Зеркало ландшафта

Многие авторы во многих работах пишут, что плодородие чуть ли не уникальное свойство почвы. Но это не совсем так. Плодородием, часто значительным, обладают лёссы, покровные суглинки, аллювиальные отложения (в долинах рек), сами реки, моря, озера — все эти природные тела способны «производить урожай растений» (такое определение плодородия распространено в большинстве работ почвоведов). Даже вывороченные на поверхность отвалы горных пород (при добыче угля и руды) обладают плодородием. В какой-то мере плодородие безгумусовых горных пород и водных растворов (хотя в последних всегда содержатся растворимые органические, даже гумусовые, вещества) совпадает с другим важным для нас фактом. Почвенный перегной (гумус) не первичный компонент почвы. В соответствии с концепцией Ломоносова — Докучаева он образуется при разложении растительных остатков. Сами растения должны были вырасти на безгумусовом субстрате (во всяком случае первое поколение живых организмов). Получается замкнутый круг: чернозем богат гумусом и поэтому плодороден, а много гумуса образовалось потому, что было много растительных остатков, пошедших на образование плодородного чернозема.

Ученые установили с помощью радиоуглеродного метода, что в нижней части гумусового слоя чернозема возраст гумуса исчисляется в пять-шесть тысяч лет. В верхней части гумусового горизонта гумус значительно моложе — ему тысяча лет, и, следовательно, гумусообразование шло и в течение последнего тысячелетия.

Вполне вероятно, что в черноземах образуются особые гумусовые соединения, наиболее благоприятные для растений. Но ведь сказать, что условия гумусообразования в черноземах самые благоприятные для формирования гумуса, — это не значит внести ясность в данный вопрос. Важно определить, какие условия наиболее благоприятны. Не меньше, чем процесс гумусообразования, исследователей интересует состав гумуса. Над его расшифровкой работало немало выдающихся почвоведов. И хотя сам гумус не без основания называли «крестом и стыдом химиков», количество серьезных работ, посвященных ему, огромно.

Но до сих пор нет точных знаний ни о механизме образования гумуса, ни о причинах его благотворного действия на почву и растения. Правда, есть опыты, показавшие, что внесение в почву гуминовых кислот (фракция почвенного гумуса, растворимая в щелочи и нерастворимая в кислотах) привело к увеличению урожая растений. Есть данные, что часть органических гумусовых полимеров может усваиваться растениями. Но и эти факты не дают полного объяснения роли гумуса в питании растений.

Мелиораторы иногда методом проб и ошибок подбирали для многих почв благоприятные режимы поливов и осушения и получали соответствующие прибавки урожаев. Агрономы-земледельцы умеют нужной обработкой почв создать благоприятные условия для получения высоких урожаев, хотя надо отметить, что споры о лучших способах получения урожая идут и поныне. Агрохимики почти для всех почв разработали системы удобрений, что опять-таки дает прибавку урожая, далеко превзошедшую мечту Свифта вырастить два колоса там. где раньше рос один. Средние урожаи под влиянием современной обработки почвы, мелиорации, внесения удобрений выросли с середины XIX века в три-четыре раза.

Успехи агрохимической науки в СССР нашли свое отражение в многотомной «Агрохимической характеристике почв», выходившей в течение 60—70-х годов.

Сейчас установлено, что гумус с лучшим соотношением составляющих его гуминовых и фульвокислот и в наибольшем своем количестве образуется в условиях наиболее продолжительного биологически активного периода. Продолжительность этого периода определяется количеством дней с температурой выше десяти градусов и с запасом влаги в почве, доступной для растений. В наилучшей степени эти условия на территории СССР соответствуют черноземным районам.

Таким образом, ясно, что накопление гумуса отражает характер природных условий, степень их благоприятствования растениям.

Можно сделать попытку оценить гумус в качестве источника питательных веществ. Ю. Либих первый оценил плодородие «химически», то есть как способность почв снабжать растения доступными питательными веществами. Он определил, сколько питательных веществ содержится в растениях, следовательно, сколько их потребляется из почвы. Получилось не так уж много. При средних урожаях сельскохозяйственных культур с одного гектара выносятся: девятнадцать — сорок килограммов азота, восемь — четырнадцать килограммов фосфора (рассчитанного на окись фосфора), двадцать два - сорок килограммов калия. В то же время в слое почвы в двадцать сантиметров на гектаре содержится три — одиннадцать тонн азота, двадцать — сорок тонн калия, четыреста килограммов фосфора. Правда, не все это количество веществ легкодоступно растениям. Часть их находится в нерастворимой форме. Но как раз соединения, связанные с гумусом, в частности азот, наименее доступны: они меньше растворимы, чем минеральные соединения азота.