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)
