ГЛАВА XIII. Виды почв.

На основании различнаго состава почвы, можно установить следующие ея виды: каменистая, песчанистая, известковая, солончаковая, глинистая, гумусовая почвы. Виды эти связываются друг с другом постепенными переходами и безчисленными промежуточными членами, так что, строго говоря, существует безчисленное множество видов почв, обладающих самыми разнообразными свойствами. Так как названные выше виды почв обладают очень различными свойствами и служат субстратом для ойкологически весьма различных растительных сообществ, то здесь необходимо дать хотя бы краткое их описание.

1) Каменистая почва. Решающее значение того, какия растения будут расти на такой почве, имеет природа горной породы. Главное значение имеют тут отличия в твердости, пористости, теплоемкости и теплопроводности. Главные горныя породы суть: гранить, гнейс, известняк, доломить, песчаник, глинистый сланец, базальт и пр.

2) Песчаная почва. Песок состоит из отдельных зерен различных минералов, преимущественно кварца, а также роговой обманки, полевого шпата, слюды, иногда извести (напр. в коралловом песке, песке из вулканических продуктов и пр.) Достоинство песчаных почв, как питательной среды, находится в зависимости от химических свойств слагающих ее зерен: чистый кварцевый песок безплоден, т. к. кварцевыя зерна не подвергаются выветриванию и, вследствие этого, не могут служить пищей растению. Пески, содержащие известь, слюду, полевой шпат, обладают уже большей питательной ценностью. Гумус с трудом образуется в сухой, рыхлой, песчанистой почве, т. к. органическия части почвы при свободном доступе воздуха легко подвергаются окислению и разложению. Кроме того, песок, и особенно встречающийся чаще всего кварцевый песок, обладает малой поглотительной способностью, вследствие чего он может поглощать из воздуха лишь незначительное количество водяных паров.

Песчаная почва принадлежит к рыхлым почвам, т. к. слагающия ее зерна обладают малой связностью, тем меньшей, чем больше песчинки. Атмосферные осадки легко просачиваются в песок, тем легче, чем грубозернистее он. В общем, содержание воды в песке бывает незначительно; чем грубозернистее песок, тем меньше воды он удерживает (от 3-30%; напр. дюнный песок Бордрупа в Ютландии содержит по Tuxen'y 27%). Способность песка всасывать воду из подпочвы очень незначительна; обыкновенно вода поднимается в песке не выше 1/3 м. Песок высыхает очень быстро и, поэтому то, он очень быстро и сильно нагревается на солнце, но зато также быстро и сильно охлаждается ночью. Дюны летучаго песка часто бывают покрыты слоем нагретаго сухого песка незначительной мощности, но этот слой препятствует испарению воды из нижеследующаго слоя, влажнаго и холоднаго. Важное обстоятельство для вернаго понимания растительности дюн. Разница между температурой дня и ночи может достигать для песков значительных размеров (40-50 град.). Поэтому то, ночью, песок легко покрывается обильной росой, что имеет большое значение для содержания в нем воды и для его растительности. Но, с другой стороны, на песчаной почве растительность легче подвергается вредному влиянию мороза. На песчаной почве растительность развивается, рано.

3) Известковая почва. Известковый песок из зерен углекислой извести содержит больше питательных веществ, чем кварцевый песок. Он обладает несколько большей водоемкостью и менее легко высыхает, но и он принадлежит еще к сухим и теплым почвам. Мергель это весьма тесное соединение углекислой извести (около 8-45%, в известковом мергеле около 75%) с глиной (около 8-60%) и кварцевым песком (нижний дилювиальный Бранденбургский мергель содержит наприм. 12-18% углекислой извести, 25-48% глины и 38-62% песку). Свойства его находятся в зависимости от количественных отношений его составных частей и занимают среднее место между свойствами песка и глины.

4) Глинистая почва составляет почти противоположность песку. В ней преобладают невидимыя простым глазом мельчайшия, легко отмучиваемыя частички. Глина состоит преимущественно из каолина (воднаго силиката глинозема) и может содержать большее или меньшее количество кварцеваго песка, углекислой извести, окиси железа и пр. Каолин, сам по себе, не может служить пищей растению, но, благодаря другим составным частям, количество питательных веществ в глинистых почвах может быть весьма значительно. Эти питательныя вещества бывают однако часто трудно доступными растениям. В смеси с песком, гумусом и известью глинистая почва делается весьма плодородной.

Глинистая почва отличается большой поглотительной способностью и гигроскопичностью (может поглощать из воздуха 5-6% водяных паров). Это плотная и тяжелая почва, т. к. частицы ея обладают большой связностью. Она трудно проветривается; обстоятельство это неблагоприятно для растений и ведет к образованию кислот и заболочиванию почвы. Глинистая почва холодна и влажна, так как она отличается 1) большой водоемкостью (до 90%) и 2) капиллярностью; она всасывает из подпочвы много воды и почти водонепроницаема. В случае пересыщения водой она взбухает, отдельныя, слагающия ее частицы раздвигаются, причем получается кашеобразная масса. Богатая водой глинистая почва пластична. Под влиянием продолжительной засухи она делается твердой как камень, сжимается и трескается, что оказывает влияние на растительность. Неблагоприятныя свойства глинистых почв можно устранить, примешивая к ним вещества, обладающия противоположными свойствами, напр. песок или известь.

К глинистым же почвам может быть причислена мергелистая глина, из которой дождевая вода вымыла всю известь и в которой соединения закиси железа превратились в соединения окиси, водныя и безводныя. Вследствие этих процессов почва приобртает коричневый цвет и состоит преимущественно из глины и кварцеваго песка. (КnоЫ).

5) Гумус образуется из растительных и животных остатков и отбросов и, часто, преимущественно из животных экскрементов на разной степени разложения. Гумус чернаго или коричневаго цвета и богат угольной кислотой, а отчасти и азотом (чернозем России содержит по Костычеву 4-6% азота). В образовании его играют выдающуюся роль микроорганизмы (бактерии, грибы, монеры и др.), а также более крупныя животныя, преимущественно дождевые черви.

Гумусовыя вещества образуют с трудно растворимыми питательными веществами растений легко растворимыя соединения и исправляют таким образом питательное значение почв. Они существенно изменяют физическия свойства почвы; примешанныя к минеральным почвам, они увеличивают ея поглотительную способность, тепло- и водоемкость и пр.

Гумусовыя почвы разнятся значительно между собой как степенью разложения своих органических составных частей, так и по участвовавшим в их образовании видам растений и животных.

Из разных видов гумусовых почв мы опишем прежде всего почвы наиболее богатыя гумусом, а именно:

Торфянистых почвы. Если содержащая кислород вода войдет в соприкосновение с органическими веществами, тогда она лишается его. Если затем приток кислорода и работа в почве мелких животных и растений прекратятся, то, во многих случаях, происходить неполное разложение и преобразование органических остатков. Следствием этого является накопление в почве углерода, тем более обильное, чем труднее доступ воздуха, и образование гумусовых кислот: получается торф.

Температура воды оказывает влияние на образование торфа. Она не должна быть ни слишком высока, ни слишком низка, поэтому то торф встречается преимущественно в умеренных и холодных странах. Торф это богатая углеродом, бурая (светло или почти черно-бурая) гумусовая почва, содержащая свободныя гумусовыя кислоты и хорошо сохранившиеся органические остатки. Осушением и проветриванием торф может быть превращен в гумусовую почву, пригодную для растений. Торф содержит 1-2% (до 3%) водорода, 0-4% извести (некоторые, напр. готландские виды торфа содержать до 3,21% азота и значительное количество извести), но очень мало калия и еще меньше фосфорной кислоты. Причина малаго содержания этих, столь важных для растения, питательных веществ заключается в том, что гумусовыя кислоты образуют со щелочами растворимыя соединения, которыя впоследствии выщелачиваются водой.

Торфянистая почва имеет следующия свойства: она обладает наибольшей из всех видов почв водоемкостью и может поглощать количество воды, весящее во много раз больше чем ея твердыя составныя части; сухой торф содержит всего 15-20% воды. Торф взбухает очень сильно под влиянием воды, но также легко высыхает и трескается. В состоянии совершенной сухости он делается чрезвычайно рыхлым, почти пылеобразным (торфяная пыль; с такой пылью [Torfmull], легко переносимой ветром, можно сравнить летучий песок дюн). Если принять связность глины за 100, то связность торфа равняется всего лишь 9. Он почти непроницаем для воды и его водоподъемная сила больше чем у какого либо другого вида почв. Он очень гигроскопичен (поглощает почти 10% водяных паров).

Благодаря своей темной окраске, торф сильно нагревается солнечными лучами, но также сильно охлаждается ночью. Торф, несмотря на свою темную окраску, принадлежит к холодным почвам, так как он содержит всегда много воды. В торфе, благодаря присутствию кислот, нитрифицирующия бактерии не развиваются. Подробнее о торфе см. 3-й отдел.

Кислый перегной (Rohhumus, по датски Мог) это "торф, образовавшиеся в сухом месте" (P. E. Mtiller), черная или буро-черная, торфообразная масса, образовавшаяся из густого сплетения растительных остатков и, главным образом, корней, корневищ, листьев, мхов и гиф грибов. Согласно преобладающей составной части говорят о вересковом (Calluna), моховом, буковом, пихтовом, дубовом, сосновом гумусе и т. д. (в немецком издании своих "Studien" P. E. Muller говорит о Heidetorf, Buchentorf, Eichentorf). Некоторыя растения обладают специальной способностью вызывать образование кислаго перегноя благодаря своим длинным и сильно разветвленным корням (или корневищам), разстилающимся по поверхности почвы и покрывающим густым войлоком растительные остатки. К таким растениям принадлежат: бук, Calluna, Vaccinium Mtyrtillus, Picea excelsa. K. перегной бывает иногда так богат растительными остатками, что употребляется как топливо (суходольный торф); он может содержать 50-60% органических веществ. Образуя густой войлок, он препятствует притоку воздуха к нижележащим слоям почвы, а с другой стороны жадно, как губка, всасывает воду и с большой силой удерживает ее (в дождливом климате Дании он большую часть года бывает сырым). Поэтому то в нем также как и в торфе происходит обильное образование гумусовых кислот. Подобно торфу он имеет кислую реакцию. В нем живут немногия животныя главным образом корненожки и Anguillulidae; дождевых червей нет в нем совсем. В лесу кислый перегной встречается чаще всего в местах открытых действию ветра, между тем как обыкновенный перегной со своими червями приурочен к защищенным от ветра, прохладным местам. В случае превращения обыкновеннаго перегноя в к. перегной, напр. вследствие неправильной рубки букового леса, буки не в состоянии расти при таких условиях и постепенно исчезают, уступая место вересковым пустошам (P. E .Muller).

Образование кислаго перегноя вызывает также большия изменения в подлежащих слоях почвы, как это выяснили тщательныя изследования P. E. Muller'a в Дании, результаты которых в главных чертах слдующие:

Гумусовая кислота и богатыя гумусовой кислотой соединения, заключенныя в к. перегное, проникая в подпочву вместе с дождевой водой, подвергаются окислению, если приходят в соприкосновение с неорганическими, богатыми кислородом соединениями (в особенности соединениями окиси железа). Этот процесс дает начало легко растворимым солям закиси железа, которыя выщелачиваются из верхних слоев почвы водой, богатой угольной кислотой. Вследствие этого эти слои почвы обезцвечиваются, теряют поглотительную способность, лишаются своих питательных веществ и превращаются в светло-серый или черный подзол, подстилающий обыкновенно кислый перегной. При высыхании кислаго перегноя некоторыя, первоначально легко растворимыя, гумусовыя вещества, переходят в трудно растворимыя соединения и выделяются в виде бураго гумусоваго угля.

Кроме того, вода уносит из поверхностных слоев почвы мелкия глинистыя и гумусовыя частицы вместе с окисью железа, которыя, проникая в более глубокие слои почвы, спаивают слагающия ее песчинки и образуют красновато-бурые или бурые слои, называемые ортштейном (Rotherde, Branderde, Fuchserde, AIe, в восточной Пруссии также Kraulis, в западной Фризландии Knik) и достигающие иногда 1/2 м. мощности. В случае преобладания гумусовых кислот образуется более рыхлая порода, при преобладании же окиси железа образуется порода более плотная, камнеобразная, непроницаемая для воды и растений.

Переход обыкновенных перегнойных почв в к. перегной вызывается следующим: 1) появлением растений с мочковатыми корнями, 2) исчезновением животных, в особенности дождевых червей, вследствие чего почва не переработывается, 3) склеиванием частиц почвы, особенно песчинок, что делает почву более твердой.

Илом называются виды почв, богатые гумусом и образовавшиеся под поверхностью воды. Ил состоит из минеральных частиц, из остатков животных и растений и из выделений животных. Часто он содержит примеси диатомовых водорослей, раковины сухопутных молюсков и кремнистыя иглы. Органическия составныя части ила редко превышают 20%. В сухом состоянии ил более или менее сераго, не чернаго цвета. Он образуется в стоячей или медленно текучей воде при свободном доступе воздуха и света и при участии богатой, органической жизни. Этим то ил и отличается существенно от кислаго гумуса и, в противоположность последнему, после непосредственнаго осушения, может дать богатый урожай. Feilberg (II) обратил внимание на то, что направление ветра имеет часто решающее влияние на образование в озерах к. перегноя и ила. Ил образуется в частях озер, открытых действию ветра; кислый же перегной - в частях озер, защищенных от ветра.

Состав ила весьма разнообразен: черный ил образуется в тихих заливах наших побережий; копрогеновый черный ил образуется в прудах, содержащих много органических частиц и сапрофитных животных и растений; бурый или зеленовато-серый ил образуется из диатомовых водорослей, раковин молюсков и других растительных и животных остатков по берегам замкнутых озер и морей (Gyttja в Швеции); наконец ил, образующейся в тихой, прозрачной воде, содержащей много плавающих растений и богатую животную жизнь; все это без сомнения весьма различные виды ила (ср. H. v. Post, I); но мы не станем больше заниматься этим, так как ничто не говорит в пользу того, что разные виды ила имеют для растительнаго мира различное значение.

Обыкновенный перегной (лесной и садовый перегной и пр.; MuId по датски; в немецком издании P. E. Muller'a называемый Mull), есть тесная смесь песка и глины с гумусовыми веществами (8-10%), смесь, которая в значительной степени обязана своим происхождением животным и растительным организмам (ср. 17-ую главу). Он имеет щелочную реакцию. Высокое питательное достоинство гумусовых почв находится в зависимости отчасти от физических свойств перегноя (рыхлый, комковатый, хорошо проветренный), отчасти же от химических его свойств, именно от заключенных в нем в значительном количестве соединений углерода и азота, наконец от того, что гумусовая кислота, вступая в соединение с труднорастворимыми питательными веществами, образует легло растворимыя соединения. Образование гумуса в лесах равносильно искусственному удобрению и возделыванию почвы полей.

Солнце и ветер препятствуют образованию перегноя. Гумусовыя вещества исчезают под влиянием теплоты, света и кислорода; углерод окисляется при этом в угольную кислоту, азот - в азотную и т. д., водород окисляется в воду. Поэтому-то в тропических странах на-стоящий гумус образуется исключительно в тенистых лесах.

Различныя растения довольствуются весьма различным содержанием гумуса в почве. Собтветственно этому Kerner подразделил растения на три группы. Первая группа может произрастать на голом камне, на самых безплодных песчанистых и щебенистых местах, не содержащих даже и следов гумуса (сюда принадлежат окололедниковые виды растений, многия растения тундр, растения пустынь); семена или споры их разносятся обыкновенно ветром. Вторая группа растений свойственна видам почв с умеренным содержанием гумуса; Kerner причисляет сюда, между прочим, злаки и осоки. Третья группа растений paстет исключительно на почвах богатых гумусом, на остатках более древней растительной жизни, напр. многия орхидныя, виды Pirola и Lycopodium, Azalea procumbens, Vaccinium uliginosum и некоторыя другия болотныя и полусапрофитныя, а также сильно измененныя, настоящия сапрофитныя растения (Neottia, Monotropa и пр.).

Можно считать вполне вероятным, что между характерной формой последних растений и способом их питания существует известная зависимость; но в чем заключается сущность явления, этого мы не знаем.

6) Солончаковая почва - это пропитанная хлористым натрием почва, состав которой может быть весьма разнообразным (песчанистая, глинистая и пр.). Более подробно см. 5-ый отдел.

О почвах России см. дополнениё 1-ое в конце книги.