Таким образом, почвообразование включает множество процессов, химических реакций всех типов, вплоть до радиоактивного распада веществ. Но известно, что такие необходимые для осуществления большинства реакций условия, как влажность (поступление воды) и температура, для многих почв изменяются как в течение года, так и по годам. Часть условий, например температура и в меньшей степени влажность, меняются циклически. Так, в течение годового цикла меняется влажность почв от избытка весной, сразу же после снеготаяния, до недостатка летом, в жаркие месяцы, от иссушения в сухой период до переувлажнения во влажный.
Для многих почв характерна циклическая смена нагревания и охлаждения, циклично и поступление в почвы и на их поверхность органического вещества. Например, в средней полосе максимум опада поступает осенью. Второй максимум отмечается в марте — апреле при таянии снега. В дубово-хвойных лесах Гималайских гор максимум поступления опада приходится на апрель — май — начало дождевого сезона.
Цикличность в поступлении опада сопряжена с наличием у растений периода покоя, связанного с низкими температурами или с засушливым периодом. К этим паузам в развитии биогеоценоза и приурочено увеличение поступления органического вещества в почву.
Кроме годичного цикла есть суточные циклы. Для них также характерны чередования в изменении температуры, колебании влажности верхнего слоя почвы, а также активности микроорганизмов. Так, в черноземах Алтая влажность пахотного слоя в летние месяцы в утренние часы обычно выше, чем в вечерние. Это увеличение влажности связано с конденсацией водяных паров в верхних слоях почвы при их остывании.
Кроме суточного и годового циклов есть и многолетние, связанные с активностью солнца, с чередованием климатических периодов и т. д. Смена периодов приводит к смене скорости и даже к изменению типа почвообразования.
Многие почвенные процессы, зависящие от циклических процессов, происходящих в природе, сами не цикличны, точнее, необратимы, например, разрушение минералов (полевых шпатов, слюд и пр.), которые не могут вновь синтезироваться. Для образования им необходимы высокие давления и температуры глубинных слоев планеты. Поступление в почву, образование и разложение в ней органических веществ хоть и циклично, но также необратимо. Органическое вещество окисляется, и в процессе его окисления образуются специфические и не специфические для почвы соединения. Постепенно они тоже окисляются. Но поступление новых веществ из опада и подстилки как бы восстанавливает убыль этих соединений.
Всю совокупность процессов в почве можно свести к определенным микропроцессам (как их назвал профессор А. А. Роде), например, к процессам разрушения первичных минералов, унаследованных от материнской породы, к процессам образования вторичных минералов в почве, синтезу гумусовых веществ, окислению гумусовых веществ, передвижению воды, процессам адсорбции и десорбции веществ на поверхности почвенных частиц, к реакциям обмена и замещения элементов в разных соединениях почвы и др. Сами по себе эти процессы не несут никакой почвенной специфики. Они могут проходить и в других природных образованиях и условиях, в том числе в океане, реках, атмосфере, то есть во всех биокосных «телах». Всюду, где косная материя контактирует с живой, будут идти перечисленные процессы.
Эта общность процессов послужила основой для одной важной в теоретическом плане дискуссии. Как известно, В. В. Докучаев среди процессов почвообразования главным считал формирование профиля, типичного для каждой почвы со всеми свойственными ей горизонтами. Именно в формировании профиля В. В. Докучаев и Н. М. Сибирцев видели суть почвообразования. Другая школа почвоведов, основоположником которой был П. А. Костычев, рассматривала почву как среду обитания растений. Костычев определял почву как слой породы, в котором распространены корни растений. Р. В. Ризположенский усилил это определение, назвав почвой «границу между живой организованной и неживой материей». В этом определении — характерная черта биокосных тел. Ризположенский даже выделил твердые, жидкие и газообразные почвы, что опять-таки соответствовало биокосным телам и экосистемам. Н. М. Сибирцев выступил против такого отождествления биокосных тел с почвой. Только в твердом биокосном теле — почве идут процессы собственно почвообразования, формирования специфического профиля с гумуси-рованным верхним слоем. Поэтому почвы не могут быть жидкими и газообразными. Среда для выращивания растений может быть разной, но почвы только твердыми.
В дальнейшем определение почвы Докучаева было принято во всем мире, и взгляды Докучаева успешно разрабатывали его ученики, что в конечном счете привело к созданию учения о биосфере и биогеоценологии. Как часто бывает в науке, казалось бы, непримиримый оппонент Докучаева П. А. Костычев стал основателем школы почвоведов, существенно дополнивших, а затем и влившихся в «докучаевское» почвоведение. Почвоведы этой школы начали разрабатывать теорию почвенных процессов.
В лесопарке Тимирязевской сельскохозяйственной академии растут две лиственницы, около которых стоит мемориальная доска, напоминающая посетителям, что эти лиственницы посажены академиком Д. Н. Прянишниковым и его другом профессором П. С. Коссовичем. После окончания академии Коссович стал профессором в Лесном институте в Петербурге, на кафедре, которую организовал П. А. Костычев. Рассматривая образование почв как длительный процесс преобразования материнской породы, П. С. Коссович выделил шесть типов почвообразования: пустынный, сухостепной, степной, лесо-луговой, тундровый и тропический-субтропический. Для каждого типа почвообразования характерна своя группа типов почв, включающая несколько почв, образующихся в сходных климатических условиях. Например, для пустынного почвообразования характерно формирование примитивных пустынных почв, песчаных пустынных, сероземов, такыров — солонцеватых глинистых почв и др. Для сухостепного почвообразования типичны каштановые и бурые степные почвы, для степного — черноземы, лугово-черноземные почвы, солонцы, для лесного — бурые лесные, серые лесные, дерново-подзолистые, подзолистые и пр. П. С. Коссович считал, что природные процессы, идущие в этих почвах, отражают условия почвообразования. Сами процессы, по Коссовичу, складываются из уже известных нам простых процессов: гумусообразования, выщелачивания, разрушения почвенных минералов и выноса продуктов разрушения. Естественно, что условия формирования почв (климат и физические свойства породы) влияют на почвообразование. Как теперь принято говорить, в названиях типов почвообразования, предложенных П. С. Коссовичем, были закодированы почвенные процессы, специфические для каждой климатической зоны.
Ученик П. С. Коссовича и его преемник по кафедре академик К. К. Гедройц раскрыл сущность некоторой части почвообразовательных процессов. Он показал, что почвы содержат кальций, магний, натрий и другие катионы в поглощенном состоянии. При определенных условиях эти катионы меняются друг на друга. Все дело именно в этих условиях. Так, например, в северных широтах в почвах содержится много воды, органических кислот, и водород этих кислот поступает в почву, вытесняя кальций. Последний выщелачивается из почвы, и она становится кислой. В южных почвах избыток в почвенных растворах натрия может привести к вытеснению кальция натрием и превращению каштановой почвы или солончака в солонец. Учитывая все эти процессы, Гедройц разделил почвы мира на группы по преобладанию в них кальция, натрия, водорода в обменном состоянии.
Преемник и ученик К. К. Гедройца профессор А. А. Роде разработал уже целое учение о почвенных процессах. Он выделил, как уже отмечалось, микро- и макропроцессы. К первым он отнес процессы гумификации, выщелачивания, разрушения первичных и вторичных минералов, ко вторым — соответственно образование почвенных горизонтов (процессы оглеения, оподзоливания и пр.).
Академик И. П. Герасимов макропроцессы назвал элементарными почвенными процессами и к ним отнес помимо других процессы торфообразования, выщелачивания, гумусонакопления, оглеения, оподзоливания и другие.
