Генезис и география почв
Горячкин С. В., Мергелов Н. С., Таргульян В. О. Генезис и география почв экстремальных условий: элементы теории и методические подходы // Почвоведение. 2019. № 1. С. 5-19. doi: 10.1134/S0032180X19010040
Экстремальные условия среды, например, в Арктике, Антарктиде, высокогорьях, экстрааридных пустынях, а также связанные с токсичными или бедными по содержанию питательных элементов субстратами, мелководьями, интенсивными антропогенными воздействиями, специфической атмосферой или ее отсутствием во внеземных системах, приводят к формированию почв и солоидов (почвоподобных тел), которые не могут быть адекватно описаны, а их генезис удовлетворительно объяснен в рамках традиционного докучаевского почвоведения и географии почв. Предлагается новое научное направление – генезис и география почв экстремальных условий (extreme pedology), требующее своей теории, понятийного аппарата и методологической основы. Оно основано на положении, что почвы и солоиды могут развиваться в экстремальных условиях, как при недостатке, так и при избытке ресурсов. В первом случае мощность солоидов составляет первые миллиметры, а во втором формируются многометровые почвоподобные тела. Выделяются различные классы экстремальности почв и солоидов: факторная, режимно-функциональная и хорологическая (внеареальная) экстремальность. Поведение экстремальных объектов во времени и характер педогенной записи в них могут иметь как специфические, так и общие с нормальными почвами черты. Морфоаналитическое изучение почв и солоидов экстремальных условий требует применения современных методических подходов и научного оборудования.
Ключевые слова: пустыни, полярные области, высокогорья, пещерные почвоподобные тела, эндолиты, внеземные почвоподобные тела, антропогенные почвы, коры выветривания
S. V. Goryachkin, N. S. Mergelov, and V. O. Targulian ''Extreme Pedology: Elements of Theory and Methodological Approaches,'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 1-13 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010046
Смирнова М. А., Геннадиев А. Н. Количественная оценка разнообразия почв Арктики и Субарктики России (по картографическим данным) // Почвоведение. 2019. № 1. С. 20-31. doi: 10.1134/S0032180X19010143
Проведена количественная оценка разнообразия компонентов почвенного покрова Арктики и Субарктики, отраженного на Почвенной карте России М 1 : 2500000 в границах почвенных равнинных и горных округов по Карте почвенно-экологического районирования того же масштаба. Для каждого почвенного округа (всего 60) рассчитаны средние, минимальные и максимальные размеры почвенных ареалов, индексы богатства (количество ареалов и классификационных выделов), видового богатства (Маргалефа, Менхиника), доминирования (Бергера-Паркера, Макинтоша, Симпсона), сложности почвенного покрова (индекс дробности, коэффициент сложности), разнообразия (Шеннона, нормированный индекс Шеннона, Джини-Симпсона), латеральной дифференциации и проведена суммарная оценка разнообразия, учитывающая данные по всем рассчитанным индексам. При расчете индексов использованы следующие количественные характеристики почвенного покрова: число почвенных ареалов, классификационных выделов, длины границ, площади ареалов (в том числе средние и максимальные значения) и их соотношение. Показано, что уровень почвенного разнообразия увеличивается при переходе от зоны арктических почв к подзоне арктотундровых почв субарктики и сопровождается увеличением размеров почвенных ареалов. Печорско-Карский, Мезенско-Чешский и Нижнеенисейский равнинные округи, Корякский, Анадырский и Пекульнейско-Искатеньский горные округи характеризуются максимальным почвенным разнообразием, Южно-новоземельские горные и равнинные округа – минимальным.
Ключевые слова: структура почвенного покрова, арктические почвы (Haplic Cryosols), арктотундровые почвы (Haplic Cryosols), тундрово-глеевые почвы (Histic Cryosols), педоразнообразие
M. A. Smirnova and A. N. Gennadiev ''Quantitative Evaluation of Pedodiversity in the Russian Arctic and Subarctic (by Cartographic Data),'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 14-24 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010149
Герасимова М. И. Классификация почв России: путь к следующей версии // Почвоведение. 2019. № 1. С. 32-42. doi: 10.1134/S0032180X19010027
Чтобы оценить масштаб загрязнения почв антропогенным свинцом необходимо найти для сравнения незагрязненный аналог современных почв. В этом качестве предложено использовать палеопочву, погребенную под двухметровым курганом бронзового века и защищенную им от атмосферных выпадений в течение 4500 лет. Сопоставлены содержания и изотопный состав подвижного и валового свинца в погребенной и современных (придорожной и удаленной от источников свинца) почвах. Явные признаки антропогенного загрязнения выявлены в верхнем горизонте придорожной почвы в пределах 10 м от автомагистрали. К ним относятся повышенные абсолютные содержания всех форм свинца, высокое относительное содержание подвижных форм, высокие отношения Pb к Ti, Zr, Y, а также близость изотопного состава свинца почвы к составу свинца современных атмосферных аэрозолей и российского бензина. Существенных различий в общем содержании или изотопном составе валового свинца верхних горизонтов современной удаленной от дорог и погребенной почв не выявлено. Однако некоторые признаки антропогенного воздействия можно наблюдать при анализе подвижных форм свинца, составляющих небольшую часть от его общего содержания.
Ключевые слова: свинец в атмосферных выпадениях, свинец в почвах, свинец в палеопочвах, формы свинца в почвах, антропогенный свинец, стабильные изотопы свинца, палеоэкологические реконструкции
M. I. Gerasimova ''Russian Soil Classification System: Towards the Next Approximation,'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 25-33 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010022
Химия почв
Пампура Т. В., Демкин В. А., Мейли М., Холм К., Кандодап ф., Пробст А. Погребенные палеопочвы как фоновые объекты для оценки уровня загрязнения свинцом современных почв Нижнего Поволжья // Почвоведение. 2019. № 1. С. 43-60. doi: 10.1134/S0032180X19010118
Чтобы оценить масштаб загрязнения почв антропогенным свинцом необходимо найти для сравнения незагрязненный аналог современных почв. В этом качестве предложено использовать палеопочву, погребенную под двухметровым курганом бронзового века и защищенную им от атмосферных выпадений в течение 4500 лет. Сопоставлены содержания и изотопный состав подвижного и валового свинца в погребенной и современных (придорожной и удаленной от источников свинца) почвах. Явные признаки антропогенного загрязнения выявлены в верхнем горизонте придорожной почвы в пределах 10 м от автомагистрали. К ним относятся повышенные абсолютные содержания всех форм свинца, высокое относительное содержание подвижных форм, высокие отношения Pb кTi, Zr, Y, а также близость изотопного состава свинца почвы к составу свинца современных атмосферных аэрозолей и российского бензина. Существенных различий в общем содержании или изтопном составе валового свинца верхних горизонтов современной удаленной от дорог и погребенной почв не выявлено. Однако некоторые признаки антропогенного воздействия можно наблюдать при анализе подвижных форм свинца, составляющих небольшую часть от его общего содержания.
Ключевые слова: свинец в атмосферных выпадениях, свинец в почвах, свинец в палеопочвах, формы свинца в почвах, антропогенный свинец, стабильные изотопы свинца, палеоэкологические реконструкции
T. V. Pampura, M. Meili, K. Holm, F. Candaudap, and A. Probs ''Buried Paleosols as Reference Objects for Assessing the Current Level of Soil Pollution with Lead in the Lower Volga Steppes,'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 34-49 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010113
Физика почв
Иванов А. Л., Шеин Е. В., Скворцова Е. Б. Томография порового пространства почв: от морфологической характеристики к структурно-функциональным оценкам // Почвоведение. 2019. № 1. С. 61-69. doi: 10.1134/S0032180X19010064
Обсуждается развитие томографических исследований почвенных пор в российском почвоведении в 2011–2018 гг. Показано, что за этот период пройден путь от качественного исследования пор в некоторых почвах европейской территории России до количественной функциональной оценки порового пространства на основе трехмерных томографических моделей. Выделено 3 этапа томографических исследований почвенных пор: 1 – проведение качественного анализа порового пространства как пространственно-геометрического показателя почвенной структуры и как самостоятельного компонента морфологического строения почвы; 2 – получение количественных морфометрических данных о форме, размерах и ориентации пор и сопоставление томографических данных о порах с физическими исследованиями; 3 – использование томографических расчетных параметров в изучении важных для теоретического и практического почвоведения гидрологических и физико-механических свойств почв. Исследования последних лет сосредотачиваются на оценке связи томографических параметров порового пространства с традиционными гидрологическими константами, на возможности расчета ОГХ и функции влагопроводности по томографическим параметрам почвенного порового пространства, а также на количественной оценке и прогнозе деградации почв по томографическим данным. Решение указанных задач позволит объяснить физические явления, лежащие в основе гидрологических характеристик почв, а также обосновать использование томографических показателей в практическом почвоведении, гидрологии и агрофизике.
Ключевые слова: морфология, микроморфология, микроморфометрия, трехмерные модели пор,
гидрологические свойства, почвенные функции
A. L. Ivanov, E. V. Shein, and E. B. Skvortsova ''Tomography of Soil Pores: from Morphological Characteristics to Structural–Functional Assessment of Pore Space,'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 50-57 (2019). doi: 10.1134/S106422931901006X
Биология почв
Маслов М. Н., Маслова О. А., Ежелев З. С. Микробиологическая трансформация органического вещества в нефтезагрязненных тундровых почвах после рекультивации // Почвоведение. 2019. № 1. С. 70-78. doi: 10.1134/S0032180X19010106
Рассмотрено влияние нефтяного загрязнения торфяно-глеезема (Histic Cryosol) при аварии 1994 г. на современные показатели биологической активности. Несмотря на проведение комплекса механических (сбор нефти), физико-химических (промывка на специальных установках) и агротехнических (внесение удобрений, вспашка, высев трав) приемов рекультивации, остаточное содержание углеводородов нефти в почвах может достигать высоких значений. Нарушение естественного торфянистого горизонта почв при проведении рекультивационных работ приводит к сокращению респираторной активности почв, а также потенциальной скорости потребления субстратов, растительных остатков и водорастворимого органического вещества почв, что способствует уменьшению скорости оборота углерода.
Ключевые слова: дыхание почвы, микробная биомасса, торфяно-глеезем, Histic Cryosls, загрязнение наземных экосистем, рекультивация, Большеземельская тундра
M. N. Maslov, O. A. Maslova, and Z. S. Ezhelev ''Microbiological Transformation of Organic Matter in Oil-Polluted Tundra Soils after Their Reclamation,'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 58-65 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010101
Минералогия и микроморфология почв
Хитров Н. Б., Варламов Е. Б. Региональное разнообразие минералогического состава солонцов России // Почвоведение. 2019. № 1. С. 79-96. doi: 10.1134/S0032180X19010088
Качественно и количественно охарактеризовано разнообразие минералогического состава ила (<1 мкм) почвообразующих пород (гор. BC и C), надсолонцовых (гор. SEL) и солонцовых (гор. BSN) горизонтов солонцов разных регионов Восточно-Европейской равнины и Западно-Сибирской низменности. Содержание смектитовой фазы (1.7 нм) (СМ), гидрослюд (1.0 нм) (ГС) и суммы каолинита и хлорита (0.7 нм) рассчитано по методике Бискайя для всех образцов. Использовано содержание и минералогический состав илистой фракции 394 образцов почвенных горизонтов из 71 профиля солонцов. Получены эмпирические статистические кумулятивные и дифференциальные распределения содержания глинистых минералов. Оценена частота встречаемости разных вариантов профильного распределения минералов в солонцах. Установлено, что солонцы не имеют единого варианта профильного распределения глинистых минералов за счет разных минералогического состава пород и условий почвообразования. В солонцах чаще других встречалось элювиально-иллювиальное распределение содержания гидрослюд в процентах от почвы. Частота этого варианта варьировала от 25 до 65% в отдельных группах и составляла 57% в общей выборке. Традиционно считается главным элювиально-иллювиальное распределение содержания смектитовой фазы в почве. В действительности его частота варьирует от 10 до 30% в отдельных выборках и составляет всего 20% в общей.
Ключевые слова: глинистые минералы, смешанослойные слюда-смектитовые образования, гидрослюды, каолинит, хлорит
N. B. Khitrov and E. B. Varlamov ''Regional Diversity of Mineralogical Composition of Solonetzes in Russia,'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 66-82 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010083
Голубцов В. А., Хохлова О. С., Черкашина А. А. Карбонатные ризолиты в дюнных песках долины реки Белой ( верхнее Приангарье) // Почвоведение. 2019. № 1. С. 97-108. doi: 10.1134/S0032180X19010039
Представлены результаты исследования карбонатных ризолитов, сформированных в дюнных песках раннеголоценового возраста в долине р. Белой. Новообразования характеризуются крупными размерами (диаметром от 2 до 7 см и длиной около 1 м), что связано с высоким содержанием карбонатов во вмещающих отложениях и длительностью формирования ризолитов. Морфология, минералогический и изотопный состав новообразований свидетельствуют об их формировании в результате жизнедеятельности корней и корнеобитающих микроорганизмов. Перераспределение карбонатов из вмещающих отложений и их концентрация в непосредственной близости от корней привели к возрастанию их содержания здесь до величин более 30%. По мере удаления от корней количество карбонатов снижается до 10–12%, обуславливая концентрическое строение ризолитов. В поперечном срезе новообразований четко выделяются центральная и периферическая части. В центральных частях карбонатное вещество полностью перекристаллизовано и представлено чистым кальцитом с незначительными включениями кварца и полевых шпатов. Периферия ризолитов представлена грубозернистым силикатным материалом, слабо сцементированным “мостиками” из глинисто-карбонатной плазмы. Значения δ13С карбонатов варьируют от –7.4 до –1.5‰ и возрастают от внутренних к внешним слоям новообразований, что обусловлено степенью перекристаллизации первичных карбонатных минералов – максимальной в центре и значительно уменьшающейся к периферии. Значение δ13С органического вещества ризолитов при этом составляет –22.15‰, указывая на формирование новообразований вокруг корней С3-растительности. Величины δ18О карбонатного вещества ризолитов изменяются от –10.34 до –11.99‰, демонстрируя тренд к обогащению 18О от внутренних к внешним слоям. Расчет среднегодовых температур с использованием величин δ18О внутренних слоев новообразований, полностью сложенных вторичными карбонатами, показал значительные отклонения температур во время формирования ризолитов от современных. Радиоуглеродный возраст карбонатной цементации новообразований (7160 ± 100 кал. л. н.) несколько меньше возраста вмещающих отложений. Органические остатки из центральных частей ризолитов значительно моложе – 1770 ± 40 кал. л. н., что объясняется привносом по полостям новообразований органического вещества почв, сформированных выше и растительной биомассы, не вызывавшим, по-видимому, загрязнение карбонатной составляющей новообразований более молодым углеродом.
Ключевые слова: педогенные карбонатные новообразования, микроморфология, состав стабильных изотопов, 14С-датирование
V. A. Golubtsov, O. S. Khokhlova, and A. A. Cherkashina ''Carbonate Rhizoliths in Dune Sands of the Belaya River Valley (Upper Angara Region),'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 83-93 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010034
Агрохимия и плодородие почв
Кудеяров В. Н. Почвенно-биогеохимические аспекты состояния земледелия в Российской Федерации // Почвоведение. 2019. № 1. С. 109-121. doi: 10.1134/S0032180X1901009X
Рассмотрен почвенно-биогеохимический аспект современного состояния земледелия Российской Федерации. Перестройка производственных отношений в сельскохозяйственном секторе России привела к структурным изменениям аграрного землепользования. Выведенные из сельскохозяйственного оборота десятки миллионов гектаров пахотных угодий перешли в разряд залежных земель, подвергшихся зарастанию луговой и древесной растительностью. Это в свою очередь изменило характер формирования биологической продуктивности и ее состав на сельскохозяйственных угодьях в целом. Сокращение пахотных угодий и перевод их в залежное состояние существенно нарушило баланс углерода. Земледелие в целом из чистого источника С-СО2 в начале 90-х годов превратилось в чистый накопитель (секвестор) С-СО2 в размере около 20 млн т С-СО2/год. Этот факт можно рассматривать как вклад земледелия России в выполнение глобальной задачи международной программы “4 промилле” по накоплению углерода в почвах, используемых в сельском хозяйстве. Изменения структуры земельных угодий с одновременным резким сокращением применения всех видов удобрений вызвали превалирование биогеохимических потоков питательных элементов (N, P, K) из пахотных почв на урбанизированные территории. Дефицитный баланс питательных веществ означает, что в сельскохозяйственном производстве в значительной степени не реализуется почвенно-климатический потенциал и потенциал других факторов повышения продуктивности земледелия, таких как сорт, химические средства защиты растений и другие. Наибольшую тревогу вызывает остродефицитный баланс фосфора. В этой связи необходимо значительно ограничить экспорт апатитового концентрата и фосфорсодержащих удобрений как стратегического (невозобновляемого!) ресурса, необходимого для обеспечения продовольственной безопасности страны на десятилетия вперед.
Ключевые слова: биогеохимические потоки, стоки и источники углекислого газа, баланс, углерод, азот, фосфор, калий, истощение почв
V. N. Kudeyarov ''Soil-Biogeochemical Aspects of Arable Farming in the Russian Federation,'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 94-104 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010095
История науки
Иванов И. В., Ковалев М. В., Русакова Е. А. Павел Владимирович Отоцкий (1866–1954) – ученый и организатор в почвоведении // Почвоведение. 2019. № 1. С. 122-128. doi: 10.1134/S0032180X19010076
Представлена биография, научная и научно-организационная деятельность основателя и первогоредактора журнала “Почвоведение” – Павла Владимировича Отоцкого. Ключевые слова: гидрология, почвенный музей, журнал Почвоведение, Почвенная комиссия ВЭО
I. V. Ivanov, E. A. Rusakov, and M. V. Kovalev ''Pavel Vladimirovich Ototsky (1866–1954): Pedologist and Organizer of Soil Science Research,'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 105-111 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010071
