Почвоведение №4, 2020
Генезис и география почв
Сухачева Е. Ю., Ревина Я. С. Цифровая почвенная карта южного берега Крыма // Почвоведение. 2020. № 4. С. 389-397. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004014
Создана цифровая почвенная карта территории южного берега Крыма (масштаб 1 : 100000) от мыса Айя на западе до г. Феодосия на востоке. Карта содержит актуализированную информацию о почвенном покрове естественных, антропогенно-преобразованных ландшафтов и урбанизированных территорий. Карта создана в геоинформационной системе с применением дистанционных методов исследования, методов дешифрирования и анализа многоканальных космических снимков. Легенда составлена на основе “Классификации и диагностики почв России” (2004). На карте отображены 1053 картографических выдела естественных почв, почв сельскохозяйственных угодий, почв террасированных склонов, различных типов структур почвенного покрова естественных и урбанизированных территорий. Показана степень смытости почв и доля естественных почв в контурах агрогенно-трансформированных. Анализ почвенной карты показал, что естественный почвенный покров занимает 63% от общей площади изученной территории. Доминирующими почвами являются буроземы (Dystric Cambisols) и коричневые почвы (Eutric Cambisols). Среди антропогенно-преобразованного почвенного покрова наибольшую площадь (15%) занимает почвенное урбанизированное пространство, около 12% приходится на ареалы почв сельскохозяйственных угодий и 10% территории – это почвы террасированных склонов, созданных под склонозащитные лесопосадки. Под лесопосадками широко распространены посттурбоземы – почвы, не имеющие аналогов в рамках “Классификации и диагностики почв России” (2004). Карта отображает особенности современного почвенного покрова южного берега Крыма и может быть использована в сельском и лесном хозяйстве, при географических, почвенных, экологических исследованиях.
Ключевые слова: Крымский полуостров, почвы Крыма, структура почвенного покрова, буроземы, коричневые почвы, почвы террасированных склонов, почвы виноградников, городские почвы
Алексеева Т. В. Ризолиты в палеопочвах девона и нижнего карбона и их палеоэкологическая интерпретация // Почвоведение. 2020. № 4. С. 398-413. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004002
Отобранные in situ из палеопочв среднего-позднего девона и раннего карбона на территории юга Русской платформы (Калужская, Белгородская, Воронежская области) ископаемые корни высших растений (ризолиты) (>20) изучены с применением комплекса аналитических методов: электронной микроскопии, рентгеновской дифрактометрии, рентген-флуоресцентного анализа, масс-спектрометрии. В палеопочвах девона, сформированных на вулканогенно-осадочных породах, ризолиты представлены петрифицированными корнями и продуктами их диагенеза. В минеральном составе ризолитов доминируют Fe-содержащие минералы: сидерит и гетит в разных пропорциях. Некоторые из них содержат углефицированное и/или пиритизированное органическое вещество с частичным сохранением растительных тканей. В палеопочвах раннего карбона, сформированных на морских известняках, основным типом ризолитов являются заполненные корневые пустоты (слепки), реже встречаются отпечатки и каналы-пустоты, единично – ризокреции. Ризокреции являются прижизненными образованиями, сформированными при участии арбускулярной микоризы. Для всех типов ризолитов из палеопочв раннего карбона характерна полная минерализация растительных тканей. Ризолиты сложены кальцитом, изотопный состав углерода которого изменяется в широких пределах: –5.68 < δ13C < –1.16‰. Результаты проведенного исследования показали, что ризолиты являются источником информации о биоразнообразии, физиологии растений, эволюции растительного мира и окружающей среды в целом. Объем получаемой информации определяется типом сформированного ризолита.
Ключевые слова: геохимия, изотопный состав С и О карбонатов, микориза, минеральный состав, палеозой, сидерит
Safwan A. Mohammed* Alaa Khallouf, Samar Ghanem, Sami Alhenawi, Haidar Ali, Endre Harsányii, János Kátai, Hasan Habib, Characterization of the Major Soil Orders in Syria // Eurasian Soil Science. 2020. № 4 опубликована в английской версии журнала
Soil is one of the most important natural resources that should be studied and characterized to provide decision-makers with sufficient information for reconstruction plans after the current war. The objective of this study is to describe the main soil orders in Syria and give an overview of their properties. Therefore, more than 150 soil profiles have been described. Soil samples were analyzed to develop a good database for the study area. Afterwards, the soil profiles were classified according to the USDA Soil Taxonomy. The results showed that the most common orders are Aridisols, Inceptisols, Entisols, Vertisols, Mollisols, and to a certain extent Alfisols. The study also demonstrated the importance of climate and topography for soil formation in Syrian environments
Keywords: soil, classification, soil orders, profiles
Химия почв
Макаров М. И., Малышева Т. И., Гончаров А. А., Тиунов А. В. Изотопный состав углерода гумусовых кислот дерново-подзолистых почв и черноземов // Почвоведение. 2020. № 4. С. 414-421. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004009
Результаты изотопного анализа углерода органического вещества почв часто используются в палеоэкологических исследованиях для реконструкции климата и состава фитоценоза (типа фотосинтеза). Сложность интерпретации изотопных данных состоит в том, что соотношение изотопов 13С/12С в растениях и почвах контролируется комплексом факторов, включающих как условия окружающей среды, так и особенности состава органического вещества почв. На примере дерново-подзолистых почв (Albic Retisols) и черноземов выщелоченных (Luvic Chernozems) показано, что экстрагируемые гумусовые кислоты обогащены тяжелым изотопом 13С относительно общего органического вещества почв. В дерново-подзолистых почвах повышенные значения δ13С характерны для гуминовых кислот глубже гумусового горизонта и для фульвокислот во всем профиле, а в черноземах более “тяжелым” является только углерод фульвокислот. Таким образом, изменение изотопного состава углерода в почвах, в частности его “утяжеление” с глубиной, может быть связано с миграцией лабильных органических соединений по профилю и их аккумуляцией в более глубоких горизонтах.
Ключевые слова: δ13С, гуминовые кислоты, фульвокислоты
K.R. Olson, A. N. Gennadiev Dynamics of Soil Organic Carbon Storage and Erosion due to Land Use Change (Illinois, USA) // Eurasian Soil Science. 2020. № 4 опубликована в английской версии журнала
Many factors including land use, management history, soil series, climate, and soil landscape processes affect the dynamics of soil organic carbon (SOC). The primary objective of this research was to determine the impact of land use change from timberland to cropland on erosion and the SOC storage on sloping landscapes of northwestern Illinois, USA. Typic Hapludalfs and Aquic Udifluvents were studied. The cropland area was previously cultivated from 1860 to 1929, between 1930 and 1979 the area was used for pastureland and was returned to cropland from 1980 to 2009. Since 1980, corn and soybean were grown on a yearly rotation system using a no-tillage system. The timberland area was never cleared and cultivated but was subjected to periodic grazing from 1860 to 2009. The SOC concentration of various soil layers, to a depth of 0.5 m, was measured and expressed on a volumetric basis. For both land uses, the subsurface layers had similar SOC levels. Results suggested that after 150 years the cropland landscape maintained or retained 69.4% of the total SOC of timberland on a volumetric basis. The other 30.6% of the SOC was either deposited in the water or released to atmosphere. This study only included SOC and did not attempt to address or include the amount of C stored in above ground timberland trees or cropland plants or in their root systems. Results suggest that if northwestern Illinois forest soils are cleared and used for cropland during the next 50 years, SOC will be retained in the sediment on lower landscape segments, released to atmosphere as CO2 or released to stream (water) in solution or attached to sediment. The initial timberland SOC levels will not be maintained when converted to cropland use even with a crop rotation which includes small grains and forages and no-till management systems for corn and soybean production. This land use conversion from timberland to cropland would result in greater SOC loss than if the area remained as forestland.
Keywords: Organic carbon, Soil erosion, Soil loss, Tillage, No-tillage
Физика почв
Артемьева З. С., Кириллова Н. П., Когут Б. М., Таллер Е. Б. Физико-химических характеристик органо-глинистых комплексов хроноряда дерново-подзолистых почв методами динамического светорассеяния и светорассеяния с анализом фаз // Почвоведение. 2020. № 4. С. 421-429. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004003
Методы динамического светорассеяния (DLS) и светорассеяния с анализом фаз (PALS) использовали для изучения физико-химических характеристик органо-глинистых комплексов дерново-подзолистых почв лесных участков Центрально-лесного заповедника. Исследование бывших сельскохозяйственных почв хроноряда залежей возрастом от 5–7 до 100 лет показало, что величина среднего диаметра органо-глинистых комплексов несколько снизилась по сравнению с таковой в почве залежи с наименьшим сроком вывода из сельскохозяйственного оборота (5–7 лет), но остается все еще выше, чем в лесных почвах. Статистические модели множественной линейной регрессии были рассчитаны для прогнозирования среднего диаметра частиц. Лучшая модель, где все параметры были значимыми (r = 0.83), включала содержание илистых частиц и величину концентрации в них углерода. Постагрогенные дерново-палево-подзолистые почвы залежей исследованного хроноряда демонстрируют близость стабильности коллоидной системы, но в состоянии пептизации, что подтверждается значениями ζ-потенциала и величинами среднего диаметра.
Ключевые слова: лесовосстановление, агрегатная устойчивость, органо-глинистые комплексы, средний диаметр частиц, ζ-потенциал
Семенов В. М., Лебедева Т. Н., Паутова Н. Б., Хромычкина Д. П., Ковалев И. В., Ковалева Н. О. Взаимосвязь размера агрегатов, содержания дисперсного органического вещества и разложения растительных остатков в почве // Почвоведение. 2020. № 4. С. 430-443. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004013
Исследовали распределение общего (Сорг), дисперсного органического вещества (CPOM) и потенциально-минерализуемого органического вещества (С0) в мега- (10–5, 5–2 мм), макро- (2–0.25 мм) и микроагрегатах (<0.25 мм), выделенных сухим просеиванием серой и агросерой почв (Luvic Retic Greyzemic Phaeozems (Loamic)) разного землепользования. Наибольшее количество Cорг в почве под лесом и лугом было в мегаагрегатах размером 5–2 мм (43 и 37% от целого образца почвы), а в пахотной почве – в макроагрегатах (45%). В необрабатываемой почве дисперсное органическое вещество (РОМ) аккумулировалось преимущественно в мегаагрегатах (65–72% от СРОМ в целом образце), а в пахотной почве распределялось в равной мере в мегаагрегатах и макроагрегатах (46–45%). Тонкая (0.25–0.05 мм) субфракция CРОМ в необрабатываемой и пахотной почве содержала соответственно в 1.3 и 2.3 раза больше углерода, чем грубая (2–0.25 мм) субфракция CРОМ. Содержание С0 в агрегатах коррелировало с СРОМ и с Сорг. Разложение растительных остатков с широким отношением C : N в почве увеличивалось по мере уменьшения размера агрегатов. Размер агрегатов не влиял на разложение растительных остатков с узким отношением C : N. Влияние размера агрегатов на скорость разложения проявлялось преимущественно на ранней стадии трансформации растительных остатков.
Ключевые слова: органический углерод, дисперсное органическое вещество, потенциально-минерализуемый пул, минерализация, физическое фракционирование
Биология почв
Никитин Д. А., Лысак Л. В., Мергелов Н. С., Долгих А. В., Зазовская Э. П., Горячкин С. В. Микробная биомасса, запасы углерода и эмиссия СО2 в почвах Земли Франца-Иосифа: высокоарктические тундры или полярные пустыни // Почвоведение. 2020. № 4. С. 444-462. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004011
В мерзлотных почвах архипелага Земля Франца-Иосифа – псаммоземах (Cryosols (Arenic)), пелоземах (Cryosols (Loamic)), криоземах (Oxyaquic Cryosols), литоземах (Leptosols (Loamic)) и серогумусовых (Cryosols (Loamic, Humic)) – проведено исследование биомассы прокариот и грибов, запасов общего органического углерода, а также эмиссии CO2. Больше всего запасы углерода оказались в литоземах грубогумусированных в условиях защиты от сильных ветров (23.2 кг С/м2 в верхнем полуметровом слое), а также в пелоземах и псаммоземах, содержащих погребенное криотурбациями органическое вещество (13.7 и 20.7 кг С/м2 соответственно). Численность прокариот в исследованных почвах Земли Франца-Иосифа составляет от 0.14 до 2.10 млрд кл./г почвы. Максимальные значения биомассы прокариот характерны для подстилочно-торфяных горизонтов. В 80% случаев доля спор составляет более половины суммарной биомассы грибов. Споры и мицелий преимущественно представлены мелкими формами диаметром до 2–3 мкм. Длина грибного мицелия в образцах колеблется от 4 до 272 м/г почвы. Максимальное развитие грибов отмечено в лишайниковых корочках и моховых очесах, экспоненциально снижаясь с увеличением глубины горизонта. Одновременно с глубиной в микробной биомассе в несколько раз возрастает и доля прокариот. В почвах наиболее экстремальных экосистем высокоарктических пустошей на микробную биомассу приходится бóльшая доля в общем углероде по сравнению с почвами местных высокоарктических тундр (12.7 против 2.5%). Уровни эмиссии СО2 с поверхности ненарушенных почв варьируют в диапазоне 1.6– 91.7 мг C–CO2/(м2 ч) и различаются между высокоарктическими тундрами и пустошами в десятки раз. По запасам углерода и эмиссии CO2 исследованные почвы близки к почвам арктических тундр, а по некоторым характеристикам концентрации и распределения прокариот и грибов близки к почвам Антарктиды и жарких пустынь. Ключевые слова: Высокая Арктика, углеродный цикл, прокариоты, грибы, функционирование, экстремальные условия, криогенные процессы
Kusai N. A., Ayob Z. Bacterial abundances at different peat depths in forest ecosystems and oil palm plantation // Eurasian Soil Science. 2020. № 4 опубликована в английской версии журнала
Bacteria play a crucial role in regulating biogeochemical cycles in peatlands. Most of the studies on soil bacteria focus mainly on the peat surface and bacteria that exist in the deeper peat layers are still poorly known in tropical areas. This study was conducted to examine bacterial abundances along the peat depths in peat forest ecosystems (peat swamp forest (PSF) and logged-over secondary forest (LOF)) and an oil palm plantation (7.5 years after planting (7.5 YAP OPP)) at intervals of 0–30 cm, 30–40 cm, 40–50 cm, and 50–60 cm. Isolation of bacteria from peat samples was carried out on several selective and non-selective media. Bacteria identification was conducted by amplifying the 16S rRNA gene. The result showed that the same dominant bacterial taxa were found with different abundances in all study sites which were Proteobacteria, Firmicutes, and Actinobacteria. Vertical stratification of Proteobacteria and Firmicutes was observed along the depths, might due to the fluctuations of water table in the peatland mainly in 7.5 YAP OPP. Richness was highest at 0–30 cm in LOF and 7.5 YAP OPP, while PSF at 30–40cm. This study suggests that deeper peat depth supports the bacterial growth and environmental conditions related to water table level influenced the bacterial abundances.
Keywords: agricultural land, peat depth, soil bacteria, tropical peatland, vertical stratification
Мелиорация почв
Горохова И. Н., Хитров Н. Б., Кравченко Е. В. Изменение засоленности орошаемых почв за четверть века (Волгоградская область) // Почвоведение. 2020. № 4. С. 463-472. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004006
На территорию орошаемого участка Червленое Светлоярской оросительной системы созданы карты засоленности и токсичной щелочности почв по состоянию на 2017–2018 гг. и проведено их сравнение с картами, отражающими состояние почв в целинных условиях и в период орошения на 1992 и 2006 гг. Участок расположен возле Волго-Донского канала на северных склонах возвышенности Ергени (Вологоградская область). Почвенный покров до орошения был представлен комплексом светло-каштановых солонцеватых суглинистых почв (Sodic Cambisols (Loamic, Ochric, Magnezic, Bathyprotosalic)) и степных солонцов (Endosalic Solonetz (Albic, Loamic, Columnic, Cutanic, Differentic, Ochric, Magnezic)) на лёссовидных суглинках. В ходе строительства оросительной системы почвенный покров заметно преобразован планировкой поверхности, а в ходе эксплуатации в 1970–1990 гг. из-за завышенных поливных норм подвергся вторичному засолению. Обсуждается изменение солевого состояния почв в течение последних 20–25 лет. Отмечаются как позитивные процессы частичного рассоления почв, так и негативные – ощелачивание верхних горизонтов.
Ключевые слова: токсичная щелочность, вторичное засоление, картографирование засоленных почв
Деградация, восстановление и охрана почв
Комиссаров М. А., Клик А. Влияние нулевой, минимальной и классической обработок на эрозию и свойства почв в Нижней Австрии // Почвоведение. 2020. № 4. С. 473-482. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004007
Изучено влияние длительного (около 25 лет) ведения различных систем земледелия на комплекс свойств почв и развитие эрозии в Нижней Австрии. Сравнивали три обработки: нулевую (NT), минимальную (CS) и классическую вспашку (CV). Установлено, что свойства Typic Argiudols (Luvic Phaeozems), сформированных на крутых (13.2%) склонах изменяются как в зависимости от вида обработки, так и от положения на склоне. В отличие от вспашки при почвосберегающих технологиях почвы содержали больше питательных элементов, пыли и ила, обладали лучшей водопроницаемостью и устойчивостью агрегатов к разрушению водой. Несмотря на почти в 2 раза большее количество глыбистых фракций (>10 мм), агрегатное состояние почвы при NT и CS было “отличным”. Для всех видов обработок почти все агрохимические, электро- и водно-физические показатели (за исключением pH и плотности почв) увеличивались вниз по склону, что связано с эрозией, а именно выносом взвешенных наносов водными потоками. Обнаружена тесная связь содержания Сорг в почве с водоустойчивостью агрегатов (r = 0.91), концентрацией растворимых гуминовых и мелкодисперсных веществ (r = 0.76) и удельной электропроводностью (r = 0.75). Противоэрозионная эффективность обработок возрастала в ряду: CV–CS–NT. Для эрозионно-опасных склонов Альпийских предгорий рекомендуется использование нулевой или минимальной обработки почвы.
Ключевые слова: Альпийское предгорье, обработка почвы, свойства почвы, водная эрозия, Luvic Phaeozems
Ерёмченко О. З., Пахоруков И. В., Шестаков И. Е. Развитие солончакового процесса в почвах долин малых рек таежно-лесной зоны в связи с производством калийных солей // Почвоведение. 2020. № 4. С. 483-494. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004005
Обследованы вторично засоленные аллювиальные почвы, формирующиеся в условиях таежно-лесной зоны на территории Верхнекамского месторождения солей. Результаты показали, что причиной устойчивого засоления почв являются минерализованные воды, фильтрующиеся от складируемых отходов производства калийных солей. Под действием поверхностных и подземных вод хлоридного натриевого и калиево-натриевого состава образуются солончаковые почвы и вторичные солончаки. Выявлены особенности и составлен прогноз техногенной эволюции аллювиальных почв: нейтрализация кислотности, гипсообразование, появление карбонатов, вхождение натрия и калия в почвенный поглощающий комплекс и повышение насыщенности его основаниями. Для более полного отражения специфики техногенного засоления почв, сохранивших основные морфологические признаки природного профиля, целесообразно дополнить систему Мировой реферативной базы почвенных ресурсов квалификаторами: Salictechnic, Chloridictechnic, Gypsictechnic, Sodictechnic.
Ключевые слова: аллювиальные почвы, вторичное засоление, карбонато- и гипсообразование, классификация почв, прогноз эволюции
Чупина В. И. Антропогенные почвы ботанических садов (обзор) // Почвоведение. 2020. № 4. С. 495-506. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004004
Проведен обзор публикаций, посвященных почвам ботанических садов, формирующихся в различных ландшафтных условиях, и подходам к их классификации. При характеристике почв ботанических садов отмечается трансформация почвенного профиля – появление новых горизонтов и свойств, усиление или ослабление почвообразовательных процессов, а в условиях высоких температур и/или влажности быстрое исчезновение следов антропогенного воздействия. Внутри одной ландшафтной зоны и одного ботанического сада различия в длительности воздействия на почвы, истории землепользования, влиянии интродуцентов и характере агротехнических мероприятий приводят к существенной дифференциации морфологических и химических свойств почв (рН, показателей гумусового состояния, состава почвенного поглощающего комплексе, содержания элементов питания растений). Однако выделены общие закономерности в изменении химических свойств почв относительно природного фона. В почвах ботанических садов наблюдается увеличение содержания гумуса/органического углерода, доли гуминовых кислот, сдвиг значений рН в щелочную сторону, рост степени насыщенности основаниями и содержания элементов питания растений (фосфора, иногда калия). Многообразие факторов антропогенного влияния в ботанических садах приводит к формированию особых почвенных профилей. В них сочетаются свойства агрогенных почв (за счет внесения удобрений, рыхления), некоторые свойства городских почв (за счет внесения в почву различного материала, содержащего антропогенные включения) и природных. По правилам классификации почв России почвы ботанических садов могут быть отнесены к агропочвам, агроземам и агростратоземам на уровне типа и урбистратифицированным подтипам этих и других почв.
Ключевые слова: агро-естественные почвы, агроземы (Anthrosols), агростратоземы (Terric Anthrosols), урбистратифицированные почвы, рекреаземы, культуроземы, Hortic Anthrosols, зональные особенности
