ, ПРЕПОДАВАНИЕ В ВУЗАХ СОВЕТСКОГО СОЮЗА И ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ РАЗВИТИЯ СОВЕТСКОГО ПОЧВОВЕДЕНИЯ В нашей стране за последние 25—30 лет в исследованиях тропиче¬ ских почв усиленно стали развиваться два совершенно новых направ¬ ления: первое — активное изучение и картографирование почв для обо¬ снования проектов рационального освоения земельных ресурсов, осо¬ бенно при орошении в развивающихся странах; второе — подготовка для тех же стран специалистов агрономов-почвоведов для решения как производственных, так и научно-исследовательских проблем в области разработок вопросов генезиса и новых прогрессивных методов и спо¬ собов освоения и охраны почв от различных неблагоприятных антропо- техногенных воздействий. Для выполнения этих престижных задач требовались специалисты- почвоведы, знающие или стремящиеся познать особый мир природы тропического пояса нашей планеты. Его ресурсы исключительно разно¬ образны и богаты. В то же время нельзя ни на минуту забывать об их крайней хрупкости, весьма легкой уязвимости и разрушении от антро¬ погенных и стихийных природных воздействий. Так, почвенный покров в течение нескольких лет при научно необоснованном освоении его мо¬ жет утрачивать свое плодородие или осваиваемые территории могут превращаться в бесплодные, не способные прокормить население во многих странах, расположенных в тропическом поясе. Богатство и бед¬ ность — крайности тропиков. Человек может быстро истощать и даже безвозвратно уничтожать их естественные богатства. Достижение успеха исследований, направленных на предотвращение этих явлений, осложняется тем, что в докучаевском почвоведении име¬ ются теоретические представления об особенностях тропического поч¬ вообразования, но реальных данных о составе, свойствах, генезисе, раз¬ нообразии почв и закономерностях их распределения мало вследствие расположения нашей страны во внетропическом поясе. Небольшая пло¬ щадь влажных субтропиков (Западная Грузия и Ленкорань в Азербай¬ джане) представлена своеобразными почвами, локально образовав¬ шимися на ограниченных территориях. В них появление субтропизма связано с местными факторами — сочетанием морских и горных клима¬ тообразующих элементов. Они определяли особенности современного выветривания — почвообразования, осложняемого некоторыми палео- тропическими и гидроморфно-галоморфными признаками и свойствами [4, 5]. Поэтому естественно, что в нашей литературе, научной и учеб¬ ной, конкретных материалов и данных о почвообразовании, закономер¬ ностях распределения почв, а тем более освоения и охраны их в тропи¬ ческом поясе не содержалось или тропические почвы получали самое общее освещение. Кроме того, оно ограничивалось характеристикой ла¬ теритов, желтоземов, красноземов, регуров (вертисолей), тропических подзолистых почв и некоторых других. Такое описание на давало ясных и конкретных представлений о почвах и почвенном покрове этого пояса. Из сказанного отнюдь не вытекает, что докучаевское почвоведение ос¬ новано на изучении почвообразования и почв только внетропических поясов Земли. Большинство установленных докучаевских принципов (как и осо¬ бенно методов изучения почв) приложимы и к почвам тропиков. Но вместе с тем по литературе и интуитивно мы полагали (и это подтвер- 42
дилось), что почвообразование, география и освоение почв в тропиках во многом отличается от внетропических условий. Однако не все при¬ держивались подобных взглядов. Часто бытовали и такие, которые те же проблемы склонны были считать аналогичными с таковыми для внетропических почв. Подобное перенесение докучаевских принципов на почвообразова¬ ние и почвы с качественно и количественно различными выражениями параметров состава и свойств почвенной массы не способствовало про¬ грессу познания тропического почвообразования. В 50-х годах, с началом активного изучения почв тропиков, меха¬ ническое перенесение на них номенклатуры и таксономии тормозило внедрение докучаевских принципов в их изучение. Возникшая колли¬ зия между знанием почвообразования во внетропических и незнанием в тропических зонах определила необходимость ее преодоления. К это¬ му обязывала и начавшаяся с 1960 г. широкая и систематическая подго¬ товка кадров агрономов и почвоведов — граждан из развивающихся стран. Позже (примерно с 1965 г.) была открыта и аспирантура по тро¬ пическому почвоведению. Подготовка кадров почвоведов начала про¬ водиться в двух направлениях: в существующих вузах по программам, учитывающим специфику природных условий сельского хозяйства и особенно освоения и охраны почв тропиков; подготовка начала осуще¬ ствляться в учрежденных для этих целей Университете дружбы народов им. П. Лумумбы (УДН), на его сельскохозяйственном факультете, а позднее на факультете тропического земледелия в Кубанском сельско¬ хозяйственном институте. Затем в ТСХА была открыта кафедра тро¬ пического земледелия. В первых двух вузах впервые в Союзе были созданы кафедры тропи¬ ческого почвоведения, что и положило начало развитию новой тропиче¬ ской отрасли почвоведения. Позднее на агрономическом отделении сель¬ скохозяйственного факультета стал читаться специальный курс геогра¬ фии почв тропического пояса. Оба факультета готовят агрономов ши¬ рокого профиля. Однако защитившие дипломные работы по почвове¬ дению, как правило, работают почвоведами в производственных, науч¬ ных или учебных заведениях своих стран. Некоторые из окончивших факультет поступили в аспирантуру и по защите диссертаций получа¬ ют диплом кандидата наук по специальности почвоведение *. С 1986 г. кафедре почвоведения и земледелия УДН разрешено прини¬ мать стажеров для подготовки диссертаций на соискание ученой степе¬ ни доктора наук по почвоведению преимущественно из окончивших ас¬ пирантуру в УДН. Так, за 25 лет кафедра почвоведения в прошлом, а в настоящем — кафедра тропического почвоведения и земледелия УДН превратилась в «кузницу» по подготовке почвоведов-докучаевцев для развивающихся стран различных континентов. Всего за эти годы выпущено агрономов, защитивших дипломные работы по почвоведению, не менее 250—300 че¬ ловек и кандидатов наук (докторов) — почвоведов не менее 50—60 че¬ ловек. Это уже новая советская докучаевская школа почвоведов, что следует признать большим достижением кафедры, факультета и УДН в целом. Трудностей на пути создания курсов тропического почвоведения и географии почв было много, сейчас они более или менее преодолены, и возникают новые проблемы и нерешенные вопросы. Но прежде кос¬ немся истории создания и содержания названных выше курсов, посо¬ бий по ним и их специфики. Как отмечалось, к началу проектных и исследовательских работ и созданию курса тропического почвоведения ни одного специализиро¬ ванного пособия по нему не было. Были только считанные статьи, ха¬ рактеризующие тропические почвы Кубы, Индии, КНР и некоторых дру¬ * Иностранным специалистам, защитившим диссертации на степень кандидата наук, присваивается степень доктора философии, согласно международному статусу. 43
гих стран. Литературных источников в других странах было сравнитель¬ но много, но они оказывались малодоступными и малопонятными вследствие применения иной таксономии, диагностики и номенклатуры, почв, не знакомых советским почвоведам. Их расшифровка была воз¬ можна, но для этого была необходима корреляция главным образом серий, групп и других таксономических единиц системы США с доку- чаевской генетической классификацией, что требовало полевых сопо¬ ставлений. Но и наша номенклатура не охватывала всего многообра¬ зия почв и кор выветривания тропического пояса. Относительно наибо-. лее близкой к докучаевской была французская школа тропического поч¬ воведения. Она удачно, как нам представляется, совмещала номен¬ клатуру и диагностику кор выветривания с развивающимися на них современными почвами. Но и французская система не отражала всего многообразия тропических почв или нередко объединяла разнородные по генезису почвы в одну крупную классификационную группу. В создании курса тропического почвоведения особенно большие трудности были в первые годы, когда приходилось параллельно с чте¬ нием лекций, проведением лабораторных занятий и полевых практиче¬ ских занятий усиленно работать над сбором доброкачественных данных, разносторонне характеризующих морфометрические, химические, физи- ко-химические, минералогические и другие - свойства основных групп,, типов, а в некоторых случаях и подтипов тропических почв. В первые- годы меньше внимания обращалось на общую часть курса, освещающую отдельные свойства и состав почвенной массы. Она излагалась по учеб¬ ным пособиям Герасимова и Глазовской [1] и Дюшофура [2] с расши¬ рением некоторых тем, таких, как латериты и их генезис, типы кор вы¬ ветривания и их отражение в почвообразовании, рассмотрение ново- докучаевской трехчленной формулы почвообразования, по Герасимову,— почвы ■*- элементарные процессы факторы почвообразования — как основы понимания генезиса и систематико-классификационного положе¬ ния почв. Больше внимания уделяется характеристике ЭПП с целью доказа¬ тельства, что докучаевское почвоведение не климатическое, а генетиче¬ ское, основанное на познании свойств почв и установлении по ним и по данным изучения современной динамики почвенных процессов принад¬ лежности почв к тому или иному типу и подтипу. Значительный интерес и внимание проявлялись к рассмотрению су¬ ществующих классификаций почв, принятых в них таксономических и номенклатурных выделов и их корреляций. Особое внимание уделялось- таксономии и номенклатуре серий почв, принятых в новой системе США и ее критике. Это связывалось не с пропагандой, а с тем, что она при¬ менялась во многих развивающихся странах. В ряде их окончившие УДН подвергаются дополнительным экзаменам и обязательно по поч¬ воведению. Незнание принципов таксономии почв США ведет к непри¬ знанию диплома о высшем образовании, полученном в СССР. После первых 2—3 лет преподавания курса почвоведения выявилась необходимость перестройки содержания и его общей части в направле¬ нии насыщения данными о тропической специфике и почвенной массе и процессах, ее формирующих. Эта часть в новом издании * отсутство¬ вала. Во 2-м (1974 г.) и 3-м (1986 г.) изданиях изложена с возможной полнотой и имеет следующую структуру: введение — общее представле¬ ние о почвообразовании и почвах; краткая история развития почвове¬ дения. Затем весь материал представлен в следующих частях и соот¬ ветствующих главах. Часть I — «Основы почвообразования и свойства' почв» включает следующие главы: I — «Генетические основы почвообра¬ зования», II — «Минеральная часть почвы и ее происхождение», III — «Физика почв», IV — «Химия почв», V — «Физико-химия почв», VI — «Биохимия почв», VII — «Элементарные процессы почвообразования» * Первое издание 1969—1970 гг. Второе 1974 г. к X Международному конгрессу/ почвоведов в Москве и третье в 1986 г. 44
‘(объем 137 с). Часть II состоит из следующих глав: VIII — «Горные по¬ роды и почвообразование», IX — «Соотношение процессов выветривания и почвообразования в тропических условиях», X — «Биологические фак¬ торы почвообразования», XI — «Климат и почвообразование», XII — «За¬ висимость почвообразования от рельефа и возраста пород» (60 с.). "Часть III — «Классификация и характеристика основных типов почв» с главами: XIII — «Основы классификации почв», XIV — «Опыт группи¬ ровки почв субтропиков и тропиков», XV — «Сиаллитные нейтрально- щелочные почвы», XVI — «Аллитные (ферраллитные) почвы», XVII — «Современные представления о подзолообразовании в тропиках», XVIII — «Желтые кварцево-аллитные почвы», XIX — «Красные феррал¬ литные почвы», XX — «Вулканические почвы (андосоли)», XXI — «Гид- роморфные (глеевые) почвы», XXII — «Засоленные (галоморфные) поч¬ вы», XXIII — «Аллювиальные почвы», XXIV — «Вопросы повышения пло¬ дородия почвы», XXV — «Картография почв и ее практическое значе¬ ние» (194 с.). Не рассматривая всех частей и глав, отметим, что в «Опыте груп¬ пировки почв» использованы следующие таксономические единицы: класс, группа, тип, подтип почв, но с некоторыми изменениями и до¬ полнениями, принятыми ранее у нас. Так, класс объединяет группы почв по сходству и различию состава их минеральной части, обуслов¬ ленного особенностями происхождения и возраста кор выветривания или минеральной почвообразующей толщи; группа объединяет типы почв с близкими сочетаниями условий их формирования, взаимосвя¬ занными с процессами развития, обусловленными как составом и свой¬ ствами почвообразующих пород, так и особенностями климатических режимов; тип объединяет почвы со следующими генетически близкими показателями: строением профиля, распределением и миграцией в них ила, минеральных, органических и органоминеральных соединений, свойствами, связанными с характерными элементарными почвенными процессами и сочетаниями условий формирования почв; подтип отража¬ ет типовые признаки и свойства, трансформированные следующими из¬ менениями почвообразователей: особенностями, налагаемыми составом пород и кор выветривания, степенью увлажнения и характером накоп¬ ления гумуса, качественным составом и степенью засоления. Всего выделено семь следующих классов почв *: I — сиаллитные ней¬ трально-щелочные, II — ферраллитные, III — желтые кварцево-аллит¬ ные, IV — красные ферритные, V — вулканические, VI — гидроморфные, VII — галоморфные. Они включают до 20 групп почв. Из них большая часть известных, но наряду с ними выделены и новые классы почв, та¬ кие, как желтые кварцево-аллитные, красные ферритные, ферралитно- кальциевые и др. Оригинальность этих почв обусловлена или песчано-кварцево-феррал- литно-илистым минеральным составом отложений (кварц-аллитные поч¬ вы), или ультраосновным составом кор выветривания, благодаря чему в почвах преобладают (до 60—70%) соединения железа (ферритные почвы), или поверхностным притоком карбонатно-кальциевых вод, вследствие чего происходит вторичное насыщение почв обменным каль¬ цием (ферраллитно-кальциевые почвы). Советское тропическое почвоведение основывается главным образом на изучении генезиса, географии и освоения почв под различными сель¬ скохозяйственными (плантационными) культурами на примере таких стран, как Куба, Алжир, Ливия, Судан, Ливан, Индия, Коста-Рика, Ко¬ лумбия и др. Схема содержит ряд оригинальных классов, групп, типов, подтипов, а также почв, не отраженных в мировых классификационных системах, 'что также является преимуществом докучаевского подхода к изучению * Эта предварительная схема постоянно уточнялась, что можно видеть из срав¬ нения 1-го ее издания (1981 г.) со 2-м (1974 г.) и, наконец, 3-м (1986 г.). В тексте дана последняя (1986 г.) схема, но и ее мы считаем приближенно окончательной. 45
тропических почв. Значительные трудности возникли в подборе мате¬ риалов для характеристики состава и свойств почв. В зарубежных учебных пособиях, да и в научной литературе по почвоведению, как правило, приводятся очень скудные данные для подобного рода харак¬ теристик. В них предлагаются различные схемы, соображения, недоста¬ точно подтверждаемые актуалистическими данными. Докучаевское же почвоведение стремится дать как можно более полную и разносторон¬ нюю типовую и подтиповую характеристику почв и на ее основе форму¬ лировать вопросы генезиса, производственную оценку и заключать ее перспективными способами и методами освоения, повышения плодоро¬ дия и охраны почв. В этом существо отличий нашего и зарубежного почвоведения. Мы стремимся убеждать фактами и данными, с тем чтобы из них изучаю¬ щий почвоведение мог делать выводы о сходствах и различиях почв, а не «верить на слово». Последнее особенно не пригодно для почв тропи¬ ков, отличающихся значительно большим многообразием, характером распределения, процессами, определяющими их развитие, возрастом^ эволюцией, степенью эродированности и др. Кроме того, существовав¬ шая в прошлом тенденция к выявлению тех же типов почв, что и во> внетропических зонах, оказалась не столь соответствующей их природе. Так, первое, что выявилось — невыраженность в почвах под тропически¬ ми лесами подзолистого процесса. Он противопоказан ферраллитному и аллитному типам выветривания и почвообразования. Вместе с тем об¬ наружено широкое развитие псевдоподзолистых и псевдоглеевых тро¬ пических, часто с кирасами почв. В то же время в пустынных и полу¬ пустынных условиях выветривание как бы законсервировано, и поэтому для них типично развитие карбонатных щелочных сиаллитных почв и песчаных отложений. Сложным остается и генезис вертисолей. Он не однозначен, и почвы этого типа могут формироваться в довольно широ¬ ко варьирующих условиях их образования. Но больше всего их генезис связан с предшествующей стадией избыточного увлажнения. Мы привели несколько примеров сложности почвообразования в тропиках. Еще более трудно решаются вопросы плодородия тропических почв. Они не могут рассматриваться однопланово; улучшение их дол¬ жно быть прежде всего подчинено требованиям плантационных куль¬ тур, а выбор последних — естественными свойствами почв и современ¬ ными ЭПП. Агротехнические воздействия на тропические почвы также могут весьма пагубно сказываться при недоучете особенностей физиче¬ ских и физико-химических их свойств. Интенсивная обработка во мно¬ гих случаях приводит к полному смыву почвенной толщи и обнажению кор выветривания или литомаржа горных пород. Вероятно, это одна из причин преобладающего выращивания многолетних культур, древес¬ ных, древовидных и травянистых (сахарный тростник и др.). Изложен¬ ное выше показывает, что курс тропического почвоведения в УДН по¬ строен на глубоком изучении генетических особенностей почвообразо¬ вания и почв и вытекающем из них дифференцированном освоении поч¬ венных ресурсов как по естественным регионам, так и по генетически различным почвам. В Кубанском СХИ тропическое почвоведение более агрономизиро- вано, что связано с индивидуальными особенностями основного направ¬ ления вуза. В УДН почвоведение имеет большую генетическую направ¬ ленность, соответственно и учебное пособие более фундаментально и,, как отмечалось выше, уже трижды переиздавалось, но не стереотипно, а с постепенными дополнениями и изменениями. В 1986 г. третий вари¬ ант «Тропического почвоведения» издан на английском языке под на¬ званием «Tropical and subtropical soil sciense» [10]. Так, зародив¬ шееся в УДН «Тропическое почвоведение» в виде специализированного учебного пособия выходит на международную арену. Кубанский СХИ также выпустил пособие Денисова [2]. Объем его в 3 раза меньше, и оно не содержит фундаментальной характеристики почв, как и номенклатуры, и существенно отличается от предложенной 46
в пособии УДН. Несмотря на исключительно большую сложность гене¬ зиса и плодородия тропических почв, а также их большое значение для дифференцированного освоения под сельскохозяйственные культуры,, объем курса такой же, как и в других вузах страны, т. е. 64 ч лекций* 44 ч лабораторных занятий и 24 ч полевых практических занятий. Од¬ новременно для усвоения практических занятий изданы краткие посо¬ бия для лабораторных и полевых практических занятий. Последние проводятся на черноземах и аллювиально-луговых почвах в Молдавии, а также на красноземах в западной приморской части Грузии. В УДН, как отмечалось выше, дополнительно на V курсе читается небольшой (36 ч) спецкурс «География почв тропиков» и почвенно¬ картографические лабораторные занятия в количестве 24 ч. В основу этого курса положено рассмотрение закономерностей распределения почв в тропическом поясе по мировым почвенным картам, составлен¬ ным ФАО в масштабе 1 :5 ООО ООО и Институтом агрохимии и почво¬ ведения АН СССР в масштабе 1 : 10 ООО ООО под редакцией В. А. Ков- ды и Е. В. Лобовой. Кроме того, рассматриваются почвенные карты среднего масштаба (1:1 000 000) и крупного (более 1:100 000) для отдельных административных единиц и хозяйств. Цель курса — более полно ознакомить с методами почвенной картографии и ее значением для планирования отраслей сельскохозяйственного производства и диф¬ ференцированного освоения генетически различных групп, типов и под¬ типов почв. Введение этого факультативного курса связано с тем, что сами сту¬ денты выражают желание подробнее ознакомиться с пространственным распределением почв и дифференциацией их сельскохозяйственного ис¬ пользования и улучшения. Интерес к «Географии почв» большой и, вероятно, оправданный, по¬ скольку это новое для развивающихся стран направление изучения почв. Интерес к познанию происхождения, состава, свойств и распределе¬ ния почв у иностранных слушателей большой и неослабевающий. При¬ мерно одна третья или одна четвертая часть студентов избирают ди¬ пломную практику и дипломный проект по почвоведению. Следует от¬ метить, что, несмотря на слабое знание природы и сельского хозяй¬ ства своих стран, большинство студентов все же за время обучения •воспринимают и начинают понимать важность знания почвенных усло¬ вий в сельском хозяйстве. Несмотря на важность знания тропических почв для рационального их сельскохозяйственного использования, улучшения и охраны от не¬ благоприятных антропогенных и природно-стихийных воздействий, все же нельзя не признать, что на этот, определяющий все дальнейшие спе¬ циальные сельскохозяйственные дисциплины курс отводится минималь¬ ное количество учебных часов — лекционных и для практических заня¬ тий. При этом совершенно не учитывается, что на II курсе восприятие л,екций и практических занятий «заторможенное» вследствие еще не сосредоточенной трансляции русского языка. Но этот фактор почему-то не учитывается теми, кто ведает учебными планами. Нам представляет¬ ся, что должен быть принят определенный коэффициент надбавки часоа не менее чем на 25—30%, так как лекции приходится читать в замед¬ ленном темпе (примерно на 30—40% времени по сравнению с нормаль¬ ным). Далее, нам представляется, что преподавание такой науки, как почвоведение, развитой русским ученым В. В. Докучаевым, и призна¬ ние ее во многих странах мира является наиболее эффективной пропа¬ гандой советской науки вообще и почвоведения в частности. Большинство окончивших УДН, особенно аспирантуру, постоянно поддерживают связь с кафедрой почвоведения и факультетом в целом, что может также служить важным показателем советского стиля пре¬ подавания и воспитания молодых специалистов из стран с различными социальными и другими сторонами жизни общества, которые они на 6, 47
а иногда и более лет покидают. Отрываясь от этих условий, они живут, воспринимают научные знания в особом, интернационально-социалисти¬ ческом обществе. Литература 1. Герасимов И. Я., Глазовская М. А. Основы почвоведения и географии почв. М.: Изд-во МГУ. 1960. 2. Денисов И. А. Основы почвоведения и земледелия в тропиках. М.: Колос, 1971. 3. Дюшофур Ф. Основы почвоведения, эволюция почв. Опыт изучения динамики поч¬ вообразования. М.: Прогресс, 1970. 4. Зонн С. В. Современные проблемы генезиса и географии почв. М.: Наука, 1983. 167 с. 5. Зонн С. В. Почвенный покров и проблемы преобразования природы и хозяйства субтропиков СССР. М.: Наука, 1987. 166 с. 6. Зонн С. В. Введение в изучение почв субтропиков и тропиков. Ч. I. М.: Изд-во УДН, 1969. 7. Зонн С. В. Введение в изучение почв субтропиков и тропиков. Ч. II. М.: Изд-во УДН, 1970. 8. Зонн С. В. Почвообразование и почвы субтропиков и тропиков. М.: Изд-во УДН, 1974. 446 с. 9. Зонн С. В. Тропическое почвоведение. М.: Изд-во УДН, 1986. 400 с. 10. Zonn S. V. Tropical and subtropical soil science. Moscow: Mir, 1986. Институт географии Поступила в редакцию АН СССР и УДН нм. П. Лумумбы 20.VIII.1987
1988 ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 2 ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЙ ПОЧВ УДК 631.416.8 ВЕДРОВА Э. Ф., КОРСУНОВ В. М. О ФОРМИРОВАНИИ ОСВЕТЛЕННЫХ ГОРИЗОНТОВ ЛЕСНЫХ ПОЧВ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ На основании балансовых расчетов, модельных лабораторных опытов показана связь палевой окраски верхней части элювиальных горизонтов лесных почв с накоплением железоорганических соединений. Интенсивность белесости связана с разрушением силикатов на контакте элювиальной и иллювиальной частей профиля и преобладанием в составе подвижных форм минеральных соединений железа. Основными красящими веществами почвы являются гумус, железо¬ содержащие минералы и различные формы соединений железа. Харак¬ терными чертами дерново-палево-глубокоподзолистых почв, которые составляют фон в структуре почвенного покрова автономных ландшаф¬ тов темнохвойных лесов южной тайги Обь-Енисейского водораздела, яв¬ ляются выраженная текстурная дифференциация профиля, наличие мощной (>40 см) осветленной элювиальной толщи, неравномерная окраска последней — отчетливая палевость верхней части и усиление белесоватости нижней части подзолистого горизонта [4, 5]. Неоднород¬ ность окраски элювиальной толщи отражает, по-видимому, разный генезис ее верхней и нижней частей [8]. Для выяснения роли различ¬ ных форм железа в формировании осветленных элювиальных горизон¬ тов дерново-палево-глубокоподзолистых почв мы рассмотрели: а) из¬ менение в верхней части профиля содержания валового железа и его форм за время почвообразования и б) участие различных форм железа в формировании элювиальных горизонтов на современном этапе поч¬ вообразования. Методы оценки изменения породы в процессе почвообразования, как и методы определения и расчета форм железа, были подробно изложе¬ ны ранее [1, 2]. По валовому содержанию железа профиль дерново-палево-глубоко¬ подзолистых почв четко дифференцирован по элювиально-иллювиально- му типу (табл. 1). Верхняя толща неоднородна по содержанию железа: элювиально-аккумулятивный горизонт по сравнению с верхней частью подзолистого горизонта обогащен железом, а нижняя часть последнего содержит железа больше, чем верхняя. Эти изменения обусловлены пе¬ рераспределением вторичны^ железосодержащих минералов. Доля же¬ леза в составе первичных силикатов невелика, тем не менее оно относи¬ тельно накапливается в верхних горизонтах элювиальной толщи. По¬ скольку при взаимодействии почвенного образца со смесью трех кислот в растворимую фракцию переходит подавляющее большинство соедине¬ ний железа, в том числе и железо аллохтонных пленок, то относитель¬ ное увеличение железа в составе первичных силикатов указывает на их внутрипочвенную трансформацию с образованием стойких к действию трехкислотной смеси автохтонных пленок полевых шпатов. По содержанию несиликатного железа профиль дерново-палево-глу¬ бокоподзолистых почв также имеет элювиально-иллювиальный тип (табл. 1). При этом изменение общего количества несиликатного же¬ леза в элювиальной части профиля отличается монотонностью. Разли¬ чия между ее горизонтами ясно прослеживаются по распределению раз- 4 Почвоведение № 2 49
Таблица t Формы железа в дерново-палево-глубокоподзолистых почвах, % Горизонт и глубина, см Силикатное Несиликатное пер¬ вичных вто¬ ричных всего % от вало¬ вого всего окрис- талли- зован- ное орга- номи- нераль- ное амор мине¬ раль¬ ное >фное всего % от вало¬ вого А1А2 1—12 0,31 2,02 2,33 67 1,16 0,53 0,32 0,31 0,63 18 А2' 12-22 0,34 1,43 1,77 63 1,04 0,39 0,29 0,35 0,64 23 А2' 25—35 0,29 2,11 2,40 69 1,09 0,58 0,15 0,36 0,51 15 А2В 42—55 0,22 2,66 2,88 71 1,16 0,74 0,13 0,29 0,42 10 В1 55-65 0,22 4,09 4,31 69 1,91 1,24 0,12 0,55 0,67 11 В2 75—85 0,57 4,13 4,70 75 1,56 1,08 0,08 0,40 0,48 8 ВЗ 100—110 0,45 3,69 4,14 69 1,89 1,42 0,06 0,41 0,47. 8 ВС 120-130 0,42 3,94 4,36 72 1,66 1,38 0,05 0,23 0,28 5 С 150—160 0,49 3,16 3,65 70 1,60 1,39 0,03 0,18 0,21 4 170-180 0,39 3,10 3,49 72 1,39 1,08 0,03 0,29 0,31 6 200—210 0,66 2,73 3,29 69 1,48 1,27 0,03 0,18 0,21 4 Таблица 2 Баланс различных форм железа (г на колонку объемом 100 смг-А, см) Мощность слоя, см Силикатное Несиликатное Вало¬ вое пер¬ вич¬ ных вто¬ рич¬ ных в це¬ лом в це¬ лом окристал- лизован- ное аморфное органоми¬ неральное мине¬ раль¬ ное в це¬ лом 1—65 —33 —102 —135 —60 —74 +10 +4 +14 —195 55—200 —10 +297 +287 +71 +26 +8 +37 +45 +358 Весь профиль —43 +195 +152 +11 —48 +18 +41 +59 +16» ных форм несиликатного железа. В горизонтах максимального прояв¬ ления палевости в окраске (А1А2+А2') по сравнению с нижележащим гор. А2" накапливается аморфное железо, в равной мере представлен¬ ное его органическими и минеральными соединениями. Нижняя часть подзолистого горизонта обогащена окристаллизованными оксидами железа. Более четко представить все изменения в содержании силикатного и несиликатного железа за время почвообразования помогают балан¬ совые расчеты (табл. 2). Они показали уменьшение запасов железа в элювиальной части про¬ филя по сравнению с исходными запасами в породе. Потеря силикат¬ ного железа обусловлена в основном освобождением его из вторичных железосодержащих минералов. Уменьшение запасов несиликатного же¬ леза вызвано разрушением окристаллизованных оксидов. Для аморф¬ ного железа характерна прибавка во всей элювиальной толще в виде главным образом железа, связанного с органическим веществом. Для оценки интенсивности процессов миграции — аккумуляции же¬ леза в разных слоях элювиальной толщи сравним абсолютные величины элювиально-аккумулятивных коэффициентов, которые характеризуют вынос или накопление запасов железа в почвенной колонке площадью 100 смг и высотой 1 см по отношению к колонке исходной породы тако¬ го же объема (табл. 3). Результаты такого сравнения показали максимальный вынос сили¬ катного и несиликатного железа из верхней части гор. А2. В то же время в нем интенсивно накапливается аморфное железо в виде орга¬ номинеральных соединений. Меньшая, чем из гор. А2', степень выноса железа из элювиально¬ аккумулятивного горизонта связана, по-видимому, с наложением про¬ цесса аккумуляции продуктов распада растительных остатков. 50
Таблица 3 Изменение различных форм железа в элювиальной толще дерново-палево¬ глубокоподзолистой почвы (К8а, % для колонки объемом 100 см*-1 см) Гори¬ зонт Силикатное Несиликатное первичных вторич¬ ных в целом в целом ©кристал¬ лизован¬ ное аморфное органоми¬ неральное минераль¬ ное в целом А1А2 —5,2 -4,0 —4,2 —3,7 —5,8 +62,6 +1,5 +9,1 А2' -5,7 —6,3 -6,2 —5,0 —7,9 +67,5 +3,4 +11,4 А2' -4,8 —3,5 -3,7 —3,7 —5,3 +22,8 +2,8 +5,3 А2В —3,5 -1,4 -1,7 —2,0 -2,9 +13,3 +0,8 +2,4 В гор. А2" и А2В сохраняется та же направленность процессов вы¬ носа — аккумуляции железа, что и в вышележащих горизонтах, но ин¬ тенсивность их значительно снижена. Сказанное дает основание пред¬ полагать, что формирование элювиальной толщи дерново-палево-глу¬ бокоподзолистых почв сопровождалось процессами активной внутри- почвенной трансформации железосодержащих минералов с накоплением аморфных соединений и частичным выносом освободившихся продуктов вниз по профилю почвы. Образование и осаждение на выветривающих¬ ся поверхностях минералов железогумусовых соединений определяет проявление палевости в окраске верхних слоев этой толщи. Двучленная толща дерново-палево-глубокоподзолистых почв харак¬ теризуется резко различными свойствами. Тяжелосуглинистый, очень плотный, мелко- и редкопористый иллювиальный горизонт с низкой во¬ допроницаемостью выполняет в известной мере роль водоупора, за¬ трудняя отток растворимых продуктов из элювиальных горизонтов. В свою очередь избыточное переувлажнение и снижение аэрации верх¬ ней части профиля в весенне-осенние периоды, изменяя окислительно¬ восстановительные условия, активизируют процессы превращения же¬ леза. Чтобы выяснить, каким образом влияет переувлажнение почвы на соотношение форм несиликатного железа и есть ли при этом различия в поведении железа в верхней и нижней частях подзолистого горизонта, проведен лабораторный опыт. В течение года навески почвенных об¬ разцов из гор. А2', А2" и ВС периодически увлажнялись водной вы¬ тяжкой из подстилки. Избыток раствора отфильтровывался под раз¬ ряжением. До следующего увлажнения образцы хранились под поли¬ этиленовой пленкой во влажном состоянии. Перед снятием опыта образ¬ цы в течение месяца хранились залитыми вытяжкой из подгор. АО. После фильтрации в растворе определялось двух- и трехвалентное же¬ лезо, а к почвенной суспензии приливалась вытяжка из подгор. АО с железом (50 мл вытяжки+0,08 мг Fe3+ в виде FeCls). После 15-суточ- ного настаивания в темноте суспензию центрифугировали и в центри- фугате определяли восстановительную способность. Образцы высуши¬ вали до воздушно-сухого состояния, и затем в них определяли железо, растворимое в вытяжках Тамма и Баскомба. Количество восстановленного железа после 15 сут настаивания почвы с вытяжкой из подстилки косвенно характеризует способность растворов, поступающих в почвенный горизонт, удерживать железо в подвижном, состоянии. Результаты опыта показали, что органические продукты водной вытяжки из подстилки восстановили 96% добавлен¬ ного железа. Почти половина Fe3+, «поступившего» в подзолистый го¬ ризонт, сохраняет свою подвижность, переходя в двухвалентную фор¬ му: после взаимодействия подстилочных растворов с гор. А2' восстано¬ вилось 36, а с гор. А2" — 41—53% Fe3+. Восстановительная способность растворов после взаимодействия с минеральной частью гор. ВС снижа¬ лась до 10%. 4* 51
Таблица 4 Изменение форм несиликатного железа в гор. А1А2 после 2-месячного настаивания (мг/100 г абсолютно сухой почвы) Несиликатное железо Нссиликатное железо Глубина отбора окрис- тал ли¬ зован¬ ное аморфное Глубина отбора окрис- талли- зо ван¬ ное аморфное образца, см всего органо¬ мине¬ ральное мине¬ раль¬ ное всего образца, см всего органо¬ мине¬ ральное мине¬ раль¬ ное всего До настаивания После настаивания 0—6 | 900 | 129 | 133 | 638 | 771 0—0,5 0,5—6 I 854 | 840 I 25 | 85 I 350 | 188 I 479 | 567 I 829 | 755 Длительное, в течение года увлажнение образцов из подзолистого горизонта не изменило в них общего количества несиликатного железа, но увеличило содержание аморфных форм за счет минеральных, а не гумусово-железистых соединений. Увеличение аморфного железа сопро¬ вождалось уменьшением содержания окристаллизованных соединений, т. е. переходом их в подвижное состояние. Эти процессы активнее про¬ текали в верхней части подзолистого горизонта. 2-месячное настаивание образцов элювиально-аккумулятивного го¬ ризонта с дистиллированной водой привело к образованию на контак¬ те вода — почва бурых рыхлых сгустков. После фильтрации слой почвы с осадком (0,5 см) отделяли, подсушивали до воздушно-сухого состоя¬ ния, а затем в нем и нижележащем слое этого образца определяли формы железа (табл. 4). 2-месячное настаивание не изменило общего содержания несиликатного железа в слое почвы со сгустками и без них. Изменилось соотношение форм несиликатного железа: в слое со сгуст¬ ками увеличилось количество аморфного железа за счет железоорга¬ нических соединений, доля минеральных аморфных и окристаллизован¬ ных форм значительно уменьшилась. Несмотря на условность проведенных опытов, они показали активи¬ зацию мобильности несиликатного железа при переувлажнении элюви¬ альной толщи дерново-палево-глубокоподзолистых почв. Это выражает¬ ся в увеличении общего количества подвижных соединений и изменении соотношения в них органических и минеральных форм. В элювиально¬ аккумулятивном горизонте увеличивается доля гумусово-железистых соединений. В подзолистых горизонтах окристаллизованное железо, ча¬ стично переходя в подвижное состояние, пополняет долю минеральных форм. В верхней части гор. А2 эти процессы идут интенсивнее, чем в нижней. Палевая окраска верхних слоев элювиальной толщи, видимо, обусловлена большим по сравнению с нижней частью подзолистого го¬ ризонта участием органоминерального железа. Если в периоды переувлажнения в элювиальной части профиля уве¬ личивается содержание подвижного железа, то дальнейшая его судьба зависит от того, мигрирует оно с растворами или остается на месте, осаждаясь при смене окислительно-восстановительных условий. Иссле¬ дования миграции элементов в ионной форме и в виде органоминераль¬ ных комплексов показали, что при фильтрации через элювиально-акку¬ мулятивный горизонт подстилочные растворы «выносят» из его мине¬ ральной части дополнительные количества железа. В верхней части подзолистого горизонта поглощается 27% железа, поступившего с рас¬ творами, а оставшиеся 73% фильтруются через гор. А2" и, не погло¬ щаясь твердой фазой, просачиваются в иллювиальную толщу вместе с дополнительно извлеченными из мелкозема гор. А2" алюминием и крем¬ нием [2]. Такое поведение элементов может свидетельствовать об уси¬ лении распада силикатов в подзолистом горизонте, лежащем на кон¬ такте с иллювиальной толщей. Белесость этой части подзолистого го¬ ризонта связана, по-видимому, не только с уменьшением доли органоми¬ 5“»
неральных соединений железа в составе подвижных форм, но и с осво¬ бождением его из силикатов на современном этапе почвообразования с последующим выносом в нижележащую толщу. Выводы 1. Формирование элювиальной толщи дерново-палево-глубокопод- золистых почв сопровождалось процессами внутрипочвенной трансфор¬ мации силикатных Fe-содержащих минералов с частичным выносом освободившихся продуктов в нижележащую толщу почвы. 2. На современном этапе почвообразования выраженная двучлен- ность профиля обусловливает периодическое переувлажнение верхней части почвенного профиля, что активизирует образование подвижных форм железа. 3. Наличие водно-растворимых органических продуктов минерализа¬ ции растительных остатков способствует образованию в верхней части профиля органоминеральных соединений железа. Смена окислительно¬ восстановительных условий приводит к их осаждению in situ. 4. Преобладание Fe-органических соединений является причиной палевой окраски верхних элювиальных горизонтов. Белесоватость ниж¬ них слоев подзолистого горизонта — результат возможного разруше¬ ния силикатов на контакте элювиальной и иллювиальной частей про¬ филя дерново-палево-глубокоподзолистых почв и преобладания здесь минеральных подвижных соединений железа. Литература 1. Ведрова Э. Ф., Корсунов В. М. Формы железа в почвах темнохвойных лесов и их роль в диагностике процессов почвообразования почв Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск: Наука, 1982. С. 135—142. 2. Ведрова Э. Ф., Корсунов В. М. Состав лизиметрических вод в дерново-палево-хду- бокоподзолистых почвах южной тайги Западной Сибири//Почвоведение. 1985. № 6. q 43 54 3. Зонн С. В. Железо в почвах. М.: Наука, 1982. С. 208. 4. Корсунов В. М., Ведрова Э. Ф. О степени подзолистости почв автономных таежных ландшафтов//Генезис и география лесных почв. М.: Наука, 1980. С. 104—128. 5. Корсунов В. М., Ведрова Э. Ф. Диагностика почвообразования в зональных лес¬ ных почвах. Новосибирск: Наука, 1982. С. 160. 6. Ногина Н. А. О палево-подзолистых почвах Белоруссии//Почвоведеиие. 1952. № 2. С. 132—145. 7. Ромашкевич А. М., Герасимова М. М., Турсина Т. В. Особенности элювиально-по- верхностно-глеевого процесса в разных зонах//Тез. докл. V Всесоюз. съезда почво¬ ведов. Минск, 1977. С. 16—19. 8. Тонконогов В. Д., Рубилина Я. Е. О природе палевого и белесого элювиальных го¬ ризонтов дерново-подзолистых почв//Почвоведение. 1980. № 8. С. 18—30. Институт леса и древесины Поступила в редакцию СО АН СССР 26.111.1987 VEDROVA Е. F., KORSUNOV V. М. IMPORTANCE OF IRON IN THE LIGHT-COLOURED HORIZONS FORMATION IN FOREST SOILS OF THE WESTERN SIBERIA The balance calculations of model laboratory experiments manifested correlations between the pale colour of upper eluvial forest soil horizons and iron-organic compounds. The increase of bleaching in the transitional (eluvial to illuvial) zone is due to silicates disintegration and prevalence of mineral iron forms among the mobile ones.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ 1988 М 2 УДК 631.416 ГЛАДКОВА Г. А., БУТОВ ЕЦ Г. К. ЛЕСНЫЕ ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ПОЧВЫ ОСТРОВА КУНАШИР * Описаны условия почвообразования, приведена морфологическая и хи¬ мическая характеристика лесных вулканических почв о-ва Кунашир. Оха¬ рактеризована специфика поведения групп и форы соединений железа и алюминия. Вулканические почвы, широко распространенные на земном шаре, были описаны под самыми различными названиями и изучались глав¬ ным образом в тропической зоне. Почвы на Камчатке и Курильских ост¬ ровах, подверженные современному влиянию вулканической деятельно¬ сти, долгое время не выделяли в качестве самостоятельного типа. Лишь в 1960 г. Герасимов, описывая почвы Камчатки [2], ввел термин «вулка¬ нические почвы», а Зонн, Карпачевский и Стефин [6] отнесли, почвы Камчатки в особый подкласс вулканических почв. Позднее Соколов [16] выделил на уровне типа охристые вулканические почвы и подразделил их на пять подтипов. В отличие от почв Камчатки почвы Курильских островов изучены сла¬ бо. Дашков [15] для южных Курил на основании морфологических опи¬ саний выделил следующие почвы: 1) с отчетливо выраженным развити¬ ем оподзоленного горизонта или оподзоленности в виде «линз» под ело- во-пихховыми насаждениями с покровом из блестящих мхов и бамбука; 2) без внешних признаков оподзоливания; 3) «буроземы» под каменными березняками с охристым горизонтом и с чередованием нескольких погре¬ бенных гумусовых слоев. Г. В. Корсунская отмечала для Курил дерновые и глеево-болотные почвы, а также особую группу молодых, неразвитых почв, состоящую из многочисленных прослоек пирокластического мате¬ риала [14]. Тен Хак Мун изучал почвенную микрофлору Курил [18]. Курильские острова в структурном отношении являются непосредст¬ венным продолжением вулканического пояса Камчатки к югу. Обе вул¬ канические зоны составляют одно неразрывное целое — Курило-Камчат¬ скую островную дугу. Характерной особенностью геологического строения Курильских островов является широкое проявление магматизма. Это выражается преимущественно в вулканогенном характере пород, которые неодно¬ кратно инъецированы интрузиями различного состава 11]. Остров Кунашир является крайним юго-западным островом Большой Курильской гряды и занимает по площади третье место (1490 км2). Сво¬ им происхождением и рельефом Кунашир обязан вулканической деятель¬ ности, а также общему тектоническому вздыманию всей гряды в недав¬ нем геологическом прошлом [20]. Наиболее характерные вулканические формы острова относятся к средне- и низкогорью [lj. Четыре действую¬ щих вулкана на острове (Тятя, Руруй, Менделеева и кальдера Головни¬ на) соединены намывными перешейками, образовавшимися в результа¬ те соединения аллювиальных песчано-галечных кос противоположных островов [13]. В зависимости от формы и характера извержения на Кунашире встре¬ чаются сложные вулканы с двумя или несколькими вложенными один в другой усеченными конусами — соммами, образовавшимися в результа¬ те нескольких извержений, разделенных длительными перерывами, * Работа выполнена под руководством С. В. Зонна. 54
и вулканы-кальдеры, образованные мощными вулканическими взрывами и представляющие собой усеченные конусы с обширными кратерами — диаметром до 6 км. Климат о-ва Кунашир типично морской и формируется под воздейст¬ вием течений Охотского моря и Тихого океана. Цусимское течение утеп¬ ляет западное побережье Кунашира, а идущее от восточных берегов Камчатки Курильское течение охлаждает и увлажняет восточное побе¬ режье острова. Эти течения в основном и определяют относительно мяг¬ кую, но очень снежную зиму и прохладное, с частыми туманами и дождя¬ ми лето. Годовое количество осадков, по данным метеостанции Южно-Ку- рильск,— 1255 мм. Число дней с осадками (июнь — сентябрь) 15—19 в месяц, число дней с туманами в отдельных местах (в летнее время) до¬ ходит до 26—28 [17]. Для зимы характерны сильные, преимущественно северо-западные ветры, нередко достигающие силы шторма. Самая низкая температура отмечается в феврале (среднемесячные значения 6—8°С). Осадков вы¬ падает в 2—2,5 раза меньше, чем летом. Зимой наряду со снегопадами и метелями наблюдаются туманы, дожди, оттепели. Снег на острове ле¬ жит очень неравномерно: сдувается с незащищенных участков, а в доли¬ нах и распадках его мощность достигает нескольких метров. Весна на Курилах холодная, влажная, с частыми ветрами и осадками. Лето про¬ хладное, дождливое, с повышенной влажностью воздуха. Среднемесяч¬ ные значения относительной влажности в июле — августе равны 90— 97%. Продолжительность безморозного периода —180 дней [1]. Речная сеть на Кунашире развита хорошо. Питание рек и ручьев про¬ исходит за счет атмосферных осадков, таяния снега, а также родниковых вод, среди которых немаловажную роль играют горячие и теплые мине¬ рализованные источники [14]. Объектом исследований явились почвы вулкана кальдеры Головнина и вулкана Менделеева. Кальдера Головнина находится в южмой части острова. Этот невысо¬ кий (547 м) вулкан образует широкий (более 10 км в диаметре), но очень пологий конус с усеченной вершиной. В немногочисленных обнажениях отмечаются преимущественно пирокластические породы — туфы состава гиперстенового и двупироксенового андезита. Поверхность конуса покры¬ та пемзой кальдерных взрывов, состав ее дацитовый (66—70% Si02). Часто встречаются крупные глыбы андезитовых лав [5]. Активность вулкана проявляется в постоянной сольфатарной деятельности (выходы газов с температурой от 100 до 180° С, содержащих обычно сернистый газ и сероводород). Пробная площадь 2—1983 расположена в кальдере Головнина, на склоне северной экспозиции 3°. Микрорельеф слабобугристый, имеются стоковые ложбины. Ельник мертвопокровный, состав по запасу— 10 Ег, €д Бт, Дм, послепожарный, 90-летний. Древостой одноярусный, абсолют¬ ная полнота — 52 м2/га, бонитет III—IV. Подлесок и кустарничново-тра- вяной ярусы полностью отсутствуют. Зеленые мхи не отмечены *. Разрез 2 характеризуется следующим строением. АО' 0—4 см. Неразложившийся, хвоя, веточки, шишки, сырой рыхлый. АО" 4—8 см. Бурый, слаборазложившийся, сырой, рыхлый, пере¬ ход ясный. АО"' 8—10 см. Черно-бурый, хорошо разложившийся, сырой, рых¬ лый. Переход ясный. П1 10—11 см. Слой древесных углей. А1 11—17 см. Серый, среднесуглинистый, влажный, мелкий силь- новыветрелый щебень, вулканическое стекло, бес¬ структурный, плотноватый, корни, поры, склероции черные, на щебне ржавые пленки. Переход ясный. * Характеристика пробных площадей любезно предоставлена В. А. Шафранов- ским. 55
В1 17—31 см. Светло-желтый, среднесуглинистый, влажный, мно¬ го мелкого выветрелого щебня, плотный, неясно¬ комковатый, корни. Переход ясный. В2 31—58 см. Ярко-охристо-желтый, тяжелосуглинистый, влаж¬ ный, много выветрелого материала мелкой и сред¬ ней величины, слитый, бесструктурный, корней ма¬ ло, ярко-охристые пленки на щебне, куски белой по¬ роды. Переход резкий. П2 58—59,5 см. Белый, рыхлый, порошисто-комковатый, среднесуг¬ линистый. Переход резкий. ПЗ 59,6—64 см. Черный, углистый, бесструктурный, глинистый, ма¬ жущийся, сырой. Заметны остатки веточек. Переход ясный, языковатый. П4 64—68 см. Буроватый, бесструктурный, среднесуглинистый, рыхлый, пористый, мелкие белые корешки (возмож¬ но грибной мицелий). Переход ясный. А'погр 68—88 см. Ярко-ржаво-охристый, порошистый, среднесуглини¬ стый, уплотненный, свежий, поры, вдоль пор ржа¬ вые пленки, тонкие белые корешки. Переход ясный. А"П0Гр 88—113 см. Буровато-серый, бесструктурный, среднесуглини¬ стый, уплотненный; свежий, мелкие белые корешки, единично корни, редко по горизонту маленькие угольки. Переход ясный. ВЗ ИЗ—150 см. Желтый, бесструктурный, легкосуглинистый, слабо¬ уплотненный, однородный, свежий, единично мел¬ кие корешки. Переход ясный. ВС 150—180 см. Серо-желтый, бесструктурный, супесчаный, песок внизу, рыхлый, свежий, округлые камешки (3— 5 см) покрыты ржаво-бурыми пленками. Прослойка П1 меняет свою мощность: на боковых стенках увеличи¬ вается, а П2 и ПЗ уменьшаются. На пробной площади чувствуется запах сероводорода. Разрез 3 расположен на склоне северной экспозиции 4°, выше верх¬ ней границы ельника мертвопокровного (в 25—30 м). Микрорельеф не выражен, растительный покров формирует бамбук курильский с участи¬ ем кедрового стланика, встречаются багульник, плауны'. АО 0—4 см. Неразложившиеся ветви и листья бамбука, ниже слаборазложившийся слой желтовато-серого цвета, сырой, внизу угли. Переход ясный. А1 4—13 см. Серо-черный, внизу более светлый, среднесуглини¬ стый, бесструктурный, свежий, задернован корня¬ ми. Переход ясный. В1 13—26 см. Светло-желтый, среднесуглинистый, комковатый, уплотненный, свежий, корней много, сильновывет- релый щебнистый материал, много породы белого цвета. Переход ясный. В2 26—37 см. Яркий охристо-желтый, бесструктурный, очень плот¬ ный, свежий, много щебня, окислые пленки ржаво¬ го и черного цвета на гранях. Переход ясный. П1 37—39 см. Слой древесных углей. А'погр 39—64 см. Грязно-ржавый, верх и низ слоя палево-серый, сред¬ несуглинистый, слабослоистый, уплотнен, свежий, мелкие Fe—Мп стяжения, крупные поры с остат¬ ками корней и органического материала, изредка угли. Переход постепенный. А"погР 64—100 см. Серо-черный, тяжелосуглинистый, бесструктурный, уплотненный, тонкопористый, влажный, белые мел¬ кие корешки (возможно, грибной мицелий), желто¬ вато-коричневые остатки органики. Переход ясный. 56
ВЗ 100—130 см. Грязно-желтый, глинистый, бесструктурный, уплот¬ ненный, влажный, крупные обломки породы, покры¬ тые черно-бордовыми и бурыми пленками, редко угли. Наличие в почве кальдеры вулкана Головнина погребенных горизон¬ тов и прослоек разной мощности и характера с остатками прежней ра¬ стительности (зола, корни, угли) подтверждает мнение Горшкова [4] о том, что последнее извержение в пределах кальдеры произошло 100— 130 лет назад. В пользу этого говорит и возраст ельника — 90 лет. Вулкан Менделеева расположен в средней части острова. Это слож. нопостроенный андезитобазальтовый стратовулкан, детали строения ко¬ торого не видны из-за отсутствия обнажений и непроходимой раститель¬ ности. Неоднократная смена горных пород (сложен он в основном анде¬ зитами, андезитобазальтами и дацитами) свидетельствует о длительной и сложной истории его развития [5]. В настоящее время вулкан проявля¬ ет постоянную сольфатарную деятельность на четырех боковых полях. Пробная площадь 3—1983 заложена на северо-западном склоне вул¬ кана Менделеева на высоте 600 м над ур. м.; крутизна склона 30°. Ми¬ крорельеф бугристый. Ельник-черничник состав по запасу —9Erl (Рб, Пс, Би), абсолютная полнота 47 м2/га, бонитет IVa. Подлесок средней густоты, разновысотный, размещен неравномерно. В его составе три вида черники, падуб морщинистый, бамбук курильский, мензисия. Кустарнич- ково-травяной ярус рыхлый, несомкнутый, аспект создают брусника и дерен канадский. Присутствуют майник камчатский, красника, кисли¬ ца заячья, плаун темный. Моховой покров хорошо развит, занимает 90% площади, лишайники встречаются редко. Разрез 4 заложен в пределах указанной пробной площади. АО7-" 0—10 см. Верхние 5 см — живой очес зеленых мхов. Глубже — бурый, хвоя, веточки, слаборазложившийся, рых¬ лый, влажный. Переход ясный. АО'" 10—20 см. Бурый, хорошо разложившийся, рыхлый, мокрый. В правом углу передней стенки валежина, хорошо разложившаяся. Переход ясный. А1В 20—35 см. Буро-черный, среднесуглинистый, комковатый (икрянистый), рыхлый, влажный, корни, редко бе¬ лый мицелий, склероции. В левом углу линза серо¬ ватого цвета, среднесуглинистая с переском, комко¬ ватая. Переход ясный. Апогр 35—55 см. Черно-бурый, среднесуглинистый, бесструктурный, уплотненный, корни, белый мицелий, мелкие камеш¬ ки, поры с органическими остатками. Переход яс¬ ный. П1 45—52 см. Линза среднего песка желтоватого цвета. В1 55—70 см. Ржаво-бурый, бесструктурный, плотный, влажный, сильнокаменистый, щебень разных размеров и форм, много нитевидного белого мицелия, гумусо¬ вые затеки. Переход заметный. ВС 70—120 см. Сизо-ржавый, среднесуглинистый, бесструктурный, сырой, сильнокаменистый, белый нитевидный ми¬ целий, щебень, на поверхности щебня ржавые плен¬ ки, линзы песка, пористый, мелкие корни. Пробная площадь 12—1984 расположена на западном склоне вулкана Менделеева. Высота—650 м над ур. м., крутизна — 30°, ельник мертво- покровно-бамбуковый, состав по запасу—10 Ег ед. ПС, абсолютная полнота — 44 м2/га, бонитет Via. На этой пробной площади заложен разрез 5. АО' 0—1 см. Подстилка из хвои, веток, коры, шишек, неразло- жившаяся. Переход ясный. АО"-'" 1—13 см. Бурый, хорошо разложившийся, рыхлый, свежий, мажущийся, корни, нитевидный мицелий. Переход ясный. 57
Таблица t Гранулометрический состав лесных вулканических почв о-ва Кунашир Горизонт и глу¬ бина, см Содержание фракций, %; размер частиц, мм 1—0,005 0,005-0,001 <0,001 <0,01 18 19 1 38 28 14 2 44 27 15 3 45 20 4 4 28 24 4 2 30 28 2 5 35 26 1 2 29 26 4 1 31 25 4 2 31 1 1 3 5 А1 В1 В2 А Лпогр Л Лпогр вз А1В А Лпогр В1 ВС 4—13 13—26 26—37 39—64 64—100 101—130 13—15 15—29 29—60 60—85 2 7 32 13 3 6 G 9 25 29 29 24 14 28 37 44 38 46 34 45 Разрез 3 31 25 9 30 30 15 Разрез 5 27 14 10 21 А1В 13—15 см. Апогр 15—29 см. В1 29—60 см. ВС 60—85 см. Буровато-серый, тяжелосуглинистый, неяснокомко- коватый, рыхлый, корни, свежий, мицелий, редко мелкие склероции. Переход ясный. Бурый, тяжелосуглинистый, порошистый, свежий, пористый, корни, зерна кварца, вулканическое стек¬ ло, белый и желтый мицелий, выветрелая дресва, на грани бурые пленки. Переход ясный. Буро-ржавый, суглинистый, бесструктурный, сильно¬ каменистый, уплотненный, мелкие корни, на гранях щебня ржавые и черно-бурые пленки, видны скопле¬ ния органического вещества. Переход ясный. Пестрый, ржаво-охристо-серый, суглинистый, бес¬ структурный, плотный, влажный, большое количест¬ во зерен кварца, вулканического стекла, единично корни, на гранях ржавые и темно-бурые пленки. При детальном изучении напочвенного покрова обращает внимание отсутствие остатков древесной растительности в виде валежин, крупных ветвей, пней. На пробной площади 2—1983 г. остатки древесной расти¬ тельности еле заметны по небольшим пятнам печеночных мхов. На пробных площадях склона вулкана Менделеева, в тех местах, где густо и обильно развиты зеленые мхи, при снятии моховой подушки вид¬ ны хорошо разложившиеся, потерявшие первоначальный вид остатки пней или валежин. Прерывистость почвенных процессов видная по характеру поступле¬ ния вулканокластического материала, рельеф накладывают своеобраз¬ ный отпечаток на морфологию почв. Это проявляется в наличии несколь¬ ких погребенных горизонтов и прослоек различной мощности при ровном рельефе, как в кальдере вулкана Головнина, или же прерывистых, часто смещенных, как на крутом склоне вулкана Менделеева. Для почв характерны слабо выраженная структура, высокая порис¬ тость. Большое количество щебнистого материала может быть связано с промывным водным режимом. Рассматриваемые почвы по гранулометрическому составу легко- и среднесуглинистые (табл. 1). Различное содержание по профилю фрак¬ ции ила, песка, пыли отражает исходную неоднородность почвообразую¬ щего материала, обусловленную наличием изверженного вулканическо¬ го вещества. В составе мелкозема преобладают фракции крупнопылева¬ того (разр. 3) и мелкозернистого песка (разр. 5). Количество илистых частиц невелико и составляет 1—5%. Наблюдается их увеличение вниз по профилю. 58
Горшков [5] предположил, что в начале образования вулканов Мен¬ делеева и Головнина изливались андезиты и андезитобазальты, но по¬ степенно породы становились все более кислыми, и очередной этап их развития завершился взрывом и выбросом кислых пемз. Данные валово¬ го химического состава вулканических почв (табл. 2) согласуются с этим предположением и показывают, что различия обусловлены первоначаль¬ ным составом пород. И в почве вулкана кальдеры Головнина (содержа¬ ние Si02— до 71,5%) и в почве вулкана Менделеева (Si02— до 66,3%) -отмечаются убывание Si02 и уменьшение отношения Si02: А120, до 2,2 с глубиной. Наблюдается различный характер распределения по профилю Fe203 и А1203: накопление железа происходит в ярко-охристо-желтом горизон¬ те В2, в ржаво-охристом Апогр, а алюминия — в гор. В1 и А"п0гр. Наблю¬ даемые в гор. В (разр. 2 и 3) закисные формы железа обусловлены, по- .видимому, термальными водами, в избытке изливающимися в этом районе. В современных и погребенных органогенных горизонтах накаплива¬ ются элементы-биофилы: кальций, калий, магний. Реакция почв (табл. 3) кислая в верхних горизонтах и слабокислая в нижних. Обращает на себя внимание высокое содержание обменного А1 в почве склона вулкана Менделеева (до 12,1 мг-экв/100 г почвы) и очень высокое в почве кальдеры Головнина (до 41,7 мг-экв/100 г поч¬ вы). Доля Са, Mg и К в составе поглощенных катионов мала и не пре¬ вышает 1,0 мг-экв/100 г почвы. Обменный водород находится только в верхней части почвенного профиля, и его присутствие наиболее заметно в почве кальдеры. Степень насыщенности почв основаниями мала (4—49%), и увеличение ее в ниж¬ них горизонтах (61—84%) происходит за счет обменного Na. Высокая аккумуляция гумуса (табл. 4), свойственная андосолям, на¬ блюдается и в почвах о-ва Кунашир: наиболее гумусирована почва вул¬ кана Менделеева (до 19,4%), менее — кальдеры Головнина (до 13,3%). В погребенных органогенных горизонтах фиксируется максимум гуму¬ совых веществ. Некоторые авторы высокую гумусированность связыва¬ ют с травянистой растительностью, особенно бамбуком [11, 12]. Основная часть гидролизуемых соединений гумуса представлена группой фульвокислот. В почве кальдеры фракция 1а (агрессивная) до¬ стигает максимума в средней части почвенного профиля, а потом с глу¬ биной плавно убывает. Иное распределение агрессивной фракции наблю¬ дается в почве вулкана Менделеева — резкое увеличение (до 58,9%) вследствие интенсивной ее миграции вниз по профилю. Фракции ФК-1 принадлежит ведущая роль лишь в современном погребенном горизон¬ те, тогда как в остальных содержание ее незначительно или же она вовсе отсутствует. В распределении фракций ФК-2 и ФК-3 прослежива- «тся снижение с глубиной (исключение — погребенные горизонты, разр. 2 и 5). Гуминовые кислоты представлены в основном 1 фракцией (бурых •ульминовых кислот), которые сосредоточены в органогенных горизонтах и не проникают вниз по профилю вследствие слабой растворимости в воде. Гуминовых кислот, связанных с Са, мало, а в ряде случаев они отсутствуют вообще. Фракция ГК-3, прочно связанная с минеральной частью почвы, в основном равномерно убывает с глубиной. Подвижные полуторные окислы играют главную роль в закреплении гумуса. В кислоторастворимую вытяжку (0,5 н. H2SOt) переходит в верх¬ ней части почвенного профиля больше соединений железа (до 5,5%), -а в нижней — алюминия (до 12,2%) и кремния (до 4,6%). Содержание азота достигает 0,32—0,58% в почве вулкана Менделеева и 0,01—0,52% в почве кальдеры. Минимальное количество отмечено в гор. В1 и В2, максимальное — в современном и погребенных гумусовых горизонтах. О бедности почв азотом при значительной гумусированно- сти говорит отношение С : N, достигающее 14—30 в минеральных и 10— 29 в органоминеральных горизонтах. 59
Валовой состав лесных вулканических почв о-ва Кунашир Таблица 2 Содержание, % на прокаленную почву Молекулярные отношения Горизонт и глубина, см Потери при про¬ каливании Химиче¬ ски связан¬ ная вода S10, Fe*Oa FeO А1,0, ТЮ. МпО MgO СаО Na20 К2о SiOt R 2О* SiOt AljO* А1 11—17 17,35 3,43 71,47 6,00 Нет Раз] 14,59 рез 2 0,82 0,07 1,97 2,23 1,78 0,94 6,6 8,3 В1 17—31 15,28 5,19 3,95 68,17 5,82 0,97 19,95 1,05 0,07 2,80 0,74 0,54 0,67 4,9 5,8 В2 31—58 12,37 60,88 13,69 1,31 17,18 22,31 1,04 0,12 3,97 1,28 0,95 0,70 4,0 6,0 П2 58—59,5 13,97 4,52 70,44 2,95 Нет 0,96 0,05 1,48 0,95 0,70 0,70 4,9 5,4 а' Лпогр 68—88 9,48 3,02 61,36 14,36 13,20 0,95 0,41 2,68 3,58 0,70 2,64 1,43 1,37 4,7 7,9 а" Лпогр 88-113 25,44 9,53 55,69 10,08 » 25,92 1,23 0,15 2,59 2,28 0,44 2,9 3,6 вз 113—150 18,03 7,49 46,24 10,77 2,23 25,64 1,05 0,15 2,48 2,16 1,04 0,32 2,9 3,7 ВС 150-180 10,86 3,48 56,97 10,20 2,15 23,45 0,96 0,17 3,52 3,00 1,19 0,26 3,2 4,1 А1 4—13 19,46 3,47 72,12 5,30 Нет Раз 13,83 рез 3 0,72 0,09 2,84 2,33 2,17 1,04 7,1 8,8 В1 13—13 14,63 4,99 67,09 6,69 0,96 19,68 1,02 0,07 2,80 • 0,83 0,65 0,76 4,8 5,8 В2 26—37 13,70 4,39 60,11 17,18 1,28 16,38 1,05 0,10 3,22 0,81 0,60 0,72 3,7 6,1 а' Лпогр 39—64 10,13 2,91 64,08 13,21 Нет 12,71 1,00 0,13 2,82 2,90 2,18 0,90 5,1 8,6 д" ^погр 64—100 29,94 8,71 60,16 11,50 21,02 1,31 0,13 2,92 1,19 1,33 0,55 3,6 4,8 вз 100-130 22,31 8,51 51,34 11,64 2,24 28,35 1,30 0,22 3,21 1,19 1,69 0,74 2,4 3,1 А1В 20—35 23,33 3,87 61,37 10,52 Нет Раз 15,01 р ез 4 1,31 0,16 3,89 4,13 2,80 1,10 4,8 6,9 А ^погр 35—55 37,03 9,34 51,45 14,24 » 20,99 1,60 0,16 4,11 4,52 2,30 0,75 2,9 4,2 В1 55-70 30,21 9,66 51,48 10,72 25,98 1,04 0,17 3,25 5,02 2,23 0,56 2,7 3,4 А1В 13—15 23,64 3,74 66,32 9,47 Нет Раз 12,83 рез 5 1,22 0,13 2,72 3,14 2,65 1,19 6,0 8,8 а' погр 15—29 31,06 6,40 59,55 12,99 15,83 1,52 0,14 3,02 3,78 2,65 1,03 4,2 6,4 В1 29—60 41,72 12,17 48,69 12,07 » 29,05 1,08 0,17 2,86 4,65 2,19 0,56 2,2 2,8 ЭС 60—85 13 ?41 4,71 58,13 8,46 » 19,57 0,83 0,20 3,67 5,09 2.61 0,45 4,0 5,0
Физико-химические свойства лесных вулканических почв о-ва Кунашир Таблица £ Горизонт и глубина, см pH солевой Гумус Азот Поглощенные катионы, мг-экв/100 г % Са Mg К Na А1 Н сумма Степень на¬ сыщенности основаниями, % А1 В1 В2 П2 а: 11-17 17—31 31-58 58—59 , 5 68-88 ^погр А;огр ВЗ 113—150 ВС 150—180 А1 В1 В2 А Лпогр а" Лпогр ВЗ А1В 20—35 Апогп 35—55 погр В1 55—70 А1В А Лпогр В1 ВС 13—15 15—29 29—60 60-85 Разрез 2 4,54 8,81 0,52 0,36 0,05 0,64 2,91 17,00 2,42 23,28 4,60 2,52 0,10 0,68 0,90 0,36 1,04 37,52 18,68 59,18 4,75 0,76 0,02 0,70 0,58 0,62 4,17 11,34 0 17,41 4,55 0,76 Не опр. 0,70 Не опр. 41,70 15,74 60,44 4,64 2,46 0,05 0,32 0,27 0,17 4,35 2,83 0 7,94 5,20 5,91 0,21 0,44 1,00 0,28 2,52 3,31 0 7,55 5,15 1,60 0,11 0,36 0,67 0,26 0,87 5,78 0 7,94 5,07 0,52 0,01 0,40 0,92 0,41 1,30 9,00 0 12,03 Разрез 3 Разрез 4 Разрез 5 4—13 4,55 10,69 0,46 0,24 0,67 0,87 1,43 6,90 3,46 13—26 4,40 2,41 0,10 0,50 0,29 0,45 3,48 33,70 13,27 26—37 4,92 1,60 0,03 0,08 0,28 0,41 1,39 16,52 1,33 39—64 5,05 3,67 0,12 Не опр. 1,96 0 64—100 5,20 13,33 0,39 0,20 I I 0,39 I 0,44 1,30 4,88 0 100—130 5,20 2,96 0,19 0,38 0,33 | 0,51 17,39 0,58 0 14,57 51,69 20,01 Не опр. 7,21 19,19 5,42 16,20 0,32 0,26 0,50 0,31 1,43 8,70 0,80 12,00 4,40 19,43 0,39 0,12 0,14 0,20 0,70 * 12,14 1,76 15,06 4,72 12,07 0,31 0,20 0,58 0,69 10,74 2,10 0 14,31 4,24 16,57 0,50 0,26 0,61 0,38 | 1,61 10,96 2,10 15,92 4,38 18,90 0,58 0,26 0,90 Не опр. 11,41 0,03 12,60 5,04 16,74 0,58 0,68 0,68 » 6,35 0 7,71 5,51 5,14 0,47 0,27 0,51 8,31 | » 6,00 0 15,36 17 4 44 4 49 35 16 23 17 6 12 27 97 26 8 84 22 9 18 61
Таблица 4 Групповой и фракционный состав гумуса лесных вулканических почв о. Кунашир, % от Собщ Горизонт и глубина, ^общ* % ГК ФК Негидролиэу- емый остаток. сфк см 1 2 3 су влма 1а 1 2 3 сумма % А1 11-17 5,11 13,3 31,7 7,8 Разрез 22,8 2 8,0 17,8 11,8 6,5 34,1 43,1 0,67 В1 17—31 1,46 5,5 2,7 5,8 14,0 33,6 14,3 2,8 16,2 66,9 19,1 0,21 В2 31—58 0,44 4,5 2,3 2,7 9,5 36,4 0 0 0 36,4 54,1 0,26 П2 58—59,5 0,44 12,3 12,7 9,1 34,1 9,1 10,4 1,0 2,3 22,8 43,1 1,50 А;0гР 68-88 1,43 12,0 2,7 10,5 25,2 20,2 0 13,3 7,7 41,2 33,6 0,61 А;огр 88-113 3,43 10,2 7,6 6,7 24,5 37,0 0 11,9 2,0 50,9 24,6 0,48 ВЗ 113—150 0,93 7,0 1,6 3,8 12,4 26,9 0 14,0 4,8 45,7 41,9 0,27 ВС 150—180 0,30 3,0 5,0 8,3 16,6 23,4 0 1,7 3,4 28,5 54,9 0,58 А1 4-13 6,20 23,1 2,9 16,3 Разрез 42,3 3 13,1 12,9 17,7 5,0 48,7 9,0 0,87 В1 13—26 1,40 7,1 0 7,1 14,2 30,7 13,6 0 7,9 7,1 59,3 26,5 0,24 В2 26—37 0,93 3,2 0 3,9 7,1 52,7 11,8 6,9 71,4 21,5 0,10 АПогр 39 64 2,13 9,9 3,2 13,1 26,2 23,9 2,4 4,2 0 30,5 43,3 0,86 д;0гр 64-100 7,73 24,3 0 7,5 31,8 24,7 4,7 0 0,8 30,2 38,0 1,05 ВЗ 100—130 1,72 3,7 2,7 5,6 12,0 29,0 10,9 0 0,8 40,7 47,3 0,29 А1В 13—15 9,61 23,5 2,9 10,6 7,3 Разрез 87,0 5 8,7 20,4 7,4 0,6 37,1 25,9 1,00 Апогр 15-29 В1 29—60 10,96 21,2 7,5 36,0 40,6 0 8,1 5,1 53,8 11,2 0,67 9,7 9,9 0 3,0 12,9 42,6 15,0 2,4 1,6 61,6 25,5 0,21 ВС 60—85 2,98 10,3 0 13,0 23,3 51,4 0 2,4 6,8 60,6 16,1 0,38
Содержание групп и форм соединений Fe в лесных вулканических почвах о-ва Кунашир Таблица 5 Формы несиликатного Fe Горизонт и глубина. Валовое, % Силикатное Несиликатное окристаллизованное аморфное см сильно слабо несвязанное связанное 1 2 1 2 J 1JJ 2 1 И 2 1 2 1 2 А1 11—17 4,96 1,08 21,8 3,88 Ра 78,2 з р е з 2 Нет 2,84 57,2 0,17 * 3,5 0,87 17,5 В1 17—31 4,93 0,05 1,0 4,88 99,0 » 3,28 66,5 0,26 5,3 1,34 27,2 В2 31—58 12,01 0,87 7,2 11,14 92,8 » 3,31 27,6 7,61 63,4 0,22 1,8 а' Лпогр 68—88 13,00 4,44 34,2 8,56 65,8 1,11 8,5 0,26 . *2,0 6,75 51,9 0,44 3,4 а" погр 88—113 7,52 1,14 12,2 6,38 84,8 1,08 14,4 2,13 28,3 2,98 39,6 0,19 2,5 ВЗ 113—150 8,83 2,33 26,4 6,50 73,6 0,28 3,2 4,02 45,5 1,98 22,4 0,22 2,5 ВС 150—180 9,11 3,99 43,8 5,12 56,2 Нет 3,92 43,0 0,84 9,2 0,36 4,0 А1 4-13 4,28 1,40 32,7 2,88 Ра 67,3 зрез 3 Нет 1,48 34,6 0,53 12,4 0,87 20,3 В1 13—26 5,72 0,84 14,7 4,88 85,3 » 2,96 51,7 1,42 24,8 0,50 8,8 В2 26—37 14,81 0,31 2,1 14,50 97,3 » 7,63 51,5 6,54 44,2 0,33 2,2 а' Лпогр 39—64 11,87 5,25 44,2 6,62 58,8 0,28 2,4 0,54 4,5 5,20 43,8 0,60 5,1 а" Лпогр 64—100 8,10 1,29 15,9 6,81 84,1 0,31 3,8 3,07 37,9 2,93 36,2 0,50 6,2 ВЗ 100—130 9,02 0,52 5,8 8,50 94,2 2,19 19,8 2,83 31,4 3,77 41,8 0,11 1,2 А1В 20-35 8,09 4,71 58,2 3,38 Ра 41,8 зрез 4 0,80 i 9,9 1,14 14,1 0,36 4,5 1,08 13,3 А Лпогр 35—55 8,97 2,72 30,3 6,25 69,7 0,95 10,6 1,12 12,5 0,78 8,7 3,40 37,9 В1 55-70 7,50 3,25 43,3 4,25 56,7 1,05 14,0 0,47 6,3 2,33 31,1 0,40 5,3 А1В 13-15 7,23 3,60 49,8 3,63 Ра 50,2 зрез 5 Нет 1,50 20,7 Нет 2,13 29,5 А' “"погр 15—29 8,96 2,71 30,2 6,25 69,8 2,85 31,8 0,11 1,2 1,39 15,5 1,90 21,2 В1 29—60 7,04 2,79 39,6 4,25 60,4 0,85 12,1 1,00 14,2 1,40 19,9 1,00 14,2 БС 60—85 7,36 3,48 47,3 3,88 52,7 0,40 5,4 1 ? 68 22,8 1,52 20,7 0,28 3,8 Примечание. 1 — %, 2 — % от валового.
Таблица 6 Содержание групп и форм соединений AI в лесных вулканических почвах о-ва Кунашир Группы соединений Формы соединений свободного А1 Горизонт и глубина, см Валовой А1 силикатный несиликатный (свободный) окристаллизо- ванный аморфный 1 2 1 2 1 2 1 2 Разрез 2 А1 11—17 В1 17—31 В2 31—58 П2 58—59,5 12,06 16,91 15,07 19,20 10.50 14.51 12,50 16,44 87,1 85,8 83,0 85,6 1.56 2,40 2.57 2,76 12,9 14,2 17,0 14,4 1,02 1,64 0,47 2,00 8,4 9,7 3,1 10,4 0,54 0,76 2,10 0,76 4.5 4.5 13,9 4,0 А^огр 68-88 11,95 9,40 78,7 2,55 21,3 0,89 7,4 1,66 13,9 А'погр 88-^3 ВЗ 113—150 ВС 150—180 19,34 6,87 35,5 12,47 64,5 1,17 6,0 11,30 58,5 21,02 20,94 11,72 13,46 55,8 64,3 9,30 7,48 44,24 35,7 4,33 6,05 20,6 28,9 4,97 1,43 23,6 6,8 А1 В1 В2 а' Лпогр А" ^погр ВЗ 4-13 13—16 26-37 39—64 64—100 100-130 А1В а' ^погр В1 55—70 20-35 35—55 11,15 16,82 14,51 11,42 14,80 21,98 8,22 14,93 10,54 7,68 5,39 11,21 Разрез 3 73.7 88.8 72,6 67.3 36.4 51,0 2,93 1,89 3,97 3,74 9,41 10,77. Разрез 4 Разрез 5 26,3 2,53 22,7 0,40 3,6 11,2 0,62 3,7 1,27 7,5 27,4 2,08 14,3 1,89 13,1 32,7 1,32 11,6 2,42 21,1 63,6 1,97 13,3 7,44 50,3 49,0 0 0 10,77 49,0 11,55 8,70 75,3 2,85 24,7 '2,06 17,8 2,79 13,22 8,54 64,6 4,68 35,4 0 0 4,68 18,17 9,42 51,8 8,75 48,2 0,81 4,5 7,94 6,9 35,4 43,7 А1В 13—15 9,80 7,55 77,0 2,25 25,0 1,07 10,9 1,18 12,1 а' погр 15—29 10,92 7,82 71,6 3,10 28,4 0,60 5,5 2,50 22,9 В1 29—60 16,94 7,85 46,3 9,09 53,7 0 0 9,09 53,7 ВС 60—85 17,02 11,35 66,7 5,67 33,3 0 0 5,67 33,3 Для уточнения диагностики элементарных почвенных процессов (ЭПП) были определены группы и формы соединений железа и алюми¬ ния [7—9]. По содержанию и соотношению соединений Fe (табл. 5) почвы каль¬ деры и вулкана Менделеева различаются. Свободные формы преоблада¬ ют в первой (56,2—99,0%) и содержатся в меньшем количестве во вто¬ рой (41,8—69,8%). Величина слабоокристаллизованных форм Fe в почве кальдеры (разр. 2 и 3), определяющая длительность периодов увлажнения почв, максимальна в верхней части почвенного профиля. Сильноокристаллизо- ванное Fe появляется только в погребенных горизонтах, тем самым сви¬ детельствуя об иных климатических условиях в прошлом. Содержание аморфных форм железа увеличивается с глубиной и со¬ ставляет 13,2—65,2%. Аморфно-гумусовых соединений обнаружено не¬ много. В почве вулкана Менделеева (разр. 4, 5) преобладают аморфные (17,8—46,6%), а в их составе аморфно-гумусовые соединения (до 37,9%). Максимум аморфного Fe отмечен в погребенных горизонтах. В почвах о-ва Кунашир в основном преобладает обусловленная вул- канокластическими отложениями аморфная форма железа, что прибли¬ жает эти почвы к ферралитной группе ЭПП [3, 8]. 64
Таблица 7 Содержание экстрагируемого, обменного и ^обменного AI в лесных вулканических почвах о-ва Кунашир Горизонт Экстрагируемый Обменный Необменный и глубина, см 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Разрез 2 А1 11—17 0,16 2,5 17,93 0,15 2,3 17,00 0,01 0,2 0,93 В1 17—31 0,33 3,7 37,11 0,29 3,2 32,11 0,03 0,5 5,00 В2 31—58 0,15 1,9 16,50 0,12 1,5 13,81 0,03 0,4 2,69 П2 58—59,5 0,33 3,2 37,11 0,32 3,1 36,16 0,01 0,1 0,95 д' ^погр 68—88 0,13 2,1 14,60 0,02 0,3 2,83 0,11 1,8 11,77 а" ^погр 88—113 0,17 1.7 19,44 0,03 0,3 3,82 0,14 1,4 15,62 вз 113—150 0,19 1,7 20,89 0,05 0,4 5,78 0,14 1,3 15,11 ВС 150—180 0,08 0,7 9,00 0,08 0,7 9,00 0 0 0 Разрез 3 А1 4—13 0,07 1,2 7,91 0,06 1,0 6,90 0,01 0,2 1,01 В1 13—26 0,41 4,9 45,55 0,30 3,6 33,70 0,11 1,3 11,85 В2 26—37 0,24 3,1 26,75 0,15 1,9 16,52 0,09 1,2 10,23 А' лпогр 39—64 0,08 1,3 9,28 0,02 0,3 1,96 0,06 1,0 7,32 а" ^погр 64—100 0,17 2,2 19,32 0,04 0,5 4,88 0,13 1,7 14,14 вз 100—130 0,15 1,3 16,79 0,01 0,1 0,58 0,14 1,2 16,21 Ра з р ез 4 А1 20—35 0,09 1,5 9,69 0,08 1,3 8,7 0,01 0,2 0,99 а' ^погр 35—55 0,44 6,3 48,49 0,11 1,6 12,14 0,33 4,7 36,85 B1 55—70 0,23 2,4 25,79 0,02 0,2 2,1 0,20 2,2 23,69 Ра з р е з 5 А1В 13—15 0,15 2,9 16,37 0,10 1,9 10,96 0,05 1,0 5,41 а' лпогр 15-29 0,26 3,8 28,88 0,10 1,5 11,41 0,16 2,3 17,47 В1 29—60 0,39 4,4 43,05 0,06 0,7 6,35 0,33 3,6 36,70 ВС 60—85 0,16 1,8 18,11 0,05 0,6 6,00 0,11 1,2 12,11 Примечание. 1 — %, 2 — % от валового, 3 — мг*экв/100 г почвы. Своеобразие почв о-ва Кунашир отражается и в соотношении групп и форм соединений алюминия (табл. 6). А1 в верхних горизонтах нахо¬ дится главным образом в силикатных формах, содержание которых с глубиной резко падает. Увеличение свободных форм А1 в нижней части профиля (до 64,5% — разр. 2, до 63,6% — разр. 3, до 48,2 — разр. 4 и др., 53,7%—разр. 5) в наибольшей степени связано с составом вулканиче¬ ских пород, определяющих высокое содержание аллофанов, а также с интенсивным выносом подвижных форм из верхних горизонтов. Окристаллизованные формы А1 составляют 9—87% от свободных форм, и в верхних горизонтах (до глубины 30 см) их роль наиболее за¬ метна. В почвах вулкана Менделеева величина окристаллизованных форм незначительна или они отсутствуют вовсе. Особенностью вулканических почв является значительное содержание аморфного А1 (до 58,5% от валового) в нижней части профиля. В соста¬ ве свободного А1 аморфные формы составляют 19—100%. Результаты фракционного состава оксидов А1 (табл. 7) показывают заметное варьирование и высокое содержание экстрагируемых его фрак¬ ций (0,7—6,3% от валового содержания оксидов А1). Максимальное ко¬ личество приурочено к гор. В1 (37,11—45,55 мг-экв/100 г в разр. 2, 3, 5 и Апогр — 48,49 мг-экв/100 г почвы — разр. 4). В составе аморфных оксидов алюминия экстрагируемый достигает в гор. В1 82%. Айрес [22] связывает количество экстрагируемого алюми¬ ния со степенью и уровнем выветривания, тогда как Ханна Киваркис .5 Почвоведение, .Vs 2 65
Адам [19] считает, что повышенное содержание экстрагируемого алюми¬ ния в вулканических почвах связано с высоким содержанием мономер* ных и полимерных ионов А1, высвободившихся из аморфных соединений' гидрооксидов и не подвергшихся процессам окристаллизации. Обмен¬ ные и необменные формы А1 в почве кальдеры и склоны вулкана Менде¬ леева имеют разный характер распределения: в первой в верхних гори¬ зонтах преобладают обменные, а в погребенных — необменные формы.- В высокогумусированной почве вулкана Менделеева (разр. 4 и 5) необ¬ менные формы превалируют по всему почвенному профилю. На изученных почвах формируются низкобонитетные (Va) ельники: из ели Глена, хотя почвы обладают высоким потенциальным плодороди¬ ем, только ельник мертвопокровный в кальдере Головнина имеет III— IV бонитет [21]. Большую роль в почвенных процессах и формировании лесной расти¬ тельности играют не только формы рельефа, но и такой фактор, как ори¬ ентировка склона по отношению к преобладающим ветрам, их защищен¬ ность, удаленность от моря. По мнению «Пашкова [15], формирование* низкобонитетных лесов на о-ве Кунашир связано с отрицательным влия¬ нием сильных холодных ветров (часто с туманами), оказывающих в ве¬ гетационный период угнетающее действие на ростовую почку. Отсюда и молодняки имеют бонитет на один-два класса выше по сравнению со> спелым лесом, т. е., пока невысокие деревья не попали своими верхуш¬ ками в зону постоянного воздействия указанных ветров, их прирост про¬ текает нормально. Рассмотренные материалы и данные показали, что на о-ве Кунашир,. на склонах вулканов Менделеева и Головнина, под лесами из ели Глена формируются лесные вулканические почвы, общим для которых являет¬ ся: наличие погребенных горизонтов и прослоек пепла и углей; высокое содержание в современных и погребенных горизонтах гумуса, в составе которого преобладают фульвокислоты, связанные с R203; высокая ем¬ кость поглощения, более 50% которой составляет обменный алюминий;, значительное содержание свободных форм Fe и А1, представленных в ос¬ новном аморфными и слабоокристаллизованными формами. Сравнение полученных материалов с литературными данными [10,„ 12, 16, 23] показало, что на Кунашире формируются почвы, наиболее близкие как по химическому составу, так и по морфологии к гумусово- аллофановым почвам Японии. Литература 1. Атлас Сахалинской области. М., 1967. 2. Герасимов И. П., Ильина JI. П. Современный вулканизм и почвообразование на* Камчатке//Изв. СО АН СССР. 1960. N° 10. 3. Гомес Вега О. Содержание и соотношение групп и форм соединений железа в вул¬ канических почвах Коста-Рики//Почвоведение. 1980. № 10. С. 56—68. 4. Горшков Г. С. Хронология извержений вулканов Курильской гряды. (1713—1952)// Тр. Лабор. вулканол. 1954. Вып. 8. 5. Горшков Г. С. Вулканизм Курильской островной дуги. М.: Наука, 1967. 288 с. 6. Зонн С. В., Карпачевский JI. О., Стефин В. В. Лесные почвы Камчатки. М., 1963. 254 с. 7. Зонн С. В., Ерошкина А. Н., Карманова JI. Н. О группах и формах железа как. показателях генетических различий почв//Почвоведение. 1976. № 10. 8. Зонн С. В. Железо в почвах. М.: Наука, 1982. 208 с. 9. Зонн С. В. Современные проблемы генезиса и географии почв. М.: Наука, 1983. 168 с. 10. Иваса Канно ИКато Е. и др. Типы почв Японии. Владивосток, 1977. 11. Ивлев А. М. Географические закономерности формирования почвенного покрова' в зоне перехода от Азиатского континента к Тихому океану//Почвы островов и приокеанических регионов Тихого океана: Матер. XIV Тихоок. науч. конгр. Вла¬ дивосток, 1982. С. 19—26. 12. Канно И. Проблемы классификации почв Японии//Почвы островов и приокеани¬ ческих регионов Тихого океана//Матер. XIV Тихоок. науч. конгр. Владивосток,. 1982. С. 97—110. 13. Корсунская Г. В. Геоморфология южных островов Курильского архипелага//Тр.. II Всесоюз. геогр. съезда. Т. 2. Владивосток, 1948. 14. Корсунская Г. В. Курильская островная дуга (Физ. геогр. очерк) .М.: Географгиз.. 1958. 224 с. 66
15. Дашков А. Н. К морфологии почв южных Курильских островов//Изв. Всесоюзн. геогр. о-ва. 1948. Т. 80. Вып. 1. С. 61—68. 16. Соколов И. А. Вулканизм и почвообразование (на примере Камчатки). М.: Наука, 1973. С. 224. 17. Справочник по климату СССР. Вып. 34. Сахалинская область. Л.: Гидрометеоиз- дат, 1968. 18. Тен Хак Мун. Микробиологические процессы в почвах островов Притихоокеанской зоны. М.: Наука, 1977. 19. Ханна Киваркис Адам. Роль оксидов алюминия в почвообразовании и влиянии на продуктивность чайного куста: Автореф. дис. ... канд. М., 1985. 20. Худяков Г. И. Некоторые черты морфотектоники южной части Курильской остров¬ ной дуги. М.: Наука, 1968. С. 246—263. 21. Шафрановский В. А., Гладкова Г. А. Продуктивность лесов из ели Глена на остро¬ ве Кунашир//Продуктивность таежных биогеоценозов. Тез. докл. краевой науч. конф. 15—17 апреля 1986 г. Красноярск, 1986. С. 168—169. 22. Ayres A. S., Hagthara Н. М., Standford G. Signification of extractibk A1 in Rawaiian Sugarcana soils//Soil. Sci. foe. Am., Proc. V. 29. 1965. P. 387—392. 23. Atlas of forest soil profiles in Japan (2) Tokio: Forest and forest products research Institute, 1981. Биолого-почвенный институт Поступила в редакцию ДВНЦ АН СССР 26.111.1987 GLADKOVA О. A.f BUTOVETS О. К. FOREST VOLCANIC SOILS OF THE KUNASHIR ISLAND The conditions of soil formation, morphological and chemical features of forest vol¬ canic soils are described. The behaviour of iron and aluminium groups and forms is cha¬ racterized. 5* 67
1988 ПОЧВОВЕДЕНИЕ Jtt 2 химия почв УДК 631.417.2 ПЕРЕВЕРЗЕВ В. Н. ИНТЕНСИВНОСТЬ РАЗЛОЖЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ И ГУМУСООБРАЗОВАНИЕ В ПОЧВАХ ХИБИНСКИХ ГОР Выявлены различия в интенсивности минерализации и гумификации листьев вороники и надземных частей овсяницы в почвах трех природных поясов Хибин и предгорной равнины.' Дана характеристика гумусовых профилей почв. Источником накопления гумусовых веществ в почвах являются орга¬ нические остатки, поступающие в виде растительного опада и подвер¬ гающиеся минерализации и гумификации. Интенсивность процессов трансформации растительных остатков определяется биоклиматически- ми условиями, в частности длительностью теплого периода года и гид¬ ротермическим режимом почв [6]. В литературе накоплено большое ко¬ личество сведений об интенсивности разложения и гумификации расти¬ тельных остатков в различных природных условиях [2, 3, 11, 12, 15, 19, 20], однако работы, проведенные в условиях Севера, немногочисленны. Результаты исследований, проведенных в лесных и луговых биогео¬ ценозах [3, 11], свидетельствуют о том, что в условиях средней полосы европейской части СССР интенсивность разложения растительных остат¬ ков довольно высокая, но в значительной степени зависит от их проис¬ хождения и состава. Более быстро разлагаются остатки, богатые угле¬ водами и водно-растворимыми веществами, в течение года потеря массы при их минерализации может превышать 50%. В северотаежных условиях Кольского полуострова [19, 20] разложе¬ ние растительных остатков протекает более замедленными темпами по сравнению с средней и южной тайгой. В таймырской тундре [12] процесс биохимического разложения растительных остатков резко заторможен, потеря массы образцов в большей степени связана с абиотическими фак¬ торами, прежде всего выщелачиванием. Сопоставление скорости разло¬ жения целлюлозы в^различных районах земного шара, проведенное по литературным данным Паринкиной [12], свидетельствует о значитель¬ ных различиях, обусловленных климатическими факторами. Сравнение же темпов минерализации растительных остатков, выявленных разными исследователями в тех или иных зонах, затруднено ввиду различий в ме¬ тодах проведения экспериментов и в связи с неодинаковым происхожде¬ нием и составом растительных остатков, используемых в опытах. Хибинские горы, расположенные в центре Кольского полуострова, представляют собой удобный объект для проведения сравнительных на¬ блюдений за различиями в интенсивности почвообразовательных процес¬ сов в зависимости от высоты местности. Несмотря на относительно не¬ большую высоту (1200 м над ур. м.), они характеризуются отчетливо выраженной вертикальной поясностью растительности, отражающей рас¬ пределение по высоте климатических показателей. Разложение растительных остатков в естественных почвах происхо¬ дит преимущественно в органогенном горизонте, где сосредоточена основ¬ ная масса корней и куда поступает растительный спад. Скорость разло- 68
Таблица г Климатические условия в равнинном и горном природных поясах Природный пояс Месяц VI VII VIII IX Природный пояс VI Месяц VII VIII IX Температура воздуха, °С Осадки, мм Равнинная тайга Горная тайга Горная тундра 9.8 9,1 5.8 13.8 13.8 9,8 12,0 11,9 9Д 6,6 5,2 2,0 Равнинная тайга Горная тайга Горная тундра 51 57 64 62 72 70 94 104 72 78 99 105 жения зависит от гидротермических условий — режима температуры в теплое время года, количества осадков, а также от интенсивности про¬ мывания верхнего слоя почвы, благодаря которому из него выносятся продукты разложения. Наблюдения за интенсивностью разложения растительных остатков в почвах проводили по профилю одной из гор Хибинского массива в сле¬ дующих природных поясах: лишайниковая тундра (700 м над ур. м) ку- старничковая тундра (500 м), горно-лесной пояс (340 м), а также в со¬ сновом лесу на равнине в 15 км от горного профиля (150 м над ур. м.). Высота местности заметно сказывается на климатических показателях, что видно из данных табл. 1. Среднемесячные температуры воздуха в течение вегетационного пе¬ риода в высокогорье на 3—4° ниже, чем в таежных поясах. Равнинная и горная тайга различаются по температурам воздуха только в весеннее и осеннее время и на протяжении всего вегетационного периода — по ко¬ личеству осадков. В то же время горная тайга и горная тундра по этому показателю довольно близки. В качестве растительных остатков для проведения опыта были ис¬ пользованы листья вороники и надземные части овсяницы. Эти растения встречаются во всех растительных поясах Хибин. Пакеты с растительны¬ ми остатками (размером 15Х 15 см) закладывали в почву под органоген¬ ный слой, а в горно-тундровом поясе — на голом пятне в дресвянистый песок на глубину 8—10 см. Образцы были заложены осенью 1977 г., из¬ влекались также осенью в 1978, 1979, 1980 и 1982 гг. Повторность опыта 3-кратная. Интенсивность разложения раститель¬ ных остатков учитывали по потере массы образцов (в пересчете на абсо¬ лютно сухое вещество). Вариабельность данных характеризовалась сле¬ дующими средними показателями: ошибка опыта т=1,2%, коэффици¬ ент вариации г; = 2,0%. Различия по вариантам были, как правило, ста¬ тистически достоверными (критерий Стьюдента колебался в пределах 3,5—7,4 при /05 = 2,8) . Результаты опыта (табл. 2) показывают, что уже в течение первого года происходит значительная потеря массы образцов на всех площад¬ ках. В последующие годы происходило дальнейшее достаточно энергичное разложение растительных остатков как более устойчивых к разложению образцов вороники, так и легкоразлагаемой овсяницы. Обращает на себя внимание сравнительно небольшая разница в скорости разложения образцов растений в разных экологических условиях. Достаточно отчет¬ ливо выявляется общая для обоих образцов растений закономерность: более интенсивно разлагались растительные остатки в горной тайге, а самая низкая степень разложения свойственна образцам, заложенным в горной тундре. Резкой заторможенности минерализации остатков в вы¬ сокогорной лишайниковой тундре, которую можно было ожидать, исходя из оценки метеорологических показателей, в этом опыте не наблюдалось. Не выделяются также по интенсивности разложения и образцы, зало¬ женные в равнинной тайге. Все эти особенности разложения раститель¬ ных остатков связаны как с гидротермическими условиями, так и с ха¬ рактерам процессов их биохимической минерализации и выщелачива- 69
Таблица 2 Потеря массы растительных образцов, разлагающихся в различных экологических условиях, % к исходному весу Природный пояс Вороника Овсяница 1978 г. 1979 г. 1980 г. 1982 г. 1978 г. 1979 г. 1980 г. 1982 г. Лишайниковая тундра 31 42 45 51 67 73 76 82 Кустарничковая тундра 31 37 40 46 62 67 70 73 Горно-лесной пояс 35 44 47 61 66 74 79 82 Северная тайга (равнина) 35 40 44 52 64 68 78 87 ния. Свежие растительные остатки богаты легкорастворимыми вещест¬ вами, которые могут выщелачиваться под влиянием проходящего через образец тока воды. Наиболее интенсивно такое выщелачивание, по-види¬ мому, проходило в лишайниковой тундре, чему способствовало большое количество осадков, выпадающее в условиях высокогорья, и отсутствие на поверхности почвы растительности. Этим и обусловлена большая по¬ теря массы растительных образцов, заложенных в почву лишайниковой тундры, особенно в первый год проведения опыта. С этим же фактором связана самая высокая потеря массы образцов в горно-лесном поясе, где термические условия минерализации достаточно благоприятны, а коли¬ чество осадков велико. Биохимическое разложение растительных остатков в высокогорье на¬ ряду с выщелачиванием также может протекать со сравнительно высо¬ кой интенсивностью. Прежде всего это связано с тем, что растительные остатки представляют собой очень благоприятный субстрат для развития микроорганизмов, они содержат большое количество легкодоступных органических веществ, в том числе азотистых. Вместе с тем почвы высо¬ когорья, в частности примитивные слаборазвитые почвы арктической пустыни на платообразных вершинах Хибинских гор, как показали ис¬ следования Ройзина [16], характеризуются достаточно высокой числен¬ ностью микроорганизмов (20—25 тыс. клеток в 1 г почвы), а в ризосфере высших растений она может достигать 650 тыс. Эти величины сопостави¬ мы с численностью микроорганизмов в минеральных горизонтах подзо¬ листых почв лесной зоны. Так, по данным Ройзина и Егорова [17], общее количество микроорганизмов в подзолистом горизонте равнин¬ ного иллювиально-гумусового подзола составляло в среднем за вегета¬ ционный период 138 тыс/г, в иллювиальном горизонте горно-лесной под¬ золистой почвы — 209 тыс/г, а в минеральных горизонтах горно-тундро¬ вой почвы — 68—87 тыс/г. Довольно высокая биогенность горно-лесных почв, выявленная иссле¬ дованиями указанных авторов, в сочетании с интенсивным выносом вод¬ но-растворимой фракции органического вещества и продуктов деструк¬ ции растительных остатков обусловила наиболее значительную потерю массы разлагающихся образцов в этом поясе по сравнению с горно-тунд¬ ровыми и равнинными лесными фитоценозами. Результаты этого опыта свидетельствуют о потенциально высокой интенсивности минерализации растительных остатков в достаточно суровых климатических условиях высокогорий. За 5 лет образцы листьев вороники потеряли в этих усло¬ виях 51—61% своей первоначальной массы, а овсяницы — 73—87%. Процесс разложения растительных остатков, поступающих в почву, слагается из двух составляющих: минерализации и гумификации [1, 3]. Оба они протекают одновременно, их интенсивность зависит от состава разлагающегося материала и условий, в которых они протекают. Затор¬ моженность процесса минерализации, вызванная неблагоприятными условиями (низкими температурами, переувлажненностью), способству¬ ет кондервации органического вещества растительных остатков и исклю¬ чению их из биологического круговорота. С этим связаны процессы на¬ копления слаборазложившегося опада в виде органогенных горизонтов в лесных и тундровых подзолистых почвах и торфообразование. 70
Таблица 3 Изменение химического состава листьев вороники при разложении, % к сухой навеске Природный пояс C:N Битумы Водно- раство¬ римое вещест- Кислот- но-раст- воримое вещест¬ во Гумусовые вещества всего ГК ФК ГК;ФК Исходный образец | 51,2 | 1,01 | 51 | 34,2 | 5,2 | 8,5 [ 1,1 \ 0,7 | 0,4 | 1,8 Образцы 1978 г. Лишайниковая тундра Кустарничковая тундра Горно-лесной пояс Северная тайга Лишайниковая тундра Кустарничковая тундра Горно-лесной пояс Северная тайга Лишайниковая тундра Кустарничковая тундра Горно-лесной пояс Северная- тайга 61,2 1,57 39 22,0 2,0 7,8 1,1 0,4 0,7 0,6 57,8 1,50 38 22,2 1,2 7,9 1,2 0,6 0,6 1,0 57,6 1,60 36 19,9 1,6 8,1 1,0 0,4 0,6 0,7 55,9 1,64 34 20,8 1,8 7,2 0,9 0,3 0,6 0,5 Образцы 1980 г. 54,9 58,2 54,4 57.0 54.8 56,6 50.9 52.0 1,82 1,69 1.96 1,81 1,81 1,78 1.96 1,86 30 34 28 31 18,1 20,4 16,6 17,6 1,7 1,3 1,5 1,9 Образцы 1982 г. 30 32 26 26 15.0 18,5 15.1 14,0 1.5 1.5 1,7 1,1 8,2 8,2 8.3 7.7 8.4 8,1 7.8 7.4 0,8 1,0 1,0 0,8 0,9 1,0 1,3 1,0 0,3 0,4 0,3 0,3 0,3 0,4 0,5 0,4 0,5 0,6 0,7 0,5 0,6 0,6 0,8 0,6 0,6 0,7 0,4 0,6 0,5 0,7 0,6 0,7 Минерализации подвергаются наименее устойчивые вещества, в част¬ ности водно-растворимая фракция. В процессе гумификации образуются гумусоподобные соединения, которые при дальнейшей трансформации превращаются в гумусовые вещества — гуминовые и фульвокислоты. В исходных и разложившихся растительных остатках (через 2 и 4 го¬ да после закладки) определяли общее содержание углерода и азота, а также содержание отдельных групп органических веществ путем по¬ следовательной обработки навесок спиртобензольной смесью (в аппара¬ те Сокслета), горячей водой, 2%-ным раствором соляной кислоты и 0,1 М раствором пирофосфата натрия. В последней вытяжке раздельно опре¬ деляли углерод гуминовых и фульвокислот (табл. 3 и 4). Исходные растительные остатки заметно различались по химическо¬ му составу. Надземные части овсяницы содержат меньше углерода и больше азота, чем листья вороники, благодаря чему соотношение С : N в остатках овсяницы более узкое. Во фракционном ооставе органическо¬ го вещества растительных остатков можно отметить существенное раз¬ личие в содержании фракции воско-смол (битумов), извлекаемых спиртобензольной смесью — в листьях вороники количество их значи¬ тельно большее. По другим показателям химического состава применяв¬ шиеся в опыте растительные остатки довольно близки. В процессе разложения общее содержание углерода и азота заметно изменяется. Наиболее четкие закономерности отмечаются в изменении количества азота, а также соотношения С: N. Оба растительных мате- -риала в исходном состоянии характеризуются сравнительно невысоким содержанием азота, при разложении в почве происходит заметное обога¬ щение их этим элементом в результате ресинтеза азотистых веществ ми¬ кроорганизмами, обильно заселяющими богатый свежим органическим веществом субстрат. Динамика содержания азота в разлагающихся ра¬ стительных остатках весьма характерна. В более богатых азотом остат- 71
Таблица 4 Изменение химического состава надземной части овсяницы при разложении, % к сухой навеске Гумусовые вещества ГК-.ФК всего ГК ФК 1 1,0 I 0,5 0,5 | | 1,0 1,4 0,8 0,6 1,3 1,6 0,9 0,7 1,3 1,5 1,4 0,7 0,7 0,8 0,7 0,9 1,0 1,4 0,9 0,5 1,8 1,8 1,0 0,8 1,2 3,3 1,8 2,1 1,0 1,2 0,8 1,8 1,2 1,5 0,9 0,6 1,5 2,0 1,2 0,8 1,5 3,1 1,3 2,2 0,8 0,9 0,5 2,4 1,6 Природный пояс C:N Битумы Водно- раство¬ римое вещест¬ во Кислот* но-раст* вор и мое вещест¬ во Исходный образец | 42,2 | 1,44 | 29 | 9,6 | 7,2 Образцы 1978 г. Лишайниковая тундра Куста рничковая тундра Горно-лесной пояс Северная тайга Лишайниковая тундра Кустарничковая тундра Горно-лесной пояс Северная тайга Лишайниковая тундра Кустарничковая тундра Горно-лесной пояс Северная тайга 38.8 39.8 57.6 55.9 38.6 39.7 34.4 33.5 32.2 40.6 31.2 27.9 2,46 2,62 1,60 1,64 2,70 2,42 2,17 2,20 2,07 2,53 1,82 1,44 16 15 36 34 5,0 4.7 3,6 3.8 2,2 2,0 1,7 2,1 Образцы 1980 г. 14 16 16 15 4.8 4,2 3.9 5,7 1,5 1.3 2.4 2,2 Образцы 1982 г. 16 16 17 19 3,4 4,2 3,9 6,7 1,6 1,2 2,0 1,4 I Ю,7 11.4 ,11,6 11.4 10.5 11,4 12,0 10,9 9,3 10,3 12.6 10,7 8,2 ках овсяницы после значительного подъема содержания азота, отмечен¬ ного в первый срок выемки пакетов (через 2 года), происходило посте¬ пенное его уменьшение в последующие годы. В остатках вороники при их разложении также отмечается резкое повышение содержания азота в первый срок, но в последующие годы количество его не уменьшалось, а продолжало постепенно возрастать. Такая зависимость динамики азота в разлагающихся растительных остатках от содержания его в исходных материалах была отмечена нами ранее [14]. Отношение С: N хорошо отражает изменение обогащенности азотом разлагающихся растительных остатков: по мере минерализации оно ста¬ новится более узким. По содержанию азота и обогащенности им органического вещества образцы остатков вороники, разлагающихся в разных экологических условиях, различались несущественно. Следовательно, процессы транс¬ формации азотистых веществ протекают в целом однотипно с образова¬ нием сходных по содержанию азота продуктов. При разложении остат¬ ков овсяницы можно отметить достаточно отчетливые различия, обуслов¬ ленные экологическими факторами, особенно на начальной стадии раз¬ ложения растительных остатков. Обогащенность органического вещества остатков, разлагавшихся в более суровых климатических условиях (в тундровых поясах), заметно выше, чем в остатках, разлагавшихся в почвах лесных поясов. Со временем эти различия становятся меньши¬ ми, но они сохраняются. В тундровых фитоценозах разложение расти¬ тельных остатков происходит преимущественно с участием бактерий, плазма которых отличается высоким содержанием азотистых веществ [1]. Фракционный состав органического вещества разлагающихся расти¬ тельных остатков претерпевает некоторые изменения. Существенно' 72
уменьшается содержание веществ, извлекаемых органическими раство¬ рителями (битумов). В листьях вороники количество их уменьшалось в течение всего периода разложения, а в остатках овсяницы после резко¬ го снижения содержания в первый год после закладки образцов в после¬ дующие годы оно мало изменялось. Такая же динамика была характерна и для водно-растворимого органического вещества, причем она была од¬ нотипной для обоих видов растительных остатков: резкое снижение в первый год и постепенное уменьшение в последующие годы. Содержа¬ ние кислотно-растворимой фракции органического вещества мало изме¬ нялось в процессе разложения растительных остатков. Для извлечения новообразованных гумусовых веществ мы применяли наиболее «мягкий» реагент — раствор пирофосфата натрия. Это позво¬ ляет избежать искусственной гумификации растительных остатков, кото¬ рая возможна при использовании более «жестких» растворителей, напри¬ мер раствора едкого натра, обычно применяемого при выделении гумусо¬ вых веществ из почв. Раствор пирофосфата натрия извлекает сравни¬ тельно небольшую, но, по-видимому, наиболее активную часть гумусо¬ вых веществ, образующихся в процессе гумификации растительных ос¬ татков. Такой же обработке подвергались и образцы исходных расти¬ тельных остатков, причем в фильтрате, как обычно, определялись ве¬ щества, осаждаемые под действием кислоты, аналогичные гуминовым кислотам, выделяемым из цочв и гумифицированных растительных ос¬ татков. Вероятно, некоторая часть веществ, переходящих из исходных остатков в пирофосфатную вытяжку, представляет собой достаточно ла¬ бильные соединения, подвергающиеся минерализации в процессе разло¬ жения растительных остатков в почве. При гумификации листьев вороники образуются преимущественно фульвокислоты, о чем свидетельствуют величины отношения Сте: Сфк, как правило, значительно меньше единицы. Гумификация остатков овсяни¬ цы, напротив, протекает с образованием большего количества гуминовых кислот, причем с возрастанием длительности пребывания растительных остатков в почве количество их увеличивается. Такие различия в направ¬ лении процесса гумификации растительных остатков разного происхож¬ дения обусловлены особенностями их химического состава, в частности зольностью. По данным Манакова [8], изучавшего зольный состав ра¬ стений на Кольском полуострове, зольность злаковых трав в 3—6 раз превышает зольность вороники. Как известно [1], при разложении в поч¬ ве высокозольных растительных остатков гумификация протекает по пути преимущественного образования гуминовых кислот. В процессе минерализации и гумификации растительных остатков, попадающих в почву, происходит формирование органического вещества, а под влиянием нисходящего тока воды осуществляется перераспределе¬ ние его по профилю почв. Благодаря этим процессам в условиях гумид- ного климата на песчаных грубозернистых отложениях, служащих почво¬ образующими породами почти на всей территории Кольского полуостро¬ ва, в том числе и в Хибинах, гумусовый профиль приобретает облик, ти¬ пичный для иллювиально-гумусовых (А1—Fe-гумусовых) подзолистых почв. На богатых по минералогическому составу материнских породах — элювии нефелиновых сиенитов, распространенных в тундровом поясе Хибин, формируются подбуры, для которых характерно отсутствие ясно выраженного подзолистого горизонта [18]. Для изучения состава органического вещества почв были заложены разрезы в тех же растительных поясах Хибин, где расположены стацио¬ нарные площадки, на которых проводились наблюдения за разложением растительных остатков. Разрез 42 заложен в лишайниковой тундре с участием в напочвен¬ ном покрове мхов, сильно угнетенной брусники и осок. Почва — подбур на элювии нефелиновых сиенитов. В кустарничковой тундре на элюви¬ ально-делювиальных отложениях формируются подбуры, которые харак¬ теризуются разрезом 53. В растительном покрове преобладает ворони¬ ка, встречаются голубика и черника, много зеленых мхов и лишайников. 73-
"В горно-лесном поясе заложен разрез 55. Древесный ярус составляет ель .и береза, среди кустарничков преобладает черника, встречается голуби¬ ка. Почва — иллювиально-гумусовый подзол на элювиально-делювиаль¬ ных отложениях. На предгорных равнинах в плакорных условиях фор¬ мируются типичные для северотаежной зоны Кольского полуострова .иллювиально-железистые и иллювиально-гумусово-железистые подзолы -на моренных песчаных отложениях. Эти почвы характеризуются разре¬ зом 95, заложенным в березово-сосновом лесу. В напочвенном покрове преобладает вороника, много брусники, встречается черника. Поверх¬ ность почвы покрыта зелеными мхами, много лишайников. Генетическая характеристика этих почв опубликована нами ранее [13]. Как показывают результаты определения общего содержания органи¬ ческого вещества (табл. 5), горные почвы характеризуются значительной гумусированностью всего профиля. В верхней части профиля, в мине¬ ральных горизонтах, содержание углерода достигает 10%, а в иллюви¬ альном горизонте иллювиально-гумусового подзола (разр. 55) — 18%. Столь значительное накопление гумуса в горных почвах объясняется двумя причинами. Одной из них является довольно высокая биологиче¬ ская продуктивность биогеоценозов в горных условиях, обусловленная значительным увлажнением. Как показывают данные табл. 1, количест¬ во осадков, выпадающих в летнее время, в горных условиях почти вдвое больше, чем на равнине. По данным Манакова и Ушаковой [9], ежегод¬ ное поступление растительных остатков в виде опада и отмерших корней в горно-лесном поясе Хибин составляет 34 ц/га, в тундровом поясе — 21 ц, а в сосновом на равнине лесу — 24—31 ц/га. Следовательно, по био¬ логической продуктивности горные леса заметно превышают равнинные, а в горной тундре масса опада мало уступает таковой в равнинном лесу. Другой причиной накопления гумуса в горных почвах являются недостаточно благоприятные температурные условия и краткость тепло¬ го периода года, что сдерживает минерализационные процессы. Распределение гумуса по профилю отражает генетические особенно¬ сти почв подзолистого типа. В иллювиально-гумусовых подзолах (разр. 55 и 95) четко выявляется элювиально-иллювиальное перераспре¬ деление гумуса, благодаря чему гумусовый профиль имеет 2 максимума накопления — в лесной подстилке АО и в иллювиальном горизонте В1. Подзолистый горизонт А2 в этих почвах обеднен гумусом, количество его здесь значительно меньшее по сравнению с иллювиальным горизон¬ том. В подбурах тундрового пояса (разр. 42 и 53) подзолистый горизонт отсутствует, под подстилкой залегает иллювиальный горизонт, значи¬ тельно обогащенный гумусом. Такое распределение гумуса по профилю почв Гришина и Орлов [5] называют бимодальным. Элювиально-иллювиальная дифференциация органического вещества . затрагивает не только общее содержание гумуса, но и групповой и фрак¬ ционный состав. В элювиальной части профиля (в подбурах — органо¬ генный горизонт, а в подзолах, кроме того, и подзолистый) соотношение углерода гуминовых и фульвокислот (С„,: Сфк) составляет во всех почвах 0,7—0,8. Это отражает особенности формирования здесь органического вещества. При гумификации растительных остатков образуются как гу- миновые, так и фульвокислоты. Последние, обладая высокой подвижно¬ стью, интенсивно выносятся из верхних горизонтов почвы, благодаря чему состав гумуса здесь характеризуется относительным накоплением гуминовых кислот. Но поскольку в растительном опаде большую долю составляют компоненты (листья вороники и хвоя ели), гумификация ко¬ торых протекает преимущественно по фульватному типу, соотношение С„,: Сфк и здесь не достигает 1. Иллювиальные горизонты благодаря накоплению в них фульвокис¬ лот, мигрирующих из верхней части профиля и осаждающихся в виде комплексов с полуторными окислами, отличаются резко выраженным фульватным характером гумуса. Количество фульвокислот в этих гори¬ зонтах в 3—5 раз больше, чем содержание гуминовых кислот. .74
Таблица $ Групповой и фракционный состав органического вещества почв Хибинского горного массива Номер разреза. Местоположение. Почва (оризонт и глу¬ бина, см с N C:N С, % к общему углероду сгк сфк % к почве битумы фракции гуми новых кислот фракции фульвокислот остаток 1 2 3 всего 1а 1 2 3 всего 42. Лишайниковая тунд¬ АО 0-2 22,80 0,98 23 9,8 13,3 0 7,4 20,7 4,4 15,3 1,7 9,4 30,8 38,7 0,7 ра. Под бур А1В 2-10 8,34 0,51 15 6,9 26,4 0 5,8 3 2,2 19,1 15,2 6,5 5,6 46,4 14,5 0,7 10—19 7,54 0,54 14 6,9 26,4 0 5,4 31,8 21,2 12,7 4,8 5,0 43,7 17,6 0,7 ВС 19—31 0,77 0,12 6 5,2 9,1 2,6 2,6 14,3 35,1 9,1 11,7 ' 3,9 59,8 20,7 0,2 31—43 0,41 0,12 3 4,9 9,8 0 4,9 14,7 34,2 9,8 7,3 4,9 56,2 24,2 0,2 53. Кустарничковая тунд¬ АО 0-8 30,10 1,11 27 12,7 10,9 0 9,1 20,0 2,8 10,9 1,8 9,3 24,8 42,5 0,8 ра. Подбур В1 8—14 11,63 0,53 22 4,3 16,4 0 4,5 20,9 39,4 1,8 18,9 3,6 63,7 11,1 0,3 В2 14—20 11,89 0,63 19 4,0 13,4 0 4,0 17,4 35,0 2,9 0,2 3,6 41,7 36,9 0,4 ВС 28-40 7,91 0,45 17 3,2 9,0 2,4 4,6 16,0 29,1 2,5 23,1 5,4 60,1 20,7 0,3 40—50 1,42 0,10 14 3,5 7,0 5,6 3,5 16,1 35,2 14,8 13,4 4,9 68,3 12,1 0,2 55. Горно-лесной пояс. АО 0-2 33,49 1,33 25 7,6 10,0 0,4 9,8 19,8 3,2 10,1 2,0 9,0 24,3 48,3 0,8 Иллювиально-гуму- А2 2—6 2,19 0,10 22 14,2 10,5 2,7 8,7 21,8 3,2 9,1 6,4 10,5 29,2 34,7 0,8 совый подзол В1 6—12 18,50 0,84 22 4,7 11,2 1,0 3,8 16,0 47,7 0 16,4 4,4 68,5 10,8 0,2 В2 18—26 10,10 0,83 19 4,6 8,7 3,6 4,3 16,6 37,1 4,4 19,7 4,2 65,4 13,4 0,2 ВС 26—35 4,15 0,38 И 4,6 9,6 3,4 5,1 18,1 35,2 16,4 11,1 4,6 67,3 10,0 0,2 45—55 0,87 0,05 17 1,1 8,0 0 3,4 11,4 50,6 11,9 6,9 3,4 72,8 14,7 0,2 95. Северная тайга. Ил- АО 0-2 19,14 0,56 34 12,1 8,2 0,5 8,8 17,5 2,0 6,7 5,5 7,7 21,9 48,5 0,8 лювиально-гумусо-же- А2 2-5 0,76 0,03 24 11,8 9,2 0 2*6 11,8 3,9 10,5 2,6 14,5 31,5 44,9 0,4 лезистый подзол В1 5—15 2,00 0,12 17 3,9 7,2 1,9 1,4 10,5 41,5 7,7 9,2 7,2 65,6 20,0 0,2 В2 15-22 1,07 0,06 17 0 7,3 2,7 2,7 12,7 37,6 11,9 8,2 5,5 63,2 24,1 0,2
Фракционный состав гуминовых кислот отражает зональные особен¬ ности гумусообразования в почвах. В связи с большой подвижностью оснований и интенсивным выносом их из почвенной толщи гуминовые кислоты, связанные с кальцием (фракция 2), почти полностью отсутству¬ ют, а преобладает фракция 1, представленная в основном ненасыщенны¬ ми гуминовыми кислотами, а также фракцией 4, более прочно связанной с минеральной частью почвы. Фракционный состав фульвокислот сильна изменяется по профилю почвы, что связано с интенсивным иллювиированием их и осаждением в гор. В. В элювиальных горизонтах фульвокислоты распределены по> фракциям достаточно равномерно без резкого преобладания какой-либо из них. В иллювиальном горизонте доминируют наиболее подвижные и агрессивные фульвокислоты — фракция 1а. Количество их здесь может достигать 40% к общему углероду. Такое профильное распределение гу¬ мусовых веществ характерно для почв всех растительных поясов Хибин. Различия заключаются только в наличии или отсутствии подзолистого* горизонта. В подбурах (разр. 42 и 53) максимум накопления иллюви¬ ального гумуса, представленного фракцией 1а, приурочен к самой верх¬ ней части минерального профиля, поскольку подзолистый горизонт в этих почвах не проявляется ни морфологически, ни аналитически. В более суровых климатических условиях лишайниковой тундры (разр. 42) верх¬ няя часть минеральной толщи почвы в большей степени обогащена гру¬ бым гумусом, поэтому в его составе заметное участие наряду с фульво- кислотами принимают также и гуминовые кислоты. Но и здесь среди фульвокислот преобладающей является фракция 1а. По этим признакам верхняя часть минеральной толщи носит черты гумусоаккумулятивного* горизонта и может быть обозначена индексом А1В. Иллювиальный мак¬ симум накопления фульвокислот в этой почве смещен в более нижние го¬ ризонты. В иллювиально-гумусо-железистом подзоле равнинной тайги (разр. 95) гумусированность минеральной части профиля выражена в меньшей степени, содержание гумуса в подзолистом горизонте очень низкое, меньше 1%, в иллювиальном горизонте оно значительно выше, но уступает количеству его в горных почвах. Закономерности распределе¬ ния состава гумусовых веществ по профилю равнинной почвы такие же, что и в почвах горных поясов. В ней также выражен иллювиальный мак¬ симум накопления фульватного гумуса в верхней части иллювиального горизонта. Выводы 1. Интенсивность разложения растительных остатков в почвах Хи¬ бинских гор определяется гидротермическими условиями (температур¬ ным режимом и увлажнением), а также происхождением и составом ос¬ татков. Несмотря на значительные различия в климатических показате¬ лях, свойственных различным природным поясам, скорость разложения растительных остатков в горно-тундровом и горно-лесном поясах мало уступала скорости минерализации таких же образцов в равнинных усло¬ виях. Причина этого — значительное выщелачивание растворимых ве¬ ществ из разлагающихся растительных остатков в горных условиях бла¬ годаря обильному увлажнению. 2. Гумификация листьев вороники протекает с преимущественным образованием фульвокислот, а надземных частей овсяницы — по гумат- ному типу. По другим показателям биохимического состава эти виды растительных остатков близки. 3. Для почв Хибинского горного массива (иллювиально-гумусовых подзолов и подбуров) характерна высокая гумусированность не только иллювиального, но и подзолистого горизонтов, обусловленная сравни¬ тельно большим поступлением органического вещества в виде опада в условиях повышенного увлажнения и замедленной минерализации. Рас¬ пределение органического вещества по профилю и его состав в отдельных, генетических горизонтах типичны для почв этого типа. 76
Литература 1. Александрова Jl. Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука, 1980. 288 с. И. Андреев Д. П. К изучению процессов гумификации в почвах Северного Охото- морья/УБиологический круговорот в тундролесьях юга Магаданской обл. Влади¬ восток. 1979. С. 146—149. 3. Арвисто Э. Разложение и превращение органического вещества в дерново-карбо- натных и бурых почвах//Сб. науч. трудов Эстонской с.-х. академии. 1970. № 65. С. 106—143. 4. Аристовская Г. В. Микробиология процессов почвообразования. Л.: Наука, 1978. 187 с. 5. Гришина Л. А., Орлов Д. С. Система показателей гумусового состояния почв// Проблемы почвоведения. М.: Наука, 1978. С. 42—47. 6. Кононова М. М. Органическое вещество почв, его природа, свойства и методы изу¬ чения. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 316 с. 7. Манаков К. Н. Продуктивность и биологический круговорот в тундровых биогео¬ ценозах Кольского полуострова. Л.: Наука; 1972. 148 с. 8. Манаков К Н. Продуктивность и биологический круговорот в сосновых лесах// Биологическая продуктивность и обмен в лесных биогеоценозах Кольского полу¬ острова. Апатиты: Изд. Кольского фил. АН СССР, 1978. С. 3—18. 9. Манаков К. НУшакова Г. И. Продуктивность и биологический круговгорот в био¬ геоценозах Хибинских гор//Почвенные исследования на Кольском полуострове. Апатиты: Изд. Кольского фил. АН СССР, 1976. С. 42—59. 10. Медведев П. М. Роль тепла и влаги для жизни растений в трудных климатических условиях. Л.: Наука, 1964. 103 с. 11. Мирошниченко Е. Д. К вопросу о разложении растительных остатков на лугах// Ботан. журн. 1973. Т. 58. № 3. С. 402—411. 12. Паринкина О. М. Разложение растительного опада и клетчатки в таймырских тундрах//Почвоведение. 1978. № 11. С. 47—55. 13. Переверзев В. Н., Алексеева Н. С., Полях О. И. Генетические особенности и орга¬ ническое вещество почв Хибинского горного массива//Почвообразование в биогео¬ ценозах Хибинских гор. Апатиты: Изд. Кольского фил. АН CCJCP, 1979. С. 3—56. 14. Переверзев В. НАлексеева Н. С. Органическое вещество в почвах Кольского полуострова. Л.: 1980, Наука, 227 с. 15. Продуктивность и круговорот элементов в фитоценозах Севера/Отв. ред. Понома¬ рева В. В. Л.: Наука, 1975. 130 с. 16. Ройзин М. Б. Сезонная динамика микроорганизмов подзолистых, горно-подзолистых и горно-тундровых почв//Почвенные режимы на Полярном Севере. Л.: Наука, 1969. С. 59—103. 17. Ройзин М. Б., Егоров В. И. Биологическая активность подзолистых почв Коль¬ ского полуострова//Почвоведение. 1972. № 3. С. 106—114. 18. Таргульян В. О. Почвообразование и выветривание в холодных гумидных областях. М.: Наука, 1971. 268 с. 19. Ушакова Г. И. Динамика поступления, химический состав и скорость разложения древесного опада в ландшафтах Хибинских гор//Органическое вещество в почвах Кольского полуострова. Апатиты: Изд. Кольского фил. АН СССР, 1975. С. 106— 121. 20. Ушакова Г. Я. Особенности формирования подстилки в двух типах еловых лесов// Дендрологические исследования в Заполярье. Апатиты: Изд. Кольского фил. АН СССР, 1987. С. 47—62. Полярно-альпийский ботанический сад Поступила в редакцию Кольского фил. АН СССР 23.XII.1986 PEREVERZEV V. N. PLANTS REMAINS DECOMPOSITION INTENSITY AND HUMUS FORMATION IN THE KHIBINY SOILS Different intensity of mineralization and humification of crowberry leaves and fes¬ cue overground parts has been revealed for soils of three natural zones in the Khibiny mountains and their foothills. The soil humus profiles are characterized.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 2 1988 УДК 631.416.8 ФРИД А. С., ГРЛКОВСКИЯ В. Г. ДИФФУЗИЯ 137Cs В ПОЧВАХ Диффузионное распределение 137Cs в почвах часто не подчиняется ма¬ тематическим моделям равновесной диффузии. Разработана математическая модель диффузии, учитывающая кинетику перевода l37Cs в фиксированное состояние. Проведено аналитическое и численное исследование модели, оце¬ нены параметры диффузии по результатам лабораторных опытов для семи почв, верхового торфа и кварцевого песка. Проведено сопоставление с диф¬ фузией 90Sr в тех же образцах. Изучение диффузии — один из важных подходов к изучению под¬ вижности вещества в почве. Коэффициент диффузии в полной мере ха¬ рактеризует собственную подвижность элемента в ничем не измененной почве со свойствами, которые в масштабах опыта не меняются во вре¬ мени [3]. Из радионуклидов в наибольшей степени изучена диффузия в почве ®°Sr [2, 6]. Однако другому опасному осколку деления — ,37Cs— меньше «повезло» в этом отношении. Причина такого положения, по нашему мнению, лежит в различной сложности математического моделирования явления для этих нуклидов. Попавшие в почву 90Sr и 137Cs сорбируются практически полностью, но механизмы закрепления их различны: для первого преобладает срав¬ нительно быстрая обменная сорбция, для второго—более медленная необменная. Теоретически и практически было показано, что в первом случае справедлива модель обычных уравнений диффузии Фика с эф¬ фективным коэффициентом диффузии [2, 6], а во втором — нет. Причи¬ нами этого считалось нарушение некоторых предпосылок вывода этих уравнений [2, с. 23, и 46], в первую очередь таких, как обратимость и равновесность сорбции. В настоящей работе рассмотрена одна из возможных моделей диф¬ фузии в почве для tS7Cs и результаты сопоставлены с исследованиями по диффузии 90Sг в тех же почвах. Математическая модель диффузии 1S7Cs. Моделирование проводи¬ ли исходя из следующих представлений о процессе диффузии iS7Cs. Диф¬ фузионная среда принималась условно двухфазной (почвенный раствор и твердая фаза почвы). Диффузия происходит в растворе (фаза 1), а твердая фаза (фаза 2) необратимо сорбирует вещество без насыще¬ ния. Скорость сорбции описывается кинетикой первого порядка, урав¬ нение диффузии берется в соответствии с работой [7]. Тогда для фазы раствора имеем -SL=£4i)‘"SL-|,c*' <•> где С,— концентрация вещества в фазе 1 в момент времени t и в точке с координатой х, D,— коэффициент диффузии вещества в фазе 1, ^у-J1 —коэффициент извилистости, (J — константа скорости сорбции вещества фазой 2. Для сокращения записи введем обозначение Mt)’-1* Уравнение баланса для переноса вещества из фазы 1 в фазу 2 будет иметь вид:
где Сг — концентрация вещества в фазе 2 в момент времени /ив точке • с координатой х\ у, и и2 — средние объемные доли фазы 1 и 2, причем. 02>О. В диффузионном эксперименте с почвой может быть измерена толь¬ ко суммарная концентрация вещества во всех фазах, которая определя¬ ется выражением Р=Cit>i+C2V2. (3) Для получения решения приведенных уравнений использовали началь¬ ные и граничные условия, соответствующие эксперименту (бесконечная среда и мгновенный источник вещества): 1 Qi6(0) 1 ПрИ f = о и Д5 = 0; 2 = 0 / Сг — С, С1 = С2 = 0 при t=0 и х>0, х<0; (4)' дСл дС» Л Л —- = —- = 0 при х = 0; дх дх limC, = limС2=0 при х-*-±оо. Здесь Q,®—внесенное в фазу 1 в начальный момент времени опыта ко¬ личество вещества на 1 см* поперечного сечения фазы 1, 6(0) —дельта¬ функция. Решение уравнения (1) имеет вид Ci(ж. 0= expf-Щ £-) . (5)> 2 VnLjt \ 4L, J Решение уравнения (2) после подстановки в него Ci из (5) будет Сг(х, 0 = -^-Р—f—!^ехр (—р/ 2 у nLx J // \ ) Суммарная концентрация в почве запишется как (6). P(*.Q J==4>(-|X £7) + 2 V nLxt \ j /_ 2УпЦ~ j VT V 4L,/ ) (V>* При p-»-0 (нет сорбции) получаем известное для заданных условий ре¬ шение Р(х, t)= exp ( £-) . (7а). 2 VnL,t V 4LJ ) При практическом использовании решения (7) придется находить из опыта три параметра (Qi0i»b L,, р), однако в данном случае можно упростить задачу путем уменьшения числа параметров до двух, если перейти к долям вещества в слоях диффузионной колонки. Для этого' запишем сначала выражение для количества вещества в слое между координатами xt и х2: Xt Q (*1, *2. *) = JР (X, t)dx=~Y exp (— Рt)x Хх x[“[!(TT%r)“er,(lii^r)] НМ”* У х| erf ——^ — erf / ——\\ dt, где erf (у) — -rzr (* e~z‘dz. (8)« [ 2VLxt ) \ 2VlJ )\ Ул J 79-
При *, = 0 Q (0, 0 = 4- <&i ехР (-Р0 erf ( *=А + V 2ГШ ) 2 + -J" Ф*Р f exP (“ PO erf I 7=r) dt- 2 { \) (9) При jc,®=0 и хг—>-oo (половина колонки) Q(0, oo,0=-i-Qfc|. (10) Следовательно, доля вещества в слое (0, хя) от общего содержания в колонке будет 4(0, *„ О = -Q (°. *2' I = -fexp(- POerf (— + 2Q(0, oo,Q 2 ^ 2J/T.1* / + -i- p j exp (- PO erf (~^=^ dt> (И) формула (11) содержит только два параметра (р и L,). Рассмотрим некоторые частные случаи: а) при отсутствии сорбции р-*0 . х-, , 2 I 2КГ lim<7(0, х2, 0 = 4-erf { *f_ j ; (11а) б) при очень медленной диффузии lim <7(0, x2, 0 = -J-, (116) Lj—»0 л это соответствует фиксации всего вещества у точки его внесения; в) при очень быстрой диффузии и конечной скорости сорбции lim <7(0, х2, 0 = 0, (11 в) Lt->oo здесь все вещество проскакивает дальше границы х2, не успевая сорби¬ роваться; г) при очень большом времени и конечных значениях хг, р, Lt <х> lim q (0, *2, 0 = 4- Р f exp (— PO erf ( —dt, (И г) ^ 2 J ^ 2Vl.it ) так как пределы интеграла постоянные, то он имеет конечное постоян¬ ное значение; в то же время подынтегральная функция с ростом t стре¬ мится к нулю, поэтому, начиная с некоторого времени (зависящего от [J, хг и Li), значения интеграла и q перестают изменяться; это соответ¬ ствует полной сорбции вещества второй фазой и прекращению передви¬ жения. Диффузия 90Sr, как указано выше, происходит в равновесных и об¬ ратимых условиях сорбции. Математически в этом случае справедливы формулы типа (7а) и (11а), где параметры vx и Lx заменены эффектив¬ ным коэффициентом диффузии в многофазной среде D: Р{х, 0= — ехр (--£-) , (12) 2 V nDt V j 7(0, *2, 0 =4erf (—^=Г-) . (13) 2 2 v Dt ) Алгоритмы решения прямой и обратной задач диффузии, численное исследование модели. Решение прямой задачи для 137Cs состоит в вы- 80
Теоретические значения q (0f x2f t), рассчитанные по формуле (11) Таблица 1 р, (1/сек) 10-ю 10-® Li, см*/с 10“« 10-» t **, (см) 10-ю 10—9 10-» 10-7 10-е 10-» Ю-»® 10*-» 10-® 10-’ 10“в 10“» 10-® 10*-’ 10-® 10-* 10“’ 10-е 10-* 1 мес 0,1 0,500 0,418 0,170 0,055 0,018 0,0055 0,500 0,419 0,172 0,056 0,018 0,0057 0,318 0,136 0,048 0,016 0,316 0,135 0,048 0,2 0,500 0,497 0,310 0,109 0,035 0,011 0,500 0,497 0,313 0,111 0,036 0,011 0,435 0,235 0,091 0,031 0,432 0,234 0,091 0,3 0,500 0,500 0,406 0,162 0,052 0,017 0,500 0,500 0,408 0,164 0,054 0,017 0,478 0*308 0,130 0,045 0,475 0,306 0,129 0,4 0,500 0,500 0,461 0,211 0,070 0,022 0,500 0,500 0,461 0,213 0,071 0,023 0,493 0,361 0,166 0,060 0,491 0,359 0,165 0,5 0,500 0,500 0,486 0,256 0,087 0,028 0,500 0,500 0,486 0,259 0,089 0,028 0,498 0,399 0,198 0,073 0,497 0,397 0,197 0,6 0,500 0,500 0,496 0,298 0,104 0,033 0,500 0,500 0,496 0,300 0,106 0,034 0,-499 0,427 0,227 0,087 0,499 0,425 0,226 1,0 0,500 0,500 0,500 0,418 0,170 0,055 0,500 0,500 0,500 0,419 0,172 0,056 0,500 0*477 0,317 0,136 0,500 0,479 0,316 3 мес 0,1 0,494 0,287 0,100 0,032 0,010 0,0032 0,495 0,295 0,105 0 034 0,010 0,0034 0*316 0,136 0,048 0,016 0,316 0,135 0,048 0,2 0,500 0,445 0,193 0,063 0,020 0,0064 0,500 0,448 0,201 0,067 0,022 0,0068 0,432 0,234 0,090 0,031 0,432 0,234 0,091 0,3 0,500 0,492 0,275 0,095 0,030 0,0096 0,500 0,492 0,283 0,100 0,032 0,010 0,475 0,306 0,130 0,045 0,475 0,306 0,129 0,4 0,500 0,499 0,344 0,125 0,040 0,013 0,500 0,499 0,350 0,132 0,043 0,014 0,491 0,359 0,165 0,059 0,491 0,350 0,165 0,5 0,500 0,500 0,396 0,155 0,050 0,016 0,500 0,500 0,401 0,162 0,053 0,017 0,497 0,397 0,197 0,073 0,497 0,397 0,197 0,6 0,500 0,500 0,435 0,184 0,060 0,019 0,500 0,500 0,438 0,191 0,064 0,020 0,499 0,425 0,226 0,086 0,499 0,425 0,226 1,0 0,500 0,500 0,494 0,287 0,100 0,032 0,500 0,500 0,495 0,295 0,105 0,034 0,500 0,479 0,316 0,136 0,500 0,479 0,316 1 год 0,1 0,398 0,156 0,051 0,016 0,005 0,0016 0,415 0,182 0,063 0,020 0,007 0,0021 0,316 0,135 0,048 0,016 0,313 0,135 <0,050 0,2 0,494 0,289 0,100 0,032 0,010 0,0032 0,496 0,316 0,121 0,040 0,013 0,0041 0,432 0,234 0,090 0,031 0,433 0,234 <0,091 0,3 0,500 0,386 0,148 0,048 0,015 0,0048 0,500 0,404 0,174 0,060 0,190 0,0062 0,475 0,306 0,129 0,045 0,475 0,306 0,129 0,4 0,500 0,446 0,194 0,064 0,020 0,0064 0,500 0,456 0,223 0,079 0,026 0,0083 0,491 0,359 0,164 0,059 0,491 0,359 0,164 0,5 0,500 0,478 0,237 0,080 0,025 0,0080 0,500 0,482 0,266 0,097 0,032 0,010 0,497 0,397 0,196 0,073 0,497 0,397 0,196 0,6 0,500 0,492 0,277 0,095 0,030 0,0096 0,500 0,494 0,305 0,115 0,038 0,012 0,499 0,425 0,225 0,086 0,499 0,425 0,226 1,0 0,500 0,500 0,398 0,156 0,051 0,016 0,500 0,500 0,415 0,182 0,063 0,020 0,500 0,479 0,316 0,135 0,500 0,479 0,313 4 года 0,1 0,?38 0,080 0,026 0,008 0,003 0,0008 0,329 0,140 0,049 0,016 0,005 0,0016 0,316 0,136 0,048 0,016 0,313 0,135 <0,064 0,2 0,398 0,157 0,051 0,016 0,005 0,0016 0,450 0,244 0,094 0,032 0,010 0,0033 0,432 0,233 0,090 0,031 0,433 0,233 <0,099 0,3 0,472 0,227 0,076 0,024 0,008 0,0024 0,488 0,319 0,134 0,047 0,015 0,0049 0,475 0,306 0,129 0,045 0,475 0,306 <0,133 0,4 0,494 0,290 0,101 0,032 0,010 0,0032 0,498 0,374 0,171 0,061 0,020 0,0065 0,491 0,359 0,164 0,059 0,491 0,359 <0,165 0,5 0,499 0,343 0,125 0,040 0,013 0,0040 0,500 0,414 0,204 0,076 0,025 0,0081 0,497 0,397 0,195 0,073 0,497 0,397 0,195 0,6 0,500 0,386 0,149 0,048 0,015 0,0049 0,500 0,443 0,234 0,089 0,030 0,0097 0,499 0,425 0,224 0,086 0,499 0,425 0,224 1,0 0,500 0,478 0,238 0,080 0,026 0,0081 0,500 0,491 0,329 0,140 0,049 0,016 0,500 0,479 0,316 0,135 0,500 0,479 0,313
Изменение профиля концентрации Р при диффузии вещества с ростом скорости сорбции (f= 1 месяц, Li=10“8 см7с) числении <7(0, х2, i) по уравнению (11) при заданных хг, /, р и Lt. Вы- числение интеграла проводили численно, используя методы Симпсона и Ньютона. Шаг интегрирования подбирали для получения необходи¬ мой точности; отметим, что величина его зависела как от значений пе¬ ременных (хг, t), так и от значений параметров (р, L,). Расчеты прово¬ дили на ЭВМ СМ-4. В результате были получены значения <7(0, хг, t) и шага интегрирования для широкого диапазона условий (табл. 1). Из этой таблицы видно, что с ростом р величина <7(0, хг, t) растет, что объясняется увеличением доли сорбированного вещества за одина¬ ковое время. Расчет показал также, что эффект, указанный формулой (11г), практически проявляется при Р^10-в 1/с, т. е. доля вещества пере¬ стает зависеть от времени, а полная сорбция вещества происходит быстрее чем за 1 мес. Из табл. 1 видна также справедливость формул (116), (11в). Отметим также, что при малых (J (Ю-»в—Ю“в) и больших L, (10-e—10-5) достигается практически равномерное распределение вещества. Обратим внимание еще на одно об¬ стоятельство, важное при решении об¬ ратной задачи: с учетом эксперимен¬ тальной погрешности при одном сроке диффузии близкие распределения ве¬ щества по глубине могут быть получе¬ ны как при сочетании малых значений Р и L,, так и при сочетании больших. Однако физический смысл этих распределений различен. В первом слу¬ чае они определяются процессом диффузии с некоторой поправкой на сорбцию, во втором — процессом сорбции без дальнейшего передвиже¬ ния вещества по колонке. Представляло интерес сравнить теоретические результаты с учетом и без учета кинетики сорбции (формулы (7) и (7а)). На рисунке они показаны в традиционных для данных условий координатах lg Р—хг. Видно, что с ростом р появляется и увеличивается кривизна графика, что позволяет предварительно говорить о качественном соответствии модели экспериментальным данным. Решение обратной задачи состоит в нахождении параметров модели Р и L, при известных из эксперимента значениях хг, t и q. Для этого применили метод случайного поиска, используя ЛПТ—последователь¬ ность чисел, равномерно распределенных в заданной многомерной об¬ ласти [5]. Последовательным сужением области значений параметров подбирали их наиболее вероятные значения, сравнивая экспертно фак¬ тические и расчетные значения q. Использование q при решении обратной задачи вместо Р предпочти¬ тельнее не только потому, что надо оценивать меньше параметров, но и потому, что нарастающие доли как интегральные величины менее чув¬ ствительны к ошибкам измерения концентрации. Повторные эксперименты в одинаковых условиях рассматривались как отдельные реализации диффузионного процесса, образующие неко¬ торую область значений q при одинаковых значениях хг и t. Поэтому поиск считали законченным в тех случаях, когда расчетные значения q попадали в эту область экспериментального разброса, либо когда этого не удавалось добиться. Такой подход давал диапазон значений пара¬ метров, согласованный с точностью эксперимента. Он использовался при изучении диффузии mCs. Решение этой обратной задачи также было реализовано на ЭВМ СМ-4. При изучении диффузии 90Sr использовали традиционный подход [4], когда фактический коэффициент диффузии для каждой реализации 82
Таблица 2 Характеристики изученных образцов Физичес¬ кая гли¬ на, % pH Обменные Почва. Пункт Гумус, % вод¬ ный соле¬ вой Са Mg Hr Дерново-слабоподзолистая пес¬ чаная, гор. А1 ДГЗ Дерново-среднеподзолистая среднесуглинистая, гор. А1 Снегири, Московская обл. 5,9 0,6 6,1 5,8 2,2 0, 6 1,4 35,0 1,7 5,4 4,9 7,2 2,0 3,8 Дерново-сильноподзолиста я тя¬ желосуглинистая, гор. А2 Но- во-Иерусалим Московская обл. 46,2 0,7 4,6 4,2 0,8 0,2 5,2 Чернозем выщелоченный средне¬ суглинистый, гор. А1 Челя¬ бинская обл. 44,2 6,8 6,6 5,8 29,0 9,0 3,0 Чернозем типичный тяжелосуг¬ линистый, Гор. А1 56,2 4,8 6,7 6,0 30,0 4,8 1,9 Чернозем обыкновенный средне¬ суглинистый, гор. А1 38,2 3,4 7,0 6,5 29,2 3,0 1,3 Серая лесная среднесуглини¬ стая, гор. А1 Челябинская обл. 43,4 3,4 5,7 5,1 22,0 8,0 3,1 Торф верховой малозольный, гор. Ат Рязанская обл. Песок кварцевый 0,1—0,5 мм. Люберецкий карьер, Москов¬ ская обл. Не опр. 4,9 Н< 4,6 >ОПр. Не опр. 6,0 27,0* Примечание. Обменные Са и Mg, Hr — мг-экв/100 г, ДГЗ — Дарвинский государственный заповед¬ ник. • — обменный водород. процесса находят из угла наклона прямой после логарифмирования формулы (12), а затем эти значения усредняют. Математическая модель кинетики сорбции. Модель кинетики сорб¬ ции отражена в формулах (1) и (2). Изменение концентрации в фазе раствора описывается уравнением РСЬ (14) а в твердой фазе — уравнением (2). Обычно начальными условиями в опытах по сорбции являются Ct = Ce и С2=0. Интегрируя в этом случае уравнение (14), получаем AW =.exp(-PQ. (15) а подставив (15) в (2) и интегрируя, получаем . =_^[i_exp(.-p0]. (16) Ьо v2 Формулы (15), (16) могут быть использованы для анализа экспери¬ ментальных данных по кинетике сорбции и расчета значения парамет¬ ра (}. При сопоставлении значений [3, полученных в опытах по кинетике сорбции и по диффузии, необходимо иметь в виду, что процесс сорбции часто оказывается многостадийным, причем каждая стадия характери¬ зуется своей скоростью. Поэтому в сравнительно длительных диффузи¬ онных опытах определяющее значение могут иметь не те стадии сорб¬ ции, которые важны в коротких сорбционных опытах. В то же время совпадение значений (}, полученных двумя независимыми путями, явля¬ ется дополнительным свидетельством в пользу адекватности используе* мой модели явления. Опыты проводили с семью образцами различных почв, а также с торфом верховым и кварцевым песком (табл. 2). Свойства почв опре¬ деляли по обычным методикам, диффузионные опыты проводили со¬ гласно [1, 4]. 6* 83
Кинетику сорбции ,37Cs изучали во влажном (1 :0,3) черноземе вы¬ щелоченном со сроками измерения 1 и 5 ч, 1 и 5 сут. В эти сроки после внесения раствора радионуклида и перемешивания из компостируемой почвы отбирались образцы и центрифугировались для выделения поч¬ венного раствора и определения в нем 137Cs. Затем по графику в коор¬ динатах 1пС,(*)—t определяли угол наклона, откуда значение парамет¬ ра р было равно (0,12—0,63) • 10-5 1/с. Первоначально отметим, что расчетная оценка L,0 (диффузия в поч¬ венном растворе с учетом извилистости) 137Cs дает интервал величин (0,6—1,0)-10-5 см2/с. При решении обратной задачи, как и ожидалось, были выявлены две области значений параметров, одинаково хорошо удовлетворяющие диффузионному эксперименту для одного срока из¬ мерения: одна — при Li(0,03—30)-Ю-8 смг/с и р(0—4,1) -10—7 1/с (при¬ чем значения р значимо отличались от нуля только для чернозема ти¬ пичного и песка кварцевого); другая — при L4(l—490) • 10—8 см*/с и Р(4—150) -10-7 1/с (т. е. во всех случаях р значимо отличается от нуля). Исходя из расчетной оценки Lt для почвенного раствора, данной выше, и экспериментально найденного значения р для выщелоченного черно¬ зема, пришли к заключению, что вторая область значений параметров лучше соответствует исходным представлениям предложенной модели диффузии 137Cs и может быть принята как окончательная в рамках дан¬ ной работы (табл. 3). Сопоставление значений р, найденных двумя независимыми спосо¬ бами (кинетика сорбции и диффузия) для чернозема выщелоченного, показывает очень хорошее совпадение. В то же время для этой и дру¬ гих почв получилось значение L, на 1—2 порядка ниже, чем L,°. В рам¬ ках предложенной модели диффузии это может означать, что часть ,37Cs сорбируется почвой не только необратимо, но и обменно, замедляя диффузию в фазе раствора. Таким образом, параметр Lt практически характеризует не только состав и геометрию почвенного раствора, но и обменно сорбированный ,37Cs. Порядок значений р— от 10-7 до 10-5 1/с; следовательно, для боль¬ шинства почв можно было ожидать необратимой сорбции всего 137Cs уже в течение первого месяца сорбции и отсутствия дальнейшего пере¬ движения. Это явление наблюдалось и на самом деле, когда диффузи¬ онные опыты на некоторых почвах проводились с разными сроками (чернозем выщелоченный и серая лесная почва — от 4 мес до 2 лет 7 мес, кварцевый песок — от 40 до 140 дней), что является дополнитель¬ ным аргументом в пользу выбранной модели диффузии. Чтобы количественно сопоставить две модели диффузии ,37Cs (с ки¬ нетикой сорбции и равновесную), были рассчитаны и приведены в табл. 3 соответствующие значения D. Рассчитаны также глубины, даль¬ ше которых прошло 10% внесенного вещества за 1 мес и 1 год. Из табл. 3 видно, что за 1 мес по модели без кинетики сорбции расчетное передвижение вещества было бы заметно меньше, чем по модели с ки¬ нетикой сорбции, а за 1 год модели дают близкие результаты. Ясно, что за больший срок разница в моделях вновь увеличится, так как по мо¬ дели с кинетикой дальнейшего передвижения 137Cs не должно быть. В той же таблице даны результаты по S0Sr. Оказалось, что значения D для него и значения L, для 137Cs — одного порядка для почв, но силь¬ но различаются для торфа и кварцевого песка. Это подтверждает вы¬ сказанное выше соображение о влиянии на величину L, обменной сорб¬ ции 137Cs, так как в модели для 90Sr вся сорбция принималась обмен¬ ной и равновесной. Расчетное передвижение S0Sr за 1 мес в большин¬ стве случаев больше, чем для ,37Cs (кроме торфа и кварцевого песка), а за 1 год эти различия еще больше. По-видимому, для торфа и квар¬ цевого песка обменная составляющая сорбции 137Cs мала. Таким образом, можно сделать вывод об определенной адекватности предложенной модели диффузии ,37Cs в почвах. В то же время вопрос о прекращении диффузионного перемещения этого радионуклида после одного или нескольких месяцев требует дальнейшего изучения. 84
Таблица 3 Параметры моделей диффузии 1S7Cs и 90Sr в образцах почв и оценка глубины миграции 90% вещества за 1 мес (числитель) и 1 год (знаменатель) Почва i*7Cs •°Sr модель с кинетикой сорбции модель без кинетики модель без кинетики Lf 10е, см2/с 3-10\ 1/с глубина, см Di- 10е, см*/с глубина, см (D2±s)- 10е, см*/с глубина, см Дерново-слабоподзолистая песчаная 11—27 14—23 0,60-0,87 0,15—0,33 0,14—0,22 6,9+2,0 0,83—1,1 0,52-1,02 0,50—0,75 2,9—3,9 Дерново- ср е дн еподзол и ста я ср едн е суг- 12,5—14 28-30 0,47-0,52 0,8-1,3 0,33—0,43 25+1 1,8—1,9 линистая 0,47—0,52 1,2—1,5 6,4—6,6 Дерново-сильноподзолистая тяжело¬ 7—16 4-9 0,62-1,2 0,3-0,4 0,21—0,24 16+2 1,4—1,6 суглинистая 0,65-1,5 0,71—0,82 4,9-5,5 Чернозем выщелоченный 1—5 20—65 0,09—0,37 0,04-0,06 0,08—0,09 4,8+0,8 0,75—0,89 0,09-0,37 0,26—0,32 2,6—3,1 Чернозем типичный 9—13 30-40 0,35-0,48 0,07—0,11 0,10-0,12 16+1 1,5—1,5 0,35—0,48 0,34—0,43 5,0—5,3 Чернозем обыкновенный 3-10 35-65 0,16—0,40 0,032-0,075 . 0,07—0,10 17+2 1,5-1,6 0,16—0,40 0,23—0,36 сл 0 1 5" Ъ* Серая лесная 12-14 100—150 0,21—0,36 0,07—0,15 0,10—0,14 6,8+1,5 0,86-1,1 0,21—0,36 0,34—0,50 3,0—3,7 Торф верховой о т о 00 ■чтН 8,4—9,6 3,2—4,3 4,9—6,0 0,83—0,92 8+2 0,92—1,2 3,5-4,5 2,9-3,2 3,2-4,1 Песок кварцевый 120—490 го 0 1 сл 0,95-3,6 0 1 0,75—1,1 28+5 1,8—2,2 1,0—3,6 2,6—3,9 6,2—7,5 Раствор почвенный С00—1000 — 9,2-12 600—1000 9,2-12 540—640 8,7-9,5 32-41 32—42 со 1 о со Примечание. s — среднее квадратическое отклонение. оо сл
Литература 1. Граковский В. Г. Подвижность радионуклидов в почвах//Бюл. Почвенного Ин-та им. В. В. Докучаева. 1984. Вып. 31. С. 26—28. 2. Прохоров В. М. Миграция радиоактивных загрязненйй в почвах. М.: Энергоиздат, 1981. С. 100. 3. Прохоров В. М., Фрид А. С. Влияние содержания и состава гумусовых веществ на подвижность ^Sr в почве//Почвоведение. 1972. № 6. С. 86—94. 4. Прохоров В. М., Фрид А. С., Рыжинский М. В. Влияние известкования почвы на скорость диффузии в ней стронция-90//Агрохимия. 1970. № 2. С. 40—48. 5. Соболь И. М., Статников Р. Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со мно¬ гими критериями. М.: Наука, 1981. С. 110. 6. Фрид А. С. Влияние свойств почвы на диффузионную миграцию в ней стронция-90: Автореф. канд. хим. наук. Л., 1970. С. 17. 7. Фрид А. С. Диффузия в каналах переменного сечения. Деп. № 3365-79. Почвенный институт Поступила в редакцию им. В. В. Докучаева 20.VI.1986 FR1D A. S., GRAKOVSKIY V. G. CESIUM-137 DIFFUSION IN SOILS The 187Cs diffusion pattern may be not determined by mathematical models of equl« librium diffusion. A mathematical model of diffusion is elaborated which takes into account the kinetics of 137Cs transformation to the fixed state. Analytical and numerical investigation of this model has been made, and diffusion parameters determined, basing on laboratory experiments, for seven soils, high moor peat and quartz sand. A compa¬ rison with 90Sr diffusion in the same samples has been carried out. 86
1988 ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 2 БИОЛОГИЯ почв УДК 631.416.8 КУТУЗОВА Р. С. ГЕТЕРОТРОФНАЯ НИТРИФИКАЦИЯ В ДЕРНОВО-ПОЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ Использование среды с оксимом пировиноградной кислоты позволило охарактеризовать способность микроорганизмов дерново-подзолистых почв осуществлять гетеротрофную нитрификацию. Показано влияние на этот про¬ цесс внесенного в почву аммония, органического вещества и ингибиторов нитрификации. Экологическое значение гетеротрофного нитритобразова- ния — предоставление материала для автотрофных нитритокисляющих бак¬ терий. Гетеротрофная нитрификация давно привлекает внимание исследо¬ вателей [1, 2, 5, 6]. Изучение этого процесса осуществляют на чистых культурах микроорганизмов, выращиваемых преимущественно в при¬ сутствии существенных количеств органического вещества [2, б, 10, 20]. Однако значительное образование нитрита было констатировано на сре¬ де с оксимом пировиноградной кислоты [12, 16, 17]. В наших исследо¬ ваниях эта среда оказалась наиболее пригодной для изучения способ¬ ности микроорганизмов дерново-подзолистых почв, внесенных с почвен¬ ной суспензией, осуществлять гетеротрофную нитрификацию, факторов, влияющих на ее интенсивность, а также экологическое значение данного процесса. Узкое соотношение С: N в оксиме (3:1) способствует накоплению N02-, так как углерод обеспечивает только жизнедеятельность возбу¬ дителей процесса и его недостаточно для осуществления редукции обра¬ зованного ими нитрита. В литературе имеются убедительные доказа¬ тельства совмещения двух функций: гетеротрофной нитрификации и де¬ нитрификации у одних и тех же организмов [12, 14]. Остальная сапро¬ фитная микрофлора, внесенная в среду при посеве, лишена возможно¬ сти восстанавливать N02~ из-за отсутствия для этого достаточного ко¬ личества органического вещества. На средах же с высоким содержани¬ ем последнего появившийся нитрит редуцируется сапрофитами, что объ¬ ясняет невысокий уровень здесь N02~ и его исчезновение через некото¬ рое время [3]. В процессе гетеротрофной нитрификации микроорганизмы использу¬ ют всевозможные азотсодержащие органические соединения [1]. Пока неясно, в какой мере оксимы могут быть естественным исходным мате¬ риалом для рассматриваемого процесса в почве, хотя отмечается воз¬ можность их присутствия здесь [8, 15, 16]. Еще существеннее вопрос, в какой мере функционирующие на среде с оксимом пировиноградной кислоты организмы характеризуют весь комплекс почвенных гетеро- трофов-нитрификаторов. Известно, что отношение последних к оксимам разных органических кислот неоднозначно [15, 16], отмечается и раз¬ ное отношение к оксиму пировиноградной кислоты [8]. Вместе с тем еще в 1952 г. [17] было показано, что внесение этого соединения в поч¬ ву приводит либо к отбору соответствующих форм, либо индуцирует у микроорганизмов способность к окислению оксима, так как все орга¬ низмы, выявленные на среде с ним, образовывали N02~. 87
Рис. 1. Способность микрофлоры дерново-подзолистых почв осуществлять гетеротроф¬ ную нитрификацию. Почвы: I — легкосуглинистая хорошоокультуренная, II — супесча¬ ная слабоокультуренная. Компостирование почв: 1 — 7, 2—14, 3 — 25, 4 — 35 дней. Варианты опыта: а — РК, б — NPK, в — NPK+10% N-serve от 10 мг N—(NHOsSO* на 100 г почвы В работе были использованы три дерново-подзолистые почвы; легко¬ суглинистая хорошоокультуренная, супесчаная хорошоокультуренная и супесчаная слабоокультуренная [3]. Предварительно воздушно-сухие образцы увлажняли до 60% от полной влагоемкости, «оживляли» в те¬ чение 2 нед и далее вносили сульфат аммония, органическое вещество, ингибиторы нитрификации. Для подавления автотрофных аммонийокисляющих бактерий исполь¬ зовали несколько нитрифицидов. Их вносили в компостируемые почвы совместно с сульфатом аммония в следующих дозах: циангуанидин (ЦГ) — 10% от азота удобрения, цианпиримидин (ЦП) —2%, японский АТС — 3%, карбамоил-метилпиразол (КМП)—2%, ннтрапирин (N- serve) —2 и 10%. Способность автотрофных бактерий окислять NH4+ выявляли на жидкой среде Виноградского для I фазы процесса по образованию не только N02_, но и NOj-. При внесении почвенной суспензии в среду вместе с аммонийокисляющими бактериями туда попадают и нитрит- окисляющие. Поэтому вслед за появлением нитрита происходит его дальнейшее окисление до нитрата. Образование N02_ гетеротрофными нитрификаторами выявляли на жидкой минеральной среде с 0,2 г/л оксима пировиноградной кислоты [16, 17], а на агаризованной среде того же состава — количество вы¬ росших на ней колоний. Жидкие среды засевали микроорганизмами, вносимыми с 1 мл поч¬ венной суспензии из первого 10-кратного разведения. В культуральных средах и в почве нитраты определяли с дисульфо- феноловой кислотой, нитриты — реактивом Грисса. Как показали наблюдения, при превращениях оксима культураль¬ ной среды микроорганизмами интенсивность образования N02- воз¬ растала до предела, разного для каждого срока компостирования почв (рис. 1). Только при ежедневных наблюдениях за активностью процес¬ са возможно выявление максимального количества этого соединения. Повышение уровня содержания N02_ в среде к 10—13-му дню возраста- 88
Таблица 1 Численность гетеротрофных микроорганизмов, выявленных на агаризованной среде с оксимом пировиноградной кислоты Дерново-подзолистые почвы Вариант Количество микроорганизмов, тыс/г почвы, по дням опыта 7 25 Легкосуглинистая хорошо- окультуренная Супесчаная слабоокуль- туренная РК NPK NPK + 2% N-serve NPK + 10% N-serve РК NPK NPK+ 2% N-serve NPK+10% N-serve 3800+212 2450+107 2830+82 2790+70 432+64 361+14 318+20 282+29 19 500+1 680 21 000+3490 19 000+450 18 200+680 600+90 980+83 790+90 710+77 Таблица 2 Активность гетеротрофных нитрификаторов и автотрофных аммонийокисляющих бактерий на 35-й день компостирования дерново-подзолистой легкосуглинистой хорошоокультуренной почвы Вариант Активно фикаторов NOa, мг/1 II Вариант сть нито и- г Активность нитрифика¬ торов (образовано NOg, мг/10 мл среды) внесено по фону РК I (образовано |П . внесено по фону 10 мл среды) О я £в т| z si N-serve, % от N-удобрения гетеротрофных на 10-й день культивирова¬ ния при 20° С |автотрофных на 14-й день культивиро¬ вания при 27° С N-(NH4)*S04, мг/кг почвы N-serve, % от N-удобрения гетеротрофных на 10-й день культивиро¬ вания при 20° С автотрофных на 14-й день культивиро¬ вания при 27° С 0 100 0 0 0,59 0,51 0,20 100 0,34 U 100 2 10 0,57 0,60 0,08 0,03 ло в рассматриваемом опыте с увеличением продолжительности компо¬ стирования почв. Возмокно, это связано с соответствующим повышени¬ ем численности гетеротрофных микроорганизмов, выявляемых на ага¬ ризованной среде с оксимом (табл. 1). С 7-го по 25-й день она возросла в хорошоокультуренной почве почти на порядок. Более высокое содер¬ жание здесь микроорганизмов обеспечивало и более быстрое превра¬ щение ими оксима в начальный период культивирования (3—6-й дни), чем в слабоокультуренной почве. Примерно 50—80% N-оксима было превращено в N—N02" за 10 дней развития гетеротрофов, что составляет ~35—60 мг/л N02“. Они обра¬ зовывали нитрит в значительно больших количествах, чем автотрофы, хотя и в менее благоприятных для этого температурных и временных условиях, а также при более низком содержании исходного материала для его образования (0,2 г/л оксима и 2 г/л сульфата аммония, табл. 2). Как известно, ингибиторы автотрофной нитрификации не подавляют нитрификацию гетеротрофную [19, 20]. Наши наблюдения подтвердили это положение (рис. 1, табл. 1, 2). Внесение нитрифицидов в компости¬ руемые почвы могло даже несколько стимулировать способность мик¬ роорганизмов к гетеротрофной нитрификации в сравнении с вариантом NPK (рис. 1, 2). Не исключено, что это связано с устранением конку¬ ренции за аммоний со стороны автотрофов. Однако следует отметить, что в хорошоокультуренных почвах (легкосуглинистая, рис. 1, супесча¬ ная, рис. 2) внесение минерального азота резко снижало гетеротрофное нитритнакопление в сравнении с вариантом РК, тогда как в слабоокуль¬ туренной почве обоих опытов зависимость была обратной. По всей ви¬ димости, взаимосвязь между гетеротрофными и автотрофными нитри- фикаторами гораздо сложнее и не ограничивается конкуренцией за NH4+. 89
Дни компостирования почвы Рис. 2. Влияние ингибиторов нитрификации на способность микрофлоры дерново-подзолистых почв осуществлять гетеро¬ трофную нитрификацию. Почвы: I — супесчаная хорошоокуль- туренная, II — супесчаная слабоокультуренная. Варианты опыта (доза N— (NH4)2S04 10 мг/100 г почвы): 1 — РК, 2 — NPK, 3 — NPK+ЦГ, 4 — NPK+ЦП, 5 — NPK+ATC, 6 — NPK+КМП, 7 —NPK+N-serve Не было отмечено, ингибирующего действия N-serve на гетеротроф¬ ную нитрификацию при наличии препарата непосредственно в питатель¬ ной среде в количестве 10 мг/л (табл. 3). Согласно литературным дан¬ ным, это та предельная доза, которая оказывает бактериостатическое действие на автотрофные аммонийокисляющие бактерии [11, 18]. Влияние NH4+ и органического вещества на гетеротрофную нитри¬ фикацию определяли в опыте на дерново-подзолистой легкосуглинистой хорошоокультуренной почве, во все варианты которого было внесено по 10 мг N-serve на 1 кг для подавления автотрофной нитрификации. По фону естественного содержания фосфора и калия, которых здесь вполне достаточно, были добавлены разные дозы сульфата аммония и крахмал. В пределах всех трех сроков компостирования определяли ак¬ тивность гетеротрофного нитритнакопления на 9-й день культивирова¬ ния высеянных микроорганизмов. С увеличением количества NH4+ в почве активность образования N02- возрастала. Еще в большей степе¬ ни этому способствовало органическое вещество (рис. 3). Сделанные выводы подтверждаются также 33-дневными наблюдениями за измене¬ нием содержания нитрита в культуральной среде, осуществленными на примере одного из сроков опыта — восьмой день компостирования поч¬ вы (рис. 4). Известно, что продуктом гетеротрофной нитрификации преимущест¬ венно является нитрит [1, 5—8, 12, 19, 20]. В наших опытах не было обнаружено NOs- в период накопления N02-. Только с исчезновением последнего из культуральной среды в ней появляется нитрат. К 33-му дню выращивания микроорганизмов было отмечено его существенное количество. В отдельных вариантах содержание N—NO,- было экви¬ валентно содержанию N—N02~ на 12-й день развития организмов (табл. 4). Образование нитрата в рассматриваемом опыте является ре¬ зультатом нитритокислительной деятельности бактерий II фазы авто- трофного процесса, внесенных в питательную среду с посевным мате¬ риалом. Экологическое значение гетеротрофной нитрификации как возмож¬ ного поставщика N02“ для автотрофных нитритокисляющих бактерий было показано зарубежными исследователями на чистых культурах А1- 90
Рис. 3. Факторы, определяющие актив¬ ность гетеротрофных нитрификаторов дерново-подзолистой легкосуглинистой хорошоокультуренной почвы. Варианты опыта (все с 1 мг N-serve/ЮО г почвы): / — контроль, 2— 200 мг N—(NH4)2S04, 3— 150 мг N— (NH4)2S04, 4 — 500 мг С-крахмала, 5 — 500 мг С-крахмала+ +20 мг N— (NH4)2S04, 6 — 500 мг С- крахмала+150 мг N— (NH4)2S04 Рис. 4. Участие гетеротрофных и авто¬ трофных нитрификаторов в образовании нитратов. I — N —N02“, II — N — N03" в культуральной среде. Варианты опы¬ та (все с 1 мг N-serve на 100 г почвы): а — контроль, 6 — 20 мг N — (NH4)2S04 в — 500 мг С-крахмала Рис. 5. Образование нитратов в дерно¬ во-подзолистой легкосуглинистой хоро¬ шоокультуренной почве при внесении в нее сульфата аммония совместно с N- serve. Варианты опыта (все с 10 мг N—(NH4)2S04 на 100 г почвы): 1 — NPK, 2— NPK+2% N-serve, «? —NPK+ + 10% N-serve от N-удобрения Дни культивирования Рис. 4 Дни компостирования почвы Рис. 3 Дни опыта Рис. 5 caligenes sp. и Nitrobacter agilis [12]. В наших наблюдениях один из возможных путей взаимодействия между гетеротрофным и автотрофным процессами был продемонстрирован на всем комплексе почвенных мик¬ роорганизмов, высеянных на питательную среду. Проявление деятельности гетеротрофных нитрификаторов в почве можно обнаружить при одновременном внесении в нее аммонийных удобрений и ингибиторов нитрификации. Так, N-serve в количестве 10% ют азота сульфата аммония (0,1 г/кг) полностью подавлял автотрофные аммонийокисляющие бактерии в сравнении с частичным действием обычно используемой дозы в 2% [3]. Однако в первом случае было от¬ мечено почти такое же содержание нитратов, что и во втором (рис. 5). Это можно рассматривать как результат участия гетеротрофной нитри¬ фикации в его образовании. Вслед за снижением уровня нитратов к концу первой недели компостирования почвы, вызванным функциониро¬ ванием гетеротрофов в качестве нитратредуцентов, последовало увели¬ чение N—N03“. В варианте с 10% N-serve оно лишь в 1,9 раза уступа¬ ло варианту NPK. В рассматриваемых условиях деятельность гетеро¬ трофных нитритобразователей в какой-то мере может компенсировать деятельность автотрофных. Это один из факторов, объясняющих отсут¬ ствие прямой зависимости между подавлением ингибиторами нитрифи¬ кации активности бактерий первой фазы автотрофного процесса и со¬ держанием нитратов в почве, особенно в случае высокого уровня окуль- 91
Таблица 3 Влияние N-serve в культуральной среде на активность гетеротрофного иитритобразования микроорганизмов дерново-подзолистой легкосуглинистой хорошоокультуренной почвы 0 3 8T“ Продолжитель¬ ность компо¬ стирования поч¬ вы, дни Образование N—NO^ на 6-й день культи- ^ д вирования микроорга- g « низмов, % от N-оксима ^ о в среде §х Продолжитель¬ ность компости¬ рования почвы, дни Образование N—NO^ на 6-й день культивирования микроорганизмов, % от N-оксима в среде без N-serve о ь % Внесе N-(f мг/кг без N-serve с N-serve, 10 мг/л 0 3 10 29±10 30±10 40±15 100 50±24 1 3 10 25±2 34±3 30±2 35±2 Тюблица 4 Гетеротрофное нитритобразование и автотрофное окисление нитрита микроорганизмами дерново-подзолистой легкосуглинистой хорошоокультуренной почвы Вариант Окислено N-оксима, % от исходного в среде N-serve С-крахмала N-(NH4)2S04 до N-N02 : за 12 дней в. N—N03 за 33 дня культивирования культивирования по дням опыта мг/iuu г почвы 1 8 1 8 1 0 0 29,5 18,8 29,0 8,5 1 0 20 34,5 29,9 29,5 21,4 1 0 150 38,5 35,3 34,4 30,8 1 500 0 32,6 36,6 27,2 33,9 1 500 20 31,7 24,6 28,6 24,1 1 500 150 34,8 37,9 25,9 35,3 туренности последней [4]. Как было показано в лабораторных опытах на ряде почв СССР, разных по генезису и физико-химическим свойст¬ вам, от 10 до 30% нитратов образуется за счет гетеротрофной нитрифи¬ кации [9]. Этот процесс усиливался при добавлении в почвы энергети¬ ческого материала и азотсодержащих соединений. Литература 1. Верстрэте В. Гетеротрофная нитрификация в почвах и водной среде//Изв. АН СССР. Сер. биол. 1975. № 4. С. 541—558. 2. Калиненко В. О. Гетеротрофные бактерии в роли нитрификаторов//Почвоведение. 1948. Ко 6. С. 357—363. 3. Кутузова Р. С., Русинова И. П. Влияние нитрапирнна — ингибитора нитрификации на образование и трансформацию нитратов в дерново-подзолистых почвах//Агро- химия. 1986. № 6. С. 12—21. 4. Кутузова Р. С., Михалева JI. В., Осипова Л. Н. Влияние ингибиторов нитрифика¬ ции на нитратредукцию и гетеротрофную нитрификацию в дерново-подзолистых почвах//Перспективы использования ингибиторов нитрификации для повышения эффективности азотных удобрений. М., 1986. С. 23. 5. Мишустин Е. Н. К вопросу об образовании нитрнтов бактериями//Вестн. бакте- риолого-агрономической станции. 1926. № 24. С. 200—217. 6. Нечаева Н. В. Микобактерия, окисляющая аммиак в нитриты//Микробиология. 1947. Т. 16. Вып. 2. С. 418—428. 7. Сорокин Д. Ю., Дубинина Г. А. Окисление гидрокснламина гетеротрофными бак- териями//Микробиология. 1986. Т. 55. Вып. 2. С. 289—294. 8. Сорокин Д. Ю. Окисление оксима пирувата гетеротрофными бактериями//Микро- биология. 1986. Т. 55. Вып. 3. С. 368—372. 9. Штальберг М. ВКруглов Ю. В. К вопросу об изучении гетеротрофной нитрифи¬ кации в почве//Микробиологические процессы в почвах и урожайность сельско¬ хозяйственных культур. Вильнюс. 1978. С. 389. 10. Doxtader К GAlexander М. Nitrification by a growing and replacement cultures of Aspergillus//Canad. j. microb. 1966. V. 12. № 3. P. 807—811. 11. Campbell N. E. R., Aleem M. J. H. The effect of 2-chloro, 6-(tri-chloromethyl) pyridine on the chemoautotrophic metabolism of nitrifying bacteria//Antonie van Leeuwenhoek. 1965. V. 31. № 2. P. 124—136. 92
12. Castignetti D., Gunner H. B. Sequential nitrification by an Alcaligenes sp. and Nitro- bacter agilis//Canad. J. microb. 1980. V. 26. № 9. P. 1114—1119. 13. Castignetti D., Hollocher T. Vigorous denitrification by a heterotrophic nitrifier of the genus Alcaligenes//Curr. microb. 1981. V. 6. JNfe 4. P. 229—231. 14. Castignetti D.t Hollocher T. Heterotrophic nitrification among denitrifiers//Appl. and environ, microb. 1984. V. 47. № 4. P. 620—623. 15. Castignetti D., Yanong R., Gramzinski R. Substrate diversity of an active heterotro¬ phic nitrifier, an Alcaligenes sp.//Canad. j. microb. 1985. V. 31. № 5. P. 441—445. 16. Quastel J. H., Sholefield P. G., Stevenson /. W. Oxidation of pyruvic acid oxime by soil organisms//Biochem. J. 1952. V. 51. № 2. P. 278—284. 17. Quastel J. H., Sholefield P. GStevenson /. W. The isolation of bacteria from soil perfused with pyruvic acid oxime//Biochem. J. 1952. V. 51. № 2. P. 284—286. 18. Rodgers G. A., Ashworth J. Bacteriostatic action of nitrification inhibitors//Canad. j. microb. 1982. V. 28. № 10. P. 1093—1110. 19. Tate R. L. Nitrification in histosols: a potential role of the heterotrophic nitrifier// Appl. and environ, microb. 1977. V. 33. № 4. P. 911—914. 20. Verstraete WAlexander M. Heterotrophic nitrification by Arthrobacter sp.//J. Bacte- riol. 1972. V. 110. No 3. P. 955—961. Всесоюзный НИИ сельскохозяйственной Поступила в редакцию микробиологии 3.11.1987* KUTUZOVA R. S. HETEROTROPHIC NITRIFICATION IN SOD-PODZOLIC SOILS Using of the medium with pyruvic acid oxime enabled us to characterize the ability of sod-podzolic soils microorganism to conduct heterotrophic nitrification. It was shown that ammonium, organic matter and nitrification inhibitors, applied to the soil, influence this process. Ecological importance of heterotrophic nitrification is that it can serve ae a material for autotrophic nitrite-oxidizing bacteria. 93
ПОЧВОВЕДЕНИЕ 1988 № 2 УДК 557.113:631.46 А. Л. ЕФРЕМОВ НУКЛЕИНОВЫЕ кислоты И ЧИСЛЕННОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПОЧВАХ ДУБРАВ БЕЛОРУССИИ В дерново-подзолистых почвах дубрав Белоруссии изучены содержание нуклеиновых кислот, количество и биомасса почвенных грибов н бактерий. Выявлено, что наибольшая метаболическая активность присуща микробным комплексам почв плакорных дубрав II—III бонитетов. Нуклеиновые кислоты представляют значительную часть биомассы населяющих почву микроорганизмов и поступающих в нее азот- и фос¬ форсодержащих органических соединений [2, 14]. В связи с тем что они имеют в почве преимущественно микробное происхождение [6, 15], их изучение может быть связано с проблемой определения биологической продуктивности комплекса почвенных микроорганизмов. В настоящее- время для оценки биомассы комплекса микроорганизмов почвы наряду с прямыми микроскопическими методами предлагается использование биохимических показателей [10], среди которых определение нуклеино¬ вых кислот в почве является наиболее перспективным подходом. Среди лесных формаций Белоруссии наиболее четкие зональные осо¬ бенности присущи дубравам. Площадь их резко возрастает к югу: 1,6% всей лесопокрытой территории в северной, 3,4 — в центральной и 9,9% — в южной геоботанической подзоне [18]. Соответственно подзонам пла- корные дубравы представлены климатически замещающими субформа¬ циями еловых, елово-грабовых и грабовых дубрав, на долю которых приходится 13; 19; 51% дубовых лесов, а остальная площадь их в каж¬ дой подзоне (1; 4; 12%) занята пойменными дубравами [13]. Почвы плакорных дубрав в Белорусском Полесье отличаются срав¬ нительно более легким гранулометрическим составом и более высоким уровнем грунтовых вод, чем почвы дубовых лесов Центральной и Во¬ сточной Белоруссии [18]. Эти дубравы занимают древнеаллювиальные отложения в междуречьях, минеральные острова среди низинных болот и участки дерново-карбонатных почв на надпойменных террасах. Пойменные дубравы представлены своеобразным эколого-фитоцено- тическим рядом типов леса и свойственных им фитоценозов. Занимают гряды возле рек и староречий в прирусловой части, а также ровные и повышенные участки центральной поймы. Почвы здесь более легкого гранулометрического состава, дерново-подзолистые глеевые аллювиаль¬ ные супесчаные или легкосуглинистые, подстилаемые песком. В настоящем сообщении рассматриваются результаты изучения био¬ логического состояния микробных комплексов дерново-подзолистых почв по учету количества и биомассы бактерий и микроскопических грибов в сочетании с содержанием нуклеиновых кислот в сравнитель¬ ном аспекте, как в почвах плакорных, так и пойменных дубрав. Опытные образцы отбирали в августе 1985 г. из почвенных разрезов на пробных площадях Кировского лесничества Наровлянского лесхоза и Найдянского лесничества Житковического лесхоза Гомельской обл. (БССР) в следующих дубравах: осоковой — почва дерново-глеевая супесчаная, развитая на супеси рыхлой, подстилаемой с глубины 0,5 м средним суглинком; грабово-кисличной — почва дерново-подзолистая среднеоподзоленная супесчаная, развитая на супеси рыхлой, подстилае¬ мой с глубины 0,5 м средним суглинком; орляково-черничной — почва дерново-подзолистая среднеоподзоленная супесчаная, развитая на су¬ песи рыхлой, подстилаемой с глубины 0,7 м средним суглинком; разно¬ травной— почва дерново-подзолистая слабооподзоленная глеевая су¬ песчаная, развитая на супеси связной сменяемой супесью рыхлой и 94
Физико-химические свойства почв дубовых лесов Дубравы Бонитет Горизонт и глуби¬ на, см pH солевой Объемная масса, г/см* 4>рг No6u* % Осоковая II АО 0—7 3,6 0,41 23,87 2,160 А1 7—23 4,5 1,05 1,69 0,135 Big 23—50 3,8 1,65 0,12 0,081 Гр абово-кис лич¬ I АО 0-2 4,8 0,33 16,57 1,205 ная А1 2-8 3,7 1,06 1,70 0,126 А1А2 8-30 4,4 1,17 1,40 0,076 Big 30—50 4,3 1,54 0,94 0,049 Широкотравная III АО 0-8 4,7 •0,38 22,50 2,296 А1 8-30 4,7 1,12 1,91 0,130 А2 30—45 5,3 1,15 0,42 0,106 В1 45—50 5,0 1,43 0,14 0,034 Орляково-чер- II А9 0-4 4,2 0,34 10,24 1,376 ничная А1А2 4—12 3,9 1,19 1,09 0,108 А2В1 12-32 4,5 1,32 0,64 0,089 В2 32—50 3,8 1,46 0,17 0,077 Ландышевая II АО 0—7 3,6 0,29 16,33 1,626 пойменная А1в 7—40 3,7 1,30 0,82 0,118 AlA2g 40—50 5,1 1,60 0,18 0,090 Злаковая пой¬ III АО 0—6 3,8 0,21 21,00 1,659 менная А1 6—32 4,3 0,86 3,00 0,109 Big 32—50 4,3 1,39 0,19 0,065 и ниже с глубины 0,5 м рыхлым песком; ландышевой пойменной — поч¬ ва дерново-подзолистая глееватая супесчаная слабооподзоленная, разви¬ тая на супеси связной, подстилаемой с глубины 0,4 м рыхлой супесью; злаковой пойменной — почва дерново-иловато-глеевая супесчаная, раз¬ витая на связной супеси. Органический углерод определяли по методике Никитина [12], об¬ щий азот — микрохромовым методом в модификации Шинкарева [17], pH солевой вытяжки и объемную массу — согласно общепринятым спо¬ собам [1]. Для изучения нуклеиновых кислот был использован хрома¬ тографический анализ раздельного определения ДНК и РНК по продук¬ там их гидролиза — пуриновым основаниям, количественно учитывае¬ мым спектрофотометрически на СФ-4А [5]. Количество почвенных микроорганизмов учитывали прямыми микро¬ скопическими методами [11] с предварительной обработкой почвенных образцов на низкочастотном дезинтеграторе типа УЗДН-1 (15 кГц, 0,44А). Длину мицелия микроскопических грибов измеряли на препа¬ ратах, приготовленных на предметных стеклах с применением микроско¬ па МБИ-15У (объектив Х40, окуляр Х15) с фазово-контрастным уст¬ ройством. Численность бактериальных клеток подсчитывали на этих же препаратах после их окрашивания акридиновым оранжевым на микро¬ скопе ЛЮМАМ-ИУФ-1 (ДРШ-250, объектив Х90, окуляр Х4). Для каждой пробы готовили шесть препаратов, на каждом из них измеряли длину обрывков мицелия и считали бактериальные клетки в 201 полях зрения. Грибную и бактериальную биомассу рассчитывали исходя из удель¬ ного веса мицелия, равного 1,05 г/см3, и среднего диаметра гиф 5 нм, удельного веса бактериальной клетки, равного 1,08 г/см3, и ее объема — 0,1 мкм3, в соответствии с чем биомасса одного метра мицелия микро¬ скопических грибов в расчете на сухой вес составляет 3,9х10-в г, а био¬ масса одной бактериальной клетки составляет 0.2Х10-13 г сухого ве¬ щества [11]. Углерод органической массы лесных подстилок в дубравах варьиру¬ ет от 10 до 24%, а в гумусово-аккумулятивных горизонтах этих почв его доля составляет лишь 1—3% (таблица). Содержание общего азота 95
О *40 80 0 40 ВО мкМосн. /100 г Рис. 1. Содержание пуриновых оснований ДНК (без штриховки) и РНК (штриховка) в дерново-подзолистых почвах под осоковой (Л), грабово¬ кисличной (5), широкотравной (Б), орляково-черничной (Г), ландышевой пойменной (Д) и злаковой пойменной (Е) дубравами в них колеблется соответственно от 1,2 до 2,3 и от 0,11 до 0,13%. pH со¬ левой вытяжки подстилочного материала — кислая и среднекислая, в минеральных почвенных горизонтах — среднекислая до нейтральной. Содержание нуклеиновых кислот, численность и биомасса бактерий и микроскопических грибов в подстилках и дерново-подзолистых почвах плакорных и пойменных дубрав варьируют в довольно широких пре¬ делах. В подстилках различных типов дубрав количество ДНК колеблется от 96,99 до 129,9, РНК — от 72,02 до 104,27 мкМосн. на 100 г подсти¬ лочного материала (рис. 1), что составляет 0,33—0,44 и 0,24—0,35 мг/г подстилки. В лесных подстилках содержание нуклеиновых кислот высо¬ кое в дубравах с осоковым и широкотравным напочвенным покровом, наименьшее характерно для массы подстилок грабово-кисличной, орля¬ ково-черничной и пойменных дубрав. Количество нуклеиновых кислот в гумусово-аккумулятивных горизонтах почв дубовых лесов ниже, чем в подстилках, в 1,5—2 раза и соответственно равно: ДНК — 74,43—55,36, РНК — 52,56—42,38 мкМосн. на 100 г почвы, что составляет 0,25—0,19 и 0,18—0,14 мг/г почвы. Как в подстилочной массе, так и со снижением по почвенному профилю количественные изменения нуклеиновых кис¬ лот тесно взаимосвязаны с количественной вариацией углерода орга¬ нического вещества и общего азота в этих почвах, с показателями ко¬ торых была выявлена положительная корреляционная связь: ДНК: : Сорг—г=0,88; ДНК: No6l4— г=0,85; РНК :Сорг—r=0,91; PHK:No6l4— г=0,88. Важным показателем физиологической активности почвенных мик¬ робных комплексов является величина отношения РНК/ДНК [6, 7]. Данный показатель отражает высокую физиологическую активность подстилочной микрофлоры (0,74—0,86), тогда как в почвенных мине¬ ральных горизонтах (0,50—0,70) этот показатель указывает на более низкий уровень функциональной деятельности почвенных микроорга¬ низмов. 96
Численность бактерий Численность бактерий 0 1 3 5 млрд кл/г 0 1 3 5 млрд кл/г 1 I I I | I I L I 1 I I I I I L Длина мицелия грибов Длина мицелия грибов О 100 300 500 м/г О 100 300 500 м/г О 100 300 500 0 100 300 500 Рис. 2. Длина мицелия микроскопических грибов (а) и численность бак* терий (б) в дерново-подзолистых почвах под осоковой (Л), грабово-кис¬ личной (Б), широкотравной (В), орляково-черничной (Г), ландышевой пойменной (Д) и злаковой пойменной (£) дубравами Специфической характеристикой ДНК является ее нуклеотидный со¬ став [3, 8]. В подстилках плакорных и пойменных дубрав выявлен АТ- тип ДНК (46—50 мол.% ГЦ), наиболее свойственный грибным и расти¬ тельным организмам, подчеркивая тем самым природу происхождения подстилочной ДНК. Наиболее низкие показатели характерны для под¬ стилок пойменных дубрав с ландышевым и злаковым напочвенным по¬ кровом. ДНК ГЦ-типа (50—64 мол.% ГЦ) была выявлена в гумусово-акку¬ мулятивных и иллювиально-глеевых горизонтах этих почв. ГЦ-тип ука¬ зывает на преобладающую долю ДНК бактериального происхождения в общем составе почвенных нуклеиновых кислот. Нуклеотидный состав ДНК и величина отношения РНК/ДНК пред¬ варительно характеризуют микробиологическую природу последних в почве и функциональные особенности микробных комплексов в качестве оценки их метаболической активности. Более четкое представление о роли нуклеиновых кислот в лесных почвах может дать сравнительный анализ последних показателей в сочетании с данными прямого микро¬ скопического учета почвенных микроскопических грибов и бактерий. В подстилках дубовых лесов характерно значительное преоблада¬ ние грибной биомассы над бактериальной. В подстилках плакорных и пойменных дубрав длина мицелия микроскопических грибов достигает сотен и в почвенных горизонтах — десятков метров на 1 г почвы (рис. 2), что составляет 1,28—1,89 и 0,05—0,81 мг/г почвы. В иллювиально-огле- енных горизонтах на глубине ниже 30—40 см гифы микромицетов пря¬ мым микроскопированием удалось выявить не во всех почвах. В под- 7 Почвоведение, № 2 97
стилках и почвах дубовых лесов значительная обогащенность мицелием микромицетов характерна для дубрав орляково-черничной и ландыше¬ вой пойменной, промежуточное место занимают грабово-кисличная и широкотравная, низкие показатели обнаружены в дубравах со злаковым напочвенным покровом. Численность бактерий в подстилках дубрав достигает свыше 6 млрд. клеток на 1 г подстилочного материала, в почвенных горизонтах — от 2 до 5 млрд. клеток на 1 г почвы. Бактериальная биомасса составляет соответственно 0,13—0,04 мг/г почвы. Наибольшая бактериальная био¬ масса характерна для подстилок и почв широкотравной ассоциации и пойменных дубрав. Суммарная биомасса грибов и бактерий в подстил¬ ках и почвах плакорных и пойменных дубрав колеблется в пределах от 1,40 до 2,02 и от 0,04 до 0,89 мг/г почвы. Выявлена тесная коррелятивная связь между суммарной биомассой микроорганизмов и содержанием углерода органического вещества (г= = 0,83), между биомассой грибов и бактерий и содержанием общего азота (г=0,84). Достоверная статистическая взаимосвязь выявлена между микробио¬ логическими показателями и содержанием нуклеиновых кислот в изу¬ ченных подстилках и почвах дубовых лесов. Высокая корреляционная связь установлена между ДНК и биомассой грибов (г=0,92), РНК и грибной биомассой (г=0,91). Такие же.высокие коэффициенты корре¬ ляции характерны в оценке взаимосвязи между ДНК и бактериальной биомассой (г=0,96), РНК и биомассой бактерий (г=0,95), между ДНК и суммарной микробной биомассой (г=0,94), а также между РНК и суммарной биомассой почвенных грибов и бактерий (г=0,93). Характеристика микробиологических и биохимических показателей по генетическим почвенным горизонтам и корреляционные связи между ними не дают возможности четко выявить их потенциальную обогащен¬ ность для каждого характерного типа почвы с учетом его специфиче¬ ской мощности горизонтов, генетических особенностей и объемной мас¬ сы почвенного профиля. Включение этих параметров позволяет оценить потенциальный запас физиологически активных веществ и микроорга¬ низмов в расчете на единицу поверхности почвы и выявить соотношение биохимических компонентов органической массы почвы и долевое уча¬ стие биомассы отдельных представителей почвенных микробных комп¬ лексов. Высокий потенциал массы органического вещества и общего азота характерен для почв плакорных дубрав II—III бонитетов (рис. 3). По содержанию нуклеиновых кислот (ДНК: 58,75—85,69; РНК: 33,94— 61,57 г/м2) потенциально богатыми являются дубравы грабово-кислич¬ ной и широкотравной ассоциаций, далее идут почвы пойменных дубрав. Нуклеиновые кислоты составляют 0,5—0,8% от углерода органического вещества и 9,0—6,0% от запасов общего азота в почвах под всеми изу¬ ченными дубравами. Запасы суммарной биомассы микробных комплексов почв плакорных и пойменных дубрав достигают 163—392 г/м2, что составляет до 3% от углерода органического вещества до 30% от количества общего азота в этих почвах. Соотношение грибного и бактериального компонентов в микробных комплексах в среднем 6:1, грибная биомасса достигает 80% от суммарной биомассы микроорганизмов в изученных почвах ду¬ бовых лесов. Высокая обогащенность бактериальной биомассой харак¬ терна для почв дубрав I—II бонитетов, тогда как по запасам грибной и суммарной микробной биомассы преобладают почвы промывного типа широкотравных и пойменных дубрав II—III бонитетов. Баланс нуклеи¬ новых кислот в почвах плакорных и пойменных дубрав достигает 20— 30% от суммарных запасов биомассы почвенной микрофлоры. Полученные данные по содержанию нуклеиновых кислот не выхо¬ дят за количественные рамки, характерные для основных зональных типов почв СССР [16]. Аналогичные показатели были получены для дерново-подзолистых почв РСФСР [14]. Более высокие показатели. 98
0opz t кг/м2 Nобщ t kz/m Дубрава у бонитет Рис. 3. Запасы углерода органического вещества, общего азота, пурино¬ вых оснований ДНК 0) и РНК (2), грибной (а) и бактериальной (б) биомассы в дерново-подзолистых почвах под различными типами дубрав: А — грабово-кисличная; В — орляково-черничная, В — осоковая, Г — ши¬ рокотравная, Д — ландышевая пойменная, Е — злаковая пойменная были обнаружены в горных почвах вертикально-зональных экосистем Северо-Западного Кавказа [7, 9]. Таким образом, биологическая активность микробных комплексов по показателям содержания нуклеиновых кислот и биомассе микроорга¬ низмов в почвах под различными типами дубрав позволила выявить тесный контакт данных параметров с органической массой этих почв. Активность микробных комплексов обусловлена ассоциацией напочвен¬ ного покрова, физико-химическими свойствами и типом почвы. Наиболь¬ шая активность присуща микробным комплексам почв плакорных дуб¬ рав II—III бонитетов, тогда как для почв пойменных дубрав эти по¬ казатели отражают промывной тип питания данных фитоценозов. Литература 1. Агрохимические методы исследования почв/Под ред. Соколова А. В., Аскинази Д. Л. М.: Наука, 1965. С. 436. 2. Алексеева Р. А. Микробиологическая трансформация фосфатов в почвах Запад¬ ной Сибири//Химизация и защита растений. Новосибирск, 1979. С. 37—44. 3. Асеева Я. В., Пашков Я. С., Чурсина О. Т. Нуклеотидный состав ДНК в различ¬ ных типах почв//Биологическая диагностика почв. Тез. докл. Всесоюз. совещ. «Проблемы и методы биол. диагностики и индикации почв». М.: Изд-во МГУ, 1976. С. 205—207. 4. Асеева Я. В., Паников Н. С., Чурсина О. Т. Содержание и состав нуклеиновых кислот в дерново-подзолистых почвах//Вестн. МГУ. Сёр. Почвоведение. 1977. № 1. С. 85—91. 5. Асеева И. В., Паников Н. С., Чурсина О. Т. Количественное определение пурино¬ вых компонентов нуклеиновых кислот в дерново-подзолистой почве//Почвоведение. 1978. № 12. С. 60—69. 6. Асеева И. В., Паников Я. С. Микробиологические превращения нуклеиновых кис¬ лот в почве//Микробные метаболиты. М.: Изд-во МГУ, 1979. С. 179—192. 7. Асеева Я. В., Ефремов A. JI.t Горчарук JI. Г. Нуклеиновые кислоты и биомасса микроорганизмов в горно-лесных почвах Северного Кавказа//Вестн. МГУ. Сер. Почвоведение. 1981. № 4. С. 37—44. 7* 99
8. Ефремов A. Л. Нуклеотидный состав ДНК в горных почвах//Вестн. МГУ. Сер. Почвоведение. 1983. Mb 2. С. 62—64. 9. Ефремов A. Л. Нуклеиновые кислоты и количество микроорганизмов в почвах вер¬ тикальных зон Северо-Западного Кавказа//Автореф. канд. дис. М.: МГУ. 1981. С. 25. 10. Звягинцев Д. Г. Основные проблемы биохимии почв//Вестн. МГУ. Сер. Почвове¬ дение. 1977. № 1. С. 74—84. 11. Методы почвенной микробиологии и биохимии/Под ред. Звягинцева Д. Г. М.: Изд-во МГУ. 1980. С. 224. 12. Никитин Б, А. Уточнения к методике определения гумуса в почве//Агрохимия. 1983. №8. С. 101—106. 13. Новосельцев В. Д., Бугаев В. А. Дубравы//М.: Агропромиздат. 1985. С. 214. 14. Орлов Д. С., Овчинникова М. Ф. Различные формы соединений азота в сероземе, черноземе и дерново-подзолистой почве//Агрохимия. 1966. № 1. С. 35—44. 15. Паников Я. С, Нуклеиновые кислоты почвы и их превращения микроорганизмами: Автореф. канд. дис. М.: МГУ, 1976. С. 23. 16. Самко О. Т. Содержание нуклеиновых кислот в основных зональных типах почв СССР: Автореф. канд. дис. М.: Изд-во МГУ, 1982. С. 25. 17. Шинкарев А. А. К методике определения валового азота в почве//Почвоведение. 1983. № 10. С. 147—149. 18. Юркевич Я. Д., Ловчий Я. Ф., Гельтман В. С. Леса Белорусского Полесья//Минск: Наука и техника, 1977. С. 286. Институт экспериментальной ботаники Поступила в редакцию им. В. Ф. Купревича АН БССР 9.IX.1986 YEFREMOV A. L. NUCLEIC ACIDS AND AMOUNT OF MICROORGANISMS IN SOILS OF BIELORUSSIAN FLOOD PLAIN AND INTERSTREAM OAK GROVES The nucleic acids content, the soil fulngi and bacteria amount and biomass have been studied in sod-podzolic soils under oak groves on interstream and flood plains areas. The highest metabolic activity was revealed for the microbial complexes of inter- stream oak groves of II—III quality classes.
1988 ПОЧВОВЕДЕНИЕ Jtt 2 МИНЕРАЛОГИЯ ПОЧВ УДК 631.4:549.905.8 АГРБА Р. Д., ГРАДУСОВ Б. П., ЧИЖИКОВА Н. П. ХИМИКО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИХ ФРАКЦИИ НЕКОТОРЫХ ПОЧВ ЗАПАДНОГО ЗАКАВКАЗЬЯ С применением рентгендифрактометрнческого метода изучен минерало¬ гический состав фракции ила, тонкой и средней пыли, а также петрография бурых лесных и подзолисто-желтоземио-глеевых почв ореховых плантаций Абхазии. Изучен химический состав упомянутых фракций. Выявлено, что почвы имеют полимиктовую обломочную компоненту, что отражает обес¬ печенность ее элементами минерального питания растений. Гетитовая це¬ ментация средней части профилей, прослойки глинистого состава со снести- товым компонентом, наличие лепидокрокита создают низкую водопрони¬ цаемость и условия анаэробиозиса. Как было недавно подчеркнуто [15], оценка существующего уровня плодородия почв, их производительной силы и в особенности запро¬ граммированных уровней плодородия почв на перспективу должна во все большей мере учитывать петрографические и минералогические их показатели. Это обусловлено тем, что данные показатели во многом определяют запасы элементов пищи растений, судьбу элементов, вно¬ симых с удобрениями, а также физические и физико-химические свой¬ ства почв, иными словами многие компоненты потенциального и эффек¬ тивного почвенного плодородия. Исследования в этом важном направ¬ лении были проведены [4]. Накопление данных по корреляции между минералогическим составом почв, их свойствами и урожайностью тех или иных культур является важным этапом развития почвенной мине¬ ралогии. При разработке принципов оценки роли минералогического состава, а также структурных особенностей главных петрографических и мине¬ ралогических фаз в определении свойств почв, важных для плодоро¬ дия, следует сосредоточить усилия на более детальном анализе сили¬ катной части почв, интенсивно используемых в сельском хозяйстве. К числу таких почв относятся почвы территории Западного Закавказья в связи с широким использованием трудоемких интенсивных культур. В 1981—1983 гг. нами проводились полевые обследования почв низ¬ когорной и низинной зон Абхазской АССР с целью выявления опти¬ мальных параметров свойств почв на плантациях фундука как основы для разработки моделей их плодородия. При определении ключевых площадок учитывались геоморфологические особенности территории, степень антропогенного преобразования почв, а также состояние и про¬ дуктивность насаждений фундука. Для исследования были выбраны три участка: два участка на север¬ ном склоне горы Пянджа — первый на высоте 500 м над ур. м. (разр. 53) и второй — на высоте 550 м над ур. м. (разр. 51), третий участок рас¬ положен в Гудаутском опорном пункте Всесоюзного института растение¬ водства им. Н. И. Вавилова на высоте 10—15 м над ур. м. Почвенный покров этой территории изучен слабо. При диагностике почв нами была использована «Классификация и диагностика почв СССР» (1977). На первых двух участках почвы определены как бурые лесные. Клас¬ сификационная принадлежность почв третьего участка определена как 101
подзолисто-желтоземно-глеевая. В литературе подобные почвы извест¬ ны еще как субтропические псевдоподзолистые, поверхностно-элювиаль- но-глеевые [3, 7, 11]. Необходимо сразу же подчеркнуть, что почвы этих участков разви¬ ты на неоднородных (слоистых) почвообразующих породах. Это не только затрудняет интерпретацию экспериментальных материалов, но и создает затруднения в выявлении генезиса и классификационного по¬ ложения почв. В связи с этим ниже мы будем говорить о почвах такого- то разреза одного из участков. В полевых исследованиях использовали сравнительно-географиче¬ ский и биологический методы обследования плодовых насаждений [14]. В соответствии с этим методом для исследования были выбраны плодо¬ носящие сады фундука в возрастных периодах «плодоношение — рост» и «плодоношение». На первых двух участках растения фундука не имели видимых при¬ знаков угнетения надземной части, однако были выявлены различия глубин распространения корневой системы в зависимости от места про¬ израстания на склоне. Так, на участке 1 (разр. 53) корневая система была расположена в слое 0—40 см мелкоземистой толщи, тогда как на участке 2 (разр. 51) корневая система развивалась до глубины 70 см. При изучении надземной и корневой систем фундука, произрастающего на участке 3 (разр. 56) выявлено, что растения находились в угнетен¬ ном состоянии. Корни развивались в пределах верхней толщи (25— 30 см) и не проникали глубже конкреционного горизонта. Различия в состоянии культуры фундука и обусловили выбор этих трех участков. В настоящей статье приведены результаты определения различий в содержании ила, его минералогическом и химическом составах, в поч¬ вах исследуемых участков; выявления генезиса минералов и аморфных соединений почв для прогноза трансформаций почвенной массы в целом и определения тенденции изменений минералов для выявления скорости мобилизации элементов питания растений. Петрография обломочной части и микростроение бурой лесной почвы из разр. 51, заложенного на участке 2, имеет следующие главные осо¬ бенности *. 170—180 см. Серовато-сизоватый глинистый тонкий алеврит. Обло¬ мочная составляющая однородная. Глинистая часть очень дисперсная, изотропная. Алевритовые зерна представлены мусковитом, изредка гид¬ ратированным биотитом, кварцем и полевыми шпатами. Много колло- морфной ярко интерферирующей подвижной глины, возможно, каоли- нит-смектитового состава. Наблюдаются железогумусовые стяжения, цементирующие такой же обломочный материал, из которого состоит основная масса горизонта. Много мелких пор, они и их стенки чаще всего свободны от ориентированного глинистого материала. Подвижная глина приурочена главным образом к трещинам. 110—120 см. Основная часть обломочной составляющей похожа на таковую вышележащего горизонта. Встречен обломок песчаника с хал¬ цедоновым цементом и тонкими зернами кальцита. Глина подвижна по трещинам. 70—80 см. Сходен с предыдущим. Натечных выделений меньше. Име¬ ются железисто-гумусовые стяжения, образованные на месте. 30—40 см. Элювиальный горизонт. Более грубозернистый за счет алевритового материала. Натечных выделений глинистого вещества меньше. Много железогумусовых стяжений. 0—16 см. Гумусовый элювиальный горизонт. По петрографическому и минералогическому составу обломочной части похож на предыдущий. Натечных выделений глины нет. Много растительных остатков; меньше железистых стяжений. Горизонт сильновыщелочен от тонкодисперсного материала. * Петрографические описания, сделанные на шлифах, были составлены совместно с доктором геолого-минералогических наук А. Г. Черняховским (ГИН АН СССР). 102
Гранулометрический состав почв Таблица 1 Гигроско¬ пическая вода, % Содержание фракций, %; размер частиц, мм Глубина, см 1,0-0,25 0,25— 0,05 0,05— 0,01 р.° о о §?7 0,005-0,001 <0,001 сумма час¬ тиц >0,01 физическая глина <0,01 Разрез 51 0—16 3,5 1,5 3,7 21,6 15,3 30,1 27,6 27,0 73,0 30—40 1,9 0,5 53,8 5,2 8,3 10,1 22,1 59,5 40,5 70-80 1,5 0,6 50,9 8,2 0,5 11,8 28,0 59,8 40,2 110-120 1,1 0,3 7,5 21,5 20,7 25,6 24,4 29,3 70,7 170—180 2,0 0,3 13,4 11,6 25,2 23,7 25,8 25,3 74,8 Разрез 53 0—14 2,3 0,7 15,0 39,2 3,9 17,6 30,7 47,9 52,1 25-35 2,5 0,8 30,7 15,6 0,2 9,2 43,5 47,1 52,9 50—60 2,9 0,5 3,4 5,4 7,3 10,7 72,7 9,2 90,8 80—90 3,1 0,2 4,6 6,2 1,2 11,2 76,6 11,0 89,0 140—150 1,7 0,9 11,0 7,3 5,9 10,0 64,9 19,2 80,8 Разрез 56 0—10 1,5 2,2 21,9 19,8 11,4 16,7 28,0 43,8 56,2 30—40 2,5 2,1 28,3 18,5 9,6 9,4 32,0 49,0 51,0 40—50 1,9 10,5 23,1 16,4 9,4 14,3 26,2 50,1 50,0 70—80 2,2 6,2 20,5 33,4 3,6 7,7 28,5 60,1 39,9 100-110 1,8 0,8 14,6 22,3 19,2 13,5 29,7 37,7 62,3 Ниже рассматривается кратко петрографо-минералогический состав и микростроение бурой лесной почвы разреза 53, расположенной в ниж¬ ней части склона (участок 1). 140—150 см. Буровато-красная глина. Она разбита на отдельности трещинами усыхания. Имеются тонкие свободные от органических вклю¬ чений и пылеватого материала натечные глинистые выделения, по-ви¬ димому, непочвенного генезиса. На основном фоне тонкой творожистой глинистой массы имеются участки с более грубым материалом. Первич¬ ная слоистость нарушена трещинами усыхания. 80—90 см. Такой же. Имеются деформированные прослои алевритов. 50—60 см. Сходен с предыдущим, но с большим содержанием брек¬ чии, с несколько большим количеством алевритового материала. Име¬ ются натечные глины почвенного происхождения. 25—35 см. По размерам зерен и минералогическому составу обло¬ мочной части похож на материал средней и верхней части разреза 51. Глинистый алеврит. Имеются органожелезистые стяжения, сформиро¬ ванные на месте; много растительных остатков. Глинистых натеков нет. Элювиальный горизонт. 0—14 см. Сходен с вышележащим. Гумусо-элювиальный горизонт со стяжениями органожелезистого состава и растительными остатками. Горизонт сильно отмыт от тонкодисперсного материала; натечных вы¬ делений глины нет. Иные петрографо-минералогические показатели и признаки микро¬ строения имеет почва на участке 3 (разр. 56), на котором растения на¬ ходятся в угнетенном состоянии. 100—110 см. Сильноизмененная выветриванием песчано-галечная по¬ рода. Тонкозернистый глинистый песок. В обломочной части преобла¬ дают кварц, калий-натриевые полевые шпаты. Базальное глинистое ве¬ щество имеет сетчатую текстуру. Слюдистых минералов меньше, чем в предыдущем горизонте. Натечных глинистых структур и органожелези¬ стых стяжений мало. 40—50 см. Крупный разнозернистый песок, состоящий из обломков плотных осадочных пород: алевритов, песчаников, глинистых алевритов и глин. Имеются обособления натечной глины. 103
Таблица 2 Соотношение основных гранулометрических фракций, выделенных с помощью методов Айдиняна [1], Горбунова [4], % от суммы фракций Глубина, см Содержание фракций, %; размер частиц» мм Глубина» см Содержание фракций, %; размер частиц, мм <0,001 0,001- 0,005 0,005- 0,01 остаток <0,001 0.001- 0,005 0,005—0,01 остаток Разрез 51 Разрез ! 53 0—16 16,7 24,7 10,6 48,0 80-90 I 1 9,7 I I 30,0 I I 16,3 I I 44,1 30—40 10,4 22,0 6,6 61,0 140—150 | 1 11,8 | 1 30,3 | 1 15,0 | 1 42,8 70—80 1,4 2,2 2,1 94,4 110—120 5,6 0,5 5,4 88,6 Разрез 56 170—180 6,3 9,0 8,6 76,1 0—10 12,2 11,0 8,1 68,7 Раяпез 53 30—40 17,7 16,5 9,2 56,6 40—50 14,6 15,6 6,6 63,2 0-14 5,9 14,3 9,4 70,4 70—80 17,8 13,9 6,9 61,4 25—35 3,8 27,6 18,9 49,7 100—110 21,8 14,8 9,0 45,7 50-60 4,2 23,7 26,2 45,9 30—40 см. Среднепесчанистая глина с отдельными гравийными зер¬ нами. Много железисто-органических стяжений с размытыми краями. Горизонт частично отмыт от тонкодисперсной глины. 0—10 см. По обломочной составляющей похож на предыдущий. Гли¬ нистая фаза существенно выщелочена от аморфных гидроокислов желе¬ за. Имеются железоорганические стяжения, часть из них, возможно, имеет литогенное происхождение. Гранулометрический состав исследованных почв определен по Ка- чинскому (табл. 1). Были также определены соотношения между глав¬ ными гранулометрическими фракциями, выделенными для последующе¬ го изучения их минералогического и химического состава по методике Айдиняна [1] и Горбунова [4]. Из табл. 1, 2 видно, что по гранулометрическому составу почвы бо¬ лее высокого пояса (участок 2) сформированы на неоднородном поч¬ вообразующем материале. Это отчетливо видно из данных по содержа¬ нию частиц 0,25—0,05, 0,05—0,01 мм, а также фракции 0,01—0,005 мм. В почве из разреза 51 илистое вещество распределено по профилю прак¬ тически равномерно. Почва разреза 53 (участок 1) характеризуется резким увеличением количества ила в средней и нижней частях профи¬ ля. При этом количество ила достигает 70—75%. как в тяжелых глинах (табл. 1). При близости климатических показателей подобные разли¬ чия в гранулометрическом составе являются причиной резких различий в условиях увлажнения. Несомненно, что почва из разреза 53 характе¬ ризуется низкой водопроницаемостью, переувлажнения не наблюдается из-за бокового стока. Сравнение данных табл. 1 и 2 свидетельствует, что значительная часть тонкодисперсных фракций агрегирована, так как не пептизируется после 2-кратного разминания с водой без каких-либо химических обра¬ боток [4]. Возможно, это обусловлено присутствием свободных трехва¬ лентных катионов, вызывающих коагуляцию частиц суспензии, а также цементацией коллоидных, илистых и пылеватых частиц аморфными и кристаллическими гидроокислами алюминия и железа, присутствие ко¬ торых будет показано ниже. Следствием этого и является то обстоятель¬ ство, что по методике Айдиняна — Горбунова выделено в 2—3 раза меньше ила и тонкой пыли, чем по методу Качинского. С помощью метода Качинского мы обнаружили практически равно¬ мерное распределение ила в почве из разреза 51 и, напротив, резкое уве¬ личение его количества в слое 50 см и глубже в разрезе 56. Не ясно, явля¬ ется ли это результатом иллювиирования илистых частиц в целом или продуктов распада глинистых минералов. Иная картина получена с по¬ 104
мощью второго метода. Нижняя граница обедненного горизонта уста¬ новлена на глубине 70—80 см в разрезе 51. В почве разреза 53 обедненный илом горизонт заканчивается на глу¬ бине 70—80 см. Профиль почвы разреза 56 обеднен илом лишь в верх¬ ней (0—10 см) толще, ниже следует слабоводопроницаемая толща. Изложенное позволяет заключить, что почвы имеют расположенный на разной глубине тяжелый но гранулометрическому составу слой. В литературе мало сведений о химическом составе главных грануло¬ метрических фракций почв субтропиков Закавказья [6, 12]. Между тем эти данные важны для заключений как о генезисе, так и о свойствах, в том числе важных для плодородия почв. Несмотря на определенные различия силикатной и окристаллизован- ной фазы оксидов-гидрооксидов алюминия и железа, химический состав главных гранулометрических фракций исследуемых почв близок. Ска¬ занное относится как к химическому составу разных по крупности зерен фракций, так и к распределению окислов гранулометрических фракций по профилям почв. Выявлены следующие характерные черты (табл. 3, 4): 1) увеличение количества Al2Os, Fe2Os, КгО и СаО с уменьшением размерности фрак¬ ций. При этом уменьшается только количество кремнекислоты. Содер¬ жание MgO, Ti02 и МпО практически не изменяется; 2) согласно рас¬ сматриваемым ниже рентгенометрическим данным, увеличение содержа¬ ния А120» обусловлено увеличением количества каолинит-смектитовых смешанослойных образований, а также в почве разреза 53 — гиббсита. Высокое содержание окисла железа в тонких фракциях обусловлено присутствием гетита и лепидокрокита (нижние горизонты разреза 56), а также рентгеноаморфных соединений. Присутствие до 2,7—2,8% К20 во фракциях ила, а также до 2,0—2,6% в тонкопылеватой части обяза¬ но присутствию гидрослюд и слюдистых минералов, а также смешано¬ слойных слюдосмектитовых образований; 3) низкое содержание оксида магния во фракциях, в том числе тонкодисперсных, не совпадает с по¬ казаниями рентгеновского метода по крайней мере для почвы из разре¬ за 53, где отмечены высокие интенсивности рефлексов хлорита. Это обус¬ ловлено тем, что основную часть тонких фракций составляют не слоис¬ тые силикаты типа хлоритов и хлорит-вермикулитов (смектитов), а каолинит-смектиты, диоктаэдрические гидрослюды и слюдосмектито- вые смешанослойные образования, окислы-гидроокислы алюминия и железа, в том числе кристаллические, а также неокристаллизованные первичные продукты выветривания [10] с высоким содержанием крем¬ ния, алюминия и железа. Почвы разрезов 51 и 53 имеют близкий минералогический состав всех главных гранулометрических фракций. Во-первых, фракции ила всех почв характеризуются низким содержанием гидрослюд; основными минералами всюду являются хлорит-вермикулитовые и каолинит-смек- титовые смешанослойные образования. Эти образования во фракциях тяжелой и средней пыли сопровождаются кварцем. Слоистая фаза почв представлена не индивидуальными минералами, а смешанослойными об¬ разованиями. Во-вторых, с уменьшением размерности фракций резко увеличивается количество глинистых компонентов, главным образом — вермикулитового пакета в смешанослойном хлорит-вермикулитовом образовании (тонкая пыль) или каолинит-смектита (ил). От верхних горизонтов почв к нижним степень глинистости всех размерных фракций увеличивается за счет каолинит-смектита, гетита, гиббсита и вермику- литподобной фазы. Иными словами, уже фракции средней и тонкой пыли, а также ила являются агрегатами и микроагрегатами преиму¬ щественно слоистых смешанослойных образований. Особенно близки между собой по химическому и минералогическому составу средняя и тонкая пыль средних и нижних горизонтов почв. Илистые фракции обеих почв близки по минералогическому составу. Одинаков также характер его изменения по профилю почв: верхние элю¬ виальные слои разреза характеризуются увеличением количества мало- 105
Химический состав основных гранулометрических фракций почвы разреза 53, % на прокаленную навеску Таблица 3 Глубина, см Фракция SiO, А1*0, Fe2Oa тю* СаО MgO к*о МпО R*0, Молекулярные отношения SIO* R*0, SIO* AUO, SiO* Fe,Oe 0—14 Почва в целом 69,4 16,5 7,8 1,7 0,4 0,9 1,7 0,16 24,3 5,5 7,3 23,2 25—35 66,1 19,3 8,6 1,5 0,3 0,9 1,7 0,11 27,9 4,6 5,8 22,0 50-60 54,2 27,9 11,9 1,1 0,2 1,4 1,7 0,06 39,9 2,7 3,3 12,9 80-90 54,5 27,8 12,0 1,0 0,2 1,2 1,7 0,05 39,9 2,6 3,4 11,4 140—150 56,0 26,6 11,7 1,2 0,2 1,1 1,5 0,09 38,3 2,8 3,9 13,3 0—14 Илистая 53,8 26,1 12,7 1,3 0,6 1,6 2,3 0,17 38,8 2,7 3,5 11,3 25—35 54,7 27,1 11,2 1,2 0,3 1,8 2,1 0,13 38,3 2,7 3,4 13,6 50—60 58,3 24,9 9,9 1,1 0,4 1,4 2,4 0,10 34,8 3,2 4,0 16,2 80—90 57,2 25,2 10,5 1,2 0,4 1,5 2,5 0,10 35,7 3,0 3,8 13,6 140-150 56,1 26,5 10,2 1,4 0,2 1,6 2,4 0,08 36,7 2,9 3,6 15,7 0-14 Тонкопылеватая 69,3 16,7 5,9 1,7 0,3 0,9 1,8 0., 12 22,6 5,8 7,2 28,8 25—35 68,3 17,3 7,2 1,9 0,3 1,3 1,9 0,11 24,4 5,4 6,7 28,5 50—60 73,1 14,3 5,7 1,5 0,2 1,5 2,1 0,12 20,0 6,8 8,7 30,5 80—90 69,2 16,4 7,5 1,8 0,3 1,3 2,3 0,09 23,9 5,5 7,2 23,0 140—150 71,8 14,8 7,8 1,7 0,3 1,8 2,2 0,12 22,5 5,7 8,6 24,0 0—14 Среднепылеватая 78,7 10,5 4,7 1,4 0,3 1,2 1,6 0,11 15,2 10,1 13,1 43,7 25-35 77,2 11,3 4,8 1,6 0,2 1,5 1,8 0,12 16,0 9,2 11,7 43,0 50—60 74,6 12,6 5,4 1,7 0,2 1,9 2,0 0,16 18,0 8,3 10,3 41,3 80—90 79,2 10,0 4,3 1,5 0,2 1,2 2,0 0,11 14,3 10,2 13,2 44,0 140-150 81,1 8,8 3,8 1,4 0,3 1,2 1,8 0,10 12,6 12,3 15,0 56,4 0-14 Остаток 69,5 16,0 8,0 1,8 0,5 1,0 1,7 0,19 24,0 5,5 7,3 23,2 25—35 73,5 12,2 5,7 1,6 0,3 1,6 1,5 0,24 18,0 7,9 10,5 31,5 50—60 74,7 12,5 6,0 1,5 0,3 1,6 1,7 0,28 18,5 7,7 10,3 31,0 80—90 72,8 13,2 7,4 1,6 0,4 1,0 1,8 0,22 20,6 6,7 9,3 24,2 140-150 71,8 13,3 8,1 1,7 0,5 1,1 1,8 0,26 21,4 6,7 9,2 24,0
Химический состав основных гранулометрических фракций почвы разреза 66, % на прокаленную навеску Таблица 4 Глубина, CM Фракция SiOt AUO, Fe.O, TiO, CaO MgO к*о MnO R.O, 0—10 Почва в целом 69,3 16,9 7,8 1,0 0,4 1,0 2,1 0,10 24,7 30—40 66,6 18,4 8,8 0,9 0,4 1,2 2,2 0,07 " J • 27,2 40—50 63,4 18,4 12,4 0,9 0,3 0,9 2,1 0,09 30,8 70—80 65,3 17,9 10,4 0,9 0,5 1,1 2,2 0,09 28,4 100—110 66,9 18,4 8,1 1,0 0,4 1,1 2,5 0,07 26,4 0—10 Илистая 55,3 25,9 11,7 0,8 0,6 1,4 2,7 0,10 37,6 30—40 55,7 25,9 11,5 0,9 0,3 1,6 2,7 0,05 37,4 40—50 54,7 26,1 11,9 0,8 0,6 1,8 2,7 0,06 38,0 70—80 56,1 26,1 10,6 0,8 0,4 1,8 2,7 0,04 36,7 100—110 57,0 26,3 9,3 0,8 0,4 1,9 2,9 0,04 v , * 35,6 0—10 Тонкопылеватая 69,0 16,7 7,6 1,1 0,4 1,1 2,4 0,08 24,3 30—40 66,8 18,2 8,1 1,2 0,4 1,1 2,6 0,06 26,3 40—50 65,5 18,9 8,6 1,1 0,4 1,3 2,7 0,06 27,5 70—80 67,7 18,4 7,3 1,1 0,3 1,1 2,6 0,05 25,6 100—110 71,4 16,0 5,2 1,1 0,3 2,0 2,5 0,07 21,1 0—10 Среднепылеватая 78,7 11,1 4,3 1,0 0,2 1,2 2,0 0,08 15,3 30—40 76,7 12,2 4,9 1,1 0,2 1,2 2,1 0,07 17,1 40—50 73,0 14,5 5,6 1,0 0,3 1,9 2,0 0,08 20,2 70—80 74,9 13,6 5,1 1,0 0,2 1,5 2,2 0,07 18,6 100—110 77,0 12,2 4,5 1,2 0,3 1,1 2,2 0,09 16,8 0-10 Остаток 76,4 12,0 5,5 1,0 0,3 1,2 2,0 0,12 17,5 30—40 76,1 12,0 5,0 0,9 0,2 1,5 1,8 0,11 18,0 40—50 70—80 70,2 69,8 14,6 15,1 9,6 9,3 0,9 0,9 0,3 0,3 0,9 1,1 2,0 1,9 0,09 0,09 24,2 24,4 100—110 74,6 12,8 6,3 0,9 0,2 1,6 1,9 0,15 19,0 Молекулярные отношения SiOt R*Oa SiOt AltO, S108 FeaOa 5,2 4,6 4.1 4.4 4.9 2.9 2.9 2,8 2,8 2.9 5.5 4.8 4.5 5.2 6.3 9.4 8.5 6.8 7.8 8.5 8.5 7.9 5.9 5.5 7,3 6,8 6,2 5,9 6,1 6,2 3.7 3.7 3.5 3.6 3.7 7.2 6.2 5.7 6,6 7.4 11.9 10.9 8.7 9.6 10,7 10,6 10,6 8.4 7.7 9.5 23.0 18.5 13.3 15.6 22.4 13.1 13.3 13.0 13.3 15.8 23.0 22.2 21.8 23,8 39.7 43.7 42.7 30.5 41.7 42.7 42.3 42.3 19.5 19.3 31.0
измененных силикатов наряду с кварцем, а средние и нижние — каоли¬ нита, гетита и часто гиббсита. Иной минералогический состав имеют главные гранулометрические фракции почвы участка 3 разреза 56. Здесь прежде всего очень четко выражена неоднородность почвообразующего материала по профилк> почвы. Каолинит-смектит-хлоритовый пылеватый материал верхних го¬ ризонтов (до 50 см) резко сменялся более хлоритовым и гидрослюди¬ стым материалом с высоким содержанием кварца. Средне- и тонкопы¬ леватые фракции по сравнению с аналогичными фракциями почв из разрезов 51 и 53 характеризуются большим содержанием гидрослюды и особенно слюдосмектитового смешанослойного образования. В или¬ стом материале по всему профилю почвы преобладающей фазой явля¬ ются слюдосмектитовые смешанослойные образования. Низкое содержа¬ ние хлоритов и хлорит-вермикулитов в почве разреза 56 находит отра¬ жение в слабой интенсивности рефлексов в области более 10 А, но менее 14 А. Особенностью фракций почвы из разреза 56 является присутствие ле- пидокрокита. Количество этого минерала увеличивается в нижних го¬ ризонтах. Рассмотренные выше данные позволяют обсудить ряд аспектов гене¬ зиса минеральной части изученных почв и роли илистой компоненты в свойствах почв, важных для плодородия. Бурые лесные почвы на склонах горы Пянджа характеризуются пре¬ обладанием в составе ила смешанослойных слюдосмектитовых образо¬ ваний, что отличает их от изученных ранее [5] почв этого типа, в кото¬ рых чаще всего преобладал собственно смектит в ассоциации с каоли- нит-смектитом. Такая особенность илистого вещества обусловлена тем, что здесь почвообразованием изменяются отложения, сформированные по продуктам изменений кислых массивно-кристаллических или мета¬ морфических пород. Глинистый слой на глубине 50—60 см в профиле 53 обусловлен неоднородностью материнского материала. Это вытекает из следующего. В толще этого глинистого слоя нет натечных глинистых выделений, обусловленных вмыванием материала из верхней толщи. Поры рассматриваемого слоя не содержат, как правило, глинистых оптически ориентированных выделений с включениями органической компоненты. Наблюдавшиеся оптически ориентированные глины слоя приурочены к краям трещин и обусловлены, по-видимому, процессами движения глинистой массы при набухании — усыхании. Необходимо подчеркнуть в то же время, что по химическому и минералогическому составу илистые и пылеватые фракции этой почвы одинаковы по всему профилю. Мы имеем здесь тот случай литогенной неоднородности про¬ филя, который обусловлен резким изменением соотношения фракций пыли и песка, а также ила при постоянстве минералогического состава каждой из этих фракций по всему профилю. Подчеркнем, что наличие очень тяжелого трудноводопроницаемого слоя должно изменить ряд свойств почв, важных для плодородия, в частности водно-воздушные свойства. В верхнем горизонте почвы разреза 51 наблюдается на фоне умень¬ шения илистого вещества накопление, по-видимому, относительно као¬ линита и других минералов с жесткими структурами, что характерно для элювиальных по илу горизонтов. В разрезе 53 таких изменений не вы¬ явлено. Напротив, здесь набухающих минералов больше в силикатной части ила верхнего горизонта. К настоящему времени по минералогическому составу ила бурых лесных почв накоплен значительный экспериментальный материал. Во¬ преки существовавшим ранее представлениям о нонтронитовом по ми¬ нералогическому составу иле как характерном признаке этих почв 12, 6], имеющиеся в нашем распоряжении литературные данные [5, 13] свидетельствуют о большом разнообразии ила этих почв. Сказанное отражает влияние почвообразующего материала. Все же на основании этих материалов можно заключить, что бурым лесным почвам присуща 108
смесь минералов разного типа в иле. По сравнению с бурыми лесными почвами бореальных равнинных территорий исследуемые почвы субтро¬ пиков отличаются в целом смещением ассоциаций в сторону смектитов, каолинит-смектитов, галлуазитов, гетитов и иногда гиббситов. При раз¬ витии процессов выщелачивания в иле верхних горизонтов относительно накапливаются каолиновые фазы, диоктаэдрические гидрослюды, а так¬ же кварц в результате распада и выноса хлоритов и особенно смектито- вого компонента. Подзолисто-желтоземно-глеевая почва отличается от рассмотренных выше почв большим количеством смектитового и гидрослюдистого мате¬ риала. При этом смектитовый компонент представлен пакетом в смеша- нослойном слюдосмектитовом образовании. В исследованной ранее поч¬ ве такого же типа [5] главной фазой было хлорит-вермикулитовое (смектитовое) смешанослойное образование. В обоих профилях при¬ сутствует гетит, а в почве разреза 56 — лепидокрокит. Профильных из¬ менений силикатной части илистого вещества в почве (участок 3) не наблюдалось. Возможно, что присутствие лепидокрокита обязано раз¬ витию условии переувлажнения и анаэробиозиса в условиях высокой мобилизуемое™ железа из осадков и развитых на них почв, а также его привноса с боковым стоком. Данные по минералогическому составу пылеватых и илистых фрак¬ ций как бурых лесных почв, так и подзолисто-желтоземно-глеевой почвы свидетельствуют о полимиктовости основной части их минеральной фазы. Эта часть почв содержит легковыветривающиеся минералы (по¬ левые шпаты, слюды биотит-флогопитового ряда, хлорит), которые содержат такие элементы минеральной пищи растений, как калий, маг¬ ний, кальций и микроэлементы. Имеются также минералы и смешано- •слойные образования с высокой емкостью обмена катионов (смектито- вые и вермикулитовые пакеты смешанослойных образований). Небла¬ гоприятное влияние минеральной составляющей обусловлено следую¬ щими факторами: тяжелым трудноводопроницаемым слоем разреза 53 и высоким содержанием «свободных» соединений железа в почве разре¬ за 56, отражающих явления анаэробиозиса. Выводы 1. На основании полученных и литературных материалов сделан вы¬ вод о том, что исследуемым бурым почвам присущи различные ассоциа¬ ции минералов илистого вещества. По сравнению с бурыми лесными почвами бореальных равнинных территорий исследуемые почвы субтро¬ пиков отличаются большей ролью смектитов, каолинит-смектитов, гал- луазита (метагаллуазита), гетита и иногда гиббсита. 2. В профиле почвы (участок 3) обнаружен лепидокрокит, что отра¬ жает ее переувлажнение и анаэробиозис. В одной из бурых лесных почв (разр. 53) установлено наличие тяжелой по механическому составу вы- сокосмектитовой прослойки, обязанной неоднородности почвообразую¬ щего материала; наличие прослойки ухудшает водно-воздушные свойст¬ ва почв. 3. Почвы имеют полимиктовый состав. Они содержат легковыветри¬ вающиеся минералы (полевые шпаты, в том числе плагиоклазы, биотит- флогопиты, хлорит), которые содержат многие элементы минеральной пищи растений. Имеются минералы и смешанослойные образования с высокой емкостью катионного обмена. Литература 1. Айдинян P. X. Извлечение ила из почвы. М., 1960. 2. Антипов-Каратаев И. Н. О бурых лесных и коричневых лесных почвах//Почвове- дение. 1947. № 12. С. 697—703. 3. Герасимов И. П. Что такое субтропические подзолы Абхазии?//Почвоведение. 1966. № 11. С. 48—53. 4. Горбунов Н. И. Высокодисперсные нииералы и методы их изучения. М.: Изд-во АН СССР. 1963. 303 с. 109
5. Градусов Б. П., Урушадзе Т. Ф. Глинистые минералы в бурых лесных почвах Гру¬ зив/Почвоведение. 1968. № 2, С. 124—131. 6. Карасева С. Е. Химический состав фракций механических элементов желтозем о» зоны влажных субтропиков//Вестн. МГУ. Сер. биол. 1974. № 2. С. 103—110. 7. Зонн С. В. О бурых лесных и бурых псевдоподзолистых почвах Советского Сою- за//Генезис и география почв. М., 1966. С. 17—43. 8. Качинский Я. А. Механический и микроагрегатный состав почвы, методы его изу¬ чения. М.: Изд-во АН СССР, 1958. 191 с. 9. Прасолов Л. Я. О буроземах Крыма и Кавказа//Природа. 1929. № 5. С. 429—438. 10. Роде А. А. Почвоведение. М., Л.: Гослесбумиздат, 1955. 524 с. 11. Ромашкевич А. И. Субтропические псевдоподзолистые (элювиально-поверхностно- глеевые) почвы//Генетические типы почв субтропиков Закавказья. М.: Наука. 1979. С. 82—115. 12. Старых С. Я. Минеральный состав и физико-химические свойства красноземов и желтоземно-подзолистых почв Черноморского побережья Кавказа: Автореф. канд. дис. М., 1955. 13. Урушадзе Т. Ф., Градусов Б. Я. Глинистые минералы в лесных почвах Грузии// Почвоведение. 1976. № 9. С. 87—97. 14. Шитт Я. Г. Избр. соч. М.: Колос, 1968. 15. Шишов Л. Л., Градусов Б. Я., Дьяконова /С. В. и др. Модели расширенного вое* производства плодородия почв — новое в теории почвоведения^ 00-летие генети¬ ческого почвоведения. М., 1986. Почвенный институт Поступила в редакцию* им. В. В. Докучаева 15.1.198? AGRBA R. D.t GRADUSOV В. P., CHIZHIKOVA N. Р. CHEMICO-MINERALOGICAL COMPOSITION OF GRANULOMETRIC FRACTIONS OF SOME WEST TRANSCAUCASIA SOILS A correlation has been found between the state of hazel-nut plantations and soil' mineralogical composition. The skeletal soil component is polymineral and this provides for a sufficient supply of the elements of mineral plant nutrition. Clay lenses with smec¬ tite and horizons enriched in goethite worsen the soil forest growing properties. The excessive moistening and anaerobiosis in soils may be stated by lepidocrocite in clay.
1988 ПОЧВОВЕДЕНИЕ МЕЛИОРАЦИЯ ПОЧВ УДК 631.62 : 445.5 КАЛИНИЧЕНКО В. П., МИНКИН М. Б. МЕЛИОРАЦИЯ «МОЧАРИСТЫХ» почв восточного ДОНБАССА Приведены результаты использования приемов математического моде¬ лирования при выявлении роли гидрологических, геохимических, экологиче¬ ских и антропогенных факторов в формировании солончаковатых «мочари- стых» почв склонов, изучена специфика их агрофизических свойств. Пока¬ зано, что ликвидация переувлажнения и осолонцевания возможна при соче¬ тании кротования н гипсования. Избыточно увлажненные мочаристые почвы широко распространены по восточной окраине Донецкого кряжа: в Ворошиловоградской и До¬ нецкой обл., западной и северо-западной частях Ростовской обл. на средних и нижних частях склонов в местах выклинивания грунтовых вод. Общая их площадь составляет ~80—100 тыс. га. Вопросы правильного и рационального использования почвенного покрова мочаров в настоящее время весьма актуальны в связи с тем, что за последнее время ареал распространения мочаров сильно рас¬ ширился. Этому способствовала возросшая культура земледелия, на¬ правленная на более полное использование воды осадков и талых вод путем глубокой пахоты, широкого применения противоэрозионных меро¬ приятий, уменьшающих испарение воды с поверхности [7]. Элементарные почвенные ареалы (ЭПА) мочаров, как правило, вло¬ жены в массивы обыкновенных и южных черноземов, образуя с ними фоновую спорадически пятнистую почвенную комбинацию (ПК). ЭПА литогенных мочаров свойственна локализация в средней и ниж¬ ней трети склонов, имеющих уклон 7=0,01—0,07 и длину ската L= =200—1000 м. При площади 0,2—0,8 га ЭПА имеют компактную форму или характеризуются некоторым простиранием по поперечному уклону склона. Кроме переувлажнения, часто наблюдается засоление и осолон- цовывание, интенсивность которых варьирует по индивидуальным ЭПА. Решение задач, связанных с окультуриванием этих почв, осложня¬ ется тем обстоятельством, что, несмотря на достаточно широкое рас¬ пространение, мочары изучены крайне недостаточно [7, 9]. В частности, свидетельством отсутствия четких представлений о генезисе, классифи¬ кации и номенклатуре мочаристых почв является то, что на почвенных картах хозяйств западных районов Ростовской обл., где широко рас¬ пространены эти почвы, они квалифицируются как солонцы или солон¬ цеватые разности южных и обыкновенных черноземов, а в большинстве случаев вообще не выделяются. С нашей точки зрения, как природа формирования мочаристых почв, так и предпосылки улучшения их свойств определяются спецификой сочетания гидрогеологических, геохимических, экологических и антро¬ погенных условий. Нами предпринята попытка оценить вклад этих фак¬ торов в проявление процессов, определяющих формирование мочари¬ стых почв, методами математического моделирования. В качестве основ¬ ных соотношений использованы гидромеханические и полуэмпирические зависимости. 111
1. Процесс переноса грунтовых вод в зоне насыщения охарактеризо¬ ван на основе нелинейной формулировки уравнения Буссинеска [1,3, 10]. 2. Функция питания — использования грунтовых вод q задана исходя из соотношений удельного расхода на транспирацию и поступления ат¬ мосферных осадков при диапазоне z от гидроизогипсов до дневной по¬ верхности с учетом изменения транспирации в зависимости от уровня засоления и солонцеватости почвы. В качестве источника поступления легкорастворимых солей в грун¬ товые воды соответственно данным [3, 7] в модели приняты водоупор¬ ные засоленные третичные глины, по которым движется фильтрацион¬ ный поток грунтовых вод. В связи с общепринятой точкой зрения о ла¬ минарном (безвихревом) течении грунтовых вод в нетрещиноватых чет¬ вертичных отложениях [10] перенос солей охарактеризован при пред¬ положении отсутствия вертикальной конвективной составляющей в зоне насыщения. Равновесие в системе «почвенный раствор — твердая фаза — погло¬ щающий комплекс» оценивалось следующими соотношениями: , .. А ГПг—k 9 ,vm '’m v* ek 4k emlm УтРтУМ KtOT+/» где e, с — количество соответствующего иона в ППК и растворе при ко¬ эффициентах активности f и К — «константа» обмена, К, — произве¬ дение растворимости, k, т, I — номера компонентов миграции. Источник солей на водоупоре представлен в следующем виде: = Р* £*)> где р — коэффициент растворения, с0 — содержание k-ro иона в твердой фазе водоупора. Граничные условия в пространстве х, у, z зон аэрации и насыщения заданы формой дневной поверхности (массив геодезиче¬ ских отметок горизонталей) и формой водоупора (массив отметок изо¬ гипсов). Оба массива полубесконечные, ограниченного переменного простирания в направлении прироста геодезических отметок поверхно¬ сти. На нижней по уклону границе предположен бесконечный отрица¬ тельный источник воды и солей. На верхней и боковых границах пере¬ менного простирания расположены нулевые источники воды и солей (ну¬ левые граничные условия). Влагосолеперенос в зоне аэрации охарактеризован упрощенной одно¬ мерной моделью, исключающей пространственное взаимодействие, в предположении основной роли в процессе горизонтального переноса зоны насыщения. Допустимость расчетов только вертикального переноса в зоне аэрации в первом приближении без проверки характера горизон¬ тального распределения воды и солей на дифференцируемость в извест¬ ной степени следует из сглаженности расчетного распределения отметок гидроизогипсов. Начальные условия — набор различных массивов трехмерных рас¬ пределений воды и солей, включая нулевой. Расчетные зависимости были представлены в конечно-разиостной форме на шаблонах i=l—5 м (ось х), /= 1—5 м (ось у), п=0,05—0,3 м (ось г), т=1—10 ч (время f). Алгоритм и программа расчета, реализованные на мини-ЭВМ СМ-4, позволили получить свыше 100 вариантов формирования переувлажнен¬ ных почв. Ниже изложена интерпретация значимых оптимальных приемов ме¬ лиорации, полученных в результате расчетов вариантов формирования солончаковатых солонцеватых мочаристых почв склонов. В частности, выявлено, что характер зарегулирования инфильт- рующихся атмосферных осадков на близколежащем к дневной поверх¬ ности конечном водоупоре при формировании грунтовых вод, и особенно 112
верховодки, находится под влиянием двух важных гидрогеологических факторов — «добегания» и «редукции» грунтового стока. Последние обусловлены нестационарностью режима специфичных мочару грунто¬ вых вод и верховодки. Первый связан с формой изохрон — линий равно¬ го добегания, отражающих период от момента инфильтрации до момен¬ та поступления инфильтровавшегося объема воды в виде грунтового стока в расчетный створ (к гидроцентру мочара). Изохроны относитель¬ но гидроцентра криволинейны н обращены выпуклостью вверх по скло¬ ну и характеризуются отметками в пределах 200—2000 ч соответственно простиранию водоупора к вершине водосбора и коэффициенту фильтра¬ ции водопроницаемых отложений. Редукция грунтового стока обусловлена интегрированием поступаю¬ щих в грунтовый сток водных масс, согласно различию их добегания. При этом чем короче период переувлажнения водосборной площади мочара и продолжительнее добегание, тем интенсивнее редукция грунто¬ вого стока. Пик переувлажнения сглаживается во времени, а при очень большой редукции вырождается в практически равномерный дебит грунтового потока. Наоборот, если продолжительность относительно по¬ вышенной инфнльтрации имеет тот же порядок, что и время добегания, пик последующего (через 400—2000 ч) локального переувлажнения рас¬ четного створа значителен. На первый взгляд очевидно влияние на процесс переувлажнения бли¬ зости водоупора (малые различия геодезических отметок и отметок изо¬ гипсов), однако в результате моделирования выявлено, что более зна¬ чимо расположение гидроизогипсов, особенно при существенной мощ¬ ности водоносного пласта. Важна предыстория стокоформирующего пика инфильтрации в грунтовые воды. Так, если в сухой период (в модели задано относитель¬ но небольшое поступление атмосферных осадков) назначался режим существенного расхода воды, пик подъема грунтовых вод в гидроцентре при данном экстремуме переувлажнения был не напряженным. Послед¬ нее позволяет сделать предварительный вывод о необходимости обеспе¬ чения использования водосбора переувлажненных почв под интенсивно транспирирующие культуры значительно дольше в течение теплого пе¬ риода года, чем это наблюдается при возделывании типичной для моде¬ лируемых условий озимой пшеницы. Особое значение имеет процесс формирования положительной обрат¬ ной связи по ряду параметров в солончаковатых солонцеватых мочари¬ стых почвах. Так, при увеличении притока к грунтовым водам на водо¬ сборе мочара при эффективном сокращении поверхностного стока со¬ временными агроприемами меньший расход на транспирацию культур¬ ных растений по сравнению с природными ценозами способствует при¬ ближению гидроизогипсов к дневной поверхности. Происходит дальней¬ шее сокращение уровня транспирации, режим влажности почв начинает превышать оптимальную влагообеспеченность. К тому же увеличивается интенсивность обогащения почв легкорастворимыми солями из грунто¬ вых вод и происходит ухудшение их агрофизических свойств [1]. По¬ следнее приводит к снижению индивидуальных по слоям коэффициентов фильтрации в зоне сжатого сечения грунтового потока и его отток до¬ полнительно затрудняется. Таким образом, даже кратковременный вы¬ ход потока грунтовых вод на склоне в корнеобитаемый слой вполне мо¬ жет быть решающим моментом весьма интенсивной во времени транс¬ формации высокоплодородного чернозема в солончаковую солонцеватую мочаристую почву. Наличие рассмотренной положительной обратной связи обусловли¬ вает высокую устойчивость мочаров при текущем характере использо¬ вания земель с их участием, поскольку отсутствуют реальные предпо¬ сылки восстановления природного режима. Очевидно, что такое восста¬ новление возможно, с одной стороны, при условии интенсивного осуше¬ ния с целью восстановления безопасного режима уровней грунтовых вод и, с другой — в случае ликвидации засоления и осолонцевания. Из- 8 Почвоведение, № 2 ИЗ
в Рис. 1. Условия формирования моча- ров: а — особенности залегания водо¬ упора; б — ложбинообразность фор¬ мы водоупора; в— характер залега¬ ния участков водоупора при резком изменении формы изогипсов в вестно, что решение последней задачи требует довольно длительного ме¬ лиоративного периода, в течение которого, очевидно, должно выпол¬ няться и первое условие. При обработке вариантов на ЭВМ выявлены характерные предпо¬ сылки формирования мочаров. 1. Залегание водоупора является согласным основному уклону днев¬ ной поверхности со сближением отметок изогипсов и геодезических от¬ меток при простирании водоупора вверх от гидроцентра порядка 100 м и более (рис. 1, а). 2. Ложбинообразная форма водоупора при том же характере падения и простирании вверх от гидроцентра порядка 30 м и более (рис. 1, б). 3. Наличие несогласованного дневной поверхности залегания участ¬ ков водоупора с резким изменением формы изогипсов при огибании грунтовым потоком несогласованных водоупорных пластов. Эффект формируется как при горизонтальном простирании (порядка 50 м и бо¬ лее) несогласного водоупора, так и в случае его направленности с не¬ которым поперечным уклоном (рис. 1, в). Предпосылки формирования мочаров, выявленные в процессе мате¬ матического моделирования, послужили основой для разработки прин¬ ципов подхода к изучению процессов формирования этих почв в природ¬ ных условиях, результаты которого изложены ниже. Исследования по разработке приемов окультуривания мочаристыг почв проводили на стационарах Донского СХИ (колхоз им. XX Парт- съезда Октябрьского р-на, Ростовской обл. и колхоз «Рассвет» Станич- 114
Таблица I Некоторые показатели физических и физико-химических свойств мочаров (сентябрь, 1981 г.) Содержание частиц, % Плотность сложения. Гумус, % Легкораст¬ воримые pH водный Ра, кг/см* Тлат» <0,001 мм <0,01 мм г/см* соли, % мин Лугово-черноземные мочаристые почвы 0—10 32,2 55,5 1,3 5,1 0,38 7,8 27,5 50 9,4 20—30 39,7 64,3 1,4 4,5 0,31 8,0 33,1 85 11,3 30—40 49,2 66,8 1,5 3,9 0,20 8,2 44,3 90 13,8 40—50 41,7 67,4 1,5 3,1 0,28 8,1 42,7 85 14,9 50—60 38,1 65,7 1,6 2,6 0,31 7,9 43,1 90 12,5 70—80 36,4 61,0 1,6 2,4 0,48 8,0 26,7 80 10,3 90—100 35,0 62,4 1,5 1,0 0,62 7,5 29,4 75 7,8 120—130 34,1 61,5 1,6 0,4 0,57 7,3 32,8 80 10,5 130—160 36,5 60,3 1,5 Не опр. 0,65 7,4 34,4 85 13,4 160—170 37,2 63,4 1,6 » 0,85 7,4 35,1 80 16,7 180—190 42,4 77,5 1,7 » 1,34 8,1 44,5 100 18,4 190—200 44,4 78,7 1,7 » 1,57 8,2 40,7 105 15,0 [Черноземно-луговые мочаристые почвы 0—10 36,4 66,4 1,4 4,0 0,60 7,5 32,7 60 2,1 20—30 38,3 67,5 1,5 3,5 0,55 7,3 34,1 60 2,7 30-40 40,2 65,5 1,6 3,4 0,73 7,2 36,7 85 3,8 40—50 41,1 68,4 1,6 2,8 0,87 7,4 32,4 75 4,4 50-60 36,4 61,7 1,6 2,8 0,78 7,3 30,5 80 5,7 70—80 37,2 62,1 1,7 2,0 0,83 7,7 34,4 75 6,0 90—100 39,0 64,3 1,7 1,8 1,07 7,5 36,4 80 10,1 120—130 38,4 62,4 М 0,6 1,20 • 7,6 48,5 85 10,8 150-160 40,1 78,5 1,75 Не опр. 1,60 7; 8 46,8 110 12,4 180—190 44,3 80,4 1,8 » 1,75 7,5 45,7 105 13,4 но-Луганского р-на Ворошиловградской обл.), расположенных в восточ¬ ной части Донецкого кряжа. Динамика влажности мочаристой почвы определяется спецификой ее локализации в пределах ЭГ1А (гидроцентр, переходная и периферий¬ ная зоны [5]) и соответствует динамике гидроизогипсов, характер кото¬ рой в свою очередь определяется погодными условиями, характером изо¬ гипсов, возделываемыми культурами и др. Влажность верхнего метро¬ вого слоя всех компонентов ЭПА мочара постоянно превышает содер¬ жание влаги в зональных черноземах (в лугово-черноземных на 2—3% и черноземно-луговых на 3—5% [7, 9]). В гидроцентре и переходной зоне нижние горизонты и почвообразу¬ ющая порода несут признаки оглеения. Фактором засоления и осолон- цовывания мочаров в восточной части Донбасса являются, как правило, красно-бурые неогеновые глины, содержащие 1—2% легкорастворимых солей (табл. 1). В результате довольно интенсивной эрозии, особенно сильно выра¬ женной на склонах южной экспозиции, эти глины залегают близко к по¬ верхности, выступают в роли водоупора при формировании мочара и служат источником обогащения солями циркулирующих в них грунто¬ вых вод, минерализация которых особенно повышается в местах раз¬ грузки (5—15 г/л, тип засоления сульфатно-натриевый). Поэтому даже осенью в период наиболее глубокого залегания грунтовых вод ЭПА мочара не успевает полностью опресниться за счет выпадающих осад¬ ков, количество легкорастворимых солей превышает порог токсичности (табл. 1). Согласно данным гранулометрического анализа, верхняя часть про¬ филя почв характеризуется тяжелосуглинистым или легкоглинистым со¬ ставом. Грунты в нижней части профиля с глубины 1,5—2,0 м представ¬ лены средней и тяжелой глиной. Практически все лугово-черноземные и черноземно-луговые мочари¬ стые почвы весной сильно набухают. Летом вследствие высыхания они 8* 115
дают большую усадку, образуются глубокие (до 100 см) и широкие (до 5—7 см сверху) 'трещины. Почвы приобретают чрезмерную плотность (табл. 1), что неблагоприятно влияет на развитие сельскохозяйственных растений и сильно затрудняет обработку. Главной причиной таких отрицательных агрофизических свойств яв¬ ляются высокие величины усадочных напряжений (F0), формирующихся в почвах в цикле увлажнение-высыхание (табл. 1). Методика определе¬ ния Fa изложена в работе [5]. Высокие значения F0 в мочаристых почвах связаны с их значитель¬ ной дисперсностью. Содержание физической глины (частиц <0,01 мм) в верхней части почвенного профиля, формирующегося на лёссовидных глинах составляет 60—65%, в нижней части происходит утяжеление гра¬ нулометрического состава, поскольку лёссовидные породы подстилаются с глубины 1,5—2,5 м красно-бурыми глинами. Кроме того, под влиянием более сильного оглеения произошло утяжеление гранулометрического состава. Чем выше дисперсность почв, чем тоньше в них поры, тем выше силы капиллярной контракции, чем больше усадка и уплотнение при высы¬ хании, тем большая часть процесса испарения жидкой фазы протекает на внешней поверхности. Другая причина высоких значений Fa связана с возможным повы¬ шением поверхностного натяжения на микроменисках жидкости в тон¬ чайших ультрапорах. Это подтверждается закономерным увеличением Fa при уменьшении радиуса пор в уплотняющихся структурах, несмот¬ ря на их возрастающее сопротивле¬ ние [5]. В оводненном состоянии мочары представляют собой высокодисперс¬ ные системы с ярко выраженными пластическими свойствами структу¬ ры. Однако по мере удаления влаги из системы структура становится более прочной, и в полностью высу¬ шенном состоянии образуются ис¬ ключительно жесткие системы, обыч¬ ные для обезвоженных гидрофиль¬ ных структур. Именно в таких структурах развиваются наиболь¬ шие усадочные напряжения, поэто¬ му возникновение поверхностной микротрещины на почвах такого типа приводит к глубоким разрывам все¬ го каркаса на этом участке структуры. Однако поскольку разрушение по¬ верхностного слоя начинается еще при значительном содержании влаги в глубинных слоях, имеются условия для капиллярного подсасывания влаги к участкам соседним с дефектным, где происходит интенсивное уплотнение структуры, повышение ее упругих свойств. Все это усугуб¬ ляет разрушение каркаса по небольшому числу первоначально возник¬ ших дефектных мест. Описанные процессы являются одной из причин наличия в мочарах грубой глыбистой структуры. Особенности кинетики мочаров связаны с длительным латентным пе¬ риодом (тлат) отсутствия напряжений. Характерно, что величины татах и Тлат в мочарах даже превосходят соответствующие значения в солон¬ цах (рис. 2), что вскрывает природу факта позднего наступления весной физической спелости в них в сравнении с зональными обыкновенными черноземами. Данные табл. 1 указывают на некоторое перераспределение частиц «физической глины» по почвенному профилю с накоплением их в иллю¬ виальном горизонте. Более явно этот процесс выражен в лугово-черно¬ земных почвах, характеризующихся наличием восходящих и нисходя¬ щих потоков, вс.педстрие чего создаются благоприятные условия для Рис. 2. Особенности кинетики мочаров* 1 — солонцы, 2 — мочары 116
протекания различных реакций между почвенным поглощающим комп¬ лексом и почвенно-грунтовыми растворами. Этим, по-видимому, и объ¬ ясняется растянутость иллювиального горизонта, охватывающего 20— 60-сантиметровый слой (гор. Bl, В2 и ВС). В черноземно-луговых почвах иллювиальный горизонт практически отсутствует. По-видимому, процессы пептизации органо-минеральных коллоидов в таких случаях ограничиваются электролитами, а их пере¬ движение вниз по профилю не происходит в связи с восходящими пото¬ ками близко расположенных к поверхности минерализованных грунто* вых вод. Изложенные материалы позволяют сформулировать следующие предпосылки преодоления факторов формирования солончаковатых со¬ лонцеватых мочаристых почв склонов. 1. Ликвидация локального переувлажнения и засоления при рас¬ средоточенной разгрузке потока грунтовых вод и верховодки посредст¬ вом ускорения внутреннего горизонтального стока, что позволит снизить уровни грунтовых вод (использование ловчего дренажа, как правило, нецелесообразно в связи со спецификой сопряжения дневной и водо¬ упорной поверхностей в зоне гидроцентра; см. рис. 1). 2. Осуществление мер, направленных на улучшение агрофизических свойств мочаристой почвы посредством снижения степени солонцевато- сти (внесение глиногипса, кислых и гипсосодержащих отходов хими¬ ческого производства, возделывание соле-, солонцеустойчивых культур). Сформулированные предпосылки служат методической основой за¬ ложенного осенью 1981 г. в совхозе «Рассвет» полевого опыта по вы¬ бору наиболее эффективных способов мелиорации мочаристых почв. Схема опыта следующая: 1; отвальная вспашка на 20—22 см — конт¬ роль; 2) кротование на глубину 50 см; 3) гипсование — 8 т/га (1/2 дозы по поглощенному натрию); 4) обработка плугом ПС-2-50 на глубину 50 см; 5) гипсование + кротование; 6) щелевание на глубину 50 см. Плуг ПС-2-50 конструкции ДонСХИ и НИМИ производит пахоту с оставлением гумусового горизонта на поверхности и рыхлением ниже¬ лежащих солонцового и карбонатного горизонтов с одновременным их перемешиванием. Для качественного выполнения этих операций плуг имеет лево- и правооборачивающие отвальные поверхности. Испытания показали более высокую его производительность и качественную обра¬ ботку в сравнении с серийно выпускаемыми трехъярусными плугами ПТН-2-40 [6]. Повторность опыта 3-кратная. Площадь делянки 1 га. Кротование, щелевание и обработку плугом ПС-2-50 проводили вдоль склона для обеспечения ускоренного грунтового стока и сброса излишка влаги из почвы. Отвальную вспашку на всех вариантах для защиты почв от вод¬ ной эрозии проводили поперек склона [4, 8]. После вспашки в нижней части поля обязательно прокладывали от¬ крытый собиратель глубиной не менее 60 см с выходом его в ближай- шйй элемент гидросети для отвода воды, стекающей на край поля по основанию разрыхленного слоя. Это связано с тем, что существует серь¬ езная опасность затопления нижней части опытной делянки, поскольку в зимне-весенний период в виде внутрипочвенного стока на вариантах кротования и щелевания сбрасывается 70—100 мм влаги. Опыт проводили на фоне отсеченного (ловчего) дренажа. На вари¬ антах с кротованием в нижней части опытного участка для сброса воды из кротовин нарезалась ложбина с уположеинымн откосами, не создаю¬ щими препятствий проходу сельскохозяйственных машин и направлен¬ ная поперек основного уклона к границе поля. В опыте изучали: динамику уровня грунтовых вод, динамику влаж¬ ности почвы, величину и характер засоления, состав поглощенных катио¬ нов, урожайность озимой пшеницы. Глиногипс внесен 20 августа, крото¬ вание и обработка плугом ПС-2-50 проведены 28 сентября 1981 г. и опытное поле оставлено под пар. 5 сентября 1982 г. на всех вариантах высеяна озимая пшеница сорта «Одесская-51» нормой 500 шт/м2. В даль- 117
Таблица 2 Динамика уровня грунтовых вод склоновых мочаров, м Месяц Год Вариант отвальная вспашка, контроль кротование гипсование кротование + + гипсование обработка ПС-2-50 щелеванпе Апрель 1982 0,43 0,92 0,50 0,97 0,53 0,71 1983 0,67 1,22 0,71 1,26 0,62 0,82 1984 0,74 1,30 0,71 1,33 0,68 0,95 Май 1982 0,64 1,33 0,59 1,29 0,66 0,94 1983 0,77 1,45 0,80 1,42 0,83 1,05 1984 0,85 1,62 0,87 1,57 0,79 1,13 Июнь 1982 0,90 1,42 0,95 1,50 0,87 1,17 1983 1,14 1,63 1,07 1,66 1,10 1,25 1984 1,38 1,54 0,92 1,60 0,95 1,25 Июль 1982 1,42 1,62 1,42 1,59 1,17 1,37 1983 1,57 1,78 1,25 1,81 1,31 1,51 1984 0,97 1,50 1,04 1,47 0,92 1,25 Август 1982 1,60 1,72 1,51 1,75 1,45 1,54 1983 . 1,62 1,84 1,51 1,79 1,43 1,74 1984 1,34 1,93 1,40 1,89 1,27 1,57 Сентябрь 1982 1,75 1,98 1,42 1,92 1,50 1,68 1983 1,60 1,90 1.57 1,95 1,63 1,73 1984 1,54 2,03 1,60 2,06 1,49 1,75 Октябрь 1982 4,67 1,82 1,72 2,04 1,63 1,83 1983 1,53 1,78 1,60 1,89 1,55 1,72 1984 1,50 2,06 1,53 2,03 1,50 1,73 Ноябрь 1982 1,72 1,85 1,75 2,07 1,78 1,97 1983 1,58 1,88 1,56 1,92 1,63 1,76 1984 1,65 2,12 1,80 2,19 1,72 1,95 нейшем высевались культуры согласно принятому для зоны звену сево¬ оборота: пар — озимая пшеница — озимая пшеница — кукуруза. .Наиболее обширной частью мочара (65—80% общей площади) яв¬ ляется периферийная, где уровень грунтовых вод подвержен наиболее значительным колебаниям соответственно количеству осадков и залега¬ нию водоупорного горизонта. В связи с пространственной циклической неоднородностью свойств ЭПА мочара отбор образцов для изучения водно-физических и физико-химических свойств почв проводили на за¬ крепленных стационарных площадках 5X5 м, расположенных в пери¬ ферийной части мочара, согласно методическим указаниям [9]. Глубину грунтовых вод определяли по створу наблюдательных сква¬ жин вдоль уклона через гидроцентр мочара. Данные о динамике грунтовых вод (табл. 2) в достаточной степени соответствуют предложенным соотношениям и показывают, что на конт¬ роле за 3 года исследований уровень грунтовых вод в апреле — мае на¬ ходился на глубине <1 м и лишь в августе опустился несколько глубже 1,5 м. Колебания уровня верховодки в известной степени коррелируют с количеством выпадающих осадков. В частности, чрезвычайно сухая осень 1982 г. (за 3 месяца выпало около 19,0 мм осадков) способство¬ вала снижению уровня верховодки до 2 м. Гипсование и обработка плугом ПС-2-50 практически не оказали влияния на уровень грунтовых вод. Это связано с тем, что, несмотря на увеличение водопроницаемости верхних горизонтов, сохраняется главная причина устойчивости свойств мочара — избыточное увлажнение почв. На вариантах в зоне действия кротодрен луговой и лугово-болотный режимы сменяются лугово-осушенным, средняя глубина грунтовых вод в период вегетации озимой пшеницы была почти в 1,5 раза больше, чем на контроле. Щелевание оказалось менее эффективным, чем кротование. Влияние различных приемов мелиорации на динамику грунтовых вод характеризуется величиной модуля дренажного стока (табл. 3). Макси- 118 '
Таблица 8 Влияние приемов мелиорации на величину модуля дренажного стока, л/с с 1 га Вариант Месяцы IV VI VII VIII IX Отвальная вспашка 0,14 0,12 1982 г. 0,06 0,10 0,08 0,08 0,04 Кротование 0,31 0,24 0,12 0,10 0,14 0,12 0,06 Гипсование 0,16 0,10 0,08 0,08 0,10 0,06 0,04 Обработка ПС-2-50 0,20 0,12 0,10 0,12 0,10 0,08 0,04 Щелевание 0,16 0,15 0,15 0,12 0,12 0,06 0,06 Отвальная вспашка 0,10 0,10 1983 г. 0,08 0,12 0,10 0,04 0,04 Кротование 0,20 0,16 0,10 0,20 0,18 0,10 0,06 Гипсование 0,08 0,10 0,10 0,12 0,10 0,06 0,04 Обработка ПС-2-50 0,10 0,10 0,08 0,14 0,1*2 0,08 0,06 Щелевание 0,12 0,10 0,10 0,14 0,14 0,10 0,06 Состав поглощенных катионов Таблица 4 лугово-черноземных мочаристых почв, % Вариант Са*+ Mg*+ Na+ глубина, см 0-20 20-50 0—20 20-50 0-20 20-50 Отвальная вспашка, кон¬ 54,3 43,3 35,7 40,4 10,0 12,3 троль 52,0 45,7 36,8 39,2 11,2 15,1 Кротование 53,9 43,8 34,0 40,2 12,1 15,7 58,3 49,5 33,2 38,1 8,5 12,4 Гипсование 52,2 48,6 35,1 35,3 12,7 16,1 64,5 51,3 30,4 37,4 5,1 11,3 Кротование+гипсование 54,6 49,6 32,4 33,7 13,0 16,7 68,6 62,5 29,0 32,2 2,4 5,3 Обработка ПС-2-50 55,1 49,0 34,4 37,2 10,5 13,8 58,2 50,9 32,3 38,2 9,5 10,9 Щелевание 52,9 46,0 36,2 39,3 10,9 14,7 57,4 50,3 33,8 38,3 8,8 11,4 Примечание. В числителе — исходное состояние (1981 г.)» в знаменателе — через 3 года после мелиора¬ ции (1984 г.). мальная величина модуля дренажного стока отмечается на вариантах с кротованием, меньшее влияние оказывает щелевание. Влияние приемов мелиорации на состав поглощенных катионов по¬ казано в табл. 4. Согласно данным табл. 4, в составе обменных катионов полугидро- морфных почв по сравнению с автоморфными черноземами резко воз¬ растает доля обменного натрия и магния. В мочаристых почвах сумма обменных катионов Na+-t-MgJ+ составляет >50% от емкости обмена. Кроме того, наблюдается узкое соотношение между поглощенными ка¬ тионами Ca2+/Mg2+, в пределах 1,0—1,2 и общая закономерность: уве¬ личение содержания обменных Mg2+ и Na+ и усиление физико-механи¬ ческой солонцеватости вниз по профилю почвы. Это явление подтверж¬ дает правильность гипотезы Сувака [9] о вторичном образовании со¬ лонцовых горизонтов мочаров. Ранее, когда эти почвы не испытывали периодического или постоянного влияния грунтовых вод, они имели ти¬ пичный черноземный профиль без признаков солонцеватости. 119
Таблица 5 Урожайность озимой пшеницы при различных приемах мелиорации мочаристых почв (среднее за 1982—1983 гг.) Вариант Урожай зерна, Ц/га Прибавка урожая ц/га % Вспашка на 20—22 см (контроль) Кротование Гипсование Обработка плугом ПС-2-50 Кротова ние+гипсование Щелевание НСР09б 14.5 20,4 16.6 15.6 27,2 17.7 2,1 5.9 2,1 2.9 12,7 3,2 39,3 14.5 20.6 87,6 22,1 Хотя содержание обменного натрия невысокое, не более 14—16% on суммы поглощенных катионов, значительное количество обменного маг¬ ния придает мочаристым почвам резко выраженные отрицательные агрофизические свойства. Как видно из. данных табл. 4, кротование и щелевание, глубокая ме¬ лиоративная обработка плугом ПС-2-50 способствовали лишь некото¬ рому снижению содержания поглощенных катионов Mg2+ + Na+. Влия¬ ние этих приемов связано с разрыхлением плотного иллювиального го¬ ризонта и разрушением капилляров, по которым обогащенная ионами натрия минерализованная, верховодка подпитывала поверхностные го¬ ризонты. Увеличение водопроницаемости способствовало усилению про¬ цесса гидролиза поверхностных соединений и в основном слабо удержи¬ ваемого почвенными коллоидами поглощенного натрия, а в некоторой степени — обменного магния. Однако следует учитывать, как это было показано Горбуновым и Юдиной [2], что гидролиз не улучшает свойства солонцеватых почв, а способствует их ухудшению, так как происходит пептизация почв. Именно поэтому, как показали наши исследования, через 2—3 года после проведения таких обработок водопроницаемость почв резко снижается, увеличивается плотность, уменьшается скваж¬ ность и все обработки приходится повторять. Как видно из табл. 5, урожай на контрольном варианте был низким. Отмечались выпады растений в связи с переувлажнением и солонцева- тостью почв. Гипсование, а также обработка мочаристых почв плугом ПС-2-50 не обеспечили значительных прибавок урожая, которые находятся в пре¬ делах 10—20%- Это связано с недостаточно интенсивным позитивным изменением водно-физических и физико-химических свойств мелиорируе¬ мых указанными способами почв. Наряду с известными факторами по¬ вышения плодородия, заложенными в теоретических предпосылках гипсования и обработки плугом ПС-2-50, практическая реализация пре¬ имуществ этих способов на изученных нами объектах затруднена функ¬ ционированием ряда сопряженных почвенных процессов. В частности, остается неизменным подпитывание мочаристых почв минерализован¬ ной верховодкой, что стабилизирует исходные свойства почвы и резко ослабляет мелиоративный эффект на вариантах с гипсованием и обра¬ боткой ПС-2-50 в соответствии с соотношениями математической мо¬ дели. Сходный результат получен на варианте со щелеванием. Здесь на¬ блюдалась только некоторая тенденция прироста урожайности. Щелевание, выполняемое вдоль склона, создает для влаги атмосфер¬ ных осадков два пути миграции: интенсивное просачивание в нижеле¬ жащие горизонты и движение параллельно поверхности почвы по ще¬ лям в направлении уклона. Второй путь, кроме того, определяет отток минерализованной верховодки. Таким образом, рассматриваемый прием создает предпосылки ослабления переувлажнения. Вместе с тем отсутст- 120
вне факторов изменения физико-химических свойств почв в аспекте трансформации состава ППК на этом варианте приводит к быстрой по¬ тере устойчивости щелей под влиянием рассмотренного процесса гидро¬ лиза поверхностных соединений, что определяет существенную тенден¬ цию восстановления исходного гидрологического режима. Механизм воздействия варианта 2 на свойства почв примерно тот же, что и при щелевании,— ускорение внутрипочвенного стока. Однако кротование обеспечивает значительно большую интенсивность этого процесса, о чем свидетельствует величина модуля дренажного стока (табл. 3) на этом варианте. Происходит существенное снижение влаж¬ ности в мелиорируемом слое, которое обусловливает устойчивость кро- тодрен, улучшение физико-химических свойств почвы в связи с прибли¬ жением ее габитуса к оптимальным природным условиям окружающих зональных почв и прибавку урожайности озимой пшеницы. Наилучшие показатели по урожайности имеет вариант кротование+ +гипсование (прибавка урожая около 100%), что является закономер¬ ным следствием положительных изменений свойств мочаристых почв в случае совместного применения агроприемов ускорения внутрипочвен¬ ного стока и химической мелиорации (комплексный метод). Очевидно, что лишь при таком сочетании обеспечивается эффект, превышающий изолированное суммарное воздействие отдельных приемов на процесс улучшения свойств мочаристых почв, причем достаточно стабильный во времени. Литература 1. Богомолов А. И., Михайлов К- А. Гидравлика. М.: Стройиздат, 1972. С. 648. 2. Горбунов Н. ИЮдина Л. П., Рыжова Л. В. Активность ионов натрия при взаи¬ модействии солонцов с водой и гипсом//Почвоведение, 1978. № 6. С. 108—116. 3. Кац Д. М. Гидрогеология. М.: Колос, 1969. С. 320. 4. Климко А. И., Снигирева А. В. Мелиоративная обработка почвы при осушении. М., 1971. С. 67. 5. Минкин М. Б., Бабушкин В. М., Садименко /7. А. Солонцы юго-востока Ростов¬ ской области. Ростов-на-Дону, 1980. С. 271. 6. Новогренко В. Д., Ладан Е. П. Результаты производственных испытаний нового плуга ПС-2-50 (ПС-3-40) для мелиоративной вспашки солонцовых почв//Пути по¬ вышения плодородия солонцовых и эродированных почв. Персиановка, 1982. С. 26—29. 7. Полупан Н. М., Нестеренко А. Ф., Яровенко Е. Б. О мочарах и мочаристых поч- вах//Почвоведение. 1983. № 12. С. 5—16. 8. Рекомендации по устройству и эксплуатации кротового дренажа на посевах риса. М., 1983. С. 15. 9. Сувак П. А. Мелиорация мочаристых и солонцовых почв Молдавии. Кишинев, 1977. С. 105. 10. Теоретические основы процессов засоления—рассоления почв/Ред. Боровский В. М., Соколенко Э. А. Алма-Ата, 1981. С. 289. Донской сельскохозяйственный институт ст. Персиановка, Ростовской обл. KALINICHENKO V. P., MINKIN М. В. RECLAMATION OF EASTERN DONBASS «MOCHARIC» SOILS The pedogenetic conditions have been outlined for the solonchakous «mocharic» slope soils, using mathematical models; ways to avoid excessive moistening and alkalinity of these soils are proposed. Поступила в редакцию 4.III.1986 121
1988 ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 2 ЭРОЗИЯ почв УДК 631.4-^632.125 ЩЕПАЩЕНКО Г. Л., РИВЕРОЛЬ М., КАЛЬСАДА Н. НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭРОЗИИ ПОЧВ НА КУБЕ При исследовании эрозии почв на Кубе выявлено, что отделяющая спо¬ собность тропических ливней зависит от кинетической энергии осадков и со¬ держания в почве агрегатов >2 мм. Отделение почвы в процессе ливневой эрозии происходит главным образом под влиянием капель дождя, а пере¬ мещение—под действием двух факторов: капель дождя и поверхностного стока. Влияние рельефа на эрозию проявляется через крутизну и форму склона. Эрозия почв на Кубе имеет существенные особенности по сравнению с эрозией в регионах умеренного климата. Они проявляются ,в отклоне¬ нии от общеизвестных закономерностей смыва и переотложения почвы в процессе эрозии. Так, например, на прямом склоне эродированность почвы возрастает не вниз по склону, как отмечали Соболев [7], Заслав¬ ский [3] и многие другие исследователи, а вверх, т. е. приводораздель¬ ные части склонов эродируются сильнее, чем средние и нижние. Зави¬ симость эрозии от длины, равнозначных по крутизне склонов, не выра¬ жена так отчетливо, как это наблюдается в умеренном климате. Эти особенности объясняются широким распространением на Кубе ливне¬ вой эрозии почв, в процессе которой большое значение играют капли дождя. Эрозия почвы в тропиках начинается еще до возникновения поверх¬ ностного стока. Первые капли дождя, упавшие на почву, лишенную рас¬ тительности, разрушают ее структуру, а затем, отражаясь от поверхно¬ сти земли, увлекают за собой мелкие частицы, а иногда и целые агрега¬ ты размером до 1—2 мм. Происходит первый этап эрозии отделение частиц от основной массы почвы. Процесс этот зависит от многих при¬ чин, среди которых наиболее значительными являются характер выпа¬ дающих осадков и свойства самих почв. Для изучения отделяющей способности осадков нами проведены экс¬ перименты с искусственным дождеванием. При этом изучали различные характеристики дождя: размеры капель, слой и интенсивность осадков. Эксперименты проводили в чашках Элисона [9], заполненных песком, просеянным через сито с отверстиями 1 мм. Песок был выбран в каче¬ стве исходного материала потому, что он более однороден, не обладает вязкостью, хорошо фильтрует воду и не уплотняется, как это наблюда¬ ется в экспериментах с почвой. Поэтому количество его, выброшенное из чашек каплями дождя, зависит только от параметров осадков. Результаты дисперсионного анализа данных, полученных при дожде¬ вании песка, свидетельствуют о том, что наибольшее влияние на отде¬ ляющую способность оказывает слой осадков (доля влияния 58%) и размер капель (доля влияния 26%). Интенсивность дождя практически не влияет на количество песка, выброшенное из чашек. Такое положение вполне закономерно. Каждая упавшая капля отделяет определенный объем песка. Чем больше капля, тем большей энергией она обладает, тем большую работу она совершает. Поэтому суммарное количество выброшенного из чашек песка зависит только от числа капель и их* раз¬ мера, но никак не от промежутка времени, в течение которого они вы¬ падали. Однако имея данные о размере капель и слое осадков, можно рассчитать кинетическую энергию дождя, которая будет служить интег¬ ральным показателем при оценке его отделяющей способности. Расчет 122
Таблица 1 Количество почвы, выброшенное каплями дождя из чашек Элисона Почва Количество почвы, г Песок промытый (эталон) Желтая кварцево-аллитная супесчаная Серо-коричневая легкосуглинистая Коричневая бескарбонатная тяжелосуглинистая » карбонатная » Гумус-карбонатная » 52±1,20 46±1,25 38±1,18 21±0,75 194:0,62 20:-0,70 Таблица 2 Корреляционная связь потерь почвы в процессе капельной эрозии с некоторыми ее физическими и химическими свойствами Показатель Т-критерий г расч. табл. Содержание гумуса, % 0,81 5,29 3,7 » карбонатного кальция, % 0,53 3,07 3,7 » поглощенного кальция, мг*экв/100 г 0,87 7,06 3,7 Отношение Si02/Fe203 0,33 1,78 3,7 Содержание физической глины, % 0,98 12,25 3,7 Коэффициент дисперсности, % 0,83 6,29 3,7 Содержание агрегатов>0,25 мм, % 0,90 7,81 3,7 » агрегатов>1 мм, % 0,81 5,87 3,7 » агрегатов>2 мм, % 0,97 11,78 3,7 кинетической энергии (Ек) ведется по формуле: £ft=0,00005X, пуг [8], где X — слой осадков в мм; 0,00005 — постоянный коэффициент; п — доля участия дождя с определенным размером капель; у— конечная скорость капель дождя, определенной крупности. Учитывая, что в каж¬ дом из вариантов опыта использовались капли одного размера, указан¬ ную выше формулу можно представить в следующем виде: Ек= =0,00005Xi/2. В этом случае кинетическая энергия выражается в джо¬ улях. Регрессионный анализ потерь песка в процессе эрозии и данных, рассчитанных по этой формуле, также подтверждает наличие прямой связи между этими показателями, которая описывается уравнением у= =2,169 + 0,0099^, где X—Ek в джоулях, а у — потери песка в граммах. Следовательно, можно утверждать, что отделяющая способность дождя всецело зависит от его кинетической энергии. Для изучения влияния почвенных условий на капельную эрозию было проведено дождевание почвенных образцов естественными осад¬ ками в течение 20 мин. При этом изучали пять типов почв; гумус-кар- бонатные, коричневые карбонатные, коричневые бескарбонатные, серо¬ коричневые и желтые кварцево-аллитные. Полученные данные свиде¬ тельствуют о том, что даже супесчаная желтая кварцево-аллитная почва обладает большей устойчивостью, чем чистый песок (табл. 1). Осталь¬ ные почвы, имеющие средний и тяжелосуглинистый мехсостав, еще луч¬ ше противостояли воздействию капель дождя. Причиной различной устойчивости почв по отношению к действию капель являются многие признаки и свойства почв, которые определяют их противоэрозионную устойчивость. Нами была изучена корреляцион¬ ная связь между девятью свойствами почв и потерями от эрозии (табл. 2). При этом оказалось, что почти все они (за исключением жел¬ той кварцево-аллитной) имеют более или менее высокий уровень кор¬ реляции с устойчивостью почвы к эрозии. Однако между этими показателями также существует довольно тес¬ ная связь. Действительно, чем больше в почве органического вещества и физической глины, тем лучше она оструктурена, тем прочнее ее агре- 123
гаты, которые могут противостоять разрушительному действию капель дождя. Поэтапный регрессионный анализ показал, что устойчивость почвы к капельной эрозии может быть оценена по одному из показате¬ лей— содержанию в пахотном слое водопрочных агрегатов крупнее 2 мм. При этом наблюдается криволинейная связь между этим показа¬ телем и потерей почвы, которая описывается уравнением */=40,33— 0,34Х+ 58. Следовательно, можно с уверенностью сказать, что ко- X личество отделяемой почвы в процессе капельной эрозии зависит от кинетической энергии осадков и содержания в пахотном слое почвы во¬ допрочных агрегатов крупнее 2 мм. Известно, что на идеально ровной поверхности в безветренную пого¬ ду брызги отскакиваемых капель вместе с захваченной ими почвой раз¬ летаются во все стороны на более или менее одинаковое расстояние. При крупных каплях дождя это расстояние достигает 90 см [10]. При этом почва перемещается с одного места на другое, но не выносится далеко от первоначального ее местоположения. При наличии уклона почвенные агрегаты или их частицы, захваченные брызгами и падающие вниз по склону, падают значительно дальше от места соприкосновения капли с почвой, чем те, которые отбрасываются вверх. Эта разница тем больше, чем круче склон [6]. На идеально ровном прямом склоне количество отделяемой каплями дождя почвы и скорость ее перемещения практически одинакова в лю¬ бой ее части. Однако более эродированной в этом случае оказывается верхняя приводораздельная часть. Это объясняется тем, что на других участках склона, более удаленных от водораздела, вынесенная каплями дождя почва компенсируется за счет поступления с вышележащих участ¬ ков. Причем, чем дальше от водораздела находится участок, тем больше почвы проходит через него, тем медленнее он эродируется. И только в приводораздельной части склона потери почвы не могут быть восполне¬ ны. Поэтому в условиях влажных тропиков на нижних частях прямых склонов мощность почвенного профиля значительно выше, чем в средней и тем более в верхней части склона, в отличие от регионов с умеренным климатом, где максимально эродированными бывают почвы в их ниж¬ ней части. На склонах другой формы эта закономерность нарушается в связи с тем, что различные участки склонов имеют не одинаковую крутизну. Однако это наблюдается только на склонах с резким изломом поверхности. На пологих выпуклых склонах, например, скорость перено¬ са продуктов капельной эрозии постепенно нарастает сверху вниз по мере увеличения крутизны. Однако степень смытости не растет пропор¬ ционально крутизне. Это объясняется тем, что несколько больший вы¬ нос со средней части склонов из-за увеличения «шага» капли и связан¬ ной с ним скорости переноса продуктов эрозии компенсируется почвой, поступающей с вышележащих участков. На крутых и коротких склонах наиболее смытыми оказываются средние части, потому что вынос с кру¬ той части склона значительно больше и поступающая сверху почва не в состоянии восстановить потери. На вогнутых склонах, как и в умерен¬ ном климате, сильно эродируются верхние части склонов. Здесь глав¬ ная закономерность капельной эрозии еще более усиливается повышен¬ ным выносом почвы за счет большей крутизны его верхней части. Длина склона имеет обратное влияние на интенсивность капельной эрозии. Это можно видеть из следующих расчетов. Если нам известна крутизна и длина прямого склона, мы можем рассчитать, за какое время микрообъем почвы переместится с вершины склона к его подножию по формуле /г=-уЛ/, где L — длина склона,/ — дальность отбрасывания капли, t — время, Дt — время между падениями капель дождя. Из этой формулы видно, что чем длиннее склон, тем больше потребуется вре¬ мени для того, чтобы микрообъем почвы переместился за пределы склона. 124
Таблица 3 Количество почвы в ловушках Эллисона на различных частях склона Число наблюдений, шт. Среднее значение, г Ошибка среднего значения, г Стандартное отклонение Коэффициент вариации Показатель точности Достоверность различия Верхняя часть склона 15 сл о I 3,70 I 14,3 I 9,5 | 2,46 | 1 Средняя часть склона 15 146 1 4’16 I 16>! | и,о | 2,85 | | 1,56 Нижняя часть склона 15 I I 141 I 4,44 I 1 17,2 I I 12,2 1 3,14 1 Описанные выше закономерности присущи «чистой» капельной эро¬ зии и наблюдаются в период от начала дождя до возникновения на скло¬ не поверхностного стока. С появлением его картина несколько меняется. Многие исследователи не придают серьезного значения капельной эрозии только потому, что считают ее кратковременным явлением, так как в тропиках при интенсивном выпадении осадков поверхностный сток образуется после начала дождя довольно быстро. Однако Пальмер [2] убедительно показал, что разбрызгивание почвы продолжается и после возникновения на поверхности земли слоя воды. По его мнению, потери почвы от капельной эрозии увеличиваются при возникновении на поверхности тонкого слоя воды и достигают максимума при толщине слоя, равной диаметру капли. Затем они постепенно убывают. Наши данные также свидетельствуют о том, что действие капель по отделе¬ нию и перемещению почвы наблюдаются в полной мере до глубины водного слоя 4—5 мм. Затем дальность отбрасывания капель умень¬ шается, а при 10—12 мм прекращается совсем. Следовательно, после образования поверхностного стока на склоне капельная эрозия не пре¬ кращается, как считали некоторые исследователи, а только несколько изменяется в зависимости от интенсивности выпадаемых осадков и не¬ которых свойств почвы. Кроме того, она сильно варьирует в зависимости от крутизны склона и местоположения участка относительно водораз¬ дела. Исследования по изучению поверхностного стока показали, что ми¬ нимальная глубина его наблюдается в приводораздельной части склона. Вода здесь стекает более или менее равномерным слоем. Однако и здесь поверхностный слой нельзя рассматривать как равномерную пленку. По данным Григорьева [1], уже на расстоянии 2 м от поверхности границы дождевания формируются потоки с различной глубиной и скоростью. Книзу количество воды постепенно увеличивается за счет поступающей сверху. Одновременно увеличивается и концентрация потоков. Большая часть воды скатывается по нескольким микроложбинам, в которых фор¬ мируются широкие, но пока еще не очень глубокие, потоки. Ниже по склону они сливаются и образуют мощные глубокие ручьи, способные переносить большое количество воды. Пространство между ручьями по¬ крыто тонким слоем воды, которая стекает в направлении основного склона и к близлежащим ложбинам. Глубина стока здесь небольшая и, как правило, не превышает критических значений, при которых пре¬ кращается эрозионное действие капель. Поэтому и после возникновения поверхностного стока на большей части склона действие капель по от¬ делению и перемещению почвы сохраняется в полной мере. Об этом можно судить по наличию почвы в ловушках Эллисона (табл. 3), которые устроены так, что почва может попасть в них только по воздуху с отско¬ чившими брызгами. Однако с появлением поверхностного стока харак¬ тер отделения и особенно переноса почвенных частиц несколько изменя- 125
ется. При небольшой глубине водного потока (10—12 мм) капли, как и до появления его, разрушают почвенные агрегаты и переносят их вниз по склону. Разрушительная сила капель и дальность отбрасывания брызг несколько снижается, но количество переносимой почвы сущест¬ венно не уменьшается. Это объясняется тем, что переувлажненная почва легче отделяется. Отраженные брызги захватывают и переносят уже не только части агрегатов, но и насыщенную почвой суспензию. Скорость переноса почвы также не уменьшается, несмотря на некоторое умень¬ шение дальности отлета капель, так как поднятая каплями почва падает уже не просто на новое место, а в движущийся поток и может быть пе¬ ренесена на расстояние значительно большее, чем она могла бы преодо¬ леть с брызгами. При более глубоком слое'воды (12—15 мм) капли дождя не достигают почвы непосредственно, но они, ударяясь о поверх¬ ность воды, создают ударную волну, которая в свою очередь воздейст¬ вует на почву, вызывая взмучивание мелких частиц. По мере удаления от водораздела поверхностный сток все больше и больше насыщается почвой, отделяемой каплями дождя. С повышени¬ ем концентрации увеличивается его отделяющая и транспортирующая способность [4, 5]. Однако в определенный момент концентрация стока достигает предела его максимальной несущей способности. Скорость потока замедляется, и часть переносимой им почвы начинает осаждать¬ ся. При этом зона «чистой» эрозии сменяется зоной транзита, в пределах которого наблюдается примерный баланс между выносом почвы и отло¬ жением продуктов эрозии, перенесенных с выше лежащих частей склона. Ширина этой полосы зависит от крутизны склона, глубины потока и т. д. При дальнейшем движении и насыщении поверхностного стока почвой он теряет свойства стекающей жидкости и превращается как бы в селе¬ вую массу, медленно сползающую вдоль основного склона и по направ¬ лению к ближайшей ложбине стока. Осажденне почвы здесь преобла¬ дает над выносом, поэтому зона транзита сменяется зоной аккумуляции.. Ближе к подножию, при уменьшении угла наклона поверхности дви¬ жущаяся масса останавливается совсем. Естественно, при таком способе отделения и перемещения почвы более эродированными оказываются верхние приводораздельные части склонов. В ложбинах стока почва, сползающая с прилегающих склонов и от¬ деляемая непосредственно в руслах, подхватывается мощными потока¬ ми и выносится за пределы склона. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что в условиях влажных тропиков Кубы водная эрозия почвы вызывается не только поверхностным стоком, как это отмечается в регионах с умерен¬ ным климатом [3]. Она представляет собой процесс отделения и пере¬ мещения почвы под влиянием капель дождя и поверхностного стока. При этом отделение почвы происходит главным образом под влиянием капель дождя, а перемещение — под влиянием двух агентов: капель дождя и поверхностного стока. При этом большая часть отделенной поч¬ вы не выносится за пределы склона, а перемещается от вершины к его подножью. Интенсивность ливневой эрозии почв на Кубе в значительной мере зависит от крутизны и формы склона. Для изучения этой зависимости нами были подобраны участки земли на склонах разной крутизны, но с одинаковым использованием. На этих участках были заложены разре¬ зы, в которых замерялась мощность оставшейся части генетических го¬ ризонтов и всего профиля в целом. Полученные результаты свидетель¬ ствуют о том, что интенсивность эрозии находится в прямой зависимо¬ сти от крутизны склона и выражается уравнением у=51,43—2,35*, где у — мощность гумуссодержащего слоя (А+В) в см, ах — крутизна скло¬ на в градусах. Влияние длины склона изучалось на стоковых площадках в провин¬ ции Пинар-дель-Рио. Полученные при этом данные настолько разноре¬ чивы, что не дают основания отрицать влияние длины склона, но и не подтверждают его (табл. 4). В отдельных случаях наблюдается некото- 126
Таблица 4 Сток и смыв почвы на площадках различной длины Длина пло¬ Жидкий сток, м3/га Твердый сток, т/га щадки» м 1-й год 2-й год 3-й год среднее 1-й год 2-й год З-й год среднее 8 16 24 32 2840 2265 2904 3557 1857 1860 1755 2463 4589 4007 4045 5027 3095.3 2710,7 2901.3 3682.3 7,98 7,33 11,77 13,38 6,99 4,09 3,62 5,71 29,34 17,60 16,91 24,59 14.77 9,67 10.77 14,23 Таблица 5 Объем водороин и мощность почвенного профиля коричневой карбонатной почвы на различных частях склона Части склона Крутизна склона, град Мощность профиля, см Объем водороин, м*/га среднее значение стандартное отклонение ошибка среднего коэффициент вариации Вершина 1 12 0,5 0,08 0,03 16 Верхняя треть 7 25 2,5 0,38 0,17 15 Средняя треть 18 54 5,1 0,82 0,37 16 Нижняя треть 12 73 13,4 2,41 1,03 18 Подножие 2 85 4,3 0,55 0,24 13 рое увеличение смыва на длинных площадках, а в других — на более коротких. Столь сильное варьирование смыва и отсутствие зависимости его от длины стоковых площадок объясняется, вероятно, наличием или отсут¬ ствием организованных водных потоков в пределах той или иной пло¬ щадки. При наличии ручья на площадке сток возрастает по мере уве¬ личения его длины. Там, где водных потоков нет, преобладает капель¬ ная эрозия со всеми ее закономерностями. Поэтому выноса почвы за пределы участка почти не происходит. В связи с этим нами была сдела¬ на попытка оценить влияние длины склона на эрозию путем, сравнения фактической их эродированности. Однако на Кубе практически невоз¬ можно найти склоны различной длины с одинаковой крутизной. Как правило, чем длиннее склон, тем меньше крутизна. Поэтому нами была изучена мощность почвы и эродированность одного и того же прямого склона на различном удалении от водораздела. Для оценки выноса поч¬ вы со склона применялся метод обмера водороин. При этом было уста¬ новлено, что в тропиках, так же как и в зоне с умеренным климатом, объем водороин растет по мере удаления от водораздела, в соответствии с закономерностями перераспределения осадков рельефом. Следователь¬ но, если бы эрозия почв определялась только потоками стекающей воды, мы имели бы наиболее эродированной нижнюю часть склона. Однако на самом деле мощность почвы на склоне растет от вершины к его под¬ ножию, т. е. в том же направлении, в котором увеличивается объем водо¬ роин (табл. 5). Такой противоречивый факт свидетельствует о том, что в процессе ливневой эрозии отделенная почва перемещается двумя способами: во взвешенном состоянии или путем перекатывания концентрированными потоками в ложбинах стока, а также в виде селевой массы, сползаю¬ щей вниз по склону на межложбинных пространствах. Причем вторым способом перемещается значительно большая часть продуктов эрозии. Они с избытком компенсируют вынос почвы концентрированными пото¬ ками с нижних частей склонов и способствуют увеличению здесь мощ¬ ности почвенного профиля. В связи с этим возникают большие труд¬ ности в оценке влияния длины склона на эрозию. Применяемые для этой цели методы стоковых площадок и тем более метод обмера водороин явно непригодны, так как они дают заниженные результаты. 127
Для изучения влияния профиля и формы склона на эрозию почв так¬ же использовался метод почвенно-геоморфологических профилей. На склоне определенной формы закладывалась серия разрезов от вершины до его подножия. В каждом из них измерялась мощность генетических горизонтов и его профиль в целом. При этом было установлено, что на прямых склонах наиболее эродированными являются верхние части. Аналогичная картина наблюдается на вогнутых склонах. Несколько ина¬ че эродируются выпуклые склоны. При небольших уклонах сильнее эро¬ дированы верхние участки, а при крутизне 10—15° и более наиболее смытыми оказываются выпуклые части. Вероятно, существует критиче¬ ский угол излома поверхности, при котором вынос почвы с наиболее крутой части увеличивается настолько, что потери ее не успевают ком¬ пенсироваться поступающей сверху. Весьма своеобразное влияние на ливневую эрозию оказывает не только профиль склона, но и его форма в плане. На так называемых со¬ бирающих склонах наиболее эродированными оказываются верхние части склонов, а в ложбине стока и на прилегающих к ней склонах на¬ блюдается сильная аккумуляция продуктов эрозии. На рассеивающих склонах также смыты наиболее верхние части, но зона аккумуляции здесь более широкая и потому не так сильно выражена. На Кубе, особенно в регионах, где сильно распространены карсто¬ вые явления, встречаются сложные по* форме склоны, на поверхности которых имеются микроповышения или, напротив, западины. В этом случае наиболее эродированными бывают эти микроповышения, в какой бы части склона они ни находились. Большая эродированность микро¬ повышений на склонах объясняется тем, что сползающая по основному склону почвенная масса как бы обтекает их. Поэтому компенсации вы¬ несенной с них почвы не происходит. В данном случае они выступают как самостоятельные повышения, подошвой которых является основной склон. Смытая с таких микроповышений почва не накапливается у их подножия, а уносится сползающей массой вдоль основного склона. Исключение составляет микроклин, обращенный вверх по отношению к основному склону. Здесь, в месте сочленения микросклона и основного склона, накапливается почва, смытая с микроповышения, и часть почвы, сползшей с основного склона, но задерживаемой микроповышением. Проведенные нами исследования показали, что в условиях влажных тропиков процесс ускоренной водной эрозии почв имеет существенные особенности по сравнению с регионами умеренного климата. Эти особен¬ ности требуют коренным образом пересмотреть принципы защиты почв от эрозии на Кубе. Почвозащитная система здесь должна иметь две группы мероприятий. Одна из них должна предусматривать защиту почв от разрушающего действия капель дождя, а вторая — направлена на регулирование поверхностного стока. Причем вторая группа мероприя¬ тий будет эффективна только на фоне первой. Использование обеих этих групп противоэрозионных мероприятий должно быть дифференцирован¬ ным. В одних случаях достаточно защитить почву от эрозии в период дождей с помощью растительного покрова основной, промежуточной или покровной культурой, а в других, кроме того, необходимо планировать противоэрозионную обработку почвы и некоторые специальные меро¬ приятия, направленные на регулирование поверхностного стока. Литература 1. Григорьев В. #. Прогноз эрозии при поливе дождеванием и обоснование некото¬ рых мер по ее предупреждению//Актуальные вопросы эрозиоведения. М.: Колос. 1984. С. 176—190. 2. Джеррард А. Д. Почвы и формы рельефа. JL: Недра, 1984. 208 с. (Пер. с анг.). 3. Заславский М. Н. Эрозия почв. М.: Наука, 1979. 245 с. 4. Маккавеев Н. И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.: Изд-во АН СССР. 1955. 346 с. 5. Маккавеев Я. И. Общие закономерности эрозионных и русловых процессов//Эро- зионные процессы. М.: Мысль. 1984. С. 5—31. 6. Мирцхулава П. Е. Инженерные методы расчета и прогноза водной эрозии. М.: Ко¬ лос, 1970. 240 с. 128
7. Соболев С. С. Развитие эрозионных процессов на территории Европейской части СССР и борьба с ними. М.: Изд-во АН СССР, 1948. 305 с. 8. Швебс Г. И. Формирование водной эрозии стока наносов и их оценка. Л.: Гидро- метиздат, 1974. 183 с. 9. Ellison W. D. Raindrop energy and soil erosion//Empire J. Experim. Agric. 1952. V. 20. № 78. P. 81—97. 10. Mitchel Kent. Mechanisms of soil erosion//World farming. 1983. V. 25. № 1. P. 26, 28, 31. Почвенный институт Поступила в редакцию им. В. В. Докучаева 13.V.1987 SHCHEPACHENKO G. L.f RIVEROL М., CALSADA N. SOME REGULARITIES OF SOIL EROSION IN CUBA It had been found in the course of soil-erosion investigations, that the destructive capacity of tropical showers depends on the kinetic energy of rainfall and on the amount of aggregates above 2 mm in diameter in the soil. The separation of soil during the water erosion process occurs mainly due to rain drops, while its translocation is caused both by rain drops and surface run off. The topographic factor of erosion is manifested with the help of the slope gradient and profile. Почвоведение, № 2 129
1988 ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 21 ИСТОРИЯ ПОЧВОВЕДЕНИЯ УДК 631.4 ПОЛЫНОВ Б. Б. О ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ ОСНОВАХ ПРЕПОДАВАНИЯ В ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ (1941 г.) Принципиальные основы преподавания должны прямо и непосред¬ ственно вытекать из тех задач, которые поставлены высшему вообще и университетскому в частности образованию. Для того чтобы выяснить их для высшей школы вообще, следует прежде всего принять во внима¬ ние, что такая школа никогда не выпускала, не выпускает и не может выпускать готовых специалистов. Всякая специальность осваивается только на практике. Преимущество хорошо поставленной высшей школы, заключается в том, что окончившие ее молодые люди способны не толь¬ ко быстро и успешно проходить необходимый практический стаж, но и легко овладевать новыми, более усовершенствованными приемами про¬ изводства, равно как и новыми техническими и теоретическими идеями,, а при наличии некоторых способностей и активно принимать участие в дальнейшем развитии как научных, так и практических основ своего* производства. В этом и заключается сущность различия между высшей школой и техникумами, между врачом и лекпомом, между горным инженером и штейгером, между межевым инженером и землемером и т. д. Само со¬ бой разумеется, что и среди окончивших техникум могут быть талантли¬ вые, одаренные люди, которые могут проявить инициативу и способство¬ вать развитию своего производства. Однако в главной своей массе они будут исполнители и предъявлять им более высокие требования нельзя. Что касается окончивших высшую школу, то они обязаны проявлять инициативу и от них следует требовать неуклонной работы, направлен¬ ной на дальнейшее развитие своего производства (рационализации тех¬ нологических процессов, усовершенствования механизмов и пр.). Техникумы, средние специальные и технические школы — это сред¬ ство к распространению в стране выработанных приемов производства и работы — к тому чтобы знания и умения, выработанные наукой и тех¬ никой к данному моменту, приобрели более широкое применение и рас¬ пространение; что касается высшей школы, то она является главным средством к дальнейшему развитию знаний и умений — иначе говоря, к прогрессу науки и техники, к новым овладениям силами природы. Отсюда очевидно, что и преподавание в высшей школе должно быть направлено к тому, чтобы развивать у студентов творческое мышление, т. е., иначе говоря, способствовать самостоятельно наблюдать явления, обобщать их, делать умозаключения и доводить их до практического приложения. Способность к такому творческому мышлению есть свойст¬ во всякого нормального, здорового юноши и при правильном система¬ тическом развитии ее она всегда достигает известной степени, которая позволяет человеку проявлять инициативу в производстве и науке и активно участвовать в их развитии. Хорошо известно, что и науку и тех¬ нику развивают не только единичные гении и таланты, но и тысячи сред¬ них, более или менее способных людей, получивших необходимую для этого подготовку. Совершенно очевидно, что для того чтобы дать в выс¬ шей школе такую подготовку, следует усилия направить не к тому, что- 130
бы сообщить молодым людям весь фактический материал из области их специальности (что совершенно невозможно), а к тому, чтобы воору¬ жить их как методами лабораторной работы в широком смысле этого слова (химический анализ, физические исследования, микроскопические и т. д.), так и методами научного, т. е. правильного мышления. Следует отметить, что некоторая консервативность и невосприимчи¬ вость к новым идеям, которая так часто обнаруживается у специалистов даже с высшим образованием и которая нередко является вредным тор¬ мозом в развитии той или иной отрасли нашего производства, в значи¬ тельной степени объясняется неудовлетворительной постановкой препо¬ давания в высшей школе. Таким образом, основная задача высшей школы сводится к тому, чтобы ознакомить студента с методами лабораторной (в широком смыс¬ ле этого слова) работы и научного мышления. Само собой разумеется, что для конкретизации методической и методологической работы необ¬ ходим и фактический материал, но в том ограниченном количестве, без которого невозможно усвоение теоретических основ, и упражнение в методике и методологии. К этому необходимо, однако, добавить, что воспитание студента сле¬ дует вести таким образом, чтобы не только «приохотить» его к самостоя¬ тельному пополнению знаний, но развить твердое убеждение в необхо¬ димости такого пополнения. Студент последних (4-го и 5-го) курсов должен прийти к заключению, что пополнять свои знания он обязан не¬ уклонно в течение всей своей сознательной жизни, иначе он отстанет от своей специальности. Очевиден вопрос о различии задач университетского и высшего тех¬ нического (специального) образования. Вопрос особенно уместный в данный момент, так как в настоящее время этого различия или нет, или оно проявляется в самой ничтожной степени, а между тем задачи социа¬ листического строительства в гораздо большей степени, чем строй бур¬ жуазных государств, требуют развития настоящего университетского образования. В нижеследующем постараюсь выяснить и доказать это положение. Едва ли необходимо доказывать то общеизвестное положение, что развитие науки и техники и дифференциация их отдельных отраслей не¬ избежно влечет за собой необходимость более узкой, чем прежде, спе¬ циализации технических и научных работников. Еще 20—30 лет назад можно было специализироваться в области всей технической химии (или иначе — химической технологии), то в настоящее время это уже невоз¬ можно и специалист принужден заранее избирать себе более узкую отрасль (технология питательных веществ, технология топлива, техно¬ логия красящих веществ и т. д.). Такая специализация имеет как поло¬ жительные, так и отрицательные стороны. В большом количестве про¬ изводственных отраслей она не оказывает отрицательного влияния. Для инженера-геолога, работающего на медных рудниках, нет опасности, если он не знаком с нефтяным делом, и наоборот; но есть целый ряд народнохозяйственных проблем и задач, которые неминуемо требуют комплексной работы многих специалистов (как, например, освоение но¬ вых земель, городское строительство, орошение земель, водное хозяйст¬ во, вопросы переселения, проблема повышения урожайности, не говоря уже о многообразных и сложных задачах оборонного характера). Необходимо, однако, отдавать себе отчет в том, что комплексная ра¬ бота только тогда может проводиться успешно, когда специалисты не только возглавляются руководителем, способным понимать каждого из них в отдельности, но имеют и между собой общий язык. Ботаник, ра¬ ботающий при изысканиях по проектам орошения, только тогда пред¬ ставит целеустремленную эффективную работу, когда он поймет и оце¬ нит работы геологов, гидрогеологов и почвоведов. Геолог только тогда достигает необходимых результатов, когда он поймет, что он должен дать почвоведу и ботанику и т. д. 9* 131
Совершенно очевидно, что в таких случаях узкий специалист, хотя бы и хорошо овладевший своей специальностью, малопригоден. Здесь нужны геологи, почвоведы, ботаники и прочие с широким кругозором и естественно-научным образованием, иначе говоря специалисты универ¬ ситетской школы. Едва ли надо доказывать, что такие специалисты-ученые необходи¬ мы для разработки всяких более или менее широких научных тем и про¬ блем. Было бы неправильно держаться установки, согласно которой к научно-исследовательской деятельности готовит только университет. К научно-исследовательской работе должна готовить высшая школа как университетская, так и специальная и техническая. Отличие универси¬ тета заключается в том, что он сообщает своим питомцам кроме опре¬ деленной специальности более широкую общую подготовку. А необходи¬ мость такой подготовки обнаруживается помимо приведенных примеров чуть ли не ежедневно. Следует принять во внимание то простое обстоя¬ тельство, что разделение естественных наук на биологию, геологию, хи¬ мию и т. д. в значительной степени искусственно. В самой природе жизнь животных и растений и свойства минералов и горных пород тес¬ но взаимозависимы; в самой природе нет таких физических явлений, которые бы происходили без тех или иных химических процессов и на¬ оборот, и тот, кто претендует так или иначе переделывать природу, дол¬ жен быть не только специалистом по части биологической или геологи¬ ческой, но и, кроме того, натуралистом, т. е. понимать природу в целом. В не меньшей степени широкое образование должен иметь и препо¬ даватель средней школы. Едва ли прилично учителю-географу не знать химию и не суметь объяснить различие в биохимической обстановке леса и степи или в геохимической обстановке Уральского хребта и Причерно¬ морской равнины или различие в химическом составе теплых и холод¬ ных морей и т. д. * Таким образом, университетская школа, как и всякая высшая, дол¬ жна подготавливать студентов к научно-исследовательской работе, но в отличие от специальной (или технической) школы университетская подготовка к специальности должна опираться на широкое общее естест¬ венно-научное, физико-математическое, гуманитарное (в зависимости от факультета) образование. То обстоятельство, что фактически из оканчивающих университет только небольшая группа ex officio избирает научно-исследовательскую деятельность, а большинство идет на педагогическую или производствен¬ ную работу, ни в какой мере не должно изменять задач университета. В первом случае (педагогическая работа) не только уместно, но совер¬ шенно необходимо давать подготовку, сообщающую возможность вести научно-исследовательскую работу. От этого выигрывает как развитие науки, так и преподавание в средней школе. О том, какое преимущество, имеет само преподавание в средней школе, когда оно ведется лицом, владеющим методами научного исследования и имеющим широкое обра¬ зование, говорить не приходится. Точно так же не бесполезно и внедре¬ ние в среду специалистов-техников некоторого количества лиц, имеющих университетское образование. От техников эти лица получат необходи¬ мые навыки и сами дадут техникам более широкие взгляды. В какой же мере, спрашивается, наш современный университет, и в частности геолого-почвенный факультет, отвечает этим задачам? Для того чтобы судить об этом, прежде всего следует опираться на фактический материал, а именно на фактический профиль молодых лю¬ дей, выпускаемых из университета, и студентов старших курсов. Читая общий для всех студентов геолого-почвенного факультета курс почво¬ ведения (на III курсе) и будучи подряд в течение двух последних лет членом Государственной экзаменационной комиссии факультета, я имел * В настоящее время, когда на географических факультетах университетов и пед¬ вузов исключили химию, новые учителя географии лишены возможности восприни¬ мать современное развитие географии, которое вг значительной степени опирается на геохимию и биохимию. 132
возможность составить некоторое представление о степени развития и научной подготовки не только студентов почвенной специальности, хо¬ рошо мне известных с 4-го и до 5-го курса, но и студентов других спе¬ циальностей геолого-почвенного факультета. Мои впечатления сводятся к следующему. 1. Общее развитие студентов, хотя и значительно повысилось за по¬ следние годы, но все же далеко не достигло степени, необходимой для студента университета. У некоторых оно заметно повышается в течение университетского курса, но у многих оно до конца остается неполно¬ ценным. 2. На всех курсах выделяется достаточно многочисленная группа, стремящаяся попасть в «отличники». Это стремление вызывается не только соображениями материального характера. 3. Однако даже среди лучших студентов (отличников) не замечает¬ ся проявления повышенного интереса к науке и даже к своей специаль¬ ности. На ученье в общем устанавливается взгляд как на нелегкую по¬ винность и добросовестно отбыть эту повинность, т. е. посещать лекции, подготовиться по учебнику к зачету или экзамену, проделать положен¬ ные по программе практические занятия, вот maximum даже отлич¬ ника. Заседания ученых обществ, доклады, текущая литература по специ¬ альности не привлекают внимания студентов. Заседания обществ, как правило, студентами по их собственной инициативе не посещаются, хотя повестки всегда неуклонно доставляются в университет и вывешивают¬ ся в витринах с объявлениями. Случаи посещения студентами того или иного доклада всегда связаны с некоторым давлением со стороны пре¬ подавателя. Новые книги специальных периодических журналов по своей инициативе не просматриваются, и если можно увидеть в руках студента журнал, то можно быть уверенным, что прочитать какую-либо статью ему поручено в порядке обязательной работы с преподавателем, и кроме этой статьи он других не просмотрит. Эта черта резко отличает массу современного университетского студенчества. В университете существуют так называемые студенческие кружки. Во всех случаях и организация такого кружка, и организация докладов на кружке требуют большого напряжения со стороны преподавателей, а теперь с введением нового положения о стипендиях это дело почти заглохло. У студентов нет времени — они всегда готовятся к зачетам, ибо им надо сдать на «отлично». К сожалению, такое усиленное приле¬ жание выражается главным образом в зубрении на «отлично», но не в настоящей плодотворной систематической работе. Они больше «вытвер¬ живают наизусть, чем упражняют мышление». 4. На государственных экзаменах геолого-почвенного факультета не¬ обычайно резко обнаружилось различие в подготовке и развитии групп различных по специальности. Наиболее лучшие показатели дает в тече¬ ние ряда лет геохимическая группа (петрографы и минералоги), кото¬ рая составляет 25—30% всего выпускного курса. Относительно полови¬ ны этой группы можно сказать, что она имеет хотя и несколько узкую, но все же университетскую подготовку. Эти студенты обнаруживают не только формальные знания, но и уменье научно мыслить и, кроме того, проявляют интерес к своей специальности. Следующей является столь же многочисленная группа геологов (т. е. с историко-геологическим уклоном). По количеству «отличников» и по среднему баллу она, возможно, не уступит геохимической, но по общему развитию и развитию в области своей же специальности они существен¬ но и в худшую сторону отличаются от геохимиков. Их «отличники» пре¬ красно отвечают на все вопросы в том случае, когда ответ требует лишь напряжения памяти. Но стоит поставить вопрос, требующий некоторого рассуждения — вывода из фактов даже хорошо известных и уже упомя¬ нутых студентом — происходит заминка, смущение и ответ следует или после ряда наводящих «подсказывающих» вопросов или его совсем не следует. 133
Само собой разумеется, что о таких «отличниках» нельзя сказать, чтобы они имели «университетскую подготовку». 5. Эти результаты, понятно, не случайные. Они явились следствием того, что в основании подготовки геохимиков лежит совокупность кур¬ сов, неминуемо требующих не столько развития памяти, сколько мыш¬ ления. Для хорошего усвоения петрографии, кристаллографии, методов петрографического исследования, учения о метаморфизме необходимо мышление и упражнение в мышлении. Очевидно, что студенты, изби¬ рающие эту специальность, в наибольшей степени обладают склон¬ ностью к такому мышлению и находят удовлетворение в такой работе. И естественно, что именно они и дают из своей среды лиц, наиболее соответствующих требованиям университетского образования. Для пол¬ ноты его им недостает несколько более широкой основной подготовки в области физической химии и физической географии. 6. Что касается дальнейшей судьбы окончивших геолого-почвенный факультет, то, как правило, они, попадая на практическую работу, ни¬ сколько не уступают специалистам, получившим подготовку в технику¬ мах и специальных вузах. Геологи не уступают горным инженерам, поч¬ воведы не уступают, а по части знания почвы превосходят агрономов и только грунтоведы представляют особый род специалистов — они, по¬ нятно, очень уступают инженерам-строителям, которых они ни в коем случае заменить не могут, и являются хорошими техниками-исполните¬ лями в земляных работах, случайно получившими образование в уни¬ верситете, т. е. в его стенах, но отнюдь не университетского характера и объема. Геологами они, понятно, тоже не могут быть. 7. Другие же примеры показывают, что даже лучшие студенты, оставленные при университете в качестве аспирантов, в большинстве случаев не успевают в положенный срок выполнить кандидатскую дис¬ сертацию, а иногда и совсем не умеют ее выполнить удовлетворительно. Все изложенное выше приводит к выводу, что геолого-почвенный фа¬ культет университета (так же, как и другие) в общем не дает универ¬ ситетской подготовки, не развивает в достаточной степени у студентов научного мышления и не способствует их подготовке к научно-исследо¬ вательской работе. Он выпускает хороших практических работников, но способность этих работников к развитию и усовершенствованию своей специальности сомнительна для большинства. Способность их к само¬ стоятельной научно-исследовательской работе или хотя бы к проявле¬ нию инициативы в этом направлении — это удел лишь отдельных лиц, составляющих исключение из массы, а между тем для лиц, получивших университетское образование, это должно быть правилом. Таковы факты. Причины их достаточно многочисленны, но среди них не последнюю роль играют учебные планы и программы, к рассмотре¬ нию которых я и перехожу. Первое, что бросается в глаза при просмотре учебного плана — это чрезмерное развитие объема курсов описательного характера, иногда в ущерб объему преподавания курсов, требующих для своего усвоения не только памяти, но и упражнения в мышлении. Начинается это с первых курсов. Так, например, курс «Общей химии», назначение которого не только познакомить с химическими явлениями, но и научиться улавли¬ вать между ними закономерные отношения, научиться химически мыс¬ лить, что дается только путем более или менее длительного упражнения, преподается в течение одного семестра 102 ч, между тем как на 90% описательный курс «Общей геологии»—120 ч. '40 лет назад, когда в учебниках химии еще не затрагивались вопросы не только радиоактив¬ ности, но и электронной теории, в высших школах считали необходимым преподавать химию в объеме не меньшем, чем физику, и во всяком слу¬ чае общий курс читался в течение всего учебного года. Теперь, когда объем химии, с одной стороны, сильно увеличился, а с другой — ее при¬ ложение проникло во все области естествознания, а в частности весьма сильно в область петрографии и почвоведения, объем ее преподавания сократили вдвое по отношению к физике (228 ч) и дали ей меньше вре¬ 134
мени, чем на описательный курс «Общей геологии» и чем на курс «Ми¬ нералогии». К таким же сильно расширенным (раздутым) курсам следует при¬ числить курс «Палеонтологии»— 108 ч, поскольку он читается на II кур¬ се всем студентам, какую бы специальность они потом <ни избрали. О программе и положении этого курса следует сказать следующее. Для студентов, избравших своей специальностью историческую геологию (геолого-стратиграфический уклон), курс «Палеонтологии», равно как и «Палеофитологии», является не только необходимым, но и специаль¬ ным. Иначе говоря, университет должен дать возможность такому сту¬ денту не только ознакомиться с этим курсом, но и специализироваться при желании в этой области. Но для того чтобы свободно разбираться в области палеонтологии, необходима хорошая биологическая база и прежде всего основательное знакомство со сравнительной анатомией, ибо только при таком знакомстве можно получить представление, во- первых, о тех конкретных формах, в которых выражалась эволюция органического мира, и, во-вторых, о той корреляции, которая имеет место в организмах между их органами. Но если палеонтология препо¬ дается на 2-м курсе при том скудном биологическом багаже, который студенты имеют из средней школы и выхолощенных курсов ботаники и зоологии на 1-м и 2-м курсе, она, понятно, не может быть воспринята в своей философской и методической части. В этом случае она превра¬ щается в сухую систематику — в предмет, который одолевается путем усиленного зубрения, процесса, в котором развивается единственная умственная способность — память. Для того чтобы убедиться в этом, достаточно просмотреть программу и особенно специальную часть. Правда, в короткой общей части мы встречаем такое, как, например, биогенетический закон — теории филоэмбриогенезиса и пр., можно на¬ деяться, что студенты на экзаменах сумеют сформулировать этот закон и пересказать изложение этой теории, но можно с полной уверенностью сказать, что восприять их в той степени, в какой это необходимо для сознательной работы в области палеонтологии, они, понятно, не сумеют, ибо без хорошего продуманного знания сравнительной анатомии (не го¬ воря об общей биологии) это невозможно. Но если даже для будущих специалистов в области исторической геологии этот предмет поставлен неудовлетворительно, то для студентов- почвоведов он является совершенно лишним, а для геохимиков, гидро¬ геологов и грунтоведов он в таком объеме обременителен и бесполезен, ибо не дает даже и общего развития. Совершенно очевидно, что палеонтология как дисциплина специфи¬ ческая в более или менее крупном объеме должна читаться на старших курсах для специалистов, избирающих геолого-стратиграфический уклон. Что касается остальных, то весь необходимый для них палеонтологиче¬ ский материал (основные руководящие окаменелости) легко может быть изложен в курсе исторической геологии, каковой для геохимиков, грунтоведов, гидрогеологов и почвоведов может быть прочитан особо в более сокращенном объеме. Такое же впечатление производит грандиозный курс «Геологии СССР», которому отводится для всех специальностей (кроме почвове¬ дов) не больше не меньше как 120 ч. Если принять во внимание, что вся идейная, более или менее развивающая часть этого курса излагается в «Исторической геологии», то на долю этого курса остается сборник справочных сведений — нечто вроде маленькой энциклопедии. Совер¬ шенно очевидно, что такой курс не изучается, а, выражаясь студенче¬ ским языком, «вызубривается». Можно с полным основанием утверж¬ дать, что курс этот ни в какой мере не способствует развитию мысли¬ тельных способностей студентов. Само преподавание его как бы рассчи¬ тано на то, что окончивший университет геолог настолько мало интересуется своей наукой, что, попав в тот или иной край Союза, не .догадается сам почитать литературу о его геологическом строении, а по¬ 135
тому надо начинить ему голову заранее справочными сведениями тку всему Союзу. И в этом случае следует, понятно, признать необходимость курса «Геологии СССР» для специалистов геолого-стратиграфического укло¬ на, однако далеко не в таком объеме и такой форме. Студента надо на¬ учить делать самостоятельно литературные сводки и уметь знакомиться с теми данными о геологическом строении, которые имеются по тому или иному краю, области или району. С этой целью на одном из стар¬ ших курсов (после прочтения курса «Исторической геологии») и надо обязать каждого студента выполнить такую работу по заданной ему области. В этом и только в этом и должно заключаться преподавание курса «Геологии СССР». Выполнить эту работу он должен не по учеб¬ нику, а по всем, и в том числе новейшим, материалам — первоисточни¬ кам и дать представление о геологии своей области гораздо более под¬ робное, чем это дается в соответствующем месте учебника или руковод¬ ства. Такую форму работы полезно даже предложить и студентам дру¬ гих специальностей, но для геологов стратиграфического уклона она должна быть обязательной и должна быть выполнена не по одному, а по двум-трем глубоко различным в геологическом отношении районам (на¬ пример, Малый Кавказ, Московская область, Лено-Чукотский край или Урал, Причерноморская впадина, Армения, и т. д.). Из других подобного рода «справочных» предметов можно было бы отметить еще курс «Почвы СССР» для почвоведов, но в настоящее вре¬ мя он исключен из программ, а необходимый материал перенесен в курс «Географии почв» (кажется, этот курс культивируется в Московском университете). Второй явно нездоровой особенностью программ и планов является слишком большое преобладание «разговоров», т. е. лекций, над прак¬ тическими упражнениями и работами, т. е. как раз над той частью, ко¬ торая при надлежащей постановке учит студента самому существенному и важному — методам исследования. Дело доходит до такой несообраз¬ ности, что даже целые курсы экспериментальных предметов преподают совсем без практических занятий. Так, например, курс «Физической хи¬ мии», в состав которого входят такие совершенно оригинальные по экспериментальной методике части, как электрохимия или коллоидная химия, преподается только путем лекций. Практических занятий совер¬ шенно нет. Исключение сделано только для почвоведов. Петрографы, грунтоведы и гидрологи не знакомятся с методами физической химии. Думается, что при таких условиях и самое изложение курса является едва ли целесообразным. В таком же положении находится преподавание органической химии, которая читается только для почвоведов и только читается. Практиче¬ ских занятий совершенно нет и студенты не знакомятся практически хотя бы с самыми простыми приемами органического анализа. Явно урезаны часы практических занятий по физике. Я не склонен протестовать против большого количества часов по физике, равно как и против того, что она читается в течение трех семестров. Здесь каждый час дает развитие и заставляет не только запоминать, но и мыслить — рассуждать, рассчитывать, но из 228 ч все же на еще более полезную практику можно было бы уделить по меньшей мере 100 ч. Между тем в программе выделяется лишь 80 ч. Особенно много замечаний вызывает программа «Грунтоведения». Не останавливаясь на общих местах I отдела (Грунтоведение как науч¬ ная дисциплина), все содержание II отдела (Учение об образовании грунтов) представляет собой выдержки материала из курсов и руко¬ водств «Почвоведения и петрографии осадочных пород», весь IV отдел является опять-таки кратким изложением учения о почвенных коллои¬ дах и, наконец, V, VI и VII отделы излагают тот же материал, который составляет физику почв. Если принять во внимание, что специалисты- грунтоведы не слушают ни курса петрографии осадочных пород, ни кур¬ са почвенных коллоидов, не знакомятся с методами почвенного химиче¬ 136
ского (а следовательно, и грунтового) анализа, равно как и с химией почв, то придется признать, что они не получают той подготовки, кото¬ рая позволяла бы им с большей или меньшей полнотой изучать основные объекты их работы — грунты (т. е. осадочные породы, наносы, кору вы¬ ветривания). Все это заменяется курсом «Грунтоведения», а содержание этого курса — это приспособление коллоидной химии, петрографии оса¬ дочных пород и почвоведения для техников — специалистов по земля¬ ным работам, приспособление вполне уместное в средних техникумах. Становится непонятным само присутствие такой грунтоведческой подго¬ товки в стенах университета. Совершенно очевидно, что если при такой подготовке не используется основное преимущество университета, т. е. возможность получить основную для своей специальности подготовку от хорошо поставленного высококвалифицированного руководства (кафед¬ ра «Коллоидной химии», курс Петрографии осадочных пород, курс Химии почв и почвенного анализа), то очевидно, что проще, дешевле и скорее можно готовить специалистов такой же квалификации в особой средней технической школе, не обременяя их ни палеонтологией, ни гео¬ логией СССР, ни зоологией и ботаникой, ни рядом других курсов, ко¬ торых они все равно не используют. Получая некоторые сведения из области общей механики и сосредо¬ точивая главное свое внимание на механике грунтов, они будут пре¬ красными и полезными практическими работниками типа техников по земляным работам. Само собой разумеется, что наряду с этим можно себе представить и профиль грунтоведа университетского типа, т. е. такого специалиста, который был бы в состоянии так же всесторонне изучать «грунты», как ботаник изучает растения или почвовед — почву, но геолого-почвенный факультет в настоящее время такой подготовки своим грунтоведам, по¬ нятно, не дает. Отмечая конкретные свойства программ геолого-почвенного факуль¬ тета Ленинградского университета, я имею полное основание утверж¬ дать, что все аналогичные недостатки имеются и на других факультетах (по крайней мере естественно-научных) и в других университетах. Не располагая под руками необходимым материалом, я могу лишь сослать¬ ся на ту достаточно основательную критику, которой были подвергнуты программы почвенной специальности Московского университета по ини¬ циативе Всесоюзного общества почвоведов, ну и хотя бы на то харак¬ терное обстоятельство, что ботаники Ленинградского университета исключили из плана своего преподавания почвоведение, решив, очевид¬ но, изучать «жизнь» растений независимо от природных условий их жизни. Это недостаток общий и не может быть не общим, ибо в основании его находится общая причина — так называемая предметно-окладная система, формы осуществления которой настолько уродливы и явно¬ вредны, что трудно придумать более верное средство понизить уровень высшего образования. Преподаватели высшей школы являются единственной в Союзе кате¬ горией трудящихся, труд которых учитывается не по действительному его количеству, а по «придуманным» расчетам, ни в какой мере не соот¬ ветствующим действительности. В самом деле, у меня почти 40-летний стаж преподавания в высшей школе. Тем не менее и до настоящего времени подготовка к 2-часовой лекции по специальному предмету отнимает у меня minimum 3 ч. Сле¬ довательно, если я выполняю норму лекционных часов — это около 500 (норма 600, но сюда входят руководство, экзамены и т. д.), то факти¬ чески на преподавание у меня уходит 1250 ч. Это.— minimum. В дейст¬ вительности уходит больше, потому что если я готовлю не обычную лек¬ цию, а даю задания для работ и после выполнения этого задания про¬ веряю работы студентов, то понятно на 2-часовую лекцию приходится уже не 3 ч внелекционной работы, а по меньшей мере 5—6 ч. 137-
Иначе и быть не может, так как по предмету моего преподавания (как и по другим) имеется текущая литература, как русская, так и •иностранная; кроме того, почти ежемесячно выходят труды ученых, изда¬ ваемые не в периодических журналах, а отдельно. Студентов-специали- стов я обязан знакомить по меньшей мере с важнейшими достижениями в своей области (а читать надо все, чтобы найти важнейшее) и так делает всякий добросовестный преподаватель высшей школы. Однако под влиянием предметно-окладной системы появился и новый тип пре¬ подавателя— жарит по учебнику, нахватывает побольше часов, сам не развивается и от студентов требует формальных знаний — зубрежки. Однако по такому пути начинают идти и более добросовестные. В са¬ мом деле, ведь если бы преподаватель попробовал заменить большое количество лекций более плодотворной работой со студентами, т. е. раз¬ дачей им задач, тем, семинарами и т. д., он бы вынужден был больше работать (ибо ко всему этому надо хорошо готовиться) и в то же время сократить свой заработок за счет уменьшения числа лекций, не проще ли раздуть елико возможно курс и, пользуясь толстыми справочниками, повторять все написанное в самых толстых руководствах: и часов много, и работы меньше, и нормы НКПроса выполнены! Вообще говоря, оценивать труд преподавателя высшей школы по ко¬ личеству читаемых им часов в корне неправильно, если не сказать боль¬ ше. Так оценивать можно труд учителя сельской начальной школы, низ¬ ших классов средней школы и т. д. Даже от преподавателя средних и старших классов средней школы следует требовать, чтобы он готовился к урокам. Что же касается преподавателя высшей и тем более универ¬ ситетской школы — то он при мало-мальски добросовестном отношении к своему делу не может не работать постоянно и неуклонно не только над обновлением и пополнением своего курса, но и над реконструкцией его (новые задачи — новые методы) и т. д. Эта работа и составляет основную часть его времени — процесс же самого чтения лекций — это лишь завершение такой работы. Обычны случаи, когда преподаватель готовится к своим лекциям не только накануне лекций, но посвящает работе над курсом значительную часть своего каникулярного времени. Наличие учебника ни в какой мере не освобождает от этой работы. Можно допустить, чтобы школьник средней школы все свои знания огра¬ ничивал учебником. Для высшей школы это недопустимо, а для универ¬ ситетского студента — преступно, ибо при современном росте и развитии науки всякий учебник — руководство для студентов высших школ — стареет уже в течение того времени, пока он печатается (это и является одним из затруднений работы над учебником для печати), примеры на¬ лицо. Я утверждаю, что имеющиеся, например, учебники общей геоло¬ гии— самые новейшие по времени издания (например, оба или даже са¬ мый последний — Кузнецова)—не отражают в полной мере современ¬ ного состояния этой науки даже в ее важнейших проблемах (ни в том, ни в другом нет и следа о современном состоянии вопроса о континен¬ тальных отложениях, самое приблизительное представление о фациях и т. д.). Да и вообще если университетскому студенту на лекциях повто¬ ряют учебник (хотя бы и хороший), и если он сам не выходит за преде¬ лы его — то теряется всякий смысл университетского образования. Когда знакомишься с теми «нормами», которые НКПрос отпустил на другой род работы профессоров и преподавателей (15 ч на руководство курсовой работой, 50 ч на аспиранта, и т. д.), то поражаешься явной не¬ реальностью этих норм. Если курсовые работы поставлены как следует, то они обычно отни¬ мают время как непосредственного руководителя, так и самого профес¬ сора— заведующего кафедрой. Кто бы ни являлся непосредственным руководителем курсовой работы, но если независимо от этого сам заве¬ дующий кафедрой не интересуется ею, то это опять-таки следовало от¬ носить к его недобросовестности, и до введения «предметно-окладной» системы и расчетов такое отношение профессора могло быть лишь ред¬ ким исключением. Теперь это узаконено. Руководство можно поручить Л 38
кому-либо из доцентов, приписав ему 15 ч, а самому отстраниться от всякого участия. А между тем курсовая работа — это самый важный и существенный процесс подготовки студента, ибо именно здесь он не только слушает и зубрит, а воспринимает и методику и методологию и усваивает теорию, в наиболее полной степени позволяющую ему само¬ стоятельно работать. Само собой разумеется, что первая курсовая рабо¬ та, которая сама длится не менее 2—3 мес., потребует почти постоянного наблюдения от непосредственного руководителя, независимо от разго¬ воров, связанных как с выбором темы и оценкой ее значения, так и при приеме работы с обсуждением отчета по ней. Что касается аспирантской работы, то может случиться, что непо¬ средственные разговоры с профессором отнимут в год около 50 ч (при очень поверхностном отношении к теме и аспиранту), но так как в по¬ давляющем большинстве случаев аспиранту дается тема из той же области, в какой работает сам руководитель, то фактически, будучи кровно заинтересован в работе, руководитель никогда не ограничивается таким скромным временем. Да и вообще в этих случаях уже нет раз¬ граничения между педагогической и научно-исследовательской работой. В университетском образовании, особенно на старших курсах, когда чи¬ таются специальные'предметы, не следует и стремиться к такому раз¬ граничению— следует только приветствовать тесную неразрывную связь педагогической и научно-исследовательской работы, ибо такая связь в наибольшей мере оправдывает и подтверждает идею самого универси¬ тета. Суммируя оба вида работы — как педагогическую, так и научно- исследовательскую, следует обратить внимание на фактическое положе¬ ние дела, а именно на то обстоятельство, что подавляющее большинство профессоров и доцентов университета работают не меньше 10—12 ч в сутки даже в том случае, когда они не совмещают, и такое количество работы ведется ими совершенно независимо от числа лекций. Думается мне, что университетский профессор,— как правило, доктор и высоко¬ квалифицированный ученый — не нанесет ущерба государству, если он вместо 500 ч прочтет 300, но в то же время и сам выполнит научную работу и других, т. е. аспирантов и студентов, научит выполнять ее. Да и преподавание проведет в более успешной и эффективной форме. В заключение я считаю необходимым перечислить все отрицательные последствия как так называемой предметно-окладной системы, так и других сторон университетского строя и преподавания. 1. Стремление к увеличению числа лекций связывается естественно с загромождением программ излишним материалом, ни в какой мере не способствующим развитию мышления студента. 2. В результате этого стремления со стороны специальных кафедр возникает либо сокращение основных необходимых курсов, либо захват их или части их в свои руки, дабы дать больше часов своим сотрудни¬ кам. Так, ботаники отказываются от почвоведения, химики вместо того чтобы использовать для преподавания кристаллографии специалиста, организуют это преподавание своими силами, грунтоведы, освобождая своих студентов от коллоидной химии, вводят главнейшие части ее со¬ держания в программу «Грунтоведения». Петрографы лишают студен¬ тов практических занятий по физической химии и т. д. При таких усло¬ виях теряется смысл самого университета, и само преподавание в зна¬ чительной части приобретает «кустарный» характер. Факультеты и ка¬ федры превращаются в совершенно обособленные, ничем не связанные между собой организации. 3. Сокращается и понижается в своем качестве наиболее эффектив¬ ная и плодотворная работа руководства — консультации, руководство курсовыми работами, органическая связь лекций с практическими заня¬ тиями и т. д., так как если профессор или руководитель затратит на этот род занятий больше того времени, которое отпущено скудными нормами НКПроса, их труд не будет учтен и он рискует не «выполнить норму». 4. Сильно понижается «наглядность» преподавания, ибо она требует 139
демонстративной обстановки (опыты, приборы, таблицы, графики), а та¬ кая «демонстрация» требует времени на подготовку к лекции, которое не учитывается. Правда, предполагается, что такую подготовку ведет лаборант, но всякий, кто имеет представление о фактической подготовке к лекциям, хорошо знает, что лаборант в этой подготовке является лишь исполнителем и ведется она всегда совместно с профессором, ибо ни один профессор не будет демонстрировать ни прибора, ни опыта, не проверив лично его действия и эффекта. Кроме того, графики, чертежи и таблицы из новых работ не могут быть подобраны лаборантом. 5. Теряется возможность хорошей постановки преподавания некото¬ рых важнейших специальных курсов, на преподавание которых по само¬ му характеру этих курсов не требуется много часов. Так, например, та¬ кие курсы, как мелиорация почв, болотоведение, учение о фациях и про¬ чее, для хорошей постановки требуют вместе с практическими занятия¬ ми не более 80—100 ч при условии, что они читаются высококвалифи¬ цированным специалистом. Но 100 ч не оправдывают оклада ни доцен¬ та, ни профессора. Выход из этого положения двоякий — или пригласить преподавателя со стороны на оплату по часам, или поручить этот курс тому сотруднику научно-исследовательского института при университе¬ те, который работает в соответствующей области. Второй выход наибо¬ лее продуктивный и целесообразный, потому что в этом случае обеспе¬ чивается не только формальное преподавание, но и руководство работа¬ ми тех студентов, которые специализируются в этой области. К сожале¬ нию, этот выход после категорического запрещения поручать сотрудни¬ кам научно-исследовательских институтов преподавание отпадает. За¬ прещение такое ничем не оправдывается и вредит как делу преподава¬ ния, так и смыслу университета, в котором педагогическая и научно- исследовательская работа должны быть неразрывными. 6. Находят из этого положения третий, наиболее вредный выход: несколько различных по своему характеру специальных курсов поруча¬ ют одному и тому же лицу, лишь бы доставить ему необходимое по шта¬ ту количество 700—600 ч. Создается положение, равноценное такому, как если бы, например, одному медику поручили читать и зубоврачебное искусство и акушерство. Между тем при нормальном положении универ¬ ситетского образования такое положение никогда не может иметь места, ибо университет обязан обеспечить преподавание и развитие каждой отрасли науки, и если преподавание какой-либо из них занимает неболь¬ шое время, то все остальное рабочее время отводится научно-исследова¬ тельской работе. В этом и ?аключается смысл доцентуры, которая долж¬ на иметь в своем составе не дьячков и пономарей, непрерывно читаю¬ щих с кафедры, а кадры научных работников, способных к преподава¬ нию и впоследствии занятию ответственной должности профессора. Если доцент главную часть своего времени тратит на научную работу и неко¬ торую на преподавание, то из него формируется высококвалифициро¬ ванный преподаватель университетской школы. При обратных условиях может быть и обратный эффект: неудачный научный работник и непол¬ ноценный университетский преподаватель — пономарь, «мастер на все руки» и т. д. 7. Среди молодых университетских преподавателей появляется но¬ вый тип преподавателя, нахватывающего часы лекций и практических занятий и не развивающегося лично. Не читая текущей литературы, не следя за развитием своей науки, проводя какую-либо жалкую тему, лишь бы дать отчет, что он «ведет» научно-исследовательскую работу (иногда по очень «актуальным» темам), такой преподаватель кроме вреда в университете ничего не приносит. (Такие преподаватели в сто¬ личных университетах пока представляют все же исключение, но по не¬ которым рассказам, в провинциальных они уже появились в достаточ¬ ном количестве.) . 8. Установившееся в университете правило предоставлять студентам на подготовку к государственным экзаменам 1 мес, а на подготовку к курсовым по 5—6 дней на экзамен — нецелесообразно и непонятно. Та¬ 140
кое правило как бы узаконивает наклонность студентов не работать в году, а «вызубривать» курс к экзамену и превращает самый экзамен в экзамен памяти, а не испытание знаний и навыков в специфическом мышлении и методах. К государственным экзаменам студенты готовятся свыше 4 лет, когда они проходят курс, и за это время они должны приобрести знания, кото¬ рые всегда должны быть при них, а не вызубривать в последний месяц. 9. Что касается государственных, то нет сомнения в целесообраз¬ ности их замены дипломной работой. Следует, однако, добавить, что дипломная работа только тогда получит свой истинный смысл и достиг¬ нет цели, когда на одного руководителя будет приходиться ни в коем случае не более 5—6 дипломных работ, иначе они сведутся к формаль¬ ности, так как для проведения, например, 10 дипломных работ даже по нормам руководства аспирантурой НКПроса требуется 500 ч, т. е. все время профессора. Поручение непосредственного руководства диплом¬ ными работами квалифицированным сотрудникам научно-исследователь¬ ских институтов особенно желательно. Это значительно подняло бы и уровень работ и систему их кооперации. При этом, понятно, общее ру¬ ководство остается за заведующим кафедрой. Дипломные работы не должны исключать обязательных курсовых, которых должно быть не¬ сколько по нескольким главнейшим предметам. 10. Современные правила получения студентами стипендий вполне целесообразны, поскольку они распространяются на студентов 1-го и 2-го курса, где преподаются основные закладывающие фундамент обра¬ зования предметы и несомненно требуется проводить строгий отбор та¬ ких, которые по своим способностям и отношению к работе оправдыва¬ ют государственную материальную помощь. Иначе дело обстоит на старших курсах. Здесь факты нередко показывают, что случайно полу¬ ченная по одному, иногда второстепенному, предмету тройка или чет¬ верка — вместо пятерки, лишает среди года хорошего и добросовест¬ ного студента стипендии на полгода и ставит его, уже формирующегося и в будущем несомненно ценного специалиста в тяжелые материальные условия. Поэтому было бы желательно, чтобы при переходе с 2-го на 3-й курс стипендия определялась не на семестр, а на весь учебный год и в дальнейшем сохранялась и на 4-м курсе на весь год при несколько более пониженных требованиях (например, средний балл не менее 4— ^Vz). Это тем более рационально, что чем старше курсом студент, тем больше гарантии, что выдаваемая ему стипендия будет впоследствии юплачена его работой на службе. От редколлегии. Статья акад. Б. Б. Полынова относится примерно к 1941 г. Она написана в виде докладной записки в Наркомпрос. Несмотря на то, что некоторые ее положения устарели, все же она важна не только для истории, но и для современ¬ ности, так как ряд ее положений интересен и в настоящее время. Записка находилась .в архиве С. В. Зонна. 141
1988 ПОЧВОВЕДЕНИЕ № г КОЛОСКОВА А. В. АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ ОСТРЯКОВ И ЕГО РАБОТЫ В ОБЛАСТИ ПОЧВОВЕДЕНИЯ Александр Николаевич Остряков родился в 1871 г. в г. Бугуруслане- б. Самарской губернии в семье сына крепостного крестьянина. После окончания 2-й Казанской гимназии поступил на естественное отделение физико-математического факультета Казанского университета, которое окончил в 1894 г. с дипломом I степени. В том же году А. Н. Остряков поступил в Московский сельскохозяйственный институт (ныне Москов¬ ская сельскохозяйственная академия им. К. А. Тимирязева), после окон¬ чания которого в 1898 г. в звании агронома I разряда поступил на долж¬ ность помощника директора Ивановской сельскохозяйственной опытной станции в Харьковской губернии. В том' же году отсюда Департаментом земледелия он был переведен на Костычевскую сельскохозяйственнук> опытную станцию б. Новоузенского уезда Самарской губернии старшим помощником директора. 2 января 1901 г. А. Н. Остряков был зачислен приват-доцентом Ка¬ занского университета. В 1905 г. он защитил магистерскую диссертацию- на тему «Влияние избыточного увлажнения на процессы почвообразова¬ ния в засушливых областях» и в декабре того же года приступил к чте¬ нию курса частного земледелия на естественном отделении Казанского’ университета [1, с. 450—451; 2, с. 63]. А. Н. Остряков был высокообразованным специалистом-естествоиспы- тателем с широким кругозором, получившим фундаментальное образо¬ вание в Казанском университете, и ученым-агрономом, прошедшим курс обучения в Московском сельскохозяйственном институте, что сказалось на его последующей научной деятельности. С января 1906 г. А. Н. Остряков был назначен исполняющим долж¬ ность экстраординарного профессора по кафедре агрономии и вступил в заведование агрономическим кабинетом. Занимался со студентами ис¬ следованиями гранулометрического состава почв и анализом растений [2, с. 64—65]. В 1911 г. он был утвержден в должности экстраординар¬ ного профессора [2, с. 69]. В эти годы А. Н. Остряков проводил опыты с разложением навоза, а также вегетационные и полевые опыты с термо¬ фосфатом и другими минеральными удобрениями. В 1916 г. он получил звание ординарного профессора и представил доклад о необходимости расширения преподавания агрономии в Казанском университете 12, с. 76], назвав, в частности, в числе первоочередных мероприятий учреж¬ дение кафедры почвоведения с почвенным кабинетом и учреждение опытного поля. В настоящей статье преимущественно рассматриваются почвенно¬ географические работы Александра Николаевича. А. Н. Остряков поста¬ вил задачу сравнительного изучения почв резко различных по климату областей: пустынно-степных среднеазиатских, с одной стороны, и опти¬ мально орошаемых — с другой. Он провел экскурсии в Туркестан, Фер¬ гану, Мервский оазис, а также на Черноморское побережье Кавказа. Им были собраны образцы почв, пустынно-степных (буроземы и серо¬ земы) и латеритов [4]. Стремление А. Н. Острякова провести изучение почв, формирующих¬ ся в различной «климатической» обстановке, очевидно, было связано с проходившей на рубеже столетий дискуссией о роли климата в почво¬ образовании и признанием многими виднейшими учеными того времени климата одним из главных и даже главнейшим почвообразователем. 142
В работе «Почвы Юго-Востока России» [5], посвященной характери¬ стике почв юга Самарской губернии, автор писал, что здесь господству¬ ют каштановые почвы [5, с. 6], которые часто характеризуются засоле¬ нием. Он сообщает, что для изучения солевого состава этих почв выры¬ вались почвенные ямы глубиной до уровня грунтовых вод и проводи¬ лись определения состава водной вытяжки. По автору, благодаря сухо¬ сти климата развитие растений находится в большой зависимости от увлажнения. Распределение же влаги определяется рельефом... «на вы¬ пуклых местах жалкое количество влаги дает существование жалкой растительности, в углублениях же почва покрывается густым ковром степной, луговой, а иногда болотной растительности, и в то время, как «а возвышениях почвенный слой едва можно отличить от подпочвы, в ни¬ зинах и на склонах образуются все переходы от едва тронутой процесса¬ ми почвообразования материнской глины через каштановую почву до тучного чернозема или подзола» [5, с. 35]. В заключение он приходит к выводу, что сравнение аналитических данных, морфологических особен¬ ностей почвенных профилей и состава растительности показывает, что «растительность является, с одной стороны, продуктом, а с другой сто¬ роны, в высшей степени чувствительным показателем химических свойств почвенных слоев» [5, с. 36]. А. Н. Остряков приводит такое определение почвы: «Освободившись от прежнего, исключительно утилитарного значения, и сделавшись пред¬ метом самостоятельной науки, почва приобрела новое более широкое значение как сложного явления природы, интересного самого по себе, тела, отличающегося своеобразными ему только свойственными черта¬ ми, массы не инертной, но обладающей жизнью и полной движения, об¬ разования, построенного по определенному плану и сливающегося в гар¬ моническое целое с окружающей природой» [6, с. 5]. Приведенное оп¬ ределение звучит достаточно современно, хотя высказано оно в 1905 г. Изучение особенностей почвообразования в сухих областях За¬ волжья А. Н. Остряков проводил в условиях Новоузенского уезда Са¬ марской губернии, где работал помощником директора Костычевской сельскохозяйственной опытной станции. По автору, область Заволжья от Камы до берегов Каспия представ¬ ляет пример, где зависимость почвообразования от климата, возраста страны, материнских и других почвообразователей проявляется очень ясно. Отношение между атмосферными осадками и температурой изме¬ няется по направлению с севера на юг так, что степень увлажнения по¬ верхностных пород уменьшается. В том же направлении уменьшается и возраст поверхностных образований. Соответственно проявляется зо¬ нальность в расположении почв: на юге — песчаные и глинистые наносы, содержащие большое количество солей, затем почвы светло-бурые степ¬ ные, сменяющиеся каштановыми южными, к северу темнеющими и пе¬ реходящими в черноземные [6, с. 70]. Каштановые почвы, по автору, имеют сероватый или серовато-бурый цвет, в северных областях более темный, в южных — более светлый (де¬ лятся на темно- и светло-каштановые). Мощность гор. А от 18 до 30 см, (А+В) от 25 до 70 см. Структура комковатая. Сложение плотное. Свет¬ ло-каштановые почвы отличаются большей плотностью. Содержание гу¬ муса в них от 2 до 4%, в темно-каштановых более 4%. Вскипание часто с поверхности. Материнской породой чаще служит сильно мергелистая желто-бурая глина [6, с. 71—72]. Приводя описание почвы, автор ссы¬ лается на самарских почвоведов. Черноземные почвы, как пишет А. Н. Остряков, только условно мож¬ но отграничить от темно-каштановых: до того постепенен переход. К чер¬ ноземам относятся почвы темноцветные с сероватым оттенком и содер¬ жанием гумуса, превышающим 5,5%, сравнительно с темнокаштановыми более мощные и питающие более развитую луговую травянистую расти¬ тельность [6, с. 72]. Почвы южных степей, по автору, составляют отдельную зону. Здесь ^наблюдается разнообразная смесь различных почвенных образований, 14*
'быстрая смена одного типа другим. Зависимость между рельефом, растительностью и почвами выражается здесь так резко, как нигде. Здесь встречаются «структурные» и «бесструктурные» солонцы, черно¬ земы, заболоченные и переходные между светло-каштановыми и струк¬ турными солонцами почвы [6, с. 73—74]. В «структурных» солонцах гор. А1 делится на А1 и А2. Верхний — серого цвета, пористый, рыхлый, иногда делится в горизонтальном на¬ правлении на чечевички; мощность его 10—12 см. Нижний — темно-бу¬ рого цвета, распадается в вертикальном направлении на плотные с глян* цеватыми гранями призматические отдельности. Переход от гор. А1 к гор. А2 выражен ясно. Последний на глубине 35—45 см постепенно пе¬ реходит в подпочву — светло-бурую глину. Содержание легкораствори¬ мых солей в гор. А1 составляет 0,063—0,366%, в А2 — 0,084 — 0,322%. «Бесструктурные» солонцы содержат от 0,7 до 6,0% легкораствори¬ мых солей, и даже солончаковые растения не выдерживают высокой сте¬ пени их засоления [6, с. 74]. Приведенная характеристика почв свидетельствует, что если «струк¬ турные» солонцы, по современной классификации, действительно при¬ надлежат к почвам солонцового типа почвообразования с несколько иной индексировкой горизонтов, то «бесструктурные» солонцы представляют собой солончаки. Охарактеризовав почвы Новоузенского уезда, А. Н. Остряков пере¬ ходит к рассмотрению почв Вадуйского участка того же уезда, лежаще¬ го в самой южной части Саратовской губернии, граничащей с Астрахан¬ ской. Именно здесь и расположена Костычевская (б. Валуйская) сель¬ скохозяйственная опытная станция. На станции с конца прошлого сто¬ летия практиковалось орошение. В этих целях на реках сооружались плотины, задерживающие огромные количества вешней воды, исполь¬ зуемой для полива сельскохозяйственных растений. Из водохранилищ вода вытекала по каналам и распределялась с помощью системы более мелких каналов общей длиной до 200 верст. Таким образом орошалось до 270 га в любое время вегетационного периода. Кроме того, вешнюю воду задерживали в лиманах с помощью соответствующих дамб. Этим способом орошали до 420 га [6, с. 76]. Александр Николаевич ссылается в своей работе на директора стан¬ ции В. С. Богдана, выделившего на Валуйском участке почвы: 1) пе¬ пельно-серые, «беляки» (заболоченные, подзоловидные), 2) черноземо¬ видные, 3) темно-каштановые и темно-серые, 4) каштановые, 5) солон- цевато-каштановые светлые, серо-бурые, 6) мокрые солончаки и 7) пес¬ чаные. Эти типы почв, встречаясь рядом, располагаются в строгой последо¬ вательности в зависимости от изменения рельефа, который управляет степенью поверхностного увлажнения. В самом низком месте степного понижения образуются черноземовидные, в местах застоя воды почвы принимают характер «беляков» пепельно-серых, подзоловидных почв. По мере повышения в строгой последовательности сменяют друг друга зоны почв темно-серых и темно-каштановых, каштановых, самые верхи заняты светлыми почвами солонцевато-каштановыми, серо-бурыми. Наиболее резко выраженным строением отличаются почвы солонцевато¬ каштановые: верхний горизонт, 5—10 см, серо-пепельного цвета, ноздре¬ ватый, легко растирается в порошок, густо переплетен тонкими корешка¬ ми растений. Этот слой сразу сменяется темно-бурым, в сухом состоя¬ нии весьма плотным слоем, распадающимся на кубические крупные зер¬ на, мощность его 6—15 см. Этот горизонт сразу переходит в более свет¬ лую, подобную лёссу, глину, пронизанную тонкими полыми трубочками, выполненными углекислой известью. Начиная со 100—150 см попадают¬ ся одиночные кристаллы и мелкие друзы гипса [6, с. 77—78]. Песчаные почвы образуются на эоловых наносах. Мокрые солончаки характеризуются большим количеством легкорастворимых солей, цвет преимущественно черный, глубже — бурая и вязкая глина. На поверх¬ ности образуется беловатый налет солей. Встречаются чаще вблизи ниж¬ 144
них участков пологих склонов. Мокрые солончаки образуются там, где к поверхности почвы близко подходит уровень грунтовых вод, которые испаряются и обогащают почву солями [6, с. 80—81]. А. Н. Остряков приводит описание разрезов встреченных им почв, свои рисунки их профилей (в цвете) и данные лабораторных исследова¬ ний, причем описание почв он проводит послойно, без обозначения гори¬ зонтов. На основании анализа водной вытяжки он делает вывод, что в солонцеватых почвах верхние горизонты бедны солями, сульфаты преоб¬ ладают в них над хлоридами. Кроме извести выделяется гипс. Повышен¬ ная концентрация солей отмечается в средней части профиля почв. Он приходит к выводу, что формирование иллювиальных горизонтов в условиях недостаточного увлажнения должно происходить на неболь¬ шой глубине в связи с малой промываемостью почвенной толщи и ука¬ зывает на более темную окраску этого слоя («гумусового» горизонта), связанную с вымыванием сверху гумусовых веществ, растворяющихся содой, что, по-видимому, вполне правомерно. По Острякову, гипс, как соль менее растворимая, должен выпадать из раствора раньше и ниже, чем глауберова соль [6, с. 104—106]. Интересны его наблюдения за плотностью и структурой этих почв. Верхние горизонты здесь почти всегда рыхлы, мелкозернистой или пы¬ леобразной структуры. Образуя трещины в горизонтальном направле¬ нии, проявляют неясную слоеватость. С глубиной сложение делается плотнее и, достигнув максимума, ниже снова делается менее плотным. Горизонтальная трещиноватость превращается в вертикальную. Грунт обнаруживает способность распадаться на столбчатые отдельности. Окраска слоя более темная [6, с. 108]. «Структурная» прослойка отличается большим содержанием ила. Глубина залегания прослойки зависит от глубины промокания и наи¬ большего скопления солей. Поэтому глубина, мощность и степень выра¬ жения ее зависят от рельефа: наиболее близко к поверхности и наибо¬ лее резко она выражена на возвышенных местах со светло-каштановыми почвами. Плотная прослойка задерживает влагу и вызывает временное осеннее заболачивание почв [6, с. 110—ИЗ]. Современно звучат слова Александра Николаевича: «Сначала дума¬ ли, что все дело успешности удаления легкорастворимых веществ из почвы заключается в интенсивном поверхностном увлажнении; ведь, ес¬ тественно ожидать, что чем большее количество воды будет приведено на поверхность почвы, тем быстрее и совершеннее произойдет промыва¬ ние ее и удаление вредного для культуры избытка растворимых щелоч¬ ных солей. Поэтому в искусственном орошении видели средство для улучшения солонцеватых почв и стали им пользоваться с этой целью в широких размерах. Вскоре, однако, практика показала ошибочность та¬ кого рассуждения: обильно поливаемые солонцеватые земли не улучши¬ лись, напротив, некогда плодородные поля превратились в бесплодные солончаки... В сельскохозяйственном отношении этот вопрос очень серьезен. Область недостаточного увлажнения с почвами богатыми, но плодородными только при условии искусственного орошения, занимает огромные пространства на юге и востоке России. Недалеко время, когда искусственное орошение будет применяться здесь в широких размерах. Отсюда ясно громадное экономическое значение в жизни государства исследования природы этих почв, их свойств, последствий применения на них орошения и способов предотвращения вредного влияния его» [6, с. 113—114]. «Искусственное орошение, при котором на поверхность почвы посту¬ пает в несколько раз (2—6) большее количество воды сравнительно с атмосферными осадками, нарушает естественное равновесие. Почва остается все время влажной с поверхности до значительной глубины, капиллярное поднятие вследствие этого не прекращается, количество испаряющейся с поверхности воды увеличивается соответственно коли¬ честву поступающей в почву. Все это ведет к поднятию солей из всей толщи увлажненной почвы к поверхности» [6, с. 118]. 10 Почвоведение, ЛЬ 2 145
Автор наблюдал «засоление» на Валуйском орошаемом участке ю Костычевской опытной станции. Как и везде, сразу после применения* орошения получали высокие урожаи, но 5—6 лет орошения приводили к печальным последствиям. Для изучения процессов засоления в различных пунктах участка с- различным его проявлением брали образцы почв и грунта с поверхности- до 2 м на орошаемых участках и участках, никогда не подвергавшихся1 орошению, на пашне и на целине (степь). «Сумма растворимых в воде веществ» состоит главным образом из-, хлористых и сернокислых солей: поваренной, глауберовой и гипса. В большинстве случаев количество хлоридов и сульфатов с глубиной увеличивается [6, с. 178]. Для предупреждения «засоления» и «исправления» солончаков- А. Н. Остряков предлагает следующие меры: 1) устройство быстродей¬ ствующего дренажа на глубине 90—120 см; 2) глубокую вспашку (40 см); 3) рядовую культуру сорго с междурядной обработкой и обиль¬ ным поливом; 4) после двухлетней культуры сорго посев ячменя и обиль¬ ное орошение; 5) посев любых растений. Исправление «черных» солон¬ цов достигается гипсованием [6, с. 172—173]. Нетрудно видеть, что в рассматриваемой работе сказалась агроно¬ мическая подготовка автора. По Дитякину и Федорову [2, с. 65], в 1908 г. А. Н. Остряков был ко¬ мандирован в Среднюю Азию для ознакомления с местным сельским хо¬ зяйством и естественно-историческими условиями, а в 1911 г. занимался анализом туркестанских почв [2, с. 69]. В этот же период А. Н. Остряков был командирован в Батумскую область, результатом чего явился его капитальный труд «К познанию латеритных почв» в 2 частях общим объемом в 330 с. [8, 9]. В 1-й части автор замечает, что «латеритные почвы составляют осо¬ бый тип, приуроченный к влажно-тропическим областям, и на основании наиболее легко воспринимаемого морфологического признака, — цвета, получили наименование красноземов и желтоземов» [8, с. 3], а также, что термин «латерит» был введен в литературу геологом Бухананом в; 1807 г. [8, с. 4]. Далее он дает обстоятельный анализ 346 источников ли¬ тературы, преимущественно зарубежной (отечественных 23), в которых описываются латеритные почвы всех материков и высказываются сужде¬ ния относительно их генезиса. Приведем некоторые выводы А. Н. Остря- кова, полученные на основании их анализа. Латеритные почвы представляют продукты особого латеритноготипа выветривания, который особенно сильно выражен в местностях влаж¬ ных и жарких. Он отличается от выветривания в умеренных широтах, более глубоким распадом алюмосиликатов, удалением Si02 и оснований, относительным увеличением содержания в остаточных продуктах А120» и Fe203, и ТЮг. Морфологические изменения пород, сопровождающие их латериза- цию, проявляются прежде всего в изменении цвета: в покраснении и по¬ желтении благодаря окислению железистых составных частей и выделе¬ нию в свободном состоянии гидратов окиси железа. Гидраты окисей же¬ леза и алюминия приходят в подвижное состояние и под действием ин¬ соляции, испарения с поверхности и капиллярных сил перемещаются к поверхности и концентрируются у нее в форме шлаков или отверделой темного цвета губки. Цвет продуктов латеритизации зависит от содер¬ жания в породе железа и не является их существенным признаком. Они могут иметь окраску от чисто-белой до темно-бурой, почти черной с пе¬ реходом через желтую и красную. Главными и, по-видимому, единствен¬ ными факторами латеритизации являются тепло и влага. Она заметно проявляется при количестве атмосферных осадков не менее 2000 мм в год и средней годовой температуре ~15°С, где зимний период не имеет низких температур [8, с. 197]. При латеритизации пород образуются также водные алюмосиликаты, и в том числе каолин. По-видимому, латеритизация есть продолжение- 146
каолинизации, причем алюмосиликаты распадаются в первой стадии на силикаты гликозема, окиси железа и силикаты других оснований. По¬ следние выносятся из сферы реакции. Во второй стадии эти формы рас¬ падаются на гидраты глинозема, оснований и кремнекислоты, которая также выносится. Образование латеритов можно объяснить также различной устойчи¬ востью солей гидратов глинозема, окиси железа и кремнезема. При усло¬ вии нейтральной или слабощелочной (кислой) реакции золь кремнекис¬ лоты очень устойчив и способен к перемещению и выщелачиванию. Золи же глинозема и окиси железа при этой реакции и температуре очень неустойчивы и переходят в гели на месте своего образования. Латеритные образования многообразны. По составу они могут быть классифицированы (по Фермору) на основании содержания главных конституентов Fe203, А1203, ТЮ2, Мп304, а также кварцевого песка и глины. Землистые массы (почвы, глины, пески) получают наименование латеритных, если они содержат не менее 25% латеритных конституен¬ тов [8, с. 199]. Во 2-й части своей работы А. Н. Остряков пишет, что «южная часть Черноморского побережья Кавказа й соседние с ней местности указаны многими исследователями как местонахождение латеритных образова¬ ний... Первое по времени указание на латеритный характер почвообразо¬ вания указанных местностей сделано... А. Н. Красновым, а первое иссле¬ дование, сопровождавшееся аналитическими определениями, принадле¬ жит В. В. Докучаеву» [9, с. 3]. Обобщая данные отечественных исследователей по изучению почв Черноморского побережья, автор сообщает, что ими установлены здесь характерные черты латеритизации породы: накопление полутораокисей и уменьшение кремнекислоты и оснований. Процессы выветривания в Чакве обусловлены действием воды и углекислоты, частью углекислых щелочей и высокой температурой. Ясно выраженных явлений органичес¬ кого выветривания здесь не наблюдается. Чаквинский тип выветривания является типом ослабленного латеритного и чаквинские почвы не могут быть отнесены к латеритам в строгом смысле слова, а должны быть при¬ числены к группе красноземов влажных субтропических районов [9, с. 13, 19]. Следует подчеркнуть, что отечественными исследователями в конце прошлого — начале текущего столетий в основном правильно был решен вопрос о генезисе почв влажных субтропиков Причерноморья, а также, что в отдельных случаях ими приведены результаты определения не толь¬ ко химического состава, но и некоторых физических свойств этих почв (удельный и объемный веса, скважность). Далее А. Н. Остряков сообщает, что летом 1911 г. им была собрана коллекция латеритных образований на Черноморском побережье Кав¬ каза, послужившая материалом для лабораторных исследований 19, с. 22], которая была несколько дополнена в 1915 г. Он описывает мор¬ фологию этих почв и приводит рисунки их профилей. Автор приводит также описания разрезов с ярким буровато-желтым, буровато-малиново-красным или кирпично-красным верхними горизон¬ тами. Затем он переходит к рассмотрению полученных аналитических дан¬ ных, и в первую очередь водной вытяжки. Он обращает внимание, что вытяжки из гор. А имели легкий желтоватый оттенок, из глубжележа- щих были бесцветны [9, с. 33]. Все вытяжки имели кислую реакцию, а концентрация их была ниже, чем у других типов почв [9, с. 34—35]. Оказалось, что значительная часть органических веществ перешла в водный раствор, причем значительное количество их было представлено летучими соединениями. Определение кремниевой и фосфорной кислот не удалось в связи с ничтожным их содержанием. Содержание N03 и К имеет тенденцию к понижению в более глубоких слоях [9, с. 40]. Поглотительная способность этих почв, определенная по Кнопу путем настаивания и перемешивания почвы с раствором хлористого аммония, 10* 147
оказалась в 1,5 раза выше, чем черноземов Нижегородской губернии [9, с. 42—43]. Исследуемые почвы обладают высокой гигроскопичностью и огромной общей поверхностью, что связано с большим содержанием в них коллоидных веществ [9, с. 47]. Верхние горизонты богаты гумусом, достигающим иногда 14%. С глубиной его содержание резко снижается и на глубине 10—15 см становится равным 3—4%. Присутствие гумуса в незначительном коли¬ честве констатируется и на глубине ^2 м. Общее содержание азота в среднем составляет ~3,5% от количества гумуса. Содержание химичес¬ ки связанной или гидратной воды колеблется от 7 до 14%, составляя в среднем 12% [9, с. 49]. На основании изучения последствий удаления из почвы гидратной воды при различных температурах автор делает вывод, что наиболее гидратна окись железа в верхних гумусовых горизонтах, наименее — в подгумусовых красноцветных, а в желтоцветных занимает промежу¬ точное положение. Общее количество железа всего выше в красноцвет* ных горизонтах и всего менее — в верхних. В общем гидратность его не¬ высока, что указывает на преобладание в почвах гидратов низшей сте¬ пени [9, с. 75]. Для уточнения возможности отнесения почв Батумской области к ла¬ теритам по Фермору [8, с. 178], А. Н. Остряков сделал подсчет содержа¬ ния в них латеритных конституентов, т. е. А1203, не связанного с Si02 в каолин, Fe203, растворимой в НС1, ТЮ2 и Мп304, и показал, что хотя в общем эти почвы оправдывают название латерит, так как среднее ко¬ личество перечисленных соединений составляет в них 26%, однако в за¬ висимости от свойств конкретных почв и горизонтов оно колеблется в широком диапазоне — от 8,9 до 43,3%. Поэтому правильнее батумские почвы называть не латеритами, а латеритными суглинками или красно¬ земами [9, с. 19]. Не содержат эти почвы и конкреций, являющихся ха¬ рактерным признаком настоящих латеритов [9, с. 77—8]. По Острякову, на основании данных гранулометрического анализа батумские почвы можно назвать пылевато-иловатыми. Далее он пишет, что роль ила по его влиянию на физические свойства должна быть по¬ ставлена на первое место. «Эти почвы обладают в физическом отноше¬ нии особенностью, заключающейся в ...способности мельчайших эле¬ ментов к коагуляции, делающую консистенцию этих почв «творожистой». Это свойство в значительной степени умеряет связность и способствует водопроницаемости» [9, с. 89]. Автор указывает, что почвы Батумского побережья отличаются вы¬ сокой степенью плодородия и приводит среднее содержание в них неко¬ торых химических соединений. В заключение он делает вывод: «Латерит как окончательная стадия латеризации совершенно бесплоден. Поэтому чем почва ближе к перво¬ начальной стадии процесса, тем она богаче питательными веществами. Батумские латеритные почвы находятся еще в начальных стадиях лате¬ ризации и запас питательных веществ их неизмеримо далек от истоще¬ ния. Культура должна предохранять эти почвы от истощения даже без внесения удобрений» [9, с. 90]. Несмотря на то что сельскохозяйственное использование почв, или «культура», по Острякову, должно предохранять почвы от истощения, он сообщает, что «при культуре количество гумуса быстро уменьшается вследствие благоприятных условий разложения» [9, с. 126]. Констатация уменьшения содержания гумуса в почвах при их рас¬ пашке, как известно, в настоящее время приобрела планетарное значе¬ ние. В начале 20-х годов Остряков провел разделение территории Татар¬ ской АССР на сельскохозяйственные районы [10]. Большое значение имело опубликование Остряковым в 1928—1929 гг. курса лекций по почвоведению в двух частях [11, 12]. В первой части им изложена характеристика общих свойств почвы, во второй — дано опи¬ сание типичных почв. 148
Характеристика, даваемая А. Н. Остряковым отдельным типам поч¬ вообразования, схематична, так же как и характеристика некоторых об¬ щих свойств почв, даваемая им в первой части курса. Несмотря на это, выпуск курса лекций для студентов вузов «Почвоведение» следует рас¬ сматривать как положительное явление, так как он ряд лет служил учебным пособием для студентов, слушающих этот курс, как в универ¬ ситете, так и в сельскохозяйственном институте. В заключение заметим, что если еще в 1916 г. А. Н. Остряков в док¬ ладе о необходимости расширения преподавания агрономии в Казанском университете в числе первоочередных мероприятий называл учреждение кафедры почвоведения с почвенным кабинетом [2, с. 7, 76], то в апреле 1927 г. в докладной записке в совет университета в связи с предполагав¬ шимся открытием в Казанском университете кафедры почвоведения пи¬ сал: «Изучение почв составляет существенную, органически связанную, неотъемлемую часть агрономической химии... полное отделение почвове¬ дения от кафедры агрономической химии не может быть осуществлено» [3, с. 6]. Учитывая, что работы А. Н. Острякова в области почвоведения на¬ писаны в первом и втором десятилетиях текущего века, они вполне объективно заслуживают высокой оценки специалистов. Литература 1. Биографический словарь профессоров и преподавателей Имперского Казанского университета (1804—1904) в двух частях/Под ред. Н. П. Загоскина. Казань, 1904. Ч. 1. 552 с. 2. Дитякин Ф., Федоров Н. Агрономия в Казанском университете//Уч. зап. Казанск. ун-та. 1930. Т. 90. Кн. 1. С. 30—87. 3. Колоскова А. В., Шакиров К. Ш. И. В. Тюрин — основатель кафедры почвоведе¬ ния Казанского государственного университета//Генезис, свойства и плодородие почв. Казань: Изд. Казанск. ун-та, 1975. С. 3—9. 4. Корбут М. К. Наука в Казанском университете за последнее двадцатипятилетие// Уч. зап. Казанск. ун-та. 1930. Т. 90. Кн. 3—4. 5. Остряков А. Н. Почвы юго-востока России//Тр. О-ва естествоиспытателей при Ка¬ занск. ун-те. 1901. Т. 35. Вып. 5. С. 3—37. 6. Остряков А. Влияние условий поверхностного увлажнения на процессы почвооб¬ разования в сухих областях. Казань, 1905. 7. Остряков А. Н. Об учреждении агрономического института в Казани. Казань, 1914. 44 с. 8. Остряков А. К познании латеритных почв. Часть первая//Тр. О-ва естествоиспы¬ тателей при Императорском Казанском университете. 1915. Т. 47. Вып. 6. 9. Остряков А. Н. К познанию латеритных почв. Часть вторая//Тр. О-ва естество¬ испытателей при Казанском университете. 1918. Т. 48. Вып. 2. 10. Остряков А. Н. К вопросу о разделении на сельскохозяйственные районы терри¬ тории Татарской республики//Бюл. Казанск. обл. с.-х. оп. ст. 1921. № 5—8. С. 15— 47. И. Остряков А. Н. Почвоведение. Курс лекций для студентов вузов. Ч. I. Казань, 1928. 12. Остряков А. Я. Почвоведение. Курс лекций для студентов вузов. Ч. И. Казань, 1929. Казанский университет Поступила в редакцию им. В. И. Ульянова-Ленина 18.VI.1987
1988 ПОЧВОВЕДЕНИЕ Jft 2 КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ УДК 631.43. ШИНКАРЕВ А. А., ГИНИЯТУЛЛИН К. Г., ФИШЕР Т. ВЫСАЛИВАНИЕ ГУМУСОВЫХ ВЕЩЕСТВ ЛЕСОСТЕПНЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ На основе экспериментальных данных описан механизм высаливания гумусовых веществ черноземов. Приведены новые методические подходы. Методы «высаливания», широко применяемые в химии высокомоле¬ кулярных соединений (ВМС), основаны на том, что растворимость мак¬ ромолекул в полярных растворителях обусловлена их сольватирован- ностью и при достаточно высокой концентрации электролита ионы на¬ столько прочно связывают молекулы растворителя, что те не могут соль- ватировать находящиеся в растворе макромолекулы, которые при этом уходят из раствора [1, 2]. Было показано, что высаливание является предпочтительным способом функционирования полиэлектролитов 11]. Применение высаливания для фракционирования гуминовой кислоты (ГК) чернозема было детально описано Орловым с соавт. [3, 4]. В ка¬ честве осадителя авторы использовали хлорид натрия, поскольку в ряду изученных солей (NaCl, Na2S04, КС1, N2S04) NaCl обладал наименьшей коагулирующей способностью, определенной по наименьшей концентра¬ ции, вызывающей легкое помутнение раствора [3]. Нас заинтересовал механизм осаждения гумусовых веществ (ГВ), поскольку известно, что коагулирующая способность катионов (в случае коллоидных растворов), согласно правилам электролитной коагуляции возрастает в ряду Ll+>Na+>K+>Cs+, а высаливающая способность (в случае растворов ВМС) растет с усилением гидратации катиона (от Ss+ к Li+) [2]. Изучали высаливание ГВ из верхних горизонтов (Anai, А1) оподзо- ленных, выщелоченных и типичных черноземов различных провинций лесостепной зоны Среднего Поволжья. Препараты ГК получали общепринятой последовательностью опера¬ ций. Почву декальцировали, многократно экстрагировали 0,1 н. NaOH, экстракт центрифугировали (28 000g). ГК осаждали НС1 (pH 1,0), пе- реосаждали, очищали электродиализом и подвергали лиофильной сушке. В ряде случаев использовали щелочные (0,1 н) экстракты, выделенные после предварительного декальцирования почв и очищенные центрифу¬ гированием (6 000g). Эксперименты проводили следующим образом: в порциях раствора ГК в 0,1 н. щелочи или щелочного экстракта растворяли навески солей (LiCl, NaCl, КС1), соответствующие концентрациям раствора 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,7, 1,0, 1,5, 2,0, 3,0 и 4,0 (3,5 в случае использования КС1) моль/кг, после чего колбы помещали в термостат и выдерживали при 25° в течение 24 ч. Осадки отделяли центрифугированием и в жидкости над осадком определяли оптическую плотность при X 450 нм и толщине поглощающего слоя 1 см на спектрофотометре «Spekol-11». Анализ кривых зависимостей осаждения ГВ от концентрации LiCl, NaCl, КС1 в случае использования щелочных (0,1 н. NaOH) вытяжек и растворов ГК в 0,1 н. NaOH показывает, что при невысоких концентра¬ циях солей (0,2—0,5т) осаждение имеет характер аналогичный коагу- 150
I I I 1 1— 0 0,5 1,0 1,5 2,0 3,0 bfic Рис. 2 0 0,5 1,0 1,5 2,0 . 3,0 ' 4,0c Рис. I Рис. I. Зависимость высаливания ГВ от концентрации электролитов: D — оптическая плотность, ед.; с — концентрация соли, моль/кг. 1 — LIC1, 2 — NaCl, 3 — КС1. А — щелочной экстракт (0,1 н. NaOH) из гор. А1 выщелоченного чернозема; Б — раствор ГК (гор. А1, типичный чернозем) в 0,1 н. Рис. 2. Зависимость высаливания Li (/), Na (2), К (3)-гуматов от концентрации КС1. I) — оптическая плотность, ед.; с — концентрация моль/кг; А — щелочные 0,1 н. NaOH, КОН, LiOH экстракты из гор. Апах типичного чернозема (время экстрагирования 1 сут); Б — то же, время экстрагирования 5 сут ляции коллоидных систем (рис. 1, А). При увеличении концентрации со¬ лей максимальное осаждение отмечается в вариантах с LiCl и мини¬ мальное— при использовании в качестве осадителя КС1. Наиболее ве¬ роятной причиной этого может быть осаждение по типу прочного связы¬ вания полярных молекул воды, которое будет расти с усилением гидра¬ тации катиона. Такое осаждение характерно для растворов ВМС, пред¬ ставляющих собой истинные растворы. Поскольку при высаливании Ыа-гуматов LiCl может иметь место за¬ мещение Na+ на Li+, мы повторили эксперименты используя вместо Na- гуматов, Li-гуматы (т. е. щелочные вытяжки 0,1 н. LiOH и растворы ГК в 0,1 н. LiOH). Были получены аналогичные результаты (рис. 1, Б). Следует заметить, что увеличение концентраций в моль/кг LiCl, NaCl, КС1 вызывает неодинаковые изменения в объемах растворов трех сравниваемых вариантов, однако при невысоких концентрациях это раз¬ личие незначительно, а при высоких оно наиболее значительно для КС1, т. е. не может изменить картины в целом. Таким образом, щелочные растворы ГК и щелочные вытяжки из почв представлены системой коллоидных растворов (или коллоидных раство¬ ров защищенных ВМС) и растворов ВМС. Дополнительным доводом в пользу этого может быть явление, уже отмечавшееся Орловым с соавт. 13, 4]: осаждение при концентрациях электролита выше 0,4—0,5т пол¬ ностью обратимо (признак растворов ВМС), тогда как коагуляция при концентрации электролитов менее 0,4—0,5т носит необратимый харак¬ тер. Оставался нерешенным вопрос о сравнительной устойчивости к осаж¬ дению гуматов Li, Na и К. Эксперимент был поставлен следующим обра¬ зом. Почву декальцинировали 0,1 н. НС1, промывали водой и высушива¬ ли. Равные навески почв экстрагировали 0,1 н. растворами LiOH, NaOH м КОН при отношении 1 :50 в течение 1 и 5 сут при 25° С. Щелочные экстракты центрифугировали (6 000g), разбавляли 0,1 н. растворами со¬ ответствующих гидроокисей, доводили до одинаковой оптической плот¬ 151
ности* и затем проводили высаливание ГВ, используя КС1 при тех же условиях, что описаны выше. Было установлено, что во всех случаях: устойчивость к высаливанию растет в ряду Ы-гумат<сК-гумат<сЙа-гу- мат, хотя увеличение времени экстракции несколько сглаживает эти раз¬ личия (рис. 2). Для однозначной интерпретации этого явления необхо¬ димы дополнительные данные, тем более что при изучении высаливания ГВ в щелочных растворах ГК (растворы сухих препаратов в 0,1 н. LiOH, NaOH, КОН) нам не удалось получить воспроизводимых резуль¬ татов. В заключение следует отметить, что при последовательном осажде¬ нии в каждой фракции отмечены заметные количества компонентов с меньшими молекулярными весами, так называемый «хвостовой эффект» [1]. От этого недостатка можно избавиться применяя метод последова¬ тельного растворения [5]. Последний метод может иметь определенные преимущества, если учесть, что фракционирование может быть проведе¬ но непосредственно в процессе выделения ГВ из декальцированной поч¬ вы. Работа в данном направлении будет продолжена. Литература 1. Котера А. Последовательное осаждение//Фракционирование полимеров. М.: Мир. С. 41—60. 2. Марченко Р Т. Физическая и коллоидная химия. М.: Высш. шк, 1965. 374 с. 3. Орлов Д. С., Глебова Г. И., Мироненкова Т. И. Фракционирование гуминовых кис¬ лот с помощью метода дробного осаждения//Науч. докл. высш. школы. Биол. науки. 1976. № 10. С. 125—130. 4. Орлов Д. С., Глебова Г. ИМироненкова Т. И. Фракционный состав гуминовой кислоты типичного мощного чернозема//Вестн. МГУ. Почвоведение. 1977. № 1. С. 41—53. 5. Эллист Дж. Последовательное растворение//Фракционирование полимеров. М.: Мир, 1971. С. 61—85. Казанский государственный Поступила в редакцию университет 3.VII 1987 SHINKAREV A. A.v GINIYATULLIN К. G.f FISHER T. SALTING OUT THE HUMUS SUBSTANCES OF FOREST-STEPPE CHERNOZEMS The mehanism o! humus substances salting out is described on the basis of experi¬ mental data. New methodical approaches are discussed * Предварительно было выявлено, что растворы ГК одинаковой концентрации в. 0,1 и. LiOH, NaOH, КОН не имеют достоверных различий в оптической плотности. 152
1988 ПОЧВОВЕДЕНИЕ № г ХРОНИКА ПРОБЛЕМЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ В ОБЛАСТИ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, ОХРАНЫ ПОЧВ И ЗЕМЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ В решении проблем стандартизации и рационального использования природных ре¬ сурсов важное значение имеет комплекс стандартов (нормативных документов), кото¬ рый необходим прежде всего в сфере производственной деятельности. Его значение увеличивается в связи с интенсификацией сельскохозяйственного производства, возрас¬ танием антропогенных нагрузок на почвенный покров, а также с возникновением са¬ мых разнообразных негативных явлений и расширением их географии. Комплекс стан¬ дартов в области почвоведения должен отражать текущую и перспективную научно обоснованную политику управления и охраны плодородия почв. В его основу будут положены экономические аспекты, стоимостные критерии (денежная оценка гектара почвенного покрова). В последние годы большую рабсту в области стандартизации проводят ЦИНАО, Почвенный институт им. В. В. Докучаева, ГИЗР, ВИУА, ВНИИЛМ, Институт общей ет коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина. В рамках Всесоюзного общества почвоведов была создана Комиссия по стандарти¬ зации, которая провела ряд совещаний с целью обмена информацией и выработки об¬ щих принципов работы. Результатом ее деятельности явилась разработка «Комплексной программы па стандартизации в области рационального использования и охраны почв», составленная Почвенным институтом им. В. В. Докучаева ВАСХНИЛ и Всесоюзным научно-иссле¬ довательским институтом стандартизации Госстандарта СССР. Она была вынесена на обсуждение Секции рационального использования, охраны почв и земельных ресурсов при Межведомственном научно-техническом совете ГКНТ СССР. Структура программы показана на схеме. В ней выделены четыре основные направления стандартизации в области почво¬ ведения: стандартизация терминологии и обозначений; оценка состояния почв в систе¬ ме государственных стандартных справочных данных; стандартизация в области раци¬ онального использования почв; стандартизация в области охраны почв. Все четыре направления взаимообусловлены и взаимосвязаны; они перекрывают друг друга, поэтому их выделение условно и связано с определенной спецификой и специализацией научно-исследовательских и организационных работ. Первое направление предполагается реализовать совместно со Словарной комисси¬ ей ВОП. Планируется большая работа по составлению нового толкового словаря по- почвоведению, стандартизации терминов, символов при описании почв и по проведению картографических работ. Второе направление нацелено на обеспечение единства измерений путем создания стандартных по составу и свойствам образцов почвенных масс, стандартизации мето¬ дик измерений, разработки унифицированных метрологических приемов обработки ана¬ литических данных и их интерпретации. По разделу «Методы исследований» намечена разработка нормативных документов по методам оценки загрязнения почв (пестицида¬ ми, тяжелыми металлами), эрозионной устойчивости почв, нормированию загрязняющих веществ, дистанционному контролю состояния почв. Это направление охватывает также важные аспекты классификации и паспортизации почв. Имеются в виду не только ге¬ нетические классификации почв, но и прикладные (модели плодородия). Первые два направления должны создавать базу понятийного аппарата и инфор¬ мационного справочного банка для решения вопросов стандартизации в области ра¬ ционального использования и охраны почв. Третье направление включает в себя организацию, нормативы и требования к ме¬ роприятиям, связанным с эксплуатацией почв и с их мелиорацией. 153'
Терминология ГСССД Рациональное и обозначения использование Охрана почв ш I § о §• и <1> 2 х «=С X са н U в о О *=? О о & £ х § СО * 5 О са 5 к X я ZS са <о s X а. О о* Н £ О Я s § са §• s S SS О §* S S * о (У в* S SS S S § са о. о X s г 8 <1> 0 X X <1> 1 I <v о X S « № S О « о л 5 и a 0Q Охрана почв — это четвертое направление программы, включающее в себя три подраздела: отчуждение, загрязнение и эрозию с соответствующей расшифровкой каж¬ дого. В результате обсуждения предложенной программы на секции отмечена необходи¬ мость усиления работы в этом направлении, усовершенствования координации работ, унификации приемов и методов исследований, выработки общесоюзных нормативов и государственных стандартов по основным направлениям рационального использования и охраны почв. На секции принято следующее постановление. 1. Обратиться в ГКНТ СССР и Госстандарт СССР с просьбой рассмотреть вопрос о включении указанной программы в план научно-исследовательских работ на 1988— 1990 гг. и на следующую пятилетку, обеспечить научно-методическое руководство по разработке нормативно-технических документов со стороны Госстандарта СССР. 2. Ходатайствовать перед Госагропромом СССР о рассмотрении указанной про¬ граммы на научно-техническом совете Госагропрома СССР и включении ее разделов в планы соответствующих научно-исследовательских и проектно-изыскательских орга¬ низаций, подчиненных Госагропрому СССР. 3. Обратиться в Госкомгидромет СССР, Гослесхоз СССР, Минздрав СССР, Мин- нефтепром СССР, Минвуз СССР, Минвуз РСФСР, Минавтодор РСФСР с просьбой рассмотреть вышеуказанную программу и включить разделы ее в планы подведомст¬ венных организаций. 4. Создать Межведомственную рабочую комиссию по проблемам унификации и стандартизации в области рационального нспользоьания и охраны почв для координа¬ ции дальнейшей разработки проблемы и контроля за ее осуществлением. 5. Определить головной организацией Почвенный институт им. В. В. Докучаева, председателем Комиссии утвердить заместителя директора института, д-ра сельскохо¬ зяйственных наук В. А. Рожкова, ученым секретарем — кандидата сельскохозяйствен¬ ных наук Е. В. Каплунову. В разработке стандартов примут участие научно-исследовательские институты за¬ интересованных министерств и ведомств страны: Госагропрома СССР, Госстандарта •СССР, Госкомгидромета СССР, АН СССР, ВАСХНИЛ, Минздрава СССР, Минвуза СССР, Минавтодортранса РСФСР, Миннефтепрома СССР и др. Л 54
Вопрос об унификации индексации почвенных горизонтов был рассмотрен на сов¬ местном заседании комиссии ВОП по классификации, генезису, географии и картогра¬ фии почв (председатель — проф. Б. Г. Розанов) и комиссии ВОП по стандартизации в области почвоведения (председатель — проф. В. А. Рожков), на котором рассматривал¬ ся вопрос о стандартных символах и определениях генетических горизонтов. В докладе проф. Б. Г. Розанова была отмечена недостаточная разработка рассматривемого вопро¬ са в советском почвоведении, что отразилось в использовании различных символов поч¬ венных горизонтов, в неидентичном понимании тех или иных горизонтов почвенного профиля. Сложившееся положение препятствует разработке стандартной диагностики почв и их классификации. Докладчиком были рассмотрены имеющиеся опубликованные предложения по данному вопросу, включая разработки нескольких республиканских школ и всесоюзных научных учреждений и учебных заведений, разработки ФАО и -ЮНЕСКО, рекомендации Международного общества почвоведов (МОП). На рассмотрение совместного заседания комиссий была предложена следующая символика горизонтов, в которой наряду с традиционными символами основных гори¬ зонтов, широко используемыми во всем мире со времени основания русской почвенно¬ генетической школы (система А, В, С), используются дополнительные краткие сим¬ волы по тому же принципу. Эта символика применяется в новой системе диагностики почв для международных почвенных карт мира масштабов 1 :5 ООО ООО и 1 : 1 000 000, составляемых под эгидой ФАО, ЮНЕСКО и МОП, и уже вошла в некоторые новые учебники почвоведения (например «Введение в почвоведение» Фицпатрика). В данной системе принимается, что генетические почвенные горизонты — это фор¬ мирующиеся в процессе почвообразования (обычно параллельно земной поверхности) слои почвенного профиля, различающиеся между собой по морфологическим признак кам, составу и свойствам. Генетические горизонты почвенного профиля могут допол¬ няться литологической слоистостью почвообразующей породы, которая описывается и символизируется самостоятельно. В символике почвенных горизонтов используются заглавные прописные буквы ла¬ тинского алфавита. Не допускается использование буквенных символов разных алфа¬ витов, например Апах или Ад. Каждый генетический горизонт обозначается только од¬ ной заглавной буквой, к которой справа может быть добавлена прописная буква для уточнения его генетической природы. Символ из двух заглавных букв (например, АВ, АЕ, ВС) означает переходный по своему происхождению и характеристикам горизонт. Две прописные буквы справа означают два разных свойства, например, Bhs (их может быть и больше, но при этом один символ должен соответствовать одному свойству). Выделение подгоризонтов внутри горизонтов обозначается посредством арабских цифр; при наличии дополняющей символ прописной буквы цифровой символ ставится после нее, например, В11, Bt2, Bt3. Арабские цифры ставятся перед буквенным симво¬ лом для обозначения литологической смены в почвообразующей породе, например А—АВ—2BwI—3Bw2—3Bw3. Переходные горизонты при постепенных переходах и диффузных границах обозна¬ чаются двойным символом, например АВ, ABw, BtC. Смешанные горизонты при конт¬ растных переходах, но отсутствии четкой границы в их пределах обозначаются двумя «символами через черту, например E/Bt. Используется следующая символика почвенных горизонтов. Н — торфяиый горизонт — органический горизонт мощностью более 10 см, содер¬ жащий не менее 30% органического вещества по весу (более 18% органического угле¬ рода), формирующийся или сформированный путем аккумуляции органических остат¬ ков на поверхности почвы в условиях длительного насыщения водой или промерзания; •он может быть погребенным в профиле почвы. О — подстилка — органический горизонт мощностью до 10 см, содержащий более 30% органического вещества по весу (более 18% органического углерода), формирую¬ щийся или сформированный путем аккумуляции органических остатков на поверхно¬ сти почвы при отсутствии длительного насыщения водой. А — гумусовый горизонт — поверхностный минеральный гумусово-аккумулятивный горизонт с содержанием органического вещества до 15% (до 9% органического угле¬ рода), наиболее темноокрашенный в профиле, в: котором гумус тесно связан с мине¬ ральной частью почвы; он может быть погребенным. Е — элювиальный горизонт — осветленный минеральный горизонт, обычно лежащий под горизонтами Н, О или А, часто обнаруживающий относительную концентрацию грубых частиц и обеднение тонкими фракциями за счет потери силикатной глины и/или 155
оксидов железа и алюминия (на песках обеднение тонкими фракциями отмечается не¬ всегда) . В — символ для минерального горизонта (исключая горизонты Н, О, А, Е, G), в котором структура почвообразующей породы изменена, либо едва заметна вследствие: а) иллювиальной концентрации (по отдельности или в комбинациях) силикатной гли¬ ны, оксидов железа, алюминия, гумуса, либо б) относительной концентрации оксидов (по отношению к почвообразующей породе), либо в) изменения исходного материала почвообразующей породы без перемещения продуктов выветривания и почвообра¬ зования. G — глеевый горизонт, формирующийся в минеральной части почвы под воздей¬ ствием восстановительных условий С — минеральный слой, из которого предположительно образовалась почва, не об¬ наруживающий признаков иных почвенных горизонтов. D — подстилающая рыхлая порода, литологически отличающаяся от горизонта С. R — плотная горная порода (гравийный или каменистый материал, допускающий развитие корней; относится к горизонтам С или D). Дополнительные символы: b — погребенный горизонт (например, Ab, Btb); с — ак¬ кумуляция в конкреционной форме; этот символ требует дополнения, указывающего аккумулируемый материал (например, Bcs, Bek); g— пятнистое оглеение в горизонте (например, Eg, Btg); h — слой иллювиальной аккумуляции гумуса (например, Bh); i — многолетняя мерзлота в горизонте (например, Ci); j — присутствие ярозита (например, Gj); к — аккумуляция карбоната кальция (например, Bk, Ск); m — сильно цементиро¬ ванный, уплотненный, отвердевший горизонт; обычно добавляется вторая буква, обоз¬ начающая цементирующий материал (например. Cmk — известковая кора, Сшу — гип¬ совая кора, Bms — плотная железистая прослойка); п — аккумуляция обменного натрия (например, Bth — солонцовый гор.); р — горизонт, нарушенный обработкой (например, Ар); q — аккумуляция кремнезема (например, Cmq — силкрит); г —горизонт с сильным проявлением восстановительных процессов (например, Сг); s — аккумуляция полутор¬ ных оксидов (например, Bs); t — иллювиальная аккумуляция глины (например, Bt); и — буква используется в тех случаях, когда нет другой, специфически определяющей горизонт, но необходимо разделить горизонт на подгоризонты (например, Aul, Au2, Au3 или Bui, Bu2); этот символ вводится, чтобы не было путаницы со старыми обозначе¬ ниями Al, А2 или Bl, В2, имевшими определенный генетический смысл; если нет необ¬ ходимости подразделения горизонта, то данный символ не используется; w — трансфор¬ мация материала in situ (например, Bw); х — образование фраджипона (например, Btx); у — аккумуляция гипса (например, Су); z — аккумуляция легкорастворимых со¬ лей (например, Cz). Сочетания больших и малых индексов позволяют достаточно четко и главное прос¬ то обозначать почвенные горизонты, что важно для использования символики в созда¬ нии банков данных на ЭВМ или почвенных карт. Оставшиеся незанятыми малые бук¬ вы латинского алфавита a, d, е, f, 1, о могут быть использованы для индексации иных процессов или их признаков в почвенных горизонтах, например d — дернина (Ad). Докладчику было задано много вопросов, которые касались следующего: недоста¬ точности символов для выделения некоторых горизонтов, корковых, слитых, горизонтов антропогенного воздействия и горизонтов аккумуляции карбонатов в рассеянной и кон¬ креционной форме, горизонтов криотурбации и биотурбации, горизонтов многолетней и сезонной мерзлоты, глеевых горизонтов различного происхождения; неясности принци¬ пов использования больших и малых индексов, а также степени их «генетичности», при¬ чины уменьшения количества индексов для основных и дополнительных горизонтов по сравнению с предшествующими разработками и ми. др. На все вопросы были даны подробные ответы. Выступившие в прениях отметили своевременность и правильность постановки воп¬ роса о стандартизации индексов почвенных горизонтов в связи с применением ЭВМ в классификационных вопросах. Однако наряду с отражением международной точки зрения на индексацию горизонтов надо учитывать и национальные подходы, а именно систему индексов, опубликованную в 1982 г. и прошедшую широкое обсуждение. Заседание постановило опубликовать представленную систему символики почвен¬ ных горизонтов для широкого обсуждения научной общественностью с тем, чтобы со¬ поставить ее с ранее сделанными предложениями и принять решение, отвечающее ин¬ тересам развития теории и практики почвоведения. Рожков В. А., Большаков В. А., Розанов Б. Г., Ружицкая С. С., Каплунова Е. ВШеремет Б. В. 156
ВНИМАНИЮ АВТОРОВ Статьи, направляемые в журнал «Почвоведение», должны удовлетворять следую¬ щим требованиям. 1. Статьи должны содержать сжатое и ясное изложение современного состояния вопроса, описание методики исследования, изложение и обсуждение полученных авто¬ ром данных. Статья должна быть озаглавлена так, чтобы название соответствовало ее содержанию. 2. Статьи, поступающие для публикации, обязательно должны иметь направление от учреждения, в котором выполнена данная работа, и акт экспертной комиссии. 3. Объем статьи не должен превышать 18—20 страниц машинописного текста, на¬ печатанного через два интервала, на одной стороне листа стандартного формата, с по¬ лями 4—5 см с левой стороны; для информационных и критико-библиографических — 3—5 СТр. в журнале публикуются заказные статьи, объем которых определяется ред¬ коллегией. Допускается публикация не более двух статей одного автора в год. 4. Статьи представляются в двух экземплярах. Все страницы рукописи должны быть пронумерованы. К научным и методическим статьям прилагаются аннотации на русском и английском языках (в двух экземплярах), аннотация не должна превышать 6 строк машинописного текста. 5. Таблицы должны представляться в минимальном количестве (не более 3—4 таб¬ лиц). Объем таблиц не более 1 машинописной страницы. Не допускается повторение одних и тех же данных в таблицах, графиках и тексте статьи. К таблицам должны быть даны названия. В соответствующих местах текста статьи даются ссылки на таб¬ лицы и рисунки, на полях рукописи указывается их номер. Таблицы и сноски поме¬ щаются в общем тексте статьи. 6. Число иллюстраций должно быть минимальным (не более 2—3 рисунков). Каж¬ дая иллюстрация должна иметь на обороте (писать только карандашом) порядковый номер (для рисунков и фотографий дается общая нумерация), фамилию автора, загла¬ вие статьи. Подписи к рисункам и фотографиям прилагаются на отдельном листе, где указываются фамилия автора и заглавие статьи. Размер авторских оригиналов черте¬ жей должен быть в полтора — два раза больше намеченного размера иллюстраций в журнале. Рисунки представляются в двух экземплярах вычерченными тушью, а также в виде четких фоторепродукций. Следует максимально сокращать пояснения на полях рисунка, переводя их в подписи. Карты должны быть выполнены на географической основе ГУГК — это должны быть контурные или бланковые карты. Фотографии долж¬ ны быть контрастные, на белой глянцевой бумаге, хорошо проработанные в деталях, в двух экземплярах. Все необходимые на фотографиях пояснения следует делать только на втором экземпляре. Первый экземпляр фотографии не должен иметь никаких дефек¬ тов: чернильных пятен, надписей, изломов, следов от скрепок, трещин и т. д. Наклеи¬ вать фотографии на бумагу или картон не разрешается. 7. Все формулы и буквенные обозначения должны быть разборчиво вписаны в текст от руки. Первый экземпляр статьи должен быть размечен. Показатели и другие надстрочные знаки отмечаются скобкой w, а подстрочные — скобкой заглавные буквы подчеркиваются двумя черточками снизу (например, О), а строчные двумя чер¬ точками сверху (например, о). Это особенно относится к таким буквам, как с и С, к и К, р и Р, и и U, s и S, z и Z, v и V, w и W\ буква е не должна писаться так, что¬ бы ее можно было спутать с буквой I (эль), желательно избегать громоздких степеней и употреблять ехр. Греческие буквы нужно подчеркивать красным карандашом, век¬ торы— синим (стрелки над буквами не писать). 8. Список цитируемой литературы следует оформлять в соответствии с ГОСТом 7.1—76 «Библиографическое описание произведений печати». Работы располагаются в алфавитном порядке, по фамилиям авторов. Сначала идут работы на русском языке, затем — на иностранных языках. Отдельные работы одного и того же автора распола¬ гаются в хронологической последовательности. Для журнальных статей указываются фамилии и инициалы авторов, название статьи, название журнала, год издания, том, номер (выпуск), страницы; для книг — фамилии и инициалы авторов, название книги, город, издательство, год издания, общее количество страниц. Допускаются только об¬ щеизвестные сокращения. В тексте, в квадратных скобках, указывается порядковый номер работы, на которую дается ссылка. Все приведенные в статье цитаты должны быть выверены по первоисточникам. Указание в списке литературы всех цитируемых работ в статье обязательно. 157
9. Редакция просит авторов использовать единицы физических величин, десятич¬ ные приставки и их сокращения в соответствии с проектом государственного стандарта* «Единицы физических величин», в основу которого положены единицы Международ¬ ной системы (СИ). 10. Направляемая вг редакцию статья должна быть подписана автором с указанием фамилии, имени и отчества, полного почтового адреса, места работы и телефонов. При наличии нескольких авторов статья подписывается всеми авторами. 1. При направлении редакцией статьи для исправления и доработки автору пре¬ доставляется шестимесячный срок, по истечении которого возвращенная автором статья* рассматривается как вгновь поступившая. 12. Подготовленная к печати статья посылается авторам на подпись. Корректура авторам высылаться не будет. Автор опубликованной статьи получает бесплатно 25 оттисков своей статьи. Отклоненные статьи авторам не возвращаются. Статьи необходимо присылать в редакцию только простой бандеролью. Статьи, оформленные без соблюдения указанных правил, к рассмотрению не при¬ нимаются.
О ПРИСУЖДЕНИИ ГОСУДАРСТВЕННЫХ ПРЕМИЯ СССР 1987 ГОДА В ОБЛАСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ Комитет по Ленинским и Государственным премиям СССР в области науки и тех¬ ники при Совете Министров СССР, Центральный Комитет КПСС и Совет Министров СССР присудил Государственную премию СССР за 1987 год: Ковде Виктору Абрамовичу, члену-корреспонденту Академии наук СССР, заведу¬ ющему лабораторией Института почвоведения и фотосинтеза Академии наук СССР, руководителю работы, Лобовой Елене Всеволодовне, доктору сельскохозяйственных наук, консультанту того же института, Добровольскому Глебу Всеволодовичу, члену- корреспонденту Академии наук СССР, Розанову Борису Георгиевичу, доктору биологи¬ ческих наук, заведующему кафедрами Московского государственного университета име¬ ни М. В. Ломоносова, Глазовской Марии Альфредовне, доктору географических наук, консультанту, Самойловой Елене Максимовне, доктору биологических наук, профессо¬ ру, Васильевской Вере Дмитриевне, доктору биологических наук, старшему научному сотруднику, Строгановой Марине Николаевне, кандидату биологических наук, доценту, сотрудникам того же университета, Хабарову Александру Владимировичу, кандидату биологических наук, старшему научному сотруднику Государственного научно-исследо- вательского института земельных ресурсов, Розову Николаю Николаевичу, доктору географических наук,— за цикл работ «Почвы мира: картография, генезис, ресурсы, ос¬ воение», опубликованных в 1965—1985 годах. Поправки Авторами статьи «Научно-техническая конференция по теме „Земель¬ нооценочные проблемы Сибири и Дальнего Востока**» (ж. Почвоведение, № 5, 1987) являются Н. Н. Вадковская, В. А. Рассыпнов. В статье Ж. А. Капилевич, Г. А. Писецкого, А. В. Высоченко «Удель¬ ная поверхность — базисный параметр для расчета гидромелиоративных характеристик минеральных почв» (ж. Почвоведение, № 6, 1987) на стр. 63 формулы 9 и 10 следует читать: /Сф = 48е-°’«28а#-|.®2т (9), Дф =9e-o.o4*S,-o,73T (ю),
Главный редактор В. Р. Волобуев| Зам. главного редактора С. В. Зонн Ответственный секретарь Е. П. Гусенков Члены редколлегии: С. А. Алиев, Т. Л. Быстрицкая, А. Д. Воронин, Г. В. Добровольский, В. В. Егоров, И. С. Кауричев, Р. В. Ковалев, В. А. Ковда, И. А. Крупеников, Д. С. Орлов, Л. Ю. Рейнтам, В. П. Сотников Адрес редакции: 109017, Москва, Ж-17, Пыжевский пер., 7 Почвенный институт им. В. В. Докучаева Зав. редакцией Л. А. Иванова Тел. 230-80-66 Технический редактор Г. Н. Иванова Сдано в набор 08.12.87 Подписано к печати 18.01.88 Т-01813 Формат бумаги 70X1087)6 Высокая печать Уел. печ. л. 14,0 Уел. кр.-отт. 41,3 тыс. Уч.-изд. л. 15,7 Бум. л. 5,0 Тираж 2895 экз. Зак. 4401 Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Наука» 103717, Москва, К-62, Подсосенский пер., 21 2-я типография издательства «Наука», 121099, Москва, Шубинский пер., 6