Генезис и география почв
Алексеев А. О., Калинин П. И., Алексеева Т. В. Почвенные индикаторы параметров палеоэкологических условий на юге Восточно-Европейской равнины в четвертичное время // Почвоведение. 2019. № 4. С. 389-399. doi: 10.1134/S0032180X19040026
A. O. Alekseev, P. I. Kalinin, and T. V. Alekseeva ''Soil Indicators of Paleoenvironmental Conditions in the South of the East European Plain in the Quaternary Time,'' Eurasian Soil Science, 52 (4), 349-358 (2019). doi: 10.1134/S1064229319040021
Климатические условия являются важным фактором, влияющим на минералогический и химический составы почв и палеопочв, что приводит к формированию палеопочвенных архивов, отражающих значимые этапы эволюции биогеосферных систем в четвертичное время. В степной зоне юга Восточно-Европейской равнины сосредоточены два типа “временных капсул” четвертичного времени, хранящих информацию о палеоэкосистемах и палеоклиматах. Во-первых, это лёссово-почвенные комплексы (Приазовье и Северный Кавказ), фиксирующие последовательность развития педосферы в интервале плейстоцена до ~800 тыс. л. н. Во-вторых, это голоценовые палеопочвы археологических памятников, погребенные под курганными насыпями на различных временных интервалах, охватывающих средний и поздний голоцен. Полнота и достоверность палеогеографических реконструкций определяются выбранными объектами исследования. Для проведения количественных реконструкций параметров состояния окружающей среды использованы независимые методы, отражающие состояние твердой фазы почв (магнитный, минералогический, геохимический метод, изотопная геохимия). Детальные минералогические исследования палеопочв, а также анализ органо-минеральных комплексов, дополненные изучением вариаций биофильных и литофильных элементов, существенно увеличивают достоверность почвенных индикаторов для получения информации о палеоклиматических условиях. Полученные комплексные почвенные параметры палеоэкологических условий для хронорядов почв голоцена и по ключевым разрезам лёссовопочвенной серии Приазовья позволили оценить параметры состояния окружающей среды (палеотемпературу, палеоосадки, аридность климата).
Ключевые слова: глобальные изменения климата, эволюция почв, палеопедосфера, биогеохимия, геохимия, почвенная минералогия, магнитные характеристики
Химия почв
Кашин В. К. Литий в почвах и растениях Западного Забайкалья // Почвоведение. 2019. № 4. С. 400-411. doi: 10.1134/S0032180X19040099
V. K. Kashin ''Lithium in Soils and Plants of Western Transbaikalia,'' Eurasian Soil Science, 52 (4), 359-369 (2019). doi: 10.1134/S1064229319040094
Изучено содержание лития в почвообразующих породах, почвах и растительности лесостепных, степных и сухостепных ландшафтов Забайкалья. Среднее содержание Li в породах составляет 1.1 от его кларка в земной коре, а среднее содержание Li в почвах 1.1–1.3 раза от его кларка в почвах мира. Выявлена тесная корреляция между содержанием Li в почвах и почвообразующих породах и отсутствие связи с гумусом и содержанием в растительности. Установлены особенности пространственного и профильного распределения Li в почвах. По коэффициенту биологического поглощения степными, луговыми и культурными фитоценозами из почв (1.2–2.4) Li отнесен к группе среднего
накопления. Среднее содержание Li в степных, луговых и культурных растениях в 1.3–2.3 раза больше среднего содержания его в растительности суши. В растительности восьми ключевых площадок луговых ландшафтов содержание Li достигало токсичных концентраций (5–15 мг/кг). Накопление Li в растительности луговых ландшафтов на единицу площади в 10.5 раза больше, чем в сухостепных.
Ключевые слова: почвообразующие породы, коэффициент биологического поглощения, накопление, Luvisols, Chernozems, Kastanozems, Fluvisols
Габбасова И. М., Гарипов Т. Т., Сулейманов Р. Р., Комиссаров М. А., Хабиров И. К., Сидорова Л. В., Назырова Ф. И., Простякова З. Г., Котлугалямова Э. Ю. Влияние низовых пожаров на свойства и эрозию лесных почв Южного Урала (Башкирский государственный природный заповедник) // Почвоведение. 2019. № 4. С. 412-421. doi: 10.1134/S0032180X19040075
I. M. Gabbasova, T. T. Garipov, R. R. Suleimanov, M. A. Komissarov, I. K. Khabirov, L. V. Sidorova, F. I. Nazyrova, Z. G. Prostyakova, and E. Yu. Kotlugalyamova ''The Influence of Ground Fires on the Properties and Erosion of Forest Soils in the Southern Urals (Bashkir State Nature Reserve),'' Eurasian Soil Science, 52 (4), 370-379 (2019). doi: 10.1134/S1064229319040070
Исследовано влияние разновозрастных низовых пожаров на морфологические, водно-физические,физико-химические свойства и гумусное состояние темно-серых (Luvic Retic Greyzemic Someric Phaeozems (Loamic)), серых почв (Eutric Reisols (Loamic, Cutanic, Humic)) и литоземов серогумусовых (Eutric Leptosols), сформированных в горах Южного Урала на территории Башкирского государственного природного заповедника. Показано уменьшение плотности сложения, увеличение наименьшей, капиллярной и полной влагоемкости, подщелачивание почвенного раствора, увеличение содержания органического углерода, азота и зольных элементов в верхних горизонтах почв. Изменилось гумусное состояние почвы: тип гумуса стал более гуматным, снизилась доля “свободных” гуминовых кислот, возросло содержание связанных с кальцием гуминовых кислот, негидролизуемого остатка и обогащенность гумуса азотом. Развитие постпирогенной эрозии на крутых (13°–15°) склонах привело к существенным различиям свойств почв в зависимости от микро- и мезорельефа. В первый год после пожара было смыто 7.1 ± 2.3 см, в следующие 3 года в среднем по 4.6 ± 1.3 см почвы в год, что в пересчете с учетом ее плотности составило соответственно 150–400 и 360–540 т/га в год. Выгорание травянистой растительности и подстилки, а также смыв и переотложение эрозионного материала являются важным фактором современного почвообразовательного процесса пирогенных почв.
Ключевые слова: пирогенные почвы, гумусное состояние, постпирогенная эрозия
Опекунова М. Г., Опекунов А. Ю., Кукушкин С. Ю., Ганул А. Г. Фоновое содержание химических элементов в почвах и донных осадках севера Западной Сибири // Почвоведение. 2019. № 4. С. 422-439. doi: 10.1134/S0032180X19020114
M. G. Opekunova, A. Yu. Opekunov, S. Yu. Kukushkin, and A. G. Ganul ''Background Contents of Heavy Metals in Soils and Bottom Sediments in the North of Western Siberia,'' Eurasian Soil Science, 52 (4), 380-395 (2019). doi: 10.1134/S106422931902011X
На основе результатов многолетних исследований (1993–2017 гг.) на фоновых и антропогенно-нарушенных участках добычи нефти и газа севера Западной Сибири рассчитано фоновое содержание (региональные кларки) тяжелых металлов (Cu, Zn, Ni, Co, Fe, Mn, Cr, Pb, Hg, Cd, Ba, Sr, Sc) в почвах и донных отложениях. Выявлено, что почвы региона характеризуются относительно низкими природными концентрациями тяжелых металлов. Основными причинами, определяющими изменчивость химического состава компонентов природной среды, служат литологический и химический составы почвообразующих пород и зонально-азональная ландшафтно-геохимическая дифференциация, выражающаяся в интенсивности торфонакопления. На основе статистического анализа и метода ранжированных геохимических спектров обоснована необходимость определения регионального геохимического фона отдельно для органогенных горизонтов, двух минеральных (иллювиальных) горизонтов почв легкого и тяжелого гранулометрического состава, а также торфяников. Минимальные значения содержания большинства тяжелых металлов установлены в торфяниках, в которых их концентрация в 2–8 раз ниже содержания в глинистых и суглинистых иллювиальных горизонтах. Исключение составляют Hg и Cd, уровень которых в торфяниках в 3–4 раза выше, чем в иллювиальных горизонтах. В донных осадках фоновые содержания рассчитаны для трех типов, охватывающих весь гранулометрический спектр отложений: илах (торфянистых илах), илистых песках (алевритах), а также в мелкозернистых песках. При этом среднее содержание в илах Fe и Mn в 11 раз, Ni – в 8.5, Co – в 6.5, Zn, Cu, Cr, V – в 5 раз выше, чем в мелкозернистых песках. Установленные методом ICP MS фоновые концентрации металлов рекомендованы для оценки техногенного воздействия на почвы и донные отложения при проведении экологического мониторинга состояния и загрязнения окружающей среды.
Ключевые слова: региональный геохимический фон, нефтегазоконденсатные месторождения
Физика почв
Семенов В. М., Лебедева Т. Н., Паутова Н. Б. Дисперсное органическое вещество в необрабатываемых и пахотных почвах // Почвоведение. 2019. № 4. С. 440-450. doi: 10.1134/S0032180X19040130
V. M. Semenov, T. N. Lebedeva, and N. B. Pautova ''Particulate Organic Matter in Noncultivated and Arable Soils,'' Eurasian Soil Science, 52 (4), 396-404 (2019). doi: 10.1134/S1064229319040136
Приведены данные по содержанию дисперсного органического вещества (POM) в гумусовых горизонтах разных типов почв. Показано влияние системы землепользования и удобрений на обеспеченность серой лесной почвы и типичного чернозема углеродом дисперсного органического вещества (CPOM). Оценена минерализационная способность POM при постоянных условиях температуры и влажности, получены соотношения между пулами POM и биологически активного органического вещества в почве. В почвах естественных угодий на долю POM совместно с гранулометрической фракцией песка приходилось 12–36% от массы почвы, содержание CPOM варьировало от 1.66 до 8.03% от массы фракции, а доля CPOM в общем Сорг составляла от 20 до 48%. Пахотные серая лесная почва и типичный чернозем были обеднены CPOM в 3.0–3.2 и 2.0–2.8 раза соответственно по сравнению с образцами необрабатываемых почв. Минерализационная способность POM в серой лесной почве и типичном черноземе оказалась примерно одинаковой (7.9–12.1 и 7.2–8.2% от CPOM соответственно), что было примерно в 1.2–2.4 раза больше, чем для всего почвенного органического вещества. Отмечено, что POM может быть чувствительным индикатором динамики Сорг в почве, хорошим предиктором изменений содержания и качества почвенного органического вещества и значимым источником потенциально-минерализуемого органического вещества в почве.
Ключевые слова: органический углерод, физическое фракционирование, активный пул почвенного органического вещества, минерализация
H. Fujimaki and A. Yanagawa ''Application of Evaporation Method Using Two Tensiometers for Determining Unsaturated Hydraulic Conductivity beyond Tensiometric Range,'' Eurasian Soil Science, 52 (4), 405-413 (2019). doi: 10.1134/S1064229319040069 опубликована в английской версии журнала
Минералогия и микроморфология почв
Гынинова А. Б., Дыржинов Ж. Д., Куликов А. И., Гынинова Б. Д., Гончиков Б. Н. Послепожарная эволюция песчаных почв под сосновыми лесами в Прибайкалье // Почвоведение. 2019. № 4. С. 451-463. doi: 10.1134/S0032180X19040087
A. B. Gyninova, Zh. D. Dyrzhinov, A. I. Kulikov, B. D. Gyninova, and B. N. Gonchikov ''Post-pyrogenic Evolution of Sandy Soils under Pine Forests in the Baikal Region,'' Eurasian Soil Science, 52 (4), 414-425 (2019). doi: 10.1134/S1064229319040082
Прибайкалье и в послепожарных сукцессиях. Показано, что для фоновых почв характерен профиль, включающий подстилку и маломощный гумусово-аккумулятивный горизонт с признаками осветления в нижней части (Eutric Arenosols (Ochric)). Почвы имеют кислую реакцию среды, фульватный состав гумуса, слабовыраженные признаки альфегумусового процесса. Постпирогенное развитие почвенных сукцессий зависит от типа пожара. Через 15 лет после низового пожара образовалась почва с пирогенными горизонтами в верхней части профиля, характеризующимися высоким содержанием углистых веществ и гумуса, слабокислой реакцией среды, относительно повышенным содержанием обменного и валового кальция. Гумус приобрел фульватно-гуматный состав. Запасы гумуса в профиле по сравнению с фоновыми почвами, значительно больше. Причиной указанных изменений являются обнаруженные микроморфологическими методами микрочастицы угля, сорбирующие на поверхности дисперсные вещества. В почве после верхового пожара, в связи с уничтожением древостоя и активизацией дефляции, признаки пирогенеза выражены слабо. Почва отличается слаборазвитым профилем, кислой реакцией, низкими запасами гумуса гуматно-фульватного состава. Свойства фоновых почв позволили отнести их к псаммоземам гумусовым оподзоленным; для почв постпирогенных сукцессий после низового пожара предлагается название псаммозем гумусовый постпирогенный, после верхового пожара – псаммозем гумусовый.
Ключевые слова: постпирогенные сукцессии, микроморфологическое строение
Алексеев В. Е., Разлога Ю. Г. Картография состава глинистых минералов почв и почвообразующих пород Молдавии // Почвоведение. 2019. № 4. С. 464-474. doi: 10.1134/S0032180X19040038
V. E. Alekseev and Yu. G. Rozloga ''Cartography of the Composition of Clay Minerals in Soils and Parent materials in Moldova,'' Eurasian Soil Science, 52 (4), 426-435 (2019). doi: 10.1134/S1064229319040033
Дан краткий анализ состояния картографирования минералогического состава почв в мире, в частности, в таких странах, как Великобритания (Англия и Уэльс), Канада, США, Австралия, Венгрия, бывший СССР и Россия. В большинстве стран объектом картографирования являлся состав только глинистых минералов, за исключением картографических материалов по территории США, которые включали информацию о минералогическом составе грубодисперсных фракций. Цель данной публикации – проанализировать имеющийся опыт картографирования минералогического состава
почв для территории Молдавии – небольшой страны со степными и лесостепными ландшафтами, выявить достижения и возникающие в этой области проблемы. В отличие от других стран, где объектом картографирования были ассоциации глинистых минералов, для территории Молдавии, благодаря специфике минералогического состава почв и пород, разработке и применению определенной методики и использованию составленной базы данных, стало возможным составление карт содержания отдельных минералов, как глинистых, так и находящихся в составе грубодисперсных фракций. Впервые по материалам систематических исследований методом количественной рентгеновской дифрактометрии и статистического анализа результатов составлены цифровые карты содержания различных минералов в почвах Молдавии. Найденная тесная зависимость между содержанием отдельных минералов и гранулометрическим составом почв дала возможность вести картографирование минералогического состав почв в соответствии с этим показателем. В качестве примера представлены цифровые карты масштаба 1 : 3000000 содержания преобладающих в почвах Молдавии глинистых минералов: смектита и иллита в гор. А и в почвообразующих породах черноземов и лесных почв. Приведена статистическая обработка данных по содержанию минералов в этих почвах разного гранулометрического состава. Установлено, что содержание в них смектита изменяется в пределах 6–43%, иллита – в пределах 3–16%. Выявлены статистически достоверные различия в содержания смектита и иллита между гор. А почв и соответствующей почвообразующей породой. Описана методика составления карт, названы области их практического применения.
Ключевые слова: глинистые минералы, количественная рентгендифрактометрия, иллиты, смектиты, гранулометрический состав
Агрохимия и плодородие почв
Балюк С. А., Дрозд Е. Н., Найденова О. Е., Носоненко А. А., Оценка продукционных экосистемных услуг засоленных орошаемых почв Украины // Почвоведение. 2019. № 4. С. 475488. doi: 10.1134/S0032180X1904004X
S. A. Balyuk, E. N. Drozd, O. E. Naidenova, and A. A. Nosonenko ''Assessment of Provisioning Ecosystem Services of Irrigated Salt-Affected Soils in Ukraine,'' Eurasian Soil Science, 52 (4), 436-447 (2019). doi: 10.1134/S1064229319040045
Исследованы орошаемые, выведенные из орошения и неорошаемые массивы с черноземами южными (Calcic Chernozems) и темно-каштановыми почвами (Haplic Kastanozems) разной степени природного и ирригационного засоления и солонцеватости в пределах Ингулецкой оросительной системы (Херсонской и Николаевской областей Украины) для разработки системы оценки продукционных экосистемных услуг засоленных почв Украины. Предлагаемая система основывается на результатах оценки эколого-агромелиоративного состояния земель пилотных территорий и восприимчивости экосистемных услуг засоленных и солонцеватых почв к различным видам мелиорации. Установлено, что эколого-агромелиоративное состояние большинства неорошаемых почв пилотных территорий удовлетворительное, почв, орошаемых способом дождевания и выведенных из орошения, – хорошее и удовлетворительное в зависимости от уровня залегания и минерализации грунтовых вод, почв, орошаемых капельным способом, – неудовлетворительное из-за несоблюдения технологии орошения. Поливы слабоминерализованными водами вызывают изменения структуры микробных ценозов, нарушение оптимального соотношения численности микроорганизмов отдельных групп. В этих и выведенных из орошения почвах, которым свойственны процессы вторичного засоления и осолонцевания, наблюдается уменьшение численности микроорганизмов основных эколого-функциональных групп: эвтрофов, олиготрофов, актиномицетов и подавление ферментативной активности почв. Оценка восприимчивости экосистемных услуг засоленных орошаемых почв к мелиоративным воздействиям (химической мелиорации, мелиоративной плантажной вспашке) показала положительные изменения таких услуг, как продукционные, почва – как среда обитания видов, аккумуляции и сохранения углерода и фиксации азота. Предложена экспертная десятибалльная система оценки продукционных экосистемных услуг засоленных почв Украины, которая включает 8 показателей. По предложенной оценке участки с хорошим уровнем практически отсутствуют, удовлетворительный имеют 14 участков и неудовлетворительный – 1, что обусловлено преимущественно близкой глубиной залегания слабоминерализованных грунтовых вод. Предложенный подход дает возможность более полного использования продуктивных функций засоленных почв путем дифференциации мелиоративных нагрузок и их адаптации к функционированию биологических систем.
Ключевые слова: засоление, эколого-агромелиоративное состояние, микробный ценоз, ферментативная активность, мелиорация почв
Федотов Г. Н., Шоба С. А., Федотова М. Ф., Горепекин И. В. Влияние аллелотоксичности почв на прорастание семян зерновых культур // Почвоведение. 2019. № 4. С. 489-496. doi: 10.1134/S0032180X19040051
G. N. Fedotov, S. A. Shoba, M. F. Fedotova, and I. V. Gorepekin ''The Impact of Soil Allelotoxicity on Germination of Grain Seeds,'' Eurasian Soil Science, 52 (4), 448-454 (2019). doi: 10.1134/S1064229319040057
На основе сравнения прорастания семян и развития из них растений в почвах и песке установлено наличие торможения прорастания семян зерновых культур в почвах Восточно-Европейской равнины по сравнению с песком. Из вегетационных опытов следует, что замедление прорастания семян и развития проростков семян, наблюдаемое за первые двое суток в лабораторных экспериментах, не нивелируется при дальнейшем развитии растений, и отставание в росте растений хорошо заметно через 14 дней. Различные культуры и сорта замедляют свое развитие одними и теми же почвами по-разному, что делает необходимым изучать аллелотоксикоз почв не на тестовых растениях, а исследовать замедление развития конкретных растений на изучаемых почвах. Выбор культур (сортов) для посева на конкретных полях в хозяйствах путем оценки для этих сортов аллелотоксикоза почв по длине проростков семян, на наш взгляд, выглядит особенно перспективно для подбора яровых культур.
Ключевые слова: аллелопатия, аллелотоксикоз почв, замедление почвами развития семян, оптимизация выбора культур для посева
Мелиорация почв
Саакян С. В., Багдасарян А. В., Элоян А. Ш. Экономическая оценка плодородия и мелиоративных мероприятий вторично засоленных и осолонцованных почв Араратской равнины // Почвоведение. 2019. № 4. С. 497-506. doi: 10.1134/S0032180X19040129
S. V. Sahakyan, A. V. Baghdasaryan, and A. Sh. Eloyan ''Economic Assessment of Fertility and Reclamation Measures for Secondary Saline and Solonetzic Soils of the Ararat Plain,'' Eurasian Soil Science, 52 (4), 455-463 (2019). doi: 10.1134/S1064229319040124
Обосновано применение мелиоративных мероприятий по улучшению состояния и повышению плодородия вторично засоленных и осолонцованных орошаемых лугово-бурых почв (Anthrosols) раратской равнины. Изучены показатели плодородия почв, определяющие урожайность основных сельскохозяйственных культур. По данным мониторинговых исследований выявлена экономическая эффективность производства различных сельскохозяйственных культур. Показано, что доходы от урожая озимой пшеницы, люцерны, овощных и бахчевых культур на почвах, где отсутствуют проблемы засоления и осолонцевания, увеличиваются соответственно в 2, 2.7, 4.2 и 13.7 раза. Для улучшения мелиоративного состояния исследованных почв предлагаются следующие мелиоративные мероприятия: выращивание люцерны, применение гипса в дозах 12–64 т/га и поливо-промывного режима орошения, с увеличением нормы полива в 1.5 раза. Дается экономическая оценка предлагаемых мелиоративных мероприятий. Полученные результаты могут быть внедрены в фермерские хозяйства Армавирской и Араратской областей Армении.
Ключевые слова: урожайность, мелиорация почв, гипсование, мониторинг почв
Деградация, восстановление и охрана почв
Пукальчик М. А., Терехова В. А., Карпухин М. М., Вавилова В. М. Сравнение элюатных и контактных методов биотестирования при оценке почв, загрязненных тяжелыми металл(оид)ами // Почвоведение. 2019. № 4. С. 507-514. doi: 10.1134/S0032180X19040117
M. A. Pukalchik, V. A. Terekhova, M. M. Karpukhin, and V. M. Vavilova ''Comparison of Eluate and Direct Soil Bioassay Methods of Soil Assessment in the Case of Contamination with Heavy Metals,'' Eurasian Soil Science, 52 (4), 464-470 (2019). doi: 10.1134/S1064229319040112
Сравнительные испытания элюатных и контактных методов биотестирования проводили на образцах аллювиальных луговых насыщенных почв (Eutric Fluvisols), загрязненных набором металл(оид)ов, агродерново-подзолистых пахотных почв (Albic Retisols (Loamic, Aric, Cutanic, Ochric)), искусственно загрязненных высокими концентрациями цинка и свинца (550 мг/кг Pb + 880 мг/кг Zn), а также дерново-подзолистых типичных почв (Albic Retisols (Loamic, Cutanic, Ochric)), искусственно загрязненных фосфогипсом (40%). Приведены экспериментальные данные по валовому составу и содержанию водорастворимых форм токсикантов и биофильных элементов в исследованных почвах. Методом анализа главных компонент выявлены взаимосвязи между химическим составом проб и откликами биотестов. Показано, что отклики тест-организмов широко применяемых для оценки токсичности элюатов – водных вытяжек из образцов почв (Ceriodaphnia affinis, Paramecium caudatum, Scenedesmus quadricauda, бактериальная тест-система “Эколюм”) характеризовали изученные почвы как значительно менее токсичные, чем тест-организмы, непосредственно контактировавшие с почвами (Eisenia fetida и Sinapis alba). Обсуждаются пути повышения информативности экотоксикологической оценки почв.
Ключевые слова: водные вытяжки, токсичность, загрязнение почв
