ТОРФ, ЕГО ОБРАЗОВАНИЕ, СВОЙСТВА И ВИДЫ. Торфообразование

Смотрите также:

Жизнь болот

Ботаника

Палеоботаника

Палеогеография

Палеонтология

Геология

Геолог Ферсман

Минералогия

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Вернадский. Биосфера

Биология

Эволюция биосферы

Геоботаника

 Биографии ботаников, почвоведов

Эволюция

Прежде чем говорить о свойствах торфа, необходимо остановиться на самом процессе торфообразования. Не вход я в детали химизма этого процесса, до сих пор еще недостаточно изученного, остановимся лишь на главнейших чертах его.

К. Вебер (Weber, 1908), известный знаток болот, различает два понятия— торф и перегной. Все гумусовые породы, т. е. такие, в которых имеются продукты неполного разложения растительных и животных остатков, он делит на три класса по содержанию золы, к I классу относя гумусовые породы, содержащие золы менее 40% в сухой массе.

Перегной (Moder) образуется там, где мертвые, упавшие на землю части растений подвергаются медленному разрушению, т. е. где они разлагаются при достаточном доступе кислорода, в присутствии постоянной умеренной влажности и при содействии бактерий. Процесс, протекающий при этих условиях и доводящий разложение до образования перегноя, он называет перегниванием (Vermoderung). Перегноем является, например, лесная подстилка из перегнивших листьев, хвои, ветвей и т. п. частей растений.

Торф в отличие от перегноя образуется там, где имеется избыток влаги, где затруднен или вовсе отсутствует доступ кислорода

 Хотя, впрочем, Вебер ^прибавляет также, что известны случаи, когда торф образуется на суше при обильном, по крайней мере вначале, доступе воздуха к накопившимся на поверхности земли растительным остаткам, почему и различают сухопутный торф и водный торф. Однако будет, по-видимому, более рационально под торфами понимать только последнее образование.

При процессе оторфования растительные части темнеют и получают большей частью темно-бурую окраску, при этом наблюдается часто, что куски торфа, вынутые из торфяника, имеют желтоватый или светло- бурый цвет и быстро темнеют, когда входят в соприкосновение с воздухом. При оторфовывании растительные остатки большей частью не теряют своей формы и хорошо сохраняют даже тончайшие детали своей структуры. Лишь в редких случаях растительные остатки так изменяются, что превращаются в более или менее однородную киселеобразную массу.

От перегноя торф отличается тем, что по высыхании дает более или менее связную или крошащуюся на куски массу, которая, будучи положена в воду, лишь слабо размачивается и во всяком случае не дает землистой массы, как перегной. Химически торф отличается, по Веберу, от перегноя тем, что первый содержит гумус в форме ульминовых веществ, а перегной — в форме гуминовых веществ.

К торфам относит К. Вебер также и мудде (Mudde), т. е. продукт отложения растительных и животных остатков на дне водоемов в совершенно измельченном состоянии без доступа кислорода, т. е. то, что X. Потонье (Potonie, 1909) называет сапропелитами.

В общем можно сказать, что при образовании торфа происходит изменение состава вещества растительных остатков в том направлении, что количество углерода со временем увеличивается, а водорода и кислорода уменьшается. В табл. 9, например, приведены данные западноевропейской литературы.

Исследование русских торфов в лаборатории Инсторфа (Меньшиков у 1924) также подтверждает, что содержание углерода возрастает в связи со степенью оторфования массы и находится в пределах от 51.73 до 62.26%. Содержание водорода постепенно уменьшается, но иногда дает высокие цифры и для хорошо разложившегося торфа. Е. С. Меньшиков это объясняет тем, что богатые водородом вещества, как например воск и смолы, не подвергаются в процессе оторфования каким-либо изменениям, в то время как водород клетчатки при процессе торфообразования убывает. Таким образом, эти процессы уравновешивают друг друга, и поэтому не замечается резкой разницы в процентном содержании водорода. Эти цифры лежат в пределах от 4.50 до 6.14%. Содержание кислорода в общем при оторфовании всегда уменьшается. Количество азота, напротив, при этом увеличивается. Содержание золы всегда увеличивается, и ее содержание может служить отчасти признаком степени оторфованности торфяной массы. В подтверждение этому можно привести данные Минской болотной опытной станции и Виленского общества сельского хозяйства, почерпнутые из вышеприведенной статьи Е. С. Меньшикова (табл. 10).

При рассмотрении органических жившийся .... соединений, которые имеются в торфе, особое внимание привлекают так называемые гумусовые кислоты, вызывающие, как полагают, те кислые свойства, которые характерны для болотных почв. Относительно ближайшей их природы остается еще много неясного. Они прежде всего очень изменчивы и не представляют, по-видимому, вполне определенных соединений, являясь коллоидальными веществами, и, как таковые, не кристаллизуются и плохорастворимы в воде. При замерзании раствора они выпадают в виде почти нерастворимого в воде осадка. Плохорастворимы они также в спирте и эфире, но растворимы в слабых минеральных кислотах. Водный раствор их имеет бурый цвет, чем, как известно, отличаются болотные воды. Их кислотные свойства выражаются вполне ясно. Они окрашивают лакмусовую бумажку в красный цвет, легко соединяются с основаниями. Они растворяют неорганические вещества, например действуют на минеральную часть почвы, образуя при этом гуматы, например гуминовокислые известковые соли. Кроме этих веществ, в болотах указывают еще на так называемый, индифферентный гумус (гумин), который, по-видимому, также представляет собою вещество с непостоянным составом.

Из других веществ, образующихся в процессе торфообразования, упомянем лишь о допплерите. Его происхождение объясняют тем, что свободные гумусовые вещества или их соли в нижних слоях болота осаждаются и дают черную студенистую массу с не вполне постоянным химическим составом.

Так как торф представляет собою продукт изменения растительных остатков и так как его свойства меняются в зависимости от того, какие растения дают начало ему, то поэтому различные виды торфа обыкновенно и называют по той растительности, которая приняла участие в его образовании.

Не перечисляя всех видов торфа, остановлюсь только на главнейших из них, оставляя в стороне сапропелиты, о которых была речь выше. Характеризуя различные виды торфа, их очень удобно, следуя К. Веберу (Weber, 1908), разделить на три группы по содержанию в них питательных веществ. Такая классификация является в достаточной мере естественной, так как содержание питательных веществ в торфе будет зависеть от условий общего питания болот и от растительности, давшей материал для торфа. В то же время она характеризует определенную стадию в развитии болота.

Виды торфа

I. Торфы евтрофные (т. е. богатые питательными веществами)

Таблица 9

Горизонты     Содержание, в %

            С         н          о

Сфагнум ....   50.0     6.5       42.4

Торф:                         36.0

на поверхности         57.7     5.4      

с глубины 2.5 м        62.0     5.2       30.6

» 4.6 м            64.07   5.0       26.8

Содержание, в %

зола    органическое вещество

10.17   89.83

6.47     93.53

5.21     94.79

2.40     97.60

14.24   85.76

12.87   87.13

1. Тростниковый торф. Образован стеблями, корневищам* и листьями тростника (Phragmites communis); очень грубого строения: выделяются малоразложившиеся стебли и корневища этого растения.

В свежем состоянии желтого цвета, на воздухе постепенно переходящий в почти черный. Мощность обычно невелика (20—30 см), но в северогерманских болотах у моря бывает более 3 м; такая же мощность констатирована и в болотах близ с. Борок Новгородской губ. Нередко содержит много сернистого железа, благодаря чему часто издает запах сероводорода, особенно при сжигании в печах; содержание золы очень колеблется, но в общем большое.

Сырой тростниковый торф в свежем состоянии слизистый, мягкий, в руках смешивается в бесструктурную массу. При высыхании плитки тростникового торфа уменьшаются до четверти прежнего объема. Способность всасывать воду в воздушно-сухом состоянии довольно значительна, в 8 раз более собственного веса, поэтому торф может идти на подстилку, но все же плохую. На топливо употребляется, но часто из-за большой зольности дает плохое топливо.

2.         Камышовый торф. Образуется из стеблей и корневищ камыша (Scirpus lacustris). По своему внешнему виду похож на предыдущий, поэтому часто и смешивается с ним. Отличается строением слагающих его стеблей. По свойствам сходен с предыдущим.

Оба вида обыкновенно, залегают на дне торфяников, чаще всего на са- пропелитах, или прямо на минеральном грунте.

3.         Хвощовый торф. Образован стеблями, ветвями и корневищами хвоща (Equisetum limosum*). Легко отличается по черным стеблям с хорошо сохраняющимися зубчатыми влагалищами. К нему нередко примешиваются остатки осок и других растений. Очень плотен, трудноразложим, но богат минеральными веществами. Как для подстилки, так и для топлива малопригоден.

4.         Осоковый торф. Образуется из корней и корневищ осок и представляет собою в свежем состоянии буровато-желтую волокнистую массу, темнеющую на воздухе. К ним примешиваются остатки и других растений, особенно часты семена вахты (Menyanthes trifoliata), имеющие вид маленьких черных чечевичек. Окраска торфа в свежем состоянии часто светлая, темнеющая на воздухе, но встречаются слои, имеющие и в свежем состоянии бурую окраску. На воздухе торфяная масса легко выветривается и при культивировании верхнего пласта дает хорошую почву. В зависимости от видов осок, входящих в него, свойства его сильно варьируют, но в общем он всегда довольно богат золой (от 6 до 11%). Как подстилочный материал не имеет большого значения; если же имеет малый процент золы, то дает топливо довольно хорошего качества. Залегает обыкновенно на дне торфяников и редко достигает значительной толщины. Бывают случаи, что в нем замечается большая примесь стволиков и веток ив.

5.         Гипновый торф. Образуется из разных видов гипнума  шли близких ему родов мхов и представляет собою мелкосложенную, иногда слегка волокнистую массу, отличающуюся обыкновенно в изломе блеском. В свежем состоянии бурого цвета, на воздухе скоро чернеет. Крупных остатков стеблей и корневищ не заключает. Высохший торф очень легок и дает удовлетворительное топливо; значение для подстилки невелико.

6.         Ольшаниковый торф. Образуется в заболоченных лесах из ольхи (Alnus glutinosa). Обильны в нем остатки древесины этой породы, которые отличаются своей мягкостью. Примешиваются остатки и жекоторых других деревьев, чаще ив, а также осок и других травянистых растений. Обыкновенно имеет вид мажущейся массы темного, часто почти черного цвета. Богат питательными веществами и легко разлагается при сушке. Для топлива малопригоден и вовсе не годен на подстилку. Иногда в нем замечается значительная примесь еловой древесины, и тогда говорят о еловом торфе. При высыхании сильно трескается.

II. Торфы мезотрофные (т. е. более бедные питательными веществами)

7.         Лесной торф. Под этим названием часто объединяют несколько отдельных видов торфа. Оставляя в стороне олыпаниковый торф, который иногда также сюда относят, мы будем подразумевать под лесным торфом торф, образовавшийся на той стадии развития болота, которая именуется переходным лесом. Он может быть с преобладанием то сосны, то березы и включать остатки многих растений как травянистых (осок, тростника), так и мхов (гипнума и даже в малых количествах сфагнума). Остатки сосны (древесина и кора) трудно разлагаются, у березы же особенно стойка кора. Техническое значение этого торфа очень невелико.

8.         Торф из кукушкина льна (Polytrichum). Образует довольно плотные темные слои с ясноразличимыми стеблями кукушкина льна. Большой мощности его слои не достигают. Редко встречается.

III. Торфы" олиготрофные (т. е. очень бедные питательными веществами)

9.         Сфагновый горф. Сложен в главной своей массе из сфагнума. Обычно различают две разновидности сфагнового торфа, которые часто можно видеть хорошо обособившимися на разрезах наших моховых торфяников.

А. Молодой сфагновый торф, занимающий обычно верхнюю часть толщи, мало разложившийся, в котором хорошо заметны простым глазом остатки мхов. В Западной Европе его мощность чаще всего 2—2.5 м, у нас же в исследованных болотах его мощность обычно 1 — 1.5 м. В руках его сырая масса не смешивается, при сжимании рукой выделяется слабо окрашенная желтоватая жидкость. При высыхании сохраняет свое строение, но масса его уменьшается в объеме примерно раза в три. В воздушно-сухом состоянии обладает большой всасывающей способностью, эластичен и мягок, поэтому является весьма хорошим подстилочным материалом для скота. Из-за малой плотности и большой влагоем- кости на топливо не годится.

Б. Старый сфагновый торф занимает более нижние части сфагновой толщи, является более разложившимся и имеет темно-бурую, часто почти черную окраску. В руках хорошо смешивается и принимает тестообразную консистенцию, при сдавливании в кулаке выдавливается сквозь пальцы. В большинстве случаев в старом сфагновом торфе мох хорошо разложился. Представляет собою прекрасный материал на топливо. На подстилку менее пригоден, но иногда, будучи подвергнут действию мороза, становится более легким, рыхлым и влагоемким и тогда может идти на подстилку. Мощность его в болотах обычно 2.5—3.0 м.

В зависимости от того, какие растения сопутствуют сфагнуму в торфе, можно различать еще следующие сорта сфагнового торфа:

а)         шейхцериево-сфагновый торф: к сфагнуму в большей или меньшей степени примешаны стебли, корневища и листья Scheuchzeria palustris, часты также семена этого растения, имеющие вид мелких муравьиных яиц около 4—6 мм длиной;

б)        пушицево-сфагновый торф: значительная примесь остатков пушицы (Eriophorum vaginatum); из-за малоподдающихся разложению волокон ее он трудно разрывается и режется, что составляет большое препятствие при ручной разработке;

в)         собственно сфагновый торф, который также нередко можно назвать сосново-сфагновым, так как в нем часто нахождение остатков корявой сосны; остатки пушицы также встречаются, но значительно реже; очень беден золой и обладает большой гигроскопичностью, представляя собой прекрасное топливо и хорошую подстилку; достоинства этого торфа понижаются при значительном содержании в нем пней сосны и волокон пушицы;

г)         смолистый торф (смоляк), по Г. И. Танфильеву (1900а), представляет собою один из конечных продуктов гумификации болотных растений, имеет вид черной аморфной массы, пронизанной тонкими вертикальными волокнами, в изломе блестящий; в нем сохраняются ясно заметные волокна пушицы; в состав его входят сфагнум, сосна и пушица. До сих пор констатирован лишь в Московской (Танфильев, 1900а) и в Псковской губ. (Юрьев, 1925).

Останавливаясь в дальнейшем на химических и физических свойствах торфа, мы увидим, что различные виды его могут значительно отличаться в этом отношении друг от друга.

К содержанию книги: ПРОБЛЕМЫ БОЛОТОВЕДЕНИЯ, ПАЛЕОБОТАНИКИ И ПАЛЕОГЕОГРАФИИ