И.И. Силин
Экология и экономика природных ресурсов бассейна р. Протва
(Калужская и Московская области)
Обнинск, 2003. - 302 с.

2. Природные ресурсы

Земельные ресурсы

Основными почвообразующими породами характеризуемой  территории  являются  покровные суглинки, перекрывающие московскую или днепровскую (в нижнем течении р. Протвы) морену. Покровные суглинки имеют палево-бурую окраску. Они однородны по сложению, лишь иногда в нижней части обнаруживается слоистость и примесь моренного материала В их гранулометрическом составе обычно преобладают пылеватые фракции, которые составляют около половины и даже больше всей массы [61].

Покровные суглинки по  сравнению с другими почвообразующими породами наименее устойчивы к плоскостному смыву из-за высокого процента  пылеватой фракции и низкой водопроницаемости. В них легко развивается   овражная сеть.

.Подстилаются  суглинки мореной   или водноледниковыми песками и супесями. Мощность суглинков на водоразделах обычно более 2-3-х метров, а на более низких уровнях - менее одного  метра.

 Для возделывания сельскохозяйственных культур благоприятными  являются условия, когда покровные суглинки подстилаются  легкими отложениями. Тогда сформированные на них почвы  оказываются достаточно водопроницаемыми и одновременно достаточно  влагоемкими. Таких отложений в районе немного.

 В бассейне р.Протвы преобладают тяжелосуглинистые  и глинистые отложения. Среднесуглинистые отложения встречаются на правом берегу р. Протвы в нижнем течении [11].         

Основным компонентом химического состава покровных суглинков является кремнезем, содержание которого обычно колеблется в пределах 75-85%. Содержание оснований  (СаО, МgО) редко превышает 2-4%, содержание полуторных оксидов - около 10-15%.   На территориях с мощностью покровных суглинков более 2 м распространены явления просадочного характера /микрозападины, протяжины/.

Бассейн р. Протвы  расположен в южной части дерново-подзолистой почвенной зоны, характеризуемойтем, что отмирающие растительные остатки здесь полностью не минерализуются, так как низкая температура в отдельные сезоны года прекращает жизнедеятельность микроорганизмов, разлагающих органическое вещество [30]. В связи с этим в почве создаются условия для накопления гумуса. Одновременно с накоплением гумуса происходит процесс растворения и вымывания минеральных соединений под влиянием кислых продуктов разложения растительных остатков.

Сочетание двух вышеописанных процессов приводит к формированию дерново-подзолистых почв, разрез которых  характеризуется следующими типичными  чертами. Под маломощной подстилкой залегает серый гумусовый слой и белесовато-серый гумусово-элювиальный горизонт. Ниже находится осветленный элювиальный горизонт – горизонт  выщелачивания почв. Ниже него  располагается горизонт вмывания бурого, крановато-бурого цвета - иллювиальный горизонт. Еще ниже расположена подпочва – почти не измененная почвообразованием материнская порода – суглинки [30].

Господствующимив регионе  являются  дерново-суглинистые  почвы, в различной степени оподзоленные. Формируются они на  тяжелосуглинистых или глинистых покровных отложениях, занимающих возвышенности и склоны холмов хорошо дренированных территорий. На выположенных водоразделах благодаря низкой фильтрации и слабому поверхностному стоку  формируются дерново-подзолистые слабоглееватые почвы.

По левому берегу   р. Протвы  встречаются также супесчаные и песчаные  дерновые подзолы, формирующиеся на  песчаных водноледниковых отложениях.    

Дерново-глубокоподзолистые и неглубокоподзолистые почвы на покровных суглинках бедны питательными веществами. Содержание гумуса в этих почвах, сравнительно невысокое и  резко уменьшается вниз по профилю. В соответствии с гумусом снижается и содержание общего азота. Количество минерального азота составляет не более 2% от его общего содержания. Около 30% из общего содержания азота составляют гидролизуемые соединения. В почвах  низкое содержание подвижного фосфора и обменного калия.  В гумусовом горизонте дерново-подзолистых почв на покровных суглинках содержание калия порядка  7-14 мг на100г  почвы.

 В понижениях рельефа, за счет дополнительного поверхностного увлажнения при затрудненном стоке формируются дерново-подзолистые глееватые  почвы [14].   Почвы эти тоже кислые. Повышенное содержание подвижного железа  приурочено к гумусовому и элювиальном горизонтам. Влажность почв в течение  всего летнего периода высокая.

В глееватых дерново-подзолистых почвах содержание гумуса обычно более высокое (3-9%), т.к. вносимые на поля удобрения  с поверхностным стоком выносятся в понижения рельефа и, таким образом, создается не характерное для этих почв довольно высокое содержание питательных веществ. Более 30% дерново-подзолистых почв района  распаханы. Распашка и агротехнические мероприятия резко изменяют  свойства почв и морфологическое строение верхней части профиля. Распашка провоцирует также эрозионные процессы.  Уже при уклонах 2-3 градуса на распаханных участках  формируются агродерново-подзолистые почвы разной степени эродированности.    

Пахотные почвы представлены глубоко- и неглубоко подзолистыми почвами .     

В подзолистых пахотных  почвах сохраняются морфологические особенности и основные химические свойства исходных целинных почв. Содержание гумуса в пахотном  горизонте колеблется от 1,5 до 3%. В подпахотном горизонте содержание гумуса резко снижается (до 0,4 -0,3%). В пахотных почвах происходит некоторое относительное   увеличение содержания гуминовых кислот, так как они  наиболее устойчивы к процессам разложения и минерализации, происходящими при освоении целинных почв. Кислотность агродерново-подзолистых почв и содержание  в них питательных веществ зависят от регулярности их известкования и внесения удобрений [3].

Почвы распаханных участков быстрее и глубже промерзают. Замерзая в переувлажненном состоянии, они становятся практически водонепроницаемыми. Их оттаивание часто происходит после схода снега, поэтому почти вся вода, содержащаяся в снеговом покрове, сбрасывается, а почвы не промываются талыми водами. Сквозное промачивание почвы полей происходит лишь после обильных весенних, летних или осенних дождей. Летом пахотные почвы сильнее нагреваются, быстрее теряют влагу, расход которой при любых погодных условиях идет главным образом из верхнего 50-сантиметрового слоя. Поэтому во влагообеспеченности  растений на этих почвах важную роль играют весенние и летние осадки. В случае  длительного срока отсутствия осадков почвы пересыхают, растрескиваются и растения страдают от недостатка влаги.

Для получения высоких урожаев на агродерново-подзолистых почвах их окультуривают путем внесения высоких доз органических и минеральных удобрений.

При внесении органических и минеральных удобрений  и при благоприятных погодных условиях эти почвы могут давать высокие урожаи [30].

Подзолистые   глееватые  почвы на покровных суглинках довольно широко распространены среди пашен   бассейна р. Протвы. Приурочены они к западинам, потяжинам, к вершинам оврагов и балок, к  понижениям на территориях с холмисто-волнистым рельефом. Перераспределение влаги по микрорельефу на распаханных полях происходит более интенсивно и поэтому малейшее понижение в рельефе  на 5-20 см и более вызывает переувлажнение почв, возникновение  глееватых почв. От целинных распаханные почвы отличаются наличием пахотного горизонта. Ниже пахотного горизонта сохраняется четкая дифференциация профиля на генетические горизонты. Сохраняются и все негативные свойства целинных почв: высокая кислотность, низкое содержание питательных веществ, плохие агрофизические свойства и переувлажнение в вегетационный период.

Содержание гумуса в пахотном горизонте по сравнению с целинными снижается.  Структура и агрегатный состав пахотных горизонтов подзолистых глееватых почв намного хуже, чем автоморфных.

Наиболее пониженные участки пашни, занятые глеевыми почвами, условно можно назвать агродерново- подзолистыми глеевыми. Эти почвы большую часть вегетационного периода остаются переувлажненными. От глееватых они отличаются наличием хорошо выраженного сплошного глеевого горизонта. Без осушения агродерново-слабоглееватые почвы возможно использовать только под травы и влаголюбивые культуры. Озимые культуры на них погибают от весеннего переувлажнения [14].

По левому берегу р. Протвы от г. Обнинска до Протвино на легких водноледниковых отложениях формируются альфегумусовые дерново-подзолы.  Гранулеметрический состав этих почв песчаный или супесчаный. Разрез представлен светлогумусовоым  дерновым горизонтом,  под которым идет осветленный подзолистый горизонт, а ниже - иллювиально-железистый горизонт   и почвообразующая порода. Иллювиальный горизонт окращен в светло-желтые или буро-желтые тона за счет вмытого железа и гумуса. Содержание гумуса в этих почвах обычно невысокое (1-2%), распределение гумуса по профилю аккумулятивное. В составе гумуса преобладают фульвокислоты. Подзолистый горизонт имеет мощность 15-30 см. Почвы имеют сильнокислую  или кислую реакцию, довольно высокую гидролитическую кислотность, низкое содержание подвижного фосфора и обменного калия.

Агрофизические свойства песчаных и супесчаных дерново-подзолов неблагоприятные. Плотность почв ниже 1,5 г/см³. Вследствие легкого гранулометрического состава водопроницаемость их весьма высокая, иногда  провального характера. Влагоемкость супесчаных почв не превышает 20%,  песчаных - едва превышает 10% от веса сухой почвы. Максимальная гигроскопичность соответственно меняется от 4 до 0,5%. Вследствие этого запасы продуктивной влаги в этих почвах низкие, а в целом  почвы имеют неблагоприятный водный режим.

Песчаные и супесчаные подзолы  под пахотным горизонтом имеют то же строение профиля, что и целинные. Они имеют кислую реакцию и обеднены основаниями. Содержание гумуса в почвах составляет 0,9-1,5%. Содержание питательных веществ низкое. Из-за низкой емкости поглощающего комплекса почв   требуется  более частое   внесение органических и минеральных удобрений   малыми дозами, так как  они быстро теряют влагу не только  из верхнего 50-70-сантиметрового слоя, но и из более глубоких горизонтов. В понижениях рельефа, обычно при наличии водоупора в пределах метра, формируются глееватые иллювиально-гумусовые и иллювиально-железистые дерново-подзолы.  Подзолистый горизонт в них обычно сильно отбелен.

От гг. Обнинска до Протвино, но по правому  берегу р. Протвы и прилегающих водоразделов формируются светло-серые почвы на лессовидных отложениях.  Профиль светло-серых почв,  также как и дерново-подзолистых, довольно четко дифференцирован на генетические горизонты. Оподзоленность отчетливо наблюдается и в верхней части иллювиального горизонта. По физическим свойствам эти почвы близки к дерново-подзолистым, формирующимся на покровных суглинках. По гранулометрическому составу они обычно средне-и-тяжелосуглинистые. Среди фракций наблюдается значительное преобладание крупной пыли / более 50%/.

В пахотных серых  почвах морфологическое строение верхней части профиля изменяется. Пахотный слой приобретает более светлую окраску, становится менее структурным. Мощность его по сравнению с дерновым горизонтом целинной почвы увеличивается, а содержание гумуса уменьшается до 2-2,5%. Изменяются несколько и химические свойства почв: уменьшается кислотность, увеличивается насыщенность основаниями, хотя  содержание гумуса, а также  подвижных форм   фосфора и обменного калия остается низким.  Пахотные серые почвы  неустойчивы по отношению к размыву. Высокое количество пыли в почве после выпадения обильных дождей ведет к заиливанию этих почв, а при высыхании – к образованию плотной  корки. Плотность и пористость  почв изменяется по профилю, возрастая от пахотного горизонта к нижележащим  от  1 до 1,5-1,6 г/см³, а водопроницаемость   уменьшается от 0,1 до 0,02 мм/мин.     

На пахотных серых почвах нередки почвенные засухи, причиной которых является уплотнение подпахотного горизонта. В период  весеннего снеготаяния почва впитывает влагу  не полностью. Поверхностный сток вызывает нередко плоскостной смыв и линейный размыв почв.

На правом крутом берегу р. Протвы в её нижнем течении господствуют пахотные серые средне- и сильноэродированные  почвы. У этих почв смываются верхние горизонты и постепенно припахиваются нижележащие. По мере увеличения степени эродированности  почв утяжеляется   гранулометрический состав пахотного горизонта, снижается его водопроницаемость, усиливается податливость дальнейшему смыву. Содержание гумуса и питательных веществ в эродированных почвах снижено.  Запасы продуктивной влаги  тоже небольшие.

Почвенный покров поймы  р. Протвы и её притоков представлен различными пойменными почвами. Для высоких уровней пойм  характерны дерновые оподзоленные  почвы, а на низких уровнях формируются слаборазвитые луговые и  лугово-болотные часто карбонатные почвы [21].

В среднем течении пойма р. Протвы  хорошо разработана. Почвенный покров здесь представлен насыщенными глубоко-дерновыми и луговыми почвами , иногда карбонатными суглинистыми почвами.

В нижнем  течении р. Протвы, где пойма более широкая от 300-500 м до 1500 м, четко выделяются прирусловая, центральная и притеррасная поймы. В период половодья наблюдается подпор со стороны р. Оки, так как  подъем уровня воды в р. Оке на 5-6 м выше, чем в р. Протве. Поэтому  скорость течения паводковых вод в пойме р. Протвы резко снижается, вслествие чего  осаждается аллювий тонких фракций. Летом происходит врезание  реки в толщу аллювия и частично  боковая эрозия. По этой причине  р. Протва в нижнем течени протекает в обрывистом глубоко врезанном  русле.

Почвы пойм плодородны. Содержание гумуса в них высокое (в маломощных - более 3%, и в мощных луговых более -7%). Гумус этих почв имеет гуматный состав [55].