Физика почвы. (Качинский Н.А.) - часть 1

Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебника для студентов университетов

ВВЕДЕНИЕ
Физика почвы — специализированный раздел почвоведения, изучающий физические свойства, физические процессы в почве и направленное их изменение.

Почвоведение как самостоятельная естественноисторическая наука оформилось в конце XIX века. Творцом научного почвоведения по праву считается выдающийся русский ученый профессор Петербургского университета Василий Васильевич Докучаев (1846— 1903). Сооснователями этой науки были: талантливый ученик Докучаева заведующий первой кафедрой почвоведения в России (в Ново-Александрийском сельскохозяйственном институте) профессор Н. М. Сибирцев (1860—1900) и профессор П. А. Костычев (1845— 1895), развивший агрономическое направление в почвоведении.

В период деятельности В. В. Докучаева, Н. М. Сибирцева и П. А. Костычева почвоведение развивалось как единая наука о генезисе и географии почв, опиравшаяся в основном на морфологический метод исследования. В дальнейшем, в связи с запросами сельскохозяйственного производства, значительное развитие получили химия и агрохимия почв, физика и физико-механика почв, биология и минералогия почв. Выявилось и несколько точек зрения о дальнейших путях развития почвоведения как науки.

В. Р. Вильямс, развивая учение В. В. Докучаева о факторах почвообразования (преимущественно о значении биологического фактора), считал, что почвоведение должно быть единым, что разделение его на физику, химию, географию почв и т. д.— это диалектически недопустимый разрыв науки на части. Не только почвоведение внутри себя не следует дифференцировать, но его нельзя резко отграничивать даже от общего земледелия, так как между этими двумя науками трудно провести границу. Вот почему учебник В. Р. Вильямса носил название то «Почвоведение с основами общего земледелия», то «Общее земледелие с основами почвоведения».

Диаметрально противоположную точку зрения на пути развития почвоведения как науки высказывали профессора В. А. Михельсон и А. Ф. Лебедев, академик А. Ф. Иоффе. Они считали, что почвоведе-ние, учитывая необходимость быстрого его развития, нельзя удерживать в общих рамках одной науки. Оно должно дифференцироваться на части так, как это произошло в области биологических наук — в ботанике, в зоологии, в медицине и др. В этих науках успешно оформились самостоятельные дисциплины: морфология, физиология, география и систематика растений; физиология животных, зоология розвоночных и беспозвоночных; терапия, невропатология и др. Следуя такому пути развития наук, и почвоведение целесообразно разделить на агрофизику, агрохимию, географию почв и др. и по угому принципу строить исследовательскую работу и подготовку специалистов в вузах. Высказывалось соображение, что физика почвы, химия почвы, география почвы, как и другие разделы почвоведения, быстрее и глубже разовьются, если они организационно будут сближены с физикой, химией, минералогией, географией, биологией. Именно по этому принципу был в 1932 г. организован по инициативе академика А. Ф. Иоффе физико-агрономический институт в Ленинграде, в котором сочетаются работы агрономов и физиков-теоретиков.

Оригинальную точку зрения на пути дифференциации почвоведения развил в 1943 г. профессор И. Н. Антипов-Каратаев*. Он считает, что деление почвоведения на физику, химию, физико-химию и т. д.— деление, как он думает, по методам работы устарело. Оно как «прокрустово ложе» затрудняет дальнейшее развитие почвоведения. И. Н. Антипов-Каратаев предлагал выделить как самостоятельную научную дисциплину дисперсоидологию почв, в каковую должны войти все разделы почвоведения кроме картографии, географии и биологии почв.

Эта точка зрения на дальнейшие пути развития почвоведения, как явно не обоснованная, не нашла сторонников и не получила признания в науке.

Организационные и научные формы развития современного почвоведения как в Советском Союзе, так и за рубежом представляют собою как бы результат критического анализа и синтеза выше отмеченных и подобных им точек зрения. Признается, что для глубокого развития почвоведения необходимо, чтобы оно базировалось на широком комплексе естественноисторических дисциплин, как математика, физика, химия, геоморфология, геология, гидрогеология, биологический комплекс наук — прежде всего ботаника и зоология. Еще А. Н. Сабанин писал: «В ряду естественноисторических наук почвоведение занимает центральное положение, является как бы узлом, в который вплетаются явления живой и мертвой природы, а потому оно (почвоведение) более чем какая-либо иная естественноисторическая дисциплина прибегает к помощи других, близко с ней соприкасающихся наук о природе»**.

Базируясь на таком научном комплексе, почвоведение должно оставаться единой наукой, но вместе с тем, как и в других научных дисциплинах, оно должно дифференцироваться внутри себя на отдельные разделы или отрасли: физику почв, химию почв, агрохимию, минералогию почв, биологию почв, географию и систематику почв. Это устраняет опасность дилетантизма в науке и вместе с тем исключает возможность разрыва почвоведения на разрозненные части. В соответствии с этим строится учебный план на почвенных отделениях в университетах. Три первые года все почвоведы проходят обучение по единому плану, и лишь с четвертого года студенты начинают глубоко изучать (при кафедрах) отдельные разделы почвоведения: генезис и географию почв, физику и мелиорацию почв, химию и агрохимию почв, биологию почв. Специализация по названным разделам почвоведения углубляется в процессе выполнения производственной практики, курсовых работ и прохождения спецкурсов. Завершением специализации является дипломная работа по данному разделу почвоведения.

Специалист почвовед, подготовленный по указанному плану, в случае необходимости может работать в любой области почвоведения. В то же время, владея новейшими методами исследования, он способен глубоко решать научные проблемы в избранном разделе почвоведения и содействовать дальнейшему развитию науки о почве.

Физика почвы в составе почвоведения наибольшее развитие получила в последние десятилетия. Этому в сильной степени способствовало расширение в сельскохозяйственном производстве СССР проблем: по механизации обработки почв, по орошению засушливых территорий и осушению заболоченных, по борьбе с эрозией и др. Все эти проблемы не могут быть научно разрешены без углубленного знания физических и физико-механических свойств почвы.

Современная физика почвы изучает комплекс физических и физи-ко-механических свойств почвы, совокупность физических процессов и режимов, протекающих в ней, и основные пути направленного их регулирования в целях сельского и лесного хозяйства, дорожного строительства, санитарии почв, курортного строительства и др.

В курсе «Физика почвы» две части: 1— основные физические свойства почвы; 2— функциональные, или производные, физические свойства почвы.

ГЛАВА ПЕРВАЯ

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ

УЧЕНИЯ О ФИЗИКЕ ПОЧВЫ

Первые попытки обобщения эмпирических сведений о почве и физических ее свойствах, особенно о механическом составе почвы, уходят к истокам земледелия. Письменные документы по этому вопросу находим у писателей Греции и Рима — Аристотеля и Теофраста (IV в. до н. э.), у писателей Рима — Катона, Варрона, Колумеллы, Плиния старшего, в «Георгиках» поэта Вергилия (I в. до н. э.).

В древней Руси еще в княжение Ивана III (XV в.) были заведены так называемые «Писцовые книги». В них описывались рельеф местности, земельные угодья—пашни, луга, леса, болота, качество почв с разделением их по механическому составу, урожайность растений. В книгах выделялись земли: «добрые», «средние», «худые» и едобре худые»; «некось», «тростник», «земля камениста» и «песчата», «лес пашенный», «лес не пашенный», «луг по кустарю» и др.* В зависимости от количества и качества земли бояре, окольничие и думные дворяне, стольники и другие землевладельцы платили подати государству и поставляли ратников и лошадей для войска**.

Значительные сведения о почвах и об агротехнике огородных и садовых культур находим также в известном историческом памятнике «Домострое» XV—XVI вв., в котором есть специальная глава —«Огород и сад как водить». В ней указано, как сдабривать почву: «...как гряды копати и навоз класти... И посадив или посеев всякие семена и всякое обилие, в пору поливати и укрывати, и от мороза всегда беречи...»***.

Следующий крупный этап в развитии почвоведения и почвенной физики связан с известным трудом М. В. Ломоносова «О слоях

земных»*. Почву Ломоносов рассматривает в динамике, в развитии. Она зарождается на материнских породах под воздействием живых существ и развивается вместе с ними. «Каменные голые горы часто показывают на себе зелень мху молодого, которая после чернеет и становится землею; земля, накопясь долготою времени, служит после к произведению крупного мху и др. растений» (§ 124). «Чернозем», по мнению Ломоносова, «не-первообразная и не первозданная материя, но произошел от согнития животных и растущих тел со временем» (§ 125). Эти мысли М. В. Ломоносова созвучны взглядам современного почвоведения.

Наряду с описанием различных почв, в труде «О слоях земных» делается первая попытка классификации почв, причем в основу ее полагается механический состав и обогащенность почв солями. Выделяются: «чернозем», «песок», «глина разных родов», «ил или тина», «каменные голые горы», «самосадка и солончаки». Описывая различные почвы, Ломоносов излагает свои глубоко проницательные догадки об их генезисе, свойствах и плодородии**.

В Московский универсистет впервые агрономия, почвоведение, а вместе с ними и физика почвы вступили в 1770 г. Вторая половина XVIII в. ознаменовалась промышленной революцией в Англии и некоторых других западноевропейских странах: развитием промышленности, захватом колоний, обезземеливанием крестьян, образованием пролетариата. Рост городского населения и сокращение площадей, занятых под зерновые культуры внутри этих стран, вызвали возрастающий спрос на иноземный хлеб, цены на который росли. Русский экспорт в Европу, представленный в предшествующие 50 лет пенькой и льном, теперь все более характеризовался вывозом пшеницы.

В России возрастает повсеместный интерес к почвам, на которых возделывал'ась пшеница, и в первую очередь к самой плодородной почве — чернозему.

В такой международной и внутренней экономической обстановке и открылись двери Московского университета для агрономии, причем в первую очередь для земледелия и почвоведения.

Курс агрономии читался на кафедре зоологии и ботаники. Он именовался «Сельскохозяйственным домоводством». Первым читавшим этот курс (1770—1777) был профессор натуральной истории Матвей Иванович Афонин.

Уже через год после занятия кафедры (в 1771 г.) М. И. Афонин выступает с торжественным словом на публичном собрании Московского университета. Тема его выступления знаменательна для стен

университета: «Слово о пользе, знании, собирании и расположении Чернозему, особливо в хлебопашестве». Чернозем в понимании Mi И. Афонина — верхний гумусированный (растительный) слой земли. «Он состоит по большей части из согнивших трав и растений, .которые части в самом воздухе, как говорят, под непокрытым небом, а части в живущих телах перемену сию претерпели»*. Земля образована из мелких частиц. Они «не твердо между собой соединяются и от воды рыхлее и мельче становятся»**.

Наиболее интересным из теоретических высказываний М. И. Афонина и для нас современным является представление его о происхождении гумуса из органических тел под влиянием микронаселения почвы и атмосферных агентов (воды, воздуха, тепла).

Все наиболее ценное в труде Афонина позаимствовано им из отечественной сельскохозяйственной практики. К этому ценному прежде всего должна быть отнесена предложенная Афониным классификация «черноземов». Он выделяет 8 разных по свойствам черноземов: 1) «глинистый чернозем», 2) «каменистой и песчаной или с хрящем смешанной», 3) «лесной на смолу похожей чернозем, которой также и легкою землею слывет и кой всегда масляным кажется, и при том рыхл, почему и растения на нем скоро всходят», 4) «болотной чернозем, которой также называется и мерзлою землею или тиною. Он кисловат и при том много холоден», 5) «березовой чернозем, кой всегда сух и холоден», 6) «можжевельной и сосновой чернозем, которой натурою не только тепл, но и горяч», 7) «еловой чернозем, которой также жирен, но несколько холоднее нежели сосновой», 8) «ореховой чернозем, которой также и лесным черноземом называется. Он по большей части состоит из хорошей и плодородной земли, потому что он в себе имеет как жирность, так и теплоту, помощию которой растения скоро восходят и имеют хорошие соки к своему питанию. Он по большей части почитается полезным для ржи и весенняго севу, и при том можно на нем без всякой приправки, или особливого удобрения многие годы с выгодою сеять». К черноземам М. И. Афонин относит и «болотной торф».

Принцип классификации почв, примененный М. И. Афониным, в основе которого лежит биологический фактор, сохраняет свое значение и в наши дни.

Деятельность М. И. Афонина в Московском университете продолжалась 7 лет, после чего по болезни он вышел в отставку. Переселившись в Крым, М. И. Афонин продолжал вести опыты по земледелию на своих собственных участках.

Наиболее талантливым продолжателем развития идей почвоведения и особенно физики почвы в конце XVIII века после М. И. Афонина был Иван Михайлович Комов, создавший капитальный труд —

«О земледелии», изданный отдельной книгой в Петербурге в 1788 г. В этом классическом произведении с изумительной широтой и глубиной для своего времени, как в энциклопедии, поставлены все вопросы сельского хозяйства, в том числе почвоведения и земледелия. Автор различает почвы от природы бедные и богатые, плодородные и неплодородные и намечает пути наиболее эффективного использования их под культурные растений. «Хлеб,— пишет он, — не может терпеть ни горячей земли, ни студеной, ни мокрой, ни сухой. Трещины зной солнца в землю пропускают». «Хорошо, пишет он, когда в почве воды — одна четверть ее веса, а питательные вещества в растворе составляют по весу одну четырехсотую долю». Лучшей почвой Комов считает чернозем, так как он богат питательными веществами и структурен.

«Древние чернозем гнилою землею называли. Он произошел от согнития животных и растений. Частицы его составляющие не излишне крепко, ни чрезмерно слабко дружка со дружкой сцепляются. Вода и воздух свободно в него проходят. Земля эта хлеба родит много, а навозу и работы мало требует».

По Комову, поднять плодородие почв призвана наука земледелия, в которой агрофизика играет первейшую роль. «Земледелие,— пишет он,— с высокими науками тесный союз имеет, каковы суть: история естествознания, наука лечебная, химия, механика и почти вся физика; и само оно ничто иное есть, как часть физики опытной, только всех полезнейшая». В труде Комова обстоятельно описываются почти все физические свойства почвы: водные, воздушные и тепловые, механический и структурный ее состав и зависимость свойств почвы от ее структуры. Огромное значение автор придает обработке полей, так как «от пахоты земля пушнее и сочнее становится и вредных растениям вещей избавляется. Нижние слои, выпаханйые наверх, пока воздухом не будут сдобрены, неплодородны бывают». Вспашка рекомендуется зяблевая, в том числе и под парянину (пар).

Значительно позже трудов Комова мы находим аналогичную с его учением постановку вопросов о значимости в плодородии почвы физических свойств и ее структуры в работах Тэера (Thaer, 1806), Деви (Davy, 1814), Шюблера (Schtibler, 1838), Шумахера (Schumacher, 1864), Е. Вольни (Wollny, 1878—1898).

Центром сельскохозяйственной науки за рубежом в конце XVIII и в первой четверти XIX вв. были Германия и Англия, а крупнейшим представителем научного мира являлся немецкий ученый Альфред Тэер. В 1806 году вышел в свет его капитальный труд —«Рациональные основы сельского хозяйства», в котором охватывались все разделы земледелия, в том числе почвоведения, и вопросы физики почвы. Тэер, как никто до него, оценил роль органического вещества в плодородии почвы, в создании ее структуры и оптимальных физических свойств. Правда, Тэер переоценил роль гумуса в питании растений. Он считал, что гумус не только

себя, отсталой системы земледелия и рекомендует заменить ее плодосменом с введением в сельскохозяйственное производство пропашных культур и трав. Характер плодосмена необходимо варьировать, приспосабливая его к местным природным условиям. «Современные выгоды трехполевой системы,— пишет Павлов,— ничтожны в сравнении с вредными от нее последствиями. И естественно-ли, что в России, где находится столько различия в почве и климате, господствует один порядок в нивоводстве?». Плодопеременная система «как надежнейшая к поддержанию оного (плодоносия земли), должна трехполевую заменить безусловно». Об этом же он пишет и через 17 лет: «Плодопеременение, т. е. смена одних пород другими в растительном царстве, есть коренной закон; действия искусства, противные сему закону, при всех условиях остаются или вовсе безуспешными или слабо награжденными»*.

Борясь против трехполья, М. Г. Павлов тем более считал недопустимым монокультуры, которые приводят к «порче» почвы или к явлению, которое в современном земледелии известно как «почвоутомление». Он оттеняет, что порча почвы — это не то, что истощение ее. Истощение вредно для всех растений вообще, «порча» же вредит только тем, от которых произошла, и близким к ним «по природе».

М. Г. Павлов ратовал за культурную обработку почв и для этой цели сконструировал плуг («плужок Павлова»). Для обогащения почвы «черноземом» он наряду с унавоживанием рекомендовал применять сидераты.

Предложенные им агротехнические мероприятия М. Г. Павлов в полной мере применял на опытном Бутырском хуторе под Москвой, которым он заведовал. Этот хутор можно считать первым сельскохозяйственным опытным учреждением России, а М. Г. Павлова — первым организатором сельскохозяйственного опытного дела. Он же, руководя земледельческой школой Московского общества сельского хозяйства, был новатором сельскохозяйственного образования в России.

Свои передовые взгляды в области сельского хозяйства М. Г. Павлов неутомимо проповедовал на официальных лекциях и в публичных чтениях, которые привлекали массу слушателей и пользовались неизменным успехом.

«Увлекателен был Павлов,— говорит Шевырев,— озаривший новым блеском область естествоведения»**. Не менее лестный отзыв о лекциях М. Г. Павлова дает и Герцен, бывший в числе его слушателей. Он отмечает особое уменье М. Г. Павлова будить у слушателя философскую мысль***.

Владея передовой агротехникой, М. Г. Павлов понимал и видел, что при рациональном ведении хозяйства, согласно девизу «с о в-ременность с печатью местност и»*, можно добиваться непрерывного повышения урожая сельскохозяйственных культур. Отсюда проистекал оптимизм в его трудах, вера в будущее. Молодо и современно звучат его слова: «Какая утешительная истина! Источник способов физической жизни с распространением рода человеческого не только не иссякает, но, напротив, с течением времени может делаться обильней ши м»**. Это утверждение М. Г. Павлова —лучший ответ всем сторонникам псевдозакона «убывающего плодородия почв», всем человеконенавистникам типа мальтузианцев и неомальтузианцев.

В период научной деятельности Павлова исключительная значимость агрофизики в плодородии почв пользовалась в агрономических кругах всеобщим признанием. В Англии этому способствовали труды Дэви, в Германии — Шюблера. Дэви — агрохимик, но трактовку всех агрохимических процессов в почве он тесно увязываете агрофизикой***. Ещебольшее внимание агрофизике уделяется в труде Шюблера****. В нем описываются все физические свойства почвы (кроме механического состава) и предлагаются методы их определения. Один из приборов Шюблера — весы для определения липкости почв — в измененном и усовершенствованном виде используется в почвоведении и в настоящее время.

Труд Шюблера как бы венчал развитие агрофизики в первой четверти XIX века. В дальнейшем наблюдается спад внимания к этому разделу почвоведения. Этот период совпадает с периодом выдающихся научных достижений в области химии и физиологии растений (работы А. Л. Лавуазье, Ж- Б- Буссенго, Н. Т. Соссюра, Ю. Либиха и др.). Развитие химии способствовало невиданным ранее успехам в области промышленности и сельского хозяйства. Впервые на полях стали применять химические удобрения, резко повысившие урожайность сельскохозяйственных культур. У физиологов и химиков, как говорится, от успехов закружилась голова. Химию стали считать всенаукой. Полагали, что одна она призвана разрешить вопрос плодородия почвы. В это время в Московском университете кафедру сельского хозяйства возглавлял преемник М. Г. Павлова выдающийся молодой профессор Я. А. Линовский (1844—1846).

Будучи еще молодым ученым, Линовский возвысил свой голос против одностороннего увлечения в сельском хозяйстве химией. Он писал: «Вся теория, все учение Либиха относительно производительности земли состоит в том, что она зависит от количества и качества находящихся в ней разных растворимых неорганических солей». Либих «перешел к последней крайности и стал утверждать, что земля и навозы вовсе почти не содействуют к умножению органической материи, находящейся в растениях, а это совершенно противоречит всем известнейшим физиологическим наблюдениям, и еще более — вековой опытности хозяев». Я- А. Линовский справедливо замечает: «Хотя соли и другие минеральные вещества, разбрасываемые по полям, могут значительно содействовать к возвышению производительности почв, но они недостаточны для того, чтобы пропитать собою растения, чтобы вполне условить их развитие; нужно чтобы сверх того почва содержала известную примесь органических материй, чтобы она находилась под соответствующим влиянием внешних деятелей природы, а именно: воздуха, воды и теплоты». И далее: «Как ни силилась химия, но она не могла проникнуть в тайну плодородия почв, не успела еще разорвать всех тех завес, за которыми далеко от нас скрывается истина». Он рекомендует: «Подвергнуть землю соответствующему действию воздуха, воды, теплоты и навозов, т. е. уметь разрыхлить ее, удержать в ней нужную для развития растений влажность, нагреть и удобрить ее — вот предмет занятий земледельца, вот в чем состоит весь секрет хозяйства»*.

Критика Я. А. Линовского, направленная против одностороннего увлечения химией была глубоко научна и справедлива. Это понял впоследствии и Ю. Либих. Когда он впервые применил минеральные удобрения, урожаи сельскохозяйственных культур в Германии возросли в несколько раз. Казалось, что найдено средство непрерывного их повышения — стоит лишь увеличивать нормы удобрений. Однако скоро пришло разочарование. Нормы удобрений увеличивали, а урожай дальше не поднимался или даже падал. Причина этого — забвение почвенной физики и микробиологии.

И как ни странно, возрождению интереса к физике почвы способствовали микробиологи. В микробиологических исследованиях была показана исключительная роль для развития микроорганизмов водного, воздушного и теплового режимов почв, а значимость микробиологических процессов для плодородия почв четко обозначилась уже тогда.

В Московском университете специальную работу по физике почвы в связи с ее обработкой выполнил профессор сельского хозяйства, доктор естественных наук, адъюнкт Академии наук Н. И. Же-

лезнов. В его работе «Испытание вязкости почв динамометрическим ломом» впервые предлагается прибор для определения сопротивления почв сдавливанию и расклиниванию. «Лом» Железнова в последующем был повторен во многих приборах и в усовершенствованном виде применяется в физико-механике почвы до настоящего времени.

Существенным этапом в развитии агрофизики стали работы двух немецких ученых. В 1864 г. Шумахер (W. Schumacher) выпустил первую книгу, посвященную специально физике почвы,— «Die Physik des Bodens». В 1878—1898 гг. Вольни (Е. Wollny), занимавшийся углубленными исследованиями по агрофизике, издавал сборник трудов по физике почвы —«Forschungen auf dem Gebiete der Agricultur — Physik».

Роль физики в плодородии почвы отмечает в это время Карл Маркс. В письме к Энгельсу от 25/Ш 1868 года он писал по поводу книги Фрааза: «Важно хорошенько изучить новое и новейшее о земледелии. Физическая школа противостоит химической»*.

В трудах Шумахера и Вольни описываются уже почти все физические свойства, которые мы изучаем и теперь. Особенно подробно они анализируются в «Forschungen auf demGebiete der Agricultur — Physik». Эти сборники стали международными. В них публиковали свои работы и многие русские исследователи, в том числе В. Р. Вильямс (о механическом анализе почв и др.).

Е. Вольни и его ученики пользовались в основном аналитическим методом. Детально изучались водные, воздушные, тепловые и другие свойства различных компонентов почвы. Для познания целого (в данном случае почвы) нужно знать свойства его составляющих. Большая заслуга Вольни и его учеников и состоит в том, что они провели обширные аналитические работы по познанию компонентов почвы.

Однако школа Вольни проповедывала и принципиально ошибочные положения. Вольни полагал, что свойства суммы частей и целого аддитивны. Почву он рассматривал не как естественноисторическое тело природы, а как смесь различных соединений. По Вольни, если перемешать 50% глины, 3596 песка, 10% перегноя и 5% извести, то получим чернозем. Вольни смешивал сумму и комплекс. Он не понял, что сумма — это сложение, а к о м-п л е к с—в заимопроникновение с образованием нового.

Вторая принципиальная ошибка в работах Вольни и его учеников — это изучение физических свойств почвы в образцах с разрушенной структурой, отсеянных сквозь сито. Если это в известной мере допустимо для сыпучих материалов, как, например, для пере-веваемых песков, то нельзя оправдать этот метод для почв структурных, обладающих в естественном их сложении совсем другими физическими свойствами, нежели в распыленном состоянии. Поч-

венный порошок не больше напоминает природную почву, чем древесные опилки живое дерево. Поэтому прав был В. Р. Вильямс, когда направление школы Вольни он назвал порошковедением. И мы, отмечая положительное в обширных работах Вольни и его последователей, не должны забывать, что это направление сильно грешит механицизмом.

Идеи школы Вольни получили мировое распространение. Они проникли и в Россию. Методами Вольни при изучении физических свойств почв пользовался и творец нашей науки В. В. Докучаев и его ученики. Но работая на просторах Украины, изыскивая пути борьбы с засухой, они не могли не видеть несовершенство метода «порошковедения». В. В. Докучаев всемерное внимание обращает на свойства почв в их естественном залегании. Он резко отличает природную структуру чернозема от распыленной почвы. Он указывает: «В черноземной полосе России прежде всего нужно заботиться о восстановлении первоначальной физики почв вообще и зернистой структуры их в особенности»*.

«Разумнее сберегать ту воду, которую дают нам атмосферные осадки, а для этого нужно реставрировать, возобновить природу почв, коль она испорчена неумелыми руками, и теперь хлеба страдают от засухи»**.

Еще ближе подошел к вопросам агрофизики сооснователь почвоведения проф. П. А. Костычев- Особенно много сделано им в области структуры и обработки почвы в целях сохранения влаги в почве и обеспечения в ней благоприятных физических свойств.

П. А. Костычев, используя работы современников (Шлезинга и Вольни) и свои собственные исследования, впервые строго научно обосновал роль органического вещества и катиона кальция в струк-турообразовании почв и качестве структуры. Он писал: «В почвах, частицы которых связаны перегнойными солями, комки не разрушаются и от действия чистой воды». Он указывал, что гумус может только раз активно цементировать структуру почвы: «...гумусовые соли после высыхания и распыления в значительной степени теряют способность цементации»***.

Из всех форм структуры, как агрономически ценную, Костычев выделяет комковато-зернистую структуру, каковую и следует создавать в пахотном слое, ибо «... в комковатую почву с большой легкостью проходит воздух и вода, а для жизни растений не безразлична легкость обмена почвенного воздуха на новый и легкость промокания почвы до большой глубины»****.

Среди методов воссоздания структуры почвы, наряду с известкованием и фосфоритованием кислых почв, Костычев особую роль отводит многолетним травам и потому настойчиво рекомендует травопольные севообороты, что в конце XIX в. было весьма прогрессивным для сельского хозяйства России.

Таким образом, в конце XIX в. физика почвы из лабораторий переходит в поле. Этому способствовали и бедствия — засухи, периодически постигавшие юг России. Особенно жестокая засуха, а вслед за ней и голод охватили степные районы России в 1891 году. Передовые люди из среды русской научной интеллигенции живо откликнулись на это бедствие и, помимо всяких благотворительных сборов в пользу голодающих, стали задумываться над сущностью засухи и о мерах борьбы с ней. Одними из первых в числе таких людей были В. В. Докучаев, П. А. Костычев, А. А. Измаильский, Н. М. Сибирцев. В это время под общим руководством Докучаева организуются опытные участки: «Каменная степь», «Велико-Анадольский» и «Старобельский».

Выходит в свет классический труд В. В. Докучаева «Наши степи прежде и теперь» (1892 г.). Начинаются углубленные исследования водного режима почв юга России. Особую известность приобрели работы П. А. Костычева, Г. Н. Высоцкого в Велико-Анадольском лесничестве и А. А. Измаильского в Полтавской губернии*.

Н. М. Сибирцевым предложена классификация почв по механическому составу, базирующаяся на соотношении в почве «физической» глины и «физического» песка **. Эта классификация на десятилетия вошла в почвенную практику и учебники почвоведения.

П. А. Костычевым разработана система культурной обработки почв: лущение стерни в целях борьбы с сорной растительностью и сохранения влаги в почве, глубокая зяблевая вспашка, чистые пары для местностей, страдающих от засухи (особенно черный пар) и другие приемы.

А. А. Измаильским и Г. Н. Высоцким впервые проведены наблюдения над динамикой влажности в глубоком профиле почво-грунта и выяснены основные закономерности непромывного и потускуляр-ного водного режима почв в степи. Г. Н. Высоцким и П. В. Отоцким освещена гидрологическая роль лесов ***.

содержание .. 1 2 ..

///////////////////////////////////////