Вильямс

Вильямс обосновал важнейшее положение своего учения, — что смена почв и смена уровня почвенного плодородия в природе осуществляется в результате естественной эволюции почвенного покрова, вызываемой сменой одних растительных группировок другими. Он нарисовал широкую схему почвообразования, которое и во времени и в пространстве представляет собой единый процесс развития поверхностных слоев земной суши под воздействием изменяющихся биологических факторов. Зачаточное почвообразование и примитивная растительность тундры постепенно сменяются лесным ландшафтом, в котором преобладание получают процессы грибного разложения органического вещества, что и ведет к образованию подзолистых почв. Но период господства леса не вечен. Семенные годы в лесах чередуются с годами, бедными семенной продукцией. В эти годы под пологом деревьев поселяются травы, которые начинают мешать успешному прорастанию семян деревьев. Лес постепенно изреживается, начинается природное его осветление. Такие условия благоприятствуют поселению под пологом изреживающегося леса корневищных злаков и бобовых трав. Создание густой дернины из этих трав все сильнее препятствует росту молодых деревьев и прорастанию древесных семян. В лесу остаются лишь отдельные старые деревья, он постепенно приобретает парковый характер, а затем уже полностью заменяется лугом.

На настоящем лугу корневищные злаки сменяются злаками рыхлокустовыми, имеющими более глубокую корневую систему. В этой фазе развития почвы прогрессивно и бурно возрастает ее плодородие. В верхнем дерновом горизонте накапливается много перегноя, а рыхлокустовые злаки и некоторые другие растения интенсивно переносят в верхний горизонт элементы зольной пищи из рухлякового горизонта, в котором они накопились еще под пологом леса. В дерновом горизонте накапливается много перегноя, причем разложение органического вещества идет здесь двумя путями: весной, когда почва обогащена водой и бедна воздухом, преобладает анаэробное разложение, летом с усилением высыхания и аэрации большое значение приобретает аэробный процесс. «Свежий перегной», образовавшийся в результате деятельности анаэробных бактерий, — ульминовая кислота — обладает эффективной способностью склеивать почву в комочки — агрегаты, создавать комковатую почвенную структуру. Структура на лугах отличается очень большой водопрочностью, то-есть не размокает, не превращается при обилии воды в бесструктурную, слитную массу. Это обусловлено значительным накоплением в верхнем горизонте кальция, который придает большую прочность комочкам почвы, склеенным свежим перегноем.

Под влиянием кальция, обладающего положительным зарядом, отрицательно заряженные органические вещества почвы свертываются «необратимо» — в этом и кроется причина высокой прочности почвенной структуры во время протекания луговой стадии дернового периода почвообразования. В связи со всеми этими причинами почва в этой стадии характеризуется «бурным прогрессивным развитием водного и пищевого режима дернового горизонта». В почве все больше накапливается мертвое органическое вещество, которое постепенно забивает все промежутки между структурными комками. Почва делается бесструктурной, ее верхний горизонт становится очень влагоемким, но воду пропускает медленно. Так луговая стадия дернового периода переходит в болотную, резко изменяется и уровень почвенного плодородия. Здесь последовательно сменяют друг друга группировки растений, все менее и менее требовательные к условиям жизни, и в конце концов устанавливается господство сфагновых мхов.

Но так процесс почвообразования идет не на всех материнских породах. Легче и быстрее всего болота образуются на породах кислых — бедных элементами пищи. На породах, более богатых элементами пищи и особенно кальцием, процесс идет по-иному, и луговая почва, минуя болотную стадию, эволюционирует в чернозем. Это — связано с тем, что на таких породах создаются лучшие условия для разложения органического вещества, и оно не накапливается в таком количестве, как в болотах. Наступление черноземной стадии дернового периода вызывает резкое изменение всей физико-географической обстановки. Происходит почти полное уничтожение леса и постепенное обособление элементов степного климата.

«Оно ярче всего выражается, — говорил Вильямс, — в прогрессирующей неравномерности увлажнения — огромная влагоемкость почвы, переполненной органическими веществами, мешает быстрому проникновению в нее осадков, стекающих по поверхности и размывающих ее. Вместе с тем мощный растительный покров луговой степи быстро расходует запас воды, и постепенно обособляется период летней засухи».