Введение к работе
Актуальность темы. Нечерноземная зона РСФСР, в состав которой входит изученная территория, играет важную роль в народном хозяйстве страны. Однако почвы, являющиеся одним из ценнейших природных богатств зоны, используются в сельском хозяйстве с невысокой эффективностью. О необходимости значительного повышения эффективности использования земли и всемерного повышения плодородия по"чв указывается в важнейшем документе XXVI съезда КПСС «Основные направления экономического и социального развития СССР на 1981—1985 годы-и на-период до 1990 года». Для осуществления этих задач требуются всесторонние исследования состава, свойств почв и протекающих в них процессов. Почвы Среднего Предуралья изучали на территории Удмуртской АССР. До начала наших исследований материалов по изучению почв Удмуртии было совершенно недостаточно.
Исследования почвенного покрова Удмуртской АССР имеют небольшую историю. Почвы республики впервые были показаны на почвенной карте 1851 года Европейской, части России, составленной под руководством К. С. Веселовского, а в последущие годы на картах 1866 года Ф. И. Рупрехта, 1869 года И. И. Вильсона, 1879 года В. И. Чаславского и других. В 1903—1904 годах почвы Удмуртии частично обследованы Р. В. Ризположенским, в 1926—1928 годах — Н. П. Карпинским, в 1932—1935 годах — почвоведами Казани, Горького, Свердловска. С 1938 года систематические крупномасштабные почвенные обследования земель колхозов и,совхозов выполняет Почвенная партия Удмуртской АССР. Краткие сведения о природных условиях и почвах, Удмуртии, а также прилегающих территорий приведены в работах.В.'В.. Докучаева' {1883), С. И. Коржинского (1887), Г. А. Маландина (1936), Ю. А. Ливеровскогр (1939), М. М. Филатова (1945)^ Д. Г.Вн-ленского (1961), С. П. Яркова (1961), Е. Н. Ивановой (1962), Н. А, Ногиной (1962). Несколько печатных работ посвящены непосредственно почвам Удмуртской АССР '(Ф. С. Главатских, 1936; В. С. Колосков, 1937, 1939; Ф..И. Пермяков, 1940, 1955; Б. В. Васильев, 1954; В. Н.'Ка-
9 ft*., if ' . " 6 --- '
!ь"". $r-
раваев, 1958, I960), но они в основном носят описательный характер. Глубокие разносторонние исследования почв не проводились, а это затрудняло решение многих научных проблем и практических вопросов сельского хозяйства для большого региона Среднего Предуралья. Наши исследования в какой-то мере восполняют этот пробел.
Цель и задачи исследований заключались в проведении комплексного изучения состава, свойств почв Удмуртии и их режимов, природных условий почвообразования, которые бы позволили 'охарактеризовать генетические н региональные особенности почв, установить'направление эволюции состава и свойств' почв в условиях сельскохозяйственного производства, на их основе дать предложения по вопросам повышения плодородия почв.
Объектами исследований являлись наиболее распростра
ненные в Удмуртии дерново-подзолистые суглинистые, дерно
во-подзолистые песчаные и супесчаные, серые лесные суглн-.
ннстые и глинистые, дерново-карбонатные глинистые и тяже-
лосуглинистые почвы, занимающие 83%- площади республики
и 98% пашни. При изучении магнитных свойств почв для
сравнения были использованы также образцы почв других
природных зон. -
Методика исследований. Материалы данной работы получены в результате проведения многолетних исследований в период с 1956 по 1976 годы. При ее выполнении автором, а также под его руководством,, проведено крупномасштабное почвенное обследование земель колхозов и совхозов различных районов Удмуртской АССР на площади более 500 тысяч гектаров. Сделано научное обобщение результатов изучения факторов почвообразования и почвенного покрова. Автором совершены маршрутные объезды всех районов Удмуртской АССР, во время которых заложено на пашне и под лесом 103 ключевых разреза и свыше 300 прикопок с учетом рельефа, растительности и характера почвообразующих пород практически во всех контурах, выделенных на почвенной карте автора. Были взяты образцы для анализов и специальных исследований..
Аналитическая работа проводилась в лабораториях Ижевского сельскохозяйственного института. Ижевского государственного медицинского института и Московской селькохо-зяйственной академии имени К. А. Тимирязева с использованием методов, принятых в почвоведении. Расчеты сопровождались математико-статнстнческон обработкой данных анализов. При изучении почв использовались сравнительно-геогра-фическпй и,сравнительно-аналитический методы. Для детального изучения своґіств и режимов основных типов лесных и пахотных почв был применен метод ключевых площадок. 2
Специальные исследования проводили путем постановки вегетационных и лабораторных опытов, некоторые опыты были связаны с моделированием почвенных процессов. Характеристику ночи разной степени окультуренности давали на примере лучших хозяйств, а также Государственных сортоиспытательных участков, которые располагают положительным опытом длительного применения определенной системы агротех-, ническнх мероприятий в течение нескольких ротаций севооборотов.
В работе обобщены основные, в том числе печатные материалы, полученные лично автором и совместно с сотрудниками, публикации других исследователей природы Удмуртии, а также материалы Почвенной партии Удмуртской ЛССР. Работа такого содержания для условий Удмуртской ЛССР н Среднего Предуралья представляется впервые.
Научная новизна. В историческом плане изучены мало ос
вещенные в почвенной литературе природные факторы почво
образования Удмуртской ЛССР. Показана роль отдельных
факторов в формировании почв. Впервые для условий Уд
муртской ЛССР и Среднего Предуралья проведены научные
исследования состава, свойств лесных и пахотных почв разной
степени окультуренности, отражающие их плодородие. Они
характеризуют недостаточно изученную территорию Вятско-
Камской и Прикамской почвенных провинций восточной
окраины Русской равнины и вносят определенный вклад
. в познание земельных ресурсов Среднего Предуралья. Вы
явлены региональные отличия состава н свойств почв по
сравнению с аналогичными почвами центральных и западных
районов Европейской территории СССР. '
Впервые для условий Удмуртской ЛССР и Среднего Предуралья изучены в дерново-подзолистых, серых лесных и дерново-карбонатных почвах процессы и режимы на основе исследований их химических и. физико-химических свойств, гидротермнческпх факторов, окислительно-восстановительных процессов, микрофлоры, токсичности почв, ферментативной активности, содержания и качественного состава почвенного воздуха, состава и свойств почвенных растворов, по которым дается новая трактовка некоторых данных ы связи с плодородием почв и питанием растений.
Изучены новые вопросы отечественного почвоведения: маг-, ннтные свойства почв, влияние концентрации свободного кне-" -лорода и углекислого газа в газовой фазе почв на состав почвенных растворов, почвенный воздух и почвенные растворы дерново-карбонатных почв. Исследовании по теории и практическому применению результатов изучения магнитных свойств почв сформировались в новый раздел агрофизики. - , Составлена новая почвенная карта Удмуртской ЛССР,
карта четвертичных отложений, картограммы кислотности пахотных почв, содержания в них кислоторастворнмого фосфора и обменного калии, впервые составлены карта агропочвенных. районов республики, картограммы подвижных (В, Си, Со) количеств микроэлементов, необходимые для решения различных вопросов зональной системы земледелия.
Практическая ценность и реализация результатов исследований. Данные по географии и региональным свойствам почв республики, четвертичным отложениям позволяют внести уточнения в государственную почвенную карту, карту четвертичных пород, в материалы почвенно-гсографического районирования восточноевропейской территории таежно-лесной зоны СССР к в указания по классификации к диагностике почв. Результаты изучения свойств и режимов лесных и пахотных почв расширяют представление о процессах взаимодействия растений и микроорганизмов с почвой. Они открывают дальнейшие возможности изучения почв с целью более эффективного их использования в сельскохозяйственном производстве. Материалы исследований природных условий, состава и свойств почв, почвенная карта, карта агропочвенных районов и агрохимические картограммы использованы для выделения сельскохозяйственных (экономических) зон на территории Удмуртии, для разработки зональной системы ведения сельского хозяйства (1960, 1970, 1981), экономической оценки земель (1964), для разработки земельного кадастра (196S) и материалов по размещению, специализации и концентрации сельскохозяйственного производства республики (1973). Материалы исследований, а также' номенклатуру и диагностику смытых и разной степени окультуренности пахотных почв используют в своей работе. Почвенная партия республики, Удмуртская государственная с.-х. опытная станция, Удмуртская республиканская проектно-изыскательская станция химизации сельского хозяйства, Научно-исследовательский институт при Совете Мпшґгров УЛССР и вузы республики в учебном процессе. Внедрены в производство крупномасштабные почвенные карты н агрохимические картограммы колхозов и совхозов с рекомендациями к ним па площадь более 500 тысяч гектаров. Предложены для проверки в производственных условиях агрохимические градации содержания подвижных форм бора, меди и кобальта в почвах Удмуртской ЛССР.
Апробация. Результаты исследований докладывались на II, IV—IX межобластных и региональных научно-производственных и научных конференциях почвоведов, агрохимиков и земледелие Южного Урала и Среднего Поволжья в 1961 —1979 годах. Результаты исследований доложены на X Международном конгрессе почвоведов в 197-1 году, научной конференции "Московской сельскохозяйственной академии п.ч.*К. Л. Тлмирязе-
ва в 1973 году, научных конференциях Ижевского сельскохозяйственного института в 1960—:1979 годах и на расширенном заседании Удмуртского отделения Всесоюзного общества почвоведов ЛИ СССР в 1977 году.
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 51 печатной работе (лично автора и в соавторстве) в различных трудах, журналах, сборниках, материалах конференций. Особенно большой материал опубликован п много-томнике «Агрохимическая характеристика почв СССР. Районы Урала». Изд. «Наука», Лі., 1964 и в сборнике, посвященном X Международному конгрессу почвоведов «Вопросы почвоведения и применение удобрений в Удмуртской АССР». Труды ИжСХИ,,вып. 23. Изд. «Удмуртия». Ижевск, 1974.
Объем работы. Диссертация изложена на 290 страницах машинописного текста, кроме того, имеет 33 таблицы, 26 рисунков и список использованной литературы, включающий 585 наименований, в том числе 30 на иностранных языках. Приложение к диссертации на 236 страницах содержит 9 страниц текста, ИЗ таблиц, 76 рисунков и материалы по внедрению результатов исследований.
Территория Удмуртской АССР расположена на востоке Русской равнины, в междуречье Камы и Вятки. Общая площадь республики 4205,7 тыс. га, из них под пашней находится 37,55% земель.
1. Климат
Климат Удмуртской АССР умеренно-континентальный с продолжительной холодной зимой и довольно жарким короткие летом. Общей особенностью климата, по сравнению с западными областями Европейской части СССР, является меньшее годовое количество осадков (в среднем 491 мм) и наличие засушливого периода со второй половины мая до середины июня. Территория республики относится к зоне с неустойчивым увлажнением. Среднегодовая температура воздуха в северныхрайонаос+1,2, вюжных—(-2,3. Изолинии сумм температур воздуха выше 10е—1700 и 1900 делят территорию республики на три агроклиматических района. В южной части выделяется подрайон лесостепи с суммой температур более 2000. Почвы Удмуртской АССР, согласно единым диагностическим критериям фациального разделения почв СССР на термической основе, следует относить к умеренному промерзающему фацнальному подтипу.
2. Растительность
Первое описание растительности Удмуртии встречается в работах С. И. Коржипского (1887, 4891), Растительности республики посвящены работы Н. И. Кузнецова (1928), Л. А. Мустафина (1936, 1938), Л. Л. Истомина (1960), Т. П. Ефимовой (1964, 1972) и других. Основная территория республики относится к подзоне южной тайги таежно-лесной зоны, с преобладанием в лесных массивах двойных пород, а южная ее часть—к северной лесостепи с широколиственно-хвойными лесами (дуб встречается редко). На основании анализа природных условий и исторических данных можно предполагать, что в прошлом территория Удмуртской АССР была практически сплошь облесена. Первое освоение земель под пашню всего вероятнее относить к VI/ веку до нашей эры, к моменту появления в этих местах земледелия. Активная рубка лесов началась в первой четверти XVIII века, но особенно большое расширение площадей под пашню происходило 80— 130 лег назад. Лесистость республики составляет в настоящее время 43,8%. Благодаря сплошной облесенности в прошлом, промывному типу водного режима под лесом и преобладанию бескарбонатных почвообразующнх пород, подзолообразова-тельный процесс на территории республики получил широкое развитие. В связи с различной облесенностью земель в настоящее время, неоднородностью природной растительности и, прежде всего, состава древостоя в лесах, на территории Удмуртской АССР выделяется пять геоботаническнх районов.
3. Геологическое строение и почвообразующие породы
Посте 1945 года исследования теологического строения Удмуртской АССР проводились особенно активно (3. II. Бороздина, М. И. Островский, 1963; М, И. Островский, 1963, 1965;. Д. Е. Егоров, 1964; В, М. Армншев, 1972;и другие). В связи с тем, что четвертичные отложения геологами не рассматривались, мы провели изучение их генезиса, свойств, особенностей залегания, составили, карту почвообразующнх пород республики.
Особенность геологического строения территории Удмуртии заключается в том, что породы четвертичной системы залегают в основном непосредственно на верхнепермских карбонатных породах палеозойской группы. Образование преобладающих четвертичных отложений связано с периодом максимального оледенения и последовавшим за ним периодом голоцена; южной границей ледника считается река Чепца. На территории республики выделяются следующие почвообразующие породы: моренные суглинки и глины, траинйио-галечниковые водно-ледниковые отложения, флювиогляциальные пески и
супеси, покровные красновато-бурые глины и. суглинки, по'-кровные желто-бурые глины и суглинки, часто лессовидного характера,, карбонатные красно-бурые пылеватые и известковнсто-щсбневатые глины и тяжелые суглинки, являющиеся элювием коренных верхнепермскнх пород, современные аллювиальные отложения. Часто наблюдается дву-членность четвертичных отложений, К южной территории Удмуртской ЛССР мощность этих отложений уменьшается и они в пределах 1,5-метрового слоя подстилаются карбонатными верхнепермскнмн породами. Заметное влияние двучленно* стн пород на свойства сформировавшихся на верхней толще почв проявляется только тогда, когда их смена происходит ближе 80 см от поверхности. Это связано с особенностями климатических условий республики, преобладанием в рельефе склонов и довольно хорошей естественной дренированно-стью территории.
4. Рельеф н гидрологические особенности территории Рельеф Удмуртской АССР представляет собой увалистую равнину с хорошо выраженной овражно-балочной сетью. Северная часть республики расположена в пределах Bepxit-j-Камской возвышенности. Рельеф здесь сложный, что обусловливает частую смену почв. На территории республики преобладание склонов крутизной 2—6 , а местами до 10 и более способствует развитию водной эрозии. В зоне распространения песчаных и супесчаных почв проявляется ветровая эрозия. Рельеф, состав и особенности залегания почвообра-зующнх пород оказали исключительно большое влияние на формирование почвенного покрова Удмуртии, своеобразие которого определяется тем, что серые лесные почвы, кроме основного распространения в лесостепи, встречаются и таежно-лесной зоне на нижних частях дренированных эрозией склонах. Особенностью почвенного покрова республики является также повсеместная встречаемость дерново-карбонатных почв в местах выхода на дневную поверхность элювия верхнепермских карбонатных пород. Почвенно-грунтовые воды на территории Удмуртии обнаруживаются, как правило, на большой глубине (от 6 до 10 метров и более), что несомненно регулируется хорошо развитой овражно-балочной и гидрографической сетью.
Почвы Удмуртской АССР относятся к группе почв умерен-. ной восточноевропейской фации таежно-лесной зоны. В диссертации приводится новая почвенная карта Удмуртии. Все изученные основные типы почв несут черты подзолистого про-
Цесса, Судя по его выраженности в дерново-подзолистых поч-. вах, можно сделать заключение, что к востоку Европейской территории СССР, по сравнению с центром Русской равнины, степень оподзоленпости почв не уменьшается. Исследования показали, что главная роль в образовании дерново-подзолистых почв принадлежит гумусопо-аккумулятивному и подзолистому процессам. Формирование серых лесных почв в основном связано с их эволюцией из почв типа дерново-тлеевых (И. И. Еараксин, 1968), что подтверждает известную теорию И» В. Тюрина об особенностях образования серых лесных почв восточных районов Европейской части СССР. Дерново-карбонатные почвы формировались под преимущественным влиянием гумусово-аккумулятнвного процесса с развитием элементов элювиального процесса под лесом на карбонатных породах.
