Факультет

Студентам

Посетителям

Появление на Земле жизни и первых почв

Под влиянием различных сил природы рушились горы, дробились каменные скалы.

Размывались водой и развевались ветрами пески и глины. Ничто не сдерживало их. Достаточно было пройти проливному дождю или разыграться ветру, как резко изменялась поверхность земли. Где вчера было ровное место, там сегодня мог вырасти холм песка, нанесённый ветром, или зазиять овраг, проложенный водою. Не было живых существ, не было растений, которые скрепляли бы землю своими корнями. Не было живых существу не было и почвы.

Прошли долгие миллионы лет, прежде чем на земле появились жизнь и почвы. Земля была тогда более тёплой, чем теперь.

Воздух был более насыщен парами воды. Он содержал значительно больше, чем теперь, таких газов, как аммиак и углеводороды (метан, этилен, ацетилен и др.). В этих условиях на поверхности теплой воды по соседству с землёю (у берега) могло образоваться новое вещество, которого до этого времени на земле не было. Вещество это содержало в себе различные части, бывшие в земле, в воде и в воздухе, как углерод, водород, кислород, азот, сера, фосфор и некоторые другие. Называется оно белком. Это вещество и теперь, как основная часть, входит в состав всякого живого тела: растений, животных и человека.

Первые живые существа. Впервые образовавшийся белок не сразу стал живым. Он много раз распадался и вновь восстанавливался, пока не получил устойчивые формы живого вещества: способности расти, двигаться, размножаться, отмирать. Это были мельчайшие из известных живых существ. Подобные им и теперь есть на земле, но они так малы по размерам, что увидеть их до сих пор не удаётся даже в самые хорошие микроскопы. Об этих существах мы знаем по их вредоносной роли: они вызывают у человека сыпной тиф, оспу, насморк, грипп, бешенство, бородавки; у свиней — оспу, холеру, ящур; у собак — собачью чуму; у растений — мозаичную болезнь (например, у картофеля) и др. Эти существа называют сейчас ультрамикробами и вирусами (от слова вирус, что значит яд). Называют их ещё фильтрующимися вирусами, потому что они так малы, что проходят, фильтруются вместе с жидкостью через тончайшие отверстия (поры) даже таких перегородок, как фарфор.

Возможно, что наряду с вирусами первые белковые живые существа на земле походили и на те вещества, которые сейчас применяются в медицине для борьбы с вредоносными бактериями. Это бактериофаги, что значит пожиратели бактерий. Их также нельзя увидеть даже в самые лучшие микроскопы. Размер их около 5 миллионных долей миллиметра.

Первые живые существа нельзя было назвать ни растениями, ни животными. Прошли многие тысячелетия, миллионы лет, прежде чем из этих мельчайших ультрабактерий развились известные нам теперь бактерии, а также растения и животные.

Бактерии тоже очень малы по размерам, но значительно больше вирусов и бактериофагов. Их можно видеть в микроскопы и таким образом можно наблюдать их жизнь и деятельность.

Некоторые из бактерий могли жить и теперь живут на голых скалах. Пищу эти существа брали как из воздуха в виде углекислоты и азота, так и из каменных скал. В результате их жизнедеятельности образуются кислые соки (кислоты), разъедающие камни. Из растворённой части камня (горной породы) бактерии и брали себе часть пищи.

Вслед за бактериями развивались и селились на скалах и на разрушенных породах мхи и лишайники. Они также растворяли частицы камня своими кислыми соками. Этой способностью особенно отличаются лишайники, в соках которых содержится много щавелевой кислоты. Их легко найти почти на всяком старом камне в виде чёрных, сероватых и белесых пятен, состоящих из чешуек. Под такими пятнами иногда можно прощупать углубления, которые образовались от разъедания камня соками лишайника.

Первые почвы. Мало-помалу первые живые существа вместе с водой и воздухом разрушали каменную кору земли, а умирая, они истлевали, разлагались и образовывали перегной (гумус). Перегной смешивался и соединялся с измельчённой частью земли и цементировал (склеивал) её. Так зарождалась первая почва. Она послужила средой для развития последующих, более крупных и сильных растений. Деревья и травы, поселяясь на почве, уходили своими корнями в трещины камней, разъединяли и разрушали их. На почву выпадали дожди. Вода промывала почвенные частички, растворяла содержащиеся в горной породе и перегное различные соли и питала ими растения, а часть солей вместе с водой просачивалась в нижележащие слои. Горная порода, слагающая почву, продолжала выветриваться.

Но, разрушая камни и горы, растения в то же время защищали почву. Перегной склеивал почвенные частицы, а густая сеть корней скрепляла их.

Зазеленели равнины и горы. Ожила земля. Жили и развивались растения, а вместе с ними «жила» и формировалась почва.

Почвенные бактерии, насекомые и землерои. Не одни только растения населяли теперь почву. В ней нашли приют несметные полчища мельчайших, невидимых простым глазом, живых существ — бактерий и большое количество насекомых и животных — землероев (черви, муравьи, кроты, суслики, хомяки и другие). Всё это жило, двигалось, питалось, размножалось, умирало. Животные взрыхляли почву, смешивали различные слои её между собой, а умирая, истлевали и увеличивали собой количество перегноя. Это участие животных в почвообразовании можно наблюдать и в настоящее время. Кто не видел в лесу огромные кучи из земли, хвои, листьев, построенные муравьями! Кто не встречался с кротовыми норами и холмиками, с ходами дождевых червей! А на юге, в степях европейской части СССР зачастую и теперь можно наблюдать на одном квадратном километре следы десятков тысяч холмиков, насыпанных хомяками и сусликами. Холмики эти или следы их занимают иногда до половины всей поверхности степи, и если бы их собрать вместе с одного квадратного километра нераспаханною участка, то они составили бы около 2000 кубических метров земли.

Чтобы читатель имел представление о роющей силе животных, населяющих почву, мы остановимся несколько подробнее на деятельности хотя бы червей. Они любят влажные, затенённые почвы. В благоприятной обстановке их разводится в почве несметное количество; на одном гектаре можно насчитать до миллиона норок. В период засух и в холодное время года черви, заползают в более глубокие слои почвы и свёртываются там в клубочек, чтобы меньше высыхать и меньше терять тепла в холод. В тёплое же время и особенно после дождей они поднимаются кверху, а иногда выползают на поверхность земли. Особенно легко их обнаружить в лесу, в саду или в парке в летнюю тёплую ночь после дождя. Черви во множестве выползают на поверхность, захватывают опавшие листья и травинки, затаскивают их в почву. Тишина нарушается в это время непрерывным шорохом и шелестом листьев и травы.

Передвигаясь в почве, черви раздвигают почвенные частицы своим телом, а когда не могут сделать этого, проглатывают лежащие перед ними почвенные частицы и продвигаются в образовавшееся таким путём пустое пространство. В свои норы они затаскивают опавшие листья, кусочки стебельков, навоз. Проглоченные кусочки земли, а также растительные и животные остатки выбрасываются из кишечника червя в сильно изменённом виде: почва измельчается и пропитывается (обрабатывается) органическим веществом — желудочным соком червя. Такие растительные остатки легче превращаются в перегной.

После дождя легко разыскать на поверхности почвы небольшие окатанные зёрнышки, собранные по нескольку вместе; это отбросы червя (копролиты), образующие прекрасную почвенную структуру.

Работая изо дня в день, дождевые черви перерабатывают огромную массу земли. Иногда почва с поверхности бывает сплошь покрыта таким переработанным слоем.

Черви, живущие в условиях нашего климата, весьма небольших размеров. В почве же тёплых стран живут черви, достигающие в длину одного метра. Работа этих червей в почве ещё более заметна: ими переработан весь верхний слой почвы.

Такова работа одних лишь червей. Если к ней добавить работу насекомых (муравьёв, термитов, многоножек, личинок), а также животных, то станет понятно огромное значение всего этого количества землероев в выветривании горных пород и в почвообразовании.

Почвенные бактерии. Наряду с животными и насекомыми, как уже указывалось, почву населяет бесчисленное количество невидимых простым глазом существ — бактерий. Они также живут кипучей жизнью: дышат, питаются, размножаются. В подавляющем большинстве случаев добычей их служат умершие растения и животные. Бактерии разлагают и «съедают» их. Только благодаря бактериям умершие растения и животные истлевают и превращаются в перегной. Не будь этих маленьких существ, растительные и животные остатки сплошной массой скопились бы на поверхности земли, и растения, а также животные и люди не могли бы на ней существовать.

Многие из бактерий в настоящее время хорошо изучены с помощью микроскопа и других приспособлений. Особенно много над этим вопросом потрудились французский учёный Пастер и русские учёные — Мечников, Виноградский и Омелянский. Оказывается, что невидимые простым глазом бактерии чрезвычайно разнообразны по своему виду и свойствам и требуют для своего развития различных условий. Среди них есть такие, которые усваивают из воздуха для построения своего тела газ азот, необходимый и для питания растений. Некоторые из бактерий поселяются на корнях бобовых растений, например, клевера, люцерны, гороха, вики. Питаясь отчасти их соками, бактерии раздражают корень растения, и в том месте, где они поселились, образуется вздутие, как бы опухоль, или, как говорят, появляется клубенёк. Отсюда и бактерии эти получили название клубеньковых. В зависимости от рода бактерий и от вида растения, клубеньки образуются разные. На корнях клевера, люцерны, вики клубеньки мелкие, в 1—2—3 миллиметра, продолговатые, в виде сосочков; на корнях других растений, например люпина, клубеньки более крупных размеров и иногда достигают величины лесного ореха и больше. Обнаружить клубеньки на корнях бобовых легко. Для этого стоит лишь выкопать лопатой куст клевера, люцерны или люпина и обмыть его в воде; на корнях останутся клубеньки, особенно хорошо заметные у люпина.

При жизни, а главным образом после смерти бактерий и разложения клубеньков заключённый в них азот используется для питания как теми растениями, на корнях которых жили бактерии так и вновь высеянными здесь.

Кроме клубеньковых бактерий, в почве есть свободно живущие бактерии, также усваивающие азот воздуха.

Помимо названных, усваивающих азот бактерий, в почве есть и другая группа их, играющая незаменимую роль при питании растений азотом. Эти бактерии участвуют в разложении остатков отмерших растений, животных и других бактерий. В результате их жизнедеятельности в почве образуются аммиак, азотная кислота и селитра, азот которых идёт в пищу растений.

Кроме того, получающаяся в почве азотная кислота растворяет ряд минералов и переводит составные части их, в том числе и необходимые для питания растений, например, фосфор и калий, в легко доступную для растений форму. Таким образом, описанные нами бактерии (а также и некоторые грибы) обеспечивают растения не только азотом, но и другими питательными веществами.

Однако было бы ошибочным думать, что в почве живут только полезные для растений бактерии. Там есть и другие, вредные бактерии. Они разрушают селитру и освобождают связанный азот, который улетучивается при этом в воздух. Задача земледельца заключается в том, чтобы способствовать развитию в почве полезных и подавлять развитие вредных бактерий. Об этом подробнее мы скажем далее, а здесь лишь отметим, что клубеньковые бактерии, как и те, которые образуют селитру, успешно развиваются в рыхлой, хорошо проветриваемой почве. Бактерии же, разрушающие селитру, в такой почве пропадают; они хорошо развиваются в плохо проветриваемой, сырой почве.

Почему на земной поверхности образуются различные почвы. Мы отметили почвообразующую роль различных живых организмов. Но ведь они, в зависимости от места своего обитания, весьма различны. Скажем, на крайнем холодном севере нашей родины растут мхи, лишайники да кое-какие кустарники. Южнее развиты могучие леса, а затем степи, полупустыни и пустыни.

Разный климат обусловил развитие различных растений, животных, микроорганизмов, а разные живые существа по-разному влияют на почву.

Кроме того, на свойствах почвы сказывается различное в разных местах количество выпадающих осадков (дождь, снег, роса), различные температуры воздуха — то высокие, то низкие, различная его влажность, ветры и т. д. В общей совокупности климат является могучим фактором почвообразования.

Выше мы указывали, как происходит зарождение почвы на каменистых (изверженных) породах.

Гораздо быстрее и легче образуется почва на породах осадочных, обломочных — песках, суглинках, глинах. Да это и понятно. Ведь чтобы поселиться на камнях, растения и животные должны разрушать и завоёвывать их, тогда как обломочные породы представляют собой уже разрушенный материал, значительно выветренный и часто богатый питательными солями. Большей частью современные почвы образовались на осадочных горных породах.

Каждая горная порода обладает присущими ей свойствами. Например, кварцевые пески рыхлы, но бесплодны; глины более плотны, но обычно богаче питательными веществами. Иными свойствами обладают известь, торф и т. п.

Поэтому понятно, что на разных породах образуются и разные по своим свойствам и составу почвы.

Большое влияние оказывает на почву и рельеф местности. В горах, например, почвы всегда будут отличные от почв равнины, потому что там иной климат, иная растительность, да и породы, на которых образуются почвы, обычно другие, чем в равнине; причём почвы южного и северного склона гор будут также различными, так как эти склоны различаются по количеству получаемого ими тепла, по влажности и пр.

Почвы различаются также по возрасту и по быстроте протекания почвообразовательного процесса. В одних местах они как бы успели уже «состариться» (в агрономическом смысле — «седой» подзол), в других находятся в средней стадии своего развития и наилучшего плодородия (чернозём). И, наконец, есть почвы, переживающие как бы «детский» возраст своего развития, например, на свежих наносах по берегам рек, на курганах, насыпанных людьми, на стенах старых крепостей, в горах.

Под влиянием различных сил природы образуется «дикая», или естественная, почва. Эту почву использует в своих целях человек, в корне изменяя все её свойства. Человек обрабатывает почву для посева, изменяет её состав удобрениями, осушает болота, орошает пустыни. Чтобы представить всю грандиозность воздействия человека на почву, достаточно указать, что земледельцы земного шара ежегодно при обработке почвы переворачивают около 1000 кубических километров земли. Это раз в 7—10 больше того твёрдого материала (глины, песка), который реки всего земного шара ежегодно несут в моря и океаны.

Воздействие человека на почву может быть двоякое: 1) он может, эксплуатируя почву, истощать её, разрушать, обесценивать; 2) человек может, используя почву, окультуривать её, поднимать её плодородие. Первый способ — хищнической эксплуатации почвы практиковался ранее и часто наблюдается теперь, в условиях капиталистического строя, при частновладельческом пользовании землёй. В этом случае из-за временной выгоды отдельных лиц, истощаются поля, вырубаются леса в тех местах, где они защищают почву от заболачивания или смыва; разрушается, вследствие неумеренной пастьбы скота, дернина на пастбищах, позже размываемых водой, и пр.

В СССР, в условиях социалистического строя, где земля — всенародное достояние, — роль человека как почвообразователя должна быть только созидательной, а конечная цель нашей почвенной и агрономической деятельности — окультуривание всех почв Союза, поднятие их плодородия на высшую ступень для непрерывного роста урожаев сельскохозяйственных культур.

Внешний вид, или профиль, почвы. Чтобы познакомиться с отдельными частями почвы, дадим примерное описание вполне развившейся почвы. Такая почва значительно отличается от только что зарождающейся, какую мы описывали. Это уже не тонкий слой поверх горной породы, а большой пласт земли толщиной иногда в несколько метров. Если в такой почве вырыть яму в два-три метра и аккуратно сгладить её стену, то сейчас же заметим более или менее отчётливо различающиеся слои (горизонты). Верхний слой почвы (А) бывает обычно более тёмного цвета. В нём распространяется большая часть корней растений. На поверхность его также падают отмершие листья и стебли. Всё это истлевает, образуется перегной, который соединяется и смешивается с разрушенными частичками горных пород (с известью, глиной, песком и т. д.) и окрашивает почву в тёмный цвет. Перегной склеивает эти частички и мешает быстрому вымыванию их водой, проникающей в почву. Этот слой почвы называется перегнойным. Легко растворимые соли чаще всего бывают из него вымыты дождями.

Под перегнойным слоем замечается второй, обычно более светло окрашенный (А2). Перегноя в нём содержится значительно меньше. Мельчайшие (коллоидальные) почвенные частички, а также соли, как обыкновенная поваренная соль, гипс, известь и другие, да и сам перегной удерживаются здесь хуже, и вода, просачивающаяся в почву, вымывает их сильнее, нежели из слоя, выше лежащего. Этот слой называется слоем (горизонтом) вымывания.

Наконец, ниже располагается третий слой, по окраске напоминающий ту породу, из которой образовалась почва (В1 и В2). Сюда поступает вода, проникающая из верхних слоёв, и приносит вымытые из них вещества. Часть этих веществ, солей, оседает здесь. Некоторые из них, соединяясь между собой и с частями породы, образуют новые соединения, новые почвенные минералы (монтмориллонит, калиевые глинные минералы и др.), новые соли. Этот слой называется слоем (горизонтом) вмывания. Он обычно — более плотный и твёрдый, нежели слой почвы выше лежащий. В некоторых почвах в нём чётко виднеются вкрапления солей (горизонт С1 и С2).

Все три описанные нами слоя — перегнойный, слой вымывания и слой вмывания — и составляют почву.

Значит, под почвой нужно понимать все поверхностные слои горных пород, переработанные и измененные совместным действием климата (свет, тепло, воздух, вода), растительных и животных организмов, а на окультуренных территориях — и деятельностью человека.

Под каждой почвой залегает та порода, на которой почва образовалась. Эта порода как бы родила почву, и её называют материнской горной породой (С).

Нужно заметить, что не у каждой почвы чётко развиты все горизонты. Ведь почвы, как мы уже знаем, бывают различных возрастов. Естественно, что у «молодой», скажем, почвы горизонты вымывания и вмывания будут развиты слабо. Кроме того, развитие почв зависит от климата и других причин, о которых вкратце скажем далее.

Мы изучаем почву как естественно-историческое тело природы в целях наиболее полного и наиболее разумного использования её как предмета и средства труда в сельскохозяйственном и вообще в народнохозяйственном производстве.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: