ВВеДенИе

Почвы представляют собой сложную особую биокосную оболоч­ку земного шара, покрывающую сушу материков. Горные породы, подвергаясь воздействию многих поколений живых организмов, испытывая длительное влияние атмосферы и гидросферы, пре­ображаются в почвенный покров.

В современном почвоведении принято следующее определе­ние почвы. Почва - это обладающая плодородием сложная по­лифункциональная и поликомпонентная открытая многофазная система в поверхностном слое коры выветривания горных пород, являющаяся комплексной функцией горной породы, организмов, климата, рельефа и времени. Полифункциональность почвы за­ключается в том, что она является одновременно природным те­лом, средой обитания многих живых организмов, средством сель­скохозяйственного производства и т. д. Поликомпонентность поч­вы определяется огромным разнообразием входящих в ее состав органических и неорганических веществ. Эти вещества представ­лены различными физическими фазами (многофазность): твер­дой (минеральные и органические частицы), жидкой (почвенный раствор), газообразной (почвенный воздух) и особо выделяемой живой фазой (организмы). Почва является открытой системой, поскольку постоянно обменивается веществом и энергией с окру­жающей ее средой.

В почвах происходят различные явления очень интенсивного разрушения сложных химических соединений как органической, так и минеральной природы.

солей, кислот. Минерализация сопровождается выделением угле­кислого газа и воды. Разрушаются также силикатные и алюмо­силикатные минералы, которые достались в наследство почве от материнской породы. В биосфере вряд ли можно найти еще место, где биогеохимические процессы разрушения веществ разной при­роды проходят столь интенсивно.

Соотношение химических элементов в живом веществе и гор­ных породах различно. В почвах постоянно аккумулируются, од­новременно закрепляются и переходят в подвижное состояние хи­мические элементы, обеспечивающие жизнь. Важнейшая особен­ность почвы, основа ее плодородия - избирательное оптимальное присутствие необходимых для жизни элементов в почвенных го­ризонтах, где сосредотачивается основная масса корневых систем фитоценоза. Это возможно только при участии живых организмов и, главным образом, растений. Их корни ищут эти элементы глу­боко в породах, перехватывают каждую частицу вещества, необ­ходимого для жизни. Нежные корневые волоски смогут выбрать нужный химический элемент, они его поглотят, усвоят. В этом заключается важнейшая закономерность биологического погло­щения, здесь начинается великолепный процесс биологической аккумуляции химических элементов жизни.

Растения, накапливая в своем веществе элементы-биофилы, затем передают их почвенному гумусу и другим соединениям, тем самым постоянно улучшая среду своего обитания. Почвы с гу­мосферой, представляющей генетические горизонты А_о - лесная подстилка или степной войлок, А_оА₁ - грубогумусовый аккуму­лятивный и А - гумусово-аккумулятивный, закрепляют нужные для жизни химические элементы и становятся начальным звеном последующего усвоения и миграции этих элементов по цепям пи­тания многих групп организмов. Но, в конце концов, они снова приходят к почве.

Разнообразие жизни на планете Земля зависит от широкой неоднородности биоклиматических условий. Приток солнечной энергии на земной поверхности изменяется от 5 °С в полярных областях до 14 000 °С в тропиках, если этот приток солнечной энергии выразить в среднегодовой сумме температур выше +10 °С, как это чаще всего делают географы-агробиологи. Количество вы­падающих осадков также меняется в пределах от 5 мм, например в некоторых частях Сахары, до 14 000 мм в предгорьях Гималаев. Такая неоднородность биоклиматических условий в сочетании с геоморфологическим разнообразием поверхности Земли опре­деляет сложное переплетение жизненных процессов и явлений физического, химического и иного преобразования литосферы. Формируют широкое разнообразие почв, часто резко контрастных по своему строению и качествам. Но все почвы объединяет общее свойство - плодородие.

Плодородие - это способность почвы удовлетворять потреб­ность конкретных растений в элементах питания, воде, обеспе­чивать их корневые системы воздухом и теплом. Питание, вода, воздух, тепло - главнейшие слагаемые плодородия почв. Здесь необходимо подчеркнуть следующее. Под почвенным питанием понимается обеспечение растений минеральными формами P, K, Ca, Mg, Na и практически всеми другими химическими элемента­ми, имеющимися в природе. В то же время основная масса живого вещества планеты построена из химических элементов, имеющих атмосферное происхождение. Ведущие компоненты атмосферы: N₂, CO₂, H₂O - это газы. Именно из них строятся органические вещества живых организмов, в которых по массе господствуют C, O, H, N. Академик В. И. Вернадский подчеркивал, что «...почти все вещества организмов создаются из газов. Еще ярче эта связь выражена в факте, что все земные газы (исключая вулканические эманации) так или иначе связаны с организмами и процессами жизни».

Кислород - продукт фотосинтеза растений. Весь кислород ат­мосферы происходит из молекул воды. Вода тоже предоставляет живым организмам водород.

Первоисточник H₂O - соленые воды Океана. Однако вся прес­ная вода, без которой немыслима жизнь, имеет атмосферное про­исхождение. Это не что иное, как конденсированная из газооб­разного состояния атмосферная влага. Среднее ее содержание в атмосфере около 3 %.

Наконец, азот как компонент живых организмов имеет атмо­сферное происхождение, хотя и усваивается в большинстве своем из минеральных соединений почвы. В минеральных породах ли­тосферы азота не было. Организмы, фиксирующие азот из атмо­сферы, обогащают им почву.

Таким образом, атмосферу можно представить как относи­тельно инертное азотное вместилище, в котором энергично цир­кулируют O₂, CO₂, H₂O. Циркуляция этих газов - часть, причем господствующая по массе, биологического круговорота веществ и энергии, охватывающего всю нашу планету Земля и обеспечи­вающего биосфере стабильное состояние многие и многие тыся­челетия.

Почва считается плодородной, если растения на ней не страдают от холода и перегрева, а корневые системы по­лучают в нужном количестве элементы питания, воду, не испытывают недостатка в кислороде воздуха. Недостаток или избыток одного из слагаемых компонентов плодородия ограничивает возможности получения урожая и часто при­водит к гибели растений.

Плодородие почвы - интегрирующая системная способность почвенных процессов и свойств с заложенным в нем результатом длительного периода почвообразования, это многопараметрные свойства, включающие как количественные, так и качественные характеристики, отражающие особенности функционирования конкретной почвы, ее внутреннюю структуру и внешние связи.

В многогранном понятии плодородия каждая его составляю­щая важна и незаменима. А поэтому не следует искать главное. Выделим лишь крайне разносторонние функции живого и мерт­вого органического вещества, продуктов жизнедеятельности, трансформации органических соединений, их минерализации и новообразования, где вещественно и энергетически преобладает фотосинтез зеленых растений. В этой сложнейшей цепи кругово­рота и превращения материи выделяется группа специфических органических соединений почвы - ее гумус. Специфических пото­му, что они присущи в природе только почвам. От возникновения гумуса, цикла его существования и исчезновения (минерализа­ции) зависит разностороннее явление - плодородие почвы.

1.