Генезис и география почв
Краснощеков Ю. Н. Почвы горных лесов Прибайкалья и их трансформация под влиянием пожаров // Почвоведение. 2018. № 4. С. 387-401. doi: 10.7868/S0032180X18040019
Анализируются данные экспериментальных исследований по постпирогенной динамике почв гоно-таежных кедровых (Pinus sibirica), сосновых (Pinus sylvestris) и подтаежно-лесостепных сосновых (Pinus sylvestris) лесов Прибайкалья. Низовые подстилочно-гумусовые пожары, преобладающие в данном районе, трансформируют типодиагностические поверхностные органогенные горизонты почв, приводят к формированию новых органогенных пирогенных горизонтов (Opir). Показано негативное воздействие низовых пожаров на изменения запасов, качественного фракционного состава лесных подстилок и их водно-физических свойств. Приведены количественные показатели жидкого и твердого поверхностного стока, формирующихся на гарях в зависимости от крутизны склонов, интенсивности и давности пройденных пожаров. Пирогенная деструкция лесных экосистем неизбежно ведет к деградации горных почв, на восстановление которых после ландшафтных пожаров уходят многие десятилетия. Продукты эрозии почв с выгоревших площадей осложняют тревожную ныне ситуацию с загрязнением прибрежных вод оз. Байкал.
Ключевые слова: высотно-поясные комплексы типов леса, низовые подстилочно-гумусовые пожары, запас и фракционный состав подстилки, органогенные пирогенные горизонты почв
Yu. N. Krasnoshchekov ''Soils of Ous Forests and Their Transformation under the Impact of Fires in Baikal Region,'' Eurasian Soil Science, 51 (4), 371-384 (2018). doi: 10.1134/S1064229318040099
Шамрикова Е. В., Деева С. В., Панюков А. Н., Кубик О. С. Свойства почв и характер растительности побережья Хайпудырской губы Баренцева моря // Почвоведение. 2018. № 4. С. 402-412. doi: 10.7868/S0032180X18040020
Исследованы почвы побережья Хайпудырской губы Баренцева моря и сопоставлены с аналогичными объектами Карельского берега Белого моря. Приведены особенности условий формирования почв двух территорий, среди которых более суровый климат первой (типично арктический против умеренно-континентального), а также различная соленость вод двух морей (32–33 и 25–26‰ соответственно). Структура почвенного покрова района исследований характеризуется высокой пестротой. Широкое распространение имеют засоленные маршевые почвы (Tidalic Fluvisols). Высокая вариабельность элементов рельефа обеспечивает наличие почв, формирующихся на наиболее высоких по зициях вне воздействия морской воды. В подобных условиях доминирующее значение приобретают зональные факторы почвообразования (Cryic Folic Histosols, Histic Reductaquic Cryosols). Отмечено 2–4-кратное превышение содержания растворимых форм Ca2+, K+ + Na+, Cl–, SO4 2– маршей низкого уровня по сравнению с аналогами Беломорья. Методом кластерного анализа по ряду показателей исследованных почв выделено три группы: почвы маршей низкого уровня, почвы маршей среднего уровня и почвы нелиторальных разностей (зональные), подверженные влиянию импульверизационных процессов. Соответствующие почвам растительные сообщества представлены прибрежными осоковыми моноценозами, разнотравно-злаковыми галофитными группировками и зональными растительными сообществами, характерными для гипоарктических тундр. Показана необходимость выделения группы маршевых почв в рамках классификации почв России.
Ключевые слова: почвы и растительность прибрежных территорий, маршевые и тундровые экосистемы, водные вытяжки из почв, соленость морской воды
E. V. Shamrikova, S. V. Deneva, A. N. Panyukov, and O. S. Kubik ''Soils and Vegetation of the Khaipudyr Bay Coast of the Barents Sea,'' Eurasian Soil Science, 51 (4), 385-394 (2018). doi: 10.1134/S1064229318040129
Зайдельман Ф. Р., Степанцова Л. В., Никифорова А. С., Красин В. Н., Даутоков И. М., Красина Т. В. Светло-серые поверхностно-оглеенные супесчаные почвы севера Тамбовской равнины: агроэкология, свойства и диагностика // Почвоведение. 2018. № 4. С. 413-426. doi: 10.7868/S0032180X18040032
Светло-серые почвы Тамбовской области приурочены в основном к песчаным и супесчаным отложениям и являются наименее изученными почвами данного региона. Несмотря на легкий гранулометрический состав светло-серые почвы подвержены поверхностному заболачиванию. Они в большей степени, чем черноземы и темно-серые почвы испытывают агрогенную деградацию. Изучены морфология, основные элементы водного режима, физические свойства и продуктивность светло-серых супесчаных почв разной степени оглеения севера Тамбовской равнины с целью обоснования приемов их рационального использования. В профиле рассматриваемых почв наблюдается смена гранулометрического состава на глубине 70–100 см. Верхняя часть обогащена пылеватой фракцией
(16–30%), в нижней содержание песка достигает 80–85%. Характерные новообразования в средней части профиля неоглеенных почв – псевдофибры, в гумусовом горизонте поверхностно-оглееных почв – ортштейны. Вынос ила из гумусового горизонта и его накопление на контакте слоев и в псевдофибрах определяет формирование западин в средние и влажные по зимним осадкам годы. Низкий диапазон активной влаги способствует иссушению до влаги завядания верхних горизонтов в сухие годы. Во влажные и средние по летним осадкам годы на светло-серых неоглеенной и слабоглееватой почвах урожайность зерновых составляет 35–45 ц/га, на поверхностно-сильноглееватых и глеевых продуктивность снижается на 20–50%. Без орошения урожайность полевых культур на светло-серых почвах нестабильна, продуктивность пастбищ – низкая. При орошении возможно получение высоких урожаев зерновых и овощных, осушение западин возможно с помощью выборочного дренажа, для повышения продуктивности полезно известкование.
Ключевые слова: светло-серые почвы, переувлажнение, оглеение, двухъярусная верховодка, продуктивность
F. R. Zaidel’man, L. V. Stepantsova, A. S. Nikiforova, V. N. Krasin, I. M. Dautokov, and T. V. Krasina ''Light Gray Surface-Gleyed Loamy Sandy Soils of the Northern Part of Tambov Plain: Agroecology, Properties, and Diagnostics,'' Eurasian Soil Science, 51 (4), 395-406 (2018). doi: 10.1134/S1064229318040130
Химия почв
Анисимов В.С. , Л.Н. Анисимова, Л.М. Фригидова, Д.В. Дикарев, Р.А. Фригидов, Ю.Н. Корнеев, А.И. Санжаров, С.П. Арышева Оценка миграционной способности Zn в системе почва-–растение // Почвоведение. 2018. № 4. С. 427-438. doi: 10.7868/S0032180X18040044
В серии вегетационных опытов с тест-культурой – ячменем исследовали подвижность и миграционную способность Zn. Для оценки изменения параметров накопления Zn растениями в зависимости от концентрации металла в почве и почвенных растворах применяли методы почвенной и водной культур. Эксперименты с водной культурой ячменя проводили на питательном (почвенном) растворе, извлеченном из дерново-подзолистой почвы (Albic Retisol (Loamic, Ochric), в который дополнительно вносили Zn2+ до рабочих концентраций, возрастающих в ряду: 0.07–430 мкM. Для исследованной почвы идентифицированы различные типы ответных реакций растений ячменя на изменение концентрации в ней Zn. Установлены диапазоны соответствующих концентраций в почве и надземной биомассе ячменя. Определены параметры накопления Zn тест-растениями в зависимости от содержания металла в дерново-подзолистой почве, а также в почвенном растворе. Предложен новый метод оценки буферной способности почв по отношению к тяжелому металлу – Zn с использованием тест-растений (БСП(Р)Zn). С его помощью была оценена буферная способность дерново-подзолистой супесчаной почвы. Рассмотренный методический подход открывает возможности по использованию данных, полученных в ходе агроэкологического мониторинга загрязненных тяжелыми металлами (ТМ) сельскохозяйственных угодий, включая содержание обменно-сорбированных форм ТМ и макроэлементов (Ca и Mg) в почвах, концентрацию ТМ и (Ca + Mg) в растениях, для расчета величин буферной способности обследованных почв по отношению к ТМ
Ключевые слова: цинк, почва, ячмень, подвижность, концентрация, потенциальная буферная способность
V. S. Anisimov, L. N. Anisimova, L. M. Frigidova, D. V. Dikarev, R. A. Frigidov, Yu. N. Korneev, A. I. Sanzharov, and S. P. Arysheva ''Evaluation of the Migration Capacity of Zn in the Soil–Plant System,'' Eurasian Soil Science, 51 (4), 407-417 (2018). doi: 10.1134/S1064229318040026
Физика почв
Холопов Ю. В., Хайдапова Д. Д., Лаптева Е. М. Реологические свойства северо-таежных автоморфных и полугидроморфных криометаморфических почв европейского Северо-Востока России (Республика Коми) // Почвоведение. 2018. № 4. С. 439-450. doi: 10.7868/S0032180X18040056
Рассмотрены результаты исследований на модульном реометре MCR 302 (Anton Paar, Австрия) почвенных паст при влажности максимального набухания образцов, характеризующих различные генетические горизонты криометаморфических почв: светлозема иллювиально-железистого поверхностно-глееватого (Folic Albic Stagnosols), светлоземов торфянистого и торфяного потечногумусовых глееватых (Histic Gleyic Stagnosols). Установлено, что наиболее прочные межчастичные контакты формируются в горизонтах профиля криометаморфических почв, отличающихся высоким содержанием гумусовых веществ и органо-минеральных альфегумусовых соединений. В светлоземе иллювиально-железистом это горизонты микропрофиля подзола (Eg и BHF), в светлоземах торфянистом и торфяном – потечногумусовый горизонт (ELhi,g). Органо-минеральные альфегумусовые соединения, а также сезонное промерзание почв определяют упруго-хрупкий характер межчастичного взаимодействия. Содержание глинистых фракций, обменных оснований, органических и органо-минеральных веществ придают упруго-пластичные свойства этим контактам. Под влиянием процессов оглеения и промерзания отмечается усиление упруго-хрупких свойств почв. Уменьшение в 3 раза величины показателя структурного взаимодействия (∫ Z) в направлении от автоморфных условий к полугидроморфным свидетельствует о снижении устойчивости светлоземов торфянистых и торфяных к механическим нагрузкам при усилении гидроморфизма по сравнению со светлоземами иллювиально-железистыми.
Ключевые слова: северная тайга, криометаморфические почвы, гидроморфизм, структурообразование, реология
Yu. V. Kholopov, D. D. Khaidapova, and E. M. Lapteva ''Rheological Properties of Automorphic and Semihydromorphic Cryometamorphic Northern Taiga Soils in Northeastern European Russia (Komi Republic),'' Eurasian Soil Science, 51 (4), 418-427 (2018). doi: 10.1134/S1064229318040075
Korenkova L., Urik M. Изменение скорости инфильтрации в агрегатах пахотных почв при их разрушении под действием расклинивающего давления пузырьков воздуха // Почвоведение. 2018. № 4. С. 451-456. doi: 10.7868/S0032180X18040068
Представлены данные изменения скорости инфильтрации в почвенных агрегатах в результате процесса, известного в англоязычной литературе как “air slaking” (разрушение под действием расклинивающего давления пузырьков воздуха). Такой механизм разрушения смачиваемых почвенных агрегатов связан с присутствием в них сжатого воздуха, который вырывается наружу и разрывает материал агрегатов. Считалось, что этот процесс развивается только в случаях, когда сухие агрегаты подвергаются быстрому смачиванию. Однако полученные данные свидетельствуют о том, что этот процесс имеет место и при медленном смачивании. Разрушение агрегатов приводит к варьированию инфильтрационной способности почв. Проведены измерения инфильтрационной способности для репрезентативной выборки структурных агрегатов разной влажности из пахотных горизонтов пяти различных почв с использованием специально сконструированного прибора, дистиллированной воды и нулевого давления почвенной влаги. Построены инфильтрационные кривые, отражающие влияние сжатого воздуха на скорость инфильтрации во внутрипедной массе.
Ключевые слова: разрушение агрегатов, влажность, устойчивость агрегатов, имитация дождя
L. Korenkova and M. Urik ''Infiltration Variability in Agricultural Soil Aggregates Caused by Air Slaking,'' Eurasian Soil Science, 51 (4), 428-433 (2018). doi: 10.1134/S1064229318040087
Биология почв
Семенов В. М., Когут Б. М., Зинякова Н. Б., Масютенко Н. П., Малюкова Л. С., Лебедева Т. Н., Тулина А. С. Биологически активное органическое вещество в почвах европейской части России // Почвоведение. 2018. № 4. С. 457-472. doi: 10.7868/S0032180X1804007X
Обобщены экспериментальные и литературные данные по содержанию и запасам активного органического вещества в 200 образцах почв, залегающих в лесотундровой, южно-таежной, лиственно-лесной, лесостепной, степной, сухостепной, полупустынной и субтропической зонах. Представлены естественные угодья, производственные посевы, варианты многолетних полевых опытов (чистый пар, неудобренные и удобренные севообороты, многолетние насаждения), разные слои почвенного профиля. Очень высоким содержанием (300–600 мг C/100 г) углерода активного органического вещества характеризуются сфагновый торфяник и перегнойно-торфяная почва тундровой и лесотундровой зон. Среди зональных почв содержание активного органического вещества возрастает от среднего (75–150 мг C/100 г) до высокого (150–300 мг C/100 г) уровня в направлении от дерново-подзолистой почвы к серой лесной и темно-серой лесной почве, и далее к чернозему выщелоченному. В ряду от чернозема типичного к чернозему обыкновенному и южному, каштановой и бурой полупустынной почвам наблюдается уменьшение содержания активного органического вещества до низкого (35–75 C/100 г) и очень низкого (меньше 35 мг C/100 г) уровня. Бурой лесной кислой почве субтропической зоны свойственен средний уровень обеспеченности активным органическим веществом. Большинство пахотных почв характеризуются преимущественно низким или очень низким содержанием активного органического вещества. На долю активного органического вещества в верхних слоях почв приходится 1.2–11.1% от общего Cорг. Внутрипрофильное распределение активного органического вещества в исследуемых почвах совпадает с таковым для Cорг; их содержания заметно уменьшаются с глубиной за исключением бурой полупустынной почвы. Запасы углерода активного органического вещества в 0–20 см слое разных типов почв колеблются от 0.4 до 5.4 т/га, а в слое 0–50 см – от 1.0 до 12.4 т/га.
Ключевые слова: углерод, активный пул органического вещества, СО2
V. M. Semenov, B. M. Kogut, N. B. Zinyakova, N. P. Masyutenko, L. S. Malyukova, T. N. Lebedeva, and A. S. Tulina ''Biologically Active Organic Matter in Soils of European Russia,'' Eurasian Soil Science, 51 (4), 434-447 (2018). doi: 10.1134/S1064229318040117
Агрохимия и плодородие почв
Булгаков Д. С., Рухович Д. И., Шишконакова Е. А., Вильчевская Е. В., Использование почвенно-агроклиматического индекса при оценке агрономического потенциала пахотных земель в лесостепной зоне России // Почвоведение. 2018. № 4. С. 473-485. doi: 10.7868/S0032180X18040081
Особого внимания заслуживает оценка агрономического потенциала лесостепных пахотных угодий географических регионов России (на примере отдельных почвенно-агрономических районов) на основе почвенно-агроклиматического индекса, разработанного под руководством И.И. Карманова. Земледельческие ареалы (64), выделенные на территории страны и характеризующие почвенноагроклиматические условия для возделывания основных и сопутствующих им в севообороте сельскохозяйственных культур, дифференцированы на почвенно-агрономические районы (ПАР), включающие отдельные административные районы. Большое разнообразие почвенно-агроклиматических и агрономических условий создает предпосылки для включения административных районов в разные почвенно-агрономические районы. ПАР более детально представляют почвенный покров и свойства почв, геоморфологические и агрохозяйственные условия. Агрономический потенциал для ведущих ареалообразующих культур в ПАР, принятых за ключевые территории лесостепных условий Восточно-Европейской равнины (Воронежская и Пензенская области), высокий, но на 25–30% ниже, чем в условиях Северного Кавказа (для озимой пшеницы, сахарной свеклы, подсолнечника, ярового ячменя) и Калининградской области (для овса). Для условий Западной (Тюменская, Омская и Новосибирская области) и Восточной Сибири (Красноярский край и Иркутская область) агрономический потенциал яровых культур (пшеницы, ячменя и овса) используется лишь на 35–45% по сравнению с европейскими. На Дальнем Востоке, учитывая его климатические (муссонный климат) и почвенные (луговые подбелы, бурые лесные почвы) особенности, возделываются культуры, свойственные как европейским (соя, рис, сахарная свекла), так и зауральским восточным (яровая пшеница) условиям. Эти культуры используют свой биологический потенциал на 50–60% по сравнению с лучшими европейскими условиями. Материалы исследования дают не только представление о соответствии потенциалов: почвенно-агроклиматического территории и биологического возделываемых сельскохозяйственных культур, но и способствуют уточнению и обогащению информацией природно-сельскохозяйственного районирования.
Ключевые слова: баллы почвенных условий, пропашные культуры, почвенно-агрономический район
D. S. Bulgakov, D. I. Rukhovich, E. A. Shishkonakova, and E. V. Vil’chevskaya ''The Application of Soil-Agroclimatic Index for Assessing the Agronomic Potential of Arable Lands in the Forest-Steppe Zone of Russia,'' Eurasian Soil Science, 51 (4), 448-459 (2018). doi: 10.1134/S1064229318040038
Деградация, восстановление и охрана почв
Тепеева А. Н., Глушакова А. М., Качалкин А. В. Влияние городских теплотрасс на дрожжевые сообщества почв // Почвоведение. 2018. № 4. С. 486-492. doi: 10.7868/S0032180X18040093
Исследованы численность и видовое разнообразие дрожжевых грибов в городских почвах (урбаноземах) в районе теплотрасс, а также эпифитные дрожжевые комплексы произрастающих на них трав. Численность дрожжей в почве составляла 103–104 КОЕ/г, а на растениях – 107 КОЕ/г. В зимний период обнаружено заметное (на порядок) увеличение общей численности почвенных дрожжей в зоне теплотрасс по сравнению с фоновой почвой. Всего в ходе исследования выделено 25 видов дрожжевых грибов. В дрожжевом сообществе исследованных урбаноземов доминировал вид Candida sake – эврибионт умеренного пояса и других природных местообитаний с пониженной температурой, но в зоне теплотрасс его доля была минимальной. В целом структура почвенных и эпифитных дрожжевых комплексов участков теплотрасс отличалась от контрольных точек в сторону увеличения видового разнообразия, среди эпифитов отмечено уменьшение доли пигментированных видов. Проведенное исследование показывает, что численность и видовая структура почвенных дрожжевых сообществ городских почв значительно меняется, становясь мозаичной под воздействием температурного фактора.
Ключевые слова: дрожжи, городские почвы, антропогенное воздействие, урбоценоз
A. N. Tepeyeva, A. M. Glushakova, and A. V. Kachalkin ''The Influence of Heating Mains on Yeast Communities in Urban Soils,'' Eurasian Soil Science, 51 (4), 460-466 (2018). doi: 10.1134/S1064229318020114
Кашулина Г. М. Мониторинг загрязнения почв тяжелыми металлами в окрестностях медно-никелевого предприятия на Кольском полуострове // Почвоведение. 2018. № 4. С. 493-505. doi: 10.7868/S0032180X1804010X
Представлены результаты комплексного ландшафтного мониторинга уровней концентрации кислоторастворимых форм Ni, Cu, Co, Mn и Zn в почвах локальной зоны воздействия выбросов комбината “Североникель” на Кольском полуострове. Целью исследований являлось выявление закономерностей пространственного и временного варьирования загрязненности почв тяжелыми металлами. Концентрация кислоторастворимых форм Cu и Co в верхнем слое органогенных горизонтов почв около этого предприятия в 2001–2011 гг. в сотни, а Ni в тысячи раз превышала фоновые значения. Распределение степени загрязнения верхних слоев почв Ni, Cu и Co между площадками в целом соответствует их удаленности от источника выбросов и современной техногенной нагрузке. Однако из-за длительности, экстремальности и сложного состава выбросов на уровень загрязнения почв значительное влияние оказывают факторы косвенной природы: степень техногенной деградации почвы и потеря значительной части органического вещества; достижение предела насыщения основными металлами-загрязнителями поверхностных слоев почв и конкурентные отношения между элементами. Концентрации всех изученных загрязняющих элементов в верхних слоях почв свойственно высокое (от 1.5 до 7 раз) варьирование в многолетней динамике. Наиболее важными факторами варьирования концентрации Ni, Cu и Co являются содержание органического вещества в отобранном образце, а также количество атмосферных осадков, выпавших за предшествующий отбору образца год. Обратная зависимость содержания элементов в почве от количества атмосферных осадков свидетельствует о динамичности и обратимости процесса аккумуляции тяжелых металлов почвами.
Ключевые слова: тяжелые металлы, многолетняя динамика, пространственное распределение, экологические последствия
G. M. Kashulina ''Monitoring of Soil Contamination by Heavy Metals in the Impact Zone of Copper-Nickel Smelter on the Kola Peninsula,'' Eurasian Soil Science, 51 (4), 467-479 (2018). doi: 10.1134/S1064229318040063
Каштанов А. Н., Вернюк Ю. И., Савин И. Ю., Щепотьев В. В., Докукин П. А., Шарычев Д. В., Ли К. А. Картографирование ручейковой эрозии пахотных почв по данным с беспилотных летательных аппаратов // Почвоведение. 2018. № 4. С. 506-512. doi: 10.7868/S0032180X18040111
Проведен анализ возможностей использования данных, получаемых с беспилотных летательных аппаратов, для детектирования ручейковой эрозии на пахотных почвах. На ключевом участке с преобладанием серых лесных пахотных почв под посевами озимой пшеницы в Тульской области проведено исследование возможностей индикации и картографирования ручейковых форм эрозии почв по данным, получаемым с беспилотных летательных аппаратов. Съемка тестового участка проводилась с разной высоты и в разное время для определения потенциальной дешифрируемости ручейковой эрозии почв на основе автоматизированных подходов в ГИС. Установлено, что несмотря на изменения рисунка ручейковой сети в течение теплого периода года, для оценки площадей ее развития достаточно однократной съемки за сезон. Согласно полученным данным, интенсивность развития ручейковых форм эрозии почв наиболее успешно может быть идентифицирована по результатам съемки с высоты в 50 м над уровнем поверхности почвы. При высоте съемки выше 200 м ручейковая сеть практически не выявляется. Успешность идентификации ручейковой сети зависит от типа, состояния посевов и времени съемки. Наиболее эффективна съемка в периоды с открытой поверхностью почв и в периоды, максимально удаленные по времени от предыдущего дождя или снеготаяния. Полученные результаты предназначены для построения систем оперативного дистанционного мониторинга эрозии пахотных почв. Эффективность мониторинга может быть увеличена с использованием мульти- или гиперспектральной камеры.
Ключевые слова: картографирование свойств почв, эрозия почв, серые лесные почвы (Phaeozems)
A. N. Kashtanov, Yu. I. Vernyuk, I. Yu. Savin, V. V. Shchepot’ev, P. A. Dokukin, D. V. Sharychev, and K. A. Li ''Mapping of Rill Erosion of Arable Soils on the Basis of Survey from Unmanned Aerial Vehicles,'' Eurasian Soil Science, 51 (4), 479-484 (2018). doi: 10.1134/S1064229318040051
