Происхождение органической части почвы

Наблюдение показывает, что уже голые скалы, в особенности известковые, даже с гладкой поверхностью, по-видимому, нетронутой еще выветриванием, покрываются растениями. Правда, это низшие растения, различные микроскопически малые лишаи, которые представляются невооружённому глазу пылеватой массой черно-бурого, желтого, буровато-красного, серовато-зеленого цвета. Как не малы эти растения, все же они играют весьма важную роль в разрушении горных пород.

При жизни они делают гладкую поверхность горной породы, на которой поселились, шероховатой; так что горная порода, после этого быстрее охлаждается, вследствие лучеиспускания, сильнее сгущает на своей поверхности водяные пары из воздуха и лучше задерживает влагу, в которой обыкновенно растворены, как мы видели, кислород и углекислота. Кроме того зеленые растения разлагают днем углекислоту под выделением кислорода, а ночью выделяют углекислоту. Таким образом, горная порода, покрывшись лишаями, подвергается усиленному действию переходов температуры, влаги, кислорода, углекислоты и, может быть, еще какой либо кислоты, выделяемой самими лишаями; вследствие чего лишаи получают необходимые для них кали и известь; а горная порода разрушается, прорезаясь бесчисленным множеством трещин.

После смерти лишая, растительная масса его, состоящая из углерода, водорода, кислорода, азота и серы (фосфора) образующих её органическую часть, и зольных составных частей т.е. таких, которые остаются после полного сожжения растительного вещества сама подпадает действию воздуха (кислорода), влажности и теплоты и постепенно разлагается — истлевает или сгнивает. При этом, смотря потому, происходит ли разложение при большей или меньшей степени влажности, под водой или нет и, вследствие этого, при полном, затрудненном или даже ограниченном доступе воздуха и более или менее высокой температуре, из органической части отжившей растительной массы образуются различные вещества, известные под общим названием перегнойных, перегноя. Между ними различают такие, которые не имеют ни кислотных, ни основных свойств и не растворяются ни в воде, ни в щелочах, гумин, ульмин и геин^*), но которые действием аммиака и других щелочей превращаются в соответствующие вещества кислотных свойств: гуминовую, ульминовую и геиновую кислоты.

^*) При полном доступе воздуха и обыкновенной температуре (в верхних слоях почвы обыкновенной влажности), образуется светло- или темно-бурое землистое вещество — гумин; при затрудненном доступе воздуха и несколько большей влажности (на глубине сыроватых, вязких почв) образуется желтовато-бурая, рассыпчатая масса — ульмин; при весьма ограниченном доступе воздуха, почти в отсутствии его и при большой влажности (на дне стоячих вод) образуется черная иловатая масса — геин.

Геиновая кислота растворима в воде и раствор её окрашивает голубую лакмусовую бумажку в красный цвет, разъедает кожу и вредно действует на жизнь многих растений. Гуминовая же и ульминовая кислоты нерастворимы в воде, но образуют с щелочами растворимые в воде соли, а с щелочными землями — соли растворимые в растворах аммиачных солей этих кислот с образованием двойных солей или солей с двумя основаниями, из которых одно аммиак, так например, гуминово-кислой аммиак-извести. Ульминовая кислота, окисляясь на воздухе, переходит в гуминовую, а эта последняя, окисляясь дальше, превращается в ключевую с большим и в ключевоосадочную кислоту с меньшим содержанием кислорода. Эти две последние кислоты растворяются в воде (и образуя растворы: первая — золотисто желтого, вторая — желтого цвета; первая из них образует растворимые соли со всеми основаниями, а вторая только с щелочами и щелочными землями; аммиачная соль первой образует весьма легко соли с четырьмя, а аммиачная соль второй даже с пятью основаниями, но эти соли, в особенности соли последней кислоты, разлагаются весьма скоро с переходом этих кислот в углекислоту — конечный продукт разложения перегнойных веществ. Все эти кислоты имеют большое сродство с аммиаком, который даже неотделим от них совершенно, хотя перегнойные вещества, по теоретическому их составу, не должны содержать вовсе азота.

Аммиак перегнойнокислых солей происходит из азота растительной массы, которая, разлагаясь таким образом, даст в конечных продуктах своего разложения: воду, углекислоту, аммиак или азотную кислоту, сернистый и фосфористый водород или серную и фосфорную кислоты; причем кислоты, в том числе и кремневая находившаяся уже такой в растительной массе, получаются соединенными с основаниями зольной части растений (кали, натром, известью, магнезией) в углекислые, сернокислые, фосфорнокислые, азотнокислые и, частью кремнекислые соли. Опыт показывает далее, что растительная масса разлагается скорее, если она сочна, богата азотом, щелочами и бедна кремневой кислотой, смолистым, жирным, восковым и дубильным веществами; но все же она разлагается не вдруг, а постепенно; так что в данное время она может представлять смесь^*) еще почти нетронутых частей своих, сохраняющих еще свою форму, с частями её, находящимися на различных ступенях разложения, с различными продуктами её разложения.

^*) Называемую также перегноем в более общем смысле.

Эти продукты разложения растительной массы, не говоря уже об углекислоте, о которой мы говорили выше, весьма важны для разрушения горных пород. Щелочные соли, в особенности же аммиачная соль перегнойных кислот, растворяют без разложения нерастворимые сами по себе минеральные соли (напр. фосфорнокислые) или отнимают у этих последних основания для образования солей с несколькими основаниями. Этим последним путем они разлагают силикаты. Образующиеся при разложении растительной массы: азотная, серная и фосфорная кислоты и щелочные соли составляют, как мы видели выше, весьма сильные деятели выветривания горных пород, наконец, в случае недостаточного доступа воздуха, перегнойные вещества могут для своего окисления отнимать кислород у окислов металлов и сернокислых солей, превращая первые в низшие степени окисления, а вторые — в сернистые металлы.

Следовательно, разлагаясь, отжившая растительная масса лишаев может продолжать разрушение горных пород, начатое лишаями при жизни, тем более что она, в этом состоянии разложения, обладает большой способностью сгущать в себе водяные пары и газы и задерживать капельножидкую воду. Такой процесс выветривания горной породы, усиливаемый действием живой и разлагающейся растительной массы, подготовляет постепенно и последовательно в продуктах разложения горной породы среду пригодную для развития растений все более и более высокой организации: мхов, злаков, кустарников, деревьев. Эти растения, действуют на горнокаменную породу подобно лишаям, прибавляя к этому действию, в зависимости от большего или меньшего развития их корней еще и разрушительное действие этих последних на горную массу. Корни этих растений, проникая в щели горной породы, действуют на эту последнюю как клинья, раздвигая её части и открывая доступ в расширяемые ими щели воде и воздуху. Такое действие корней еще усиливается после смерти растения, когда масса их, проникающая в горную породу, вбирая сильно воду, разбухает, в особенности сильно при замерзании этой воды.

Таким образом, сама растительность подготавливает из голых скал среду, которая могла бы служить не только для укрепления растений, но из которой эти последние могли бы также получать пищу. И, конечно, с тех пор, как явились на земле условия, сделавшие возможным произрастание растений, т.е. атмосфера освободилась от углекислоты и водяных паров до того, что стала свободна пропускать лучи солнца, давление её уменьшилось и понизилась температура воздуха и земной коры; с тех пор разрушение горнокаменных пород происходит при большем или меньшем участии растений, как это доказывают, между прочим, каменноугольные слои, слои бурого угля, нахождение так называемого битумена, смолистого вещества растительного происхождения во многих горных породах водной части земной коры. Тем не менее, верно и то, что продукты разрушения горных пород, образовавшиеся без содействия растений в виде первичной или наносной почвы, представляют среду годную для произрастания растений даже более высокой организации, чем лишаи, поселяющиеся на голых скалах.

Скала или продукты её разрушения, дав приют растениям и производя в течение долгого времени, из года в год сменяющиеся поколения их, обогащаются растительными остатками, которые, примешиваясь к минеральным продуктам разрушения, частью сохраняющими еще свои растительные формы, частью утратившими их, в различном состоянии разложения, образуют почву в том виде, в каком мы познакомились с ней, при механическом анализе.