Почва

Почва, поверхностный слой земной коры, существенное свойство к-рого, отличающее его от горной породы, из которой он произошел,—плодородие. Плодородие почвы—способность обеспечивать растения во все время их развития водой и элементами зольной и азотной пищи; горные породы этой способностью не обладают. Эволюция П. из горной породы совершается под влиянием процессов, протекающих одновременно на земной поверхности,—выветривания (смотрите) и почвообразования. При выветривании горная порода приобретает способность пропускать в себя воду, необходимую для растений. Порода вследствие своей малой теплопроводности и денных и ночных колебаний темп-ры растрескивается, лишается массивности и превращается в рухляк термин, выветривания. Такой рухляк, слагающийся из острогранных обломков, обладает только проницаемость ю, но лишь в ничтожной степени в л а-гоемкостью. По мере измельчания горной породы увеличивается поверхность ее соприкосновения с атмосферой и прогрессирует процесс ее химического выветривания-взаимодействия между элементами атмосферы и горной породы. Азот атмосферы никакого прямого химического воздействия на породу не оказывает. Кислород может только окислять минералы породы, содержащие закиеные соединения, преимущественно железа. Вода как таковая никакого прямого действия на минералы горных пород не оказывает, но ее роль очень велика, потому что всякое химическое воздействие на элементы породы при термодинамич. условиях поверхности земли может совершаться только в присутствии воды. Главная роль при выветривании принадлежит углекислоте, которая в виде раствора в атмосферной воде вносится в рухляк термин, выветривания геологическим круговоротом воды, промывающей рухляк сверху вниз. Из элементов горной породы кварц, или кристаллич. кремневая к-та, на поверхности земли никаким химич. изменениям не подвергается, он только измельчается. Углекислый кальций, входящий в состав многих горных пород (смотрите Известняк), под влиянием углекислоты переходит в кислую соль, которая сравнительно легче растворима в воде и вымывается из рухляка промывающей его водой. Из с и л и к а-т о в—солей кремневой к-ты, составляющих значительную часть горных пород, свободная углекислота в присутствии воды вытесняет кремневую к-ту и становится на ее место, образуя с основаниями силикатов карбонаты. Вытесненная нерастворимая в воде кремневая к-та отлагается в массе рухляка в аморфной форме в виде пылеватых частиц крупностью 0,01—0,001 миллиметров. Образующиеся из оснований силикатов карбонаты одновалентных металлов все легко растворимы в воде и вымываются из породы; также вымываются и карбонаты двухвалентных метал-I лов, образующие с углекислотой кислые соли. Карбонаты трехвалентных металлов— железа и марганца—тотчас по образовании диссоциируют на свободную углекислоту и гидраты окисей железа и марганца, к-рые, как нерастворимые в воде, остаются в рухляке. По той же схеме протекает разложение под влиянием углекислоты и алюмосиликатов, или солей алюмокремневой к-ты, с той разницей, что вместо кремневой кислоты выделяется и остается в рухляке свободная алю-мокремневая кислота (H₂Al₂Si₂0₈-H₂0), или каолин, в форме частиц мельче 0,001 миллиметров. Каолин вместе с такой же крупности частицами окисей железа и марганца образует то, что называется глиной.

Кроме перечисленных главных составных минералов в состав всех пород в самых незначительных количествах входят трехосновный фосфат кальция и сернистое железо, содержащие элементы пищи растений—фосфор и серу. Фосфат кальция растворим в воде, содержащей углекислоту, и легко вымывается из рухляка. Сернистое железо под влиянием кислорода окисляется, образуя серную к-ту и сернокислую закись железа— железный купорос, который дальше распадается на серную к-ту и окись железа. После окончания химич. выветривания остается рухляк, обогащенный пылеватыми и глинистыми частицами, которые придают ему характер сплошной бесструктурной волосной массы, неспособной накопить большой прочный запас воды, и все элементы пищи растений из него выщелачиваются. Очевидно, что путем одного выветривания не может обособиться существенное свойство П.—обеспечения растений большим прочным запасом воды и таким же запасом азотной и зольной пищи, которая из конечного продукта выветривания горной породы, т. н. материнской породы П., может быть совершенно вымыта; азота же в горных породах не содержится. Тот сложный комплекс процессов, в результате которых обособляются водный и пищевой режимы П., характеризующие ее плодородие, носит название почвообразовательного процесса. Из предыдущего ясно, что почвообразовательный процесс должен протекать одновременно с процессом выветривания, иначе по окончании процесса выветривания из рухляка будут выщелочены все элементы зольной пищи растений и не будет в состоянии осуществиться сосредоточение их в верхнем горизонте рухляка, то есть осуществиться т. н. избирательная поглотительная способность почвы.

Фактором, который накладывает основной отпечаток на общий характер и биологич. смысл почвообразовательного процесса, является крайняя ограниченность на земной поверхности биологически важных элементов, из которых построено органич. вещество и которые в общей сложности едва составляют 1,5% веса земной коры. Вместе с тем геологический круговорот воды беспрерывно стремится вымыть все эти элементы из толщ рухляка суши в бассейн океана. Поэтому сохранение элементов пищи растений в пределах суши требует обращения их в абсолютно нерастворимую в воде форму. Этому требованию отвечает живое органич. вещество. Но вместе с тем необходимо ежегодно образование нового поколения живого ор ганич. вещества, обусловливаемое тем, что· продолжительность жизни растительного· органич. вещества в среднем меньше одного-года.Т.к. растение усваивает элементы своей пищи только из форм окисленных минеральных соединений, а эти элементы вследствие-своей количественной ограниченности находятся на поверхности суши преимущественно в форме ежегодно отмирающего органического вещества,то очевидна необходимость, наличности категории процессов разрушения органич. вещества и перевода его элементов в минеральные окисленные соединения. Это превращение при термодинамич. условиях земной поверхности м. б. совершено только биологич. путем. Необходимо-установление биологического круговорота элементов пищи растений. Этот круговорот· в большей своей части протекает в верхних слоях рухляка выветривания и лежит в основе почвообразовательного процесса. Очевидно,что вследствие отсутствия азота в горных породах и необходимости в минеральных формах связанного азота для питания растений первой стадией развития П. должно быть обогащение рухляка связанным азотом. Этот процесс осуществляется низшими, свободно-живущими в рухляке растительными организмами — хемотрофными бактериями. Только после появления в рухляке связанного азота наступает дальнейшее развитие П. под воздействием деревянистой растительности. Деревья своими многолетними корнями глубоко пронизывают рухляк и перехватывают элементы пищи, вымываемые нисходящим током воды. На основе усвоенной пищи деревья образуют листья и побеги. Ежегодно все листья и ⁹/ю побегов отмирают, отлагаются и разлагаются на поверхности рухляка в виде лесной подстилки. Мертвое органическое вещество деревянистых растений разлагается только грибами, так как оно пропитано дубильными веществами, обладающими кислой реакцией, и потому совершенно недоступно воздействию бактерий. Грибы выделяют при своей жизнедеятельности креновую к-т у, вымываемую в массу рухляка. В рухляке креновая к-та растворяет углекислый кальций, после него свободные окиси железа и марганца, и рухляк теряет свой красный цвет, зависевший от окиси железа. Далее креновая к-та расщепляет каолин на окись алюминия, к-рую растворяет, и на нерастворимую кремневую к-ту, которая остается в рухляке. Т. о. под влиянием креновой кислоты из рухляка выщелачивается все кроме кварца и аморфной кремневой к-ты, нерастворимых в креновой к-те, и кроме того в нем откладывается новое количество аморфной кремневой к-ты. Обособившийся таким путем на поверхности рухляка беловатый мучнистый бесструктурный слой носит народное название подзола. При всех вышеупомянутых реакциях кальций и окиси железа, марганца и алюминия вымываются из рухляка в форме растворимых в воде солей креновой кислоты и поэтому характерная для рухляка, покрытого лесом, кислая реакция верхнего горизонта с глубиной затухает. На той глубине, где реакция рухляка становится нейтральной, возможна жизнь бактерий. Источником-энергии для бактерий служит здесь креновая к-та кренатов, -к-рую они разрушают. освобождая связанные с ней основания. Эти основания здесь и задерживаются в форме углекислого кальция и окисей железа, марганца и алюминия. Пищей для бактерий служат минеральные продукты разрушения грибами лесной подстилки. Анаэробные бактерии усваивают кислород в качестве пищи, отнимая его от всех элементов окружающей их среды, способных восстанавливаться. Здесь легче всего восстанавливается кре-новая к-та неразрушенных еще кренатов, причем она переходит в апокреновую к-ту. Образовавшиеся апокренаты кальция и окисей железа, марганца и алюминия в воде нерастворимы и оседают в этом горизонте в виде аморфной массы, цементирующей рухляк, обогащенный осевшими ранее углекальциевой солью и окисями железа, марганца и алюминия. Цементированный или сплошь или отдельными желваками и зернами слой рухляка называется Рудаковым (ортштейновым) горизонтом, т. к. он часто служит в качестве железной руды.

Продукты грибного разложения лесной подстилки состоят из минеральных соединений всех зольных элементов пищи растений, и в то время как они проходят при своем вымывании из рухляка через рудяковый горизонт, они в большом количестве обволакиваются оседающими апокренатами и поглощаются их коллоидальными осадками. Особенного внимания заслуживает фосфат кальция. Фосфор усваивается глубокими корнями деревьев из огромных толщ рухляка, переносится в надземные органы и при их опадении и разложении лесной подстилки выделяется в форме фосфата кальция, растворимого в креновой кислоте, но трудно растворимого в воде. Поэтому в рудяковом горизонте, где креновая кислота нейтрализована, большая часть фосфата кальция оседает и облекается осадками апокренатов. Характерная особенность рудякового горизонта и железных руд, образовавшихся подобным биологич. порядком в течение прошедших геологич. эпох, это значительное содержание фосфора, к-рый приходится удалять во время металлургия, процессов (например при основном процессе по способу Томаса и Гилькрайста). Проникающие глубже рудякового горизонта элементы пищи растений служат основой жизни анаэробных бактерий до той глубины, пока бактериям хватает источника энергии—креновой кислоты кренатов. Но так как здесь вся креновая кислота разрушается, то для получения кислорода как пищи анаэробные бактерии принуждены восстанавливать другие окисные соединения, способные восстанавливаться. Такими прежде всего являются апокренат окиси железа, восстанавливаемый в апокренат закиси железа, и в дальнейшем окись железа рухляка и сернокислые соли, проникающие в этот горизонт в качестве продуктов разложения подстилки. Новый горизонт, называемый г л e е в ы м, отличается серым цветом вследствие отсутствия в нем окиси железа и ее апокрената. Апокренат закиси железа значительно растворим в воде и, встречаясь с раствором фосфата кальция, образует нерастворимый фосфат закиси железа—вивианит (смотрите), к-рый часто накопляется большими толщами в пониженных элементах рельефа. Тот же апокренат закиси же леза, выступая с ключевой водой в долинах рек, окисляется железобактериями в окис-ную железную соль железной к-ты—охру. Совокупность горизонтов подзола, рудякового и глеевого, называется подзолистой П., и весь комплекс их образующих процессов составляет первую фазу почвообразовательного процесса, называемую п-одзолооб-разовательным процессом.

Первая фаза почвообразовательного процесса не обусловливает полного обособления признака плодородия почвы. Она представляет лишь подготовительный процесс задержания элементов пищи растений в рухляке и частично осуществляет свойство избирательной поглотительной способности почвы. Но бесструктурный подзолистый горизонт не способен обусловить прочного большого-запаса воды. Почти одновременно с первой фазой обособляется и вторая фаза почвообразования— дерновый процесс. Он протекает под покровом растений луговой травянистой растительности, существенное свойство которой то, что она неизбежно накопляет в рухляке органич. остатки и перегной. Ее стебли ежегодно отмирают со всей корневой системой при наступлении зимы, и разложение их может осуществиться лишь с наступлением весны. Ранней весной подзолистый горизонт сплошь пропитан водой, и разложение корневых остатков может быть только анаэробное. По мере высыхания почвы разложение густой корневой сети мертвых корней поверхностного горизонта совершается аэробным путем, и оно перехватывает весь кислород, и в массе П. разложение корневых остатков продолжается анаэробным путем. Анаэробное разложение совершается очень медленно, большая часть органич. остатков сохраняется, и выделяемый анаэробами перегной также сохраняется. Дерновый процесс ярко обособляется, когда деревянистая растительность уже завоевала территорию, и развивается в форме сообщества—л е с а. МЬлодой лес образует сомкнутый полог и под его тенью травянистая растительность отсутствует; П. покрыта только лесной подстилкой и под ней протекает только подзолообразовательный процесс. Но с возрастом лес осветляется, и П. покрывается луговой растительностью,к-рая ежегодно оставляет в П. свои корневые остатки. Под пологом леса мертвые корни трав совсем не разлагаются—реакция почвы кислая благодаря постоянному притоку креновой кислоты из лесной подстилки, и бактерии не могут в ней существовать; грибы тоже не могут в ней развиваться как организмы аэробные и потому, что креновая к-та, как выделение грибов, для грибов ядовита. По этой причине органич. остатки в П. быстро накопляются, т. к. процесс их накопления в П. периодически повторяется при каждой фазе осветления леса, а в течение фазы сомкнутого леса мертвые корни трав сохраняются креновой к-той. Накопленное органич. вещество сильно увеличивает влагоемкость П., и все количество осадков задерживается верхним слоем П., поэтому приток воды к древесным корням прогрессивно ухудшается. В массе мертвых корней трав задерживается все количество элементов пищи растений, освобождающихся при разложении лесной подстилки, и питание деревьев также прогрес сивно ухудшается. Густой покров трав прогрессивно затрудняет возобновление леса семенами, и лес постепенно заменяется лугом. Наступает в чистой форме дерновая фаза почвообразовательного процесса.

Но и под лесом дерновая фаза протекает одновременно с подзолистой фазой, и поэтому П. под лесом всегда является дерново-подзолистой и область страны в этой стадии почвообразования носит название лесолуговой зоны. Под влиянием корней трав верхний горизонт П. механически разбивается на сплошную массу комков. Под влиянием анаэробного процесса, начинающегося тотчас по разложении лесной подстилки и протекающего в массе П. под влиянием аэробного разложения корневых остатков поверхностного горизонта, масса комков пропитывается перегноем —ульминовой кислотой и приобретает прочность. Одновременно верхний дерновый горизонт П. приобретает темнобурый цвет и под влиянием все продолжающегося накопления корневых остатков прогрессивно обогащается элементами зольной пищи растений. В этой стадии эволюция существенного свойства почвы, ее плодородия, достигает своего апогея. Дерновая фаза почвообразования из своей луговой стадии постепенно переходит в стадию черноземную. Этот переход связан с развитием нескольких периодов процесса в зависимости от свойств материнской породы, на фоне которой протекает почвообразовательный процесс. На бедной элементами пищи растений, грубоскелетной кислой алюмосиликатной морене в процесс перехода луговой стадии в черноземную вклинивается болотная стадия, после которой обособляется разность сев. черноземов. На более обеспеченной элементами пищи растений лёссовидной карбонатной морене этот переход совершается через лесостепь в обыкновенный чернозем, и на богатой глинистой красной пермской морене переход к тучному чернозему соЬершается через березовую степь. Черноземная стадия дернового процесса представляет неизбежное диалектич. следствие накопления элементов степной фазы почвообразовательного процесса. Как отступление леса было результатом накопления свойств дерновой почвы, так отсутствие леса неминуемо приводит к прогрессивн. накоплению результатов процессов, ранее подавлявшихся преобладанием процессов противоположной значимости.

Отсутствие леса вызывает признак степного климата—д ружность весны. Огромная влагоемкость П., переполненной мертвыми корневыми остатками и богатой перегноем, вызвавшая исчезновение леса, обусловливает и медленность проникновения воды в П. Все количество весенней воды, не сдерживаемой в быстроте своего движения отсутствующей лесной подстилкой, стремительно скатывается в реки, размывая территорию оврагами и создавая огромные разливы рек. После сбега весенней воды в П. остается только запас воды, сделанный ей зимой за счет перегонки грунтовой воды, сгущающейся в верхнем замерзшем слое. Грунтовые воды, ежегодно не возобновляющиеся и ежегодно расходуемые на сгущение в почвенном горизонте, постепенно исчезают. Питавщиеся ими реки летом пересыхают,

обращаясь в балки, несущие воду только весной. Остаются лишь мелеющие летом реки, питающиеся верховьями в лесной зоне или в ледниках. П. быстро иссушается луговой растительностью, что влечет два порядка последствий. Очевидно, что растения луговой флоры с вегетационным периодом, тянущимся до наступления зимы, будут по мере сгущения условий степного климата уступать место таким разновидностям их, которые успеют принести зрелые семена к моменту наступления летней засухи, под влиянием которой их плодоносившие побеги отомрут со всей корневой системой. Отмершие летом корни этих растений окажутся в сухой П., в которой место воды занял воздух, и разложение их пойдет под влиянием аэробных бактерий. Аэробное разложение протекает очень быстро, и в течение 2—3 недель все элементы органических веществ обращаются в формы минеральных окисленных соединений. Это—существенное свойство степной флоры, которая отмирает летом и не может накопить в П. органич. остатков. Т. о. луг постепенно эволюционируетв л у-говую степь, в которой прогрессируют элементы степной флоры и регрессируют элементы луговой флоры.

Под влиянием нарастающего летом в П. луга аэробного процесса в П. образуется черная гуминовая кислота и ее растворимая аммиачная соль, к-рая, растворенная в воде, образующейся при том же аэробном процессе, жадно впитывается комками почвы и проникает в их анаэробную зону. Здесь аммиак гуминовоаммиачной соли разрушается анаэробным процессом, и освобождающийся нерастворимый гумин сохраняется в условиях анаэробиозиса, окрашивая в черный цвет комки П., называемой в этой фазе эволюции черноземом. Регрессивное развитие луговых элементов луговой флоры и прогрессирующее преобладание степной флоры неминуемо влекут за собой два последствия. Прежде всего очевидное прогрессивное уменьшение содержания в П. перегноя и органич. остатков под влиянием затухания ежегодного их прироста и неуклонного преобладания условий аэробно з и с а в течение вегетационного периода. Вторым следствием прогрессирующего аэробного разложения в течение всего периода летней засухи будет непрерывное за все время засухи накопление минеральных солей в дернов. горизонте, т, к. аэробный процесс, раз начавшись, не прекращается засухой, он беспрерывно сам себя снабжает водой, непрерывно образующейся в процессе аэробного разложения. Соли, образовавшиеся летом, промываются осенними дождями до предела промокания П.

При наступлении летней засухи и выгорания растительности луговой степи прекращается испарение воды из массы почвы при посредстве корневой системы растений. Остается только непосредственное испарение поверхностью П., обычно увеличенной трещинами при ее высыхании. Это испарение вызывает в П., переполненной органич. веществом, восходящий волосный ток воды. Восходящий ток воды не может вынести наверх углекислого кальция и гипса вследствие особенностей их растворимости в воде и, постепенно скопляясь на.границе природ-

ного промокания П., они образуют типичные для степных почв горизонты—карбонатный и гипсовый. Проникший в поверхностный слой дернового горизонта раствор, лишенный солей кальция, создает в нем резкий перевес солей одновалентных металлов, которые постепенно вытесняют поглощенный перегноем катион кальция, замещая его преимущественно катионом натрия. Выпадающие дожди всегда содержат в растворе соли аммиака, которые также замещают вытесненный ими катион кальция катионом аммония. Разрушенный нитрификацией аммоний замещается поглощенным водородом, т. к. соли одновалентных металлов дождем вынесены глубже и еще не успели возвратиться вверх. Свободный анион гидроксила придает степной П. характерную щелочную реакцию. Перегной (смотрите), в к-ром поглощенный кальций замещен одновалентным натрием. или водородом, получает способность образовывать в воде коллоидальный раствор, тогда перегной лишается своей прочности, и склеенные им комки расплываются в воде. Сначала это свойство распространяется только на поверхность комков, и они при высыхании склеиваются между собой, что характерно для южных черноземов. При дальнейшем развитии процесса потери прочности перегноя комки чернозема совершенно расплываются в бесструктурную массу, вязкую во влажном состоянии и твердую при высыхании, сильно уменьшающуюся при этом в объёме и поэтому в сухом состоянии разорванную вертикальными трещинами на столбчатые отдельности. С поверхности столбчатые отдельности покрыты нетолстым горизонтом распыленной П., которая почти не содержит перегноя и обогащена аморфным кремнеземом, выносимым после аэробного разложения лугово-степных злаков в пониженные элементы рельефа, где преимущественно и сосредоточиваются все процессы, определяющие обособление этих образований, носящих название солонцов. Повышенные элементы рельефа покрыты П., настолько сильно утратившими свое первоначальное содержание перегноя, что в окраске их начинает уже преобладать цвет материнской породы. В областях, где П. развивалась на карбонатной морене, получаются бурые П., там же, где П. развивалась на красной пермской морене, образуются каштановые П. Комплекс бурых и каштановых П. и солонцов характеризует зону полупустыни.

Уже по мере развития солонцов и уменьшения количества органич. вещества в окружающих П., в солонцах все больше увеличивается содержание свободных минеральных солей, освобождающихся при аэробном разрушении органич. вещества. Наступает наконец время, когда все количество органич. вещества, ранее накопленного П., оказывается разрушенным, когда П. достигла последней степени деградации и по своим свойствам приближается вновь к материнской породе, но отличается от нее тем, что сохраняет один элемент существенного свойства П.—ее плодородия—и збиратель-ную поглотительную способность. Элементы пищи растений находятся в этих П. в состоянии беспрерывного круговорота, завершающегося в течение года.

Они переходят последовательно то в форму живого органич. вещества степной флоры то, после отмирания ее, в форму минеральных соединений, которые не выщелачиваются из П. вследствие полного господства волосного водного режима и следовательно отсутствия сквозного промывания П. После разрушения всего перегноя мельчайшие глинистые элементы поглощают окись кальция, образующуюся в П. вследствие гидролитич. диссоциации раствора кислой углекальциевой соли. При этом глинистые элементы свертываются в агрегаты ок. 0,1—0,01 миллиметров в диаметре, и вся масса П. приобретает лёссовидный характер с исключительно волосным водным режимом. Осенние дожди только насыщают влагоемкость совершенно высохшей за бездождное лето П. Зимой замерзшая П. вполне пополняет свой запас воды конденсацией паров воды из горизонта грунтовых вод. Только весной начинается движение почвенной воды по уклону рельефа. В это время бурно развивающаяся растительность эфемеров и степной флоры поглощает минеральные элементы своей пищи, и в понижения рельефа вымываются преимущественно соли, не составляющие пищи растений, гл. обр. хлористый натрий и сернокислый натрий. На повышенных элементах рельефа приток минеральных солей поддерживается растениями с глубокими корнями, наир, полынями, питающимися гл. обр. из грунтовых вод. Т. о. обособляются беспере-гнойные, бесструктурные, лёссовидные, соленосные почвы зоны сухих степей. Соли, вымываемые постепенно током почвенной воды в понижения рельефа, остаются там вследствие отсутствия сквозного промывания П. и летом после высыхания П. выцветают на поверхность налетами, корками и кристаллами, образуя солончаки. Весной солончаки покрываются растительностью солянок. В горных областях (Заье, ДВК) местами получают преобладание основные горные породы, не содержащие свободного кварца. Рухляк выветривания этих пород также не содержит грубых песчаных элементов, отличается значительным содержанием аморфного кремнезема, глины и окисей железа, марганца и алюминия и носит название желтозема и краснозема. Развивающаяся на таком рухляке под покровом горных лесов фаза подзолообразования дает в результате мягкий подзол, состоящий из почти чистой аморфной кремнекислоты. Вследствие резко выраженного горного рельефа рудяковый горизонт здесь развивается далеко ниже по склону, обыкновенно отличается большой мощностью и яркокрасным цветом и вследствие большой глинистости рухляка залегает совсем близко к поверхности. Эти П. получили название’л атеритов. В СССР они хорошо представлены в Черноморском побережьи Заья, представляя наши чайные почвы.

Плодородие П. Под плодородием П. разумеют способность ее обеспечивать растения одновременно и беспрерывно во все время их развития полным количеством необходимой им воды и пищи. Степень, плодородия П. измеряется ее урожайностью. Т. к. величина урожайности определяет степень производительности труда в с.-хоз. произ-

во детве, то очевидно, что плодородие П. представляет один из важнейших моментов производства. Степень плодородия почвы зависит от ее структуры. Почва м. б. бесструктурной, или раздельночастичной, распыленной, когда все ее частицы залегают одной сплошной массой, равномерно прилегая всей поверхностью одна к другой. В таком состоянии все промежутки между частицами П., вследствие своих ничтожных размеров, обладают волосными свойствами, и вся масса П. представляет сплошное волосное тело, в котором частичные силы притяжения, вследствие тесного соприкосновения ее частиц между собою всей поверхностью, очень сильно развиты. В такой П. очень сильно выражена сила сцепления, или связность,^ е. сопротивление силам, стремящимся разъединить ее частицы.

Структурной П. называется такая П., в которой вся масса пахотного или почвенного горизонта разделена на комки от 2 до 10 миллиметров. В каждом комке частицы П. залегают сплощной плотной бесструктурной массой. Во всем же объёме пахотного горизонта комковатой структурной почвы комки залегают рыхлой массой, соприкасаясь между собой лишь небольшими площадками. Поэтому при обработке комковатой П. не приходится иметь дело со связностью П., а только с одним весом массы П., к-рую приходится поднимать и передвигать при обработке, тогда как в случае бесструктурной П. при обработке приходится преодолевать и связность П. Поэтому обработка бесструктурной П. требует в среднем в 7 раз больше затраты энергии, чем обработка той же П. в комковатом—структурном—состоянии. Не меньшей противоположностью отличаются и водный и пищевой режимы П. при различном ее структурном состоянии. В П. бесструктурной движение воды только волосное, и направление волосного тока воды определяется только разницей величины напряжения (потенциала) влажности. Вода движется всегда в направлении от большей влажности к меньшей. Когда поверхность бесструктурной П. смачивается, то тотчас возникает нисходящий ток воды от более влажной поверхности почвы к более сухим, глубже лежащим слоям П. Скорость этого тока, прогрессивно замедляющаяся, и нисходящее движение практически скоро затухают. Замедляющееся движение воды препятствует быстрому проникновению воды в П., и непроникающая в П. вода стекает по уклону. В бесструктурную П. проникает в среднем 30% летних осадков. Весенняя снеговая вода на 100% стекает с поверхности П., обусловливая огромное весеннее половодье, потому что в течение всей зимы пары воды перегоняются из нижних более теплых слоев почвы в верхние, где они замерзают, и весной вся П. с поверхности заполнена водой и больше воды вместить не может. Хотя зимой выпадает ок. 50% всех годовых осадков, но проникнуть в массу II. может только ок. 15% их. Запас воды в бесструктурной почве м. б. только очень малым. Проникнувший в П. запас воды очень непрочен. По окончании дождя тотчас начинается испарение воды с поверхности П., и весь запас воды в П. сплошной массой устремляется к сухой поверхности, а т. к. вода беспрерывно продолжает испаряться, то восходящее движение продолжается до тех пор, пока не испарится весь ее небольшой запас. Поэтому необходимый для растений запас воды в бесструктурной П. может поддерживаться только частыми летними дождями, и величина урожая будет зависеть только от стихийной причины— частоты дождей. Это и приводит к огромным ежегодным колебаниям величины урожаев, характерным для бесструктурных почв.

Пища растений находится в П. в форме органич. вещества, но растение может усвоить только минеральные окисленные соединения элементов своей пищи. Поэтому в П. должен поддерживаться процесс аэробного бактериального разложения органич. вещества. При анаэробном разложении большая часть органического вещества сохраняется, а элементы разрушенной части его освобо-. ждаютея в форме минеральных восстановленных соединений, не усвояемых растением. Когда в бесструктурной П. много воды, она заполняет все ее волосные промежутки и вытесняет воздух; в П. создаются условия анаэробиозиса, причем растение имеет много воды, но ему не хватает усвояемой пищи.

В сухой бесструктурной П. много воздуха, в ней условия аэробиозиса образуют много усвояемой пищи, но растение не может ей воспользоваться—ему недостает воды. Поэтому урожаи на бесструктурной П. не только подвержены сильным колебаниям, но и средняя урожайность таких П. очень низка и определяется таким состоянием П., когда в ней еще не вся вода испарилась и в П. проникает воздух, благодаря чему в ней совмещаются и условия влажности и содержание удобоусвояемой пищи. В бесструктурной почве такие условия скоропреходящи, и повторяемость их зависит только от частоты выпадения дождей. На бесструктурных П. урожай и все хозяйство будут стихийными, то есть средний урожай будет очень невысок при огромных ежегодных его колебаниях, не поддающихся ни в какой мере регулированию и следовательно исключающих самое понятие о плановости производства.

В структурной комковатой П. вода атмосферных осадков мгновенно и целиком проникает в массу П. по широким неволосным промежуткам между комками. Также проникает и все количество снеговой воды, т. к. зимой перегоняющийся из незамерз-ших слоев П. водяной пар сгущается и замерзает в комках П., оставляя промежутки между комками свободными. Проникшая в структурную П. вода мгновенно впитывается огромною поверхностью комков и в подпахотный горизонт. Избыток воды, не поместившийся в комки и подпахотный горизонт, стекает по уклону поверхности подпахотного слоя в массе П. Это движение совершается чрезвычайно медленно вследствие сопротивления массы П., и медленно стекающая вода служит как бы запасом для питания растений. Проникшая в массу П. вода испаряется только из верхнего слоя комков, но передвижение воды из нижних комков в высохшие верхние неосуществимо, т. к. промежутки между комками шире, чем промежутки между частицами П. в комках.

Испарением из верхнего слоя комков теряется ок. 15% воды, проникшей в структурную П., и в комковатой почве накопляется запас воды, равный приблизительно 85% годового количества осадков, к-рый м. б. использован только растением, обеспеченным в комковатой почве большим и прочным запасом воды. Т. к. в структурной П. запас воды помещается в комках, а между комками циркулирует воздух, то аэробный процесс разложения органич. вещества в ней не прекращается, и растения на такой П. беспрерывно пользуются одновременно большими количествами и воды и пищи. Кроме того аэробный процесс, протекающий на поверхности каждого комка, поглощает весь кислород, проникающий к комку, и поэтому внутри комка сосредоточиваются условия анаэробиозиса, благодаря чему органич. вещество в нем сохраняется, все его количество не м. б. быстро разрушено, и зольные элементы его не м. б. быстро переведены в формы минеральных соединений, легко выщелачиваемых по уклону рельефа весенним и осенним максимумами содержания воды в П. Вследствие такой особенности комковатая П. способна совмещать одновременно в своей массе взаимно исключающие друг друга условия и процессы, а именно обусловить одновременную наличность в максимальных количествах двух антагонистов—· воды и воздуха—и друг друга исключающих процессов—аэробного и анаэробного разложения органич. вещества. Поэтому такая структурная П. в состоянии обеспечить растению максимальный и прочный запас воды при одновременном беспрерывном снабжении растений усвояемой пищей. На таких структурных почвах, получивших название культурны х П., характер урожаев совсем иной, чем на бесструктурных П. Средняя урожайность их в несколько раз выше, чем на бесструктурных П., и при этом колебания урожаев по годам отличаются очень малой величиной, урожаи приобретают чрезвычайную устойчивость—основное условие плановости производства. Величина ежегодных колебаний урожаев на структурных П. определяется неизбежными колебаниями притока двух космических факторов жизни растений—света и тепла, приток которых лежит совершенно вне возможности производственного контроля и регулирования. Амплитуда же ежегодных колебаний притока света и тепла сравнительно невелика.

Значение структурности почвы в определении степени производительности труда в с.-хоз. производстве подчеркивается в еще большей степени тем, что чрезвычайное абсолютное увеличение средней урожайности и придача устойчивости урожаям достигаются на структурных П. приложением в среднем в 7 раз меньшего количества энергии для обработки структурной П. по сравнению с П. бесструктурной и уменьшением числа обработок в среднем в полтора раза. Кроме того культурные растения, вполне обеспеченные на структурной П. полным количеством необходимой им воды, наиболее полно отзываются на все улучшения производства. Только на структурной П. достигают своей полной эффективности применения высокосортного селекционного семейного мате риала и минеральных удобрений. Поддержание условий плодородия П., то есть ее комковатой структуры, достигается применением системы обработки почвы (смотрите), а регуляция условий питания производится системой удобрения (смотрите).

В производственном отношении наиболее практически важным свойством почвы представляется ее прочность, под которой понимается способность комков почвы не. расплываться в бесструктурную массу под влиянием воды, с которой комки почвы неизбежно приходят в соприкосновение при проникновении атмосферной воды в П. и при распределении по ее массе. Прочность П. зависит от нерастворимости в воде перегноя, склеивающего ее комки. В условиях с.-хоз. культуры прочность П. постепенно утрачивается, и для поддержания ее как главного условия плодородия П. существует ряд мероприятий, слагающих так называемым систему земледелия (смотрите Земледелия системы), то есть систему восстановления условий плодородия П.

Лит.: Вильямс В. Р., Почвоведение, ч. 1 и 2, 3 изд., М.—Л., 1926; его же, Общее земледелие, ч. 2, Естественно-научные основы луговодства или луговедение, М., 1922; его же, Общее земледелие с основами почвоведения, 2 изд., М., 1931. В. Вильямс.