Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПОЧВЫ СРЕДНЕГО ПРЕДУРАЛЬЯ И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ПЛОДОРОДИЯ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ПОЧВЫ СРЕДНЕГО ПРЕДУРАЛЬЯ И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ПЛОДОРОДИЯ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи Вячеслав Павлович КОВРИГО

ПОЧВЫ СРЕДНЕГО ПРЕДУРАЛЬЯ И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ПЛОДОРОДИЯ

(Специальность 06.01.03 — почвоведение)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

МОСКВА —1962

Диссертация выполнена в Ижевском сельскохозяйственном институте.

Официальные оппоненты: доктор с.-х. наук, профессор И, С. Кауричев, доктор с.-х. наук, профессор В. В. Тюлин, доктор географических наук Н. Н. Розов.

Ведущее предприятие — Горьковский сельскохозяйственный институт.

Защита диссертации состоится 1982 г. в часов на заседании Специализированного сове*

та Д 120.35.02 (06.01.03 — почвоведение, 06.01.04 —агрохимия) при Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, г, Москва, И-550, ул. Тимирязевская, 49.

Сектор защиты диссертаций ТСХА,

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан » "Г^'^У-*.'*-'*'1982 г.

Ученый секретарь Специализированного совета,—

доцент <■ —у' / у Л, А. Дорожккна

0бщая характеристика работы

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 nota в 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 ннх 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. Ливеровского (1939), M. М. Филатова (1945)^ Д. Г. Ви-ленского (1961), С. П. Яркова (1961), Е. Н. Ивановой (1962), Н. А, Ногиной (1962)i 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-

раваев, 1958, 1960), 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 распространенные в Удмуртии дерново-подзолистые суглинистые, дерно-во-подзол истые песчаные и супесчаные, серые лесные сугли-. ннстые и глинистые, дерново-карбонатные глинистые и тяже-лосуглииистые 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 ц Московской селькохо-зяйственной академии имени К. А. Тимирязева с использованием методов, принятых в почвоведении. Расчеты сопровождались математико-статнстнческой обработкой данных анализов. При изучении почв использовались сравнительно-географический и, сравнительно-аналитический методы. Для детального изучения свойств и режимов основных типов лесных и пахотных почв был применен метод ключевых площадок.

Специальные исследования проводили путем постановки вегетационных и лабораторных опытов, некоторые опыты были связаны с моделированием почвенных процессов. Характеристику почв разной степени окультуренностн давали на примере лучших хозяйств, а также Государственных сортоиспытательных участков, которые располагают положительным опытом длительного применения определенной системы агротехнических мероприятий в течение нескольких ротаций севооборотов.

В работе обобщены основные, п 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 и Среднего Предуралья представляется впервые.

Научная новизна. В историческом плане изучены мало освещенные в почвенной литературе природные факторы почвообразования Удмуртской ЛССР. Показана роль отдельных факторов в формировании почв. Впервые для условий Удмуртской ЛССР и Среднего Предуралья проведены научные исследования состава, свойств лесных и пахотных почв разной степени окультуренностн, 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. Выявлены региональные отличия состава и свойств почв по сравнению с аналогичными почвами центральных и западных районов Европейской территории СССР. '

Впервые для условий Удмуртской ЛССР н Среднего Предуралья изучены п дерново-подзолистых, серых лесных и дерново-карбонатных почвах процессы и режимы на основе, исследований их химических и. физико-химических свойств, гидротермнческнх факторов, окислительно-восстановительных процессов, микрофлоры, токсичности почв, ферментативной активности, содержания " качественного состава почвенного воздуха, состава и свойств почвенных растворов, по которым дается новая трактовка некоторых данных в связи с плодородием почв и питанием растений.

Изучены новые вопросы отечественного почвоведения: магнитные свойства почв, влияние концентрации свободного кислорода ц углекислого газа в газовой фазе почв на состав почвенных растворов, почвенный воздух и почвенные растворы дерново-карбонатных почв. Исследования по теории н практическому применению результатов изучения магнитных свойств почв сформировались п новый раздел агрофизики. - , Составлена новая почвенная карта Удмуртской ЛССР,

карта четвертичных отложений, картограммы кислотности пахотных почв, содержания в них кислоторастворимого 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 почп республики, четвертичным отложениям позволяют внести уточнения в государственную почвенную карту, карту четвертичных пород, в материалы почвенно-гсографического районирования восточноевропейской территории тлежно-лесной зоны СССР и в указания по классификации и 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 н 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 (1968) 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 ироектно-изыскательская станция химизации сельского хозяйства, Научно-исследовательский институт при Совете Мншп^юв УЛССР и вузы республики в учебном процессе. Внедрены в производство крупномасштабные почвенные карты и агрохимические картограммы колхозов и совхозов с рекомендациями к ним на площадь более 500 тысяч гектаров. Предложены для проверки в производственных условиях агрохимические градации содержания подвижных форм бора, меди и кобальта в почвах Удмуртской АССР.

Апробация. Результаты исследований докладывались на II, IV—IX межобластных и региональных научно-производственных и научных конференциях почвоведов, агрохимиков и земле-делов 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. Тпмнрязе-■4

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 опубликовали в 51 печатной работе (лично автора и в соавторстве) в различных трудах, журналах, сборниках, материалах конференций. Особенно большой материал опубликован в много-томнике «Агрохимическая характеристика почв СССР. Районы Урала». Изд. «Наука», М., 1964 и в сборнике, посвященном X Международному конгрессу почвоведов «Вопросы почвоведения и применение удобрений в Удмуртской ЛССР». 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, 113 таблиц, 76 рисунков и материалы по внедрению результатов исследований.

I. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

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 ЛССР 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 ЛССР, согласно единым диагностическим критериям фацнального разделения почв СССР на термической основе, следует относить к умеренному промерзающему фацнальному подтипу.

й. Растительность

Первое описание растительности Удмуртии встречается в работах С. И. Коржнпского (1887, '1891). Растительности республики посвящены работы Н. И. Кузнецова (1928), Л. А. Мустафина (1936, 1938), Л. Л. Истомина (i960), Т. П. Ефимовой (1964, 1972) и других. Основная территория республики относится к подзоне южной тайги таежно-лесной зоны, с преобладанием в лесных массивах хвойных пород, а южная ее часть—к северной лесостепи с широколиственно-хвойными лесами (дуб встречается редко). Ma 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 V!/ веку до нашей эры, к моменту появления п 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 почвообразуюших пород, подзолообразова-тельный процесс ла 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

После 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. Армишев, 1972;и другие). В связи с тем, что четвертичные отложения геологами не рассматривались, мы пропели изучение их генезиса, свойств, особенностей залегания, составили карту почвообразуюших 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 ннм периодом голоцена; южной границей ледника считается река Чепца. На территории республики выделяются следующие почвообразующие породы: моренные суглинки и глины, тразнйио-галечниковые вод! ю - л едн и ко в ыс отложения, флювиогляциальные пески и

супеси, поКросйЫе красновато-бурые глины к суглнйки, покровные желто-бурые глины и суглинки, часто лессовидного характера,, карбонатные красно-бурые пылевзтые ■ и нзвестковнсто-щебневатые глины и тяжелые суглинки, являющиеся элювием коренных верхнепермскнх пород, современные аллювиальные отложения. Часто наблюдается дву-членность четвертичных отложеннй, К южной территории Удмуртской ЛССР мощность этих отложеннй уменьшается и они в пределах 1,5-метрового слоя подстилаются карбонатными верхпепермскнмн 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 дренлрованио* стью территории.

4. Рельеф и гидрологические особенности территории

Рельеф Удмуртской АССР представляет собой увалистую равнину с хорошо выраженной овражно-балочной сетью. Северная часть республики расположена в пределах Верхн-.*-Камской возвышенности. Рельеф здесь сложный, что обус-1 ловливает 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 верхнепермскнх карбонатных пород. Почвепно-грунтовые воды на территории Удмуртии обнаруживаются, как правило, на большой глубине (от 6 до 10 метров и более), что несомненно ре-гулпруется хорошо развитой овражно-балочной и гидрографической сетью,

И. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕНЕТИЧЕСКИХ.

ОСОБЕННОСТЕЙ ПОЧВ УДМУРТСКОЙ АССР

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 пост-, вах, можно сделать заключение, что к востоку Европейской территории СССР, по сравнению с центром Русской равнины, степень оподзоленности почв не уменьшается. Исследования показали, что главная роль в образовании дерново-подзолистых почв принадлежит гумусово-аккумулятивному и подзолистому процессам. Формирование серых лесных почв в основном связано с их эволюцией из почв типа дерново-тлеевых (И. И. Вараксин, 1968), что подтверждает известную теорию И^ В. Тюрнна об особенностях образования серых лесных почв восточных районов Европейской части СССР. Дерново-карбонатные почвы формировались под преимущественным влиянием гумусово-аккумулятивного процесса с развитием элементов элювиального процесса под лесом на карбонатных породах.

Глава I. ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫЕ ПОЧВЫ 1. Дерново-подзолистые суглинистые почвы

Наиболее распространенными являются дерново-средне-подзол истые, менее встречаемыми — дерново-сильноподзолистые, дерново-елабоподзолистых почв мало. Они отличаются от аналогичных почв центральных и западных районов таежно-лесиой зоны Европейской территории СССР хорошо выраженной автоморфностью профиля, более тяжелым механическим составом, ортштейновые зерна обычно отсутствуют. Под лесом и на пашне дерново-подзолистые почвы содержат 1—3% гумуса (таблица 1). Показатели и закономерности изменений по профилю структурного состояния и водно-физических свойств— типичные.

Результаты исследований минералогического состава почв иммерсионным и термографическим методами свидетельствуют, что общий минералогический состав дерново-подзолистых почв, так же как серых лесных н дерново-карбонатных суглинистых и глинистых почв, имеет свои отлн«гия в связи с формированием их на разных материнских породах. В дерново-подзолистых н серых почвах, по сравнению с дерново-карбонатными, больше -полевых шпатов, цоизнта, циркона, роговой обманки к граната и меньше плагиоклазов, эпндота и ставролита, Установлено, что качественный составглшшстых минералов в разных типах почв относительно одинаковый. Глинистые минералы в основном представлены монтмориллонитом, гидрослиодами и их смешаннослонстыми образованиями. В составе гидрослюд — гидромусковит, гидробиотит и нллит. Каолинита содержится мало. *

Валовой химический состав дерново-подзолистых суглинистых почв отражает характерные для них изменения по профилю н содержании основных элементов, но обеднении подзолистого горизонта калием и натрием но наблюдается. Валовое количество фосфора и серы невысокое. По сравнению с аналогичными почвами Московской области (М. Л. Бобрнц-кая, Л. К. Ярцева, 1966), в верхних горизонтах дерново-подзолистых суглинистых почв Удмуртии больше кальция и калия, а в иллювиальных горизонтах — железа, магния в 2—3 раза больше по всему профилю. Увеличения содержания фосфора и калия в илистой фракции почв, по сравнению с мелкоземом, не отмечается.

Сводные химические и физико-химические показатели пахотных горизонтов дерново-подзолистых суглинистых почв представлены и таблицах 1 и 2. В диссертации подобные данные приводятся также для северной, центральной и южной территории республики, что позволяет проследить за изменением свойств почв с учетом их географического положения. Каких-либо особенностей в профильных изменениях показателей химических и физико-химических свойств лесных и пахотных дерново-подзолистых суглинистых почв Удмуртии не обнаружено.

Результаты изучения содержания валовых и подвижных форм микроэлементов в пахотных горизонтах дерново-подзолистых почв представлены в таблице 3. При определении валовых количеств микроэлементов использован спектральный атомный эмиссионный метод анализа (методика МГУ). Вод-норастворимый бор определяли колориметрическим карминовым методом в модификации П. И. Ннкншкинон, подвижную медь — по методу Г. Я. Ринькнса в модификации К. В. Вери-гиной и Ю. И. Добрнцкой, подвижный кобальт — по методу Г. Я. Ринькнса. В работе рассмотрены профили распределения микроэлементов в пахотных почвах, а также их содержание в лесных почвах. Для дерново-подзолнетых суглини* стых, так же как и для других типов почв, отмечается положительная коррелятивная зависимость между содержанием подвижных микроэлементов, гумуса и величинами рН (М, Ф. Кузнецов, 1969), что наряду с процессом почвообразования и механическим составом определяет закономерности изменения содержания подвижных форм микроэлементов по профилю почв. В дерново-подзолнетых суглинистых почвах коэффициенты накопления бора, меди и кобальта — отрицательные, а марганца — положительный при среднем валовом его содержании в пахотном слое 1220 мг/кг. Сравнивая полученные результаты анализов с данными других исследователей, видно, что дерново-подзолнетые суглинистые почвы Удмуртии бора содержат в пахотном слое больше, чем анало-

Сводные показатели химических свойств пахотного сдоя Таблица 1

дерн? во-л од зол истых, серых лесных о подзол еи них н дерново-карбонатных почв Удмуртской АССР (% встреча еностн)

Почв и

Гумус, %

Л т

Кислот ораст ворнм ы й (в ОД п р-ре НС1) фосфор, Р203 мгна 100 г

&

_ о

Э э

Обншшй калий, КзО мг на 100 г

о сч

Л

315 22 35 23 17 3

922 14 31 25 27 3

314 13 32 24 27 4

47 68 30 2

19 53 47

3 33 67

Д-сильноподз. Д-среди ел одз. Д-слабоподз.

Д-силыюподз. Д-среднелодз. Д-слабоподз.

Светло-серые Серые

Темно-серые

Д-К оподзолен. Д-К выщелочен. Д-К типичные

139 206 131

42 1С 3

182 121

52

72 78 15

33 25 33

Дерново-лодзолистие легко- к среднесуглинистые почвы

341 831 314

79 50 35

18 35 50

Дерново-подзолистые супесчаные н связнопесчаные почвы

47 64 30

19 63 37

3 67 33

Серые лесные оподзоленные средне- и тяжел осутл инистые почвы

72 28 538 28 55 12 5 511 6 32 35 23 4

34 41 10 6 216 25 55 И 6 206 21 36 28 14 I

21 21 10 48 100 37 50 И 2 102 33 10 18 7

Дерноео-карбонатные тяжелосуглинистые и глинистые почвы

47 50 3

14 51 28

33 40 27

182 220 22

50 56 18

183 219 24

8 . 4 38

23 27 29

Сводные показатели фкзиип-гимнцескнх свойств пахотного слоя Таблица 2

дерново-по д юл нети х, серых лесных олодзоленяых н дерново-карбонатных почв Удмуртской АССР (% встречаемости)

Почвы

а о

Iй

Ьб с.

рН соленой ой-тяжки

Гидролитическая кислотиость, мг-жв на Р) г

Сумма обменних оснований, мг-экв на 100 г

Степень наш щеп ноет и основаниями, %

со 01

I

■о

СГ)

Д-сильиоподз. Д-среднеподз. Д-Слабоподз.

Д-снльноподз. Д-среднеподз. Д-слабоподз.

237 370 413

87 49 11

20 8

Дерново-подзолистые легко- н среднесу глинистые почвы 1

15 58 18

40 79 100

48 17

16 74 4

15

70

26

79 37 9

Дерново-подзолистые супесчаные и связнопмчакые почвы I

77 98 100

22 2

100 70 45

18

Серые лесные оподзоленные средне- и тяжел осу глнн истые почвы

596 38 44 и

Светло-ссрие 140* 6 11 40 43

Серпе 255 85* 1 26 59 49 27 18

Темно серые 120 61* 2 9 89 80 18 2

41

43

1С Ц1

34

38

38

Дерново-карбонатные тяже л осу глинистые н глинистые почвы

. Д-К оподзол. 203 6 94

~ Д-К вшцелоч. 231 3 97

Д-К тнппчние 20 4 96

100 100 100

21

14

41 ¡12 30 ПО

Количество разрезов: в числителе для рИ, в знаменателе—для остальных показателей этой таб.тацц.

56 38

2 68 30

100

43 48 I

84 16

27 73

4 33 58

20 70 10

3 42 55

93 7

05 35

40 00

Таблица 3

Содержание валовых (В, Си, Со, N1, V) и подвижных (В, Си, Со) форм микроэлементов в пахотных горизонтах почв Удмуртской АССР (мг на 1 кг абс. сух. почвы)

Микроэлементы По подтипу дериово-подзо-лнетых почв 1 о 2 § в о с о « £ 5-Й

все дерново-подзолистые П0Ч8Ы в а ^ 5 5 < О а о аг . ¿и ^Н вс о с «2м О р.з с 8Ё

а. <8 Количество разрезов..... Валовой солеРжаш,е - • • • Коэфф. накопления..... рэство- Среднее содержание .... римый % ог "лового...... 210 23,1 0,88 0.22 0,9 58 20,3 1,25 0.12 0.6 66 26.2 0.66 0.69 2.6 71 27,Э 1,08 0,50 1.8

а Количество разрезов* ..... Нятпая сРеднее содержание . . . . валовая Коэфф накопления..... Подвнж- Среднее содержание . . . . иая % от валовой....... 199/151 19,4 0,84 1.42 7,3 58/43 18.9 1,04 0,77 4,2 56/34 23,0 0,94 4,07 17,6 53/60 25.1 1,37 3,26 13,0

Кобальт Количество разрезов* ..... Валовой СрВДнее . . . . Подвнж-Среднее содержание , . . . ный .% от валового...... 172/145 П.4 0,81 1,56 13,6 48/46 7,6 0,64 0,87 П.4 51/55 11 *> 0,91 2,85 23.9 56/63 12,6 1,18 2.66 21,1

3' к К - Валовой Количество разрезов .... Среднее содержание .... 120 28 32 22 28 53 34 58

а а п г) Я ч Ш Ва повой Количество разрезов .... Среднее содержанке .... 92 58 21 44 30 73 28 77

* Количество образцов: в числителе для валовых форм, в знаменателе—для подвнжних.

гичные почвы западной части таежно-лесной зоны Европейской территории СССР, а валовых меди и кобальта — чем почвы Украины, Советской Прибалтики и Ленинградской области,-12

2. Изменение агрохимических свойств дерново-подзолистых суглинистых почв в результате окультуривания и развития плоскостной эрозии

По совокупности ряда агрономических показателей почв и протекающих в них процессов с учетом урожая зерновых культур нами предложено, применительно к условиям Удмуртии, выделение трех степеней окультуреииости дерново-подзолистых суглинистых почв. Подход к разработке классификации и оценке почв разной степени окультуреииости осуществлялся на основе тех же принципов, которые изложены в протоколе Международного научно-методического совещания научных учреждений социалистических стран (20—26 мая 19&4 г.), а также в работах И. Ф, Гаркуши (1965), Г. И. Григорьева, В. 14. Фридлаида (1965), Б. А. Никитина (1975). У слабоокультурейных почв Удмуртии улучшены отдельные агрономические показатели гумусового (пахотного) горизонта после освоения их из-под леса. Урожай зерновых культур на таких почвах не превышает 10—42 ц/га зерна, Среднеокуль-туренные почвы имеют большинство улучшенных показателей пахотного слоя, урожай до 20—25 ц/га зерна. Мощный пахотный слой сильноокультуренных почв характеризуется благоприятными агрономическими свойствами, а урожай достигает 30—40 ц/га зерна и выше. В диссертации приводятся данные анализов основных типов почв разной степени окультуренно-сти. В настоящее время на территории республики преобладают ела боокультурепные почвы.

Повышение урожайности сельскохозяйственных культур в Удмуртской АССР будет зависеть не только от проведения мероприятий по окультуриванию почв. Они не дадут желаемого эффекта, если одновременно не лести настойчивой борьбы с водной эрозией, действию которой подвержены основные площади пахотных земель. В работе описаны причины, вызывающие развитие водной эрозии. Для картирования почв, подверженных эрозии, нами составлена номенклатура и диагностика смытых пахотных почв Удмуртской АССР на основе классификации эродированных почв С. С. Соболева (1961) и номенклатуры смытых почв, разработанной Почвенным институтом им. В. В. Докучаева. В диссертации приведены данные анализов основных типов почв разной степени смытости, а также примеры использования номенклатуры почв в разработке практических мероприятий для сельскохозяйственного производства,

Я. Дерново-подзолистые песчаные и супесчаные почвы

Среди дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почв наиболее распространены средне- н енльноподзолнетые виды. (

Растянутость генетических горизонтов, нечеткость их границ и большей частью отчетливо выраженная автоморфность профиля являются основными внешними признаками типичного профиля почв. Из-за бесструктурности,при подсыхании пахотного слоя почвы легко подвергаются ветровой эрозии на не-облесенных участках, а в условиях более сложного рельефа проявляется также водная эрозия.

Дерново-подзолистые песчаные и супесчаные почвы повеем главнейшим агрономическим показателям уступают суглинистым разновидностям. В почвах разной степени оподзоленно-сти различий по количеству гумуса в пахотном слое практически ие наблюдается (преобладает 1—2%), то же отмечается по кнслоторастворимому фосфору, а у дерново-сильно- и среднеподзолнстых почв — по обменному калию (таблица 1). Это связано с тем, что пахотные горизонты легких почв разной степени оподзоленностн близки по содержанию ила, а также калий- и фосфорсодержащих минералов. Отличия почв по физико-химическим показателям пахотного горизонта чет-.кие (таблица 2); содержание микроэлементов очень низкое (таблица 3), коэффициенты накопления бора, меди и марганца положительные, кобальта—отрицательный.

Глава 2. СЕРЫЕ ЛЕСНЫЕ ПОЧВЫ

Серые лесные оподзоленпые средне- и тяжелосуглинистые почвы —одни из лучших в Удмуртской АССР. Региональными их особенностями, по сравнению с аналогичными почвами центральных и западных районов Европейской территории СССР, являются: повышенное количество гумуса (в светло-серых — 3—1,5%, серых —4,5—7,5% и темно-серых — 7,5— 12%), что связано с их генезисом; отношение гумнновых кислот к фульвокнелотам у светло-серых почв около 0,8, у серых и темно-серых — около 1; почвы сформировались на породах бескарбонатных, поэтому деление почв по глубине вскипания от соляной кислоты не проводится; признаки глееватости в пределах профиля отсутствуют, за редким исключением, выражающиеся в виде ржавых нятен в горизонте С. Серые и темно-серые почвы имеют довольно благоприятное структурное состояние гумусовых горизонтов, в пахотном слое около 50% водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм, в подпахотных— 02—84%. Светло-серые почвы по структурному состоянию пахотного горизонта близки к дерново-подзолистым суглинистым почвам.

В валовом химическом составе подтипов серых лесных почв отмечается близкое к дер ново- подзол истым суглинистым почвам количество кремния и алюминия, но в них больше железа, , фосфора, кальция и меньше магния. Такое отличие в послед-

них двух элементах сочетается в серых почвах с более высоким, чем в дерново-подзолистых почвах, отношением обменных катнонов Са24* : Mg2*, которое у светло-серых почв расширяется до 5,8, у серых — до 0,4, темно-серых — до 12—20. В иле, в отличие от показателей валового состава мелкозема, подобно дерпопо-подзолистым суглинистым почвам, меньше кремния и кальция, но больше алюминия, железа и магния.

Агрохимические свойства пахотных горизонтов подтипов серых лесных почв показаны в таблицах 1 и 2. По содержанию кислоторастворимого фосфора они практически не отличаются, но его больше, чем в дерново-подзолистых суглинистых почвах. Содержание обменного калия уменьшается от светло-серых к темно-серым почвам. С учетом изменений агрономических показателей пахотного горизонта выделены три степени окультуренности серых почв.

Валовых форм микроэлементов, за исключением кобальта, в пахотных горизонтах типа серых почв содержится болЕ/ше, чем в дериово-подзолистых почвах (таблица 3). По среднему количеству подвижных форм бора, меди и кобальта и в процентах от валового их содержания все серые почвы являются самыми обеспеченными; содержание бора, согласно разработанным нами для почв Удмуртии агрономическим градациям, характеризуется как повышенное, а меди и кобальта — среднее. Коэффициенты накопления микроэлементов, за исключением марганца, отрицательные.

Глава 3. ДЕРНОВО-КАРБОНАТНЫЕ ПОЧВЫ

Дерново-карбонатные тяжелосуглинистые и глинистые почвы относятся к лучшим почвам Удмуртии, Выделяются три их подтипа; типичные — каменистые, профиль укороченный; выщелоченные и оподзоленные — имеют хорошо развитый профиль, выраженность иллювиальных горизонтов наиболее четкая у дерново-карбонатных оподзоленных почв. Региональными особенностями дерново-карбонатных почв являются: содержание гумуса 3—7%, отношение гумнновых кислот к фуль-вокислотам 0,8—;1,1. В подтипе выщелоченных почв по глубине вскипания от соляной кислоты выделяются два вида: слабо* и снльновыщелоченпые, что отражает генетические особенности почв, сочетается с их свойствами, имеет значение для агрономической практики. Дерново-карбонатные выщелоченные и типичные почвы, по содержанию в пахотном горизонте водопрочных агрегатов более 0,25 мм в диаметре (55— 70%), являются лучшими среди изученных типов почв республики. Дерново-карбонатные почвы, вследствие залегания их на повышенных элементах рельефа, подвергаются актив-

ному действию водной эрознн, а в весеннее время быстро né-рссьгхают.

Особенности валового химического состава дерново-карбонатных почв состоят в том, что в верхних генетических горизонтах содержится больше полуторных окислов и магния по сравнению с дерново-подзолистыми и серыми лесными почвами. Процессы почвообразования и выветривания привели к увеличению валового содержания Si02 в профиле дерново-карбонатных почв (до 67—75% в пахотном слое), сформировавшихся на основных породах с количеством Si02 54— 58%. В профиле почв отмечен вынос многих элементов, особенно у дерново-карбонатных оподзоленных.

Для пахотных горизонтов подтипов дерново-карбонатных почв характерна величина рН05М >5,5 до 7, но бывает pH**.-Б—5,5 (таблица 2), а в северных районах Удмуртии в оподзоленных и сильновыщелоченных почвах иногда и ниже, что является следствием образования дерново-карбонатных почв под лесом. Обменного калия в них несколько больше, чем в других типах почв республики (таблица 1).

В дериово-карбоиатных почвах содержится наибольшее количество валовых форм микроэлементов по сравнению со всеми изученными почвами Удмуртии, а подвижных — несколько меньше, чем в серых, но в два и более раз больше, чем в дерново-подзолистых почвах (таблица 3), Коэффициенты накопления валовых количеств- бора, меди, кобальта и марганца положительные, что в большой степени обязано влиянию «геохимического карбонатного барьера».

Ш. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ СВОЙСТВ И РЕЖИМОВ ЛЕСНЫХ И ПАХОТНЫХ ПОЧВ УДМУРТСКОЮ АССР В СВЯЗИ С ИХ ГЕНЕЗИСОМ

И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

Проведены комплексные исследования свойств и режимов пахотных разной степени окультуреииости и целинных лесных дерново-подзолистых и серых суглшшстых, дерново-карбоиат-ных выщелоченных глинистых почв. Почвы изучали по генетическим горизонтам, в динамике, но периодам в течение 1957—1973 годов на четырнадцати (более подробно — на восьми) по 0,4 гектара стационарных ключевых площадках, на землях сортоиспытательных участков и колхозов, находящихся в разных агроклиматических районах Удмуртии. В лабораторных условиях проводили моделирование некоторых почвенных процессов с образцами почв ключевых площадок. Полученные материалы существенно дополнили данные, характеризующие генетические особенности почв, глубже рас-

крыли изменения в их составе и свойствах в результате сельскохозяйственного использования, позволили выявить особенности течения почвенных процессов под лесом к иа пашне. Разные тины почв ключевых площадок на пашне, согласно нашей схеме деления почв по степени окультуренности, отнесены к сл а боо культу репным, а сортоиспытательных участков и колхозов к слабо-, средне- и сильноокультуренным. Все почвы сформировались на типичных материнских породах. В работе приводится характеристика климатических показателей, рельефа района расположения ключевых площадок и подробные аналитические данные состава и свойств почв ключевых площадок, сортоиспытательных участков и колхозов.

Глава 4. ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ И ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ПОЧВ

В главе обобщены результаты исследований режимов влажности, температуры, рсакщш солевой вытяжкн, окислн-тельно-восстановителыюго потенциала лесных и пахотных дерново-средне подзол истых и серых суглинистых, дерново-карбонатных выщелоченных глинистых почв ключевых площадок. Установлено, что в каждом генетическом горизонте пахотные почв температура в теплое время года на 4—7 градусов выше, чем в целинных лесных почвах, что создает в них лучшие условия для течения биологических и других процессов. Под лесом сквозное промачиванне почв происходит ежегодно, а на пашне примерно один раз в три года.

Особенностью течения окислительно-восстановительных процессов в основных типах лесных почв изученного региона Западного Предуралья является то, что в них постоянно господствуют окислительные процессы во всех генетических горизонтах, кроме Л0 в весенне-летнее время. В этот период величина гН2 п лесной подстилке дерново-подзолистой почвы опускается ниже 28 единиц и сочетается с повышенным ее увлажнением, образованием крайне восстановленных продуктов и нисходящими токами почвенных растворов, В лесных подстилках серых и дерново-карбонатных почв отмечается менее глубокое развитие восстановительных процессов, но продолжающееся более длительное время. Обобщая материалы исследований состава, свойств, режимов и экологической обстановки лесных почв, приведенные в разных главах диссертации, можно сделать заключение, что в настоящее время под лесом сохраняются условия для течения подзолистого процесса. При освоении лесных почв под пашню и окультуривании подзолообразовательный процесс затухает. Это связано с уст-2 17

ранением влияния на почвы лесной растительности, лесной подстилки и процессов; в ней протекающих, изменением водного режима почв, состава микрофлоры н т. д. При распашке лесных почв и окультуривании величины ОБП генетических горизонтов повышаются. Для пахотных почв характерно постоянное господство окислительных процессов по всему профилю, Уровень их развития в серых и дерново-карбонатных почвах выше, чем в дерново-подзолистых.

Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ

Глава состоит из двух параграфов. В первом рассмотрены результаты изучения трех типов почв ключевых площадок, во втором — аналогичных почв разной степени окультуренностн Государственных сортоиспытательных участков и колхозов. Данные исследований показывают, в каком направлении и насколько глубоко изменяются важнейшие агрономические свойства пахотных почв в результате их окультуривания после того, как прерывается естественный почвообразовательный процесс под лесом. По мере окультуривания почв содержание гумуса в пахотном слое повышается, но качественный его состав, судя по величинам отношений гумнновых кислот к фуль-вокислотам, изменяется в лучшую сторону медленно. При применении небольших доз органических удобрений, в среднем ниже 8—:10 тонн на гектар пашни ежегодно, содержание гумуса снижается, так как это не компенсирует его потерн при сельскохозяйственном использовании почв. При окультуривании почв иногда не наблюдается улучшения их фнзнко-химнческих свойств, что объясняется недостаточным внесением извести при систематическом применении минеральных \ удобрений.

Валовые запасы азота в почвах находятся в соответствии с содержанием гумуса, количество легкогидролнзуемого азота составляет 4—5% от валового. Легкогидролнзуемого азота в лесных почвах больше, чем в пахотных. Из минеральных форм азота в генетических горизонтах всех изученных почв преобладает аммиачная. Особенно его много в лесных подстилках. По содержанию аммиачного азота в других горизонтах лесные почвы, по сравнению с соответствующими пахотными почвами разной степени окультуренностн, отличий не имеют. В лесных и пахотных серых почвах аммиачного азота содержится меньше, чем в.дерново-подзолистых н дерново-карбонатных. Это имеет связь с меньшей численностью аммонифицирующих бактерий в серых почвах. Под лесом процесс нитрификации по всех типах почв подаплен. Он активизируется в результате освоения почв под пашню и окультурива-18

ния, при этом количество нитратного азота возрастает не только в пахотных горизонтах, но и ниже по профилю.

Валового фосфора в почвах (кроме гор. Л0) содержится от 0,05% до 0,22%, особенно его мало в дерново-подзолистых почвах. Основное количество фосфора находится в составе органических соединений и иевыветрнвшихся минералов (IV и V группы фосфатов по Чнрнкову). Для иллювиальных горизонтов типично повышенное содержание фосфатов железа и алюминия. При окультуривании почв количество валового и кнслотора створим ого фосфора увеличивается в большинстве случаев только в пахотном слое. В нем заметно возрастает содержание фосфатов I и II групп по Чнрнкову. Подвижность фосфатов но Карпннскому—Замятиной в пахотных горизонтах дерново-подзолистых почв увеличилась от слабо- к снлыю-окультуренным видам в 5 раз, у серых почв — в 3 раза, в подпахотных горизонтах она была низкой и не изменилась. Количество кислоторастворимого фосфора в почвах по Кирсанову и его подвижность в летнее время выше. Заметных отличий между типами почв по содержанию валового калия не выявлено. Количество обменного калии в генетических горизонтах суглинистых и глинистых почв большей частью характеризуется как среднее и повышенное при высокой степени его подвижности. По мере окультуривания почв количество обменного калия увеличивается, но подвижность его возрастает, также как и фосфора, только в пахотных горизонтах.

Глава 6. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВ

Режим микрофлоры почв Удмуртской АССР изучали на ключевых площадках. Взятие почвенных образцов, подготовку их к анализу и учет микроорганизмов по физиологическим группам выполняли по методике АН СССР и ВАСХИИЛ. Учет аммонифицирующих бактерий проводили на МПА, споровых бактерий — на среде Мншустнна (МПА-Ьсусло-агар), нитрифицирующих бактерий — на выщелоченном агаре, азотобактера — методом разведений па среде Эшби, целлюлозо-разлагающих аэробных бактерий — на среде Гетчннсона, грибов — на сусло-агаре и актиномнцетов — на КАЛ,

(. Микрофлора основных типов почв Удмуртской АССР

Выявлены существенные отличия типов почв республики по содержанию различных групп микроорганизмов, степени бногенностн почв и направленности в них микробиологических процессов.

В гумусовых горизонтах целинных лесных дерново-сред-

неподзо.игстых почв, по сравнению с пахотными горизонтами, содержится наименьшее обшее количество микроорганизмов (1339 тысяч:; на 1 г абс. сух, почвы). В гумусовых Нижележащих горизонтах лесных почв нитрифицирующие бактерии и азотобактер не обнаруживаются, понижена активность бактерий, разлагающих клетчатку. Лесная подстилка отличается противоположными показателями, общим повышенным количеством бактерий, в первую очередь аммонифицирующих; биогенность ее довольно высокая — 5432 тыс, микроорганизмов на 1 г абс. сух. почвы. Освоение под пашню лесных дерново-подзолистых почв н окультуривание повысили их биогенные свойства, улучшили качественный состав микроорганизмов. В гумусовых горизонтах (теперь пахотных) обшее количество микроорганизмов возросло до 4018 тысяч на 1 г абс. сух. почвы, появились азотобактер, нитрифицирующие бактерии, более интенсивно стал совершаться процесс разложения клетчатки. В нижележащих же горизонтах микробиологические показатели и направленность микробиологических процессов изменяются медленно.

Общее количество микроорганизмов в пахотных горизонтах светло-серых почв составляет 3403 тысячи, темно-серых— 4894 тысячи, дерново-карбонатных выщелоченных — 6203 тысячи на 1 г абс. сух. почвы. Довольно высокое содержание микроорганизмов в дерново-карбонатных почвах, в том числе повышенное количество бактерий, особенно аммонифицирующих, наличие значительного количества нитрифицирующих, аэробных целлюлозоразлагающих бактерий, пониженное содержание грибов обеспечивают, наряду с другими свойствами почв, более высокий, чем в дерново-подзолистых почвах, уровень плодородия. Во всех горизонтах светло-серых и темно-серых почв больше, чем в дерново-карбонатных и дерново-подзолистых, содержится актииомицетов при общем меньшем количестве бактерий.

В связи с тем, что преобладающие в почвах сапрофитные микроорганизмы связаны при своей жизнедеятельности не со всей почвенной массой, а с ее органическим веществом (Е. Н, ¡Мишустнн, В. Л. Мирзоева, 1953; Е. Н, Мишустин, В. Т. Емцев, 1970) мы провел» пересчет нх содержания на 1 г гумуса. Оказалось, что дерново-подзолистые почвы в пахотных горизонтах имеют наиболее высокое содержание микроорганизмов на весовую единицу гумуса — 160079 тысяч, а наименьшее темно-серые—'45781 тысяча, в дерново-карбонатных и светло-серых соответственно 147690 тысяч и 102499 тысяч. Исследования объясняют замедленную минерализацию органического вещества в серых, особенно в темно-серых, почвах, содержание в его составе мягкой перегнойной массы грубого гумуса.

2. О токсических свойствах почв

Изучение аллелопатического режима растений, почвенных микроорганизмов в последнее время значительно расширилось как в нашей стране, так и за рубежом, оно имеет большое значение для сельского хозяйства. Нами проведены некоторые исследования по этим вопросам. Лабораторными опытами показано, что в дерново-подзолистых почвах Удмуртки содержатся токсические вещества аллелопатической природы, подавляющие жизнедеятельность азотобактера, задерживающие прорастание семян злаковых культур, развитие их проростков. Токсичность дерново-подзолистых ночи проявляется н по отношению к нитрифицирующим бактериям, наиболее ярко выраженная под лесом. Содержание ингибиторов в иллювиальных горизонтах повышенное. В вегетационных опытах установлено их влияние на снижение общего урожая яровой пшеницы в среднем на 16%, зерна — на 24%. На бобовые культуры такого действия не оказывалось. Токсичность дерново-карбонатных почв практически не проявляется.

Глава 7. ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ

Особенности ферментативных процессов в лесных н пахотных почвах разной степени окультурениости и их фацналыше отличия исследованы крайне недостаточно. Эти вопросы мы изучали на примере основных типов почв Удмуртии. Активность ннвертазы, уреазы, фосфатазы, каталазы, перокепдазы и полнфенолокендазы определяли методами, разработанными или модифицированными А. Ш. Галстяном, а суммарную про-теазную активность методом Е. Н. Мишустпна, Д. И. Никитина и И. С. Востропа, Глава состоит из двух параграфов: в первом рассмотрены результаты изучения ферментативных процессов в лесных и слабоокультурениых почвах ключевых площадок, во втором — в почвах разной степени окультурениости Государственных сортоиспытательных участков и колхозов.

Полученные данные показывают, что ферментативная активность почв находится в соответствии со степенью обогащен-ности их микроорганизмами (в тысячах на 1 г абс. сух. почвы). Отличия между типами почв наиболее четко видны в пахотных почвах, особенно в слабоокультурениых. Типы целинных лесных почв меньше отличаются друг от друга по интенсивности ферментативных процессов. Это связано с нахождением их под хвойным лесом, иод которым сложился устойчивый ферментативный комплекс. Целинные и пахотные слабо-окультуренные почвы по убыванию в них активности большинства изученных ферментов располагаются в следующий

2{

ряд: дерново-карбонатные>серые оподзоленные> дерново-подзолистые. Наибольшая активность ферментов отмечается в июле или августе месяцах,.что соответствует сезонной динамике биологических процессов в почвах.. В это время возрастает общее количество микроорганизмов в почвах, увеличивается содержание углекислого газа, ускоряются процессы разложения клетчатки и накопления аминокислот.

В целинных почвах интенсивность ферментативных реакций в основном определяет лесная подстилка, а в пахотных — пахотные слои. Ферментативная активность лесной подстилки довольно высокая, она превышает показатели пахотных горизонтов слабоокультуренных, а часто и среднеокультуренных почв. По мере окультуривания активность ферментов в пахотных горизонтах возрастает и в сильноокультуренных видах приближается к активности лесной подстилки или ее превосходит. В подпахотных горизонтах ферментативная активность низкая, при окультуривании почв возрастает незначительно. Исходя из данных изучения активности полифенолоксидазы и пероксидазы видно, что в дерново-карбонатных и серых опод-золеиных почвах имеются более благоприятные биохимические условия для гумусообразоваиня. Это подтверждается расчетной величиной условного^ коэффициента накопления гумуса. Исследования позволяют-сделать заключение о возможности использования активности ннвертазы в качестве показателя естественного плодородия и степени окультуренности почв в связи с тем, что она лучше отражает их, чем другие изученные ферменты; показателем^ активности фосфатазы можно руководствоваться для условий республики при решении вопроса о необходимости внесения фосфорных удобрений, так как ее активность находится в обратной зависимости от обеспеченности растений доступным фосфором.

* У

Глава 8. ПОЧВЕННЫЙ ВОЗДУХ

Содержание и состав почвенного воздуха изучали на ключевых площадках: в дерново-среднеподзолистых почвах — под чистым паром, кукурузой, яровой пшеницей и льном, в дерново-карбонатных — под чистым паром и кукурузой, В пробах почвенного воздуха определяли количество кислорода и углекислого газа на газоанализаторе ВТИ-2. Одновременно вели определения температуры и влажности почв, их физических, физико-химических свойств, окислительно-восстановительного потенциала и других показателей. В это же время отбирали образцы почв для выделения' почвенных растворов с тем, чтобы выяснить, как связан их состав и свойства с концентрацией углекислого газа и кислорода в почвенном воздухе. Поставлена также серия лабораторных (модельных) опытов с образ-

оо

цамн пахотных горизонтов дерново-среднеподзолнстых н дерново-карбонатных выщелоченных почв ключевых площадок по влиянию различной концентрации свободного кислорода и углекислого газа в газовой фазе почв на состав и свойства почвенных растворов. Почвенные растворы из полевых и лабораторных образцов отпрессовывали по методу П. Л. Крюкова (1947), в аналитической работе с ними придерживались рекомендаций И. Н. Скрынниковой (1959, 1961).

1. Содержание и качественный состав воздуха в почвах

Содержание воздуха в пахотном горизонте дерново-сред-неподзолнетои почвы под чистым паром с мал по октябрь изменялось от 23% до 48% ог объема почвы, в дерново-карбонатной выщелоченной — от 28% до 38%. Наименьшие величины содержания почвенного воздуха отмечены в иллювиальных горизонтах (3—48%), что связано с повышенной их плотностью и влажностью, тем не менее в ннх постоянно наблюдалось господство окислительных процессов прн достаточной концентрации кислорода в почвенном воздухе. В почвах под сельскохозяйственными культурами, прежде всего под льном и яровой пшеницей, вследствие более низкой влажности, воздуха больше. В пахотных горизонтах почв содержание кислорода под чистым паром колебалось в пределах 20,6—20,8%, а углекислого газа — 0,05—0,35%. В нижележащих горизонтах концентрация углекислого 'газа возрастала, однако на глубине 60 см не поднималась выше 1,24%, а кислорода снижалась, но не была ниже 19,30%. Под сельскохозяйственными культурами, особенно под льном и яровой пшеннней, концентрация кислорода н почвенном воздухе ниже, углекислого газа— выше. Наибольшие концентрации углекислого газа в почвах и наименьшие кислорода отмечаются в июле и августе месяцах, что имеет связь с питанием растений. Для газовой фазы дерново-карбонатных почв, по сравнению с дерново-подзолн-стыми почвами, типична повышенная концентрация СОг и пониженная Ог по всему профилю, что указывает на специфичность условий для течения почвообразовательного процесса в этих почвах.

2. Влияние концентрации свободного кислорода и углекислого

газа в газовой фазе почв на состав и свойства почвенных

растворов

Модельными опытами установлено, что прн увеличивающейся концентрации (0,5; 5,0; 10,0; 20,0 объемных %) одного 02 в смеси с азотом растворы подкислялись, в них повышались величины ОВП, а также количество фосфора н нитратов, содержание аммиачного азота уменьшалось. Углекислый газ .(смесь С02 — 0,25; 0,5; 1,0; 5,0 объемных % с азотом) произ-

водил обратное действие. Одинаковое влияние 02 и С02 проявилось в повышении содержания кальция, лагння, калия, гндрокарбонатиых ионов и общей концентрации почвенных растворов. При совместном влиянии изменяющихся концентраций СОг (от 0,25 до 5 объемных ,% ) и свободного 02 (от 20,75 до 16 объемных %) в основном наблюдалась та же закономерность п изменении почвенных растворов, что и при действии одного СОа, но выше стали их обшая концентрация и количество кальция, НСО^- — меньше, нитрификация не прекращалась. Изменение влажности и тип почвы влияли только на количественные выражения показателей растворов, а не на эти закономерности.

Полевые исследования почв под чистым паром и сельскохозяйственными культурами показали, что выявленные в модельных опытах изменения почвенных растворов под воздействием различных концентраций С02 и Оз имеют место и в природной обстановке, но некоторые из них оказались иными, благодаря влиянию растений и-сезонной динамике биологических процессов в почвах. Это отмечено в отношении показателей обшей кислотности и рН в почвах под чистым паром. В июле—августе, в период наиболее высокой концентрации в почвенном воздухе углекислого газа (и пониженной кислорода), общая кислотность растворов возрастала, а их реакция в величинах рН (как и рН<щи.) уменьшалась, что объясняется повышением биологической активности почв н накоплением в почвах кислотных продуктов. Повышение биологической активности почв в июле—августе привело к возрастанию содержания в почвенных растворах нитратов, хотя исходя из концентрации С02 следовало бы ожидать обратное. В почвах под сельскрхозяйственнымн'культурами состав и свойства почвенных растворов в динамике по некоторых показателям, особенно по содержанию нитратов, фосфора, кальция, магния, калия и величинам рН, значительно регулировались самими растениями, что необходимо учитывать при решении физиологических вопросов почвенного питания растений. В нижележащих слоях, в отличие от пахотных горизонтов, несмотря на повышенную концентрацию СОй, большинство показателей почвенных растворов имеют пониженные величины, что связано с ослаблением биологической активности, процессов выветривания минералов и другими причинами.

Глава 9. ПОЧВЕННЫЕ РАСТВОРЫ

Кроме исследований почвенных растворов, описанных в предыдущей главе, нами проведено специальное изучение их режимов в почвах ключевых площадок. В дерново-среднепод-золнетых почвах растворы изучали под лесом, чистым паром, 21

кукурузой, лыюм, ячменем н картофелем, п дерново-карбонатных— под чистым паром и кукурузой. Одновременно вели определения полевой влажности, температуры почв, обменной кислотности, окислительно-восстановительного потенциала и других показателей. При изучении почвенных растворов особое внимание было обращено на изменение их состава и свойств при освоении лесных ночи под пашню, на физиологические показатели растворов и на процессы взаимодействия корневой системы сельскохозяйственных культур с почвенными растворами в результате питания растений. Методы выделения н исследования почвенных растворов те же, которыми пользовались при изучении их изменений под влиянием Оа и СОг в газовой фазе почв.

1, Состав и свойства почвенных растворов лесных и пахотных

почв

Для дерново-среднеподзолнстых среднесуглинистых почв содержание элементов в почвенных растворах пахотных горизонтов под чистым паром характеризовалось следующими средними показателями (в мг/л): Н+ — 0,36, НС03-—51,4, N03- —61,4, NH*+ —5,0, Ca24" — 150,5, Mß2+ —37,9, KsO— 40,0, P^Os—0,1 (общая концентрация по сухому остатку — 1259 мг/л. Почвенные растворы дерново-подзолистых суглинистых почв Удмуртии отличаются от аналогичных почв Московской области, изученных И. Н. Скрынннковой (1918, 1959), несколько более высокими величинами pH и содержания кальция. Основные отличия состава и свойств почвенных растворов пахотных горизонтов дерново-карбонатных почв от дер ново-подзол истых состоят в том, что в них ниже общая концентрация растворов, титровальная кислотность, содержание Саг+ и К"1", хотя обменных кальция и калия больше. В этом важную роль играет более высокая емкость поглощения и насыщенность ППК кальцием. Нитратного азота—меньше, гндрокарбонатных ионов — больше. Пахотные горизонты дерноно-карбонатных ела бовышел очен ных легкогл инистых почв под чистым паром имеют следующие средние показатели почвенных растворов (в мг/л): Н1" — 0,14, НС03- — 76,5, ЖЭ-г — 35,9, NH4+—6,0, Ca2*— 79,3, М^.— 35,9, К20 — 32,0, PjOs — 0,3 (общая концентрация по сухому остатку — 823 мг/л). Реакция почвенных растворов, несмотря па динамичность, близка к нейтральной даже в растворах нллювиаль* ных горизонтов дерново-среднеподзолнстых ночи, обладающих повышенной обменной кислотностью. Это важно в физиологическом отношении, при такой реакции у большинства сельскохозяйственных культур осуществляется нормальное усвоение корнями элементов питания (Д. Л. Сабинин, 1955; 3. И. Журбнцкий, 1963; С. С. Лндреенко, 1967 и другие).

Физиологическое значение' имеют также пониженные величины окислительно-восстановительного потенциала почвенных растворов {гН2 большей частью 25—29), учитывая, что показатели ОВП клеточного сока растений (И, П. Сердоболь-ский, 1960) тоже пониженные. В почвенных растворах дер-ново-подзолнстых почв под растениями величины ОВП ниже, чем под чистым паром.

Почвенные растворы целинной лесной дерново-подзолистой почвы имеют заметные отличия от пахотной под чистым паром. Прежде всего ниже общая концентрация растворов генетических горизонтов, исключая Л0, что может быть связано как с более низкой их биологической активностью, так и с регулярным удалением продуктов выветривания и почвообразования в результате промывного типа водного режима. В почвенных растворах под лесом меньше магния, калия и особенно кальция. В растворах лесной подстилки отмечено более высокое содержание всех.компонентов, кроме Са2* и МОз-, чем во всех других горизонтах изученных почв. По количеству аммиачного азота лесные и пахотные почвы отличий практически не имели. Из-за подавленности в лесных почвах процесса нитрификации нитратный азот находился только в растворах горизонта Ло (М03- в среднем 1,9 мг/л). При освоении лесных дерново-подзолистых почв под пашню в почвенных растворах величины отношений Са3+ : расширились, а К+:Са24- сузились. Титровальная кислотность растворов и количество в лих фосфора уменьшились, в довольно больших количествах стал содержаться нитратный азот.

2. Влияние сельскохозяйственных культур на состав почвенных растворов

Под сельскохозяйственными культурами многие изменения состава почвенных растворов связаны с их питанием. Особенно заметные сдвиги происходили в растворах в июле и августе, когда усиливалось усвоение растениями питательных веществ. В это время возрастала их общая кислотность, реакция почвенных растворов (и обменная кислотность почв) в величинах рН снижалась. Вместе с этнм возрастало в них содержание кальция. В последующий период количество кальция уменьшалось, а калия—увеличивалось, поэтому отношение К+ : Саг* расширилось,Согласно исследованиям И. II. Гу-нара с сотрудниками (1969, 1970), А. Е. Петрова-Спиридонова (1970), М. В. Поповой (1972) и других, выполненным на искусственных питательных растворах, установлено, что от этого отношения, регулируемого растениями, зависит поступление в корни питательных веществ. Чем оно шире в питательных растворах и уЖе в растениях, тем сильнее прояв-

ляется поглотительная функция корней и наоборот. В период усиления усвоения растениями питательных веществ из почвенных растворов, наряду с расширением в растворах отношения : Са21-, снижалось содержание нитратного азота, количество аммиачного азота я фосфора увеличивалось. Как было отмечено в предыдущих главах, в это время усиливалась активность фосфатаэы и возрастала концентрация СОз почвенного воздуха, повышающая содержание МН^ ц растворах. Для почвенных растворов пахотных горизонтов дерново-карбонатных почв, в отличие от дерново-подзолистых, характерным является то, что в них выше отношения К*: Са2*, отношенне Саг+*:М£г* в период усиленной вегетации растений расширялось и растворы меньше подвергались в динамике колебаниям в результате жизнедеятельности сельскохозяйственных растений, вследствие большей уравновешенности с твердой фазой, что является одной из причин более высокого плодородия этих почв.

* »

Глава 10. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

Изучение магнитных свойств позволило по-новому охарактеризовать некоторые стороны процессов почвообразования, а также показать связь свойств с факторами, определи-' ющимн плодородие почв. Изучение магнитных свойств основных типов почв Удмуртии проводили на образцах разрезов, заложенных на всей ее территории, баллистическим методом, описанным Т. Нагата (1965), Л. Л. Лукшиньш и Т. И. Румянцевой (1965) с использованием баллистической установки БУ-3 и магнитометров ИМВ-2 и МЛ-21. Глава состоит из трех параграфов. Исследованиями установлено, что магнитные свойства почв имеют ферромагнитную природу, о чем свидетельствует гистерезисный характер намагничивания почвенных образцов. Величина площади и форма петель магнитного гистерезиса верхних горизонтов почв, а также изменение этих петель по генетическим горизонтам характерны для каждого типа почв. Развитие дернового процесса почвообразования способствует повышению выраженности гистерезис* иых свойств почв, а подзолистого — снижению. Определения одной из существенных величин магнитных свойств почв — магнитной восприимчивости (к) показали, что ее значения для пахотных (или верхних гумусовых иод лесом) горн-зонтов и характер их изменений по профилю можно использовать при установлении типа почв. Для дерново-подзолистых суглинистых почв Удмуртии средняя величина магнитной восприимчивости пахотного горизонта составляет 14,1 • 10~й С051М, для серых лесных почв х=>20,9 • 10~6 СОБМ, для дерново-карбонатных почв х 30,3-Ю-6 СвБМ.

Установлено, что более высокий значения магнитной восприимчивости верхних гумусовых горизонтов автоморфных почв зависят в основном от интенсивности гумусонакопления и связанного с ним возрастания ' ферромагнитпости. содержащих железо соединений и, кроме того, от повышенного содержания ферромагнитных 'минералов в почвообразующих породах. На снижение значений заметно влияют процессы оподзолнваиня и оглеения, более легкий механический состав, развитие плоскостной эрозии и наличие свободных карбонатов. Профильную кривую магнитной восприимчивости почв в основном определяет илистая фракция, в которой сосредоточены носители магнитных свойств почв — ферромагнитные компоненты. Величины нх магнитной восприимчивости -соответствуют магнетиту н маггемнту.

IV. АГРОПОЧВЕННОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ УДМУРТСКОЙ АССР

Для решения агрономических, организационных и экономических вопросов ведения сельского хозяйства в Удмуртской ЛССР нами осуществлено агропочвенное районирование ее территории. Выделено восемь агропочвенных районов, в диссертации приводятся их климатические показатели, процентное соотношение площадей почв,, входящих в состав агропочвенных районов, средние районные данные реакции почв, содержания в пахотном слое кнслоторастворнмого фосфора и обменного калия. В связи с тем, что территория Удмуртии характеризуется неустойчивым увлажнением, в системе земледелия, прежде всего южного агроклиматического района, должны быть обязательными мероприятия по накоплению н бережному расходованию почвенной влаги. Непоправимый ущерб сельскому хозяйству наносит водная эрозия, которой охвачено свыше 60% площади пашни, в результате снижается плодородие почв и действенность агрономических приемов но повышению урожайности сельскохозяйственных культур. На легких почвах проявляется ветровая эрозия. Все это указывает на важность проведения мероприятий по борьбе с эрозией почв. Наиболее эффективному- использованию пахотных земель препятствует все еще имеющаяся мел ко копту р-ность нолей, одиночно и группами стоящие на полях деревья, засоренность посевов, нарушение сроков проведения агротехнических мероприятий, невысокое качество выполнения полевых работ, недостатки в семеноводстве^ сельскохозяйственных культур.

Материалы изучения агроэкологпческнх условий дают основание сделать вывод об обязательности применения в рес-

публике комплекса агромеропрнятий по повышению плодородия почв. Только системный подход к улучшению преобладающих в Удмуртии слабоокультурепных почв может создать в ближайшее время основу для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. В системе мероприятий по повышению плодородия почв агрохимическим приемам в республике принадлежит ведущая роль. В последнее время хозяйства республики вносят ежегодно в среднем но 4—5 тонн органических удобрений на гектар пашни, что явно недостаточно и приводит к уменьшению запасов гумуса в пахотных горизонтах. Руководствуясь опытом работы передовых хозяйств и Государственных сортоиспытательных участков Удмуртии, необходимо довести средние ежегодные дозы органических удобрений до 8—10 и более тонн на гектар. В связи с тем, что в республике кислые почвы занимают 82,3% площади пашни, в том числе средне- и снльпокнслые 52,6%, известкование является первоочередным агрономическим приемом, который положительно повлияет на многие свойства почв и течение в них биологических процессов. Для организации известкования составлена картограмма кислотности пахотных почв республики (приводится в работе). Пока известкование почв идет медленными темпами, пониженными дозами извести, в результате за последние 10 лет нлощадн кислых почв не сократились. Действие азотных удобрений на почвах Удмуртии высокое, не ниже, чем в центральных районах Нечерноземной зоны РСФСР (И. П. Дерюгин, 1978). Это объясняется, как показали наши исследования, не только ограниченными запасами азота в почвах, особенно в дерново-подзолистых, но и низкой доступностью сельскохозяйственным растениям основной минеральной формы азота в почвах — аммиачной, а также слабо идущими процессами азотфикса-цин и нитрификации в условиях слабой в основном окульту-ренности почв. Для решения вопросов использования фосфорных удобрений составлена картограмма содержания кислого-растворимого фосфора в пахотных почвах республики (приводится в работе); преобладают почвы с очень низким к низким его содержанием (76,1% нлощадн пашни). Поэтому фосфор, как элемент питания растений, для условий Удмуртии является не менее важным, чем азог. Калием почвы обеспечены го» раздо лучше, что необходимо учитывать при применении калийных удобрений. В суглинистых и глинистых почвах преобладает среднее, повышенное и высокое содержание обменного калия (соответственно 35,6, 24,4 и 21,6% нлошади пашни). Наряду с этим немало почв, прежде всего песчаного н супесчаного механического состава, содержащий пониженное количество калия, в которые калийные удобрения требуется вносить систематически. В работе приводится картограмма содер-

жания в пахотных почвах республики обменного калия. В связи с интенсификацией земледелия возрастает роль микроудобрений. Для того, чтобы, правильно решать вопросы их применения, составлены картограммы содержания в почвах Удмуртии подвижных форм бора, меди и кобальта (приводятся в работе) с учетом агрохимических градаций (таблица 4)> рекомендуемых нами для широкой производственной проверки.

Таблица 4

Агрохимические градации содержания подвижных форм Фора, меди и кобальта в почвах Удмуртской АССР

Содержание микроэлементов мг на .1 кг почвы

бор 'медь кобальт

Очень низкое ..... Низкое....... Среднее ........ Повышенное ..... следы—0,2 0,2-0,4 0,4—0.6 >0.6 1 <1.5 1,5—3,0 3,0-4,5 . >4,5 <1.5 1,5—2.5 2.5—3,5 >3,5

Почвы республики содержат очень низкое н низкое количество указанных микроэлементов: почти на 75% площади паш-нн, поэтому их применение является необходимым.

Основные выводы

1." На основе составленной новой почвенной .карты Удмуртии уточнены ее почвенные ресурсы. Дерново-подзолистые суглинистые почвы занимают около 50% территории республики и 65% площади пашни, дерново-нодзолистые песчаные и супесчаные соответственно 18%' и 10%, серые лесные оподзо-ленные суглинистые и глинистые— 10 и 17.%, дерново-карбонатные глинистые и тяжелосуглинистые—;5 и 6%, другие почвы—17 и 2%. ■ .

2. Проведено сравнение природных условий восточной окраины Русской равнины с центральными и западными районами Нечерноземной зоны, РСФСР, ,что.позволило выявить региональные особенности формирования почвенного покрова. Изученная территория отличается повышенной континенталь-ностью климата, меньшим годовым количеством осадков и наличием засушливого периода со второй половины мая до середины июня; хорошо развитой овражно-балочной и гидрографической сетью, обеспечивающей высокую дренирован-ность местности и преобладание почв с автоморфным профилем; более тяжелым механическим- составом покровных суглинков и глин, подстиланием; их элювием карбонатных верхнепермских пород с выходами последних на дневную поверх-

ность на вершинах увалов и расчлененных водной эрозией склонах.

3. Установлены общие черты структуры почвенного покрова республики. В северной и центрально-восточной ее частях, относящихся к таежно-лесной зоне, среди преобладающих дерново-подзолистых суглинистых почв повсеместно встречаются дерново-карбонатные и серые лесные оподзолеиные почвы; в центрально-западной части преобладают дериово-подзолнстые песчаные и супесчаные, а в южной, лесостепной—серые лесные оподзолеиные, дерново-карбонатные и местами— дерново-подзолистые почвы.

4. Качественный состав глинистых минералов почв представлен в основном монтмориллонитом, гидрослюдамн и их смешаннослоисхыми образованиями. В составе гндрослюд гндромусковнт, гидробиотит и иллит. Каолинита содержится мало. Существенных отличий между типами почв по составу глинистых минералов не установлено.

5. Данные определений валового химического состава свидетельствуют, что дерново-подзолистые суглинистые почвы содержат меньше, чем серые, железа, фосфора и кальция. В дерново-карбонатных почвах больше, чем в других типах почв, полуторных окислов и магния. По валовому калию разные типы почв практически не отличаются. Дерново-подзолистые суглинистые почвы Удмуртии больше содержат в верхней части профиля магния, кальция и калия, а серые почвы — железа, кальция, но меньше кремния, чем аналогичные разновидности центральных районов Европейской территории СССР.

6. Исследования показали, что наибольшее количество валовых форм микроэлементов содержат дерново-карбонатные почвы, вследствие формирования их на богатом микроэлементами элювии верхнепермских пород. В серых почвах валовых микроэлементов меньше, но для них характерно наибольшее содержание подвижных их форм. Повышенные запасы микроэлементов в этих типах почв, по сравнению с дерно-во'Подзолистыми, создают благоприятный фон для поглощения и усвоения растениями макроэлементов. Установлено, что количество подвижных форм бора, меди и кобальта в почвах отражает влияние процессов почвообразования и зависит от содержания гумуса, механического состава и величины рН.

7. Для дерново-подзолистых суглинистых почв изученной территории восточной окраины Русской равнины наиболее характерно содержание гумуса от 2% до 3%, для песчаных и супесчаных— 1—2% при Сг. к.: Сф. к. от 0,5 до 0,8. В серых почвах гумуса содержится больше по сравнению с аналогич* нымн почвами западных и центральных районов Европейской территории СССР, что связано с их генезисом, но гуматный

его состав несколько пониженный. .В светло-серых — 3—4,5% гумуса при Сг. к. :Сф. к. около 0,8, в серых — 4,5—7,5% и темно-серых — 7,5—12% прн Сг. к.: Сф. к. около 1. В дерново-карбонатных почвах 3—7% гумуса прн отношении Ст.к.: Сф. к. от 0,8 до 1,1. Важной в агрономическом отношении особенностью суглинистых и глинистых почв Удмуртии является повышенное содержание в нихобмеиного калия.

8,- Установленные количественные и качественные показатели почвообразовательного процесса на интенсивно используемых пахотных землях позволяют выделить три степени окультуренности почв (слабо-, средне- и сильноокультурен-ные), отличающихся по совокупности ряда морфологических и агрономических свойств, а также величине урожая зерновых культур. Общие закономерности, изменений химических и физико-химических свойств пахотного слоя разных типов почв по мере окультуривания заключаются в том, что содержание гумуса увеличивается, но отношение Сг. к,: Сф. к. возрастает медленно. Заметно усиливается процесс нитрификации, лег-когидролизуемого азота становится меньше, количество обменного аммония практически не изменяется. . Увеличивается содержание фосфатов I и II групп (по Чнрикову), кнслото-растворимого фосфора и обменного калия, подвижность этих элементов повышается, но зависит от типа почв, В составе пахотных земель Удмуртии преобладают слабоокультуренные внды| вследствие недостаточного применения окультуривающих приемов.

9. Проведены многолетние исследования режимов лесных и пахотных почв разных типов ла 14 ключевых площадках, которые показали, что под лесом- сквозное промачнвание почв происходит ежегодно, на пашне примерно одни раз в три года. Почвы на пашне в теплое время года прогреваются на 4— 7 градусов больше, чем под лесом. В целинных почвах господство восстановительных процессов отмечается только в лесных подстилках в весенне-летнее время; в остальных горизонтах, а также по всему профилю пахотных почв в течение всего года господствуют окислительные процессы. Уровень.их развития в серых и дерново-карбонатных почвах выше, чем в дерново-подзолистых.

10. Установлены существенные отличия типов почв по степени биогенности и содержанию основных групп микроорганизмов, Пахотные горизонты дер ново-подзолистых почв содержат меньшее количество микроорганизмов на 1 г абс. сух. почвы. Дерново-карбонатные почвы по обогашенностн микроорганизмами пахотного горизонта, по качественному их соста-вуи биогенности профиля превосходят дерново-подзолистые и серые почвы, что наряду с другими свойствами обеспечивает более высокий уровень:, плодородия, дерново-карбонатных

почв, й лесных целинных почвах Лесная подстилка обладает повышенной бнотенностыо, остальные горизонты содержат пониженное количество микроорганизмов. Распашка лесных почв и окультуривание значительно улучшают их биогенные свойства.

11. Исследовании активности ферментов лесных и пахотных почв показали, что она снижается от дерпово-карбонат-ных к серым и дерново-подзолистым почвам н находится в соответствии с количеством микроорганизмов на 1 г абс. сух. почвы. Ферментативную активность лесных почв определяют горизонты лесной подстилки. Она более высокая, чем в пахотных горизонтах слабо-, а часто н средпеокультуренных почв, в остальных горизонтах активность ферментов понижена. Окультуривание пахотных почв повышает активность ферментов по всему профилю. В' пахотных горизонтах сильноокуль-туренных почв активность ферментов приближается к показателям активности лесной подстилки или ее превосходит. Наибольшая активность ферментов наблюдается в июле или августе, что соответствует сезонной динамике биологических процессов в почвах. В это время возрастает общее количество микроорганизмов в почвах, увеличивается содержание углекислого газа, ускоряются процессы разложения клетчатки н накопления аминокислот. Данные по активности полнфеноло-кспдазы и пероксидазы показывают, что в дерново-карбонат1 ных и серых почвах имеются более благоприятные биохимические условия для гумусообразовання.

12. Как показали лабораторные, вегетационные и полевые исследования, дерново-подзолистые почвы содержат, токсины аллелопатнческой природы, отрицательно влияющие на рост, развитие н формирование урожая хлебных злаков, жизнедеятельность свободножнвущнх аэробных азотфнксирующих и нитрифицирующих микроорганизмов. На бобовые культуры такого влияния не отмечено. В дерново-карбонатных почвах токсичность практически не проявляется.

13. Исследованиями почвенных растворов на ключевых площадках установлено, что их состав и свойства зависят прежде всего от типа почв, наличия и вида произрастающих растений и имеют сезонную динамичность. В результате освоения лесных дер ново-подзолистых почв под пашню, вследствие усиления биологической активности почв и изменения водного режима, в них возросла общая концентрация почвенных растворов, в том числе Са!1~, и К+, появился в довольно больших количествах нитратный азот, уменьшились тнтровальная кислотность и содержание фосфора. Пахотные дерново-карбонатные почвы отличаются от пахотных дерново-подзолистых более низкой концентрацией почвенных растворов, в том числе Са1+, К+, М03~, Н+. Повышенные величины

3 ' . .33

отношений К1": Са2* в почвенных растворах дерново-карбонатных почв н лучшая уравновешенность ионного состава растворов с твердой фазой обусловливают более высокое их плодородие.

14. Изучена динамика содержания и состава почвенного воздуха. Установлены ее особенности в зависимости от типа почв, наличия н вида сельскохозяйственных растений и гндро-термических факторов. Впервые поставлены модельные опыты по влиянию различных концентраций С02 и 02 в почвенном воздухе на изменение состава и свойств почвенных растворов.

• Исследования позволили выяснить некоторые важные закономерности, связанные с питанием растений. Для газовой фазы пахотных дерново-карбонатных почв характерна, по сравнению с дерново-подзолистыми, повышенная концентрация С02 по всему профилю, что играет положительную роль в мобнлн--зацнн элементов питания для растений из твердой фазы. Под сельскохозяйственными культурами отмечается более высокая концентрация С02 в почвенном воздухе, чем под чистым паром, особенно в период наиболее интенсивного усвоения ими питательных веществ (июль—август). В это время почвенные растворы подкисляются, в них возрастает отношение К+ : Са2+, снижается содержание нитратного азота, концентрация МН«4* и фосфат-ионов повышается.

15. Впервые изучены магнитные свойства, почв, установлена их ферромагнитная природа. Показано, что в результате гумусонакопления, оподзоливаиия, оглеения и. других процессов происходят изменения ферромагнитных компонентов твердой фазы ночв. Установлены диагностические показатели для разных типов почв по величинам и характеру изменений магнитной восприимчивости по профилю. Дерново-карбонатные почвы имеют в пахотном горизонте наиболее высокие показатели магнитной восприимчивости, дерново-подзолистые — самые низкие.

Ю. Исследования состава, свойств и режимов почв показывают, что главная роль в формировании профиля дерново-подзолистых почв Удмуртии принадлежит гумусово-аккумуля-тивному и подзолистому процессам. Поверхностно-глеевый процесс имеет ограниченное значение в связи с высокой естественной дреннрованностью территории. Под лесом в настоящее время сохраняются условия для дальнейшего течения подзолистого процесса,, при освоении лесных почв под пашню с последующим окультуриванием он затухает. Особенность формирования профиля серых почв связана с их эволюцией из почв типа дерново-глеевых. Профиль дерново-карбонатных почв формировался под преимущественным влиянием гумусо-во-аккумулятнвного процесса и развитием элементов элювиального процесса под лесом на карбонатных.породах. В се-

рых и дериово-карбонатных почвах, кроме признаков подзолистого процесса, заметны проявления лссснважа.

17. Исследования природных условий, почвенного покрова Удмуртской АССР и его структуры позволяют внести для ее территории уточнения в материалы почвенно-географнче-ского районирования СССР (1962). На основной территории республики, входящей в состав Вятско-Камской провинции южно-таежной подзоны дерново-подзолистых- почв, целесообразно выделять два самостоятельных округа и связи с тем, что характерные для провинции дерново-подзолистые высоко-гумусированные и дерново-иодзолистые почвы со вторым гумусовым горизонтом не встречаются. * Первый округ охватывает центрально-восточную и северную часть Удмуртии. В нем преобладают обычные дерново-средне- и снлыюподзолистые суглинистые почвы. Особенностью округа является наличие дерново-карбонатных и небольших площадей серых лесных почв. Второй округ охватывает территорию центрально-западной части республики с преимущественным распространением дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почв. Он имеет продолжение в Кировской области. Территория южной части ■республики, входящая в Прикамскую провинцию серых лесных почв, относится к подзоне широколиственно-хвойных лесов н выделяется как самостоятельный округ в ее составе. Преобладающие здесь серые лесные почвы не имеют четкого зонального распределения подтипов, среди них встречаются дерново-карбонатные и обычные дерново-подзолистые почвы.

18. Результаты изучения агроэкологических условий даюг основание сделать вывод о настоятельной необходимости применения в Удмуртии системы агрономических мероприятий, направленных на охрану почв от эрозии, сохранение и повышение запасов гумуса, увеличение содержания н почвах элементов питания растений, улучшение реакции почв, накопление и сохранение запасов продуктивной влаги. Это обеспечит

■получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Обязательность проведения системы мероприятий обусловливается: а) уменьшением количества гумуса в пахотных горизонтах всех типов почв вследствие внесения пониженных доз органических удобрений н активного развития плоскостной водной эрозии, охватившей более 60% пахотных земель; б) преимущественным распространением почв с кислой реакцией, малыми запасами азота, очень низким и низким содержанием кислоторастворимого фосфора, Подвижных форм бора, меди и кобальта.

19. Новая почвенная карта, карта агропочвенпых районов н агрохимические картограммы, материалы изучения состава, свойств и режимов почв могут служить научной основой для разработки системы агрономических мероприятий но повыше-

н1ио плодородия почв республики, компоненты которой необходимо дифференцировать применительно к разным типам почв и особенностям возделываемых культур. Наиболее важными окультуривающими приемами комплекса агрономических мероприятий для дерново-подзолистых почв являются: почвозащитная обработка, известкование полными дозами, внесение повышенных доз органических; удобрений, применение минеральных удобрений, в первую очередь азотных и фосфорных, использование микроудобрений,, проведение мероприятий по накоплению' и сохранению влаги. Комплекс окультуривающих приемов для серых почв должен включать почвозащитную обработку, известкование в основном светло-серых почв, отвод избыточных вод на нижних частях склонов, применение органических удобрений, внесение ЫР—удобрений. В комплексе приемов для дерново-карбонатных почв особую значимость имеют почвозащитная обработка и мероприятия по сохранению влаги, вследствие залегания почв на повышенных элементах рельефа. Известковать почвы, .как правило, не требуется. Внесение органических й ЫР—удобрений является обязательным. В земледелии республики-приемы окультуривания почв нередко проводятся разрозненно, что экономически себя не оправдывает. Только применение всего комплекса приемов обеспечит получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Предложения производству

1. Почвенную карту, карту агропочвенных районов, картограмму кислотности почв, агрохимические .картограммы содержания в почвах макро- и микроэлементов, а также различные материалы изучения агроэкологнческих условий Удмуртии рекомендуется использовать для дальнейшего совершенствования зональной системы земледелия. Данные по составу, свойствам и режимам почв разной степени окультуренности использовать для оценки результативности применения мероприятий, изменяющих плодородие почв.

2. Номенклатуру и диагностику, почв разной степени окультуренности и смытости использовать в производственных и научных целях при изучении почвенного покрова республики и разработке мероприятий по повышению эффективности использования земель.

3. Учитывая, что магнитные свойства почв являются отражением их типовых признаков, предлагается .руководствоваться ими в качестве диагностических показателей почв, а также при изучении их генезиса.

4. В,связи с выявленными закономерностями географического распространения почв на.территории Удмуртской АССР, их региональными свойствами, новыми данными изучения ма-

теринских пород рекомендуется внести уточнения в государственную почвенную карту, карту четвертичных отложений, в материалы почвснно-географнческого районирования восточноевропейской территории СССР и в указания по классификации и диагностике почв таежио-лесиых областей умеренной восточноевропейской фации.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Коврнго В, П. Почни и агропочвенные районы Удмуртской АССР. — «Сборник докладов II межобластной конференция почвопедов и агрохимиков Среднего Поволжья и Южного Урала», Изд. Казанского университета, Казань, 1962, с. 39—47.

2. Ков рн го В, П., В а раке и и а Е. Г., Пермяков Ф. И. Берегите почву от эрозии. Удмурт, книжн. издат. Ижевск, 1963. 68 с.

3. Коприго В. П., Вараксип И, И., Дерюгин И. II., Б о-яров Л. И, Удмуртская ЛССР,— «Агрохимическая характеристика почп СССР. Районы Урала». Изд. «Наука». Л1., 1964, с. 138—182.

4. К о n р и г о В. П., Лук ш н н А. А., Румянцева Т. И. Магнитная восприимчивость основных типов почв Удмуртской АССР. ж. Почвоведение, 1968, 1, с. 93—98.

5. Коврнго В: П., Д.зюнн Г, П. Состав почвенных растворов дерново-подзолистых и дерново-карбонатных почв Удмуртской ЛССР в дн-намнке. — «Труды Ижевского сельскохоз. ин-та». Изд. «Удмуртия», Ижевск, 1969, вып. XVII, с. 139—ICO.

6. Коприго В. П., Дзюпн Г. П. Изменение состава почвенных растворов в связи с возделыванием сельскохозяйственных культур.— «Труды Ижевского сельскохоз. нн-та». Изд. «Удмуртия», Ижевск. 1969, вып. XVII, с. 151—159.

7. К « в р и г о В. П., Кузнецов М. Ф., Рябова Т. В.. Микроэлементы (В, Мп, Си, Со) в основных почвенных типах Удмуртской АССР, — »Труды Ижевского сельскохоз. ин-та». Изд. «Удмуртия». Ижевск, 1969, вып. XVII. с. 123—129.

8. Коврнго В. П., Кузнецов М. Ф. Содержание бора в почвах Удмуртской АССР. — «Труды Ижевского сельскохоз, ин-та». Изд. «Удмуртия». Ижевск, 1969, вып. XVII, с, 130—138,

9. Коврнго В. П. О рациональном использовании земель и повышении плодородия почв в республике, — Заседания Верховного Совета Удмуртской АССР (седьмого созыва шестая сессия). Стенографический отчет. Изд. «Удмуртия», Ижевск, 1970, с. 21—34.

10. Коврнго В. П., Дерюгина Н. П. Природные условия Удмуртской АССР. — «Зональная система ведения сельского хозяйства Удмуртской ЛССР». Изд. «Удмуртия», Ижевск, с. 7—22.

11. Коврнго В, П., Хромченко И, Я. Влияние концентрации свободного кислорода и углекислого.газа в газовой фазе почв на состав почвенных растворов, — Сб. «Вопроси почвовед, н прнмен. удобр. в Удм. ЛССР». -Труды ИжСХИ (X Международному контр, почвоведов). Изд. «Удмуртия», Ижевск. 1974, вып. 23, с. 70—81.

12. Коврнго В, П., Дзюпн Г, П, Сезонные изменения состава и концентрации почвенных растворов. — Сб. «Вопросы почвов. и прнмен.' удобр. в Удм. ЛССР», Тр. ИжСХИ (X Л\еждународн. конгр, почвоведов). Изд. «Удмуртия». Ижевск, 1974, вып. 23, с. 51—60.

13. Коврнго В. П., Исаев М, Л.. Кузнецов М. О, Подвижный кобальт в почвах Удмуртской ЛССР, — Сб. «Вопросы почвов. и применен. удобр, в Удм. ЛССР». Тр. ИжСХИ (X Международн, конгр. почвоведов). Изд. «Удмуртия», Ижевск. 1974, вып. 23, с. 37—14.

14. Коврнго Ь. П., Внкулпна Л. А, О токсических свойствах почв, — Сб. «Вопросы почвовед, и примец. удобр, в Уди. ЛССР». Тр.

ИжСХИ (X Между на родн.конгр. почвовед.). Изд. «Удмуртия», Ижевск, 1974, вып. 23, с. 99—ПО.

15. Ковриго В. П. Исторический очерк почвенных исследований в Удмуртской АССР, — Сб. «Вопросы почвовед, и применен.1 удобр. в Удм, АССР». Тр. ИжСХИ (X Меж д у из род н. конгр. почвоведов). Изд. «Удмуртия». Ижевск, 1974, вып. 23, с. 3—12.

16. Ковриго В. П., Кузнецов М. Ф„ Исаев М. Л. Картограммы содержания подвижных форм меди, кобальта ■ и бора в почвах Удмуртской ЛССР. — Сб. «Вопросы почвовед, и применен, удобр, и Удм. ЛССР». Тр. ИжСХИ (X Международн. конгр. почвоведов). Изд. «Удмуртия». Ижевск, 1974, вып. 23, с. 44—51. ■

17. К о в р и г о В. П., И с а с в М. Л., Кузнецов М_ Ф, Подвнж-иая медь в почвах Удмуртской ЛССР, — Сб. «Вопросы почвовед, и применен. удобр. в Удм. ЛССР». Тр. ИжСХИ (X Междукзр. конгр. почвовед.), Иэд, «Удмуртия». Ижевск, 1974, вып. 23, с, 32—37.

18. Ковриго В. П., Лукшин А. Л., ■ Р у м я н ц е в а Т.Н. Магнитная восприимчивость фракций механических элементов почв.— Сб, «Вопросы почвов. и применен, удобр. в Удм. АССР». Тр. ИжСХИ (X Международн. конгр. почвовед.). Иэд, «Удмуртия». Ижевск, 1974, вып. 23, с. 131—138. • ' >

19. Ковриго В, П., Хромченко Н: Я."Почвенный воздух дерново-подзолистых и дерново-карбонатных почв; — Сб. «Вопросы почвовед, и примен, удобр, в Удм, ЛССР». Тр. ИжСХИ (Х'Междунар. конгр. почвов.). Изд. «Удмуртия», Ижевск, 1974; вып. 23, с. 61—70.

20. Ковриго В, П., Хромченко Л..В. К характеристике плодородия основных типов почв Удмуртской ЛССР.— Сб. «Вопросы почвов. *н примен. удобр. в Удм. ЛССР». Тр. ИжСХИ. (X Международн, конгр.

почвов.). Изд. «Удмуртия:». Ижевск, 1974. вып. 23, с. 12—32.

'21, Ковриго В. П., Л у к ш и и А. Л., Громыко И, Д., К о л-пенская И. П., Румянцева Т, И„ Ростовцева О. С., Одинокое а Н, С, О магнитных свойствах некоторых почв. — «Доклады ТСХЛ». М., 1974. вып. 198, с. 139—1451 •. , , -

22. Ковриго В. П., П ух и дека я Н. С, Особенности ферментативной активности почв Удмуртской ЛССР в .динамике, —Сб. «Вопросы почвов. и примен. удобрен, в Удм АССР». Тр. ИжСХИ, (X Междунар, конгр. почв.). И,зд. «Удмуртия». Ижевск. 1974. вып.-23. с, 119—124.

23. К о в р и г о В. П., В и к у л и и а Л. Д., В а р а к с и н И. И. Микробиологическая характеристика почв Удмуртской ЛССР.— Сб, «Вопросы почвов. и применен, удобр. в Удм. АССР». Тр. ИжСХИ (X Междунар. конгр. почв.). Изд. «Удмуртия». Ижевск, 1974, вып. 23, с. 82—99.

24. Ковриго В. П„ Пухндская И, С, Ферментативная активность основных типов почв Удмуртской ЛССР, —Сб, «Вопросы почвов, и применен, удобр, в Удм. ЛССР». Тр, ИжСХИ (X международн. конгр. почвов,), Изд, «Удмуртия». Ижевск, 1974, вып. 23, с. ПО—119.

25. Ковриго В. П., .Пухидская И. С. Активность полифенолок-сидазы и перокендазы лесных.и окультуренных, дер но во-подзол истых почв Удмуртской АССР. — Сб. «Вопросы почвовед,, применен, удобр. и обраб. почв». Материалы VII регион, науч.-пронзвод. конф, почвов., агрохимиков и землед. Урала и Сред. Поволжья. Изд. «Удмуртия»,. Ижевск, 1975, с. 86—89. "

26. Ковриго В; П., Лукши^Л. Л., Обыденова Л, Л.. Румянцева Т. 11. Изучение сезонных изменений магнитной восприимчивости почв Удмуртской ЛССР, — Сб «Вопросы почвов,, примен, удобр, и обраб. почв». Материалы VII регион, науч.-произв. конф- почвов,, агрохимиков и землед, Урала и Сред. Поволжья. Изд. «Удмуртия». Ижевск, 1975, с. 121—123.

27. Ковриго В. П., Лукшнн Л. 'Л., Румянцева Т. И. Исследование магнитных свойств почв. — «Труды X Межд. конгр. почвоведов». Изд. «Наука». М„ 1975,т. XII, с; 9—15.

Л 74482 16/У1—82 г. Объем 27а п. л. Заказ 516. Тираж 120

Типография Московской с.-х. академии им. К. Л. Тимирязева 127530, Москва 11-550, Тимирязевская ул., 44