ПОЧВЫ ЧЕРНОЗЕМНОЙ ОБЛАСТИ РОССИИ

Из этих цифр мы можем видеть, какие громадные коли­чества органических веществ при благоприятных условиях разлагаются в почве и в особенности на ее поверхности. Сле­дует указать на то, что наши цифры, по всей вероятности, ниже действительных, потому что при движении воздуха только над почвою некоторое количество угольной кислоты могло не вы­делиться из почвы. Кроме того, слой почвы был очень неглубок, так что количества угольной кислоты и по этой причине могли быть менее тех, какие выделяются из почвы при естественных условиях.

Если принять во внимание, что только самые северные части черноземной области имеют среднюю температуру от апреля до октября немного более 10° С, то на основании пре­дыдущих цифр мы можем легко убедиться, что при достаточной влажности даже в таких мостах количество разложенного в почве перегноя будет не менее 100—150 пудов в год, а это будет соответствовать урожаю травы около 150—200 пудов с десятины в год.

Органические вещества, находящиеся на поверхности почвы или близ нее, разлагаются в несравненно большем коли­честве; при средней температуре в течение 7 месяцев = 17° (а есть черноземные места, где средняя температура от апреля до октября включительно 20°) и при достаточной влажности количество разлагающейся органической массы может дохо­дить до громадной цифры — около 1600 пудов перегноя в год на десятине: количество, в несколько раз превышающее прирост растительной массы в природе, вне условий культуры. Из почвы высохшей угольная кислота перестает выделяться, т. е. разложение органических веществ в них прекращается. Таким образом, оказывается, что разложение органических веществ или может в несколько раз превосходить прирост растительной массы, или может быть в несколько раз меньше этого прироста, смотря по температуре и влажности почвы. Понятно, что в тех случаях, когда разложение может превос­ходить прирост, никакого накопления органических веществ в почве не будет; мы сейчас увидим, однако, что и в тех слу­чаях, когда разложение меньше прироста, накопление органи­ческих веществ почвы не может продолжаться бесконечно, но что, дойдя до известной степени, оно приостанавливается.

В первой главе мы видели, что разложение свежих орга­нических остатков и разложение остатков, уже подвергав­шихся гниению, происходит при одинаковых условиях, с оди­наковой быстротою, т. е. из 100 частей сухого вещества в обоих случаях одинаковые количества твердых веществ превра­щаются в летучие продукты гниения (в СОа, ГШз и НгО), так что количества вещества, сгнивающего в каждый отдельный период гниения, из одной массы, в которой ничего не прибав­ляется извне, представляют убывающую геометрическую про­грессию. Предположим, на основании фактов, приведенных в первой главе, что это справедливо для долгих периодов вре­мени, и посмотрим, каким образом при этом условии будет происходить накопление органических веществ в почве. Пред­ставим себе, что ежегодный прирост на данной площади равен А и что разложение происходит с такой быстротой, что еже­годно из запаса органических веществ разлагается половина. Тогда количество органических веществ к концу осени, когда и гниение и прирост прекращаются, представит в разные годы следующие величины:

К концу осени первого года А Потому что разлагаться будут только мертвые части прошло­годнего прироста, а количество нарастающих веществ будет вновь такое же. К концу осени третьего года А-\-А (0.5) + А (0.5)2 Очевидно, что запас органических веществ на данной пло­щади возрастает, но вследствие этого возрастает и количество ежегодно разлагающихся органических веществ. Прирост прекратится тогда, когда количество разлагающихся веществ сравнится с годовым приростом А, т. е. когда:

0.5 А + (0.5)2 А +... (0.5)" - 1 А = А. Определяя отсюда п, получим для него величину бесконечно большую; но если определим величину суммы первой части уравнения для п =10, то увидим, что сумма эта очень мало отличается от величины А, именно она будет равна: Если положить, что ежегодный прирост на десятине равен 200 пудам, то при предыдущем условии через 10 лет разница между приростом и запасом будет не более 0.2 пуда, или 8 фунтов; через 20 лет разлагающаяся масса будет равна: Т.е. разница между нею и приростом в 200 пудов будет всего 0.008 фунта.

Предположим теперь, что разложение происходит слабо и составляет только 0.01 существующего запаса органических веществ. В таком случае в почве, не содержащей органических веществ, накопление, начиная с первого года, будет происхо­дить так: При таком условии разница между приростом и разложением Через 100 лот.... 0.366 А » 1000 » . . . . 0.004)04 А Или через 1000 только лет разница между приростом и разло­жением для наших средств наблюдения будет незаметна; срок этот, по сравнению с геологическими периодами, является совершенно незначительным, и, следовательно, можно думать, что вообще (при условиях, нами допущенных) накопление органических веществ в почве заканчивается довольно скоро, после чего количество их в почве должно оставаться прибли­зительно постоянным.

На основании предыдущих соображений можно определить (с тем, конечно, грубым приближением, какое в подобных случаях возможно) возраст чернозема, принимая прирост на нем органической массы величиной определенной. Предполо­жим черноземную почву с содержанием 10% перегноя на глу­бине одного фута, причем дальше сразу идет слой без органи­ческих веществ. В таком случае в каждой почве находилось бы органических веществ, если принять вес кубической са­жени почвы равным 1000 пудам, на пространстве одной деся­тины около 34 000 пудов. Принимая на такой почве средний прирост органической массы в одном случае равным 100, а в другом — 25 пудам, мы легко найдем, что если прирост органических веществ в ней остановился и разлагается столько вещества, сколько его прирастает, то и разложение равно 100 и 25 пудам, т. е. разлагается и часть запаса органических веществ.