ГЛАВА I. Образование органической составной части почв

Среди органических составных частей почвы новейшие исследователи (Потонье)¹) различают торф, перегной и гумус.

Торф представляет собой массу, состоящую из полуразложенных растительных остатков, которые могут быть представлены различными мхами, а также и цветковыми растениями, каковы: тростник, осоки, пушица и пр. Встречаются и смешанные торфы, состоящие одновременно из мхов и из травянистых растений. Можно различать сухой торф, образующийся на суше, и болотный торф, образующийся в воде. Среди болотных торфов различают: 1) сырой или неспелый торф, представляющий начальную фазу разложения, 2) полуспелый торф и 3) спелый или жирный торф.

Перегноем называют измельченную, превращающуюся постепенно в гумус, подстилку, которая лежит свободно на поверхности почвы. Такую подстилку мы находим в лесах, а также и в девственных степях. Гумусом считают ту органическую составную часть почвы, которая совершенно утратила всякие следы органического строения и более или менее тесно перемешалась с минеральной составной частью почвы Многие из западно-европейских авторов называют гумусовые почвы муллевыми землями, так как гумусовые вещества, пропитывающие такие почвы, носят в Западной Европе название мулля.

"Муллевыми землями", говорит Потонье, "называются такие земли, в которых органический материал большею частью истлел; в минеральной почве органического происхождения остается сравнительно мало гумуса, притом столь равномерно разложившегося и столь однородно распределенного в почве, что последняя приобретает однородную темно-желтую, светло-бурую до черной окраску.

Прежде, чем мы подойдем к вопросу о том, что такое почвенный гумус, из каких соединений он слагается и что должно быть положено в основу классификации гумусовых веществ, мы должны, прежде всего, ознакомиться с составом тех органических веществ, которые служат для образования гумуса, а затем и с процессом разложения этих веществ при содействии макро- и микроорганизмов.

¹) Потонье, Г. Сапропелиты. Перев. с немецкого К. П. Калицкого и Н. Ф. Погребова. Петроград, 1920. Изд. ВСНХ.

Так как среди органических веществ, участвующих в образовании гумуса, наиболее видную роль играют органические вещества растительного происхождения, то мы на них, главным образом, и остановимся, тем более, что среди органических веществ животного происхождения, мы встретим те же группы соединений, как и в растительном веществе¹).

Как известно, органические остатки содержат в себе значительное количество воды, и это количество тем больше, чем свежее органическое вещество. Опавшие листья деревьев и хвоя в свежем состоянии содержат еще 30-50% воды, при долгом лежании % воды уменьшается до 20-30, но даже совершенно сухие на вид (в воздушно-сухом состоянии) эти остатки заключают 15-20% воды.

Высушенная при 100 Ц. растительная масса состоит из органических веществ и зольных элементов, прочно с ними связанных. Органические соединения, в общем, могут быть разделены на безазотистые и азотистые. К безазотистым принадлежат: углеводы, каковы: глюкозы, клетчатка, лигнин, пектиновые вещества, полисахариды (крахмал, инулин, гликоген), фурфуроиды (пентозаны, пентозы); затем жиры, воск, смолы, дубильные вещества, различные кислоты и спирты, а к азотистым: белки, амиды, аминокислоты, алкалоиды.

Содержание азотистых веществ в растениях колеблется в довольно широких пределах (от 1 до 20% и более). Чем старше растения, тем они беднее азотистыми веществами. Свежие молодые листья древесных пород содержат, в среднем, в 4 раза больше этих веществ, чем старые, опадающие. Отсюда следует, что те органические остатки, которые поступают на образование гумуса, содержат относительно небольшое количество азотистых веществ. В различных древесных остатках (листья, хвоя, ветки) это количество определялось в 3-8%, для мхов оно колеблется между 5-9% (в среднем - 7,37%), в луговых травах лучшего качества - между 10 и 18%. Элементарный состав растительного органического вещества выражается следующими средними цифрами:

Эти средние числа, конечно, в различных частных случаях испытывают колебания, иногда и довольно значительные. Что касается зольных элементов, то о колебании их количеств дают представление следующие цифры:

Буковая подстилка	5,57%
Еловая	4,52
Сосновая	1,46
Дубовая	4,39
Вереск (Calluna vuigaris)	2,08
Виды Juncus	5,59
Кислые травы (осоки)	7,11
Луговые травы	7,01

Из приведенных данных видно, что травянистые растения богаче золой, чем древесные породы. Вероятно, это обстоятельство стоит в связи с тем, что живые клетки богаче золой, чем механические элементы, а последними деревья богаче трав.

Количество золы не одинаково и в различных частях одного и того же растения: обыкновенно листья богаче золой, чем стебли и корни.

¹) Прянишников. Журн. Он. Агр., 1912, 673.

Далее, количество золы изменяется с возрастом, при чем листья, увеличиваясь в размерах, повышают свой процент золы, а корни и стебли - понижают. Для лесной растительности замечено, что процент золы понижается по мере поднятия в горы.

Что касается зольных элементов, входящих в состав растительного вещества, то состав их чрезвычайно разнообразен; там могут быть: сера, фосфор, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, калий, натрий, хлор, марганец и ряд других, сравнительно более редких, как рубидий, литий, бром, иод, фтор, стронций, барий и даже медь, цинк, никкель, ксбальт, мышьяк, бор и пр.¹); интересно, что цинк и медь являются постоянными элементами в мясе и молоке убойного скота и в экскрементах и моче человека. Источником этих элементов является растительная пища²).

В процентном содержании отдельных зольных элементов наблюдаются изменения в зависимости от возраста: так, количества извести, серной кислоты и кремнезема с возрастом увеличиваются, а количества кали, натра, магнезии и фосфорной кислоты падают³). К сожалению, все исследования, касавшиеся вопроса об изменении состава зольных элементов при разных условиях, затрагивали лишь шаблонные элементы, каковы Si, Al, Fe, Ca, Mg, К, Na, P, S, C1; с этой оговоркой мы приводим нижеследующую таблицу, дающую представление о характере зольных элементов, входящих в состав различных растительных остатков.

	SiO2	Fe2O2	CaО	MgO	K2O	Na2O	P2O5	SO3	золы
Буковая подстилка	5,57	1,81	0,15	2,46	0,36	0,29	0,06	0,31	0,10
Еловая подстилка	4,52	1,65	0,09	2,02	0,23	0,16	0,06	0,21	0,07
Сосновая подстилка	1,41	0,20	0,04	0,59	0,15	0,15	0,06	0,11	0,05
Вереск	3,09	0,48	0,18	0,54	0,25	0,76	0,14	0,47	0,18
Juncus	5,59	0,78	0,19	0,42	0,35	2,20	0,36	0,50	0,15
Arundo phragm	4,47	2,43	0,07	0,40	0,13	0,83	0,02	0,27	0,06
Ржаная солома	4,79	2,70	0,05	0,41	0,13	0,92	0,10	0,24	0,13

Как изменяется содержание зольных элементов, по мере разложения растительных остатков, видно из следующих цифровых данных:

	SiO2	Fe2O3	CaО	MgO	K2O	P2O5	SO3
Свежая и однолетняя буковая листва	29,32	3,63	39,24	8,87	6,21	9,07	2,83
Та же листва через 2 года	32,34	3,73	36,71	9,94	5,64	9,14	1,82
Гумус из буковой листвы	46,37	9,20	23,07	5,88	3,52	6,47	4,30

¹) Вернадский. Химический состав живого вещества в связи с химией земной коры. 16 стр. 1922. Robinson W. О. Steinkonig L. A. and Miller С. F. Bull 600. U. S. Depart. Agric, 1917. Bertrand.G. et Mokragnatz M. Ann. de la Science agronomique, Mai Juni 1925, p. 167-171.
²) Rоst, E. Zink nnd Kupfer regelmassige Bestandteile des menschlichen Korpers.- Die Umschau, № 11, 1920, 13 Marz.
³) В справедливости сказанного убеждает следующая таблица Вольфа: В 100 ч. золы

	SiO2	Fe2O3	CaО	MgO	K2O	Na2O	P2O5	SO3	Cl
Дубовые листья в августе	4,41	1,18	26,09	13,53	33,14	-	12,19	4,41	0,12
Отмершие дуб. листья	30,95	0,61	48,63	3,96	3,35	0,61	8,08	30,95	-
Буковые листья в авг.	20,02	1,32	33,58	7,16	19,53	2,30	9,38	20,02	0,52
отмершие	33,69	1,04	45,18	5,93	3,93	0,63	4,14	33,69	0,39

Цифры показывают, что при процессе разложения органических остатков последние беднеют основаниями и обогащаются кремнеземом и железом. Особенно резкое обогащение железом наблюдается при превращении растительной массы в торф. В золе превратившейся в торф сосновой древесины Мюллером было найдено 37% Fe2O3, а в дубовой - даже 66%.