2020

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

2019

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

2018

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

...


1977

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Почвоведение №8, 2020

 


Генезис и география почв


Красильников П. В., Герасимова М. И., Голованов Д. Л., Головлева Ю. А., Конюшкова М. В., Сидорова В. А., Сорокин А. С. Разнообразие и пространственная организация почвенного покрова в разных картографических масштабах // Почвоведение. 2020. № 8. С. 913-920. https://doi.org/10.31857/S0032180X20080092


Обобщены результаты исследований почвенного разнообразия, контрастности и вариабельности свойств почв путем анализа карт различных масштабов Республики Карелии, Московской области и Республики Дагестан. В качестве мелкомасштабной карты использовали фрагменты почвенной карты Российской Федерации масштаба 1 : 2500000; в качестве среднемасштабных – три различные карты масштаба от 1 : 300000 до 1 : 500000. Карты крупного масштаба (1 : 10000) были составлены на репрезентативные участки в рамках исследованных территорий специально для анализа почвенного разнообразия. Все карты были оцифрованы, легенды карт преобразованы в классификацию почв России и международную – Мировую реферативную базу по почвенным ресурсам (WRB) и были рассчитаны индексы разнообразия Шеннона–Винера. Их сравнение для трех групп карт с легендами в двух классификациях выявило зависимость величин индексов разнообразия от масштаба карты. Показатели для крупномасштабной карты были относительно низкими и мало различались при использовании российской и международной классификаций. Сделан вывод о том, что для успешной оценки почвенного разнообразия в различных масштабах важно использовать несколько крупномасштабных карт, отражающих неоднородность почвенного покрова региона. Практически во всех случаях карты с легендой в системе WRB имели более низкие показатели почвенного разнообразия, чем карты с легендой, основанной на российской классификации. Очевидно, что международная классификация менее детализирована, чем национальная российская классификация, изначально ориентированная на крупномасштабное почвенное картографирование.
Ключевые слова: почвенные карты, европейская территория России, педометрика, классификации почв, Карелия, Московская область, Дагестан

 

Припутина И. В., Фролова Г. Г., Шанин В. Н., Мякшина Т. Н., Грабарник П. Я. Распределение органического вещества и азота в дерново-подбурах Приокско-Террасного заповедника и его связь со структурой лесных фитоценозов // Почвоведение. 2020. № 8. С. 921-933. https://doi.org/10.31857/S0032180X20080122

Анализ пространственной неоднородности распределения органического вещества в лесных почвах, связанной с влиянием видовой и пространственной структуры фитоценозов, актуален для многих экологических задач, включая оценки стока углерода и моделирование динамики лесных экосистем. На примере дерново-подбуров (Entic Podzols (Arenic)) Приокско-Террасного заповедника (54.89° N, 37.56° E) проанализированы данные о содержании углерода (Сорг) и азота (Nобщ) в лесной подстилке (О) и серогумусовом (AY) горизонте почв под хвойно-широколиственным древостоем, сформировавшемся после зарастания вырубки на месте сосняков. Пробы отбирали вблизи стволов, под кроной и в межкроновом пространстве по трансектам между деревьями разных видов. Содержание Сорг и Nобщ в горизонте О варьировало в диапазонах 17.6–44.9 и 0.84–1.79%; в горизонте AY – 0.71–8.5 (Сорг) и 0.035–0.33% (Nобщ). Более высокое варьирование показателей характерно для горизонта AY. Получена близкая к линейной зависимость между содержанием Сорг и Nобщ в горизонтах О и AY (коэффициенты корреляции Спирмена 0.72 и 0.96 соответственно). Мощность горизонта О и содержание в нем Nобщ, а также содержание Сорг в горизонте AY значимо (P < 0.05) различаются на разных участках трансект. Также значимо различаются мощность и содержание Сорг в горизонте О под кронами разных видов деревьев. В пробах горизонта AY, отобранных в межкроновых пространствах, прослеживается зависимость между содержанием Nобщ и требовательностью видов напочвенного покрова к трофности почв. Полученные данные отражают влияние особенностей локализации поверхностного и внутрипочвенного опада многовидовых древостоев на пространственную неоднородность содержания Сорг и Nобщ в почвенном покрове хвойно-широколиственных лесов.
Ключевые слова: лесные почвы, пространственная неоднородность, многовидовые древостои, растительный опад

 

Чендев Ю. Г., Геннадиев А. Н., Лукин С. В., Соэр Т. Д., Белеванцев В. Г., Смирнова М. А. Изменение лесостепных черноземов под влиянием лесополос на юге Среднерусской возвышенности // Почвоведение. 2020. № 8. С. 934-947. https://doi.org/10.31857/S0032180X20080031

Проведено комплексное исследование почв полезащитной 5-рядной (30 м) дубовой лесополосы с меридиональной ориентировкой на ровном водоразделе агролесомелиоративного ландшафта (типичная лесостепь Белгородской области). Фоновые почвы – выщелоченные среднемощные легкоглинистые черноземы на тяжелых карбонатных лёссовидных суглинках (Luvic Chernozems). За 50 лет произрастания лесополосы произошла дифференциация направленности и интенсивности почвообразовательного процесса как внутри лесонасаждения, так и на участках прилегающих пахотных угодий. В почвах под лесополосой обнаружены признаки процесса текстурной дифференциации профиля по содержанию и запасам ила и мелкой пыли; в слое 200–400 см выявлено накопление натрия и магния в составе водной вытяжки. Пахотные почвы, прилегающие к лесополосе, содержат меньше карбонатов, чем почвы под лесополосой (в слое 0–200 см вынос карбонатов в почвах пашни в среднем составил 57 т/га, а в слое 0–300 см – 84 т/га). Почвы лесополосы в слое 0–20 см достоверно отличаются от почв прилегающих пашен меньшей плотностью сложения, меньшими запасами ила и физической глины, большими запасами Сорг Влияние изученной лесополосы на свойства почв прилегающих пашен прослеживается на расстояние до 50–60 м от ее краев. При этом явные отличия по количественным показателям отмечаются для запасов ила.
Ключевые слова: Белгородская область, агролесомелиорация, органический углерод, плотность почв, азот, фосфор калий, Chernozems, трансформация почв

Химия почв

Заварзина А. Г., Ермолин М. С., Демин В. В., Федотов П. С. Влияние уксусной кислоты и ацетат-ионов на сорбцию–десорбцию смеси фенольных кислот модифицированным каолинитом // Почвоведение. 2020. № 8. С. 948-958. https://doi.org/10.31857/S0032180X20080171

Исследована сорбция и десорбция смеси фенольных кислот каолинитом, модифицированным гидроксидом алюминия, в присутствии компонентов ацетатного буферного раствора. Эксперименты проводили в проточной микроколонке объемом 1 мл в 5 и 50 мМ Na-ацетатном буферном растворе (рН 4.5) при скорости потока 0.5 мл/мин. Общая концентрация раствора кислот составляла 0.01 мг/мл (0.06 мМ), концентрация каждой кислоты – 0.01 мМ. Десорбцию проводили 5 и 50 мМ Na-ацетатным буфером (рН 4.5), а также 50 мМ Na-ацетатным буфером в присутствии 0.1 мМ щавелевой кислоты. Концентрацию фенольных кислот определяли методом обращеннофазовой жидкостной хроматографии высокого давления. Установлен следующий порядок сорбции: галловая > протокатеховая п-гидроксибензойная ~ ванилиновая ~ феруловая ~ сиреневая кислоты. Сорбция кислот в 50 мМ буфере составила 18–35% от их сорбции в 5 мМ буфере, что свидетельствует о конкуренции ацетат-ионов и фенольных кислот за центры связывания на минерале. Ряд по десорбции кислот был противоположен ряду по сорбции и в целом коррелировал с константами устойчивости комплексов кислот с гидроксидом алюминия. Все кислоты, кроме галловой и протокатеховой, слабо связывались с минералом и почти полностью (на 88–98%) десорбировались 5 мМ ацетатным буфером. Общая десорбция галловой и протокатеховой кислот всеми элюентами составила соответственно 25 и 45% от их сорбированного количества, и была значительной только в 50 мМ ацетатном буфере (12 и 23%) и в том же буфере с добавлением 0.1 мМ щавелевой кислоты (10 и 15%). Таким образом, показано, что распределение фенольных кислот в системе твердая фаза–раствор в значительной степени определяется присутствием конкурирующих алифатических соединений. На основе экспериментов по десорбции рассмотрены предполагаемые типы образующихся поверхностных комплексов.
Ключевые слова: фенольные соединения, органическое вещество почв, конкурентное связывание, органо-минеральные взаимодействия, гидроксид алюминия, комплексообразование

 

Кузнецова А. И., Лукина Н. В., Горнов А. В., Горнова М. В., Тихонова Е. В., Смирнов В. Э., Данилова М. А., Тебенькова Д. Н., Ткаченко Ю. Н., Геникова Н. В., Браславская Т. Ю. Запасы углерода в песчаных почвах сосновых лесов на западе России // Почвоведение. 2020. № 8. С. 959969. https://doi.org/10.31857/S0032180X20080109

Дана сравнительная оценка аккумуляции углерода в почвах сосновых лесов в Республике Карелия, на Карельском перешейке, Брянской области, формирующихся на почвообразующих породах легкого гранулометрического состава. Общие запасы углерода в слое 0–50 см, включая подстилку, варьировали от 47 т/га в почвах сосняков Брянского полесья до 116 т/га в почвах сосняков Карельского перешейка. Показано, что основными факторами аккумуляции углерода в почвах сосновых лесов на западе России являются климат, почвообразующие породы, состав растительности, хозяйственная деятельность и пожары. Влияние климатических условий ярко проявляется в уровнях аккумуляции углерода в подстилке и верхних гумусово-аккумулятивных горизонтах почв. В подстилке сосняков хвойно-широколиственных лесов (Брянская область) уровень аккумуляции углерода оказался самым низким, а в сосняках северной тайги (Республика Карелия) – самым высоким. При этом в верхних минеральных слоях почв северотаежных лесов, где отсутствует гумусово-аккумулятивный минеральный горизонт, отмечены наименьшие запасы углерода. Значительный вклад в вариабельность запасов подстилки вносит отношение C/N, а также доля лиственного подроста и трав, отличающихся высоким качеством опада (соотношением элементов питания и вторичных метаболитов). Влияние хозяйственной деятельности на запасы почвенного углерода в сосновых лесах особенно выражено на Карельском перешейке, территория которого в прошлом активна использовалась, а также в Брянском полесье, где леса формируются из культур сосны. Влияние пожаров на запасы почвенного углерода наиболее выражено в вересковых и брусничных сосняках тайги Карелии.
Ключевые слова: хвойно-широколиственные леса, таежные леса, качество опада, почвообразующие породы, Albic Podzols (Arenic), Entic Podzols, Брянское полесье, Карелия, Карельский перешеек

 

Холодов В. А., Фарходов Ю. Р., Ярославцева Н. В., Айдиев А. Ю., Лазарев В. И., Ильин Б. С., Иванов А. Л., Куликова Н. А. Термолабильное и термостабильное органическое вещество черноземов разного землепользования // Почвоведение. 2020. № 8. С. 970-982. https://doi.org/10.31857/S0032180X20080080

Для сравнительного изучения молекулярного состава термолабильной (мобилизующейся – переходящей в газовую фазу при 300°С) и термостабильной (мобилизующейся при 500°С) фракций органического вещества гумусовых горизонтов типичных черноземов был применен двухстадийный пиролиз с последующим газохроматографическим разделением и масс-детекцией продуктов. Объектами исследования служили типичные черноземы различного землепользования, отличающиеся преобладающим направлением трансформации органического вещества. Установлено, что максимальный вклад в продукты пиролиза термолабильного вещества черноземов вносили соединения группы полисахаридов, фурфурол и метилфурфурол. Наибольшая доля продуктов пиролиза термостабильного вещества принадлежала азотсодержащим соединениям. Впервые продемонстрировано, что применение метода главных компонент к данным по молекулярному составу термолабильного органического вещества позволяет разделять исследованные черноземы разного землепользования на группы, отражающие квазиравновесное состояние почвенного органического вещества, его деградацию или накопление.
Ключевые слова: двухстадийный пиролиз, газовая хроматография, масс-детекция, молекулярное
строение, метод главных компонент, Haplic Chernozem (Loamic, Pachic)

 

Roger Kogge Enang, Bernard Palmer Kfuban Yerima, Georges Kogge Kome, Eric Van Ranst Soil physico-chemical properties and geochemical indices: diagnostic tools for evaluating pedogenesis in tephra-derived soils along the Cameroon volcanic line // Eurasian Soil Science. 2020. № 8. Опубликована только в английской версии журнала

Physical and geochemical properties of six soils developed on tephra from Mts. Kupe and Manengouba were studied in order to assess the degree of weathering of the tephric parent materials. Physico-chemical properties were determined following standard procedures. Total elemental contents and selective extracted contents of Al and Fe by acid ammonium oxalate, dithionite-citrate-bicarbonate (DCB) and pyrophosphate were determined using inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) after being brought into solution. Parent rocks were chemically classified as hawaiite, tephricfoidite, and basanites, while soils were classified as Andosols and Cambisols. Both the soils and parent rocks have high concentrations in SiO2, Al2O3, and Fe2O3. Texture and the evaluated related weathering indices correlate with horizon development and are important in capturing the differences between the two Reference Soil Groups. Mobility of major elements showed erratic trends in conformity with the stratigraphic breaks indicating variability of parent materials with depth. Enrichment and depletion of major elements to a certain degree explains the ongoing andosolization process in the Andosols. Physical and geochemical data can both be used concomitantly for assessment of weathering trends in these soils. Total reserve in bases (TRB) is very high in the Andosols indicating the presence of large quantities of weatherable minerals and thus the high potential of these soils for agricultural production.
Keywords: Andosols, Andosolization

 

Mulugeta Demiss, Sheleme Beyene, Selamyihun Kidanu Comparison of Soil Extractants and Spectral Reflectance Measurement for Estimation of Available Soil Potassium in Some Ethiopian Soils // Eurasian Soil Science. 2020. № 8. Опубликована только в английской версии журнала

A study was conducted with the purpose of comparing the efficiency of ammonium acetate (NH4OAc), Mehlich 3 (M-3), Calcium Chloride (CaCl2) and alpha MIR spectroscopy measurement, for the determination of available potassium (K) on 58 Ethiopian agricultural soils. Four soil reference groups were sampled for the study. The NH4OAc extractant was used as standard method against which K values estimated by other methods were compared. Results showed that generally highly significant correlations existed among all the methods used for available K extraction. The coefficients of determination (R2) values between NH4OAc method and the other methods were 0.90 (M-3), 0.70 (CaCl2), and 0.37(spectral). A statistically poor relationship (R2 = 0.07) was found between CaCl2 and spectral methods. On an average, the K extracted by M-3 and CaCl2 amounted to 106 and 49% of NH4OAc K, respectively while the spectral method detected 196% of the NH4OAc K. The highly significant correlation between different soil extraction methods indicated that any of the methods can be used to accurately predict the concentration of available K in the soil. The correlations between K concentration estimated by different methods and plant uptake (product of plant K concentration and dry matter yield) of K were the highest with M-3 and the lowest with spectral methods with R2 values of 0.65, 0.64, 0.54 and 0.16 for M-3, NH4OAc, CaCl2 and spectral methods, respectively. It can, therefore, be generalized that the M- 3 is a suitable extractant for K in Ethiopian soils, but further study is recommended to determine how these relationships could be translated to plant K uptake under field condition. Besides, the spectral measurement of K as a soil test method for heterogeneous group of soils warrants further investigation and refinement.
Keywords: Determination methods, correlation, plowed layer, soil types

 

Yuanhong Sun, Cuilan Li, Jinjing Zhang Enzymatically Labile Phosphorus Forms in Humin from Forest Soils // Eurasian Soil Science. 2020. № 8. Опубликована только в английской версии журнала

Humin plays a key role in various environmental processes like nutrient retention, carbon sequestration together with contaminant migration. Due to the resistance of humin to microbial degradation, exploring the mineralization process of phosphorus associated with humin is relevant to evaluate the lability of organic phosphorus and to develop a sustainable nutrient management strategy in ecosystems. Herein, humin was obtained from three climatically contrasting forest soils, including brown coniferous forest soil (Humic Cambisol), dark brown soil (Haplic Luvisol), as well as yellow brown soil (Haplic Luvisol), by treatment via a mixture of HF-HCl after soluble humic components were removed. The lability of phosphorus bound to humin and humic acid was examined by hydrolysis reaction with phytase from wheat, acid phosphatase from potato, and nuclease P1 from Penicillium citrinum alone or in combination. The results demonstrated that humin contained labile inorganic phosphorus as well as organic phosphorus. In the labile organic phosphorus, phytate-like phosphorus displayed the greatest proportion followed by simple monoester phosphorus and polynucleotide-like phosphorus. The labile total phosphorus was lower in humin than in humic acid. Among the three soils, labile total phosphorus was greater in brown coniferous forest soil than in yellow brown soil for humin and in dark brown soil than in yellow brown soil for humic acid. The labile total phosphorus was positively correlated well with Mn and Zn contents in humin and humic acid. Moreover, the lower proportion of labile total phosphorus in yellow brown soil could also be attributed to its higher pH value and silt and clay-size fractions compared to brown coniferous forest soil and dark brown soil. Our results can provide new information on the potential role of humin in P cycling and nutrition and are of significance for sustainable nutrient management in ecosystems.
Keywords: enzymatic hydrolysis, forest soil, humic acid; humin, phosphorus forms

Физика почв

Воронин А. Я., Савин И. Ю. Связь цвета подповерхностных горизонтов почв с данными георадарного профилирования // Почвоведение. 2020. № 8. С. 983-995. https://doi.org/10.31857/S0032180X2008016X

Проведен анализ связи цветовых показателей сухих образцов почв с параметрами, полученными при георадарном профилировании. Такими параметрами явились данные спектрального преобразования Фурье амплитуды отраженного импульса в подповерхностной среде почв Каменной степи. Георадиолокационное профилирование проводили геофизическим прибором “Лоза-В”. Установлены точки дифракции амплитуды отраженного импульса, соответствующие локальным почвенным горизонтам и поверхности грунтовых вод. Изменчивость мощности горизонтов и слоев рассчитывали через модули амплитудных максимумов с учетом проводимости горизонта (диэлектрическая проницаемость и скорость прохождения сигнала в данной среде). Процедура верификации дифференциации точек зондирования базировалась на сравнении их с реальными почвенными профилями и цветовыми шаблонами. Статистическая обработка включала расчет средних значений, стандартных отклонений и частот распределения амплитуды сигналов, использование метода главных компонент и кластерного анализа. Построены две полиноминальные модели связи изменений показателей спектрального преобразования Фурье электромагнитных импульсов в подповерхностной среде черноземов с атрибутивными показателями формирования спектральных чистых цветов доминирующей длины волны (λi). Такими показателями являются условный коэффициент чистого цвета (Kλi), который соответствует функциям сложения в трехцветной колориметрической системе Международной комиссии по освещению XYZ 1931 г., и его насыщенность, которая полностью определяется свойствами коэффициента отражения (ρr) в диапазоне длин волн 580–720 нм красной зоны видимого спектра R. Полученные на основе этих моделей расчетные параметры цветности почв явились прерогативой для построения модели RGB слоев почв и ее визуализации в графических редакторах.

Ключевые слова: радарограмма, спектральная плотность, спектральная отражательная способность, цветовая модель RGB
Asma Jedidi, Amal Kraiem,Sana Dardouri, Manuel Marcoux, Jalila Sghaier Adsorption of Dye on a Tunisian Unsaturated Layered Soil : Physical and Numerical Modeling // Eurasian Soil Science. 2020. № 8. Опубликована только в английской версии журнала

Биология почв

Zhen Teng, Wei Fan, Huiling Wang, Xiaoqing Cao, Xiaoniu Xu Monitoring Soil Microorganisms with Community-Level Physiological Profiles Using Biolog Ecoplatestm in Chaohu Lakeside Wetland, East China // Eurasian Soil Science. 2020. № 8. Опубликована только в английской версии журнала

– Under the circumstance of wetland degradation, we used Biolog EcoPlatesTM method to investigate the impact of ecological restoration on the function of topsoil microbial communities by monitoring their metabolic diversity around Chaohu lakeside wetland. Four restoration patterns were selected, including reed shoaly land (RL), poplar plantation land (PL), abandoned shoaly grassland (GL) and cultivated flower land (FL). The result showed a rapid growth trend at the initial stage of incubation, following the fastest change rate at 72 h in both dormant and growing seasons. The Average Well Color development (AWCD) values of RL pattern was the highest at the detection points of each culture time, while the GL were the lowest. The calculation of diversity indicators also displayed significant lower McIntosh index in dormant season and Shannon-Wiener index in growing season in GL than in the others (P < 0.05). Carbohydrates and carboxylic acids were found to be the main substrates used in dormant season, whereas amino acids, polymers and phenolic acids were increasingly utilized by the microbial communities in growing season. We observed soil total potassium as the key factor that significantly affected the utilization efficiency of different carbon sources in both seasons (P < 0.05).
Keywords: soil microbial community; community-level physiological profiles; carbon-source utilization; functional diversity; Chaohu lakeside wetland

Минералогия и микроморфология почв

Толпешта И. И., Соколова Т. А., Изосимова Ю. Г., Постнова М. К. Начальные этапы хлоритизации смектита в горизонте AELоа подзолистой почвы в условиях модельного полевого эксперимента // Почвоведение. 2020. № 8. С. 996-1006. https://doi.org/10.31857/S0032180X20080158

Проведен полевой эксперимент по моделированию начальных этапов хлоритизации (алюминизации) смектита (фракция <1 мкм) с разным составом межслоев в горизонте AELoa подзолистой почвы в условиях современного педогенеза. На основания XRD-анализа и моделирования экспериментальных дифракционных картин показано, что за один год пребывания в почве произошла хлоритизация Na-смектита и увеличение степени хлоритизации Na-Al-смектита. Хлоритизация смектита приводит к образованию неупорядоченного смешанослойного минерала, состоящего из смектитовых слоев и слоев с межслоевыми промежутками, частично заполненными полигидроксокатионами алюминия и катионами Ca2+. За один год проведения эксперимента дискретная фаза почвенного хлорита не образовалась.
Ключевые слова: диоктаэдрический смектит, HIV, HIS, алюминизация

 

Агрохимия и плодородие почв

Федотов Г. Н., Шоба С. А., Горепекин И. В. Аллелотоксичность почв и способы уменьшения ее негативного влияния на начальную стадию развития растений // Почвоведение. 2020. № 8. С. 1007-1015. https://doi.org/10.31857/S0032180X20080067

Изучено применение сорбционных препаратов (СРП) на основе бентонито-гуматовых смесей для стимулирующей обработки семян при посеве их в дерново-подзолистые почвы (Albic Retisols (Loamic, Aric, Cutanic, Ochric)). Установлено, что действие СРП проявляется тем сильнее, чем выше ингибирование начальной стадии развития растений почвами. Показано, что подобная обработка эффективна не для всех сортов яровой пшеницы. Для некоторых из них обработка СРП вызывает угнетение прорастания семян и развития их проростков. Введение автолизата пивных дрожжей (АПД) в сорбционный препарат снимает угнетение начальной стадии развития растений при использовании СРП. Использование ранее известных индивидуальных веществ-стимуляторов совместно с сорбционным препаратом и АПД приводит к резкому повышению эффективности применения веществ-стимуляторов. Ключевые слова: аллелопатия, токсикоз почв, сорбенты, бентониты, глино-гумусовые комплексы, автолизат пивных дрожжей, стимуляторы прорастания семян, субстраты дыхательного метаболизма

 

Макаров М. И., Онипченко В. Г., Тиунов А. В., Малышева Т. И., Кадулин М. С. Почвы и азотное питание растений альпийских экосистем Северо-Западного Кавказа при многолетнем повышении доступности биофильных элементов // Почвоведение. 2020. № 8. С. 1016-1024. https://doi.org/10.31857/S0032180X20080110

В эксперименте с обогащением кислых, богатых органическим веществом горно-луговых почв (Umbric Leptosols) альпийских экосистем элементами минерального питания показано, что содержание в них углерода органического вещества и общего азота, а также лабильных органических соединений отличается устойчивостью к длительному (20 лет) внесению минеральных удобрений. Характерны только выраженные прямые эффекты: повышение концентраций неорганических соединений азота и фосфора при внесении азотных и фосфорных удобрений, а также повышение pH при известковании. Растения являются более чувствительными индикаторами изменения условий азотного питания. Для них характерно активное поглощение дополнительного количества азота и “утяжеление” его изотопного состава при повышении доступности элемента. При этом степень проявления этих эффектов зависит от исходной обеспеченности почв и растений азотом. Помимо таких прямых воздействий, изменение азотного статуса растений отражает также изменения в трансформации азотсодержащих соединений в почве и в азотном питании растений, происходящие при повышении доступности фосфора и снижении кислотности в наиболее бедных фосфором и наиболее кислых условиях соответственно. Эти воздействия приводят к мобилизации азота органических соединений почвы и, вероятно, к уменьшению роли микоризы в азотном питании растений. В результате у растений формируется более тяжелый изотопный состав азота.
Ключевые слова: длительный эксперимент с удобрениями, кислотность почвы, азот, фосфор, δ15N, симбиотическая азотфиксация, микориза

 

Деградация, восстановление и охрана почв

Булышева А. М., Хохлова О. С., Бакунович Н. О., Русаков А. В., Мякшина Т. Н., Рюмин А. Г. Изменение карбонатного состояния черноземов Приазовья при переходе их из пашни в залежь // Почвоведение. 2020. № 8. С. 1025-1038. https://doi.org/10.31857/S0032180X2008002X

Изучены свойства черноземов разновозрастных залежей по сравнению с пахотным аналогом, расположенным в Ростовской области. Основное внимание уделено карбонатному состоянию черноземов. Проанализированы данные полевого изучения морфологического строения профилей почв, мезо- и микроморфологического исследований, физико-химические свойства почв, проведено радиоуглеродное датирование карбонатов в карбонатно-аккумулятивных и переходных к породе горизонтах. Отмечено разуплотнение бывших пахотных и нижележащих горизонтов до глубины 50 см в залежных почвах. Происходит накопление углерода органических соединений и частичное вымывание карбонатов, уменьшение величины pH. Показано, что при переводе пашни в залежь твердые карбонатные новообразования в нижней части профиля растворяются и исчезают, наряду с этим вверху (в горизонтах ABca и BCAnc (40–80 см)) появляются миграционные формы карбонатов. При нахождении изученных черноземов в залежи около 30 лет их карбонаты получают новое квазистабильное состояние по сравнению с пашней. Значительное влияние на трансформацию карбонатного состояния оказывает растительность, появляющаяся после забрасывания почв.
Ключевые слова: пашня, педогенные карбонаты, радиоуглеродное датирование, Chernozem

 

Скачать

Почвоведение №6, 2020

Генезис и география почв

Знаменская Т. И., Солодянкина С.В., Вантеева Ю. В. Почвенный покров Приольхонья // Почвоведение. 2020. № 6. С. 653-662. doi: 10.31857/S0032180X20060167

Активное освоение Приольхонья за последние десятилетия привело к обострению конфликтов между землепользователями, связанных с многофункциональным использованием земель (природоохранным, селитебным, сельскохозяйственным и рекреационным), которые должны быть решены на основе научных знаний. Проведено картографирование почвенного покрова прибрежной территории Приольхонского плато площадью 26.3 км2, испытывающего постоянно возрастающую рекреационную нагрузку на фоне имеющегося пастбищного и селитебного использования. Существующие мелкомасштабные почвенные карты, включающие данную территорию, отражают лишь общие закономерности географического распределения почв, а не специфику почвенного покрова. На основе ландшафтно-типологической карты М.В. Загорской и сети опробования почв (71 разрез за период с 2015 по 2018 гг.) создана цифровая почвенная карта окрестностей залива Куркут в Приольхонье масштаба 1 : 25000. При составлении легенды почвенной карты использовали классификацию почв России 2004 г. Проведено сравнение с Международной классификацией World Reference Base (WRB) 2014 г. и классификацией почв СССР 1977 г. (по почвенной карте совхоза “Еланцинский”). Основными таксономическими единицами в легенде составленной почвенной карты являются подтипы, отражающие весь спектр почв, распространенных в пределах исследуемой территории. На территории исследования формируются сравнительно малые по площади и часто сменяющиеся в пространстве элементарные почвенные ареалы, что обусловлено контрастностью факторов почвообразования. Основную площадь занимают литоземы (Leptosols) и серогумусовые почвы (Dystric Leptosols). Полученные аналитические данные и почвенная карта могут стать основой для проведения почвенного мониторинга.
Ключевые слова: почвенная карта, классификация почв, Leptosols

 

Михайлов И. С. Изменение почвенно-растительного покрова в Высокой Арктике Восточной Сибири // Почвоведение. 2020. Т. 65. № 6. С. 663-672. doi: 10.31857/S0032180X20060088

Изучение процессов изменения почвенно-растительного покрова необходимо при планировании объектов инфрастуктуры: газопроводов и нефтепроводов, дорог, линий электропередач, чтобы избежать негативных последствий, а также сохранить легкоранимые экосистемы. Изменение почвенно-растительного покрова в Высокой Арктике Восточной Сибири в настоящее время происходит по пути его усложнения. Хаотические россыпи щебня, лишенные растительности, эволюционируют в каменные многоугольники с “зародышами” почв и островками растительности. Грунты, освобождающиеся из-под ледника, переходят от стадии локального поселения растительности и слаборазвитых почв, к стадии мозаичного растительного покрова с языковатыми почвами, затем эволюционируют в почвенно-растительные комплексы с континуальным покрытием растительностью и почвенным покровом с преобладанием дерновых арктических почв. Талые воды ледников и снежников влияют на изменение почвенно-растительного покрова. Они насыщают грунты влагой и могут производить текстурную дифференциацию грунтов. Изменение почвенно-растительного покрова на территориях распространения полигональных жильных льдов носит специфический характер. Полигональные жильные льды развиваются в условиях пойменного режима, образуя тетрагональные комплексы моховой и мохово-злаковой тундры с глееземами и торфянистыми почвами на ледяных жилах. При выходе из пойменного режима начинается деградация ледяных жил, на их месте появляются озерки. Заболоченные тетрагоны сменяются мезофильной разнотравнозлаковой тундрой с глееватыми почвами. В условиях хорошего дренажа эта стадия переходит в стадию бугров-байджарахов. После разрушения байджарахов возникает бугристая злаково-разнотравная тундра с тундровыми дерновыми почвами.
Ключевые слова: арктические почвы, полигонально-жильные льды, каменные многоугольники, тундровые дерновые почвы

 

Химия почв

Голубцов В. А. Состав стабильных изотопов углерода органического вещества позднеплейстоценовых и голоценовых почв Байкальского региона // Почвоведение. 2020. № 6. С. 673-690. doi: 10.31857/S0032180X20060040
Представлены результаты исследования состава стабильных изотопов углерода органического вещества почв Байкальского региона. Значения δ13С разновозрастных почв варьируют от –30.00 до ‒21.36‰, что свидетельствует о формировании их органического вещества при поступлении биомассы С3-растительности как минимум на протяжении последних 35 тыс. лет. Фракционирование изотопов в ходе минерализации органического вещества приводит к повышению значений δ13С с глубиной. При этом в почвах, формирующихся под степными и лесостепными ландшафтами, увеличение δ13С составляет около 3‰, тогда как в лесных почвах оно может достигать 4–5‰. В позднеледниковых и раннеголоценовых почвах отмечается повышенное содержание органического углерода, состав стабильных изотопов которого облегчен по отношению к современным почвам, что может бытьсвязано с влиянием мерзлоты, замедлявшей трансформацию органического вещества. В направлении от относительно сухих почв Приольхонья и Селенгинского среднегорья к лесостепным почвам Верхнего Приангарья, с его более влажными условиями, и, далее, к таежным почвам юга Средней Сибири, наблюдается выраженное облегчение состава стабильных изотопов углерода органического вещества, что служит ярким примером проявления зависимости значений δ13С от влагообеспеченности почв, а именно осадков вегетационного периода. Реконструкция осадков, выполненная на основании значений δ13С, свидетельствует о постепенной аридизации климата начиная с позднеледниковья с максимальным иссушением в среднем голоцене, в позднем голоцене уровень увлажнения повышается. Тенденция к постепенному уменьшению увлажнения наблюдается и в MIS-3. Наиболее влажным был климат во время формирования раннекаргинских почв. В интервале 36–31 тыс. кал. л. н. увлажнение снизилось и стало сопоставимо с современным. В финале MIS-3 увлажнение становится ниже современного уровня.
Ключевые слова: ландшафтно-климатические изменения, поздний плейстоцен, голоцен

 

Холодов В. А., Ярославцева Н. В., Фарходов Ю. Р., Яшин М. А., Лазарев В. И., Ильин Б. С., Филиппова О. И., Воликов А. Б., Иванов А. Л. Оптические характеристики экстрагируемых фракций органического вещества типичных черноземов в многолетних полевых опытах // Почвоведение. 2020. № 6. С. 691-702. doi: 10.31857/S0032180X20060052

Из структурных отдельностей разного размера типичного чернозема выделены экстрагируемые фракции органического вещества (ОВ), различающиеся по подвижности. Получены водноэкстрагируемое органическое вещество, лабильные гуминовые вещества и гуминовые вещества. Первые две вытяжки представляют собой оценку активного пула ОВ, последняя – медленного. На основе изучения экстрагируемых фракций ОВ оценены содержание и качественный состав активного и медленного пула и косвенно – пассивного. Для количественной оценки выхода фракций использовали содержание в них растворенного углерода, для качественной – спектральные характеристики поглощения в ультрафиолетовой и видимой областях. Основное внимание уделяли восстановлению ОВ черноземов после экстремальной нагрузки (бессменного черного парования) и различиям в ОВ агрегатов разных размеров. При восстановлении черноземов после экстремальной нагрузки большая часть поступающих в почву растительных остатков фиксируется в пассивном пуле. Качественный состав активных пулов восстанавливается гораздо быстрее, чем их содержание, характерное для ненарушенных ценозов.
Ключевые слова: лабильные гуминовые вещества, водноэкстрагируемое органическое вещество, структура почвы, УФ-видимая спектроскопия, типичные черноземы, Haplic Chernozem (Loamic, Pachic)

 

Физика почв

Z. Asadi, M. H. Mohammadi, M. Shorafa, M. Farhbakhsh, and E. Ghezelbash Evaluation of Assouline – Or adjusted Model to Express Soil Drainage Curve // Eurasian Soil Science. 2020. № 6. опубликована в английской версии журнала

The objectives of this research are prediction of soil drainage curve using Assouline and Or (2014) adjusted soil drainage model, comparising the predicted results with experimental data in small and large scales. This research is conducted for 18 small soil columns under different salinity level of irrigation water using different scenarios. In scenario A, water from saturated water and water of 0.1 (A-1) and 15 (A-2) bar matric head assumed as the mobile water, D∞, and input to Assouline and Or model to estimate weighted average of hydraulic conductivity, Km with fitting. In scenario B, Km is computed using water characteristic curve and D∞ is obtained using fitted model. Finally, in scenario C, D∞ and Km are predicted using fitted model. All experiments were repeated in the presence of plant for small soil columns and columns with 2.7 m depth as well. Results showed that the model prediction is influenced by irrigation water salinity, study time and depth scales. However, soil and water physical properties and their interactions can partially explain the results and the flexibility of Assouline and Or model is appropriate, we suspected to the validity of physical meaning of model parameters and, the certainty of model predictions for the field capacity, FC, concept.
Keywords: soil water characteristic curve, field capacity, modeling, hydraulic conductivity, soil salinity

 

Биология почв

Стома Г. В., Манучарова Н. А., Белокопытова Н. А. Биологическая активность микробных сообществ в почвах некоторых городов России // Почвоведение. 2020. № 6. С. 703-715. doi: 10.31857/S0032180X2006012X

Проведены комплексные исследования почв городов России (Надым, Ярославль, Москва, Челябинск, Курск, Сочи). По отношению к природным аналогам направление и степень изменения свойств верхних горизонтов почв и состояния почвенных микроорганизмов определяются положением города в природной зоне, характером и степенью антропогенной нагрузки. Содержание Сорг, рН и величина электропроводности в почвах городов северных регионов в большинстве случаев достоверно повышаются, а южных – проявляются разнонаправленные тренды. В почвах всех городов достоверно возрастает численность культивируемых прокариот (в 1.5–5.2 раза) и доля микроорганизмов, выделяемых на селективных средах, – индикаторов урбанизации: актиномицетов (до 33– 71%) и родококков (до 18–27%). Разные ландшафты по повышению степени преобразования почв ранжируются следующим образом: парково-рекреационные, селитебные, селитебно-транспортные. Интенсивность функциональной деятельности микроорганизмов свидетельствует о нарушении в городских почвах биогеохимических циклов элементов. Активность эмиссии углекислого газа, метана и азотфиксации находится в сложной зависимости от положения города в природной зоне и уровня антропогенной нагрузки.
Ключевые слова: урбанизированные территории, антропогенное воздействие, химические свойства почв, прокариотные комплексы, эмиссия диоксида углерода, метаногенез, азотфиксация

 

Семенов М. В., Чернов Т. И., Железова А. Д., Никитин Д. А., Тхакахова А. К., Иванова Е. А., Ксенофонтова Н. А., Сычева С. А.,Колганова Т. В., Кутовая О. В. Микробные сообщества межледниковых и интерстадиальных палеопочв позднего плейстоцена // Почвоведение. 2020. № 6. С. 716-725. doi: 10.31857/S0032180X20060106

Проанализирована таксономическая структура микробных сообществ разновозрастных позднеплейстоценовых палеопочв на среднерусской возвышенности, сформированных при контрастных климатических условиях. Рассматривались гумусовые горизонты палеопочв интерстадиалов ранневалдайского (105–95 тыс. лет) и средневалдайского (33–24 тыс. лет) возраста, микулинского межледниковья (130–117 тыс. лет), а также современный чернозем. Анализ микробной ДНК проводили при помощи количественной полимеразной цепной реакции и секвенирования ампликонов гена 16S рРНК (ДНК-метабаркодинга). Численность копий генов архей, бактерий и грибов последовательно уменьшалась с увеличением возраста почвы. Все рассматриваемые палеопочвы значительно отличались друг от друга по структуре микробных сообществ. Соотношение филумов Verrucomicrobia и Nitrospirae выступало в качестве диагностического показателя, указывающего на обеспеченность органическим веществом, а также на произошедшие изменения в циклах углерода и азота. По сравнению с современным черноземом типичным и палеопочвами микулинского межледниковья, соотношение Verrucomicrobia/Nitrospirae в интерстадиальных почвах было меньше в 140–200 раз. С возрастом почвы увеличивалась доля грамотрицательных протеобактерий и ацидобактерий и снижалась доля грамположительных актинобактерий и фирмикут. Современный чернозем и палеопочвы межледниковья характеризовались схожими значениями микробного разнообразия, тогда как в палеопочвах валдайских интерстадиалов разнообразие и видовое богатство микроорганизмов были значительно ниже. Согласно анализу β-разнообразия, палеопочвы разного типа и возраста в соответствии с условиями своего формирования поддерживают разную структуру и разнообразие микробных сообществ. Микробные сообщества могут выступать в качестве стратиграфических маркеров и индикаторов различных климатических условий, в которых формировались палеопочвы.
Ключевые слова: память почв, микробиом, ДНК-метабаркодинг, количественная ПЦР, микробное разнообразие

 

W.G. Weldmichael*, E. Michéli, H. Fodor, B. Simon The Influence of Depth on Soil Chemical Properties and Microbial Respiration in the Upper Soil Horizons // Eurasian Soil Science. 2020. № 6. опубликована в английской версии журнала

Soil microbial respiration is a biological process that converts soil organic matter into atmospheric CO2 via soil microorganisms. It reflects the overall metabolic activity of soil microbial populations and usually used as an indicator of soil health. Soil chemical properties, among others, have an influence on a catabolic capacity of the soil and greatly vary among different soil layers. In this study, we examined patterns of chemical soil properties and soil microbial respiration along 0–10 and 10–25 cm depth of the soil to investigate if soil depth had any effects on soil chemical properties and how these changes with depth could shift the soil microbial respiration. We employed basal respiration method to estimate the rate of soil microbial respiration and measured important chemical properties using standard protocols. The results showed differential effects of soil depth on chemical properties where available nitrogen (NH4+–N, NO3-–N, and total N), cation exchange capacity, and Mg2+ were strongly influenced by soil depth. Soil microbial respiration greatly differed among the two soil depths (p = 0.0005) with a higher rate of soil microbial respiration in surface soils compared to subsurface soils. Soil microbial respiration had a significant positive correlation with total N, NO3-–N, NH4+–N, and soil organic matter (r = 0.98, 0.974, 0.9625, and 0.9455, respectively). The variation of soil microbial respiration was closely linked with the variation of soil organic matter and available nitrogen, implying that these variables were the key drivers of the variation of soil microbial respiration in the study area. Overall, the study highlighted that soil quality assessments and managements should include the depth effects to provide a better understanding of the dynamics of microbial respiration in the soil.
Keywords: basal respiration, Hungary, soil depth, soil properties

 

Агрохимия и плодородие почв

Куликова Н. А., Железова А. Д., Воропанов М. Г., Филиппова О. И., Плющенко И. В., Родин И. А. Мобилизация, фитотоксичность и действие на микробное сообщество почв глифосата при внесении моноаммонийфосфата // Почвоведение. 2020. № 6. С. 726-737. doi: 10.31857/S0032180X20060064

В модельном лабораторном эксперименте установлено, что внесение моноаммонийфосфата приводит к мобилизации сорбированного почвой глифосата. Наиболее ярко этот эффект проявился на серой лесной почве (Haplic Phaeozem), где концентрация гербицида в присутствии удобрения была в 3.6 раза выше, чем при его отсутствии. Для дерново-подзолистой почвы (Albic Retisol) и чернозема выщелоченного (Luvic Chernic Phaeozem) это отношение составило 1.5 и 2.8 соответственно. Таким образом, внесение моноаммонийфосфата в почвы, загрязненные глифосатом, может сопровождаться увеличением риска миграции гербицида в сопредельные среды. Оценка количества функциональных генов бактерий, отвечающих за деградацию глифосата с разрывом связи C–P, показала, что статистически значимого изменения количества копий генов phnJ, кодирующих C–P-лиазу α- и γ-протеобактерий, под действием удобрения не обнаружено. Высвобождение глифосата не сопровождалось негативным влиянием на длину и биомассу растений пшеницы.
Ключевые слова: гербициды, фосфорные удобрения, Retisol, Phaeozem

Chen Xiaodong, Yaa Opoku-Kwanowaa, WU Jinggui Effects of different organic materials application on soil physicochemical properties in a primary saline-alkali soil // Eurasian Soil Science. 2020. № 6.

The application of agricultural wastes to the soil does not only improve soil fertility but also helps in the recycling of agricultural waste resources. However, the effects of agricultural organic materials on soil physicochemical properties in primary saline and alkaline lands unsatisfactory. In this study, the effects of different organic materials on the physicochemical properties of primary saline-alkali soil were studied in the west of Jilin province for two consecutive years. The organic materials included: grass (FG), sheep manure (SM), coarse corn straw (CS), and granular corn straw (GS). Soil pH, EC, total salt content, CEC, exchangeable sodium, ESP, organic matter, field capacity, water immersed bulk density, sedimentation coefficient, hardness and the morphological characteristics of soil aggregates were measured by conventional methods. CEC, SOM, and the physical properties varied significantly among the different treatments, whereas pH, EC, total salt content and exchangeable sodium did not. Moreover, the morphology of the organic materials significantly affected pH, EC1:5, total salt content, SOM and physical properties of the soil however, it did not affect the CEC, exchangeable sodium and ESP. Comparing granular corn straw with coarse corn straw, granular corn straw increased the SOM and field capacity by 48.5 and 17.0% respectively and decreased the pH, EC1:5, total salt content, water immersed bulk density, sedimentation coefficient and soil hardness by 2.6, 2.4, 3.7, 11.3, 6.2 and 7.7% respectively. In conclusion, the application of organic materials effectively improved the physical and chemical properties in the saline-alkali soil however did not cause a complete change in the saline-alkaline nature of the soil. The morphology of the organic materials also significantly affected soil properties, with granular corn straw having a better effect than the other treatments.

Keywords: coarse corn straw, granular corn straw, irrigation, morphology of organic material

 

Деградация, восстановление и охрана почв

Шабаев В. П., Бочарникова Е. А., Остроумов В. Е. Ремедиация загрязненной кадмием почвы при применении стимулирующих рост растений ризобактерий и природного цеолита // Почвоведение. 2020. № 6. С. 738-750. doi: 10.31857/S0032180X20060118

В вегетационных опытах изучено влияние двух штаммов бактерий рода Pseudomonas и природного цеолита на рост и элементный состав растений ячменя при выращивании на искусственно загрязненном кадмием гумусовом горизонте агросерой почвы (Luvisol). Применение бактерий P. fluorescens 21 или P. putida 23, или цеолита устраняло токсическое действие тяжелого металла на растения. Не установлено достоверного кумулятивного эффекта совместного внесения P. fluorescens 21 и цеолита. Устойчивость растений, подвергнутых кадмиевому стрессу, при применении бактерий и цеолита была обусловлена усилением роста корневой системы, уменьшением содержания кадмия в корнях и улучшением минерального питания растений. Внесение бактерий и цеолита увеличило вынос питательных элементов урожаем из почвы вследствие стимуляции роста растений в целом без существенных изменений концентрации макроэлементов N, P, K, Ca и Mg, а также Fe и микроэлементов Zn, Mn и Cu в растениях, в том числе в зерне. Внесение P. fluorescens 21 усилило закрепление Cd в почве в составе органических соединений в первой половине вегетационного периода, вероятно, вследствие секвестирования металла бактериальными сидерофорами. Применение бактерий и природного цеолита может быть рекомендовано при разработке стратегий ремедиации загрязненных кадмием почв на основе экологически безопасных технологий.
Ключевые слова: кадмиевый стресс, ячмень, бактерии рода Pseudomonas

 

Захарихина Л. В., Буртовой А. В. Антропогенная эволюция желтоземов санаторной зоны г. Сочи // Почвоведение. 2020. № 6. С. 751-761. doi: 10.31857/S0032180X20060143

Антропогенная эволюция желтоземов (Acrisols) санаторной зоны Сочинской агломерации с конца 20-х годов прошлого столетия характеризуется изменением кислотно-щелочных свойств почв и их гумусного состояния. Показатель сместился от 5.1 до 7.4 (средние значения по генетическим горизонтам почв), сумма обменных оснований увеличилась в 2.4 раза в верхнем горизонте (от 17.2 до 41.2 смоль(экв)/кг) и в 1.3 раза (от 15.9 до 21.0 смоль(экв)/кг) в структурно-метаморфическом оглеенном горизонте BMg. Подщелачивание почв, типичное для городской среды, определило подавление процесса элювиирования верхней части горизонта BMg. Содержание гумуса в почвах с поверхности сохранилось на том же уровне (около 6.7%), однако оно увеличилось в срединных горизонтах почв (до 3.6–4.3% при прежних значениях 0.5–0.8%). Данная трансформация обусловлена двумя факторами: 1) поcтуплением в почвы с поверхностным стоком и дренажными водами солей металлов, связанных с техногенезом, имеющих щелочную реакцию и трансформирующих кислотно-щелочные свойства почв; 2) окультуриванием почв (нанесением на поверхность материала гумусового горизонта черноземов) под насаждения экзотических растений дендропарков санаториев. Почвы диагностируются как агроземы структурно-метаморфические темные. Локально небольшими участками на территориях санаториев встречаются абраземы, в условиях подчиненных ландшафтов (участки склонов, примыкающих к руслам мелких ручьев) – хемоземы по желтоземам. На крутых склонах, прилегающих к Черноморскому побережью и не занятых санаторной инфраструктурой, развиты фактически не трансформированные желтоземы типичные. С увеличением показателя рН в желтоземах, связанным с усилением антропогенного преобразования, наблюдается устойчивое уменьшение изменений степени насыщенности почв основаниями по горизонтам почвенного профиля.
Ключевые слова: почвы субтропиков, трансформация, кислотно-щелочные свойства почв

Mao Zhengli, Zhao Huamei, Qin Zhuoping Pollution Assessment of Cd-Pb in Soils of a Large River Valley Basin in South China // Eurasian Soil Science. 2020. № 6. опубликована в английской версии журнала

To determine the distribution, migration and accumulation characteristics of heavy metal pollution in this unique geographical environment, 71 shallow soil samples were collected from Youjiang river basin in South China and amounts of Cd and Pb were determined. Heavy metal pollution in the river basin was assessed using pollution index methods, potential ecological risk index, geo-accumulation index; the spatial distribution characteristics of Cd and Pb pollution were analyzed by Kriging spatial interpolation. The results show that Cd and Pb levels were elevated to some extent in the study area. Results from the single-factor pollution index calculation show that a few Cd samples reached the level of severe pollution and was distributed in the southeastern part of the study area where adjacent to Pingguo large bauxite production base. And the moderately polluted area accounted for approximately 20% of the total samples and was distributed along the edge of the severely polluted area — the central (Tiandong county), midwest (near Baikuang power plant) and west (city of Baise) of the study area. The highest levels of Pb pollution only reached a classification of light pollution. Its spatial distribution was similar to the severely polluted area of Cd. The calculation and spatial distribution of the single potential ecological risk index also showed the same result, Cd pollution greatly exceeded that of Pb in the study area; the spatial distribution of pollution index and potential ecological risk index results for Cd and Pb were consistent, and the area of severe pollution was concentrated in the southeast and moderate pollution was distributed in northwest of study areas. This indicated that the development of mineral resources, population agglomeration and thermal power was the main cause of Cd and Pb pollution; it also indicated that the spatial migration ability of heavy metals in the study area was not strong. The calculation and spatial distribution of geo-accumulation indexes both showed a similar pollution degree for Cd and Pb.
Keywords: pollution source, spatial migration, similar, cadmium, lead

 

История науки

Мохначева Ю. В., Цветкова В. А. Библиометрический анализ почвоведения, как научного направления // Почвоведение. 2020. № 6. С. 762-770. doi:

10.31857/S0032180X2006009X
Показано, что с годами очень быстрыми темпами растет мультисциплинарность почвоведения как научного направления, а рассеяние информации по различным научным изданиям достигло чрезмерных размеров, и этот процесс продолжается. За 14 лет (2005–2018 гг.) количество российских журналов, представленных на eLIBRARY.ru и опубликовавших работы по почвенной проблематике, выросло более чем в 6 раз и на момент исследования насчитывало более 600 наименований русскоязычных изданий. Начиная с 1997 г. произошло окончательное смещение сегмента работ по почвенной проблематике из категории “почвоведение” в категорию “науки об окружающей среде”. Представлен анализ российского массива публикаций по почвенной проблематике за 1975–2018 гг. с точки зрения его позиционирования в мире. Показано, что в настоящее время наблюдается очень активный рост числа публикаций по почвоведению во всем мире и в России, в частности. Наиболее высокие темпы роста российского документопотока по этому направлению наблюдались в период 2016–2018 гг. По количеству публикаций российское почвоведение занимает хорошие позиции в мире. Анализ цитируемости продемонстрировал рост уровня цитируемости по базам данных Web of Science Core Collection и Scopus. Вопреки широко распространенному мнению о преимущественном цитировании статей, показано, что по направлению “Почвоведение” лидерство по цитируемости в базе данных eLIBRARY.ru принадлежит монографиям.
Ключевые слова: библиометрия, наука в России, публикационная активность, рассеяние информации

                    

Скачать

Почвоведение №7, 2020


Генезис и география почв

Губин С. В., Лупачев А. В. Почвы и отложения озерно-аласных котловин тундр Колымской низменности // Почвоведение. 2020. № 7. С. 775-790. https://doi.org/10.31857/S0032180X20070047

Почвообразование на террасах озерно-аласных котловин в тундровой зоне Колымской низменности протекает на отложениях, различающихся своим происхождением, но обладающих достаточно высоким сходством состава и свойств материала. Строение почв и почвенного покрова террас и склонов котловин отражает основные тренды протекающего здесь в голоцене почвообразования и происходящей перестройки ландшафтной обстановки. На террасах высокого и среднего уровней четко прослеживается тенденция развития почв в направлении формирования криоземов, доминирующая и на территории водораздельных поверхностей. На террасах низкого уровня и днищах озерно-аласных котловин идут оглеение и торфонакопление, имеющие здесь устойчивый и прогрессирующий характер. Почвообразование протекает при близком залегании границы многолетней мерзлоты, расположенной на глубине менее метра, и все формирующиеся на рассматриваемой территории почвы, относятся к мерзлотным (Cryosols).
Ключевые слова: криозем, Cryosol, торфяные почвы, Histosol, криогенный массообмен, термокарст, террасы

 

Костенко И. В., Опанасенко Н. Е. Сравнительная характеристика горно-лесных и горно-луговых почв Долгоруковской яйлы (Горный Крым) // Почвоведение. 2020. № 7. С. 791-802. https://doi.org/10.31857/S0032180X20070072

Проведены сопряженные исследования горно-луговых и горно-лесных почв на всем протяжении Долгоруковской яйлы – горного плато, являющегося частью северного макросклона Главной гряды крымских гор, в диапазоне высот от 560 до 975 м над ур. м. Изучены морфологическое строение, гранулометрический состав, кислотность, состав ППК, содержание свободного железа, показатели гумусного состояния, оптические характеристики почвенных образцов. Лесные почвы в пределах всего склона относятся к буроземам кислым и темным (Cambisols, Luvisols), имеют сходное морфологическое строение профиля и близкий характер профильного распределения ила, гумуса и свободного железа. Подлуговой растительностью в верхней части плато распространены горно-луговые, горно-луговые черноземовидные и остаточно-карбонатные почвы (Phaeozems), в нижней – переходные к черноземам предгорным (Chernozems). Запасы гумуса в слое 0–50 см почв под луговой растительностью варьировали от16.6 до 42.2, под лесной – от 10.7 до 18.8 кг/м2. С увеличением высоты над уровнем моря в почвах подлесной и луговой растительностью наблюдалось увеличение кислотности и уменьшение степени насыщенности основаниями. Бóльшая кислотность в пределах всего диапазона высот присуща лесным почвам, но в верхней части плато разница между лесными и луговыми почвами по этому показателю минимальна. В почвах под луговой растительностью с увеличением высоты также наблюдалось увеличение содержания оксалаторастворимого железа, а его среднее содержание в гор. А (226 ± 67 мг/100) было выше, чем в лесных почвах (183 ± 41 мг/100 г). Основными причинами, обуславливающими более интенсивную окраску почв под травянистой растительностью по сравнению с лесными почвами при равном содержании в них гумуса, являются различия в степени гумификации органического вещества и оптической плотности гуминовых кислот.
Ключевые слова: Cambisols, Luvisols, Phaeozems, Chernozems, гумусированность, кислотность, оптическая плотность гуминовых кислот

 

Химия почв

Шамрикова Е. В., Денева С. В., Кубик О. С., Панюков А. Н. Соединения азота в почвах континентальных окраин Европейского сектора Российской Арктики // Почвоведение. 2020. № 7. С. 803-815. https://doi.org/10.31857/S0032180X20070138

Проанализированы особенности распределения органических и минеральных форм азота в маршевых и тундровых почвах европейского сектора Российской Арктики (побережья Баренцева и Белогоморей). Методом газовой хроматографии на CHNS-O-элементном анализаторе измерено содержание общего азота, фотометрическим методом – содержание азота неорганических соединений. Методом жидкостной хроматографии на ионообменных смолах определен состав гидролизуемых аминокислот. Минеральные соединения составляют незначительную долю общего азота почв, основная часть азотного фонда (до 97% от общего содержания) представлена органической формой (Nорг). Масса Nорг варьирует в широких пределах как в маршевых (0.3–15.8 г/кг), так и тундровых почвах(5–20 г/кг в торфяных горизонтах и 0.3–2 г/кг в минеральных). Содержание N– в первых колеблется в диапазоне 5–20, а вторых – 30–200 мг/кг. Нитратный азот обнаружен в поверхностных горизонтах почв маршей в количестве 0.2–4.6 мг/кг. Для маршевых почв характерно накоплениеNорг на поверхности, либо в срединной части профиля при наличии гумусово-аккумулятивных горизонтов, погребенных современными морскими отложениями. В торфяно-глееземе имеет место аккумуляция Nорг и N– над мерзлотой, в торфяной олиготрофной почве – в многолетнемерзлой толще. Содержание азота гидролизуемых аминокислот в почвах разного генезиса соответствует0.6–8 г/кг, что составляет 30–60% почвенного органического азота и 2–12% органического углерода. Распределение N аминокислот и органического азота в профилях идентичны. Отмечено однообразие качественного состава аминосоединений и близость соотношения большинства из них. Доля аргинина, гистидина, фенилаланина, тирозина, изолейцина составляет <4% каждой, лизина, валина, пролина, серина и треонина – по 5–7%, аланина и лейцина – по 10–12%. Вглубь профиля маршевых почв выражено повышение доли глицина при его колебании от 12 до 20% и снижение роли аспарагиновой, глутаминовой аминокислот с 11 до 6%. В маршевых почвах выявлена корреляционная связь содержания илистой фракции, несиликатных форм железа с Nорг, N– и с азотом большинства идентифицированных аминокислот (r = 0.6–0.9). Максимальные значения r характерны для пар дитиониторастворимых форм Fe с азотом треонина и гистидина.
Ключевые слова: маршевые почвы, тундровые почвы, минеральный азот, органический азот, аминокислотный состав, прибрежные территории

 

Куликова Н. А. Влияние водорастворимых компонентов почв на размер и электрокинетический потенциал наноалмазов // Почвоведение. 2020. № 7. С. 816-827. https://doi.org/10.31857/S0032180X20070084

Возрастающие темпы применения наночастиц привели к необходимости рассматривать их как токсиканты нового класса. Наноалмазы занимают особое положение, так как используются в товарах широкого потребления, например, в горюче-смазочных материалах, что увеличивает риск загрязнения почв этими наночастицами. Цель работы: оценка влияния водорастворимых компонентов почв на электрокинетический потенциал (ζ-потенциал) и размер наноалмазов детонационного синтеза. Объектами исследования служили водные экстракты из 15-ти образцов почв зонального ряда. При внесении наноалмазов в водные экстракты почв наблюдали рост средневзвешенного гидродинамического диаметра наноалмазов с 24 до 69–683 нм и падение ζ-потенциала по абсолютной величине с –22 до –(11.2–19.5) мВ; в одном случае был отмечен рост этого показателя по абсолютной величине до –34.5 мВ. Наибольшее увеличение размеров наноалмазов наблюдали в водных экстрактах с высокими рН и отношением Ca/(Fe + Al). На основании установленных обратных корреляционных связей ζ-потенциала наноалмазов с коэффициентом экстинкции почвенного растворенного органического вещества и содержанием железа в водных экстрактах было высказано предположение о возможности повышения стабильности наноалмазов в почвенных растворах в присутствии низкомолекулярных компонентов растворенного органического вещества и при высоких концентрациях железа. Полученные результаты позволяют предполагать коагуляцию и уменьшение подвижности наноалмазов в почвах вследствие их взаимодействия с водорастворимым и компонентами почв; исключение могут составлять солонцы (Solonetz), где возможно увеличение подвижности наноалмазов.
Ключевые слова: наноалмазы детонационного синтеза, растворенное органическое вещество почв, Retisol, Phaeozem, Chernozem

 

Yu Zhang* Chen Li, Maolin Wang National-scale meta-analysis of soil carbon and nitrogen accumulation potential in China's Grain for Green Program // Eurasian Soil Science. 2020. № 7. Опубликована только в английской версии журнала

Grain for Green Program (GFGP) by establishing revegetation on degraded cropland has been considered effective to capture soil carbon (C) in terrestrial ecosystems. However, the magnitude and direction of soil C sequestration and its relation to soil nitrogen (N) dynamics are still poorly known. This study analyzed the literature to determine the influence of low-yield cropland conversion on soil C and N stocks and summarized the results via meta-analysis from 94 recent publications (534 observations) from 1999 to 2018. Cropland conversion had a positive and significant impact on soil C stocks at depths of 0–20, 20–40 and 0–100 cm, and significantly affected soil N stocks at a depth of 0–20 cm. The changes in soil C significantly correlated with N accumulations, but increased at different rates. Soil C sequestration was highly positively related with initial soil C amounts for forest and grassland (0–40 cm), and shrub land (0–20 cm), but there was no initial soil N limitation for later soil N accumulation at all depths. A redundancy analysis revealed that restoration age was the main parameter affecting both soil C and N accumulations. This study showed significant and positive relationships between soil C and N after cropland conversion, and suggested that soil C sequestration could be sustained with soil N availability in the long term. Together, cropland conversion could effectively gain C stock without N limitation in long-term restoration under GFGP in China.
Keywords: Soil carbon and nitrogen stocks, grain for green program, cropland conversion, land cover change

 

Физика почв

Смагин А. В. Физические показатели и механизм слитизации (на примере Предкавказского слитого чернозема) // Почвоведение. 2020. № 7. С. 828-839. https://doi.org/10.31857/S0032180X20070151

Слитизация является широко распространенным процессом, приводящим к неблагоприятным физическим и технологическим свойствам черноземных почв. До сих пор нет единой точки зрения на генезис этого явления, хотя априори ясно, что в его основе лежат физико-химические механизмы взаимодействия тонкодисперсных частиц и почвенной влаги в циклах набухания и усадки. В работе на количественном уровне рассматриваются закономерности динамики основных категорий пористости в зависимости от содержания влаги в различных генетических горизонтах слитого предкавказского чернозема выщелоченного (Luvic Chernozem (Epiloamic, Katoclayic, Aric, Novic, Bathyvertic))в сравнении с черноземом, лишенным признаков актуальной слитости. В качестве показателей используются структурные диаграммы пористости как функции удельных объемов различных категорий пор в зависимости от удельного объема влаги в почве. В основе их построения лежит экспериментальный материал по текстурной пористости агрегатов, полученный методом насыщения индивидуальных агрегатов неполярной жидкостью (толуолом) с увлажнением горячим паром, а также фундаментальная ионно-электростатическая модель расклинивающего давления. Слитизация характеризуется значительным сокращением текстурной пористости и преобладанием удельных объемов внешнего порового пространства (трещин, межагрегатных пустот) в общей структуре пористой дисперсной системы. Наиболее вероятной причиной слитизации является резкое (двукратное)сокращение эффективной ширины двойного электрического слоя дисперсной системы с усилением взаимодействия частиц через устойчивые слои жидкой фазы (эффект компакции). В свою очередь это вызывает неблагоприятные технологические свойства слитых черноземов, глыбистую фрагментацию при иссушении с образованием крупных трещин, затрудняющую механическую обработку таких почв и земледелие в целом.
Ключевые слова: слитизация черноземов, набухание и усадка, тонкодисперсные почвы, структура и динамика порового пространства, текстурная пористость, влажность, расклинивающее давление

 

Скворцова Е. Б., Шеин Е. В., Романенко К. А., Абросимов К. Н. Формирование пузырьковых пор в агрегатах из элювиального горизонта дерново-подзолистой почвы // Почвоведение. 2020. № 7. С. 840-849. https://doi.org/10.31857/S0032180X2007014X

В лабораторных условиях с помощью микротомографического анализа исследовано участие капиллярного увлажнения и 5–20-кратного замораживания–оттаивания в зарождении и развитии внутриагрегатных пузырьковых микро- и мезопор в обособленном агрегате d = 3 мм из горизонта ELлесной дерново-подзолистой почвы. Показано, что основные томографически видимые измененияпорового пространства приурочены к стадиям капиллярного увлажнения и первым четырем циклам замораживания-оттаивания. Капиллярное увлажнение воздушно-сухого агрегата обусловливает зарождение пузырьковых микропор в почвенной массе. Первичное замораживание увлажненного агрегата фиксирует новообразованные пузырьки и добавляет признаки внутриагрегатной микрошлировости. Первичное оттаивание замороженного агрегата запускает процессы обособления и постепенного укрупнения пузырьковых пор. В последующих трех циклах опыта замораживание фиксирует сложившуюся картину пузырьковой пористости, а оттаивание способствует слияниюмелк их пузырьков в более крупные. На пятом и последующих циклах многие из пузырьковых порвыходят за пределы расплывшегося агрегата и при 10–20-кратном замораживании в мерзлом агрегате преобладают горизонтально ориентированные морозные микрошлиры.
Ключевые слова: физика почв, морфология почв, микроморфология почв, поровое пространство почвы,
капиллярное увлажнение, замораживание–оттаивание, Albic Glossic Retisol (Lomic, Cutanic)

 

V. Rubinića, N. Ilijanićb, I. Magdića, A. Bensaa, S. Husnjaka, and K. Krkleca Plasticity, mineralogy, and WRB classification of some typical clay soils along the two major rivers in Сroatia // Eurasian Soil Science 2020. № 7. Опубликована только в английской версии журнала

Quantification of soil plasticity is usually based on Atterberg limits or indices, which are then used for engineering and agricultural purposes on clay soils. Because these limits/indices are seldom analyzed during routine soil surveys, they are sometimes estimated from available soil properties using pedotransfer functions (PTFs). Main aim of this study was to test if two robust PTFs, previously created by other authors for other soils/areas, may be used for predicting plasticity of typical clay soils on fluvial deposits in Croatia. We analyzed mineralogy, plasticity, and related physicochemical properties of four representative soil profiles along Sava and Drava, two longest Croatian rivers. Particle size distribution patterns pointed to more uniform sedimentation along Sava, compared to Drava. Also, more clay was found within Sava profiles. Soil texture was finer farther away from the sources of both rivers. Soil cation exchange capacity (CEC) was almost fully positively correlated to clay content. On the other hand, Corg content showed no correlation to CEC. This is attributed to the significant presence of smectite across all studied soils. Clay was recognized as the main factor influencing soil plasticity. When compared to the measured values, the predicted values of plasticity index and liquid limit were heavily underestimated. Hence, region-specific PTFs should be developed for more accurate prediction of plasticity in these soils. According to the WRB-2015, the soils were classified as Eutric Reductigleyic Stagnic Gleysols (Clayic, Humic, Protovertic). Because soils were not dry during field description, shrink-swell cracks were not prominent, and therefore soils were not classified as Vertisols. We suggest that field criteria for classification of Vertisols should not depend on actual soil moisture. Instead, plastic limits/indices could be used.
Keywords: Atterberg limits, Cu-trien CEC determination, Gleysols, Pedotransfer functions, Vertisols

 

Биология почв

Макаров М. И., Сабирова Р. В., Кадулин М. С., Малышева Т. И., Журавлева А. И., Онипченко В. Г., Аксенова А. А. Зависимость свойств почвы альпийской лишайниковой пустоши от влажности и присутствия Vaccinium vitis-idaea в составе фитоценоза // Почвоведение. 2020. Т. 65. № 7. С. 850-859. https://doi.org/10.31857/S0032180X20070096

Увеличение участия кустарничков и кустарников в составе фитоценозов альпийских лугов и наблюдающаяся тенденция уменьшения количества атмосферных осадков теплого периода в горных регионах определяют актуальность оценки роли эктомикоризы и эрикоидной микоризы и влажностипочвы в изменении доступности элементов питания для растений и микроорганизмов. Изучены свойства горно-луговой почвы (Umbric Leptosol) альпийской лишайниковой пустоши в Тебердинском заповеднике, характеризующие лабильные формы углерода, азота и фосфора, а также биологическую и ферментативную активность при разной влажности и при наличии или отсутствии верескового кустарничка Vaccinium vitis-idaea в составе фитоценоза. Показано, что под V. vitis-idaea почва характеризуется большей кислотностью и в меньшей степени реагирует на изменение ее влажности. Различия в свойствах при наличии и отсутствии V. vitis-idaea преимущественно определяются выраженной реакцией почвы на изменение влажности в отсутствие кустарничка. Под травяной растительностью при уменьшении влажности почвы снижаются концентрации неорганических соединений азота, активности процессов N-минерализации и нитрификации, микробная биомасса и базальное дыхание, но увеличивается концентрация лабильных органических соединений углерода, азота и активности экзоферментов. Такие изменения свидетельствуют о сдвиге трансформации органического вещества от минерализации к деполимеризации, больше характерной для экосистем с доминированием эктомикоризы и эрикоидной микоризы.
Ключевые слова: эрикоидная микориза, влажность почвы, углерод, азот, фосфор, микробная биомасса, ферментативная активность

 

Минералогия и микроморфология почв

Герасимова М. И., Савицкая Н. В. Признаки природной и антропогенной эволюции в микростроении почв Быковского расширения Москворецкой поймы // Почвоведение. 2020. № 7. С. 860-870. https://doi.org/10.31857/S0032180X20070035

Почвы озеровидного Быковского расширения имеют давнюю историю с чередованием разных видов использования: луг, пригородное хозяйство, пашня с планировкой поверхности и местами с осушением, залежь. Эти виды антропогенных воздействий на почвы оценивались микроморфологическим методом. Были подтверждены известные представления о микростроении аллювиальных почв, а также выявлены особые природные черты аллювиальных почв, отражающие их положение в озеровидном расширении поймы, почв останцов террас и различные антропогенные события в их истории. Так, характерные природные черты аллювиальных почв выражены относительно слабо в условиях озерно-аллювиального режима, свойства агрогоризонтов близки таковым природных почв, признаков агрогенной деградации не обнаружено. Режим залежи проявляется в усложнении микроструктур, активизации мезофауны. Микростроение осушенной и глеевой аллювиальных почв различается формами железистых новообразований в профиле: сегрегационных в основном в виде нодулей в первом случае и миграционно-пропиточных – железистых кутан по порам и мощной пропитки (гидр)оксидами железа, сочетающейся с сильным локальным обезжелезнением, во втором. На останце террасы – достаточно распространенном элементе рельефа озеровидных расширений – обнаружена текстурно-дифференцированная почва, верхние горизонты которой были перемещены при планировке поверхности. Микроморфологическим “маркером” перемещенного материала являются блоковые агрегаты текстурного горизонта ВТ, трансформированные и/или включенные в разной степени в почвенную массу верхних горизонтов. В почве останца сохранился горизонт ВТ, однозначно диагностируемый по микроструктурам, оптическим свойствам микромассы и иллювиальным кутанам.

Ключевые слова: аллювиальные почвы, микроморфологическая диагностика, смена видов использования, останцы террас, погребенные дерново-подзолистые почвы

 

Агрохимия и плодородие почв

Кирюшин В. И. Методология комплексной оценки сельскохозяйственных земель // Почвоведение. 2020. № 7. С. 871-879. https://doi.org/10.31857/S0032180X20070060

Дан анализ различных направлений оценки сельскохозяйственных земель. Показаны недостатки и ограничения применения почвенно-экологического индекса. Обосновывается необходимость дифференциации и расширения оценочных показателей по мере интенсификации сельского хозяйства. Обсуждается опыт агроэкологической оценки, типологии и классификации агроландшафтов и почв для проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия. Предлагается использовать этот опыт и имеющиеся в стране базы данных исследований почв для создания системы комплексной оценки сельскохозяйственных земель. В качестве исходной позиции ее создания предлагается формализация оценочных требований в виде реестра биологических потребностей сельскохозяйственных культур и сортов и регистра агротехнологий. В соответствии с этими требованиями предложено разрабатывать реестр моделей оценки агроэкологического состояния видов земель по их агроэкологическим группам в пределах провинций природно-сельскохозяйственных зон. В качестве результирующих оценок рассматривается методика создания регистров продуктивности агроэкологических видов земель и регистров показателей экономической эффективности их использования при экстенсивных, нормальных и интенсивных агротехнологиях.
Ключевые слова: бонитировка почв, биологические требования растений, регистры агротехнологий, агроэкологические виды земель, модели оценки, реестры продуктивности, экономическая оценка

 

Белобров В. П., Юдин С. А., Холодов В. А., Ярославцева Н. В., Юдина А. В., Дридигер В. К., Стукалов Р. С., Клюев Н. Н., Замотаев И. В., Ермолаев Н. Р., Иванов А. Л. Изменение физических свойств черноземов при прямом посеве // Почвоведение. 2020. № 7. С. 880-890. https://doi.org/10.31857/S0032180X20070023

Приводятся результаты исследований по влиянию прямого посева в сравнении с традиционной технологией обработки почв (отвальной вспашкой с аналогичным плодосменом) в поверхностном(0–20 см) слое на естественную плотность до посева и в период вегетации, микро- и макроагрегатный составы в разных подтипах черноземов. Рассмотрены типичные, обыкновенные и южные черноземы. Для всех подтипов показано улучшение физических свойств при введении прямого посева в сравнении с контрольными вариантами. Возделывание сельскохозяйственных культур без обработки почвы в течение четырех и шести лет не привело к уплотнению типичных и обыкновенных черноземов. Микроагрегатный состав типичных черноземов под прямым посевом демонстрировал большую долю крупных фракций (>50 мкм) по сравнению с контролем. Вероятно, это указывает на возникновение при переходе на прямой посев процессов формирования микроагрегатов, сходных с естественными ценозами, для которых характерно относительно большее содержание фракции 50–250 мкм. Во всех подтипах черноземов под прямым посевом увеличилась водоустойчивость макроагрегатов. В типичном черноземе возросла доля агрономически ценных агрегатов. По-видимому, увеличение водоустойчивости связано с возрастанием поступления в почву водорастворимого органического вещества при прямом посеве, связанное с особенностями технологии (отсутствием заделки растительных остатков). При этом в южных черноземах это влияние проявлялось только во фракциях >7 мм, а для меньших агрегатов этого подтипа хорошая водоустойчивость обеспечивается высоким содержанием кальция вне зависимости от вида обработки.
Ключевые слова: равновесная плотность, микро- и макроагрегатный состав, коэффициент структурности, средневзвешенный диаметр водоустойчивых агрегатов, no-till, нулевая обработка, Chernozems

 

Mahdi Najafi-Ghiri, Hamid Reza Boostani, Negin Mohaviye-Asadi, Majid Beizavi, Mina Shafiei, Maryam Mirdoraghi Pollution Assessment of Cd-Pb in Soils of Youjiang River Basin in South China // Eurasian Soil Science. 2020. № 7. Опубликована только в английской версии журнала

Arid and semi-arid soils of southern Iran may fix a large content of applied potassium (K), but the fixed K may be gradually supplied to plants. Sixteen representative soils under orange cultivation (Citrus sinensis (L.) Osbeck) from arid and semi-arid regions of southern Iran were selected and K fixation capacity of the soils were calculated. Then, the K-treated and control soil samples were extracted for K during 10 stages with 0.01 M CaCl2. Results indicated that the studied soils were able to fix 25 to 280 mg K kg-1. Mean contents of cumulative K released ranged 48-262 and 85-512 mg kg-1 for the control and K-treated soils, respectively, with significant difference (p<0.05). The control soils released 42-69% (mean of 57%) of K during the first three stages of extraction, and this was significantly (p<0.05) lower than that for the K-treated soils (55-86% with mean of 69%). No significant difference was found between the control and K-treated soils in K release during 4 to 10 stages of extraction. The fixation of added K is occurred in more available sites (wedge zone) of clay minerals and the fixed K may be released easily during the K extraction experiment. Thus, the availability of the fixed K (originated from chemical fertilizers) is considerably more than the native non-exchangeable K ions due to its fixation in the mineral edges. Generally, calcareous soils in arid environments had a high proportion of K-bearing minerals and able to fix added K fertilizers, but the fixed K may be released easily during the plant growth season and it should be considered as a benefit process.
Keywords: CaCl2 extractant; calcium carbonate equivalent; clay interlayer; smectite; wedge zone

 

Деградация, восстановление и охрана почв

Попова М. Б., Манахов Д. В., Кизеев А. Н., Ушамова С. Ф., Липатов Д. Н., Чирков А. Ю., Орлов П. С., Мамихин С. В. Содержание и распределение 137Cs в подзолах в районе расположения Кольской атомной электростанции // Почвоведение. 2020. № 7. С. 891-900. https://doi.org/10.31857/S0032180X20070114

 

Проанализировано содержание и профильное распределение 137Cs в подзолах иллювиально-железистых карликовых и мелкоподзолистых (Albic Podzol), сформированных под сосняками черничнолишайниковыми и зеленомошно-лишайниково-черничными в районе расположения Кольскойатомной электростанции. Плотность загрязнения (запас) 137Cs корнеобитаемой толщи (0–30 см) висследованных почвах существенно ниже установленного уровня относительно удовлетворительной экологической обстановки в 37 кБк/м2 и составляет 0.53–2.46 кБк/м2. Значительная доля 137Cs (от 60 до 90%) сосредоточена в минеральных горизонтах. Показано, что плотность загрязнения 137Cs в зоне наблюдения атомной электростанции обусловлена преимущественно глобальными выпадениями. Наибольшее влияние на накопление 137Cs оказывает запас органического вещества в исследованных почвах.
Ключевые слова: радиоцезий, плотность загрязнения, радиоэкологический мониторинг, подзол, Albic Podzol, глобальные радиоактивные выпадения, Кольский полуостров, профильное распределение

 

Казеев К. Ш., Трушков А. В., Одабашян М. Ю., Колесников С. И. Постагрогенное изменение ферментативной активности и содержания органического углерода чернозема в первые 3 года залежного режима // Почвоведение. 2020. № 7. С. 901-910. https://doi.org/10.31857/S0032180X20070059

Проведены исследования биологического состояния чернозема обыкновенного (сегрегационномиграционного, Haplic Chernozem (Loamic)) в первые годы залежного режима в сравнении с пахотным аналогом, старовозрастными залежами и эталонным целинным участком степи. Эксперимент включал в себя полевой опыт по переводу старопахотного участка чернозема обыкновенного Ботанического сада Южного федерального университета в залежный режим со сравнительным исследованием содержания органического углерода и активности ферментов двух классов: оксидоредуктаз(каталазы и дегидрогеназ) и гидролаз (β-фруктофуранозидаза). Увеличение содержания органического углерода на участке молодой залежи обнаружено уже в первый год исследований. В последующие годы залежного режима оно существенно не изменялось и варьировало в течение вегетационного сезона в зависимости от срока наблюдения. Активность исследуемых ферментов также начинает увеличиваться в первый год залежного режима и продолжает восстанавливаться в течение всего времени после прекращения агрогенного воздействия. Активность каталазы на участке молодой залежи по сравнению с пахотным участком в первый год исследований выше на 9% (p < 0.05), активность дегидрогеназ – на 20% (р < 0.05), β-фруктофуранозидазы – на 10% (р < 0.05). Однако ферментативная активность значительно ниже уровня старовозрастных залежей и, тем более, эталонного участка целинной степи.
Ключевые слова: агрогенное воздействие, восстановительная сукцессия, биоиндикация, органическое вещество, биологическая активность

 

Wu Xiaoxia, Gu Zhujun. Contribution Weight of Forest Canopy and Grass layers to Soil and Water Conservation on Water-eroded areas in Southern China // Eurasian Soil Science. 2020. № 7. Опубликована только в английской версии журнала

In this study, the contribution weight of soil and water conservation effect of forest canopy layer and grass layer were calculated and analyzed using the measured data of soil loss (SL) and surface runoff depth (RD) in 12 experimental plots in Changting County, Fujian Province, China. Results indicate that the average SL and RD followed the order: pure tree > pure grass > tree-grass. Either SL or RD did not present a simple addition relationship among the three kinds of vegetated plots, especially for RD, thereby exhibiting the interaction effects between tree canopy and grass layers. The weight coefficients to soil and water conservation followed the order: grass > tree canopy > interaction between tree and grass, with 0.40, 0.35, and 0.25 for soil conservation, and 0.76, 0.14, and 0.10 for water conservation, respectively. The structured leaf area index (LAI) calculated with the weighted addition of LAIs of tree and grass correlated better with soil and water conservation effects than with overall and layered LAIs. The contribution weights in the construction of structured vegetation parameters can be applied for soil and water conservation.
Keywords: forest vertical structure, tree canopy, understory grass, soil and water conversation, weight coefficient

 

Скачать

                                           

Почвоведение №5, 2020


Генезис и география почв

Оконешникова М. В., Иванова А. З., Десяткин Р. В. Почвы Верхоянского хребта в пределах Аркачанского плато // Почвоведение. 2020. № 5. С. 509-518. doi: 10.31857/S0032180X2005010X

Цель работы – изучить почвы высотного ландшафтно-экологического профиля Аркачанского плато (65° N, 130° E) и дать морфогенетическую характеристику этих почв в системе новой классификации почв России. Абсолютная высота гор в среднем достигает 1200 м, относительная высота колеблется от 400 до 500 м. Плато сложено песчаниками, алевролитовыми и глинистыми сланцами мезозойского возраста. Климат района суровый, резко континентальный. Многолетняя мерзлота в пределах провинции распространена повсеместно, однако в профиле горных почв она часто отсутствует, так как ее верхняя граница опускается за пределы сильнокаменистого почвенного профиля. Установлено, что в структуре вертикальной зональности Аркачанского плато преобладают горно-тундровый (выше 1100 м над ур. м.) и горно-таежный пояса (ниже 1000 м над ур. м.) с различными типами литоземов (Leptosols), торфяно-литоземов (Cryic Epirockic Histosols) и перегнойных почв (Eutric Histic Skeletic Leptosols). На надпойменных террасах горных речек сформированы маломощные криоземы глееватые (Turbic Cryosols), в аккумулятивных зонах склонов – каменистые торфяно-глееземы (Histic Reductaquic Cryosols) и в пойменной части – аллювиальные серогумусовые почвы (Skeletic Leptosols). Характерными особенностями всех типов почв являются небольшая мощность почвенного профиля, торфянистость и грубогумусность, высокая каменистость, кислая или слабокислая реакция почвенной среды, поверхностная ненасыщенность, слабовыраженная морфологическая и физико-химическая дифференциация профиля. Полученные результаты могут быть использованы для расширения базы данных и систематической характеристики почв слабоизученных горных областей.

Ключевые слова: горные почвы (Leptosols, Cryosols, Histosols), Якутия, криолитозона

 

Михаревич М. В., Мыглан В. С., Приходько В. Е. Реконструкция климата и ландшафтов средневековья на основе палинологического изучения подкурганных почв и дендрохронологических данных Алтая // Почвоведение. 2020. № 5. С. 519-534. doi: 10.31857/S0032180X20050093

Изучен чернозем обыкновенный фоновый и погребенный под двумя курганами некрополя Сростки-1, созданного в 890–975 гг. (калибровка по 1δ) в Бийском районе Алтайского края. Педогенные данные и использование 20 индексов выветривания, биологической активности, выноса солей показали, что палеопочвы средневековья в фазу, предшествовавшую сооружению курганов, формировались в более засушливом климате по сравнению с современными условиями. Затем началась его гумидизация, об этом свидетельствуют палинологические данные, согласно которым в то время происходило сокращение площади боров, очевидно, в результате более холодных зим. Ареалы березовых и приречных ивовых лесов уменьшились сравнительно с современностью за счет вырубки сросткинским этносом. В средневековье мезофитное разнотравье богатого состава занимало бóльшие площади и преобладало над сухостепным. Отмечалось разрастание осоковых локусов на расширившихся болотах, возникших при высыхании мелких водоемов, при сокращении водоохранной роли лесов. Выявлено небольшое увеличение количества пыльцы маревых и диких злаков, среди которых много степных видов и ксерофитов рода полыней. Это может свидетельствовать об антропогенном воздействии, поскольку происходило нарушение поверхности при создании 61 сросткинского кургана. С использованием дендрохронологического метода определена ежегодная динамика среднелетней температуры за последние 2000 лет. Установлено, что летняя теплообеспеченность в сросткинский период в VIII–XII вв. и при строительстве некрополя Сростки-1 преимущественно соответствовала среднему значению. Отмечались летние похолодания: 850–870 и 930–950 гг. и термические экстремумы: 876–882 и 982 гг. с температурой на 1.5°С, отличающейся от эталонных значений 1961–1990 гг. Изменчивость климата средневековья разных регионов юга Западной Сибири свидетельствует о метахронности его динамики, обусловленной локальными условиями, и о направленности его изменений, соответствующей Центральной Азии.

Ключевые слова: реконструкция природных условий, палеопочва, палинология, дендрохронология, курганы

 

Рязанцев П. А., Бахмет О. Н. Опыт комплексного использования электроразведочных методов для картирования почвенных неоднородностей (на примере почв Заонежского полуострова) // Почвоведение. 2020. № 5. С. 535-546. doi: 10.31857/S0032180X20050123

Рассмотрен комплекс электрических методов геофизики: сопротивления на постоянном токе и вызванной поляризации – с целью картирования почвенных неоднородностей. В полевых условиях на шунгитовых почвах (Заонежский полуостров, Республика Карелия) при помощи электродной установки A–M–N–B с разносами, равными 15 см, выполнены измерения параметров удельного электрического сопротивления (УЭС) и интенсивности вызванной поляризации (ВП). Для обеспечения достоверности интерпретации измеряли относительную влажность почв и определяли гранулометрический состав. По карте значений УЭС выявили изменчивость влажности почв и в меньшей степени гранулометрического состава. По карте значений ВП определили области вариации вещественного состава, в частности, увеличение содержания шунгитового вещества. Анализ корреляционной зависимости электрофизических параметров от влажности показал для УЭС коэффициент Спирмена rs = –0.426, а для ВП rs = 0.076, что подтверждает гипотезу о разном уровне влияния содержания влаги на такие параметры. В процессе изучения влияния частоты генерируемого электрического сигнала установили увеличение интенсивности ВП в диапазоне частот 0.01–0.1 Гц для почв с повышенным содержанием углерода. При анализе образов почв выявили, что источником аномалий ВП на исследуемом участке может служить как изменение гранулометрического состава, так и содержание шунгитового вещества. Следовательно, в естественных условиях с помощью данных электрофизических показателей можно определять влажность почв, вариации гранулометрического состава, а также текстурно-структурные особенности.

Ключевые слова: удельное электрическое сопротивление, вызванная поляризация, влажность, гранулометрический состав, шунгитовое вещество

 

Химия почв

Макаров М. И., Малышева Т. И., Кадулин М. С., Верховцева Н. В., Сабирова Р. В., Лифаноа В. О., Журавлева А. И., Карпухин А. И. Влияние растений с эрикоидной микоризой и эктомикоризой на свойства почвы злакового луга в горной тундре Хибин // Почвоведение. 2020. № 5. С. 547-558. doi: 10.31857/S0032180X20050081

Изучение влияния растений с разным типом микоризного симбиоза на процессы трансформации соединений углерода, азота и фосфора в почвах важно в связи с необходимостью прогноза изменения циклов биогенных элементов при изменении структуры фитоценозов в меняющихся условиях окружающей среды. Изучено влияние на свойства почвы (Umbric Leptosol) злакового луга в горной тундре Хибин присутствия в составе фитоценоза кустарничков (Empetrum hermaphroditum, Vaccinium myrtillus, Vaccinium uliginosum, Vaccinium vitis-idaea) с эрикоидной микоризой (ЭРМ) и кустарника (Betula nana) с эктомикоризой (ЭКМ). Показано, что при наличии растений с ЭРМ и ЭКМ в почве увеличивается содержание подвижного минерального и органического фосфора, экстрагируемого органического азота, соотношение С/N в микробной биомассе, но уменьшается содержание нитратов, активности N-минерализации и нитрификации, а также соотношения С/N и С/P в экстрагируемом органическом веществе. Повышенная активность глюкозидазы, хитиназы и фосфатазы свидетельствует об активности экзоферментов ЭРМ грибов даже при высокой доступности неорганических азота и фосфора.

Ключевые слова: углерод, азот, фосфор, микробная биомасса, жирные кислоты, ферментативная активность

 

Соколова Т. А. Низкомолекулярные органические кислоты в почвах: источники, состав, функции в почвах (обзор) // Почвоведение. 2020. № 5. С. 559-575. doi: 10.31857/S0032180X20050159

Рассмотрены основные источники алифатических и ароматических низкомолекулярных органических кислот (НМОК) в почвах: растительные остатки, корневые экссудаты и метаболиты микроорганизмов. В растворах из верхних горизонтов почв лесных экосистем среди алифатических НМОК преобладают лимонная, щавелевая и яблочная, а среди ароматических НМОК – замещенные и незамещенные бензойные и коричные кислоты. Концентрация НМОК в растительных тканях, корневых экссудатах и в микробных метаболитах измеряется единицами и десятками миллимолей в литре. Помимо эффекта разбавления при переходе к почвенным растворам эта величина уменьшается на 1–2 порядка, что объясняется процессами их биодеградации, сорбции и выноса вниз по профилю. Сорбция анионов НМОК возрастает с понижением рН и с увеличением в почве содержания оксидов/гидроксидов Fe и аморфных алюмосиликатов. Двух- и трехосновные кислоты сорбируются с большей энергией связи по сравнению с одноосновными. Механизмы сорбции изменяются в зависимости от величины рН и структуры НМОК и включают: образование внешне- и внутрисферных поверхностных комплексов, лигандный обмен, мостиковую связь. Для ароматических НМОК возможно участие в сорбции гидрофобных взаимодействий. Биодеградация НМОК в верхних горизонтах происходит очень быстро, и время их жизни чаще всего измеряется часами. Рассмотрены некоторые важные функции НМОК в почвах и ландшафтах: участие в глобальном цикле углерода, роль НМОК в выветривании минералов, в миграции Fe и Al в почвах и в мобилизации соединений P и Fe в условиях их дефицита в почвах, участие в формировании кислотно-основной буферности раствора и в детоксикации почвы при повышенной концентрации Al, тяжелых металлов и органических поллютантов.

Ключевые слова: сорбция, биодеградация, мобилизация соединений P и Fe, кислотно-основная буферность, токсичность Al

 

Roger Kogge Enang, Bernard Palmer Kfuban Yerima, Georges Kogge Kome, Eric Van Rans Trace elemental distribution in tephra soils of mounts Kupe and Manengouba (Cameroon) // Eurasian Soil Science. 2020. № 5. опубликована в английской версии журнала

Increasing demographic pressure in the area around the Mounts Kupe and Manengouba (Cameroon) is leading to increased agricultural activities with potential heavy metal pollution problems. Concentrations of twelve trace elements (TEs) in five Andosols and one Cambisol developed on tephra of ages varying from 6.61 ± 0.17 to 0.01 ± 0.12 Ma of the mounts mentioned above were determined and their correlation relationships with selected soil physico-chemical (organic matter (OM), pHH2O, pHKCl, pHNaF, oxalate extractable Al, Fe, Si, pyrophosphate extractable Al, allophane and ferrihydrite contents) properties evaluated. Alkaline fusion was used to bring the elements in solution followed by elemental detection through ICP-OES. Results showed that average concentrations (ppm) of the TEs increased in the following order: Be, Bi (<5) ≈ Cd, Pb (<10) < Co (54 ± 13), Cu (60 ± 23) < S (109 ± 140), Ni (119 ± 51), Zn (125 ± 17), Cr (152 ± 69), Sr (197 ± 133) < Ba (472 ± 224). Vertical distribution of TEs was irregular, except for S accumulated in topsoil. Ba, Sr, and Zn are associated to OM and allophane according to correlation analysis. Cr, Co, Cu and Ni are apparently more related to OM and pH, while S appears to be related to OM only. In both the Andosols and Cambisol, TEs are dominantly lithogenic. Relationships between TEs indicated that Ba is associated to Zn, Co to Cr, Cu and Ni, Cr to Cu and Ni, while Cu is associated to Ni. Status of TEs in these soils will provide more critical information to environmentalists for pollution monitoring. This study provides baseline data on TE concentrations and distribution in tephra soils of the humid tropics in Africa where a paucity of such data exists.
Keywords: Andosols, Cambisols, Cameroon Volcanic Line, heavy metals, lithogenic, pollution, soil properties

 

Физика почв

Худяков О. И., Решоткин О. В. Динамика температуры мерзлотных почв в вегетационный период на фоне повышения среднегодовой температуры воздуха // Почвоведение. 2020. № 5. С. 576-589. doi: 10.31857/S0032180X2005007X

Проанализированы данные по температуре воздуха и почв, формирующихся в пределах Восточно-Сибирской мерзлотно-таежной области: подбура мерзлотного оподзоленного песчаного (Spodic Turbic Cryosol) и мерзлотной дерновой суглинистой почвы (Turbic Cryosol). Показано, что последние десятилетия характеризуются устойчивой тенденцией к потеплению; среднегодовая температура воздуха в 2001–2010 гг. превысила климатическую норму на 1.4–1.5°С. Повышение температуры воздуха наблюдалось в холодный и теплый периоды года. Температурный отклик песчаной и суглинистой почв на это потепление оказался разным. В холодный период года в почвах отмечается повышение температуры. В теплый период для песчаной почвы характерно повышение температуры и увеличение глубины сезонного протаивания, а для суглинистой – понижение температуры и уменьшение глубины сезонного протаивания. Показано важное значение снежного покрова, как фактора, замедляющего осеннее промерзание и весеннее протаивание, а также уменьшающего или увеличивающего влажность и степени льдистости почвы. Установлено, что промерзание и нахождение песчаных и суглинистых почв в мерзлом состоянии происходит при температуре, установившейся на контакте снег–почва, которая в самый холодный месяц года (январь) выше температуры воздуха по данным метеостанций Верхоянск и Оймякон на 12.6 и 14.3°С и выше температуры на поверхности снега на 14.9 и 16.0°С. Понижение летних температур в мерзлотной суглинистой почве объясняется повышением затрат тепла на фазовые переходы лед–вода при протаивании.

Ключевые слова: потепление, криолитозона, многолетняя мерзлота, отепляющее свойство снега, сезонное промерзание–протаивание, глубина сезонного протаивания

 

M. Are*, K. Kauer, T. Kaart, A. Selge, A. Astover, E. Reintam Soil aggregate stability in a 50-year-old soil formation experiment on glacial till // Eurasian Soil Science. 2020. № 5. опубликована в английской версии журнала

Soil formation on the human time scale is immensely time consuming, although it can be significantly accelerated through the effects of vegetation. The content of water-stable aggregates (WSAs) has been seen as a useful indicator for determining both the soil development level and the soil quality. However, in severely degraded soils, especially in the Baltic pedoclimatic region, the effects of vegetation on the aggregate stability have been poorly studied. Therefore, to obtain more knowledge about the impact of vegetation on WSA, and thereby knowing how to improve it, this study was conducted on a long-term soil formation experiment in Estonia near Tartu. In 1964, the initial soil from an area of 20 × 8 m down to 100 cm depth was replaced with a sandy loam calcareous glacial till. The experiment started on April 26, 1965, when plants were sown on the plot. The topsoil (0–20 cm) samples were analyzed in 1966, 2000, 2007, and 2014. The study indicated that perennial grasses (meadow fescue and common meadow-grass) fertilized with P40K75, compared to N150P40K75, decreased the WSA content, as well at the accumulation rate of soil organic carbon (SOC) and the total nitrogen content (Ntot). The hybrid alfalfa treatment resulted in the significantly highest SOC and Ntot accumulation, but not in the overall highest WSA content. Under barley, manure positively affected the WSA and SOC, though many other physical properties were not improved. Compared to the initial till under bare fallow, the SOC and Ntot contents were significantly higher under grown crops, but the WSA content remained the same. In addition, regardless of the grown crops, the WSA of larger (0.25–2 mm) aggregates was substantially higher than that of smaller (0.25–1 mm) aggregates. Also, as the relationship between WSA and SOC in the study was linear, the soil was far from C saturation and still in development. Overall, it can be concluded that the cultivation of perennial grasses and hybrid alfalfa on the severely eroded soil is the most rational option to improve the water stability of aggregates and increase the SOC and Ntot contents. However, because of the complexity of the aggregation process, further research is still needed.

Keywords: aggregate stability, calcareous glacial till, fertilization, soil organic carbon, vegetation treatments

 

Sh. Gholizadeh Sarabi, B. Ghahraman Tortuosity analysis under the unsaturated flow framework // Eurasian Soil Science. 2020. № 5. опубликована в английской версии журнала

In this study, we developed a general mathematical relationship to determine hydraulic tortuosity. An optimization code was run in MATLAB R2014a software, using Monte Carlo algorithm, to determine tortuosity at different water contents for 69 soil samples of UNSODA. Considering fractal concepts, a linear equation was developed empirically to determine hydraulic tortuosity as a function of effective saturation, pore fractal dimension, porosity, inverse of air entry pressure, and soil water content. Based on the results, estimated values of tortuosity using the proposed relationship were greater than the values proposed by Shepard by about 30%. To evaluate developed equation, statistical parameters of Root Mean Square of Logarithmic Deviation (RMSLD) and Akaike’s Information Criterion (AICc) were used for 17 soil samples. According to the calculated statistical parameters, the developed equation to estimate tortuosity has improved the results of Shepard’s method. Though the developed equation has a relatively complicated structure, it displays acceptable performance in terms of the compromise between accuracy and complexity. Furthermore, based on calculated tortuosity values using developed equation, we determined pore continuity according to Burdine’s model (1953). Considering the results, calculated pore continuity is much less than the value proposed by Burdine (1953) and is approximately close to the values proposed by Mualem (1976).
Keywords: Burdine’s model, hydraulic tortuosity, pore continuity, Shepard’s model, unsaturated hydraulic conductivity

 

Биология почв

Чернов Т. И., Железова А. Д. Динамика микробных сообществ почвы в различных диапазонах
времени (обзор) // Почвоведение. 2020. № 5. С. 590-600. doi: 10.31857/S0032180X20050044

Наиболее быстрые изменения, вызванные колебаниями температуры и влажности почвы или поступлением свежего органического вещества, происходят в течение нескольких часов или дней и касаются в основном активности микроорганизмов. Сезонная динамика вызывается годовыми вариациями температуры и количества осадков, которые влияют на микробное сообщество прямо или косвенно, через регуляцию жизни растений. Биомасса микроорганизмов изменяется в течение года на десятки и сотни процентов, что необходимо учитывать при отборе образцов. Многолетнаяя динамика микробных сообществ в процессе первичных или вторичных сукцессий сопровождается увеличением общей микробной биомассы и соотношения грибы/бактерии, а также изменением состава сообществ. Основными факторами многолетней динамики являются накопление почвенного органического вещества, растительные сукцессии и изменение pH. Наиболее длительные изменения микробных сообществ почвы связаны с изменением биоклиматических условий. Информация о микробных сообществах почв прошлого может быть получена при изучении погребенных и многолетнемерзлых почв. Исследование будущих изменений микробных сообществ почвы возможно в экспериментах с искусственным изменением климатических параметров. Одними из главных факторов динамики почвенных микробных сообществ во всех временных диапазонах являются растения: на коротких промежутах времени основную роль играет вегетация растений, в многолетних трендах – изменение их обилия и разнообразия.

Ключевые слова: сукцессии, сезонная динамика, почвообразование, палеопочвы, биомасса, биоразнообразие

 

Поздняков Л. А., Степанов А. Л., Гасанов М. Э., Семенов М. В., Якименко О. С., Суада А. К., Рай А. Н., Щеголькова Н. М. Влияние лигногумата на биологическую активность почвы о.Бали, Индонезия // Почвоведение. 2020. № 5. С. 601-609. doi: 10.31857/S0032180X20050111

Оценено воздействие гуминового препарата “Лигногумат” на биологическую активность латосоли (Latosol) о. Бали (Индонезия), находящейся в длительном сельскохозяйственном использовании с применением пестицидов. В модельных экспериментах показано, что внесение лигногумата в градиенте концентраций от 0.025 до 2.5 мг/г почвы приводит к возрастанию интенсивности дыхания почвенного микробного сообщества на 10–30%, пропорционально дозе внесенного препарата. По мере роста дозы внесенного лигногумата значительно (в 3 раза) увеличивалась интенсивность азотфиксации, вызванная активацией бактерий семейства Oxalobacteriaceae. В целом бактериальное сообщество латосоли на 85% состояло из представителей четырех филумов: Proteobacteria, Firmicutes, Chloroflexi и Acidobacteria. Присутствие лигногумата также повышало активность метаногенеза и сокращало газообразные потери азота за счет денитрификации при дозировке >0.025 мг/г. Сделан важный в практическом отношении вывод о снижении токсического эффекта пестицидов в присутствии лигногумата и его положительном влиянии на биологическую активность и баланс азота в почве интенсивного сельскохозяйственного использования о. Бали.

Ключевые слова: гуминовые вещества, почвенное микробное сообщество, эмиссия СО2, метаногенез, азотфиксация, денитрификация

 

Зайцева Т. Б., Зиновьева С. В., Кузикова И. Л., Руссу А. Д., Чугунова М. В., Медведева Н. Г. Влияние нонилфенолов на биологическую активность дерново-подзолистой почвы // Почвоведение. 2020. № 5. С. 610-617. doi: 10.31857/S0032180X20050172

В условиях модельных экспериментов изучено влияние гормоноподобного ксенобиотика нонилфенола на биологическую активность 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 почвенной микробиоты, активность почвенных ферментов и почвенное дыхание определяли общепринятыми в почвенной микробиологии и биохимии методами. Содержание нонилфенола в почвенных образцах исследовали методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Установлено, что загрязнение почвы нонилфенолом вызывает время- и дозозависимые изменения в активности пула ферментов азотного, углеводного циклов и окислительно-восстановительных ферментов, приводит к усилению базального дыхания. Полученные результаты являются важным этапом, необходимым для прогнозирования состояния почв, загрязненных алкилфенолами, и могут быть использованы при разработке методологии ремедиации почв, контаминированных гормоноподобными соединениями.

Ключевые слова: Eutric Albic Retisol (Abruptic, Loamic, Aric, Ocric), активность почвенных ферментов, почвенное дыхание, Retisol

 

Головченко А. В., Семенова Т. А., Анисимова О. В., Добровольская Т. Г., Глухова Т. В., Степанов А. Л. Структура микробных сообществ почв немерзлотного регрессивного болота // Почвоведение. 2020. № 5. С. 618-626. doi: 10.31857/S0032180X20050068

Широкое распространение регресса на болотах северного полушария дало основание
выделить, наряду с общепринятыми низинным, переходным и верховым типами, регрессивный тип болот. Цель работы – выявление структурно-функциональной организации микробных сообществ почв регрессивного болота немерзлотного типа (пробная площадь Западнодвинского лесоболотного стационара Института лесоведения РАН, Тверская область). Регрессивные явления выражены в виде многочисленных (черных) пятен торфа без сфагнового очеса площадью от 0.05 до 1 м2. Численность и биомассу микроорганизмов выявляли прямым методом с использованием люминесцентной микроскопии. Таксономический состав бактериальных и грибных сообществ определяли методом посева, альгологических – методом прямого микроскопирования. Эмиссию CO2 и CH4 анализировали камерным методом. Установлено, что в почвах под регрессивными пятнами суммарная биомасса выше, чем в почвах без признаков регрессии за счет биомассы регрессивной пленки, которая составляет 1/2 от суммарной биомассы деятельного слоя. В структуре биомассы пленки доминируют водоросли, на долю бактерий и грибов приходится от 13 до 26%. Регрессивные пленки характеризуются высокой численностью водорослей и бактерий. Все таксоны водорослей, обнаруженные в регрессивных пленках, являются характерными обитатели болот. Грибы в регрессивных пленках представлены мицелием и спорами. Обилие грибного мицелия во влажный период увеличивается на 1–2 порядка и составляет 2–4 км/г. Особенностью микромицетного комплекса регрессивных пленок является доминирование видов Penicillium miczynskii и Umbelopsis vinacea, входящих в комплекс доминантов низинного торфяника. Регрессивные пленки характеризуются большей скоростью минерализации растительных остатков вследствие аккумуляции азота, что ведет к увеличению эмиссии СО2 с одной стороны и ингибированию метаногенеза – с другой.

Ключевые слова: Dystric Fibric Histosols, водоросли, бактерии, грибы, биомасса, таксономическая структура, эмиссия СО2, эмиссия СН4

 

Haroon Shahzad Rhizobacterial Inoculation To Quantify Structural Stability And Carbon Distribution In Aggregates Of Sandy Clay Loam Soil // Eurasian Soil Science. 2020. № 5. опубликована в английской версии журнала

Feeding of the escalating population has subjected today’s agriculture to massive farming that has shattered soil structure, organic carbon and fertility. The vulnerability of applied organics to high temperature make them inappropriate under such circumstances. The help of indigenous exopolysaccharides (EPS) secreting microflora (Pre-isolated (M2, M3, M11, M16, M19 and M22)) was taken in an incubation experiment for the restoration of soil structure and organic carbon. M22 yielded 44.5% aggregation, 8.57 and 6 g kg-1 total and macroaggregate carbon, 220 and 311.2 mg kg-1 dissolved and microbial biomass carbon and 13.143 mg kg-1 CO2 evolved in soils having moisture at 100% available water contents (AWC). At the end of the experiment M2, M19 and M22 yielded 43.87, 42.58 and 42.82% (0.25 to >1 mm) water-stable aggregates (WSA) that also carried 5.31, 5.75 and 5.41 g kg-1 carbon, respectively. Microbial activity as CO2 evolved (13.13, 13.73 and 14.11), solution (217.37, 225. 98 and 218.61), biomass carbon (300.93, 287.6 and 303.51) mg kg-1 and total organic carbon (TOC) (8.52, 8.67 and 8.73) g kg-1 were found highest in M2, M19 and M22 treated soils, respectively. Saccharide glues excreted from microbiota, flocculate soil particles to formulate aggregates, entrapping carbon for structural stabilization and organics restoration.
Keywords: rhizobacteria, Exopolysaccharides (EPS), soil structure, organic carbon, sandy clay loam soil

Деградация, восстановление и охрана почв

 

Юркевич М. Г., Сущук А. А., Матвеева Е. М., Калинкина Д. С. Изменения сообществ почвообитающих нематод при постагрогенной трансформации торфяных почв и растительности // Почвоведение. 2020. № 5. С. 627-638. doi: 10.31857/S0032180X20050160

Представлены результаты изучения долгосрочных изменений почв, растительности и их влияния на сообщества почвообитающих нематод в ходе постагрогенного развития сеяных лугов, сформированных на мелиорированных торфяных почвах (Eutric Histosols). Исследования проведены на модельном полигоне “Корзинская низина” (Республика Карелия), на опытных площадках с посевом многолетних трав, внесением удобрений, с наблюдением за сработкой торфяной залежи и изменениями растительных сообществ. В почвенных образцах определяли содержание общего углерода, общего азота и подвижного фосфора, рН солевой вытяжки. Описание растительности экспериментального участка проведено с использованием подхода Браун–Бланке; для определения ботанического состава и урожайности травостоя дополнительно использовали весовой метод. Для сообществ нематод оценивали таксономическое разнообразие, плотность популяций и эколого-трофическую структуру. Анализ почвенных профилей показал, что за последние 40 лет (1974–2015 гг.) произошло уменьшение общей мощности торфяной залежи. Установлено, что направление сукцессии фитоценоза в ходе постагрогенного развития сеяных лугов определяется видом вносимых в почву удобрений при сельскохозяйственном использовании земель: происходит становление двух типов растительных сообществ – дернистощучника влажноразнотравного (Deschampsieta caespitosae humidiherbosum) при внесении минеральных удобрений и пырейно-крупнозлаково-разнотравного травостоя (Elytrigeto magnograminosoherbosum) на фоне минеральных и органических удобрений. Это, в свою очередь, оказало влияние на две трофические группы почвобитающих нематод: ассоциированных с растениями, относительное обилие которых снижалось, и паразитов растений, доля которых в сообществе увеличивалась. Выявлено, что видовая структура травостоя определяет экологическую специализацию доминирующих таксонов фитопаразитических нематод.

Ключевые слова: сукцессия, почвенные нематоды, фитоценоз, мелиорированные почвы, торф, Eutric Histosols, почвенные свойства, паразиты растений, таксономическое разнообразие

 

Астайкина А. А., Стрелецкий Р. А., Маслов М. Н., Белов А. А., Горбатов В. С., Степанов А. Л. Влияние пестицидной нагрузки на микробное сообщество агродерново-подзолистой почвы // Почвоведение. 2020. № 5. С. 639-650. doi: 10.31857/S0032180X20050032

Методом высокопроизводительного секвенирования (NGS) проведена оценка влияния трех пестицидов (гербицида метрибузина, инсектицида имидаклоприда и фунгицида беномила) при раздельном и совместном внесении в одно- и десятикратной нормах применения на структуру микробных комплексов и показатели биологической активности почвы. Установлено, что пестициды оказывают наибольшее влияние на грибное сообщество по сравнению с прокариотным, для которого показано изменение только обилия филумов актинобактерий и протеобактерий. Исследование грибных сообществ по результатам молекулярно-генетического анализа во всех почвенных образцах выявило два доминирующих отдела грибов: Ascomycota (72.6 ± 8.0%) и Basidiomycota (26.0 ± 7.7%). При этом в образцах с 10-кратными нормами применения пестицидов (как в смеси, так и по отдельности) обнаружено увеличение численности представителей отдела Basidiomycota. Внесение пестицидов оказывает краткосрочное стимулирующее действие на содержание углерода микробной биомассы. Показано, что инсектицид имидаклоприд стимулирует азотфиксацию, в то время как другие пестициды не оказывают влияния на этот показатель.

Ключевые слова: гербицид метрибузин, инсектицид имидаклоприд, фунгицид беномил, высокопроизводительное секвенирование, Albic Retisols (Aric, Cutanic, Ochric)

                        

Скачать