Генезис и география почв
Иванов И. В., Приходько В. Е., Замотаев И. В., Манахов Д. В., Новенко Е. Ю., Калинин П. И., Маркова Л. М., Плаксина А. Н. Синлитогенная эволюция пойменных почв в долинах малых рек Степного Зауралья // Почвоведение. 2019. № 6. С. 645-662. doi: 10.1134/S0032180X19060066
Выявлено соотношение почвообразования и осадконакопления в пойме р. Утяганка (бассейна р. Урал) на территории заповедника Аркаим (Челябинская область). Использованы почвенные, палинологический, минералогический методы исследования, а также 15 радиоуглеродных дат гумуса почв и седиментов. На низкой пойме мощность голоценовых осадков составляет 4–5 м. Верхние 1.5 м осадков, возникшие за последние 2 тыс. л., содержат три погребенные (частично совмещенные) почвы, формировавшиеся со средней скоростью 13.3 см/100 лет. Почвы аллювиальные дерновые имеют признаки засоленности и солонцеватости, отражают активную антропогенную бассейновую эрозию, характеризуют малый ледниковый период и засушливое теплое “время викингов”. На глубине 1.5–5 м расположено до пяти погребенных почв, формировавшихся 2–12 тыс. л. н. со скоростью 1.9–3.1 см/100 лет, почвы разделены слоями аллювия. Из них почвы, развивавшиеся 4.2–2 тыс. л. н., характеризуются разной степенью гумусированности, солонцеватости, и повышенной окарбоначенностью, они отражают резкие колебания атмосферного увлажнения, преобладание аридности, рост континентальности. Почвы, развивавшиеся 5.5–4.2 тыс. л. н., оглеены, средне гумусированы и окарбоначены и свидетельствуют о более влажном и теплом климате,чем сейчас. На это время приходится максимум лесных ареалов (содержание древесной пыльцы 67%). В период 8–5.5 тыс. л. н. по свойствам почв и палинологическому анализу (древесной пыльцы 15%) реконструирован теплый засушливый климат. Почвы в период 9.5–8 тыс. л. н. размытые, перегнойные глеевые на щебнистом пролювии–аллювии отражают резкие колебания климата конца позднеледниковья. Возможно, что во время паводков происходит не только накопление аллювия, но и периодический размыв поверхности с уменьшением мощности гумусового горизонта, служащий причиной обновления почв, замедления прироста гумусового горизонта и аллювия в целом. Средняя доля гумусированных слоев составляет 26% от общей мощности содержащего аллювия.
Ключевые слова: аллювиальные почвы, скорость седиментации, хроноряды, климатические циклы, палинологические исследования
Самсонова В. П., Кротов Д. Г., Воронин В. А. Разнообразие почв на почвенных картах районного уровня // Почвоведение. 2019. № 6. С. 663-672. doi: 10.1134/S0032180X19060108
Для трех районов Брянской области показано, что ранговые распределения площадей контуров низких таксономических единиц на почвенных картах имеют специфическую форму, которая может быть представлена как склейка нескольких степенных распределений, известных как законы Парето. Форма распределений сохраняется в трех административных районах и в отдельных почвенно-географических районах, на которые они могут быть разделены. Дисперсионный анализ, проведенный с логарифмами данных о размерах контуров, показывает влияние факторов типа почвы, гранулометрического состава, почвообразующей и подстилающей породы на размеры почвенных контуров, однако на ранговых кривых отсутствует выраженная агрегация преимущественных размеров контуров тех или иных классификационных единиц.
Ключевые слова: педоразнообразие, степенные законы, площади почвенных контуров
Чендев Ю. Г., Гольева А. А., Долгих А. В., Уваркин С. В., Голотвин А. Н., Белеванцев В. Г., Сарапулкин В. А., Дудин Д. И. Почвы археологического ландшафта Сорокино 1: реконструкция естественных изменений и антропогенной трансформации природной среды // Почвоведение. 2019. № 6. С. 673-687. doi: 10.1134/S0032180X19060054
В верховьях р. Орлик (Хотынецкий район Орловской области, зона широколиственных лесов) проведены почвенно-археологические исследования на территории и в окрестностях существовавшего в XIII веке древнерусского поселения Сорокино 1. Проанализированы морфологические, физические и химические признаки почв, сопряженных с памятником археологии и с фоновым участком под лесом. Изучены фитолитные спектры и радиоуглеродный возраст гумуса палеопочв древнерусского времени и современного периода. На основании сравнительного анализа древних и современных почв и содержащихся в них признаков – палеоиндикаторов природной среды, установлены этапы формирования почв и ландшафтов под влиянием изменений климата и антропогенных факторов. Выявлено климатогенно обусловленное чередование фаз остепнения и облесения изучаемой территории. Остепнение в бореальном периоде голоцена сменилось распространением широколиственных лесов в оптимуме голоцена (середина атлантического периода); в конце атлантического периода снова возник тренд остепнения ландшафтов, отразившийся на активизации в почвенных профилях деятельности слепышей. Остепнение долинно-речного ландшафта в малый климатический оптимум голоцена сменилось лесными обстановками в последовавший малый ледниковый период. Судя по анализу разновозрастных фитолитных комплексов, позднеголоценовый характер лесов, произраставших на изучаемой территории, отражал более прохладные климатические условия (смешанные леса из лиственных и хвойных пород) по сравнению с более теплыми условиями оптимума голоцена с распространением широколиственных лесов без примеси хвойных деревьев. В современный период хозяйственного освоения территории (последние столетия) замещение лесов сельскохозяйственными угодьями (пашнями и сенокосами) привело к очерноземливанию ранее формировавшихся темно-серых лесных почв (Luvic Greyzemic Phaeozems).
Ключевые слова: Среднерусская возвышенность, древнерусские поселения, палеопочвы, антропогенная эволюция почв, Chernozems, Phaeozems, Luvisols
Химия почв
Алексеева Т. В., Золотарева Б. Н., Колягин Ю. Г. Негидролизуемый остаток органического вещества погребенных и современных почв // Почвоведение. 2019. № 6. С. 688-700. doi: 10.1134/S0032180X19060029
Обобщены результаты изучения группового состава гумуса 200 почв разного генезиса и >100 погребенных почв плейстоцена и голоцена. Выявлено существование обратной зависимости между содержанием гуминовых кислот (ГК) и негидролизуемого остатка (НО) органического вещества (ОВ) как для современных, так и погребенных почв плейстоцен-голоценового возраста. Содержание НО в последних сравнимо с современными почвами (50 ± 15 и 54 ± 21% соответственно), то есть в ходе погребения НО не накапливается и не является инертной составляющей гумуса почв. Содержание НО в природных органо-минеральных комплексах почв, какими являются их илистые фракции, ниже по сравнению с валовыми образцами почв. Обобщение данных твердотельной 13С ЯМР-спектроскопии, полученных для валовых образцов почв различного генезиса и их НО показало, что последние вне зависимости от типа почвы обогащены О-алкилами в том числе С ацетальных групп. Валовые образцы почв, напротив, содержат больше С ароматических структур и карбоксильных групп. Степень гумификации ОВ, определяемая по величине отношения алкилы/О-алкилы для НО существенно меньше этого показателя для ОВ валовых почв. Показано, что ОВ в составе НО по своей природе неоднородно и объединяет, по крайней мере, две принципиально различные группы веществ: прочносвязанное ОВ органо-минеральных комплексов (негидролизуемое будучи химически связанным) и растительные остатки (лигнин, целлюлоза и др.) – устойчивые к кислотному и щелочному гидролизу. Отсутствие достоверных зависимостей между содержанием в почвах НО и фульвокислот (ФК) говорит о существовании более тесных генетических взаимосвязей между НО и ГК, чем между НО и ФК. Изучение керогена из сланцев нижнекарбонового возраста показало принципиальную разницу между НО почв и керогеном, в составе которого доминирует углерод алкилов.
Ключевые слова: фракционный состав гумуса, палеопочвы, кероген, плейстоцен, голоцен, палеозой, 13С ЯМР-спектроскопия
Злобина А. Н., Рихванов Л. П., Барановская Н. В., Ванг Н., Фархутдинов И. М. Распределение радиоактивных и редкоземельных элементов в почвах китайской провинции Гуандун // Почвоведение. 2019. № 6. С. 701-712. doi: 10.1134/S0032180X19060133
Рассматриваются минералого-геохимические особенности почв с повышенной естественной радиоактивностью, распространенных в южно-китайской провинции Гуандун. Впервые изучено распределение урана (U), тория (Th), лантана (La), церия (Ce), неодима (Nd), самария (Sm), европия (Eu), тербия (Tb), иттербия (Yb) и лютеция (Lu) по профилю ферралитных почв (Ferralsols) с использованием широкого комплекса методов исследования. Методом нейтронно-активационного анализа выявлены повышенные концентрации радиоактивных и некоторых редкоземельных элементов. На основе данных электронной микроскопии, осколочной радиографии, рентгенофазового анализа определены формы нахождения элементов. Установлена связь гранулометрического состава почв и концентрации элементов по фракциям. Исследован минералогический состав почв, определены минералы-концентраторы радиоактивных и редкоземельных элементов: монацит, циркон, ксенотим, торит и редкоземельная цериевая фаза с торием. Отмечена высокая концентрация Th в почве, значительная часть которого мигрирует с разрушенным материалом щелочных ториевых гранитов – тонкодисперсными твердыми частицами с примесью акцессорных минералов. Показано, что аномальный уровень U, Th, Ce, La в исследуемой почве обусловлен в первую очередь высоким содержанием этих элементов в почвообразующих породах. Выявлена зависимость повышения активностей радона за счет высвобождения урана из структурных решеток минералов и перехода в другие формы (например, сорбированные). Отмечено возможное влияние высокой концентрации радионуклидов в горных породах, почвах, грунтовых водах, повышенных активностей радона на развитие злокачественных новообразований у населения. Всемирной организацией здравоохранения зафиксировано, что в провинции Гуандун наблюдается самый высокий в мире показатель заболеваемости раком носоглотки.
Ключевые слова: ферралитные почвы, Ferralsols, почвенный профиль, уран, торий, канцерогенность
Физика почв
E. Azizsoltani, N. Honarjoo, Sh. Ayoubi The Role of Soil Pore Distribution as an Appropriate Indicator in Soil Quality Studies (опубликована в английской версии журнала)
Биология почв
Таскаева А. А., Мандрик Е. А., Конакова Т. Н. Характеристика сообществ микроартропод постагрогенных и естественных тундровых почв европейского северо-востока России // Почвоведение. 2019. № 6. С. 713-723. doi: 10.1134/S0032180X19060121
стагрогенных и естественных тундровых почвах европейского северо-востока России. Показано, что в постагрогенных почвах, сформированных на месте возделывания многолетних и однолетних культур, доминирующей группой среди микроартропод являются коллемболы, а в тундровых – панцирные клещи. Плотность населения гамазовых клещей не претерпевает существенных изменений. В исследованных участках зарегистрировано 58 видов коллембол, 33 из которых отмечено в постагрогенных почвах и 46 – в тундровых. Сравнение видового состава коллембол рассмотренных участков свидетельствует о существенном отличии в структуре комплексов доминирующих видов, однако резко специализированной фауны в постагрогенных почвах не выявлено. Исследования не обнаружили связи между почвенными параметрами и численностью различных групп микроартропод, но отмечено их разделение в зависимости от типа исследованных почв.
Ключевые слова: микроартроподы, коллемболы, клещи, постагрогенная почва, тундра
Кузикова И. Л., Зайцева Т. Б., Кичко А. А., Зиновьева С. В., Руссу А. Д., Маячкина Н. В., Медведева Н. Г. Влияние нонилфенолов на численность и таксономическую структуру почвенного микробного сообщества // Почвоведение. 2019. № 6. С. 724-735. doi: 10.1134/S0032180X19060078
В условиях модельных экспериментов проведен комплексный анализ влияния гормоноподобного ксенобиотика нонилфенола на численность, таксономическую структуру микробного сообщества и фитотоксичность дерново-подзолистой суглинистой почвы (Eutric Albic Retisol (Abruptic, Loamic, Aric, Ochric)). Объектом исследования являлись верхние горизонты дерново-подзолистой суглинистой почвы, отобранные в Ленинградской области. Численность и групповой состав почвенной микробиоты определяли общепринятыми в почвенной микробиологии методами высева почвенной суспензии на стандартные питательные среды. Таксономический состав микробного сообщества изучали с использованием метода пиросеквенирования (Illumina MiSeq). Содержание нонилфенолов в почвенных образцах определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Фитотоксичность почвенных образцов оценивали по отношению к тест-культуре пшенице мягкой (Tríticum aestívum). Установлено, что нонилфенолы вызывают дозо- и время зависимое изменение численности основных физиологических групп почвенных микроорганизмов. В присутствии нонилфенолов происходит значительное увеличение количества гетеротрофных и олиготрофных микроорганизмов, а также бактерий, толерантных к нонилфенолу. Наиболее чувствительными к нонилфенолам являются актиномицеты и спорообразующие бактерии. Под воздействием нонилфенолов сокращается видовое разнообразие почвенного микробоценоза. В таксономической структуре микробного сообщества доминирующим филумом становится Proteobacteria (78%). В загрязненной нонилфенолами почве происходит снижение интенсивности процессов микробиологической минерализации азотсодержащих органических веществ, а также замедление процессов иммобилизации азота. Выявлена фитотоксичность образцов почвы, загрязненной высокой дозой нонилфенолов 300 мг/кг, в течение месячного инкубирования. Полученные результаты могут быть использованы при разработке научно-обоснованной методологии биоремедиации почв, загрязненных гормоноподобными токсикантами. Изменения филогенетической структуры почвенных микробоценозов могут выступать в качестве чувствительного биоиндикатора экологического состояния почв.
Ключевые слова: дерново-подзолистая суглинистая почва, Albic Retisol (Abruptic, Loamic, Ochric),
биоразнообразие, фитотоксичность
E. Lamizadeha, N. Enayatizamira *, H. Motamedib Difference of some biological properties in saline and non-saline soil under sugarcane cultivation (опубликована в английской версии журнала)
Прокопенко В. В., Зенова Г. М., Манучарова Н. А. Экофизиологическая характеристика психротолерантных актиномицетов тундровых и лесных ландшафтов // Почвоведение. 2019. № 6. С. 736-744. doi: 10.1134/S0032180X19040105
Исследовали актиномицетные комплексы почв и растительных субстратов тундры и тайги России и Финляндии. Молекулярно-биологическим методом (FISH) оценен метаболически активный компонент представителей группы Actinobacteria. В прокариотном микробном сообществе растительных субстратов тундры и тайги при инкубировании субстрата при 5°С биомасса метаболически активных психротолерантных представителей филогенетической группы Actinobacteria составляет 34% от биомассы всех бактерий, а при температуре 20°С эта доля увеличивается до 56%. В условиях низких температур у психротолерантных актиномицетов наблюдается активный рост и развитие как субстратного, так и воздушного мицелия. Численность выделенных психротолерантных актиномицетов составляет тысячи и десятки тысяч КОЕ/г для таежных мхов Финляндии, достигает миллионов КОЕ/г для тундровых цветковых растений на полуострове Таймыр в России, и убывает в ряду: торфяная почва > растения > моховые разрастания > очес. Длина мицелия актиномицетов с тундровых растений варьирует в пределах от 98 м/г при 5°С до 291 м/г при 20°С, в таежных моховых разрастаниях – от 120 до 180 м/г соответственно. Психротолерантный актиномицетный комплекс в основном представлен неокрашенными видами р. Streptomyces, обладающими такими экофизиологическими особенностями, как изменение окраски субстратного и воздушного мицелия, появление пигментации, увеличение скорости роста при повышении температуры инкубирования. Более 60% от всех выделенных из таежных мхов Финляндии актиномицетов составили психротолерантные представители р. Micromonospora.
Ключевые слова: метод FISH, мхи, подзол, криозем, психротолерантные микроорганизмы, стрептомицеты, микромоноспоры
Shumei Cai1, Hanlin Zhang, Haitao Zhu, Sixin Xu, Deshan Zhang, and Weiguang Lv Rice rotation system affects the spatial dynamics of the diazotrophic community in paddy soil of the Yangtze Delta, China (опубликована в английской версии журнала)
Минералогия и микроморфология почв
Соколова Т. А., Толпешта И. И., Данилин И. В., Изосимова Ю. Г., Чалова Т. С. Кислотно-основные свойства и состав глинистых минералов в ризосфере клена остролистного и ели обыкновенной в подзолистой почве // Почвоведение. 2019. № 6. С. 745-756. doi: 10.1134/S0032180X1906011X
В образцах, взятых в пятикратной повторности из горизонта AELao подзолистой почвы из ризосферы клена (Acer platanoides) и ели обыкновенной (Picea abies) и из соответствующих вмещающих почв, определяли кислотно-основные характеристики и содержание и минералогический состав илистой фракции. На участке под еловым древостоем и ризосфера, и вмещающая почва имеют более низкие значения рН, чем на участке под кленами. При этом значения рН в ризосфере ели достоверно ниже, чем во вмещающей почве, а в ризосфере клена значимых различий между этими показателями не выявлено. Почва ризосферы обоих видов деревьев по сравнению с вмещающей почвой характеризуется достоверно большим содержанием слюд и иллитов в составе илистой фракции, что можно объяснить интенсификацией в ризосфере процессов физического дробления этих минералов, заключенных в составе более крупных фракций, и усилением процесса иллитизации. В почве ризосферы ели и во вмещающей почве под еловым лесом в составе илистой фракции содержится больше лабильных минералов и меньше каолинита, слюд и иллитов, чем в почве ризосферы клена и во вмещающей почве под кленовой парцеллой. Эти различия частично можно объяснить пространственной неоднородностью состава глинистого материала покровного суглинка, и частично – спецификой функционирования разных древесных культур и связанного с ними микробного сообщества, определяющей более низкие значения рН в почве под еловым древостоем. Почва ризосферы клена по сравнению с вмещающей почвой характеризуется большей стадией хлоритизации минералов группы почвенных хлоритов вследствие благоприятных для этого процесса кислотно-основных условий. В почве ризосферы ели по сравнению с вмещающей почвой выявлена тенденция к более глубокой трансформации слюд и иллитов в лабильные структуры за счет более кислой реакции среды, способствующей мобилизации Al.
Ключевые слова: почвенная кислотность, трансформация слоистых силикатов, почвенные хлориты,
иллитизация, физическое дробление слюд и иллитов, Retisols
Деградация, восстановление и охрана почв
Мальцев К. А., Иванов М. А., Шарифуллин А. Г.,Голосов В. Н. Изменения темпов смыва почвы в речных бассейнах южного мегасклона европейской части России за последние 30 лет // Почвоведение. 2019. № 6. С. 757-768. doi: 10.1134/S0032180X19060091
На основе использования моделей USLE и Государственного гидрологического института проведена оценка темпов смыва пахотных почв для четырех речных бассейнов, расположенных в лесной, лесостепной и степной зонах европейской территории России за два интервала времени (1960–1985 и 1986–2015 гг.). Полученные результаты свидетельствуют о разнонаправленных тенденциях изменения среднемноголетних значений темпов смыва в различных ландшафтных зонах: сокращение на юге лесной и востоке степной зон, незначительный рост – в южных степях. Причиной уменьшения темпов смыва является сокращение поверхностного талого стока. К росту темпов смыва почв привело увеличение эрозионного потенциала дождевых осадков, которое частично компенсировалось увеличением почвозащитного коэффициента севооборотов.
Ключевые слова: эрозия почв, бассейновый подход, эрозионные модели
