Яков Никитич родился 21 октября 1877 г. в г. Балашове Саратовской области, его детские и юношеские годы прошли в родном городе на р. Хопер, притоке Дона. Раздолье, красота родного края с ранних лет привили Якову Никитичу любовь к природе, к земле. Не имея средств на полноценную учебу, он упорно занимался самообразованием и, наконец, сдал экстерном экзамен (по всем предметам) за полный курс Балашовской мужской гимназии. Осенью 1897 г. Яков Никитич поступил на естественный факультет Петербургского университета. Успехами в учебе, формированием научного мировоззрения, выбором профессии Я.Н. Афанасьев во многом обязан профессорско-преподавательскому составу, в том числе выдающимся ученым В.В. Докучаеву, А.И. Воейкову, А.В. Советову, А.Н. Бекетову, П.А. Земетчинскому. Уже в студенческие годы Я.Н. Афанасьев проявляет большой интерес к почвенной картографии, участвует в различных экспедициях, на всю жизнь увлекшись полевыми почвенными исследованиями.
В 1901 г. Яков Никитич успешно закончил учебу в Петербургском университете и весной 1902 г. защитил работу на звание кандидата естественных наук. После защиты он стал преподавателем Галицинских высших женских курсов в Москве. В 1907-1908 гг. Яков Никитич принимал участие в I и II Всероссийских съездах почвоведов, где выступал с краткими сообщениями о проведенных им и под его руководством исследованиях почв различных районов России.
В 1913 г. Афанасьева избирают действительным членом Почвенного комитета Московского общества сельского хозяйства. В том же году летом он исследует почвы западной части Новгород-Северского уезда Черниговской губернии. Экспедиция организована Почвенным комитетом МОСХ и Черниговским губернским земством. В результате исследований Яковом Никитичем была составлена почвенная карта и написан очерк о природных условиях и почвах, в котором давалась оценка с экономической и сельскохозяйственной точек зрения (бонитировка почв), напечатанный впоследствии в журнале «Русский почвовед» за 1914 г.
В 1914 г. Я.Н. Афанасьев занимался изучением почв Новозыбковского уезда Черниговской губернии, Юхновокого уезда Калужской губернии и Поречьского уезда Великолукской губернии. Результаты публикуются в виде предварительных отчетов в журнале «Русский почвовед» № 2 за 1914 г.
Большой талант Якова Никитича как почвоведа проявился в работе «О почвах с подзолисто-болотными признаками, вскипающих с поверхности», где на примере почв Борзенского уезда ученый впервые установил наличие широко распространенных по обширным и мелким западинам подзолисто-болотистых почв, вскипающих с поверхности или на разной глубине. Развитие их Я.Н. Афанасьев связывал с влиянием почвенно-грунтовых вод, насыщенных карбонатами, присутствующими в лёссах.
Глобальное значение имело предложение Якова Никитича считать зональными почвы отрицательных элементов рельефа, тогда как В.В. Докучаев и Н.М. Сибирцев относили к зональным только почвы равнин. В докладе «К вопросу о классификации почв» (1915 г.) Я.Н. Афанасьев обосновал классификационную систему, в которой наряду с зональными почвами равнин и горных областей выделил зональные почвы по отрицательным элементам рельефа, назвав их интразональными почвами, подтвердив, таким образом, что в любой почвенной зоне, кроме зональных почв равнин, могут быть почвы понижений, т. е. своего рода аналоги почв более северных широт. Эти взгляды Я.Н. Афанасьева были расширены в 1922 г. в монографии «Зональные системы почв» и в 1927 г. в докладе «Классификационная проблема в русском почвоведении», сделанном на I Международном конгрессе почвоведов в Вашингтоне.
В период первой мировой войны Я.Н. Афанасьев занимался обработкой материалов исследований Черниговской губернии. Им написаны очерки: «Темноцветные почвы западин лёссовых плато Черниговской губернии как свидетельство эволюции степи при распашке» и «К вопросу о почвах песчаных террас» (журналы «Русский почвовед» № 5—10 за 1916 г.).
В 1918 г. Яков Никитич принял участие во Всесоюзном совещании почвоведов в г. Москве и был избран его секретарем, работает в редколлегии журнала «Русский почвовед», преподает в качестве профессора кафедры почвоведения Московского межевого института.
В 1921 г. Я.Н. Афанасьев принял предложение возглавить кафедру почвоведения в Горы-Горецком сельскохозяйственном институте. На этом поприще ученый проявил талант организатора и педагога. Для разработки научно-исследовательских проблем он привлекал по примеру В.В. Докучаева наиболее способных, увлеченных наукой студентов. Студенты А.Г. Медведев, П.А. Кучинский, Г.И. Протасеня, В.И. Пашин под руководством Я.Н. Афанасьева обследовали почвы Беларуси, составили карты их, собрали образцы пород по генетическим горизонтам. Материалы этих исследований легли в основу очерка «Этюды о покровных породах Белоруссии». О проделанной работе Яков Никитич доложил I конференции почвоведов Белоруссии, состоявшейся 15 апреля 1924 г. в г. Минске.
В «Этюдах о покровных породах Белоруссии» Я.Н. Афанасьев обосновывает новое представление об образовании покровных почвообразующих пород (лёссовидных суглинков и лёссов). Он делит почвообразующие породы Беларуси на две группы: ледниковые, к которым относятся морены разного гранулометрического состава, и флювиогляциальные, делювиальные, эоловые и аллювиальные. Ученый предлагает свою классификацию почв и пород по гранулометрическому составу. В отличие от классификации Н.М. Сибирцева, в которой почвы и породы подразделялись только по количеству частиц физической глины (диаметр <0,01 мм) и песка (диаметр >0,01 мм), Я.Н. Афанасьев вводит третью фракцию — частиц пыли (диаметром от 0,01 до 0,1 мм). С учетом трех основных фракций частиц он делит почвообразующие породы на лёссовые (тонкопылеватые), лёссовидные (крупнопылеватые) и песчанистые, где учитываются также частицы крупнозема (размером >1 мм — гравий, галька, камни (валуны)), что особенно важно при характеристике ледниковых отложений.
В 1925 г. по предложению Оршанского окружного земуправления Я.Н. Афанасьев с сотрудниками изучают почвы Оршанского округа. В результате была составлена почвенная карта и написана статья о почвах Оршанского округа.
В 1925 г. Горецкий и Белорусский сельскохозяйственные институты были реорганизованы в Белорусскую сельскохозяйственную академию в Горках. При кафедре почвоведения по предложению Я.Н. Афанасьева создается научно-исследовательская лаборатория Академии наук БССР. Якова Никитича избирают академиком АН БССР и назначают руководителем этой лаборатории. В 1931 г. эта лаборатория была преобразована в Белорусский научно-исследовательский институт агропочвоведения и удобрений и переведена в Минск, а директором этого института стал Я.Н. Афанасьев.
V Всесоюзный съезд почвоведов, состоявшийся в г. Москве 10-17 апреля 1926 г., подвел итоги пятидесятилетнего развития почвоведения, у истоков которого стоял В.В. Докучаев. Съезд признал целесообразным участие представителей советской науки в I Международном конгрессе почвоведов в Вашингтоне в 1927 г. Я.Н. Афанасьеву было доверено сделать доклад на тему «Классификационная проблема в русском почвоведении». Его другое выступление («Основные черты почвенного лика земли») сопровождалось демонстрацией почвенной карты мира и рисунками почв СССР, выполненными В.И. Пашиным. Успехи русской почвенной науки были признаны участниками конгресса как огромное достижение докучаевской школы генетического почвоведения.
Я.Н. Афанасьев был участником и II Международного конгресса почвоведов, проходившего в Москве и Ленинграде в 1930 г. Им был прочитан доклад «К вопросу об организации в международном масштабе зональных почвенных станций».
Одна из крупных научных работ Я.Н. Афанасьева, изданная на трех языках в 1931 г., – «Основные черты почвенного лика земли». Эта монография и составленная Я.Н. Афанасьевым почвенная карта мира, как сказал Н.И. Вавилов, – замечательный пример применения диалектического метода в почвоведении.
Результатом многочисленных, крупномасштабных почвенных исследований территории БССР, проведенных Я.Н. Афанасьевым и его сотрудниками, явилась первая почвенная карта республики в масштабе 1: 5 000 000, а также в масштабе 1:1 200 000, изданная в 1948 г.
В начале 1930-х годов Я.Н. Афанасьев принимал участие в составлении почвенной карты СССР в масштабе 1:1 000 000 (территория Белорусской ССР), вышедшей под редакцией академика АН СССР Л.И. Прасолова.
В 1925 г. по поручению Народного комиссариата просвещения БССР Я.Н. Афанасьев посетил Чехословакию и Польшу. Там он беседовал с видными учеными-почвоведами, ознакомился с почвами. В результате этой экспедиционной поездки Яков Никитич опубликовал статью «О почвах Чехословакии». Подтвердилось его предположение о том, что «палевые дерново-подзолистые почвы» широко распространены к западу за пределами Беларуси.
На посту директора Института агропочвоведения и агрохимии Я.Н. Афанасьев возглавляет почвенные и агрохимические исследования в БССР. Он организует кафедру почвоведения в Белорусском государственном университете, где много сил и времени отдает подготовке кадров почвоведов.
Работа Я.Н. Афанасьева «Из области анаэробных и болотистых процессов» (1930 г.) внесла существенный вклад в познание болотного процесса почвообразования. В исследованиях того времени Яков Никитич все больше внимания уделяет решению практических вопросов развития сельскохозяйственного производства. Об этом свидетельствуют названия его трудов: «Почвенные районы БССР» (1931 г.), «Природный и культурный рельеф полей БССР как фактор урожайности» (1932 г.), «Как повысить урожайность на почвах БССР», «Почвенный покров Оршанщины и Могилевщины» (1933 г.), «Материалы к агрономической характеристике почв», «Участие почвоведов в разрешении проблемы зимостойкости культур», «Схемы опытов по углублению пахотного горизонта» (1936 г.) и др.
Яков Никитич Афанасьев был первым белорусским почвоведом, который проанализировал имеющиеся материалы и выдвинул гипотезу о стадиях и фазах развития белорусских почв. По его мнению, в истории развития почв можно выделить два ключевых этапа. Первый этап – естественно-исторический, когда почва развивалась в «девственных условиях природы» и формировалось естественное плодородие, но даже на этом этапе влияние человека оказывало определенное действие через изменение одного из важнейших почвообразователей – растительности. Второй этап – культурный, который происходил под влиянием реформации почв в результате применения агротехники и приводил к формированию эффективного плодородия [1].
Внутри каждого этапа Я.Н. Афанасьев выделял ряд стадий и фаз развития. Прежде всего почва – продукт выветривания пород, поэтому химический состав материнской породы является определяющим моментом начальной стадии почвообразования: кислотного или щелочного. На территории Беларуси, по мнению академика, почвенный покров начал свое развитие с карбонатной стадии, лишь на отдельных участках почвообразование шло в кислой среде по подзолистому типу. Постепенно данное противоречие между карбонатностью породы и господством влажного климата, а также лесной растительности сглаживалось и почвы из насыщенных основаниями превращались в ненасыщенные. Происходила эволюция почв от щелочных через нейтральные в кислые.
Данная гипотеза очень удачно описывает характер эволюции большинства почв Беларуси, хорошо объясняет повышенную кислотность дерново-подзолистых заболоченных, болотно-подзолистых и многих других почв внепойменных понижений, то есть тех почв, где промывание было особенно сильным. В данную теорию хорошо вписываются и дерново-карбонатные почвы, называемые автором рендзинами, так как на этих почвах обычно велик поверхностный, а не внутрипочвенный сток, а также изначально была более высокая карбонатность породы. Я.Н. Афанасьев хорошо обосновал причины слабой выщелоченности аллювиальных почв, где выщелачиванию препятствует солончаковый процесс (обычно по «бордюрам речных долин») или поступление слабощелочных речных вод с возможным привносом илистых частиц.
По гипотезе Я.Н. Афанасьева, начальной стадией эволюции зональных автоморфных почв Беларуси, называемых им серыми подзолистыми (аналог современных дерново-подзолистых), является формирование рендзин или черноземовидных почв (перегнойно-карбонатных почв), из которых под влиянием выщелачивания формировались почвы с доминированием подзолистого типа почвообразования.
Важным, по нашему мнению, является тезис академика о том, что среди почв подзолистого ряда в Беларуси можно выделить два ряда: серые (собственно подзолистые) для северо-восточной части страны и палевые для большей части Беларуси. Это положение на протяжении последних десятилетий в научной литературе неоднократно дискутировалось и нашло понимание у многих почвоведов. Фактически Я.Н. Афанасьевым констатируется и наличие особого культурного процесса почвообразования, причем подчеркивается высокая интенсивность этого процесса, в сравнительно короткие сроки существенно преобразующего почву через использование ряда «агрофизических и агробиохимических» приемов. При нормальном течении процесса почвы через фазу потери гумуса и плодородия вообще «как бы возвращаются к первозданному состоянию насыщенных основаниями и гумусированных». Практически же почва приобретает новый облик, хотя и сходный с обликом плодородных естественных почв, и развитие почвы в культурный период идет по спирали. Возможно как достижение некоего аналога насыщенных гумусированных естественных почв, так и повторение в случае неправильного использования и недостаточного окультуривания определенных аналогов первой экстенсивной фазы окультуривания почв. Эти тенденции нашли отражение в современной классификации антропогенно-преобразованных почв, выделяющей как таксоны агроземов (агрикультиземов или т.п.) – результат интенсивного культурного процесса почвообразования, так и целую группу таксонов, относящихся к деградированным почвам при аномальном антропогенном воздействии на почвы.
Основной эволюционной линией формирования гидроморфных почв Я.Н. Афанасьев видел также выщелачивание. По его мнению, нарастание торфяной массы постепенно приводит к отрыву почвы от карбонатного дна болот, постепенному накоплению зольных элементов и закреплению их органическим материалом, что, в конечном счете, ведет к постепенному переходу от низинного травяного торфяника к моховому кислому торфянику верхового болота, достигающему в своей крайней сфагновой фазе крайней степени ненасыщенности. С данной теорией с позиций современного понимания почвы согласиться труднее, но нельзя не констатировать оригинальность идеи.
Практически Я.Н. Афанасьев первым сделал подразделение почв Беларуси по характеру почвообразования на ряды по увлажнению. Он выделял класс почв элювиальных, к которым относил почвы плакорного положения и мелких понижений (аналоги современных автоморфных) и класс остальных почв (современные полугидроморфные и гидроморфные), в которых выделял группы болотных, солончаковых и аллювиальных. Важным аспектом почвообразования в поймах, метко подмеченным академиком, является непрерывное «пополнение и омолаживание» почв. Говоря современным языком, в пойменных почвах происходит одновременное почвообразование и породообразование. В этой связи есть некоторые основания для выделения типов аллювиальных почв в современной классификации, несмотря на протекание в них абсолютно таких же процессов собственно почвообразования, как и в их аналогах на внепойменных землях (торфяно-болотных низинных и дерновых заболоченных почвах).
Вспоминая сегодня великого почвоведа Афанасьева, хочется более подробно рассмотреть его статью «Почвы Беларуси, как естественные ресурсы производительных сил страны», опубликованную в записках Белорусской Академии сельского хозяйства в 1926 году [3], в которой наиболее полно проанализированы почвы страны, факторы и процессы их формирования.
Она начинается с великолепного философского экскурса, обосновывающего необходимость изучения белорусских почв. Лучше классика сказать трудно, поэтому приведем цитаты целиком:
«Всякая страна волею судеб получает в свое распоряжение определенные дары природы, в виде естественных запасов ее недр, свойств поверхности земли, растительных покровов, почв, характера ее вод и атмосферы (климата). На этом естественном фонде, как первоначальном и основном капитале, не только начинает свое бытие народное хозяйство, но природа края за всю долгую его историю стихийно влияет на направление, темп и ценности труда.
Жители холодных и жарких пустынь вынуждены кочевать, поселенцы морских побережий становятся мореплавателями, обитатели умеренных стран приходят к земледелию, а залежи рудных богатств дают толчок для развития промышленности.
… путь „освобождения" от стальных оков природы весьма длителен, сложен и упорен. Кроме счастливых достижений выдающихся личностей, героев труда, этот путь неминуемо лежит через организацию знания и труда….
Когда идеология и воля народа приходят, наконец, к ясному и деятельному сознанию этой необходимости, тогда, очевидно, наступает время и для проблем систематического, целевого изучения естественно-исторических условий края в их совокупности и взаимной связи с народным хозяйством.
В качестве же первоочередных мероприятий, понятно, выдвигаются вопросы о приведении в хозяйственную известность тех материалов, которыми мы в данное время располагаем по различным естественно-историческим дисциплинам – по геологии, климату, геоботанике и почвам».
Данная статья Якова Никитича как раз и является попыткой подвести некоторые итоги в области изучения белорусских почв, чтобы наметить дальнейшие пути к проведению почвенных исследований.
Афанасьев отмечает, что в дореволюционное время Беларусь была «совершенно забыта и обездолена: как средства, так и научные исследования чаще проходили мимо нее. И может быть уже не так сильно преувеличивали, когда говорили, что Белоруссия в почвенном отношении менее известна, чем поверхность Луны...».
Все данные о почвах Беларуси черпались исключительно из единственного источника – из общей почвенной карты Европейской России Докучаева-Сибирцева, составленной экстраполированием. Начало специальных почвенных исследований в Беларуси было положено лишь с 1922 года кафедрами почвоведения в Горы-Горках и Минске под руководством Я.Н. Афанасьева и В. Г. Касаткина. Одновременно из этих же центров появились работы по изучению общих естественно-исторических условий Беларуси – геологии, растительных покровов, климата.
В первую очередь Яков Никитич коснулся вопроса о происхождении почвообразующих пород, рассмотрев тот период, который мы теперь называем плейстоценом и голоценом. Уже тогда он отмечал, что «область Днепровского языка великого Скандинавского ледника была, по-видимому, наиболее сложной, длительной и активной», указывает на наличие нескольких крупных этапов наступаний и отступаний ледниковых масс. Он отмечает, что многократные вторжения глетчеров не только нагромождали новые продукты донных масс ледника (морен), но сопровождались и грандиозной работой ледниковых вод, как эрозионной, так и аккумулятивной. Именно этим Афанасьев объясняет размытость моренных слоев и их перекрытость чехлами флювиогляциальных наносов.
По орографии Яков Никитич выделяет три достаточно контрастные типовые группы: наиболее приподнятую часть, нагорную Беларусь – район конечных морен с абсолютными высотами 120–160 саженей; обширная равнина-плато (с абсолютными высотами 80–120 саженей), которая слагает всю среднюю, равнинную часть Беларуси; низменная часть страны (с абсолютными высотами 80–120 саженей). Следует отметить, что территория страны в те годы имела заметно иные, меньшие очертания, но в любом случае Афанасьев достаточно прозорливо отмечал расчлененность территории, руководствуясь всего лишь несколькими профилями покровных пород, заснятыми летом 1925 г. и проведенными через весь Оршанский округ. Яков Никитич предположил, что профиль является принадлежностью не одного только округа, но может в общем виде «послужить моделью для всей территории Беларуси, где он будет повторяться более или менее полно, а различные его элементы будут различны по своему масштабу».
На территории Оршанского округа удалось проследить, что различные гипсометрические террасы-равнины действительно отграничиваются друг от друга ясно-выраженными уступами, наподобие коротких уступов у речных террас. Важным достижением следует считать вывод классика, что с орографией хорошо совпадает и распределение покровных пород по территории, то есть в перспективе можно будет выделить почвенные районы.
Уже тогда, 90 лет назад, Яков Никитич установил основные группы и типы покровных пород для Белоруссии.
I. Отложения самого ледника
А) Скелетные породы: 1) скопление валунов; 2) хрящеватые наносы; 3) гравельные пески; 4) рыхлые пески.
II. Отложения флювиогляциальные (ледниковых вод)
Б) Переходные породы: 5) песчаные – связные пески, с количеством глинистых частиц от 10 до 15%; 6) супеси.
С) Мелкоземистые породы: 7) суглинки крупнопесчаные, валунные; 8) суглинки лессовидные, слабовалунные и безвалунные; 9) лессы супесчаные, суглинистые и глинистые, безвалунные; 10) лессовидные супеси, суглинки и глины, безвалунные и 11) тяжелые глины – илы, гончарные и лепные глины, безвалунные.
Афанасьев констатирует, что моренный пласт всюду (за очень незначительными исключениями) прикрыт чехлом флювиогляциальных наносов, более или менее сортированных и слоистых, что значительно расходилось с общепринятыми ранее представлениями. Различные комбинации этих наносов с подстилающей мореной автор сводит к двум крупным типам напластований.
А. Двухчленный тип:
- Пески валунные и безвалунные различной крупности зерна, лессовидные суглинки или лесс (мощность более 2 м, лессы – от 4 до 10 м).
- Морена. По неровной ее поверхности часто наблюдаются небольшие скопления валунчиков, гальки или линзы песков; верхний горизонт морены часто опесчанен, бескарбонатен; нижний – более глинист и карбонатен.
В. Трехчленный тип:
- Супеси и суглинки крупнопесчаные валунные и безвалунные, или лессовидные (мощность от 20 см) или маломощный лесс (до 1 м).
- Прослой песков, чаще рыхлые, валунные.
- Морена, аналогичная типу А.
В целом Я.Н. Афанасьев отмечает, что в распределении покровных пород получается довольно стройное совпадение и определенная приуроченность различных их типов с орографией страны, для иллюстрации которой он приводит заснятый с трехверстной почвенной карты Оршанского округа профиль, проходящий через всю территорию округа. Он констатирует, моренный пласт на всех орографических элементах служит как бы фундаментом почвообразующих пород, а особенности напластований целиком связаны с орографией.
Во-первых, резко обособляется район с доминирующими высотами, где расположены конечные морены: по вершинам куполов и грив нередко обнажена морена, по склонам она чаще прикрыта щебенчато-валунными супесями и песками. У подножия конечных морен располагается более или менее выраженная зона размыва, с останцами грив и бугров. Затем он выделяет серию террас: на самых высоких плато расположены мощные лессы, ниже – лессовидные суглинки, еще ниже – суглино-супеси крупно-песчаные, а самые низкие террасы покрыты песками.
Афанасьев констатирует наличие сходных профилей повсеместно на территории Беларуси, например, на профиле от Минска до Слуцка.
Важное значение имеют теоретические утверждения Якова Никитича по генезису покровных пород. Он одним из первых предложил гипотезу происхождения лессов и лессовидных отложений, придавая решающую роль в появлении наиболее тонко отсортированных пород не ветрам, которые «в условиях той эпохи и в таком масштабе может быть и не были в состоянии совершить такую грандиозную работу, а глетчерным водам, которые, как аллювиальные воды вообще, были способны отложить на предледниковом плацдарме, конечно, не одни только пески, а целую серию сортированных наносов, от самых грубых до наиболее тонких, полную гамму их».
По границе конечных морен, был уверен Афанасьев, должна быть область размыва со следами крупной эрозии и образования продуктов грубого элювия, в виде скоплений валунов, щебня и т. п. А за ней должна располагаться область аккумуляции целым рядом аккумулятивных зон в порядке отложения все более и более тонкого материала, от грубых песков до илистых глин.
Но такая идеальная схема могла осуществиться и сохраниться на поверхности лишь на идеально однородной же платформе-равнине, при равномерно стихающем едином потоке вод по всему краю оледенения, а к тому же непременно при постоянстве границы таяния и только одного оледенения.
«Из идеальной схемы флювиогляциальных отложений на конкретных профилях Беларуси мы в действительности можем найти лишь два-три ясно выраженных звена, а именно: за поясом конечных морен всегда находится область размыва, которая тянется в виде глубокой расчлененной долины, более или менее широкой; на ней всегда можно встретить и следы второй фазы – аккумуляции в форме зандровых песков».
Таким образом, Афанасьев подчеркивает две основные закономерности флювиогляциальных отложений: определенные смены напластований по вертикали и по поверхности, и факты террасообразного строения рельефа с определенными чехлами пород на них. Но при этом он отмечает, что однажды сформировавшиеся покровные породы могли в дальнейшем подвергнуться новым, повторным наступлениям ледниковых вод и в крупном масштабе, которые вызывали новые циклы эрозии и аккумуляции и новую, более молодую серию отложений.
Формирование почвенного покрова началось именно на этом основном фоне рельефа и пород ледникового возраста под непосредственным воздействием уже климата и растительности Беларуси.
В голоцене ледниковый рельеф и породы подверглись воздействию новых агентов – атмосферы и биосферы. Начался новый, особый цикл эрозии и аккумуляции, продолжающийся до наших дней (элювий, аллювий, делювий, эоловые образования и органогенные).
Еще одна, новейшая фаза, в геофизике поверхности наступила тогда, по мнению Я.Н. Афанасьева, когда появилось земледелие в стране: леса сводились, земля распахивалась. Обнаженная и рыхлая поверхность подверглась усиленной эрозии, что особенно заметно на лессовых плато; а в песчаных областях пески подверглись эоловой переработке.
О климате Беларуси как факторе почвообразования Я.Н. Афанасьев также высказал ряд ценных мыслей, не утративших своего значения по сей день. Он характеризует климат Беларуси примерно в следующих выражениях: «более мягкие зимы и прохладные лета; бледные, почти незаметные переходы от зимы к весне и осени к зиме; частые переходящие дожди, недостаток ясной солнечной погоды, повышенная относительная влажность воздуха; отсутствие вообще резких контрастов – все это иные черты климата, чем в области климата Москвы, а тем более – подзолистых районов Сибири. Здесь мы имеем уже ясно выраженный порог к климату с морскими чертами Западной Европы, – начало Польского климата, выделенного Мартонном».
Афанасьев полемизирует с самым известным отечественным метеорологом того времени А.И. Кайгородовым, который считал, что «по своему метеорологическому режиму Белоруссия является скорее западной окраиной азиатского континента, чем восточной провинцией западного европейского материка». По Афанасьеву, климат Беларуси — порог на материк Западной Европы с морским климатом. Он справедливо отмечает, что все метеорологические элементы, хотя и постепенно, слабо, но все же заметно изменяются с северо-востока на юго-запад Беларуси.
Растительность, считает Афанасьев, как зеркало климата, также достаточно ясно характеризует климат Беларуси, как в целом (восточная провинция морских климатов), так и в его сменах с северо-востока на юго-запад.
Очень любопытны описания растительности в статье Афанасьева.
Крайний юг Беларуси, лессовое плато Мозыря, дубравино-овражные перелески (дуб долинный, липа мелколистная, клен, граб).
Ближе к среднему поясу знаменитая Буда-Кошелевская дача на суглино-супесях, подстилаемых прослоем песков, а затем мореной. Верхний ярус: величественные кроны дубов, с примесью осины, второй ярус из граба и клена.
В северо-восточном секторе Беларуси – елово-осиновое насаждение с примесью берез и редких дубов.
Афанасьев отмечает, что в северо-восточной половине Беларуси граб – спутник морского типа климата – отсуствует; в средней и южной половине постепенно исчезает ель.
Но, конечно же, главное внимание в работе классика уделено почвам. Яков Никитич выделяет три основные группы почв Беларуси как проявление основных различий в комплексе факторов-почвообразователей.
Все приподнятые участки поверхности были издавна покрыты лесной растительностью, под которой, в соответствии с климатом, и сформировались подзолистые почвы, составляющие основной фон. По обширным и мелким понижениям издавна были водоемы и болота, где формировались торфяники. По перифериям крупных низин, по малооформленным и открытым западинкам или вообще в условиях плохого естественного дренажа образовались почвы подзолисто-болотистого типа.
Эти три типа образований и составляют основные черты почвенного покрова Беларуси, но они осложняются и сильно варьируют в зависимости от пород и рельефа, которые на общем фоне зонального почвообразования и выступают на первой план, вот почему Афанасьев им и уделял особое внимание.
Почвы подзолистого типа он делит на три подтипа: слабо-, средне- и сильноподзолистые. Слабоподзолистые почвы развиты на песчаных субстратах. «Подзолообразовательный процесс в них так слабо выражен, что его можно заметить лишь только в нераспаханных почвах, под лесом. Здесь намечается (но ясно) небольшая слабая, серая полоска сверху, сантиметров, обычно, 8–10, а под нею так же слабо выраженный горизонт иллювиальный (В). При распашке, понятно, эти слабые черты подзолообразования морфологически исчезают, и тогда подобные почвы склонны бывают называть „скрыто-подзолистыми" почвами».
Среднеподзолистые почвы приурочены к субстратам супесчаным или легкосуглинистым (когда последние маломощны); в них морфологические признаки подзолообразования выражены уже ясней, не исчезают и при распашке: серый или сероватый верхний слой (сантиметров 20) и под ним –буровато-коричневатый.
Сильноподзолистые связаны исключительно с породами суглинистыми или глинистыми. Здесь уже можно горизонт А подразделить на А1 и А2, причем общая мощность этого слоя колеблется от 25 до 40 см.
Я.Н. Афанасьев делает исключительно важное наблюдение, что сильноподзолистые почвы Беларуси отличаются от подобных почв в более континентальных условиях желтовато-палевым тоном подзолистого горизонта, заметными глубоко идущими потеками кремнеземистых образований и слабой выраженностью нижележащего горизонта (иллювиального, В).
Различные градации интенсивности подзолистых признаков у выделенных трех вариантов подзолистых почв зависят в первую очередь от того, что наиболее тонкие частицы почвы, коллоидальные, находились в минимуме у субстратов, сильно перемытых при своем отложении, у песчаных; поэтому «подзолообразовательные процессы здесь протекали и идут в настоящее время крайне слабо: рыхлость субстрата, в то же время, поддерживает и особый водный режим этих почв (малая влагоемкость и быстрая фильтрация влаги), ослабляющий подзолообразование; к этому присоединяется и характерная растительность песков, сосна, являющаяся плохим поставщиком перегноя.
Все отмеченные условия последовательно нарастают и изменяются в благоприятную сторону для подзолистых процессов у субстратов с увеличением содержания физической глины и наиболее тонкой ее части — коллоидов, почему почвы на супесях и суглинках сформировались в форме средне- и сильноподзолистых.
По этим причинам, отметим здесь же, описанные почвы в отношении сельскохозяйственной оценки должны быть поставлены в определенный ряд и сильноподзолистые на суглинках – на первое место.
Совершенно иная должна быть шкала, когда мы сравниваем подзолистые почвы на одной и той же породе; тогда, очевидно, бонитировочный ряд получится как раз наоборот: слабоподзолистые суглинки, например, на первом месте, а сильноподзолистые суглинки – на последнем».
Я.Н. Афанасьев уже по первым аналитическим данным сделал важный вывод, что одной из характерных черт материнских пород Беларуси является их быстрая и резкая смена в пределах почвенной толщи. Он отмечает, что супеси и суглинки крупнопесчаные, а также и суглинки лессовидные, обычно бывают мощностью в 20–50 см, реже до 70 и еще реже до 100 см; а ниже они подстилаются чаще всего рыхлыми песками. При этом прослой песков сильно колеблется по своим размерам (от 5–10 см до 1 м и более), подстилаясь, в свою очередь, моренным пластом.
Но простого обобщения мало, конечно, Якова Никитича мы считаем классиком, так как он смотрит глубоко, за простой мощностью слоев видит прикладной аспект: «Очевидно, что каждый из указанных слоев пород при почвообразовании и в хозяйственном отношении будет играть свою особую роль, и от их распределения и мощности всякий раз будут получаться несколько отличные друг от друга почвы. Эти факты на территории Беларуси имеют первостепенную важность и должны послужить особой крупной темой в программах наших опытных учреждений, а именно: какая комбинация пород и для каких культур и при каких условиях рельефа является наиболее выгодной и как с ними должна сочетаться обработка и коренная мелиорация земель».
Интересны предположения Я.Н. Афанасьева о генезисе темноцветных подзолистых почв на мощных лессах, отмеченных в Горецком районе наряду с светлоцветными. Он довольно убедительно рассматривает подзолистую зону со стороны растительности «не только как лесную, с ее первичными подзолистыми почвами, а и возможных луговых сообществ, которые в естественной эволюции растительных формаций, по-видимому, имели здесь свое более или менее распространенное и длительное существование». Этим бывшим доисторическим лугам и приписывает Афанасьев возникновение темноцветных почв Оршанского округа; которые он относит к лучшим, первоклассным почвам территории Беларуси.
Уже тогда, почти 100 лет назад, Афанасьев задается вопросом: какое место в общей зоне подзолистых почв занимает Белорусский район? Он пишет, что от южных пределов до тундры подзолообразование идет в сторону нарастания и усиления явлений заболачивания и, наоборот, от тундры к югу: признаки болотистых процессов постепенно ослабляются, гаснут. Он констатирует нетождественность условий подзолообразования на всем протяжении подзолистой зоны, рекомендует и подзолистую зону с севера на юг также разбить, на три подзоны, со средней полосой на широте Москвы. При таком делении, очевидно, район Беларуси приходится отнести к южной подзоне подзолистой полосы с близостью лесостепных процессов и угасанием подзолисто-болотистых и подзолов.
Его не смущают факты, противоречащие данной концепции – наличие прославленных Пинских болот и обилие и подзолов, и подзолисто-болотистых почв по многочисленным понижениям рельефа. Он объясняет наличие болот исключительно строением поверхности (корытообразная плоская низина) и ближайшим геологическим прошлым. Рельефом Афанасьев объясняет и наличие подзолов и подзолисто- болотистых почв по западинам и понижениям всякого рода – все это условия интразональные, в которых как раз и осуществляются аналогичные процессы более северных широт.
Подзолистая полоса почв в долготном направлении протягивается на огромнейшее пространство, до 10 тысяч километров, поэтому автор считает невозможным, чтобы такая контрастная смена климатов, хотя и в пределах одной и той же подзолистой зоны, осталась бы без отражения на типе подзолообразования.
В то время классик не сумел объяснить это в рамках докучаевской парадигмы, но прозорливо предполагает, что «изменяет, видимо, нам не климат и не показания растительности, а наши методы и схемы и недостаточная еще изученность изменений почв под воздействием климатических перемен по долготе».
Именно поэтому он выдвигает новый принцип при построении классификационных схем – обособление целых почвенных систем по областям с морским и континентальным типами климатов, а дополнительно и переходных систем, который он развивает в дальних трудах [4].
При рассмотрении климата Беларуси Афанасьев обосновывает положение, что территория Беларуси лежит уже на ясно выраженном пороге климата с морскими чертами Западной Европы, чему вполне отвечает и характер лесных насаждений. «Именно поэтому в подзолистых почвах Беларуси мы и находим вполне определенные черты, которые отличают их от подзолистых почв своих более восточных соседей и, наоборот, сближают с подзолистыми почвами Западной Европы».
Подзолистый гор. А начинает здесь приобретать желто-палевые тона, вместо ярко-белесых и светло-пепельных более восточных местоположений. В то же время иллювиальный горизонт начинает утрачивать свои резко выраженные морфологические черты накопления полуторных окислов и сюда заметно натеками проникают кремнеземистые соединения. Все это указывает на какие-то определенные же изменения и в химизме подзолообразования.
Сопоставляя этот габитус подзолистых почв Беларуси с таковыми Западной Европы, Афанасьев приходит к мысли, что подзолистые почвы Беларуси близки к ним и предлагает назвать их палевыми подзолистыми, которые «должны быть отнесены уже к системам почв областей с морским типом климатов и являться одним из начальных звеньев латеритно-подзолистого ряда». Это логично, но следующий тезис классика понять труднее: «через палевые подзолистые почвы Белоруссия вступает на первый порог процессов латеризации, которые усиливаясь далее на запад и юго-запад (с соответствущим нарастанием в изменениях климата) приводят к формированию желтоземов на юге Франции и красноземов по побережью Средиземного моря». Латеритный (ферралитный) почвообразовательный процесс вряд ли возможен на территории Беларуси, хотя бы из-за недостачно высоких сумм активных температур и значительно более короткого периода почвообразования.
К подзолисто-болотистым почвам Афанасьев относил многочисленные образования, где вместе с подзолистым горизонтом в габитусе почв наблюдается явления временного или постоянного избыточного увлажнения. Здесь чистый тип подзолообразования с доминирующими процессами промывания почвы нисходящими токами воды с одновременной или чередующейся хорошей аэрацией осложняется или поверхностным (более или менее продолжительным) затоплением или подпором грунтовых вод постоянной или временной верховодкой.
Во всех этих случаях при недостатке кислорода возникают восстановительные (Афанасьев называет их раскислительные) процессы, образуется закисное железо, с дальнейшим своеобразным его переходом в окисные формы в местах соприкосновения с кислородом воздуха. На морфологическом профиле почвы тогда отчетливо наблюдаются характерные черты, отличающие эти почвы от типичных подзолистых: «в горизонтах пресыщения влагой появляются голубовато-синие полосы или разводы глея, где часто в поле хорошо удается реакция на закисное железо; над этой глеевой полосой всегда помещается охристая кайма или скопления жерствы (ортштейнов) из соединений гидратов окиси железа, как результат окислительных процессов, идущих на контакте заболоченного горизонта (с закисным железом) с более верхним слоем, куда проникает уже атмосферный кислород».
Афанасьев был очень наблюдательным исследователем, он отмечает, что нередко над сплошным глеевым горизонтом наблюдается целый узористо-пестрый слой (до 40 см мощностью), где пятна глея перемежаются с ржаво-красными образованиями гидратов окиси железа. Это говорит о том, что кислород воздуха проникает в заболоченную среду почвы не сплошным слоем, а лишь отдельными участками: по трещинам, по ходам корней, землероев и т. д., где по локализованным участкам и совершается переход закисной формы железа в окисную.
Академик не забывает про прикладной аспект и констатирует, что присутствие в почвах глеевых образований и генетически связанных с ними ортштейнов является не только хорошими руководящими признаками для отличия типичных подзолистых почв от подзолисто-болотистых, а также для суждения о степени заболоченности почвы и необходимости дренажа.
Он помнит и про органическое вещество, пишет, что одновременно с образованием глея и ортштейнов в подзолисто-болотистых почвах происходят и крупные изменения в процессах разложения растительных остатков: вместо «мягкого» гумуса, богатого коллоидальными частицами (гумификация), возникает «грубый» перегной, с мало активным оторфованным гумусом. Различные этапы в степени заболачивания подзолисто-болотистых почв неминуемо отражаются и на естественной растительности: лес последовательно меняет свой бонитет и состав, переходя в моховое болото.
Разнообразные случаи заболоченных почв Афанасьев сводит к трем главным группам.
- Периферии крупных низин – болот. Здесь подзолисто-болотистые почвы располагаются некоторой гаммой переходных образований, связывающих подзолистые почвы плакорных положений с торфяным болотом; главным источником заболачивания в этом случае является близость грунтовых вод; в более южных условиях и при отсутствии леса в таких местах часто развиваются солончаковые почвы.
Афанасьев очень убедительно объясняет возможность подзолообразования при высоком уровне временного переувлажнения. Близость грунтовых вод (которые, следовательно, капиллярно могут насыщать почву до поверхности) и наличие подзолистых горизонтов у подобных почв заставляет предполагать, что здесь имеется весьма сложный тип передвижения почвенных растворов и влаги. Лес своими корнями располагается между верхним горизонтом почвы и зеркалом грунтовой воды и, как мощной системой насосов, выкачивает влагу в крону и атмосферу. Благодаря этому определенные слои почвы будут иссушаться, чем, видимо, и создается возможность для верхнего слоя почвы жить изолированно от воздействия капиллярной влаги из грунта и, наоборот, здесь осуществляются нисходящие, подзолообразующие токи.
Когда лес вырубят, водный режим существенно изменяется, тогда появляется возможность насыщать почву капиллярно до поверхности, и подзолистый тип почвообразования, предполагает Яков Никитич, должен перейти в чисто-болотистый, с насыщением грунтовой влагой до поверхности и с возможным притоком минеральных веществ.
- Замкнутые котловины и западины, с глубоким уровнем грунтовых вод. В таких условиях возникают подзолисто-болотистые почвы несколько иного типа. Здесь «главным действующим началом является уже не грунтовая вода, а поверхностно стекающие в изолированные низины воды, т.е. случай поверхностного периодического заболачивания. И очевидно, получаются своеобразные заболоченные почвы с периодическими фазами то подзолистого, то болотистого типа почвообразования».
- Заболачивание в связи со строением пород формируется также при нарушении нормального для подзолистых почв водного режима, когда рыхлый поверхностный слой (пески, супеси) подстилаются близко более плотными породами (мореной, прослоями глин), то при отсутствии существенного уклона происходит задерживание просачивающейся влаги над водоупорным слоем. При подсыхании на почвенном разрезе у таких почв наблюдаются сильно осветленные полосы над уплотненным слоем, как результат оглеения, что можно принять за глубокие, вторые подзолистые горизонты, однако происхождение и химизм их, уверен Афанасьев, иной, чем у нормальных подзолистых горизонтов.
Академик Афанасьев отмечает важную диагностическую роль и многообразие форм соединений железа в заболоченных почвах Беларуси, хотя и отмечает, что почвоведение только еще подходит к разрешению сложных вопросов передвижения и выпадения железа (и сопутствующих соединений). Эти процессы недостаточно изучены и по сей день.
Он различает несколько морфологических типов скопления железа в связи с характером водно-воздушного режима и строения материнских пород
- Первый тип, аморфный – монолитный. В этом случае соединения железа выпадают в гор. Вдостаточно равномерно, цементируя своими коллоидальными частицами (гидратами окислов железа) сплошь всю минеральную массу почвы. Визуально горизонт В представляется в виде сплошного, монолитного слоя, уплотненного, буровато-красных или коричнево-желтых тонов. Ни глеевых пятен, ни отдельных локализированных скоплений железа здесь не наблюдается.
Такие формы отложения гидратов железа, предполагает Яков Никитич, могут происходить лишь при достаточной и равномерной аэрации почвы и при свободной циркуляции почвенных растворов нисходящими токами, в плакорных положениях.
- Второй тип – ортзанды. Под ортзандами Афанасьев понимает скопление коллоидальных гидратов окислов железа в форме полос или извилистых лент в горизонте В, сложном, расчленном, тигрового или зебровидного вида. Обычно первый ортзанд наблюдается на глубине 50–60 см, и максимум их держится до глубины метра, ниже они постепенно мельчают, бледнеют и совсем исчезают.Разнообразие форм ортзандов всегда удается связать с прихотливыми видами слоистости породы.
Ортзанды были давно описаны для подзолистых почв на песчаных субстратах, но Афанасьев обоснованно допускает их наличие и на суглинистых породах при условии слоистости, даже при нормальном увлажнении и аэрации. Он подчеркивает и зависимость ортзандов от карбонатности породы, граница карбонатного слоя всегда является и конечным пунктом распространения ортзандов. Академик пишет также, что от чисто почвенных ортзандов необходимо отличать полосчатые ортзандовидные скопления гидратов железа, обусловленные литологически.
- Третий тип – ортштейны, под которыми Афанасьев понимает локализированныескопления железа (и сопутствующих веществ) в виде конкреционныхобразований, то каменистых, то мягких, мажущихся чрезвычайно тонких масс, быстро твердеющих на воздухе. Ортштейны в горизонте Ввсегда наблюдаются в условиях повышенного увлажнения, заболачивания. Он считает ортштейны постоянными спутниками глеевых образований,более или менее беспорядочно разбросанные над глеевым слоем или среди него, в зависимости от того, как проникает кислород воздуха.
Афанасьев отмечает и еще один вид ортштейнов – дробовидные, представляющие собой правильные ржаво-рыжие дробинки различных величин, от мельчайших, с маковое зерно, до крупных горошин и более; обычно же форма их приближается к овальной, почкообразной, с выступами, бородавчатые. Твердость их последовательно нарастает с глубиной и с величиной: от рыхлых, до твердых и каменистых. Местонахождение дробовидных ортштейнов также чрезвычайно постоянно и характерно – нижняя часть слоя А, их тем больше, чем сильнее поверхностное избыточное увлажнение, периодически сменяемое временным хорошим проветриванием.
Академик не просто констатирует существование дробовидных ортштейнов, но и предполагает, что скопление железа, иногда и очень значительное, в пахотном слое, конечно, будет сказываться на эффектах известкования и фосфоритования.
Интересны суждения Якова Никитича в этой статье о солончаковых почвах. Местообитание их приурочивается, обычно, к самым нижним концам склонов южной экспозиции, где грунтовые воды близки к поверхности. В годы с благоприятными метеорологическими условиями и после более-менее длительной инсоляции на таких почвах появляются карбонатные выцветы; в более же влажные сезоны вскипание от соляной кислоты дневных горизонтов почв ослабевает.
Грунтовые воды держатся здесь с колебаниями около одного метра; на этой же глубине залегают (на лугу) пресноводные мергели. «Подобные участки почв и лугов, конечно, нужно отнести уже не к кислым лугам, а щелочным, естественно обогащающихся известью. В дальнейшем искусственном мергелевании они не нуждаются (говорим это потому, что такие примеры у нас были). В некоторых случаях (хозяйственный огород Академии) по периферии карбонатных луговых солончаков были встречены подзолисто-болотистые почвы, у которых ясно выраженной подзолистый горизонт давал вскипание с поверхности!»
Сочетание подобных признаков, взаимоисключающих друг друга, уверен Афанасьев, нужно объяснять с точки зрения смены фаз почвообразования, то есть, когда данный участок был покрыт лесом, деятельность капилляров до поверхности не могла проявляться (вследствие перехвата корнями грунтовой воды и затенения поверхности земли), и почвообразование протекало по подзолистому типу и тогда формировался типичный подзолистый горизонт.
Когда же позже лес свели – открылась возможность для работы капилляров: минерализованные воды стали сгружать и накоплять известь в поверхностном (бывшем подзолистом) слое почвы; и почвообразование, следовательно, пошло по диаметрально противоположному типу – вместо распада коллоидов и выноса их из верхних горизонтов, здесь стал господствующим процесс восходящих токов минерализованных растворов, т.е. фаза солончаковая. Карбонатные луговые солончаковые почвы, считает академик, следует отнести к разряду лучших земель и лугов Беларуси, однако они нуждаются в дренаже.
Афанасьев отмечает еще случаи «железистых солончаковых почв». Со стороны типа процессов наблюдается, действительно, близкая обстановка и все атрибуты солончакового характера почвообразования: близость грунтовых вод, насыщенность минерализованной влагой всех горизонтов, восходящие токи солей к поверхности и отложение их здесь, и тот же губительный эффект действия на растительность.
Существенное, однако, отличие в том, что у железистых солончаков главными химическими солями является закисная форма железа, а осаждающим началом служит не инсоляция и испарение (столь необходимый и типичный фактор «настоящих» солончаков), а диффузия закисных соединений и выход (выклинивание) под напором грунтовых вод на поверхность с одновременным воздействием кислорода атмосферного воздуха, превращающего закисные соединения в окисную форму. Последние и накопляются здесь иногда в огромных количествах. С такой характеристикой и оговоркой Афанасьев и относит подобные почвы и образования в особую группу солончаковых почв – железистых.
Железисто-солончаковые почвы он считает весьма распространенными в подзолистой зоне, в том числе и в Беларуси, и считает их плохими землями, которые могут быть улучшены дренажом.
Краткий экскурс в работы Якова Никитича Афанасьева показывает, что многие его идеи и выводы не утратили своего значения и по сей день: об эволюции почв и почвообразующих пород; о культурном почвообразовании; об особенностях почвообразующих пород Беларуси – исходной карбонатности, многочленности, орографической предрасположенности; о связи степени оподзоленности с гранулометрическим составом почв; об особенностях подзолообразования и заболачивания в Беларуси, в том числе подзолистого процесса в заболоченных почвах; о генезисе ортзандов; о солончаковости в Беларуси и многие другие. Именно работами Афанасьева и его учеников создана научно-теоретическая база для проведения комплекса мероприятий по повышению плодородия почв Беларуси с 1960-х годов.
Литература
- Афанасьев Я.Н. Почвоведение и агрохимия: (Избранные труды). / Афанасьев Я.Н. Минск : Наука и техника. 1977. – 256 с.
- Афанасьев, Я. Н. Генезис, проблемы классификации и плодородия почв: (Избранные труды) / Афанасьев Я.Н.; Белорусский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии, Белорусское общество почвоведов. - Минск : Изд. Ю.А.Вальковский, 1997. – 117 с.
- «Почвы Беларуси, как естественные ресурсы производительных сил страны». Записки Белорусской Академии сельского хозяйства, 1926 г., № 1. С. 92-126.
- Афанасьеў, Я. Асноўныя рысы глебавага твару зямлi = Основные черты почвенного лика земли: монография / Я. Афанасьеў; Беларуская Акадэмiя Навук, Агра-глебавы iнстытут. - Менск : Выданне Беларускай Акадэмii навук, 1930. - 192 с.
Николай Васильевич Клебанович,
декан географического факультета БГУ,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор,
заместитель председателя редакционной коллегии
журнала «Земля Беларуси»
