Страница 20 из 39
Такие организмы называются сапрофагами. В основном это бактерии и грибы, но к числу сапрофагов относится и множество почвенных животных.
Минерализация органического вещества, так же как и его синтез, входит составной частью в почвообразовательный процесс. Подчеркивая роль почвы в жизни биосферы, хочется обратиться к прогнозам В. Р. Вильямса, который полагал, что если 75 процентов общего количества ежегодно синтезируемого растениями органического вещества не будет минерализовано гетеротрофами, то через 3—4 года жизнь на Земле должна прекратиться. Сколько же почвенных животных в килограммах приходится на 1 гектар почвы? Данные по нашей стране следующие: в тундре — 90, в северной тайге — 100—150, в южной тайге — 160—350, в смешанных лесах — 800—1000, в широколиственных лесах — 1000—1500, в лесостепи — 500— 900, в степи — 200, в пустыне — 20. При этом большая часть биомассы приходится на долю дождевых червей (50—90 процентов), которые в сообществах умеренного пояса занимают центральное место.
По данным наших ученых, почвенные млекопитающие, роя норы и строя гнезда, способны перемещать огромные количества почвы. Например, обыкновенные кроты перерывают от 3,9 до 55 тонн на гектар, а их выбросы в лесах занимают до 37 процентов территории. Мелкие грызуны — от 13 до 36 тонн на гектар. При этом вместе с почвой перераспределяются и химические элементы. Если выразить эту биогеохимическую работу в килограммах на гектар, то получим внушительные цифры. Так, в дерново–подзолистых почвах кроты перемещают углерода 76 килограммов на гектар, азота — 4,8, кремния — 2942, железа — 238, алюминия — 481 килограмм на гектар, что значительно больше, чем в ежегодном растительном опаде.
В перерытом слепышами верхнем слое чернозема содержание кальция возрастает: они перемещают почву из нижнего черноземного карбонатного горизонта, находящегося на глубине около 1 метра, к верхнему. Из–за временного затопления пустот, нор грунтовыми водами в них могут выпадать малорастворимые соли, а легкорастворимые, наоборот, вымываться. Почва гнезд обогащается выделениями животных, органическими остатками, что также сказывается на химических и физических свойствах почв.
Особо хочется сказать о великих тружениках — дождевых червях, которых, к сожалению, на наших полях становится все меньше и меньше. В 1881 году великий Чарлз Дарвин впервые указал на их роль в формировании плодородия почв. Дождевые черви находятся в постоянном движении. Они мигрируют глубже других почвенных животных, проникая в глубины до 1,5—2 метров.
Экологии дождевых червей и изучению их влияния на плодородие почвы посвящена большая монографическая работа литовской исследовательницы О. П. Атлавините, рассказывающая о влиянии на дождевых червей различных природных условий и о влиянии самих дождевых червей на урожай различных культур.
Передвигаясь в толще почвы, дождевые черви пронизывают ее сетью ходов диаметром от 3 до 7 миллиметров. Эти ходы способствуют лучшей аэрации почвы, проникновению в нее влаги и корней. Питаясь, дождевые черви вместе с разлагающимися органическими веществами пропускают сквозь свой кишечник большое количество почвенной массы, выделяя ее в виде капролитов. Масса таких капролитов составляет несколько сот тонн на 1 гектар. Капролиты — наиболее благоприятная среда для размножения почвенных микроорганизмов: их численность увеличивается в несколько раз. Таким образом, дождевые черви ускоряют разложение органических веществ и влияют на урожайность растений.
Продолжительность жизни дождевых червей 3—5 лет, хотя некоторые виды живут до 10 лет. Черви обладают удивительной регенерационной способностью — они могут достраивать утраченные части тела. Дождевые черви чутко реагируют на изменения климато–метеорологических условий.
Вертикальная миграция дождевых червей по почвенному профилю часто обусловлена температурой и влажностью почвы, а также ее механическим составом. Численность дождевых червей на 1 квадратном метре может колебаться от нескольких экземпляров до десятков и сотен.
Оценивая выдающуюся роль червей, следует сказать, что грядущие системы земледелия обязательно будут учитывать “червивый” вопрос. Немецкие луговоды утверждают, что на гектаре хорошего пастбища количество скота по массе должно равняться массе дождевых червей в почве.
У А. К. Толстого в одном из стихотворений есть строка: “…вслед за пахарем прилежным ходят жирные грачи”. Ох, уж это воронье! Обедняют они наши почвы, а виноваты мы сами, плугом выворачиваем для них червей и подаем “на блюдечке”, лишая почву плодородия, а себя — хороших урожаев. А вот бесплужная система не дает этим прихлебателям возможности пировать за наш счет. Нет оборота пласта почвы, не выворачивает его плоскорез на поверхность — и живы черви. Вот так–то. Будь внимательнее, человек!
Докучаевское почвоведение началось с русского чернозема и “Русского чернозема”. В. В. Докучаев говорил, что чернозем стал для почвоведения тем же, чем стала лягушка для физиологии и кальцит для минералогии. Именно Докучаеву принадлежит выражение — царь почв. Поначалу многие темные почвы называли черноземом, потом же, с развитием почвоведения, стали выделать варианты черноземов: северные оподзоленные, обыкновенные, выщелоченные, мощные, тучные, южные, предкавказские и другие. На самом деле разнообразие черноземных почв много больше. Слишком не похожи они друг на друга в разных регионах и ландшафтах. Здесь следует напомнить, что еще задолго до формулировки зональной концепции Докучаев увидел ландшафтные различия черноземов. Он выделил чернозем горовой (водораздельный), чернозем склоновый и чернозем долинный. Сейчас, спустя столетие, такой триадный подход — водораздел, склон, долина — положен в основу почвенно–геоморфологических, ландшафтно–геохимических, геоботанических и землеустроительных работ. Единство этой триады обусловлено поверхностным и внутрипочвенным стоком веществ. Теперь докучаевско–полыновскую триаду называют заграничным словом “катена”. Кстати сказать, сейчас в русское почвоведение проникло такое количество иностранных слов, что, читая некоторые работы, никогда не подумаешь, что почвоведение — русская наука. Годы застоя нанесли немалый урон изучению наших почв. Ведь мы и сегодня не имеем монографических исследований почв Тульской, Калужской, Брянской, Владимирской, Рязанской и других областей Нечерноземного Центра. И это в регионе, где находятся ведущие почвенные учреждения страны — почвенные институты в Москве и в Пущине, Московский университет с факультетом почвоведения, Тимирязевская академия, Институт земельных ресурсов, несколько областных сельскохозяйственных станций, кафедр и других учреждений республиканского и союзного значения.
Продолжая разговор о черноземах, следует сказать, что его плодородие — это наследство, доставшееся нам с далеких, доисторических времен. Разные исследователи определяют возраст чернозема по–разному — в 5, 10, 20 тысяч лет. Для нас же с вами важно, что не при жизни человека и не его трудами создан чернозем. Уже до Докучаева существовало несколько гипотез происхождения чернозема — водная, болотная, морская, сухопутная и разные их варианты. Докучаев по итогам своих многолетних экспедиций увидел в черноземе сухопутно–наземное образование, возникшее в результате взаимодействия факторов почвообразования степной полосы России. Чтобы прийти к этому выводу, Докучаев совершал тысячекилометровые экспедиции по просторам России. Делал он это по заданию Вольного экономического общества, которое было очень обеспокоено участившимися засухами в черноземной полосе России и снижением производительных сил этого края. Еще в середине XVIII века М. В. Ломоносов утверждал, что чернозем произошел “от согнития растительных и животных тел со временем”. К сожалению, Докучаев узнал об этом слишком поздно, иначе, как он говорил, ему не пришлось бы совершать столько экспедиций, чтобы прийти к такому же выводу.
Итак, в чем богатство чернозема? В чем сила его плодородия? Прежде всего в высоком содержании и благоприятном составе почвенного гумуса. Исходный карбонатный состав лессовидных пород обусловливает нейтральную реакцию почвы — рН 6,8—7,4 и оптимальное содержание различных химических элементов. К этому следует добавить, что гумусовый горизонт имеет значительную мощность — в отдельных случаях до метра и более. Поскольку чернозем возник под травянистой растительностью, то возделывание человеком злаковых культур окупилось здесь сторицей. Не случайно Черноземье — основная зерновая житница страны.