Генезис и география почв

Таргульян В. О., Бронникова М. А. Память почв: теоретические основы концепции, современное состояние и перспективы развития // Почвоведение. 2019. № 3. С. 259-275. doi: 10.1134/S0032180X19030110

Освещается современное состояние проблемы памяти почв. Представлен краткий обзор работ последних двух десятилетий, посвященных почвам, как информационной системе, поведению почв во времени, реконструкциям изменений среды, основанных на анализе почвенной записи. Изложены теоретические основы концепции памяти почв как способности записывать в устойчивых свойствах твердой фазы факторы и процессы своего формирования. Рассмотрены почвенная память как потенциальная способность записывать условия среды, механизмы записи, накопления и сохранения информации, носители почвенной памяти и методы их исследования. Описаны две основные модели распределения памяти и записи в почвенном профиле при эволюции среды и почвы: модель с увеличением почвообразующего потенциала климата и биоты и модель с уменьшением этого потенциала. Предлагается понятие “памяти геосистем”. Обсуждены блоки памяти геосистем ранга подсистем и отдельных объектов внутри подсистем; носители памяти и индикаторы среды для каждого блока памяти. Наибольшие перспективы развития концепции памяти почв видятся в расширении спектра методов, используемых для исследования вещества твердофазного каркаса почв, а также в неразрывной связи исследований компонентов, элементов строения почвенного тела с его иерархическими морфогенетическими исследованиями.
Ключевые слова: почвы во времени, почвенная память, почвенная запись, палеопочвоведение, полигенетичность почв, эволюция почв, индикаторы среды

V. O. Targulian and M. A. Bronnikova ''Soil Memory: Theoretical Basics of the Concept, Its Current State, and Prospects for Development,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 229-243 (2019). doi: 10.1134/S1064229319030116

Конюшков Д. Е., Герасимова М. И., Ананко Т. В. Корреляция дерново-карбонатных почв на почвенной карте РСФСР масштаба 1 : 2.5 млн и в системе классификации почв России // Почвоведение. 2019. № 3. С. 276-289. doi: 10.1134/S0032180X19030079

Обновление почвенной карты РФ масштаба 1 : 2.5 млн (1988) планируется на основе новой классификации почв России (КПР). На первом этапе проводится поконтурный перевод почвенной информации на карте с систему КПР с учетом новых данных. В статье рассматриваются особенности такого перевода для почв, выделенных в легенде карты как дерново-карбонатные почвы, в том числе выщелоченные и оподзоленные. В зависимости от географических особенностей территории, состава и свойств карбонатных пород, почвы этой единицы легенды попадают в различные отделы, типы и подтипы почв по КПР, что отражается в обновляемой базе данных к карте. По мощности рыхлой части профиля эти почвы делятся на отделы литоземов (<30 см) и органо-аккумулятивных почв (>30 см). По характеру органогенных и гумусовых горизонтов выделяются типы темногумусовых, серогумусовых, перегнойно-гумусовых, грубогумусовых и, возможно, светлогумусовых карболитоземов и аналогичных остаточно-карбонатных органо-аккумулятивных почв (типы грубогумусовых и светлогумусовых карболитоземов добавляются в систему КПР). Повышенное содержание полуразложенного фитодетрита отражается на подтиповом уровне (грубогумусированные) почвы. На подтиповом уровне также отражаются развитие элювиальных процессов (элювиированные), иллювиирования глины (глинисто-иллювиированные), педогенная трансформация средней части профиля (метаморфизованные, криометаморфизованные, ожелезненные, глееватые), наличие ярких породных признаков (краснопрофильные). Видовая характеристика – выщелоченность верхней части профиля от карбонатов. Пахотные варианты выделяются как агрогумусовые и агротемногумусовые почвы. Охарактеризована географическая картина проявления данных признаков и ее “почвенно-экологическая” логика.
Ключевые слова: обновление карты, диагностика, разнообразие, верхние горизонты

D. E. Konyushkov, M. I. Gerasimova, and T. V. Ananko ''Correlation of Soddy Calcareous Soils on the Soil Map of the Russian Federation (1 : 2.5 M Scale, 1988) and in the Russian Soil Classification System,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 244-257 (2019). doi: 10.1134/S1064229319030074

Краснощеков Ю. Н. Постпирогенная изменчивость подстилки в горных лесах Прибайкалья // Почвоведение. 2019. № 3. С. 290-303. doi: 10.1134/S0032180X19030080

Анализируются данные экспериментальных исследований по постпирогенной динамике подстилки в горно-таежных кедровых (Pinus sibirica), сосновых (Pinus sylvestris) и подтаежно-лесостепных сосновых (Pinus sylvestris) лесах Прибайкалья. Низовые пожары, преобладающие в данном регионе, трансформируют типодиагностические поверхностные органогенные горизонты почв, приводят к формированию новых органогенных пирогенных горизонтов (O_pir; OL_pir; OL/O_pir; OA_pir). Показано негативное воздействие низовых пожаров на изменения мощности, запасов, влагоемкости и качественного фракционного состава лесных подстилок. Приведены данные по зольному химическому составу подстилок, а также по содержанию подвижных форм микроэлементов. Обнаружена тенденция уменьшения концентрации подвижных элементов в органогенных горизонтах от таежного кедрового к подтаежно-лесостепному сосновому высотно-поясному комплексу (ВПК) типов леса. Установлено, что лесные пожары приводят к значительным количественным и качественным изменениям химического состава поверхностных органогенных пирогенных горизонтов, особенно это проявляется в трансформации лабильных их свойств (рН, состав обменных катионов, валовых и подвижных форм азота и др.).
Ключевые слова: лесная подстилка, низовые пожары, запас, влагоемкость и фракционный состав подстилки, зольные элементы, подвижные микроэлементы

Yu. N. Krasnoshchekov ''Postpyrogenic Variability of Litter in Mountain Forests of Baikal Region,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 258-270 (2019). doi: 10.1134/S1064229319030086

Рухович Д. И., Панкова Е. И., Калинина Н. В., Черноусенко Г. И. Количественный расчет параметров выделения зон и фаций ареалов распространения каштановых почв России на основе климато-почвенно-гранулометрического показателя // Почвоведение. 2019. № 3. С. 304-316. doi: 10.1134/S0032180X1901012X

Сделана попытка унификации выделения сухостепной зоны на количественной основе. В результате детального анализа карт районирования, растительности, земельных угодий, почвенной карты выведен новый показатель, позволяющий на количественном уровне определить границы сухостепной зоны России и добиться лучшей корреляции между предлагаемыми расчетными границами сухостепной зоны и картами растительности, земельных угодий и почвенной картой. За пределами Восточно-Европейской равнины сухостепная зона, с каштановыми почвами на различных картах районирования имеет разные границы. Основными факторами, определяющими расположение зон и фаций на картах районирования, являются климатические параметры: сумма активных температур, коэффициент увлажнения (КУ), коэффициент континентальности и др. Почвенным показателям – гранулометрическому составу и водно-физическим свойствам почв – отводится подчиненная роль. Показана необходимость введения для установления границы сухостепной зоны данных по гранулометрическому составу, водно-физическим, солонцовым свойствам почв, которые определяют глубину промачивания и запас продуктивной влаги и влияют вместе с суммой активных температур на развитие сухостепной растительности. Предлагаемый новый показатель – сумма превышения осадков над испаряемостью с учетом почвенно-гранулометрических поправок (СПОпг) – рассчитывается по количественным водно-физическим свойствам почв с учетом гранулометрического состава, солонцеватости и карбонатности. СПОпг при использовании совместно с суммой активных температур позволяет провести районирование области распространения каштановых почв на количественной основе и кроме границ сухостепной зоны выделить криоаридные территории (холодные полупустыни) и полупустынную зону распространения каштановых почв. Зоны и фации, определенные с использованием показателя СПОпг, хорошо соответствуют геоботаническим ассоциациям карт растительности и земельных угодий.
Ключевые слова: зонально-фациальное деление, каштановые почвы, сухостепная зона, криоаридные территории, коэффициент увлажнения, коэффициент континентальности, сумма активных температур, превышение осадков над испаряемостью, влагообеспеченность, гранулометрический состав, солонцеватость, мицелярные формы карбонатов

D. I. Rukhovich, E. I. Pankova, N. V. Kalinina, and G. I. Chernousenko ''Quantification of the Parameters of Zones and Facies of Chestnut Soils in Russia on the Basis of the Climatic-Soil-Textural Index,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 271-282 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010125

Химия почв

Василевич Р. С., Безносиков В. А., Лодыгин Е. Д. Молекулярная структура гумусовых веществ мерзлотных бугристых торфянников лесотундры // Почвоведение. 2019. № 3. С. 317-329. doi: 10.1134/S0032180X19010167

Впервые с использованием современных физико-химических методов анализа (¹³С ЯМР, ЭПР спектроскопия) дана характеристика молекулярной структуры гумусовых веществ из мерзлотных бугристых торфяников лесотундровой подзоны европейского Северо-Востока России. Структурно-функциональные параметры гумусовых веществ исследованных почв определяются совокупным действием криогенных процессов в сезонно-талом слое, естественным отбором ароматических структур в процессе гумификации, видовым составом и степенью разложения торфа, что является отражением климатических условий торфообразования в голоцене. Гуминовые кислоты торфяников представлены слабоконденсированными молекулярными структурами с низкой долей атомов углерода ароматических компонентов, увеличивающейся вниз по профилю и высоким содержанием неокисленных алифатических фрагментов. Интенсивные изменения доли ароматических и неокисленных алифатических фрагментов на границе сезонно-талого слоя почв оголенных торфяных пятен могут послужить дальнейшей основой для поиска биомаркеров изменения современных климатических условий.
Ключевые слова: лесотундра, бугристые торфяники, гуминовые и фульвокислоты, структурно-функциональные параметры, свободные радикалы, ¹³С ЯМР, ЭПР спектроскопия

R. S. Vasilevich, V. A. Beznosikov, and E. D. Lodygin ''Molecular Structure of Humus Substances in Permafrost Peat Mounds in Forest-Tundra,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 283-295 (2019). doi:
10.1134/S1064229319010150

Физика почв

Шимшек У., Шеин Е. В., Микаилсой Ф., Болотов А. Г., Эрдель Э. Подпочвенное уплотнение: интенсивность проявления в тяжелосуглинистых аллювиальных карбонатных почвах района Ыгдыр (Восточная Турция) // Почвоведение. 2019. № 3. С. 330-334. doi: 10.1134/S0032180X19030109

Формирование уплотненного внутрипочвенного слоя (“подпочвенное уплотнение”) под влиянием тяжелой техники является глобальной проблемой почвоведения, физики почв и агротехнологии, так как имеет многочисленные и существенные влияния на водный, воздушный и тепловой режимы почв, их проницаемость для корневых систем растений и другие множественные воздействия на функционирования почв. Для современных аллювиальных карбонатных подгорных почв Восточной Турции (Silty Clay Calcaric Pantofluvic Fluvisols) данная проблема чрезвычайно важна, так как эти молодые почвы образовались в результате разливов и затоплений подгорных территорий рекой Аракс. Эти почвы представляют собой рыхлые слабодифференцированные образования со сформировавшимся за несколько десятилетий мощным (на глубине от 30 до 65 см) уплотненным до критических для суглинистых почв величин плотности почвы (более 1.5 г/см³) и сопротивления пенетрации (около 5 МПа) слоем. Исследованные почвы имеют равномерный тяжелосуглинистый гранулометрический состав с преобладанием фракций тонкой и средней пыли, невысокие равновесную плотность в слоях 0–30 и 70–150 см и сопротивление пенетрации (до 1.3 г/см³ и 2МПа) при низком содержании почвенного органического вещества (около 0.5% в пахотном слое). Столь стремительное и глубокоразвитое уплотнение почв связано с исходным рыхлым состоянием материнской породы, тяжелым гранулометрическим составом и низким содержанием почвенного органического вещества – главного протектора подпочвенного уплотнения. Для предотвращения развития подпочвенного уплотнения рекомендуется оптимизировать агротехническую нагрузку при проведении работ в условиях повышенной влажности и внесение органических удобрений.
Ключевые слова: аллювиальная почва, тяжелосуглинистая почва, агрогенное уплотнение, плотность, сопротивление пенетрации, органическое вещество почв

U. Simsek, E.V. Shein, F. Mikailsoy, A.G. Bolotov, and E. Erdel ''Subsoil Compaction: The Intensity of Manifestation in Silty Clayey Calcic Pantofluvic Fluvisols of the Iğdır Region (Eastern Turkey),'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 296-299 (2019). doi: 10.1134/S1064229319030104

Филиппова О. И., Холодов В. А., Сафронова Н. А., Юдина А. В., Куликова Н. А. Микроагрегатный, гранулометрический и агрегатный состав гумусовых горизонтов ряда почв европейской России // Почвоведение. 2019. № 3. С. 335-347. doi: 10.1134/S0032180X19030031

Представлены экспериментальные данные по распределению микроагрегатов и гранулометрических частиц, полученные методом лазерной дифракции, для выборки образцов гумусовых горизонтов зональных почв – от дерново-подзолистых до каштановых, как ненарушенных, так и используемых в сельском хозяйстве. Оценены взаимосвязи между показателями распределения по размерам гранулометрических частиц, микро- и макроагрегатов. Показатели распределений (содержание частиц, их средневзвешенный диаметр) сопоставлены с водоустойчивостью агрегатов, содержанием углерода, азота, фосфора, калия и рН. Показана бимодальность распределения элементарных почвенных частиц в гумусовых горизонтах обыкновенных черноземов. Установлено, что положительная связь между содержанием микроагрегатов и углерода начинает проявляться только при содержании последнего больше 2–3%. Предложен показатель распределения микроагрегатов – минимальный размер устойчивых микроагрегатов, инструментально определяемый методом лазерной дифрактометрии на основании точки пересечения дифференциальных кривых микроагрегатного и гранулометрического составов. Для этого показателя установлено существование отрицательной связи с величиной рН почвы и высказано предположение, что наблюдаемая связь может быть обусловлена, прежде всего, коагуляцией коллоидов при скомпенсированности их заряда.
Ключевые слова: структура почв, метод лазерной дифракции, органическое вещество, водоустойчивость, дерново-подзолистые почвы, серые лесные почвы, черноземы, каштановые почвы, Retisols, Phaeozems, Chernozems, Kastanozems

O. I. Filippova, V. A. Kholodov, N. A. Safronova, A. V. Yudina, and N. A. Kulikova ''Particle-Size, Microaggregate-Size, and Aggregate-Size Distributions in Humus Horizons of the Zonal Sequence of Soils in European Russia,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 300-313 (2019). doi: 10.1134/S1064229319030037

Гусев Е. М., Джоган Л. Я. Мульчирование как важный элемент стратегии использования ресурсов естественного увлажнения в агроэкосистемах степного Крыма // Почвоведение. 2019. № 3. С. 348-354. doi: 10.1134/S0032180X19010052

На основе использования разработанной ранее модели тепловлагобмена в системе почва–мульчирующий покров–растительный покров–прилегающий слой атмосферы MULCH показано, что технология нулевой (минимальной) обработки почвы в сочетании с мульчированием поверхности почвы растительными остатками является наиболее перспективным путем повышения влагообеспеченности и урожайности посевов пшеницы в степных районах Крымского полуострова. Установлено, что при использовании слоя растительной мульчи на богарных полях под посевами пшеницы оптимальная толщина слоя мульчи равна 4–5 см. Показано, что при использовании минимальной обработки почвы в сочетании с мульчированием ее поверхности растительными остатками слоем в 5 см влагообеспеченность посевов пшеницы (определяемая отношением реальной транспирации посевов к потенциальной) на богарных полях степных районов Крыма возрастает в среднем на 13%. При этом урожайность пшеницы увеличивается по сравнению с использованием традиционной технологии обработки почвы (с учетом повышения содержания гумуса в почве при долговременном (порядка 8–10 лет) мульчировании ее поверхности) в среднем на 12% (5.3 ц/га). Полученные результаты могут быть использованы при разработке путей использования ресурсов естественного увлажнения в агроэкосистемах степного Крыма.
Ключевые слова: влагообеспеченность пшеницы, урожайность, физико-математическое моделирование, минимальная обработка почвы

Ye. M. Gusev and L. Ya. Dzhogan ''Soil Mulching as an Important Element in the Strategy of Using Natural Water Resources in Agroecosystems of the Steppe Crimea,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 313-319 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010058

Биология почв

Семенов М. В., Никитин Д. А., Степанов А. Л., Семенов В. М. Структура бактериальных и грибных сообществ ризосферного и внекорневого локусов серой лесной почвы // Почвоведение. 2019. № 3. С. 355-369. doi: 10.1134/S0032180X19010131

Проведено сравнение таксономического состава, численности и разнообразия бактериальных и грибных сообществ ризосферных и внекорневых локусов серой лесной почвы (Eutric Retisol (Loamic, Aric, Cutanic, Humic)) под картофелем, кукурузой и горчицей, выращиваемых с применением минеральных и органических удобрений. Среди бактерий доминантами по численности и частоте встречаемости в почве всех вариантов опыта были виды Bacillus megaterium и Paenibacillus polymyxa. Сообщество микромицетов было представлено 39 видами, относящихся к 19 родам. Под действием органических удобрений увеличивалась численность Trichoderma harzianum, являющегося антагонистом многих фитопатогенов. Обнаружено сокращение численности представителей рода Fusarium sp. как в ризосфере, так и вне ее. Система удобрения была наиболее значимым фактором, определяющим структуру и разнообразие сообществ микромицетов в почве и ризосфере. Внесение минеральных удобрений уменьшало разнообразие микромицетов в почве, тогда как применение органических удобрений, наоборот, увеличивало. В целом органическая система удобрения может быть более благоприятной для ризосферного и внекорневого микобиомов и общей почвенной супрессивности, чем минеральная система.
Ключевые слова: бактерии, микромицеты, кукуруза, горчица, картофель, органические удобрения, минеральные удобрения почвы

M. V. Semenov, D. A. Nikitin, A. L. Stepanov, and V. M. Semenov ''The Structure of Bacterial and Fungal Communities in the Rhizosphere and Root-Free Loci of Gray Forest Soil,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 319-332 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010137

Головченко А. В., Волкова Е. М. Запасы и структура микробной биомассы в торфяниках карстовых ландшафтов Тульской области // Почвоведение. 2019. № 3. С. 370-376. doi: 10.1134/S0032180X19030043

В торфяниках карстовых ландшафтов Тульской области люминесцентно-микроскопическим методом определена биомасса микроорганизмов и выявлена ее структура. В верхнем полуметровом слое она варьирует от 11 до 37 мг/г, максимальных значений достигает в молодом маломощном торфянике. В мощных торфяниках микробная биомасса в расчете на весь профиль составляет 15–21 мг/г. Верхние слои вносят существенный вклад (78–86%) в микробную биомассу, в структуре которой преобладает грибная составляющая, представленная мицелием. В нижних слоях доминируют бактерии, их доля в микробной биомассе высока – от 54 до 85%. Глубокозалежные торфяники карстовых ландшафтов пополняют спектр почв, в большей части профиля которых, в структуре микробной биомассы преобладает прокариотная составляющая. В торфяниках, представляющих сукцессионный ряд развития сплавин, отмечено уменьшение микробной биомассы от молодых мелкозалежных к древним глубокозалежным торфяникам, обусловленное, с одной стороны, сменой эвтрофных растительных сообществ на мезотрофные, с другой, – увеличением толщины сплавины.
Ключевые слова: Eutric Fibric Histosols, Dystric Fibric Histosols, карстовые ландшафты, торфяники, люминесцентно-микроскопический метод, численность микроорганизмов, микробная биомасса, бактерии, грибы

A. V. Golovchenko and E. M. Volkova ''Microbial Biomass and Its Structure in Karst Peats of Tula Oblast,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 333-338 (2019). doi: 10.1134/S1064229319030049

Агрохимия и плодородие почв

Гопп Н. В., Савенков О. А., Смирнов В. В., Хапилин Д. А. Связь показателя NDVI и урожайности яровой пшеницы со свойствами пахотного горизонта черноземов глинисто-иллювиальных элювиированных и темно-серых почв // Почвоведение. 2019. № 3. С. 377-386. doi: 10.1134/S0032180X19030055

На территории Предсалаирской дренированной равнины изучена связь урожайности яровой пшеницы и NDVI с физическими и химическими свойствами агрочерноземов глинисто-иллювиальных элювиированных и агротемно-серых почв. В регрессионной модели показатель NDVI объяснил 85% вариации урожайности яровой пшеницы. С использованием полученной модели и базовой основы пространственного распределения NDVI осуществлен прогноз и визуализация пространственной изменчивости урожайности яровой пшеницы. Выявлено, что урожайность яровой пшеницы и NDVI на агротемно-серой почве статистически значимо не отличались от соответствующих показателей на агрочерноземе, который характеризовался более высоким плодородием. Установлена заметная положительная корреляционная связь урожайности яровой пшеницы и NDVI с предпосевной влажностью (r = 0.52; r = 0.57) и содержанием обменного калия (r_s = 0.58; r_s  = 0.61), умеренная связь с гумусом (r = 0.35; r = 0.38), легкоподвижным фосфором (r_s  = 0.32; r_s  = 0.35) и подвижным цинком (r_s  = 0.42; r_s  = 0.48). Выявлено сравнительно высокое содержание подвижных форм макро- и микроэлементов в почвах с более высокими значениями предпосевной влажности.
Ключевые слова: агрочернозем (Chernozems), агротемно-серая почва (Phaeozems), Landsat 8, макроэлементы, микроэлементы, гумус, влажность, азот, фосфор, калий, кальций, магний, цинк, медь, марганец, кобальт

N. V. Gopp and O. A. Savenkov ''Relationships between the NDVI, Yield of Spring Wheat, and Properties of the Plow Horizon of Eluviated Clay-Illuvial Chernozems and Dark Gray Soils,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 339-347 (2019). doi: 10.1134/S1064229319030050

    Скачать