Нижняя граница почвы

Вопрос о нижней границы почвы до сего времени остается в науке нерешенным. В статье рассматриваются существующие четыре основные точки зрения и приведены доказательства, чтр все они фактами не обоснованы. По автору, в лесной и степной зонах Русской равнины нижнюю границу автоморфных почв следует проводить до нижней границе накопления продуктов почвообразования, в лесной зоне — полуторных окислов, в степной — карбонатов, гипса.
Несмотря на то, что еще в прошлом столетии появилось сформулированное В. В. Докучаевым определение понятия «почва» как особого естественно-исторического тела, до сих пор остается еще не окончательно решенным вопрос, где кончается почва и начинается порода, не измененная почвообразованием. Представление о нижней границе почвы различно не только у практиков, которые имеют дело с почвой и нередко принимают за почву лишь более или менее окрашенные гумусом или оподзоленные горизонты, но и у почвоведов.
Перед автором статьи встал этот вопрос при составлении карты почвообразующих пород европейской части СССР. Следуя учению В. В. Докучаева, под термином почвообразующая или материнская порода нужно понимать толщу геологического отложения, залегающую у самой поверхности и захваченную процессами почвообразования. Такая формулировка приводит к заключению, что нижняя граница этой толщи затухает там, где заканчиваются почвенные процессы, т. е. где кончается почва.
Труды В. В. Докучаева и более поздние работы почвоведов показывают, что существует большое количество признаков, отличающих почву от породы. Однако при более внимательном рассмотрении становится очевидным, что только примерно пять из них отличают почву от породы: происхождение, строение, следование параллельно поверхности земли, мощность, особый характер протекающих в ней биологических, физико-химических и химических процессов. Все другие признаки в той или иной степени выраженности встречаются и в породе.
Встает вопрос, в какой мере перечисленные признаки могут помочь установлению нижней границы почвы? По-видимому, для его решения могут быть привлечены только два признака: строение профиля почвы и процессы, протекающие в ней. Однако оба эти признака у нижних горизонтов большинства почв обладают такой постепенностью перехода в породу, что визуально установить границу весьма трудно.
В. В. Докучаев на примере черноземного типа выделял в почве гумусовый гор. А переходный — В и гор. С, который на этом первом этапе изучения почв он относил к породе. По его описаниям, гор. С. начинается гам, где в профиле прекращается видимое на глаз окрашивание гумусом и ниже начинается толща, не имеющая заметного отличия от уходящей в глубь породы.
Такое простое и ясное подразделение профиля чернозема на горизонты было воспринято его учениками как важная веха в понимании почвенного образования. Оно указывало на отличие почвы от породы и тем самым решало вопрос о нижней границе почвы. Но простое решение вопроса о нижней границе у черноземных почв оказалось сложным в случае почв подзолистых. Так, Глинка [5], в самом начале изучения лесных почв, относил к почве всего лишь 25 см гумусового горизонта, а далее за гумусовым горизонтом, по его мнению, шел гор. В или «измененная порода». Отложения ниже 50—60 см, где не заметно присутствие гумуса, были отнесены им уже к неизмененной подпочве. Позднее, исследуя почвы лесостепи Полтавской губ., Глинка буроватый «переходный» горизонт называл породой, «измененной эллювиальными процессами» (в смысле выноса из него кальция).
Вопроса о нижней границе почвы касались в своих работах П. С. Косссеич, Г. Н. Высоцкий. И уже в этот период гор. В, в представлении почвоведов, становится не просто переходным к породе, а почвенным горизонтом, с ярко выраженными признаками процесса почвообразования. Но ниже его по-прежнему выделяется «подпочва» с буквенным обозначением «С».
В одной из первых своих работ Богословский [1], касаясь первоначально высказанного В. В. Докучаевым представления о нижней границе чернозема, писал: «оно суживает понятие о почве, ограничивая ее только самыми верхними горизонтами». В этот период и В. В. Докучаев, видимо, заметно отступил от первоначального понимания им отдельных горизонтов. В известной дискуссии с С. Н. Никитиным о «владимирском черноземе» [8] он писал: «Благодаря различного рода элювиальным процессам, которым подвергаются поверхностно лежащие горные породы, особенно почвы, благодаря (вследствие этого) обеднению их угле-солями эти последние, как в северной, так и в южной России нередко в значительной степени обогащают собой подпочвенные горизонты на большую или меньшую глубину, где и концентрируются в виде журавчиков». Сохраняя прежнее деление на горизонты, как видим, В. В. Докучаев впервые высказал мысль о том, что почвообразование захватывает и ту толщу, которая им была названа подпочвой.
Глинка [6] на основании своих наблюдений и материалов других исследователей обратил внимание на то, что и ниже гумусового горизонта наблюдаются накопления органического вещества. Большинство исследователей склонно было считать его ископаемой почвой, в других случаях признавали, что это органическое вещество занесено на глубину роющими животными, что гумус может иметь иллювиальное происхождение, а в ряде случаев эти накопления связывали с влиянием почвенно-грунтовых вод. Глинка пришел к заключению, что проведение нижней границы почвы на глубине проникновения гумуса неправильно. С появлением новых данных эта точка зрения на нижнюю границу почвы была оставлена.
В этот же период Костычевым был высказан другой взгляд, согласно которому почва доходит «до той глубины, до которой доходит главная масса корней растений». Отмечая, что глубина почвы может доходить до 45 см он не указывал, у какого почвенного типа и в какой природной зоне наблюдается отмеченная им нижняя граница почвы.
Позднее Высоцким [4] была высказана мысль, согласно которой почва может доходить до грунтовых вод. Наблюдения А. А. Измаильского и П. К. Фальковского дали ему основание считать, что продукты жизнедеятельности организмов в нисходящем токе могут проникать так глубоко, что достигают грунтовых вод. Взгляд о таком глубоком промывании почвы поддерживался Глинкой.
Не касаясь тех случаев, когда грунтовые воды залегают высоко и преграждают путь к развитию автоморфных почв, следует сказать, что такой насильственный способ прекращения почвообразования и не мыслим при глубоком залегании грунтовых вод. Может ли при промывном режиме у почв, развитых на песках, зайти глубоко процесс почвообразования, если уже в пределах метра оно не в состоянии «затушевать» даже слабовыраженную слоистость. Трудно также допустить какое-либо изменение минералогического состава песков на большую глубину. Едва ли глубоко могут проникать и продукты почвообразования в толщу песков. Грунтовые воды нередко находятся на глубине 6—10 м, а иногда и глубже. При ничтожном количестве продуктов почвообразования в почвах на песчаной породе они поглощаются поверхностью минеральных частиц в толще 3—5 ж и не достигают больших глубин. Возможно, что какая-то часть их все-таки достигает грунтовых вод, находящихся и на большой глубине, но она едва ли уловима анализами. Еще меньше оснований ожидать изменения материнской породы и проникновения продуктов почвообразования на большую глубину при тяжелом ее механическом составе. При промывном режиме в лесной зоне об этом свидетельствует присутствие в ледниковых отложениях включений не выветрелых обломков извести на глубине 2 м.
Таким образом, если первая из рассмотренных точек зрения на нижнюю границу почвы оказалась неверной, но она все же была подкреплена визуальными, конкретными наблюдениями, то все последующие не были подкреплены фактами. Более обоснованно об установлении нижней границы почвы высказался Коссович [11]. Он писал: «Мощность почвы (глубина почвенного слоя) должна определяться глубиною, на которую произошло изменение горной породы, т. е. слоем проникновения почвообразовательного процесса». Автор не уточняет, какое изменение имеется в виду. Изменение ли минералогического состава самой породы или вызванное привносом в нее продуктов почвообразования. По-видимому, следует ориентироваться на оба эти явления. При более активном изменении минералогического состава в гумидной зоне, где происходит очень сильное изменение породы в элювиальных горизонтах, следует допустить изменение минералогического состава не только в иллювиальных горизонтах, но и глубже, так как после осаждения полуторных окислов в гор. В фильтрат почвенного раствора остается еще кислым и продолжает воздействовать на лежащую ниже толщу пароды. Однако установление границы почвы по изменению минералогического состава породы под влиянием почвенных процессов на Русской равнине представляет большие трудности, потому что многие минералы четвертичных отложений были в той или иной мере выветрены еще до начала почвообразования. И только при некоторой однородности минералогического состава материнской породы путем прослеживания ее изменения с глубиной можно установить, где оно заканчивается, и таким способом проводить нижнюю границу почвы.
Способ установления нижней границы почвы по проникновению вниз продуктов почвообразования в виде тех или иных иллювиальных форм более доступен. Иллювиальное накопление можно рассматривать как производное от общих физико-геопрафических условий; в нем отражаются и литологические особенности самой материнской породы и даже такой мало исследованной среди прочих факторов почво-образователей как фактор возраста. К примеру, при промывном режиме на молодой поверхности Фенноскандии иллювиальное накопление полуторных окислов заканчивается в пределах метровой толщи, а в среднем, по некоторым данным, в слое 0—60 см. На более древней поверхности Ленинградской обл. оно доходит до 1,5 ж, на площади московского оледенения— глубже 2 м. Ценность этого признака в установлении нижней границы, на наш взгляд, особенно возрастает в связи с тем, что и глубина, и выраженность иллювиального накопления у почв, развитых на разных типах и литологических видах почвообразующих пород, имеют большое практическое значение, влияя на водно-воздушный режим почвы и нередко определяя тем самым условия (развития растений.
По-другому складывается вопрос о нижней границе почвы в природных зонах без промывного режима. Останавливаясь на нижней границе у чернозема, необходимо вернуться к самым первым очень важным работам Высоцкого [2], в которых он писал о присутствии внизу этой почвы «мертвого горизонта». В этом горизонте «в течение круглого года влажность остается без изменения... он живет дыханием водяных пасов и циркуляцией растворов, но эта жизнь так слаба, так инертна, что почти неуловима для наблюдения». В то время как «в живом горизонте промокания или у нижней границы», над «мертвым горизонтом» образуется иллювиальное скопление углекислой извести, гипса.
Роде Ц13, уделивший много внимания изучению водного режима почвы, указывал, что граница почвенной толщи заканчивается на глубине максимального промачизания. Останавливаясь на упомянутой работе Высоцкого, Роде [14] отмечает, что нижняя граница чернозема может быть проведена по верхней границе «мертвого горизонта». Он писал: «Влажность мертвого горизонта под естественной степной растительностью, если не повсеместно, то весьма во многих случаях, равняется влажности завядания или близка к ней, и что в силу этого мертвый горизонт» Высоцкого действительно является мертвым, т. е. через него никакого сквозного передвижения влаги не происходит». Передвижение почвенных растворов с продуктами почвообразования, таким образом, находит свой нижний предел у верхней границы «мертвого горизонта», где и проходит нижняя граница почвы.
В заключение следует сказать, что вопрос о нижней границе почвы сложен, и при почвенном многообразии он не может решаться в той общей форме, в какой он до сих пор рассматривался. Что же касается подзолистых и черноземных почв Русской равнины, то в настоящее время установление нижней границы почвы по нижней границе иллювиального накопления, на наш взгляд, является наиболее приемлемым.