 |
|
|
История русского почвоведения |
ГЛАВА ШЕСТАЯ. СОВЕТСКИЙ ПЕРИОД РАЗВИТИЯ ПОЧВОВЕДЕНИЯ
|
Смотрите также:
Биографии биологов, почвоведов
|
Достижения отечественной микробиологии почв были широко использованы при разработке теории почвообразования В. Р. Вильямсом.
Василий Робертович Вильямс, его жизнь и деятельность.
Василий Робертович Вильямс родился 9 октября 1863_г. в Москве в семье американского инженера путей сообщения, приглашенного в 1854 г. для участия в строительстве Николаевской (ныне Октябрьской) железной дороги. Мать В. Р. Вильямса была русская, -бывшая крепостная крестьянка.
Окончив реальное училище, В. Р. Вильямс поступил в Петровскую земледельческую и лесную академию в Москве, в которой специализировался и работал в качестве ассистента у профессора почвоведения и земледелия А. А. Фадеева. После окончания в 1887 г. Петровской академии Вильямс был командирован на три года за границу, где работал в Париже у Пастера и Шлезин- га и в Мюнхене у Вольни. После возвращения из заграничной командировки В. Р. Вильямс закончил и в 1893 г. защитил магистерскую диссертацию на тему «Опыт исследования в области механического анализа почв». В день защиты диссертации Петровская академия в связи с участившимися студенческими волнениями была закрыта и вместо нее в следующем, 1894 г., был организован Московский сельскохозяйственный институт, в котором В. Р. Вильямс занял кафедру почвоведения и общего земледелия.
Заведующим этой кафедрой он оставался до конца своей жизни. При кафедре Вильямс организовал контрольно-семенную станцию, исследовательскую селекционную станцию, лизиметрическую станцию из 10 бетонных лизиметров и большой питомник злаков и бобовых, включавши^ 3000 форм этих растений. В период организации кафедры В. Р. Вильямс был командирован в США на Всемирную Колумбову выставку в Чикаго (1894) и на Всемирную Парижскую выставку (1902). С 1904 г. Вильямсом были начаты большие работы по исследованию почв окрестностей Москвы с целью выбора места для устройства полей орошения. В связи с этой работой он снова был командирован за границу—в Германию, Францию и Англию для ознакомления с биологическими способами очистки сточных вод.
В 1906 г. В. Р. Вильямс был избран директором Московского сельскохозяйственного института и произвел ряд реформ, в частности стал принимать в институт женщин. В результате напряженной работы на посту директора в 1908 г. у В. Р: Вильямса произошло кровоизлияние в мозг, повлекшее за собой частичный паралич ног и искривление рта, оставшиеся до конца жизни. После выздоровления Вильямс вернулся к научно-исследовательской работе. В 1911 г. им были организованы при лаборатории почвоведения курсы по луговодству, на базе которых в дальнейшем был создан Государственный институт луговодства (ныне Всесоюзный научно- исследовательский институт кормов).
После Великой Октябрьской революции В. Р. Вильямс был избран в 1922 г, ректором восстановленной Петровской академии, в 1923 г. переименованной в Московскую сельскохозяйственную академию им. К. А. Тимирязева. В этот период Вильямс выполнял большую научную и общественную работу. Он участвовал в работе Госплана, избирался депутатом Московского Совета, членом Центрального Исполнительного Комитета СССР, а в 1937 г. депутатом Верховного Совета СССР. В 1928 г. он вступил в ряды Коммунистической партии. В. Р. Вильямс был академиком Академии наук СССР {с 1931 г.) и Всесоюзной Академии сельскохозяйственных наук им. В. И. Ленина. Он скончался 11 ноября 1939 г.
В. Р. Вильямсом опубликовано большое число работ по почвоведению, земледелию и луговодству. Эти работы собраны и переизданы в двенадцати томах его собрания сочинений. Важнейшими работами в области почвоведения являются: «Почвоведение» в двух томах и «Почвоведение. Земледелие с основами почвоведения» — учебник для высших сельскохозяйственных учебных заведений, вышедший шестью изданиями.
Учение Вильямса и его значение для почвоведения и агрономии. Научная деятельность Вильямса началась в период, когда Докучаевым и Костычевым были заложены основы генетического почвоведения как отрасли естествознания, теснейшим образом связанной с сельским хозяйством. В то время как некоторые ученики Докучаева пытались развивать почвоведение в отрыве от сельского хозяйства, Вильямс полностью воспринял учение Докучаева и Костычева, творчески развил его и поднял на новую, более высокую ступень; неразрывно связав с сельским хозяйством. Вильямс создал биологическое направление почвоведения, дающее теоретические основы управления плодородием почвы для получения все возрастающих урожаев сельскохозяйственных культур. Он показал ведущую роль биологических факторов в Пpиpoднoм почвообразовательном процессе и преобразование почвы под воздействием общественного производства в продукт труда.
По учению Вильямса, основным свойством почвы как тела природы является ее плодородие, обусловленное одновременным содержанием в ней воды и усвояемых соединений азота и элементов зольной пищи растений. Почва развивается на рухляковых, т. е. выветрившихся материнских горных породах. Выветривание не может создать почвы. Почвообразование—процесс биологический. Оно возникает и развивается только при поселении на горной породе микроорганизмов" и зеленых растений. В процессе выветривания из горной породы образуется рухляковая материнская порода, представляющая собой пористое тело, обладающее свойствами волосности (ка-, пиллярности) и влагоемкости (способности удерживать воду). Выделяющиеся в процессе выветривания растворимые соединения элементов зольной пищи растений поступают в большой геологический круговорот веществ в природе (между сушей и океаном), в котором вода атмосферных осадков уносит зольные элементы в реки и моря. С поселением же на рухляке организмов зольные элементы пищи перехватываются растениями и поступают в малый биологический круговорот элементов зольной и азотной пищи растений, который противоположен круговороту геологическому и сопровождается накоплением зольных элементов в почве. Зольные элементы пищи извлекаются из почвы и материнской породы корнями растений и, вследствие присущей растениям избирательной поглотительной способности, накапливаются при отмирании растений и образовании растительного опада в поверхностном слое почвы. Накопление же в почве азота — результат жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Таким образом, почва и ее плодородие— продукт биологических процессов
Они создаются растительными формациями, развивающимися в определенных условиях среды. Растительные формации состоят из; зеленых (хлорофильных) и бесхлорофильных растений (бактерий и грибов).
Первые способны пагло- щать солнечный свет и использовать его для создания органических веществ путем усвоения углекислоты воздуха, воды, соединений азота и зольных элементов почвы. Отмершие растения и растительный опад, поступая в почву, становятся пищей микроорганизмов, которые в процессе жизнедеятельности синтезируют почвенный перегной и образуют минеральные и органо-минеральные соединения, являющиеся в свою очередь пищей зеленых растений. Так проходит в природе биологический круговорот зольной и азотной пищи растений между зелеными растениями и микроорганизмами. В этом круговороте важную роль играет органическое вещество почв — перегной, в котором отложен весь почвенный азот, а также значительная часть фосфора, калия и других зольных элементов пищи растений. Поэтому сущность процесса почвообразования — синтез и разрушение органических веществ.
Вместе с тем в почве одновременно с почвообразованием происходит выветривание, при котором выделяются все новые количества зольных элементов, поступающих ужеи-е в геологический, а в биологический круговорот веществ . По мере развития жизни биологический круговорот все расширяется, обеспечивая образование новых видов организмов, сменяющих друг друга в процессе эволюции».
Почвообразование — биологический процесс, представляющий один из следов эволюции жизни на земной поверхности. Существо его составляет борьба противоположностей, которые неизбежно возникают во всякой почвообразующей породе при поселении на ней растительных организмов.
В результате воздействия на почвообразующую породу растительных формаций, которые также слагаются из противоположностей (зеленые и незеленые растения, аэробы и анаэробы), в породе 'накапливаются мелкие количественные изменения. Эти ^количественные изменения в процессе развития скачками переходят в качественные изменения, выражающиеся в образовании новых почв. Возникновение новой почвы вызывает изменение состава и свойств самой растительности. Изменение растительности в свою очередь вызывает изменение в пределах широтных зон климата.
Таким образом, почвообразование протекает в неразрывном единстве со средой и ведет к прогрессивному повышению плодородия, являющемуся условием развития жизни.
Так, в учении Вильямса почвообразование и развитие плодородия почв рассматривается в свете основного положения мичуринской агробиологии о единстве организма и среды.
В развитии почвообразования можно различать ряд звеньев — периодов, стадий и фаз почвообразовательного процесса, наступление которых связано со сменой растительных формаций.
С точки зрения участия в почвообразовательном процессе наибольшее значение имеют наземные зеленые растения, обладающие корневой системой. Вместе с бесхлорофильными растениями они образуют следующие растительные формации:
1. Деревянистую растительную формацию, состоящую из деревянистых зеленых растений, грибов, актино- мицетов и анаэробных бактерий. 2. Луговую травянистую растительную формацию, в которую входят луговые травянистые зеленые растения, аэробные бактерии и в особенности анаэробные бактерии. 3. Степную травянистую растительную формацию, состоящую из степных травянистых зеленых растений и аэробных бактерий. 4. Пустынную растительную формацию, состоящую из хемотрофных и других бактерий, водорослей и грибов.
Под пологом перечисленных растительных формаций развиваются определенные периоды единого почвообразовательного процесса: 1. Подзолистый, развивающийся под воздействием деревянистой лесной растительной формации. 2. Дерновый, с двумя стадиями — луговой и болотной, протекающими под разными группами луговой травянистой растительной формации. 3. Степной, развивающийся под степной растительной формацией.
Кроме того, существует первичный почвообразовательный процесс, идущий при воздействии на материнскую горную породу хемотрофных и других бактерий, низших грибов, водорослей и лишайников.
Под пологом деревянистой растительной формации протекает подзолообразовательный процесс, представляющий первый начальный период развития почвообразования, слза первичным почвообразованием под низшей растительностью. В наиболее чистой форме подзолов подзолообразовательный процесс развивается под пологом сомкнутых хвойных (еловых, пихтовых) лесов. В таких лесах, вследствие недостатка света, наземный растительный покров часто вовсе отсутствует, и поверхность почв покрыта мертвым покровом из осыпавшейся хвои, ветвей, шишек или целых стволов бурелома. Разложение мертвого опада в лесу происходит в аэробных условиях в результате преимущественно жизнедеятельности грибов, выделяющих растворимые в воде органические кислоты, в том числе перегнойную креновую кислоту. Под действием этой кислоты происходит разрушение алюмосиликатов, сопровождающееся вымыванием продуктов разрушения из поверхностного слоя почвы в более глубокий слой, в котором протекает анаэробный микробиологический процесс. В соответствии с этим при подзолообразовании почва приобретает особое строение, с характерным расчленением на поверхностный выщелоченный подзолистый горизонт Аг и лежащий под ним горизонт вымывания, или иллювиальный В.
На поверхности подзолистого горизонта залегает слой мертвого опада, или лесной подстилки. В связи с тем, что в процессе своей жизнедеятельности грибы выделяют органические кислоты, для почв подзолистого периода почвообразовательного процесса характерна кислая реакция. Эта кислая среда не создает препятствий для питания деревянистой растительности, поскольку древесные растения имеют микоризу, т. е. живут в симбиозе с грибами, обладающими способностью усваивать органические вещества в кислой среде. Микориза обеспечивает деревья азотом азотистых органических и орга- но-минераль«ых соединений почвы, а также зольными элементами, выделяющимися при выветривании в кислой среде алюмосиликатов. Большое значение имеет также резкое увеличение микоризой сосущей поверхности корней. Своей мощной, глубоко распространяющейся корневой системой деревья охватывают огромные массы почвообразующей породы, извлекают из нее зольные питательные элементы и откладывают их в почве.
Таким образом, деревянистая формация, как и все растительные формации, накапливает в почве питательные элементы, обеспечивающие развитие многочисленных поколений лесной растительности.
В процессе развития деревянистой растительной формации происходит естественное изреживание ее вследствие отмирания отдельных деревьев, а также гибели их во время бурь. В связи с этим сомкнутое лесное насаждение с течением времени переходит в осветленное с более или менее значительными участками, лишенными древесной растительности. В таком насаждении на поверхности почвы появляются растения травянистой луговой растительной формации. Травянистый растительный покров свойствен также хвойно-широколиствен- ным и в особенности широколиственным лесам южных районов лесной зоны. Травянистая растительность обусловливает наступление дернового периода единого почвообразовательного процесса; для него характерно значительное накопление в верхнем горизонте почвы перегноя, вследствие чего подзолы переходят в дерново- подзолистые почвы, у которых под горизонтом лесной подстилки залегает дерновый перегйойный горизонт, а ниже его — подзолистый горизонт. Под широколиственными же лесами (дубравами) образуются серые лесные почвы с более мощным и богатым перегноем дерновым горизонтом. Травянистая луговая растительность отмирает в начале зимы, с наступлением устойчивых морозов. Вследствие этого осенью разложение ее мертвых корневых остатков не может происходить, и они сохраняются в почве до весны. Весной же почва пересыщена влагой, в ней может протекать только анаэробный процесс превращения органически* веществ, при котором образуется перегнойная . ульминовая кислота, угнетающая жизнедеятельность анаэробных бактерий.
В результате в почве происходит накопление перегноя, являющееся основным, существенным свойством дернового периода почвообразования. Под воздействием сильноразветвленной мочковатой корневой системы луговых злаков в богатой свежеосажденным перегноем, насыщенным кальцием, дерновой почве образуется прочная комковатая структура. Эти особенности дернового почвообразовательного процесса в разной степени и форме проявляются на разных фазах его развития в связи с биологическими особенностями луговых злаков. Корневищные злаки развиваются в первой фазе луговой стадии дернового процесса, рыхлокустовые создают основные свойства дерновой почвы — богатство перегноем и прочную комковатую структуру. Появление плотно- кустовых злаков характеризует наступление болотной стадии дернового процесса.
Положение узла кущения плотнокустовых злаков выше поверхности почвы вызывает накопление на почве мертвых органических остатков, напитанных водой. В почве возникают условия анаэробиозиса, и на поверхности ее начинает обособляться горизонт торфа. В связи с этим происходит уменьшение содержания зольных элементов, в особенности калия, представляющее характерный признак торфяников. На такой почве в природных условиях произрастают растения микотрофного типа питания, способные усваивать азот и зольные элементы непосредственно из органических соединений при посредстве микоризы. Дальнейшее развитие болотной стадии почвообразования приводит к появлению мхов, у которых отсутствуют настоящие корни, а усвоение питательных соединений осуществляется поверхностными клетками растений. Раньше поселяются зеленые мхи, имеющие ризоиды, по мере же нарастания торфа и все большего уменьшения содержания в нем зольных элементов они сменяются белыми сфагновыми мхами. В связи с этим вследствие непрерывного роста сфагнового мха кверху и отмирания нижних его частей образуется верховое болот, потерявшее связь с минеральным грунтом. Торф такого болота особенно беден золой, отличается высокой кислотностью и пересыщен водой.
Наступление болотной стадии почвообразовательного процесса может иметь место- только на бедной доступными питательными веществами алюмосиликат- ной морене, на более же богатых, и в особенности карбонатных породах, она отсутствует, а развивается лугово- степная стадия.
Под лугово-степной растительностью образуются черноземы, богатые перегноем и имеющие хорошо выраженную прочную зернистую структуру. В них происходит аэробный процесс превращения органических веществ и образование перегнойной гуминовой кислоты. В почвах под травянистой степной растительностью аэробное разложение органических веществ резко усиливается и приводит к образованию малоперегнойных, бесструктурных и соленосных почв. Вследствие недостатка влаги злаковая растительность изреживается и в растительном покрове начинают преобладать ксерофитные полукустарнички, главным образом различные виды полыни. В травянистой степной формации отмирание растений происходит летом, причем первыми отмирают весенние эфемеры-однолетники, а вслед за ними — злаки. В переходной зоне от дернового к степному почвообразованию сформировались каштановые почвы, в зонах сухой и пустынной степи — бурые почвы и сероземы.
Каждый из периодов единого почвообразовательного процесса характеризуется определенными условиями природного плодородия почвы.
В первую эру существования Земли господствовал первичный почвообразовательный процесс. В современную геологическую эпоху на территории СССР почвообразование началось после окончания последнего оледенения. Вслед за приледниковой тундрой наступил подзолистый период единого почвообразовательного процесса, которым и до настоящего времени охвачена северная половина территории нашей страны. В южной половине он сменился дерновым и степным периодом.
«Почвенные зоны и типы почв, которые различаются в почвоведении, лишь статические моменты единого колоссального по длительности и протяженности динамического процесса... генетически между собой связанные стадии одной общей грандиозной по своей протяженности во времени и пространстве истории воздействия биологических элементов природы на поверхностные горизонты земной суши» .
Правильность учения В. Р. Вильямса о едином почвообразовательном процессе подтверждена данными современной биологической науки.
|
|
|
|
К содержанию книги: Дмитрий Гермогенович Виленский - История почвоведения в России
|
Последние добавления:
Качинский - Жизнь и свойства почвы
Вернадский - химическое строение биосферы