В профиле почвы можно различить:
a) Верхний слой почвы или назем. Этот слой, у северных почв, обыкновенно в 10–20 см, в черноземных губерниях – от 50 до 150 см толщины, заключает в себе главный запас питательных веществ для растений, если только земля не истощена хищническими культурами. Слой этот образовался в течение веков, при содействии разложившихся органических веществ, которых в черноземе заключается от 5 до 13–14 процентов; в сильно удобренной огородной почве находится еще более перегноя. Органическое вещество легко можно удалить из почвы прокаливанием и таким образом определить процентное содержание его по убыли, взвесив минеральный остаток.
b) Средний слой почти столько же важен для растительности, как и верхний. Он, равно как и первый, может быть, хотя и не всегда, богат питательными веществами, но содержит менее органических веществ.
c) Нижний слой, или материнская порода. Хотя корни многих растений, особенно древесных, проникают глубоко в эти слои и находят там пищу, но для нас физические свойства этого слоя имеют большее значение, чем химический состав его. Лучшим нижним слоем считается тот, который состоит из материала, обладающего способностью легко пропускать излишнюю влагу. Рыхлая суглинистая или супесчаная подпочва в этом отношении для средних и северных губерний будет всего лучше. На юге же жирная глинистая подпочва не причиняет вреда и может считаться там более пригодною, по причине большой ее влагоемкости.
Если подстилающая почву порода состоит из различных слоев, из коих верхний задерживает, а нижний пропускает воду, то возможно, прорыв первый, отвести воду во второй. Наслоения пород часто можно наблюдать на крутых берегах рек и морей, а также и на железнодорожных откосах и при рытье колодцев.
Почва и подпочва, даже так называемый «материв», на котором покоятся наши громадные каменные здания, не первичные породы, а занесены к нам с севера в ледниковый период ледниками. Этот могучий слой покрывает все северные и средние губернии; он имеет в толщину иногда несколько сажен, и под ним находятся наши настоящие коренные горные породы.
3. Физические свойства почвы и механический состав ее
Частички горных пород, разрушенные и разложенные, в большинстве случаев разносятся течением воды по различным направлениям и образуют осадок на низменных местах, который впоследствии высыхает и образует почву новейшего происхождения – дилювий. Иногда при раздроблении куски пород различной величины остаются в смеси, иногда же рассортировываются по величине, и таким образом получается почва, состоящая из разнообразных по величине частей или однообразных, как, напр., ил, плывун, песок и хрящ. Таким образом объясняется, почему иногда громадные пространства заняты одной глиной, песком, равно как и то, что подпочва на значительной глубине почти всегда состоит из пластов различного свойства, резко отличающихся друг от друга, нанесенных в различное время и имеющих различное происхождение. При этом, конечно, не только нанос, но и вымывание принимает участие в образовании пластов, как это и в настоящее время видно на берегах морей и рек, где большею частью вымывается глина, осаждаемая в виде ила в других местах, а остаются песок и камешки.
Почва, равно как и подпочва, обыкновенно состоят из весьма разнообразных по величине частей, от микроскопических частичек перегноя и глины до мелкого песка, хряща, камней и булыжника из разных горных пород. Эти более крупные осколки скал, некоторым образом составляют почвенный бессрочный капитал, который, по мере того как разлагается, сообщает почве потерянную от истощения производительность. Отчасти по этой причине залежная или «отдохнувшая» земля производительнее, чем пахотная.
От процентного отношения глины, песка, т. н. «механического состава» почвы, а также от содержания в ней перегноя и извести, зависят ее физические свойства. Чем более преобладает в почве глина, тем она тяжелее, что означает, что в данном случае она более плотна и вязка, влагоемка и холодна. Чем более преобладает песок, тем менее почва обладает этими свойствами. От этих двух (глины и песка), по массе главных составных частей почвы большею частью зависят ее физические свойства. Перегной и известь, находящиеся в смеси с глиной, умеряют, до некоторой степени, крайнюю вязкость этой почвы.
Для определения процентного отношения глины, песка и перегноя служит механический анализ, при котором известное весовое количество данной почвы или подпочвы, с помощью отмучивания, производимого движущеюся водою, разделяется по величине частиц на несколько фракций. Существуют различные, очень удобные для механического анализа приборы, так, напр., Шене, Сабанина, Аттерберга и проч., которые считаются в настоящее время лучшими; но они редко имеются под руками и употребляются только в лабораториях, и потому, большею частию, приходится довольствоваться более простым и приблизительным приемом, а именно: разболтать почвенную пробу в чистой воде и оставить смесь осесть. Вследствие тяжести хрящ и песок осаждаются на дно посуды, затем следует глина, а за ней перегной и мелкие корешки. По толщине каждого слоя получается приблизительное понятие об относительном количестве каждой из составных частей исследованной почвы. Существует и специальный прибор для этой цели – так называемая колба Бенигсена.
Измерением отдельных слоев легко определить взаимное их отношение. Можно посредством переливания жидкости в другие стаканы, в конце концов, отделить различные части в отдельную посуду, испарить воду, высушить остаток и взвесить каждый отдельный слой. Количество перегноя определяется особо.
Следует обратить внимание на свойства получаемого при промывании песка: чистый кварцевый песок почти не содержит питательных веществ, а гранитная дресва богата ими и оказывает почве при дальнейшем разложении значительную поддержку.
Примерный механический анализ суглинка дал следующий результат:
Крупного песка или хряща 12 %
Мелкого песка и песчаной пыли 48 %
Глины 40 %
Итого 100 %
а) Способность почвы испарять воду. Насыщенные водою почвы способны задерживать воду и испарять ее в более или менее продолжительный промежуток времени. В таблице показано количество влаги, испаряемой почвою в определенное время. Опыт произведен в сухой комнате при + 10–15° Р., причем было взято 0,858 куб. фута почвы, насыпанной в полотняных мешках, повешенных в сухом воздухе.
Следовательно, скорее высыхает песок и суглинок, медленнее же – почвы, богатые органическими веществами: навозный перегной и торф. Наибольшее количество воды отдавали ежедневно песок и чернозем и наименьшее – торф и суглинок.
б) Гигроскопичность почвы. Совершенно высохшая земля, как все пористые гигроскопические тела, способна заимствовать некоторое количество влаги из воздуха в виде паров; 100 граммов земли, высушенной в сухой комнате при + 15°Р., следовательно, еще содержавшей гигроскопическую воду, поглотили в 24 часа из воздуха во влажном сарае, оранжерее и теплице при + 2°, 5° и 10° Р. следующие количества влаги:
в) Водометная способность почвы. Присутствие в почве мелких промежутков между частицами, пор, капилляров позволяет грунтовой воде подниматься на некоторую высоту в толще почвы, а если грунтовая вода залегает не глубоко, то и до самой поверхности. В разных почвах эта способность выражена также не одинаково; всего выше вода может подняться в тяжелых глинистых почвах, однако, в них подъем воды происходит очень медленно; более быстро поднимающие ее пески не способны, однако, поднять воду до высокого уровня; среднее положение занимают суглинистые почвы, которые способны с достаточной скоростью поднимать воду на порядочную высоту – до 1–2 метра.
4. Отношение почвы к воздуху и газам
Почва, кроме водяных паров, поглощает из воздуха, как это доказано опытом, и газы, как, напр., аммиак, углекислоту и проч. Свойство это, по всей вероятности, имеет весьма важное значение в деле питания растений. Вопрос этот, вообще, еще мало разработан, но известно, что размельченный в порошок полуспелый торф обладает в высшей степени способностью поглощать не только влагу, но также газы, и поэтому, примешанный в количестве от 1/8 до 1/10, совершенно уничтожает зловоние отхожих мест и превращает выгребную массу в сухую, без запаха, массу, служащую отличным удобрением. (См. Компост. Глава X).
В почве, как теле пористом, приходится различать:
а) объемный вес, т. е. вес единицы объема, напр., л, см – дециметра или метра, и
б) удельный вес, т. е. отношение, показывающее во сколько раз твердые составные части почвы тяжелее одинакового объема воды при + 4 °C. В садоводстве объемный вес имеет большее значение при глубокой обработке почвы, штыковке на перевал и переноске больших почвенных масс – при улучшении физических свойств почвы и проч.
