АГРОГЕОЛОГИЯ И НАЧАЛО БИОЛОГИИ ПОЧВ

Смотрите также:

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

В.В. Докучаев

Павел Костычев

Д.Н. Прянишников

 Костычев. ПОЧВОВЕДЕНИЕ 

Полынов

Книги Докучаева

Криогенез почв  

Биогеоценология

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Черви и почвообразование

 Дождевые черви

Химия почвы

Биология почвы

Круговорот атомов в природе

Вернадский. Биосфера

Геохимия - химия земли

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Происхождение растений

Биология

Эволюция биосферы

Геоботаника

Общая биология

Мейен - Из истории растительных династий

Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

Микробиология

Пособие по биологии

Успехи химии почв не адекватно отразились на практической агрономии. В сельскохозяйственных сочинениях, число которых было весьма велико в разных странах, вопрос о почве освещался чаще всего достаточно примитивно, с позиций XVIII в. Либих издевался над агрономами и физиологами, утверждая, что даже такие простейшие слова, как «соли» и «щелочи», повергают их в ужас. Однако и химия почв того времени не вывела понятие «почвы» за пределы ее пахотного слоя, который казался един- стенно важным, так как именно он обрабатывался и удобрялся. На помощь пришла геология, в которой к этому времени уже выделились минералогия и петрография. Влияние этих наук на почвоведение бы то традиционным: Палисси, Эвелина, Фолькингама скорее всего можно назвать геологами.

Первым из специалистов-минералогов почвами заинтересовался родившийся в год смерти Ломоносова академик В. М. Се- вергин (1765—1826 гг), известный как химик, географ и создатель русской научной терминологии (Крупеников, 1952). В минералогии он явился продолжателем идей Ломоносова и выполнил его завет о создании труда по минералогии нашей страны. В 1809 г. Севергин выпустил «Опыт минералогического землеописания Российского государства». Минералы он стремился «привести в такой систематический порядок, по коему бы, так

сказать, единым взглядом обозреть можно было все то, что доселе в разных странах пространной Империи Российской открыто было». Такой подход у Севергина был и к почвам.

Севергин, путешествуя по северо-западным районам страны, наравне с горными породами интересовался почвами, увязывая их друг с другом. Его описания были более четкими, чем у ученых XVIII в. Например, о местности, лежащей между Чудским озером и Дерптом (Тарту), он писал: «Пахотная земля... есть темновато-серая, при осязании несколько грубая, с кислотами не вскипающая глина, перемешанная изредка весьма мелкими зернышками бело-серого кварца». В некоторых местах почвы были, по-видимому, более оподзоленными и имели худшие физические свойства:

«...пахотпая земля переменяется с серой песчаной, ил, слипающийся крепкими комьями, с кислотами не вскипающий». Таких описаний много, иногда в них фиксируются подстилающие породы, степень окультуренности, которой «глины» поддаются легче, чем пески. Заметим,'что Севергин, вероятно, первым начал определять карбонатность почв по вскипанию с кислотой; это было заимствовано из геологии (Севергин, 1803, с. 13—14).

В 1771 г. М. И. Афонин высказал мысль о создании коллекции почв. Первым это выполнил Севергин. В разных губерниях он собирал 54 образца пахотных почв и, сопроводив их поименным описанием, передал Вольному экономическому обществу. Это была первая или, во всяком случае, одна из первых почвенных коллекций в мировой практике. А. И. Ходнев (1865) указывает, что эта коллекция, пополненная некоторыми новыми образцами, существовала еще в 1865 г. и, очевидно, позднее. Возможно, что с ней ознакомился и В. В. Докучаев, когда в конце 70-х годов прошлого века начал исследования русских почв. Напомним, что коллекционирование минералов и горных пород к этому времени не было уже редким занятием.

Большое влияние на развитие почвоведения оказало упоминавшееся сочинение Севергина «Опыт минералогического землеописания Российского государства». Первый том содержит описание юр и равнин России; второй обнимает «показание минералов по губерниям». Оба тома интересны для почвоведов, особенно разделы «Положение и качество земли», составляющие обязательную часть каждого губернского описания. Автор отмечает распространение в различныч частях России черноземов, глинистых почв сухих степей (очевидно, каштановых и бурых), песков, солончаков, болотных, луговых почв и т. д. Он предполагал, что все почвы распределяются по территории не случайно, а связаны с изменением климата.

Термин «чернозем» Севергин толковал расширительно, понимал под черноземом всякую богатую перегноем растительно-наземную почву. Он говорил о черноземе: «Сложная земля, перемешанная различными остатками перетлевающих растений и составляющая обыкновенно верхние слои земной почвы. Цветом она буровата, а сырая черновата, вид имеет тусклый, растирается, несколько марает, легка, будучи высушена на огне несколько тлеет... Воду в себя вбирает и с нею бухнет. С кислотами иногда вскипает». И далее: «При перегонке дает воду, масленой вонючий спирт и несколько красноватого масла, а в реторте остается серое вещество. Следовательно, все доказывает, что сия земля есть сложенна и что в смешении ее находятся еще составляющие части тех растений, кои на оной произрастали. Может быть, сия земля соединяет таким образом минеральное царство с царством произрастений» (Севергин, 1807, с. 389, 579).

Здесь дано достаточно подробное описание внешнего вида верхнего слоя чернозема, отмечены некоторые его химические и физические особенности, подчеркнут органо-минеральный характер черноземной почвы.

Севергин с позиций химии понял геобиологическую сущность чернозема и почвы вообще. Как минералога его интересовало распространение в почвах соды, селитры, болотной руды. Он интересовался использованием мела, известкового туфа, гипса, торфа для «поправления почв». Он был автором «Деревенского зеркала»—первой русской научно-популярной книги о сельском хозяйстве, предназначенной для крестьян (Крупеников, 1952). Севергин внес большой вклад в создание русской химической, минералогической и почвоведческой терминологии. Многие предложенные им термины, например кремнезем, углекистые соли, окисление и др., применяются и в почвоведении. В «Словаре минералогическом» Севергина содержались пояснения таких терминов, как песок, суглинок, глина, мергель и др.

В геологическом и минералогическом описании Венгрии, которая интересовала существованием на ее территории засоленных почв и «садовых озер» («Sodoseen»), относящемся ко второму десятилетию XIX в., приводились различные сведения о почвах, понимаемых преимущественно в петрографическом аспекте (Beudant, 1822). Несколькими десятилетиями позднее почвой в связи с ее оценкой (Bonitierung), а затем и картографированием глубоко занялась большая группа геологов, преимущественно немецких, среди которых выделялись Г. Берендт, Ф. А. Фаллу, Ф. Зенфт, Р. Браунгарт, М. Феска, А. Новацкий. Этому вопросу посвящена настолько большая литература, что даже ее перечисление представляется почти невыполнимой задачей (Набоких, 1902; Ярилов, 1904, 1904-1905; Ehwald, 1964; Gieseeke, 1929).

Ученые, получившие наименование arpoi еологов, в общем резонно считали, что агрономия, не имея на то права, узурпировал т почву как объект исследования, сужая ее трактовку до восприятия лишь пахотного слоя, который тоже исследовался односторонне и утилитарно. Па самом деле почвоведение - ветвь геологи, или, как то1да говорили, геогнозии, а почва—землистая, поверхностно лежащая горная порода, которая, поскольку она используется в земледелии, нуждается в агрономической характеристике под углом зрения ее физической натуры и химического состава. Наиболее ортодоксальный сторонник этого направления Берендт, изучавший почвы окрестностей Берлина, утверждал, чго почвоведение представляет «хотя и запущенную, но тем не менее неотделимую часть геогнозии; и только оставаясь в пределах этой последней, оно может получить правильное развитие». Почвоведение «есть необходимое дополнение... чрезвычайно важная для практической жизни часть геологии» (Berendt, 1877, с. 69 — 70). Геология действительно не находила тогда достаточного приложения в технике и горном деле, и нуждалась в агрономии для оправдания своего существования.

Классиком агрогеологии и, по мнению некоторых, почвоведения, был Ф. А. Фаллу (1795—1877 гг.), посвятивший «педологии»   всю свою жизнь неутомимого труженика и аскета (Ярилов, 1904). Он утверждал, что «почва не имеет ничего общего с растением, ни с любым другим органическим веществом... она могла бы быть сравниваема только лишь с неорганическими телами и в особенности с минералами» (Fallou, 1862, с. 5—6). Однако дар наблюдательности, присущий Фаллу, позволил ему увидеть различия между почвой и подстилающей ее породой. Эти различия состоят в трех главных особенностях почвы: 1) зависимости от рельефа, точнее, высоты местности; 2) меньшей мощности в сравнении с породой («легкий налет пыли или ржавчины на полированном металле; но в действительности — это самая благороднейшая ржавчина, какая только может образоваться в природе») ; 3) ничтожной твердости и связности, большой пористости и проницаемости.

Такие свойства в совокупности, а особенно последние, делают эту кору выветривания «плодоносной почвой, материнским лоном, в котором могут развиваться нежные ростки растений». Но это — благодаря пустотам почвы, ее рыхлости, особому физическому состоянию; почва же как таковая «есть неорганическая, мертвая материя; сама по себе она не в состоянии производить растений» (Fallou, 1862, с. 106). Поэтому не существует ни естественнонаучного, ни сельскохозяйственного почвоведения; подобные обозначения не только не состоятельны, но даже бессмысленны» (Hamm, 1872, с. 35—37). Отсюда нарастание упрощения дефиниции почвы: «самый внешний раздробленный слой земли, все равно, какого бы он ни был происхождения» (Гамм. 1872); «продукт выветривания минералов и горных пород» (Целлер, 1875). В некоторых определениях формально признается роль гумуса: «Почва образуется нагромождением больших или меньших количеств обломков горных пород. В большинстве почв наряду с минеральными веществами находятся еще органические»— Детмер, 1876 (Ярилов, 1904—1905, 11, с. 462-463).

В России одним из центров агрогеологии был университет в Дерпте (Тарту, Эстония). Там работал А. Петцгольд, изучавший черноземы и другие почвы с геологической точки зрения. Его сменил И. Лемберг, видный кристаллохимик и минералог, который исследовал поглотительную способность почв ряда прибалтийских районов Европы и пришел к заключению, что «почвоведение есть часть химической геологии» (Ярилов, 1911, с. 42). Он еще в 1873 г. начал читать в университете пользовавшийся успехом курс почвоведения, как раздела геологии, и был одним из учителей А. А. Ярилова. Последний отзывался с Лемберге очень положительно и считал, что он содействовал использованию химических методов при изучении почв Эстонии и соседних с ней районов (Ярилов,1911).

Агрогеологи создали классификации почв. Фаллу и его последователь А. Майер делили их на два основных класса: 1) первичные, или коренные, 2) наносные. Первые подразделяются на образовавшиеся из'кристаллических пород (гранита, порфира, базальта и др.) и из осадочных (песчаников, глин, известняков); более низкие таксоны таковы: полевошпатовые, авгитовые, песчаниковые и др. Для наносных почв (песчаных, глинистых и др.) повторялась классификация Тэера.

Н. М. Сибирцев критиковал эти и подобные классификации, Но отмечал полезность учета петрографического характера почв, особенно «скелетных и грубых» (1901, с. 3—5). Однако классификация Фаллу, вероятно из-за своей обстоятельности и наукообразия, имела успех, в том числе в практических работах по почвенной картографии, хотя в ней не нашлось должного места таким интересным почвам, как чернозем и латерит .

В. Кноп (1817—1891 гг.) предложил классификацию почв по химическому составу с разделением на три класса: силикатные (глиноземные, железистые, кремнеземные или песчаные), карбонатные (известковые, доломитные), сульфатные (гипсовые, ангидритовые). Более мелкие подразделения почв он устанавливал по процентному содержанию в них песка, различных силикатов, карбонатов и т. д. (Кпор, 1871 —1872). Конечно, такая классификация могла иметь ограниченное применение, и Кноп теперь более известен как автор метода определения гумуса в почве.

Представители агрогеологического направления определяли некоторые физические свойства почвы — их плотность, отношение к воде и теплу. Наибольшего успеха в этом достиг немец Шумахер. В России Н. И. Железное в 1851 г. сконструировал специальный «динамометрический лом» для определения в поле «вязкости почвы», что было важно при решении вопросов ее обработки (Димо, 1940).

Для почвоведов представляла интерес классификация типов земных пространств, предложенная немецким геологом и географом Ф. П. Рихтгофеном (1833—1905 гг.), известным исследователем китайских лёссов, которым он приписывал эоловое происхождение (Ковда, 1973; Lampe, 1903). Земные пространства он делил на элювиальные с остаточными почвами, уравновешенной денудации, остаточной денудации, преобладания водных наносов, эоловых наносов (Richtofen, 1883).

Подчеркнуто геологический подход к почве породил ответную реакцию (Ярилов, 1904— 1905, II, с. 174). Вот несколько кратких «живых» определений почвы тою времени: почва — «живой организм» (Фогель), «посредница в развитии органической жизни» (Феска), «драгоценный хлебный пласт» (Гюмбель), «нечто живое» (Де1ерен), «не мертвая масса, а живой организм» (Уилей). Авторы этих афоризмов — немцы, француз, англичанин. Русский академик Ф. И. Рупрелт писал, чго «чернозем представляет вопрос ботанический».

Преодоление геологического взгляда на почву проявилось даже в классификациях некоторых агрогеологов. И. Лоренц (1825—1911 гг.), знакомый с русской литературой, ввел в свою петрографическую классификацию почв чернозем, учитывал мощность темноокрашенного слоя других почв (Loreru, 1866). Румынский ученый Ионеску де ла Брад, в 1860—1868 гг. изучивший почвы в трех уездах Румынии, отметил влияние на них климата, разделил их на 11 групп с учетом песчанистости, глинистости и гумусности (lonescu de la Brad, 1941). Этого ученого не без основания считают родоначальником почвоведения в Румынии (Обрежану, 1971; Obrejanu, Rauta, 1978).

Ф. Зенфт разделил почвы на «сырые», или «грубые», не содержащие перегноя, и «перегнойные», которые он называл «культурными». (Senft, 1877). П. А. Костычев не-избежал влияния агрогеологов и в своей классификации почв 1886—1887 гг. наряду с кварцевыми, силикатными, доломитовыми и другими выделял черноземные, болотные почвы (Костычев, 1940).

Таким образом, уже в самих классификациях намечалось некоторое ограничение чисто геологического подхода. Однако это не изменило их сути, а придало им черты эклектизма, который редко бывает продуктивным. В работах, не получивших в свое время признания, взаимосвязь геологического и биологического начал в образовании почвы трактовалась очень интересно.

Еще начиная с 20-х годов XIX в. профессор Ф. Зенфг (1810—1893 гг.) в течение 60 лет наблюдал за сменой растительности на Хесельбергской горе близ Эйзенаха. Через 60 лет нижняя часть склона, недавно еще состоявшая из «пустынного щебня», оказалась покрытой главным образом лесами, а вторая треть склона — кустарниками. В первый раз в самой природе исследователь длительно прослеживал эволюцию растительности под углом зрения непрерывно идущего почвообразовательного процесса в тесном взаимодействии с эволюцией как мира растений, так отчасти и животных, населяющих почву: «Отнимая у почвы известные вещества и взамен их наделяя почву другими, каждое поколение обитателей почвы настолько изменяет качественно и количественно свое местообитание, что само оно уже не находит в нем того, что ему необходимо, зато для других растений эта перемена как раз служит на пользу. Таким путем каждое растительное поселение само себе вырывает могилу, но в то же время подготавливает удобное местопребывание для других генераций растительности» (Senft, 1888).

Зенфт также указывал, что каждое напластование, входящее в состав современной земной коры, было некогда поверхностью земли и обиталищем живших тогда организмов. Все минеральные составные части огромного большинства конгломератов, песчаников, глинистых сланцев, мергелей в геологическом прошлом образовывали почву, покрытую растительностью. Зенфт здесь предварил взгляды В. И. Вернадского, рассматривавшего горные породы как наследие «былых биосфер». Плодородие почвы—-ее основное качество — Зенфт трактует как динамическое явление, возникающее и эволюционирующее под влиянием взаимодействия породы и организмов, которым при этом принадлежит более активная роль (Ярилов, 1937). Напомним, что, располагая меньшим числом фактов, подобный взгляд некогда высказали Ломоносов и Дэви. В. Р. Вильяме, описывая первичный почвообразовательный процесс и роль в нем организмов, опирался на Зенфта (Вильяме, 1948).

Более категорично и совсем с других позиций роль организмов в образовании почвы постулировал Ч. Дарвин. В 1837 г. после посещения тропических стран он прочитал в Лондонском геологическом обществе доклад «Об образовании растительного слоя (почвы) деятельностью дождевых червей». Великий натуралист полагал, что черви, заглатывая почву, перерабатывая ее и выбрасывая вновь, создают верхний темноокрашенный слой почвы. В дальнейшем он расширил эту работу до объема монографии (Darwin, 1881). Эту точку зрения оспаривали. Так, Фиш в 1869 г. считал, что черви не могут произвести такую работу. В настоящее время гипотеза Дарвина оставлена, но очень большой роли дождевых червей в почвообразовании никто не отрицает, а докладом Дарвина в 1837 г. датируют начало биологии почв как отдельной дисциплины (Димо, 1938; Ghilarov, 1965). Резюмируя борьбу взглядов на «мертвое» и «живое» в почвообразовании в преддокучаевский период, надо сказать, что, хотя первое превалировало, второе уже пробивало себе дорогу.

К содержанию книги: Крупеников И. А. «История почвоведения (от времени его зарождения до наших дней)»