Почвоведение №9, 2021

Редакторо номера Е.В. Шеин

Физика почв

Умарова А.Б., Бутылкина М.А. Сусленкова М.М. Александрова М.С.  Ежелев З.С., Хмелева М.В., Шхапацев А.К, Гасина А.И. Агрегатная структ-ура естественных и пахотных почв разного генезиса: морфологические и реологические характеристики // Почвоведение. 2021. № 9. С. 1019-1032. https://doi.org/10.31857/S0032180X21090136

Агрегаты и капиллярно-насыщенные пасты суглинистых дерново-подзолистых почв (Albic Glossic Retisols (Lomic, Cutanic)), типичных и слитых черноземов (WRB – Haplic Chernozems (Loamic, Aric, Pachic) и Vertisols), желтоземов (WRB – Alisols) в их естественном состоянии и агроиспользовании исследовали методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и на ротационном вискозиметре “Реотест-2” с коаксиальной цилиндрической системой. Агрегаты пахотных горизонтов дерново-подзолистой почвы и чернозема типичного имеют менее выраженную пористость и более плотную упаковку микроагрегатов по сравнению с естественными почвами. Для слитых черноземов наблюдается обратная картина – при больших увеличениях фиксируется микроагрегированность пахотного слоя, в то время как в гумусово-аккумулятивном горизонте залежи срез агрегата представлен слитой массой. Реологическое поведение почв выявило преобладание конденсационно-кристаллизационных структурных связей в пахотных слоях, сменяющихся с глубиной преобладанием коагуляционных структур, за исключением черноземов слитых, в верхних горизонтах которых хорошо развита коагуляционная структура и проявляется тиксотропия. Предел пластично-вязкого разрушения структуры более высокий в почвах, не вовлеченных в сельскохозяйственное использование, а “предел Шведова”, соответствующий началу деформационных процессов, напротив, ниже. Все исследованные образцы почв имели несколько пределов прочности, что свидетельствует об иерархической организации структуры почвенных агрегатов.

Ключевые слова: дерново-подзолистые почвы, черноземы типичные, слитые черноземы, желтоземы, структурная организация почв, реология, конденсационные связи, кристаллизационные связи, СЭМ

 

Смагин А. В. Термодинамическая концепция физического качества почв // Почвоведение. 2021. № 9. С. 1033-1050. https://doi.org/10.31857/S0032180X21090094

Физическое качество почвы во многом определяется ее межфазными взаимодействиями при переменном содержании воды. Это обстоятельство позволяет считать кривые водоудерживания почв в виде функций содержания воды и ее термодинамических потенциалов индикаторами физического качества почвы и его динамики. Диаграммы физического качества почв в виде кривых водоудерживания с областями доминирования определенных физических механизмов и сил, отвечающих за взаимодействие физических фаз, получены для горизонтов, сгруппированных по пяти текстурным классам FAO/USDA, на основе базы данных (более 400 образцов) основных типов евразийских почв. Оригинальные инструментальные методы, использующие для удаления воды центробежное, гравитационное и температурное физические поля впервые дали возможность получать термодинамические характеристики водоудерживания во всем диапазоне возможного варьирования потенциала почвенной влаги от 0 до 1 млн Дж/кг. Основным фундаментальным результатом является физически обоснованная методология диагностики предельных (критических) значений содержания почвенной влаги и ее термодинамических потенциалов, разделяющих на диаграммах физического качества почв области доминирования различных форм почвенной влаги, физических сил и механизмов межфазных взаимодействий. Показано значение не капиллярных, поверхностных сил и механизмов, контролирующих водоудерживание и физическое качество почв. Практический интерес представляют результаты определения оптимальных диапазонов содержания влаги для различных по дисперсности и генезису почв Евразии в связи с их почвенно-экологическими и технологическими функциями и сервисами.

Ключевые слова: почвенная влага, термодинамический потенциал, капиллярность, расклинивающее давление, удельная поверхность, устойчивость водных пленок, критические параметры водоудерживания, оптимальное содержание влаги в почве

 

Поляков Д. Г., Архангельская Т. А., Рябуха А. Г., Ковда И. В. Температуропроводность криомофных почв степных комплексов на меловых породах // Почвоведение. 2021. № 9. С. 10511060. https://doi.org/10.31857/S0032180X21090069

Исследована температуропроводность почв с признаками криоморфизма, сформированных на меловых породах в Оренбургской области. Криоморфизм проявляется в наличии таких морфологических признаков криогенных процессов, как полигональный микрорельеф, клиновидные грунтовые жилы, интрузии, зоны скопления крупнозема и плитчатая почвенная структура. Комплексный почвенный покров представлен Calcaric Regosol на микроповышениях, Calcaric Regosol (Ochric) на микросклонах и Rendzic Calcaric Phaeozem в микропонижениях. Почвы характеризуются высокой пространственной вариабельностью основных физических свойств: гранулометрический состав варьирует от среднего суглинка до средней глины, плотность почв – от 1.07 до 1.53 г/см3. Измерения температуропроводности проводили методом регулярного режима в диапазоне от максимальной влажности почвы после насыщения образцов под напором до воздушно-сухого состояния. Относительно низкая температуропроводность – от 1.53 × 10–7 до 2.88 × 10–7 м2/с – характерна для гумусовых горизонтов в микрозападине; горизонты почв на микросклоне и микроповышении имеют большую температуропроводность – от 1.76 × 10–7 до 5.06 × 10–7 м2/с. Температуропроводность почв положительно коррелирует с их плотностью, толщиной плитчатых агрегатов, содержанием мела и крупнозема и отрицательно коррелирует с содержанием органического вещества и илистой фракции.

Ключевые слова: микрорельеф, палеокриогенез, комплексный почвенный покров, текстура почвы, крупнозем

 

И.Н. Курганова, В.О. Лопес де Гереню, Е.Н. Смоленцева, М.П. Семенова, В.И. Личко, Б.А. Смоленцев Влияние типа землепользования на физические свойства черноземов лесостепной зоны Западной Сибири // Почвоведение. 2021. № 9. С. 1061-1075. https://doi.org/10.31857/S0032180X21090045

Система землепользования и агротехнические приемы оказывают значительное влияние на агрегатный состав и многие физические свойства почв. Приведена сравнительная оценка плотности, наименьшей влагоемкости (НВ) в образцах нарушенного сложения и агрегатного состава (метод сухого просеивания) черноземов глинисто-иллювиальных элювиированных (Luvic Greyzemic Chernozem), расположенных на территории Предалтайской лесостепной почвенной провинции в Западной Сибири и сформированных под длительно используемой и новоосвоенной пашней, 27-летней залежью и целинной степной растительностью. На каждом участке были отобраны по 3 смешанных образца из следующих слоев гумусового горизонта: 0–5, 5–10, 10–20 и 20–30 см. Влияние землепользования отразилось на изменении плотности только в верхнем 0–5 см слое, разуплотнение которого в течение 27-летнего залежного режима было статистически значимым. Различия по плотности между двумя пахотными участками и между залежью и целиной не были достоверными. Изменение величины НВ изученных почв в зависимости от землепользования проявлялось в слое 0–20 см. За 6 лет использования залежи под посевы зерновых, ее агрегатный состав стал практически идентичным таковому на старопахотном участке. На основании количества агрономически ценных агрегатов и значения коэффициента структурности агрегатное состояние всех изученных почв можно оценить как отличное. Таким образом, черноземы глинисто-иллювиальные лесостепной зоны Западной Сибири в условиях длительного использования под посевы сельскохозяйственных культур проявляют высокую степень устойчивости и сохраняют природную комковато-зернистую структуру.

Ключевые слова: агрегатный состав почв, структура почв, водно-физические свойства почв, изменение землепользования, чернозем глинисто-иллювиальный элювиированный, Luvic Greyzemic Chernozem

 

Шеин Е. В., Болотов А. Г., Дембовецкий А. В. Гидрология почв агроландшафтов: количественное описание, методы исследования, обеспеченность почвенных запасов влаги // Почвоведение. 2021. № 9. С. 1076-1084. https://doi.org/10.31857/S0032180X21090070

Гидрология почв имеет глубокие российские корни, связанные, прежде всего, с теорией и практикой использования гидрологических констант. Эти критериальные величины использовались в основном для оценки гидрологических почвенных условий в стационарных наблюдениях, а попытки обустроить гидрологические наблюдения в ландшафте упирались в огромную, часто неисполнимую трудоемкость работ, расчетов, ненадежный количественный прогноз. В настоящее время появились новые возможности экспериментальных исследований, цифрового анализа и прогноза гидрологических показателей почв в ландшафте. Разработан новый количественный подход использования цифровых технологий для наблюдения за запасами влаги и температурой в почвах агроландшафта, динамики и вероятностных расчетов обеспеченности этих величин. На основе почвенной карты предложено создать информационно-измерительную систему с изученными тепло- и гидрофизическими характеристиками почв, с помощью математических моделей рассчитать динамику влаги и температуры для заданных периодов времени и условий различной обеспеченности теплом и осадками, что позволяет количественно оценить обеспеченность запасов влаги в почвах агроландшафта. Эта система наблюдений, оценки и прогноза включает применение современных технологий определения влажности и температуры почвы, адаптацию прогностических физически обоснованных моделей расчета динамики запасов влаги в зависимости от обеспеченности осадков и условий на нижней границе почвенных профилей. Рассматривается проведение гидрологического анализа почв на примере агроландшафта Зеленоградского стационара Почвенного института им. В.В. Докучаева в с. Ельдигино Пушкинского района Московской области РФ.

Ключевые слова: водный режим почв, тепловой режим почв, прогноз, прогнозирование, гидрофизика, физически обоснованные модели, гидротермические характеристики, дерново-подзолистые почвы, Albic Glossic Retisols (Lomic, Cutanic)

 

А. Н. Бугаец, Н. Ф. Пшеничникова, А. А. Терешкина, С. Ю. Лупаков, Б. И. Гарцман, В. В. Шамов, Л. В. Гончуков, О. М. Голодная, С. М. Краснопеев, Н. К. Кожевникова Цифровое почвенное картографирование для целей гидрологического моделирования на примере экспериментальных водосборов (юг Приморского края) // Почвоведение. 2021. № 9. С. 1085-1096. https://doi.org/10.31857/S0032180X21050051

Для бассейна р. Правая Соколовка (южная часть хребта Сихотэ-Алиня, Приморский край) создана цифровая почвенная карта масштаба 1 : 50000. Основными единицами легенды являются почвенные подтипы. Сделана попытка адаптировать региональную номенклатуру почв к современной почвенной классификации России и провести корреляцию с номенклатурой почв Всемирной реферативной базы почвенных ресурсов (WRB). Описание каждого ареала включает сведения по условиям формирования почв на уровне подтипа. Показано, что в почвенно-растительном покрове четко выражена вертикальная зональность. В качестве объектов моделирования выбраны 3 малых водосбора с площадью 3.5–7.6 км2. Для моделирования динамики компонентов водного баланса использована гидрологическая модель с открытым кодом SWAT. Для калибровки модели использованы данные литературных источников, стационарных исследований и наблюдательной сети Росгидромета. Для оценки результатов моделирования использованы общепринятые в гидрологии критерии. Модель хорошо воспроизводит гидрографы стока средних и многоводных лет, на 10–20% занижает пиковые значения расходов воды паводков, вызванных интенсивными осадками. Приводятся полученные в результате калибровки значения параметров модели и гидрологических характеристик почв, расчетные данные динамики элементов водного баланса.

Ключевые слова: почвенная карта, малые водосборы, моделирование стока, водный баланс, SWAT

 

Yin, C. H. Liang, F. M. Xi, L. Y. Du, J. Y. Li, and L. Liu ''Micro-Aggregate Stability in Greenhouse Management System in Northeast China,'' Eurasian Soil Science, 54 (9), - (2021). https://doi.org/10.1134/S1064229321090143 опубликована только в английской версии

Organomineral associations in micro-aggregate architecture are important in soil functions. The effect of greenhouse management on micro-aggregation should be investigated to rationally maximize the benefits of solar greenhouses. The relationships between combined organic matter and inorganic minerals were studied during a long-term greenhouse experiment for 15 years in Shenyang, China. Stepwise settlement method was used to isolate micro-aggregate fractions. Combined organic matter, sesquioxides and combined inorganic phosphorus were also determined. The mass proportions of 50–250 and <1 μm size fractions decreased under long-term greenhouse management. The opposite trends were observed in 10–50 and 1–5 μm size fractions. Significant correlations were also determined between the combined organic matter and amorphous Al oxide, complex Fe and Al oxides, and phosphorus combined with Ca and occluded phosphorus. These results indicated that greenhouse management significantly affected the turnover of organomineral associations in micro-aggregates.

Keywords: micro-aggregation, organomineral association, greenhouse age, solar greenhouse

 

Qiang Liu, Ping Xi, Jiali Miao, and Xiansheng Cao ''An Alternative Simplified Evaporation Method for Measuring the Hydraulic Conductivity Function of the Unsaturated Soils,'' Eurasian Soil Science, 54 (9),  (2021). https://doi.org/10.1134/S1064229321090052 опубликована только в английской версии

The simplified evaporation method (SEM) is frequently used for the determination of the hydraulic conductivity function (HCF) of the unsaturated soil. Usually, the mass of soil samples during evaporation is often monitored to calculate the flux. However, the balance is sensitive to the external conditions, such as the tensiometers connected by the cables to transmit data, and the cable will have a disturbing effect on the balance. In this study, a series of laboratory tests were conducted to obtain the hydraulic conductivity function of six kinds of soils, which texture ranged from sand to silty clay by using the alternative simplified evaporation method (ASEM) that reduces the sensitivity of the external environment brought by the balance. The volumetric water content near the centre depth was monitored by the soil moisture sensor, and the change of flux during evaporation was calculated by the volumetric water content. At the same time, for comparison, the mass was monitored during the evaporation process, and the mass of evaporated water was used to calculate the flux (SEM). The HCF obtained by the ASEM was consistent with that obtained by the SEM.

Keywords: hydraulic conductivity function, unsaturated soil, volumetric water content

 

К.Н. Абросимов, К.М. Герке, Д.С. Фомин, К.А. Романенко, Д.В. Корост Томография в почвоведении: от ранних опытов к современным методам обработки данных (обзор) // Почвоведение. 2021. № 9. С. 1097-1112. https://doi.org/10.31857/S0032180X21090021

Представлен обзор использования метода компьютерной томографии в исследовании почв с первых работ до настоящего времени. Проанализировано развитие метода компьютерной томографии в области аппаратного обеспечения и способов обработки томографических данных от первых попыток анализа структуры почв по томографическим срезам низкого качества до современных методов сегментации и анализа объемных структур с использованием специализированного программного обеспечения, корреляционных функций и нейросетей. Показаны возможности применения и определены тенденции развития методов обработки томографических данных в области изучения и анализа структуры почв. Приведены примеры из мирового опыта использования компьютерной томографии для почв, показаны различные способы сегментации данных, применявшиеся с первых исследований до настоящего времени. Представлена специфическая терминология, сложившаяся в рамках развития метода и различные морфометрические показатели для 2D и 3D изображений, разработанные или разрабатывающиеся в данный момент, дан прогноз развития метода на ближайшую перспективу.

Ключевые слова: компьютерная томография, анализ изображений, поровое пространство, структура почвы, макротомография, mCT, ХCT

 

Калнин Т. Г., Ивонин Д., Абросимов К. Н., Грачев Е., Сорокина Н. В. Анализ томографических изображений структуры порового пространства почв методами интегральной геометрии // Почвоведение. 2021. № 9. С. 1113-1123. https://doi.org/10.31857/S0032180X21090033

работе использована методика численного анализа трехмерных томографических изображений порового пространства почвенных объектов. Она основана на применении методов интегральной геометрии, топологии и морфологического анализа. Для количественной характеристики изменения структуры порового пространства исследованы томографические изображения четырех ненарушенных образцов: тяжелосуглинистой агросерой почвы (Retic Phaeozem), агроминерального (Sapric Rheic Mineralic Histosols) и гипнового (brown moss Sapric Rheic Histosols) торфоземов в сухом и влажном состояниях. Для образцов подпахотного горизонта агросерой почвы наблюдалось уменьшение обоих чисел Бетти в процессе смачивания, где нулевое число (b0) отображает количество топологически простых, закрытых пор, а первое число (b1) свидетельствует об уменьшении значения связности в более узком диапазоне в сравнении с b0. При увлажнении образца агроминерального торфозема характеристика Эйлера-Паункаре принимает отрицательные значения в диапазоне пор 0.1–0.16 мм, что говорит о преобладании сложной, разветвленной структуры порового пространства и высокой связанности пор. При насыщении гипнового мха большое количество туннельных пор сужаются (“схлопываются”), связанность уменьшается за счет особенностей сложения длинноствольных растительных остатков. Количество пор и связей между ними в торфоземах на порядок превышает те же показатели агросерой почвы в горизонте А подпахотном. Приведенные количественные изменения предложенных параметров томографического изображения порового пространства почв подтверждают возможность их использования для оценки трансформации порового пространства почв.

Ключевые слова: пористость, функционал Минковского, числа Бетти, характеристика ЭйлераПаункаре, компьютерная томография, Phaeozem albic, Sapric Rheic Histosols

 

Суздалева А. В., Верховцева Н. В., Абросимов К. Н., Романычева А. А. Физико-томографическая характеристика и структура бактериального сообщества агрофизической системы прорастающие корни-поровое пространство почв (модельные физические экспериментальные исследования) // Почвоведение. 2021. № 9. С. 1124-1132. https://doi.org/10.31857/S0032180X21090112

Компьютерная томография позволяет количественно охарактеризовать объемы элементов твердой фазы почв, порового пространства и корневой системы. В рамках физического модельного эксперимента с выращиванием проростков ячменя в течение 7 сут и томографической съемкой через равные промежутки времени фиксировалась динамика изменений структуры объемов почвенных пор и корней. Основная цель заключалась в количественной оценке изменений показателей пористости, диаметра и объема пор, при развитии корневой системы. Эксперимент проведен в образцах дерново-подзолистой (Albic Glossic Retisols (Loamic, Cutanic)) почвы и чернозема (Calcic Chernozem). В пластиковых бюксах объемом 3 см3 создавались модели семенного ложа с двумя слоями: подсеменным, уплотненным до 1.2 г/см3, и надсеменным с плотностью 0.7–0.8 г/см3. Семена ячменя (Hordeum vulgare L.) сорта Михайловский размещались на границе слоев. По мере прорастания проводилась томографическая съемка и исследование бактериального сообщества методом газовой хроматографии – масс-спектрометрии. В этот период зафиксировано сокращение томографической пористости в подсеменном слое и изменение численности микроорганизмов, преимущественно выполняющих деструкцию сложных углеводных соединений. Томографические и микробиологические исследования показали взаимосвязанность происходящих процессов изменения объемов пор почвы, корней и состава микробиоты при прорастании семени.

Ключевые слова: Albic Glossic Retisols (Loamic, Cutanic), Calcic Chernozem, структура порового пространства почв, рентгеновская компьютерная томография почв, неинвазивная визуализация, структура микробиологического прикорневого сообщества

 

Скворцова Е. Б., Абросимов К. Н., Щепотьев В. В.,  Дмитренко В. Н. Пространственная организация пор в темно-серой почве со вторым гумусовым горизонтом (томографический анализ) // Почвоведение. 2021. № 9. С. 1133-1142. https://doi.org/10.31857/S0032180X21090082

Проведено количественное морфологическое исследование пор в темно-серой почве со вторым гумусовым горизонтом (Luvic Retic Greyzemic Phaeozem (Loamic) [14]) Каширского района Московской области Российской Федерации. Цель работы заключалась в установлении специфических особенностей пространственной организации почвенных пор в качестве новых диагностических признаков полигенетичных почв со вторым гумусовым горизонтом (ВГГ) на территории ВосточноЕвропейской равнины. Исследования проводили с использованием лабораторного микротомографа Bruker SkyScan 1172 (Почвенный институт им. В.В. Докучаева). Показано, что для диагностики порово-структурного состояния второго гумусового горизонта уровень мезопор и тонких макропор более информативен, чем уровень грубых макропор. В диапазоне пор d = 0.03–2 мм анализ закрытой томографической пористости выявил двойственную природу ВГГ: по объему закрытых пор в образце он мало отличается от горизонта AU3el, а по доле этих пор в поровом пространстве приближается к горизонту BT1el. Подтверждено диагностическое значение формы почвенных пор. Выявлено, что в толще ВГГ более половины пор d = 0.1–2 мм представлено изометричными изрезанными порами упаковки зернисто-комковатых агрегатов. Благодаря этому среднее арифметическое значение фактора формы F для тонких макропор в этом горизонте достигает величины F = 0.5. Отличие ВГГ от современных гумусовых горизонтов по форме тонких макропор можно расценивать как дополнительный аргумент в пользу реликтового происхождения ВГГ.

Ключевые слова: полигенетичные почвы, пористость почвы, форма пор, фактор формы пор, микроморфометрия пор

 

С. С. Тагивердиев, О. С. Безуглова, С. Н. Горбов, П. Н. Скрипников, Д. А. Козырев Особенности агрегатного состава в связи с соотношением углерода органического вещества и карбонатов в почвах Ростовской агломерации // Почвоведение. 2021. № 9. С. 1143-1149. https://doi.org/10.31857/S0032180X21090124

Цель исследования – изучение трансформации почвенной структуры при урбопедогенезе и оценка связи между размерами агрегатов и содержанием углерода органического вещества и карбонатов. Исследовали почвы Ростовской агломерации, сравнивали состав агрегатов в черноземах миграционно-сегрегационных (Calcic Chernozems) и урбостратоземах на погребенных черноземах (Urbic Technosol). Агрегатный состав определяли методом Саввинова, содержание углерода – на приборе TOC-L CPN Shimadzu. Для установления различий в составе агрегатов разных генетических горизонтов выполнен расчет критерия Стьюдента и графический анализ доли структурных фракций в зависимости от содержания органического и неорганического углерода, сглаженных методом наименьших квадратов. Установлено, что доля воздушно-сухой фракции >10 мм в горизонтах урбик и в погребенных горизонтах достоверно увеличивается на 30% и больше. Это происходит за счет уменьшения доли фракций в диапазоне 7–0.5 мм. Достоверные различия в содержании водоустойчивых фракций отмечены только в паре AU–[AU]: в погребенном горизонте уменьшается доля водоустойчивых агрегатов размерностью >3 и 2–1 мм, и значительно возрастает вклад агрегатов 0.5–0.25 мм. Вероятно, эти изменения обусловлены предшествовавшим погребению урбаногенным распылением структуры. Распределение агрегатов по фракциям не связано с содержанием органического и неорганического углерода. Однако для каждой структурной фракции имеются области значений содержания органического и неорганического углерода, в которых сокращается интенсивность структурообразования. Это проявляется резким уменьшением содержания фракции в погребенных профилях относительно нативных.

Ключевые слова: структурно-агрегатный состав почв, чернозем миграционно-сегрегационный (Calcic

Chernozems), урбостратозем (Urbic Technosol), антропогенная трансформация почв, органический углерод почв

 

Смагин А. В., Садовникова Н. Б., Беляева Е. А., Кириченко А. В., Кривцова В. Капиллярные эффекты в полидисперсных системах и их использование в почвенном конструировании // Почвоведение. 2021. № 9. С. 1150-1164. https://doi.org/10.31857/S0032180X21090100

Обсуждается капиллярный эффект в полидисперсных пористых системах почв и грунтов. Его количественная оценка основана на новой фундаментальной модели капиллярного подъема в зависимости от параметров дисперсности почвенных частиц, плотности сложения почвы и плотности ее

твердой фазы, смачиваемости и количества прочносвязанной воды. В отличие от известного закона Жюрена, модель учитывает распределение частиц по размерам и изменение размера пор под влиянием плотности грунта. Модель адекватно предсказывает высоту капиллярного подъема как в искусственных монодисперсных пористых системах, так и в реальных почвах со спектрами частиц разного размера от 0.006 до 1 мм. Исследовано влияние природных и синтетических гидрофобизизаторов на кинетику и предельную высоту капиллярного подъема. Приводятся результаты лабораторных и полевых исследований эффективности несовершенных – с гидравлической связью и совершенных – с эффектом ее разрыва капиллярных барьеров в сравнении с прогнозным моделированием в программе Hydrus-1D. Полученные результаты используются для оценки капиллярности в почвах и дизайна почвенных конструкций с капиллярными барьерами.

Ключевые слова: почвы и грунты, капиллярный подъем, гранулометрический состав, удельная поверхность, плотность сложения, кривые водоудерживания, гидрофобизация, краевые углы смачивания, капиллярные барьеры

Скачать

Почвоведение №7, 2021

Генезис и география почв

Ефремова Т. Т., Пименов А. В., Ефремов С. П., Аврова А. Ф. Лесные пирогенные торфяные почвы и глееземы заболоченных горных долин юга Енисейской Сибири // Почвоведение. 2021. № 7. С. 771-782. https://doi.org/10.31857/S0032180X21070030

На примере ельника заболоченной долины Кузнецкого Алатау (абсолютная высота 622 м) изучено различие торфяных эвтрофных почв (Hypereutric Sapric Histosols) и глееземов торфянистых (Eutric Histic Gleysols) через 20 лет после лесо-торфяного пожара. Почвы с сохранившимися от выгорания торфян(ист)ыми горизонтами характеризуются высокой вариабельностью свойств (Cv 25–33%). Зольность изменяется в интервале 23–81%, величина рН 5.8–8.2, плотность 0.09–0.49 г/см3, содержание органического углерода 7–37%, объемная влажность 31–85%. Статистически обосновано выделение четырех группировок пирогенных почв. Максимальными возможностями различать кластеры обладает показатель содержания органического углерода (93%). Значительно меньшая доля различия обеспечивается объемной влажностью (6%). Кластеры пирогенных почв, идентифицированные как торфяные, глееземы торфянистые, глееземы мелкоторфянистые и деструктивные, составляют почвенную комбинацию пожарища. Получена новая информация об убыли углерода в пирогенном субстрате, уточняющая сведения о потерях углерода, которые оцениваются в основном по глубине прогорания торфяной толщи. Величина потерь в слое 0–20 см в зависимости от интенсивности пирогенного воздействия составляет 0.4–6.3 кг С/м2, что эквивалентно выбросам в атмосферу СО2 от 1.4 до 23 кг/м2.
Ключевые слова: потери углерода, кластеры почв, многомерный статистический анализ, лесо-торфяные пожары, пассивное тление

 

Гопп Н. В. Использование почвенно-геоморфологической базы данных для изучения пространственной изменчивости содержания гумуса, физической глины и ила в почвах КузнецкоСалаирской геоморфологической провинции // Почвоведение. 2021. № 7. С. 783-796. https://doi.org/10.31857/S0032180X21070054

На основе архивных данных о почвах Кузнецко-Салаирской геоморфологической провинции (в пределах Новосибирской области) и результатов обработки цифровых моделей высот разработана почвенно-геоморфологическая база данных (ПГБД) для сбора, хранения и обработки пространственно-распределенной информации. ПГБД состоит из таблиц и связанных с ними векторных и растровых картографических данных, которые содержат информацию о химических и физических свойствах почвенных горизонтов, морфометрических параметрах рельефа (высоте, крутизне, топографическом индексе влажности, факторе риска развития эрозии, индексе мощности потока, индексе расчлененности рельефа, индексе топографического положения и др.). На территории исследования распространены следующие почвы: черноземы выщелоченные (Luvic Chernozems) и оподзоленные (Luvic Greyzemic Chernozems); лугово-черноземные обыкновенные (Gleyic Chernozems) и оподзоленные (Greyzemic Gleyic Chernozems); светло-серые, серые и темно-серые лесные (Luvic Greyzemic Phaeozems); луговые карбонатные (Eutric Gleysols), оподзоленные (Haplic Gleysols) и солончаковатые (Haplic Gleysols (Protosalic)); аллювиальные луговые (Eutric Fluvisols); солонцы луговые (Gleyic Solonetz). Анализ составленных карт позволил выявить тренд увеличения содержания гумуса, физической глины и ила в верхнем горизонте почв с северо-востока на юго-запад изучаемой территории. Аналогичный тренд отмечен и для топографического индекса влажности. Для содержания физической глины и ила в почвообразующей породе установлена обратная тенденция, то есть отмечено увеличение содержания физической глины и ила с юго-запада на северо-восток. Установлено, что почвы, занимающие долины рек и равнины, по сравнению с почвами привершинных склонов и высоких гребней холмов, характеризуются большим содержанием гумуса, физической глины и ила. Существенных корреляций между морфометрическими параметрами рельефа и содержанием гумуса, физической глины и ила в верхнем горизонте почв и почвообразующей породе не выявлено.
Ключевые слова: морфометрические параметры рельефа, картографирование, LS-factor, SPI, TWI, TRI, TPI, SRTM, DEM

 

Химия почв

Васильчук Ю.К., Белик А.Д., Буданцева Н.А., Геннадиев А.Н., Васильчук А.К., Васильчук Дж.Ю., Завгородняя Ю.А., Гинзбург А.П., Блудушкина Л.Б. Полициклические ароматические углеводороды и изотопы углерода в торфе миграционного бугра пучения (Большеземельская тундра) // Почвоведение. 2021. № 7. С. 797-805. https://doi.org/10.31857/S0032180X21070133

Проанализировано содержание полициклических ароматических углеводородов и изотопный состав углерода в торфе бугра пучения, расположенного в районе пос. Елецкий (городской округ Воркута, Республика Коми). Величины δ13С варьируют от –28.05 до –30.05‰ (среднее значение ‒29.15‰). Суммарное содержание ПАУ изменяется от 11 до 360 нг/г, при среднем значении 63 нг/г и медианном 34 нг/г. Среди ПАУ преобладают тяжелые соединения – бенз(а)антрацен, бензфлуорантены. Наличие ПАУ в торфяном материале обусловлено тремя основными факторами: техногенным воздействием, природными пожарами, биогеохимическими почвенными процессами. В верхней части торфяного бугра, до глубины сезонно-талого слоя преобладание бенз(а)антрацена маркирует антропогенное воздействие (влияние транспорта и коммунально-бытового хозяйства). Ниже доля бенз(а)антрацена уменьшается, увеличивается доля бензфлуорантов. При этом наблюдается два резких максимума ПАУ (260 и 360 нг/г), совпадающих с локальным утяжелением изотопного состава и, вероятно, являющихся результатом природных пожаров. Минимумы ПАУ скорее всего обусловлены биогеохимическим фактором и поступлением полиаренов при разложении растительных остатков. Изотопный состав углерода торфа отражает изотопный состав растительности, степень увлажненности торфяника, а также влияние пирогенного фактора.
Ключевые слова: полиарены, палеосреда, природные пожары, стабильные изотопы углерода, Dystric Histosols

 

R.K. Gangwar, M. Makádi, I. Demeter, A. Táncsics, M. Cserháti, G. Várbíró, J. Singh, Á.Csorba, M. Fuchs, E. Michéli, T. Szegi ''Comparing Soil Chemical and Biological Properties of Salt Affected Soils under Different Land Use Practices in Hungary and India,'' Eurasian Soil Science, 54 (7), - (2021). https://doi.org/10.1134/S1064229321070048 опубликована только в английской версии

This study was conducted with the aim to assess the effect of land use on chemical properties (organic carbon; pH; electrical conductivity; available P, K, Ca, Mg, Na), microbiological properties (basal soil respiration, microbial biomass carbon, dehydrogenase activity and phosphatase activity), and physical property (moisture content) of salt-affected soils developed under different geographical locations and climate i.e. Hungary and India. In Hungary, soil samples were taken from two different soil types with different land uses such as cropland (Solonetz – HSNA) and pasture land (Solonetz – HSNP; Solonchak – HSCP) while in India samples were collected from Solonetz soil of different land uses, namely, cropland (ISNA), pasture (ISNP) and fallow (ISNB). Based on chemical properties and moisture content, one-way ANOSIM (Analysis of similarities) proved that all six sites were statistically different from each other. The results of PCA showed that soil samples from Hungary and India must be separated unambiguously from each other; furthermore the Hungarian ones differing in soil type and land use could be also differentiated. Cluster analysis (Bray-Curtis) gave similar results for microbiological properties in Hungarian sites while in Indian sites, three land use practices were grouped into two clusters where the pasture land was grouped to both arable land and fallow. CCA results revealed that more than 86% of variation in microbiological properties were explained by the environmental factors.
Физика почв

Савин И. Ю., Виндекер Г. В. Некоторые особенности использования оптических свойств поверхности почв для определения их влажности // Почвоведение. 2021. № 7. С. 806-814. https://doi.org/10.31857/S0032180X21070121

Целью исследований явился анализ связи спектральной отражательной способности поверхности почв с содержанием в образцах почв влаги как основы детектирования влажности почв по данным дистанционного зондирования. На примере лабораторного исследования девяти образцов пахотного горизонта черноземов оподзоленных, серых лесных и дерново-подзолистых почв изучена связь спектральной отражательной способности их поверхности в видимой области спектра, определенной с помощью спектрорадиометра HandHeld-2, с содержанием влаги в образце. Установлено, что изменение влажности почв приводит к синхронному изменению интегрального отражения в видимой области спектра лишь в достаточно узких интервалах содержания влаги, которые специфичны для разных почв. Изменение влажности почв в интервалах за пределами этого диапазона не приводит к изменению спектральной отражательной способности почв. На основе полученных результатов можно утверждать, что большинство данных спутниковой съемки в оптическом диапазоне фиксируют нахождение открытой поверхности почв в сухом состоянии, хотя сам пахотный горизонт может при этом быть достаточно влажным. Эти закономерности необходимо учитывать при создании спутниковых технологий оперативного мониторинга влажности почв по данным, получаемым в оптическом диапазоне электромагнитных волн.
Ключевые слова: спектральная отражательная способность, бесконтактные методы изучения почв, дистанционное определение влажности почв

 

Матышак Г. В., Тархов М. О., Рыжова И. М., Гончарова О. Ю., Сефилян А. Р., Чуванов С. В., Петров Д. Г. Оценка температурной чувствительности эмиссии СО2 с поверхности торфяных почв
севера Западной Сибири методом трансплантации почвенных монолитов // Почвоведение. 2021. № 7. С. 815-826. https://doi.org/10.31857/S0032180X21070108

Торфяные почвы криолитиозоны играют важную роль в глобальном цикле углерода. В условиях прогнозируемых климатических изменений торфяные почвы могут функционировать как значительный источник выбросов парниковых газов в атмосферу. В четырехлетнем полевом эксперименте методом трансплантации (переноса почвенных монолитов торфяного горизонта высотой 20 см, диаметром 10 см) оценена температурная чувствительность эмиссии СО2 с поверхности торфяных почв севера Западной Сибири (Надымский район, зона распространения многолетнемерзлых пород) в условиях существенно более высоких температур функционирования. Увеличение температуры на 7°С обусловило значимый положительный отклик эмиссии СО2 (оцененный методом закрытых камер) с поверхности трансплантированных образцов по сравнению с контрольными – от 30 до 70%. Температурная зависимость эмиссии СО2 с поверхности трансплантированных образцов почв была наиболее выражена в условиях максимальной контрастности термического режима в первые 2 года наблюдений (R2 = 0.8), в последующие годы теснота связи между эмиссией СО2 и температурой становилась слабее. Напротив, температурная чувствительность эмиссии СО2 с поверхности трансплантированных образцов почв для большинства периодов наблюдений характеризовалась высокими значениями коэффициента Q10 (3–6), что указывает на сохранение повышенной скорости минерализации органического вещества торфяных почв криолитозоны в течение продолжительного периода (четырех лет). Полученные результаты могут быть полезны для уточнения прогнозных данных углеродного баланса исследуемой территории, учитывающих вклад органогенных почв криолитозоны.
Ключевые слова: торф, многолетнемерзлые породы, изменение климата, Q10, дыхание почв

 

I. Malek, M. Bouteldja, K. Posta, S.Fóti, K. Pintér, Z. Nagy, J. Balogh ''Responses of Soil Respiration to Biotic and Abiotic Drivers in a Temperate Cropland,'' Eurasian Soil Science, 54 (7), - (2021). https://doi.org/10.1134/S1064229321070097 опубликована только в английской версии

To investigate the temporal dynamics of CO2 efflux from the soil surface in a temperate cropland and to quantify the effects of soil temperature, soil water content, N fertilization and plant growth on soil carbon dioxide efflux (Rs) field and lab experiments were performed. The field experiment was conducted in a cropland site with a conventional farming system in Central Hungary. The temporal changes of Rs were estimated using a closed chamber IRGA system about bi-weekly/monthly between November 2017- November 2019 in 10 positions. The measured average soil CO2 efflux values ranged from 0.06 ± 0.007 to 7.04 ± 0.44 μmol CO2 m–2s–1 Soil respiration model including soil temperature (Ts), soil water content (SWC) and the incorporation of VIgreen (plant growth and functioning) gave a higher goodness-of-fit value (r2 = 0.54) than the simple temperature response. According to our field results, different variables including Ts, SWC and VIgreen play a principal role in the carbon cycle of the investigated cropland. We further investigated the effects of the main drivers in a laboratory experiment with the same soil. Closed chamber technique was used for measuring the emission of carbon dioxide by a Picarro G1101-i gas analyzer. We also introduced a fertilization experiment: three different N treatments were applied (N0, N75 and N150) with different levels of soil water content on the soil planted with maize and bare soil. According to our laboratory results, the cumulative CO2 efflux from soil was found to have a positive correlation with plant growth and with N fertilizer rate: as higher plant biomass and more N added, more CO2 was emitted, whereas, the cumulative emissions values from planted soil were around two times higher than in bare soil in all treatments. Significant positive correlations were found between CO2 efflux and SWC indicating that the soil water content was the main factor limiting the rate of the CO2 emission from soil in both planted and bare soil, in which the cumulative CO2 efflux was increased with the increase in soil water content, and it was almost three times higher in planted soils at higher soil moisture level than in the bare soil. We can conclude that the effects of plant presence and soil moisture on soil respiration had similar magnitude; however, the effect of N addition was small.
Keywords: cropland, cumulative CO2 efflux, N fertilization, vegetation index

 

D. Yilmaz ''Alternative α* Parameter Estimation for Simplified Beerkan Infiltration Method to Assess Soil Saturated Hydraulic Conductivity,'' Eurasian Soil Science, 54 (7), - (2021). https://doi.org/10.1134/S1064229321070140 опубликована только в английской версии

In situ characterization of the saturated hydraulic conductivity (Ks) requires a large number of experiments, sampling, and laboratory measurements that are time-consuming and expensive. Simplified Beerkan Infiltration (SBI) method was developed to estimate an approximate Ks based on the infiltration curve without any sampling procedures. For that purpose, α* parameter, which is used in the calculation of Ks, was commonly set to a fixed value based on soil texture. This approach was not sufficient for an accurate Ks estimation. For a relatively dry soil, a new approach involving an empirical structural parameter was proposed to calculate an approximation of the α* parameter based on the shape of the steady state asymptote of the Beerkan cumulative infiltration. The new α* parameter was tested on simplified Beerkan infiltration (SBI) method in over 32 Beerkan experiments selected from the Soil World Infiltration Global (SWIG) database. The steady state SBI (SSBI) method estimated Ks with an accuracy close to those estimated with the BEST (Beerkan Estimation Soil Transfer) method. The R2 correlation factor for the SSBI method in Ks estimation with BEST intercept and steady methods were 0.982 and 0.994, respectively. For the transient SBI method, the R2 correlation factors calculated with BEST methods were lower; 0.858 and 0.827, respectively. Therefore, the application of the new α* parameter to the steady state simplified Beerkan approach allows an easy, inexpensive way to estimate accurately Ks.
Keywords: soil infiltration, BEST method, simplified Beerkan method, Gardner parameter α*

 

Биология почв

И. В. Ковалев, В. М. Семенов, Н. О. Ковалева, Т.Н. Лебедева, В. М. Яковлева, Н.Б. Паутова Оценка биогенности и биоактивности агросерых глееватых неосушенных и осушенных почв // Почвоведение. 2021. № 7. С. 827-837. https://doi.org/10.31857/S0032180X21070078

Выполнено сравнение биологической активности и биогенности осушенных и неосушенных агросерых оглеенных почв (Luvic Greyzemic Stagnic Phaeozems) Московской области по таким показателям, как величина микробной биомассы (Смик) и базального дыхания (БД), содержание органического углерода (Сорг), органического вещества твердых дискретных частиц (Cтдч), потенциальноминерализуемого органического вещества (С0). Обнаружено, что фракция Стдч оказалась одним из индикаторов начальных стадий заболачивания минеральных почв, а показатели Смик и БД были чувствительны к ослаблению или усилению степени гидроморфизма почв. Предложено оценивать биогенность почвы по показателям Сорг и Стдч, а биоактивность – по показателям С0, Смик и БД. Агросерые оглеенные почвы разных стадий гидроморфизма близки по биогенности, но отличаются по биоактивности. В период эффективного действия дренажа происходит изменение гумусного состояния агросерой глееватой почвы, которая по показателям биогенности и биоактивности приближается к автоморфным зональным аналогам.
Ключевые слова: гидроморфизм почв, дренаж, органический углерод, микробная биомасса, потенциально-минерализуемое органическое вещество, твердые дискретные частицы

 

Головченко А. В., Дмитракова Я. А., Морозова А. А., Поздняков Л. А., Глухова Т. В., Инишева Л. И. Микробная биомасса в низинных торфяниках: запасы, структура, активность // Почвоведение. 2021. № 7. С. 838-848. https://doi.org/10.31857/S0032180X21050099

Пристальное внимание микробиологов уделяется верховым торфяникам. Низинные торфяники исследуются по остаточному принципу и, как правило, только их деятельный слой. Цель настоящего исследования – оценка запасов, структуры и активности микробной биомассы полных профилей низинных торфяников различного генезиса. Объекты исследования – низинные торфяники лесного, озерного и пойменного типов заболачивания (Тверская, Томская области). Биомассу микроорганизмов определяли люминесцентно-микроскопическим методом, активность микробного дыхания – методом газовой хроматографии. Запасы микробной биомассы в исследуемых торфяниках, рассчитанные на трехметровый профиль, составляют 7–13 т/га. Запасы эукариотной биомассы варьируют от 3 до 9 т/га, прокариотной – от 3 до 4 т/га. Соотношение эукариотной и прокариотной биомассы менялось по профилю: в деятельном слое преобладала эукариотная биомасса, в инертном слое – преимущественно прокариотная. В структуре прокариотной биомассы по всему профилю доминировали бактерии. Доля актиномицетного мицелия не превышала 15%. Обнаружена достоверная зависимость содержания прокариотной биомассы от ботанического состава торфов, слагающих профили исследуемых торфяников. Ее значения нарастали от группы древесных к группе травяных торфов. Выявлены особенности низинных торфяников различного генезиса. Торфяник лесного заболачивания имел наибольшие запасы микробной биомассы. Торфяник озерного происхождения отличался высокой биогенностью деятельного слоя. Торфяник пойменного происхождения был максимально обогащен бактериальной биомассой. Уровень потенциального дыхания во многих слоях торфяников в 2–5 раз превышал актуальный. Интенсивность дыхания была больше в пойменном торфянике.
Ключевые слова: торфяные эутрофные почвы, Sapric Histosols, показатели обилия, бактерии, грибы, актуальное дыхание, потенциальное дыхание

 

А.В. Борисов, Т.С. Демкина, Н.Н. Каширская, Т.Э. Хомутова, Е.В. Чернышева Биологическая память почв об изменениях условий почвообразования и антропогенной деятельности в прошлом: микробная и ферментная составляющие // Почвоведение. 2021. № 7. С. 849-861. https://doi.org/10.31857/S0032180X21070029

Развивается концепция биологической памяти почв и культурных слоев археологических памятников. Под этим термином предлагается понимать информацию об условиях почвообразования в прошлом, носителями которой являются живые организмы, их генеративные и покоящиеся формы, отмершие и минерализованные организмы и ткани, биоорганические соединения, низко- и супрамолекулярные продукты микробной трансформации органического вещества, а также следы и продукты жизнедеятельности живых организмов в почвенном профиле. В общем виде рассмотрена структура биологической памяти и более детально показаны механизмы функционирования микробной памяти почв как способности микробного сообщества почв сохранять изменения своей структуры, функционального разнообразия и биологической активности, возникшие в результате действия природных или антропогенных факторов в прошлом. Показано, что изменения климатических условий отражаются в микробной памяти погребенных почв в виде изменения биомассы и эколого-трофической структуры почвенного микробного сообщества. Применительно к культурным слоям поселений и почвам со следами древнего антропогенного преобразования, наряду с микробной памятью, реализуется ферментная память, позволяющая реконструировать поступление в почву неспецифичных для нее субстратов, в первую очередь субстратов антропогенной природы. В микробной памяти их поступление в почву сохраняется в виде увеличения численности микроорганизмов, специализирующихся на разложении данного субстрата. В ферментативной памяти – в виде увеличения активности экзо- и эндоферментов, которые участвуют в утилизации этих субстратов почвенным микробными микроорганизмами. Установленные на сегодняшний день временные масштабы функционирования микробной и ферментной памяти почв составляют до нескольких тысяч лет.
Ключевые слова: микробные сообщества, ферментативная активность, погребенные почвы

 

Агрохимия и плодородие почв

J. Reinik, N. Irha, and K. Ots ''Effect of Ca-rich Granulated Oil Shale Ash Amendment on Leaching Properties of Peat Soil: Experimental and Field Study,'' Eurasian Soil Science, 54 (7), - (2021). https://doi.org/10.1134/S1064229321070115 опубликована только в английской версии

The combustion of low-grade solid fuels such as oil shale generates huge amounts of solid wastes such as fly ash. Use of oil shale combustion ash in granulated form for liming and amending peat soil has been suggested as a feasible recycling opportunity. However, the effect of granulated oil shale ash application on the characteristics of soil moisture and mobility of potentially toxic elements has not been thoroughly studied. The aim of the work was to study the environmental safety of the granulated oil shale fly ash when applied at peat soil in post-harvested peatlands. The oil shale ash was granulated using Na-alginate gel. The pH, EC and mobility of selected elements such as Al, As, Ba, Ca, Cd, Cr, Cu, Hg, K, Mo, Ni, Pb and Zn in amended peat soil was followed by analyzing soil water samples from the field. During vegetation period from April 2016 to September 2016 the pH value of the soil water samples in areas amended with granulated oil shale ash increased from 3 up to 6. The concentration of essential nutrients as well as other beneficial trace elements increased in soil water samples. The concentrations of potentially toxic microelements Cd, Hg and Pb were below detection limits in all collected soil water leachates. Granulated oil shale ash did not increased the mobility of other potentially hazard elements in amended peat soil during the study.
Keywords: granulated fly ash, soil water, toxic microelements, lysimetric waters

 

Трубецкая О. Е., Трубецкой О. А. Влияние низких концентраций стабильных электрофоретических фракций почвенных гуминовых кислот на стимуляцию/ингибирование длины корней проростков семян редиса // Почвоведение. 2021. № 7. С. 862-870. https://doi.org/10.31857/S0032180X21060150

С помощью сочетания эксклюзионной хроматографии низкого давления с аналитическим электрофорезом в полиакриламидном геле из гуминовых кислот (ГК) чернозема и почвенного стандарта Международного гуминового общества ГК-1S102H получены по три стабильные электрофоретические фракции А, В и C + D, различающиеся по электрофоретической подвижности и молекулярному размеру (МР), причем МРА > МРB > МРC+D. Исходные ГК и их фракции были проанализированы на наличие биологической активности (способности стимулировать или ингибировать рост первичных корней трехдневных проростков редиса) в концентрациях 1, 10–3 и 10–4 мг/л. Статистически значимый стимулирующий эффект (p < 0.05) для обоих ГК и их фракций А и В наибольшего МР был получен при ультранизкой концентрации 10–3 мг/л. Фракция C + D наименьшего МР из обоих препаратов ГК при этой концентрации статистически значимо ингибировала прорастание семян редиса. На основании анализа структурных характеристик можно предположить, что определяющим фактором стимуляции роста является наличие алифатических компонентов в составе ГК и фракций, а не их МР. В то же время ароматические компоненты обусловливают ингибирование роста растений.
Ключевые слова: гуминовые вещества, фракционирование гуминовых кислот, электрофорез, эксклюзионная хроматография

 

Деградация, восстановление и охрана почв

А.П. Хаустов, Ж.Д. Кенжин М.М. Редина, А.М.Алейникова Распределение полициклических ароматических углеводородов в системе почва–растение под влиянием автотранспортных нагрузок городской среды // Почвоведение. 2021. № 7. С. 871-883. https://doi.org/10.31857/S0032180X21070066

Рассматривается взаимодействие компонентов городского природного комплекса (поверхностный слой почвы, корневая и надземная части травянистых растений) в условиях загрязнения продуктами деятельности автотранспорта. Цель исследования – идентификация зоны влияния источников загрязнения и специфика накопления поллютантов в почвенно-растительных системах с разным уровнем нагрузки. Анализируется распределение и особенности миграции маркерных соединений – 14-ти полициклических ароматических углеводородов (полиаренов, или ПАУ) на территории г. Москвы (кампус Российского университета дружбы народов и прилегающий Юго-Западный лесопарк) в функциональных зонах, испытывающих разные объемы техногенных нагрузок. Почвы рассмотренной территории по WRB – Albic Retisols (Ochric). Пространственное распределение полиаренов в системе поверхностный почвенный слой–корневая часть–надземная часть растений моделировалось с использованием процедур анализа данных и визуализировалось с использованием ГИС-пакета ArcGIS (метод “Topo to Raster”). Оценены эффекты аэрального массопереноса полиаренов в почвенно-растительную систему как основного пути поступления загрязнителей. Выявлены превалирующие полиарены и факторы, обусловливающие объемы их накопления в функциональных зонах исследуемой территории. Генезис полиаренов оценен на основе количественного соотношения их групп. Показаны различия в условиях и динамике накопления полиаренов разными компонентами почв и растений. Результаты предлагается использовать для обоснования требований к организации мониторинга состояния почв на исследуемой территории, для анализа динамики состояния городской территории и обоснования мер по защите городских территорий в условиях транспортной нагрузки.
Ключевые слова: ПАУ, индикаторы загрязнения, автомобильный транспорт, мониторинг почв, Albic
Retisols (Ochric)

Леднев А. В., Дмитриев А. В. Современные почвообразовательные процессы в постагрогенных дерново-подзолистых почвах Удмуртской Республики // Почвоведение. 2021. № 7. С. 884-896. https://doi.org/10.31857/S0032180X2107008X

Выявлены закономерности течения современных почвообразовательных процессов в зависимости от периода зарастания, элементов рельефа и степени окультуренности залежных земель. Основным объектом исследований явились агродерново-подзолистые реградированные почвы (Albic Glossic Retisols (Loamic, Cutanic, Ochric)) с разным периодом зарастания, различного уровня плодородия, гранулометрического состава, расположенные на транзитных и аккумулятивных элементах ландшафта. Их изучение проведено с помощью экспедиционных почвенно-экологических обследований территории Удмуртской Республики и в многолетнем стационарном полевом опыте. Установлено, что все основные изменения в залежных землях происходят в бывшем пахотном горизонте, который дифференцируется на 2 подгоризонта. В верхней части которого (слой 0–10 см) активизируется процесс гумусообразования, приводящий к увеличению содержания гумуса, суммы обменных оснований и коэффициента структурности. В нижней части пахотного слоя (10–20 см) активизируется зональный подзолистый процесс, в результате которого уменьшается его гумусированность и показатель суммы обменных оснований, увеличивается кислотность. После 40 лет зарастания эти подслои по комплексу своих свойств приближаются к гор. AY (серогумусовому) и EL (элювиальному) целинных почв. Изменение всех показателей в процессе зарастания подчиняется определенной стадийности. Наиболее интенсивно процесс дифференциации бывшего пахотного слоя наблюдается в почвах, расположенных на транзитных элементах катены. Аккумулятивные элементы катены за счет более благоприятных условий увлажнения характеризуются большей продуктивностью биоценозов и лучшими условиями для развития гумусообразования. Процесс дифференциации бывшего пахотного горизонта активнее протекает в почвах с повышенной и высокоймстепенями окультуренности.
Ключевые слова: залежь, период зарастания, агроландшафты, степень окультуренности почв, Albic Retisol

 

Скачать

Почвоведение №8, 2021

Генезис и география почв

Хитров Н. Б., Герасимова М. И. Диагностические горизонты в классификации почв России: версия 2021 г. // Почвоведение. 2021. № 8. С. 899-910. https://doi.org/10.31857/S0032180X21080098

Обновление классификации почв России в качестве подготовки к созданию новой версии обусловлено накоплением новой информации, широкой апробацией системы в поле, ее обсуждением onи off-line, верификацией при картографических работах и привлечением международного опыта. Первый шаг – анализ диагностических горизонтов как базовых элементов системы заключался в оценке состава горизонтов, уточнении их содержания и улучшении формы представления, более современной и удобной. Одиннадцать горизонтов были переведены в более низкую категорию – диагностические признаки. Однако оказалось необходимым ввести горизонты техногенных почв в дополнение к агрогенным, особый черноземный горизонт и отделить мезотрофные торфяные горизонты от эутрофных и олиготрофных. В определениях горизонтов были одновременно усилены строгие формальные критерии идентификации и расширена географо-генетическая характеристика; общий объем одного определения увеличился в среднем втрое при сохранении в его составе объема собственно диагностического критерия. Для семи горизонтов были изменены названия или индексы. В итоге количество горизонтов уменьшилось с 51 в версии 2008 г. до 47 в предлагаемом обновленном варианте. В статье приведен предлагаемый общий список диагностических горизонтов и 3 примера новых описаний горизонтов.
Ключевые слова: диагностика почв, почвенные горизонты, диагностический критерий горизонта, свойства почв

 

R. Chauhan, S. Thakuri, and M. Koirala ''Modeling Soil Organic Carbon Dynamics in Response to Climate Change in Mount Everest Region of Nepal,'' Eurasian Soil Science, 54 (8), - (2021). https://doi.org/10.1134/S1064229321080056 опубликована только в английской версии

This study provides an estimate of soil organic carbon (SOC) stock, projects future SOC stocks under different climate change scenarios, and considers impacts on topsoil SOC in Mount Everest region using the Rothamsted carbon (RothC) model. According to our estimates, the average SOC stock in the region is 85.34 t C/ha. The SOC stock for different land use types ranges from 29.67 to 156.87 t C/ha following the order: agricultural land > forest > pasture. A significant decreasing trend has been found between the SOC content and altitude. Climate change scenario derived from HADGEM2-CC global climate model at 30 second resolution driven by Representative Concentration Pathway (RCP) 4.5 and RCP8.5 indicates that the temperature in the region will increase by 2.87 and 3.51°C by 2050, respectively. Precipitation is projected to increase by 4.46 and 2.70% for RCP 4.5 and RCP 8.5, respectively. With this change in climatic condition, the average SOC stock in the region is projected to decrease significantly (by 8.56% for RCP 4.5 and 5.13% for RCP 8.5) by 2050 thereby increasing the amount of CO2 entering into the atmosphere by 50% on the average. Release of CO2 from soil carbon pool into the atmosphere is likely to enhance the warming trend through the SOC-climate positive feedback, exacerbating effects of climate change.
Keywords: carbon sequestration, CO2 emission, Nepal Himalaya, RothC

 

R. Jiménez-Ballesta, S. Bravo, J. A. Amorós, C. Pérez-de-los-Reyes, J. García-Pradas, M. Sánchez, and F. J. García-Navarro ''Soil Genesis Suitability for Viticulture in Zones under Mediterranean Environment,'' Eurasian Soil Science, 54 (8), - (2021). https://doi.org/10.1134/S106422932108007X опубликована только в английской версии

The aim of this study was to analyze and classify the soils of the municipality of Alcubillas (La Mancha, Central Spain) and establish their suitability for vine cultivation. Alcubillas is a traditional location dedicated to vineyards and the production of wine. The pedological fingerprint of this location is the iconic red Mediterranean soil, and a plausible process for the soil formation is discussed. Considering the nature of the soils and the extent and types of natural limitations, as defined by the eight classes of land capability established by the US Soil Conservation Service, the majority of the soils in Alcubillas are suitable for vineyards (i.e., classes 1, 2 and 3) while moderately suitable sites only occupy a small area. The marginally suitable land class is located around a single hill, which occupies only a few hectares of terrain. Given that soil is a major factor in terroir expression, the findings reported here highlight the importance of soil suitability in determining vine performance in vine-growing zones with a Mediterranean environment.
Keywords: vineyard soils, land capability, red Mediterranean soils, terroir, La Mancha

 

Химия почв

Шамрикова Е. В., Жангуров Е. В., Кубик О. С., Королев В. А. Состав водных вытяжек из растительного материала, почв на карбонатных породах и поверхностных вод в северной части Полярного Урала // Почвоведение. 2021. № 8. С. 911-926. https://doi.org/10.31857/S0032180X21080153

Проведен сравнительный анализ химического состава и свойств водорастворимых соединений
почв на карбонатных породах, наземной фитомассы и вод территории северной части хребта Большой Пайпудынский (Полярный Урал). В водных вытяжках растительного материала отмечено преобладание ионов K+ и Ca2+ (45–60 и 30–45%). При переходе от горизонтов О к минеральным горизонтам увеличивается роль Ca2+. Однотипность состава поверхностных вод и водных вытяжек нижних горизонтов почв отражает черты, унаследованные от почв водосборной территории. Наиболее вариативны свойства группы гумусовых горизонтов: серогумусовых (AY), перегнойно-темногумусовых (AH) и перегнойных (H). Состав водных вытяжек фитомассы соответствует диапазонам: Сорг 8–106, Nорг 0.4–5.8, легкорастворимых солей 1.5–32 г/кг. Содержание всех компонентов при переходе к горизонту О уменьшается на 1–1.5 порядка и далее 1–2 порядка к минеральным горизонтам. Водные объекты охарактеризованы как ультрапресные. Кислотно-основные характеристики вод при отсутствии органических соединений определяются гидрокарбонатами и карбонатами щелочных и щелочноземельных металлов.
Ключевые слова: формы углерода и азота, щелочность почв, катионно-анионный состав, карбонаты

 

Фарходов Ю. Р., Ярославцева Н. В., Холодов В. А. Методические аспекты определения жирных кислот в почве методом термохимолиза // Почвоведение. 2021. № 8. С. 927-934. https://doi.org/10.31857/S0032180X21080062

Жирные кислоты являются информативной частью неспецифического почвенного органического вещества. Их состав и содержание отражают особенности многих почвенных процессов и структуру микробиома почвы. Одним из наиболее простых и быстрых широко используемых методов анализа жирных кислот является термохимолиз. Однако до сих пор остаются не раскрытыми многие методические вопросы данного анализа. Цель работы – оценка влияния различных условий термохимолиза на содержание и состав жирных кислот типичного чернозема. Определен метиловых эфиров жирных кислот (МЭЖК) в зависимости от концентрации метилирующего агента гидроксида тетраметиламмония (ТМАГ), температуры пиролиза и времени инкубирования ТМАГ с почвой. Обнаружено, что при внесении избыточного количества дериватизирующего агента в условиях высокой температуры пиролиза уменьшаются выход МЭЖК и относительное содержание мононенасыщенных МЭЖК. Оптимальными условиями для анализа содержания жирных кислот являются температуры 300–500°С с применением 15–40 мкмоль/гС ТМАГ. Показано, что время экспозиции ТМАГ с почвой перед анализом не влияет на результаты термохимолиза.
Ключевые слова: пиролиз, тетраметиламмоний, липиды, чернозем

 

M. Bouteldja, I. Malek, K. Posta, G. Kampfl, S. Fóti, K. Pintér, Z. Nagy, and J. Balogh ''Temporal Variability and Drivers of Nitrous Oxide Emissions from Central Hungarian Croplands: Field and Lab Experiments,'' Eurasian Soil Science, 54 (8), - (2021). https://doi.org/10.1134/S1064229321080032 опубликована только в английской версии

There is a need for long-term data on N2O emission in Central Europe to provide a thorough understanding of the variability of the emission processes as affected by different biotic and abiotic drivers. It could be helpful for national greenhouse gas inventories and also for revealing potential ways of mitigation. In order to describe temporal variability of soil N2O emission under varying key conditions, a field experiment was carried out at a cropland site on loamy and clay loamy Chernozems in Central Hungary. Dynamics of N2O emissions were observed bi-weekly during a two-year-long study (November 2017–November 2019) using a static closed chamber–gas chromatographic method. Additional variables, including soil water content, soil temperature, leaf area index, vegetation index and net ecosystem exchange of CO2 were also measured. Besides, a laboratory pot experiment was conducted focusing on the role of soil water content, N fertilizer, and plant presence on soil N2O emissions. Average field N2O emissions during the study period varied between 0.27 and 29.94 μg N m–2 h−1 with the largest emission peaks measured following the freeze-thaw cycle during wintertime. Additional N2O emission peaks were observed following applications of N fertilizer and at high soil water content. Significant positive correlations were found between field N2O emission and both soil water content and vegetation index. In contrast, a negative relationship was found between N2O emission and soil temperature. Similar pattern was observed in the pot experiment with a significant positive correlation between N2O emissions and soil water content when neither soil nitrate content nor temperature were limiting for microbial denitrification. In addition, a significant correlation between N2O emission and fertilizer rate was revealed at the soil water content higher than 30% both in bare and planted soil. However, variations in soil N2O emission among the treatments were not significantly correlated with plant presence, but a partial positive effect was observed when the soil water content was higher than 30% and samples were treated with 150 kg ha–1 N. Based on the measured N2O emission from both field and lab experiments and its relationship with the different drivers, it can be concluded that soil N2O emission was strongly influenced by soil water content and N fertilizer rates and plant presence could moderately modify these responses.
Keywords: nitrification, denitrification, N fertilizer, N2O emission, soil water content, plant presence

 

Физика почв

Сапронов Д. В. Выделение СО2 из образцов почв различных природных зон России при промерзании-оттаивании в лабораторных условиях // Почвоведение. 2021. Т. 66. № 8. С. 935-945. https://doi.org/10.31857/S0032180X21080141
Кратковременное промерзание поверхности почвы может происходить практически на всей территории России. Это явление стимулирует всплеск эмиссии почвенного СО2. В связи с этим в лабораторных условиях изучали динамику выделения СО2 из почв различных природных зон при периодически повторяющихся краткосрочных циклах промерзания–оттаивания. Исследовали образцы из верхних горизонтов следующих почв: криозема надмерзлотно-глееватого, глеезема криотурбированного, подбура оподзоленного, криозема грубогумусированного, подзола типичного, серой лесной, чернозема типичного, дерново-карбонатной, чернозема южного, каштановой, солонца, луговой слитизированной, бурой полупустынной. Установлено, что динамика выделения СО2 в течение циклов промерзания–оттаивания имела сходные черты для всех представленных почв. Достоверно зафиксировано выделение СО2 из мерзлых образцов. Оттаивание почвы приводило к импульсному увеличению скорости эмиссии СО2 независимо от типа почвы по сравнению с потоком углекислого газа до и после цикла промерзания–оттаивания. На широком ряде почв впервые показано, что значительный отклик эмиссии СО2 на промерзание–оттаивание поверхности почвы может происходить в любой природной зоне. Величина отклика зависит от свойств почв в первую очередь от содержания в ней органического вещества. Влияние единичных циклов промерзания–оттаивания почвы на годовой поток СО2 незначительно. Частые циклы промерзания–оттаивания могут оказывать существенное влияние на поток СО2 как в рамках отдельных сезонов, так и за год.
Ключевые слова: дыхание почвы, эмиссия СО2, заморозки (кратковременные заморозки), парниковые газы, баланс углерода

 

Биология почв

Каширская Н. Н., Демкина Т. С., Хомутова Т. Э., Ельцов М. В., Удальцов С. Н., Кузнецова Т. В., Идрисов И. А. Биологическая активность бурых полупустынных почв бугров Бэра // Почвоведение. 2021. № 8. С. 946-956. https://doi.org/10.31857/S0032180X21080086

В бурых полупустынных почвах бугров Бэра (Eutric Cambisols (Loamic, Protocalcic)) Астраханской области, сформированных в различных гидротермических условиях и характеризующихся разным гранулометрическим составом, по содержанию органического углерода, суммарной микробной биомассе, биомассе живых микробных клеток и индексу олиготрофности микробных сообществ оценена биологическая активность. Показано, что содержание органического углерода в почвах более засушливых территорий на южной и западной границах зоны распространения бугров Бэра в 1.5–2 раза меньше по сравнению с почвой на северной границе зоны их распространения. Наибольший индекс олиготрофности микробного сообщества, указывающий на высокую долю микроорганизмов, максимально приспособленных к засушливым условиям, отмечен в почвенном профиле южного ключевого участка. Изменчивость суммарной и живой микробной биомассы была преимущественно связана с гранулометрическим составом бурых полупустынных почв, особенно в верхнем горизонте, где их величины в глинистой почве были в 1.5–2 раза больше, чем в песчаной. Сравнение с современными каштановыми почвами (Haplic Kastanozems, Cambisols, Calcisols) и солонцами (Solonetz) выявило наименьшие показатели суммарной и живой микробной биомассы в бурых полупустынных почвах бугров Бэра. Показано сходство этих почв с каштановидными палеопочвами суббореального ксеротерма рубежа III–II тыс. до н. э. по суммарной микробной биомассе, тогда как биомасса живых микробных клеток в каштановидных палеопочвах в 6–9 раз превышала содержание в современных бурых полупустынных и варьировала на уровне современных светло-каштановых почв и солонцов.
Ключевые слова: микробная биомасса, биомасса живых микробных клеток

 

Агрохимия и плодородие почв

Shiwei Zhou, Wenjun Liang, Tingting Zeng, Xiao Liu, Ling Meng, and Xiaoli Bi ''Ca Saturation Determines Crop Growth in Acidic Ultisols Derived from Different Parent Materials,'' Eurasian Soil Science, 54 (8), - (2021). https://doi.org/10.1134/S1064229321080020 опубликована только в английской версии

Soil acidity has become a major yield-limiting factor, but it is unclear which acidity indicator is the best to use for estimating crop yield changes. In this study, four pH-adjusted Ultisols derived from different parent materials were used for Chinese cabbage and wheat pot experiments. Structural equation modeling (SEM), Gompertz and linear-plateau models were used to examine main contribution of soil acidity indices and to determine their critical values. The results showed that Ca saturation had the strongest direct effect on crop biomass and thus acted as the most important factor. The critical values of Ca saturation varied slightly with crops and soils, where it was 84.6, 93.5, 95.2 and 82.9% for Ultisols derived from plate shale, Quaternary red clay, red sandstone and granite, respectively. The critical values of exchangeable Ca and Al, and Al saturation and exchangeable Al : Ca ratio (or Ca : Al ratio) were also determined as 8.21 and 0.44 cmolc kg–1, 6.37%, and 0.069 (or 14.5), respectively. In summary, our findings evidenced that critical Ca saturation has the potential to evaluate the implementation of quality improvement of acidic soils for good crop production.
Keywords: exchangeable Ca : Al ratio, Chinese cabbage, wheat, pot experiments, soil acidity

 

Деградация, восстановление и охрана почв

M. Masoudi, M. Elhaeesahar, and A. Cerdà ''Risk Assessment of Land Degradation (RALDE) in Khuzestan Province, Iran,'' Eurasian Soil Science, 54 (8), - (2021). https://doi.org/10.1134/S1064229321080135 опубликована только в английской версии

Land degradation lower land productivity, livelihood development and economic growth. Monitoring spatial and temporal changes in land degradation is a key contribution to understand their nature and causes, and to properly develop restoration and rehabilitation programs. The Khuzestan Province, Iran, was selected as study area to design, develop and test a new model. The Risk Assessment of Land Degradation (RALDE) model consider various indicators of land degradation based on a biophysical and socioeconomic approach. To determine the risk of land degradation, RALDE will identify areas that are more vulnerable and will improve the land planning. Data gathered from different governmental offices of Khuzestan Province and MODIS satellite data were used for this purpose. Maps of land degradation were produced after overlying the covers related to the biophysical and socioeconomic factors by means of a Geographical Information System. The Khuzestan Province was classified into subclasses with different probability of risk. In this method, the risk probability was evaluated according to trend and potential of degradation. Results showed that the range of degradation risk probability was between 7 to 88%. The areas under different subclasses of severe to very severe risk covered about 68% of the study area, showing higher threat of land degradation. The RALDE model contributes to a better understand land degradation processes and risk in different regions of the world.
Keywords: desertification, indicator, hazard, risk probability, GIS, RALDE

 

А.Д. Кудрявцева, Е.Я. Мир-Кадырова, Г.А. Калинкевич, Е.С. Бродский Характер загрязнения диоксинами почвы вблизи мест захоронения твердых бытовых отходов // Почвоведение. 2021. № 8. С. 957-968. https://doi.org/10.31857/S0032180X21080128

Изучены величина и характер диоксинового загрязнения почв в районе Новой Москвы для характеристики возможных источников загрязнения на расстоянии от 300 до 1000 м от бывших полигонов твердых бытовых отходов “Саларьево”, “Щербинка”, “Сосенки”, “Малинки”. Методами главных компонент и положительной матричной факторизации выделены вероятные источники загрязнения. По общему уровню загрязнения почвы вблизи полигонов твердых бытовых отходов практически не отличаются от городских почв тех же округов. Профиль конгенеров диоксинового загрязнения изученных почв соответствует комбинации нескольких источников загрязнения: атмосферного осаждения, различных термических процессов, разлива технических жидкостей, содержащих полихлорированные бифенилы. В городских почвах отмечается существенный вклад автотранспорта. Для почв вблизи полигонов характерно большее разнообразие профилей конгенеров и, следовательно, источников загрязнения.
Ключевые слова: полигоны ТБО, источники загрязнения, метод главных компонент, метод положительной матричной факторизации

 

Копцик Г. Н., Копцик С. В., Смирнова И. Е., Синичкина М. А. Влияние деградации и ремедиации почв техногенных пустошей на поглощение элементов питания и тяжелых металлов растениями в Кольской Субарктике // Почвоведение. 2021. № 8. С. 969-982. https://doi.org/10.31857/S0032180X21080104

Для оценки состояния растений и их реакции на изменение свойств почв исследован элементный состав листьев широко распространенных и толерантных к загрязнению видов: березы пушистой (Betula pubescens Ehrh.) и ивы козьей (Salix caprea L.) – вблизи предприятий цветной металлургии на Кольском полуострове. Проанализировано содержание элементов питания и тяжелых металлов в листьях подроста на техногенных пустошах и участках ремедиации, различающихся технологиями ее проведения. Согласно результатам листовой диагностики, в условиях пустошей оба вида испытывают дефицит P, K, Ca и особенно Mn и Zn. В листьях обоих видов накапливаются Ni, Cu, Co, As, Cr, Fe, Al, Pb, V и S. Листья ивы содержат больше Cd, Co, Cr, Ni, Cu, Al, Fe, As, S, Ca, K и меньше Mn, чем листья березы. Ремедиация методом хемофитостабилизации мало влияет, а перекрытие загрязненных почв сконструированным плодородным слоем приводит к обогащению листьев березы и ивы Ca, K и P. В условиях продолжающихся атмосферных выбросов и постепенного накопления биодоступных тяжелых металлов в почвах после проведенной ремедиации аккумуляция металлов в листьях в значительной степени определяется удаленностью от источника загрязнения, отражая возможность как корневого, так и листового поглощения. Содержание Ni и Cu в листьях в 2018 г. не уменьшилось по сравнению с 2011 г. Пониженные, хотя и варьирующие коэффициенты концентрации тяжелых металлов в листьях подроста по отношению к почвам и слабая связь содержания металлов в этих средах предполагают способность B. pubescens и S. caprea к регулированию своего химического состава даже в экстремальных условиях техногенных пустошей. Поддержка защитных возможностей растений путем оптимизации минерального питания и кислотности почв в сочетании с сокращением атмосферного загрязнения является необходимым условием эффективной ремедиации техногенных территорий Крайнего Севера.
Ключевые слова: атмосферное загрязнение, береза, ива, листовая диагностика, никель, медь, Albic Podzol, подзол, Entic Podzol, абразем альфегумусовый

 

Булышева А. М., Хохлова О. С., Бакунович Н. О., Русаков А. В. Изменение свойств почв залежного ряда Курской области и тренды восстановления постагрогенных почв лесостепной и степной зон // Почвоведение. 2021. № 8. С. 983-998. https://doi.org/10.31857/S0032180X21080049

Рассматривается изменение морфологических свойств черноземов миграционно-мицелярных на макро-, мезо- и микроуровнях их строения при нахождении в залежи. Обнаружено, что трансформация морфологических свойств наиболее выражена в пахотных постагрогенных и аккумулятивно-карбонатных горизонтах залежных почв. В пахотных горизонтах при самовосстановлении почв происходит улучшение структуры, изменение окраски в более темную. Исчезают трещины, образованные при распашке почвы за счет сезонного иссушения и деградации структуры. За срок от 25 до 50 лет нахождения в залежи исчезают журавчики, которые формируются в пахотных почвах в глубоких горизонтах за счет просачивания и застаивания влаги по трещинам в периоды отсутствия растений. При этом могут формироваться переходные формы в виде белоглазки с твердым ядром. При всасывании корнями растений почвенного раствора происходит окарбоначивание ходов корней посредством отложения на окружающем корень гумусосодержащем материале волокнистого кальцита. Карбонатные налеты, состоящие из волокнистого кальцита, в почвах пашни и молодых залежей выражены четко, расположены по трещинам; в почвах старых залежей, как и в целинном черноземе, налеты располагаются по граням структурных отдельностей, они тонкие, фрагментарные. Обобщены результаты исследования почв залежных рядов в Белгородской, Ростовской, Липецкой и Курской областях. Выделены основные черты трансформации карбонатного состояния почв при нахождении почв в залежи: исчезновение твердых карбонатных новообразований в нижних горизонтах почв, снижение линии вскипания от HCl, уменьшение содержания и запасов углерода карбонатов. Отмечены разнонаправленные изменения содержания и запасов гумуса в залежных почвах: в серых они уменьшаются, в черноземах и темно-серых – увеличиваются.
Ключевые слова: залежь, пашня, чернозем, самовосстановление, педогенные карбонаты, карбонатное состояние почв

 

Н. Е. Кошелева, Н. Ю. Кузьминская, Е. В. Терская Распределение тяжелых металлов и металлоидов в почвенных катенах г. Серпухова // Почвоведение. 2021. № 8. С. 999-1016. https://doi.org/10.31857/S0032180X21080116

Изучены особенности латерального и радиального распределения валового содержания и подвижных форм (в вытяжке ацетатно-аммонийного буфера с рН 4.8) тяжелых металлов и металлоидов (ТММ) в двух гетеролитных почвенно-геохимических катенах г. Серпухова (Московская область), заложенных в промышленной и парково-рекреационной функциональных зонах. Для валового содержания V, Co, Ni, As, Mo, Sb, W, Fe характерен срединно-аккумулятивный тип латеральной дифференциации с максимальными коэффициентами накопления L 2–2.4 относительно автономной позиции. ТММ аккумулируются на хемосорбционном, биогеохимическом и щелочном латеральных геохимических барьерах. Латеральная дифференциация подвижных форм ТММ (L 0.1–7.4) в катенах более контрастна, чем валового содержания ТММ (L 0.2–2.4). Наибольшее влияние на содержание подвижных форм ТММ оказывает смена окислительно-восстановительных условий, поэтому максимальное накопление подвижных форм Mn, Zn, Cu и Cr в парково-рекреационной катене и Fe и Mn в промышленной катене приурочено к супераквальным ландшафтам. Основными типами внутрипрофильного распределения валового содержания ТММ для парково-рекреационной катены являются: равномерное (V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, Mo, Sb, W) и регрессивное, с максимумом в нижнем горизонте (Bi, Pb, As, Ba). Для промышленной катены характерно поверхностно-аккумулятивное распределение валового содержания Cu, Zn, Cd, Sn, Pb, Sb и Bi. С ростом антропогенной нагрузки контрастность латерального и внутрипрофильного распределения ТММ усиливается в 1.3–2.2 раза.
Ключевые слова: элементарные геохимические ландшафты, подвижные формы тяжелых металлов, аккумуляция, геохимические барьеры, городские почвы

 

Скачать

Почвоведение №6, 2021

Генезис и география почв

Хитров Н. Б., Горохова И. Н., Панкова Е. И. Дистанционная диагностика содержания карбонатов в орошаемых почвах сухостепной зоны Волгоградской области // Почвоведение. 2021. № 6. С. 657674. https://doi.org/10.31857/S0032180X21060071

Представлено пространственное распределение карбонатов кальция (CaCO3) в поверхностном слое и их профильное распределение в орошаемых почвах двух ключевых участков Светлоярской оросительной системы Волгоградской области. Ключевые участки находятся в разных природных районах сухостепной зоны: на возвышенности Ергени и Прикаспийской низменности. Поля на обоих участках имеют пятнистый рисунок на космических снимках как открытой поверхности почвы, так и растительного покрова. Одной из главных причин пятнистого изображения является разное содержание карбонатов в поверхностном слое почвы. Установлено два механизма появления карбонатов возле поверхности орошаемых почв. Первый – срезка почв выпуклых участков микро- и мезорельефа при планировке полей во время строительства оросительной системы с обнажением карбонатных горизонтов средней части почвенного профиля и перемещением срезанного материала, включающего карбонаты, на соседние ареалы. Второй – восходящее подтягивание почвенных растворов в поверхностный слой с осаждением карбонатов при длительном периоде орошения в сухом жарком климате. Совместное использование данных дистанционного зондирования и наземного полевого обследования почв вдоль трансект, пересекающих ареалы с разной пятнистостью и спектральной яркостью на снимках, позволяет выявлять почвы с разным содержанием карбонатов в пахотном горизонте почв.
Ключевые слова: пятнистость орошаемых полей, космические снимки, содержание карбонатов кальция
Химия почв

 

Гречищева Н. Ю., Ярославцева Н. В., Котельникова А. Д., Остах О. С., Холодов В. А., Заворотный В. Л., Балаба В. Н. Мобилизация почвенного органического вещества ультрапресными водами: его моделирование и оценка влияния на подвижность тяжелых металлов // Почвоведение. 2021. № 6. С. 675-685. https://doi.org/10.31857/S0032180X21060058

Разработаны подходы и проведены эксперименты по мобилизации органического вещества почв в условиях промывки ультрапресными водами на фоне пульсации солевого режима. Эксперименты осуществляли с незагрязненными и искусственно загрязненными Cu(II) почвами: черноземом типичным тяжелосуглинистым (Haplic Chernozem) Центрально-Черноземного государственного биосферного заповедника им. В.В. Алехина Курской области и дерново-подзолистой легкосуглинистой почвой (Albic Glossic Retisol (Loamic, Cutanic, Ochric)) Московской области. Пробы отбирали из верхнего гумусово-аккумулятивного горизонта (A1) на глубине 5–15 см. Показано, что при резком изменении состава промывного раствора с ультрапресного на 0.1 М NaCl и вновь на ультрапресный происходит разрушение почвенных агрегатов под действием осмотического давления. При этом структура дерново-подзолистой почвы более устойчива к разрушению по сравнению с черноземом типичным. Вымывание Cu(II) из почв связано с потоком растворенного органического вещества в случае дерново-подзолистой почвы, а в случае чернозема типичного – с разрушением агрегатов и высвобождением внутриагрегатного органического вещества. Показано, что при построении миграционных моделей Cu(II) для дерново-подзолистой почвы необходимо учитывать количество растворенного органического вещества, в то время как для типичных черноземов – содержание ароматических фрагментов в его структуре. Предложена модель выноса Cu(II) из загрязненных дерново-подзолистых почв и типичных черноземов в условиях промывки ультрапресными водами при пульсации солевого режима на фоне разрушения структуры.
Ключевые слова: почвенные агрегаты, осмотическое давление, солевой режим, колоночные эксперименты, Haplic Chernozem, Albic Gloosic Retisol

 

Артемьева З. С., Данченко Н. Н., Зазовская Э. П., Колягин Ю. Г., Кириллова Н. П., Когут Б. М. Изотопный состав и химическая структура органического вещества типичного чернозема в условиях контрастного землепользования // Почвоведение. 2021. № 6. С. 686-700. https://doi.org/10.31857/S0032180X21060034

Представлены данные по изотопному составу углерода и химической структуре разных пулов органического вещества (ОВ) типичного чернозема в контрастных вариантах землепользования (степь и длительный чистый пар). Прослежена последовательность разложения ОВ в почвах. Выявлено, что в целинных черноземах под степью при продвижении от свободного к агрегированному ОВ фиксируются изменения химической структуры, характерные для начальных стадий разложения: увеличивается степень ароматичности и гидрофобности ОВ, а также степень его микробиологической переработки. Продукты микробного разложения агрегированного ОВ адсорбируются на глинистых частицах илистой фракции. Они имеют выраженную алифатическую природу со значительным вкладом длинноцепочечных алкилов. ОВ ила характеризуется наибольшей степенью разложенности и максимальным вкладом полипептидов, что согласуется с наибольшей концентрацией 13C среди всех исследованных пулов ОВ. Химическая структура фракции остатка аналогична таковой илистой фракции, обогащена короткоцепочечными алкилами. Практически полное отсутствие поступления свежего органического материала в почву в течение длительного функционирования в режиме чистого пара вызывает резкое увеличение степени микробной переработки имеющегося в почве органического материала во всех исследованных пулах ОВ, что подтверждается “утяжелением” их изотопного состава. Уменьшается количество наиболее легкодоступных и энергетически привлекательных для микробного сообщества фрагментов органического материала (O-Alk), увеличивается степень его разложенности и гидрофобности. Увеличение доли ароматических фрагментов и степени ароматичности ОВ свидетельствует о селективном накоплении химически наиболее устойчивых ароматических соединений.
Ключевые слова: грануло-денсиметрическое фракционирование, δ13C, 13C ЯMR спектроскопия,
средний диаметр илистых частиц
https://doi.org/10.31857/S0032180X21060034

 

B. Miloš, A. Bensa The copper content in soil of olive orchards from Dalmatia, Croatia // Eurasian Soil Science. 2021. № 6. опубликована только в английской версии

The goals of this study were to determine the concentrations of Cu in the soil of olive orchards grown on the Terra rossa and to examine how close the Cu concentration is to contamination limits defined by different soil quality standards. A total of 40 composite topsoil (0-25 cm) samples were collected in the traditional dry farming and highly fragmented olive orchards that covered an area of 3200 ha and located in the Middle Dalmatia, Croatia. The aqua regia Cu concentration was determined by ICP-OES; and basic soil properties (pH, carbonates, SOC, and particle size distribution), by standard analytical procedures. The mean value of Cu concentration of 68.4 mg kg^-1 was more than twice as high as the mean values of the naturally occurring concentration of Cu in the Terra rossa soil. High mean value and a wide range of copper in the soil (33.8–250 mg kg^-1) are due to the long-lasting application of Cu-based fungicides related to the fact that the olive growing area and vines overlap. The Cu contamination risk assessment in olive orchards was calculated by comparing the detected concentrations of Cu with the soil quality standards prescribed by the Finnish Decree and Croatian Ordinance and using the threshold value of the regional background data on Cu concentration in Terra rossa soil. According to the Finnish Decree, in 7.5% of cases, Cu concentration in soils exceeded the threshold limit of 100 mg kg^-1, which indicates the need for further assessment of the potential contamination of the area. In 7.5% of cases, Cu exceeded the critical limit of 150 mg kg^-1 that presents an ecological risk. By applying the Croatian Ordinance, in 10% of cases, the concentration of Cu exceeded the maximum admissible concentration of 120 mg kg^-1, so that the soil can be considered contaminated and unsuitable for agriculture. The regional threshold value for the background concentration of Cu in the Terra rossa soil amounted to 55 mg kg^-1, and its use in 47.5% of cases indicates the need for further assessment of the potential contamination in the area. The presented results showed significant differences between national soil guideline values (SGVs) and the regional threshold value for Cu and confirmed the fact that there is no general and accurate reference method for soil contamination assessment that can be applied at all sites. The use of threshold values derived for a particular soil type that dominates in a given area would be more reliable than the national soil quality standards. Research has pointed to the problem of soil contamination with Cu under olive orchards and has highlighted the need for studying the given issue in the areas, where olives share space with vines, and in particular, where mixed or consociate cropping system is present.

Keywords: contamination risk assessment, soil guideline value, threshold value, Terra rossa soil

 

Соколов Д. А., Морозов С. В., Абакумов Е. В., Андроханов В. А. Полициклические ароматические углеводороды в почвах отвалов антрацитовых месторождений Сибири // Почвоведение. 2021. № 6. С. 701-714. https://doi.org/10.31857/S0032180X21060125

Оценены показатели, характеризующие содержание и состав 19-ти приоритетных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в почвах (Spolic Technosol) и почвообразующих породах отвалов Горловского антрацитового месторождения (Новосибирская область). Показано, что содержание полиаренов в исследуемых почвах варьирует в широких пределах (от 100 до 74622 нг/г). Отсутствие статистически значимых связей между концентрацией ПАУ и содержанием углерода и физической глины в исследуемых почвах указывает на специфические процессы образования ПАУ при трансформации углей почвообразующих пород. Результатом этих процессов является формирование на поверхности отвалов специфических техногенных образований – “битумных озер”. Содержание полиаренов в них может достигать до 864.4 мг/г. Использование кластерного анализа позволило сгруппировать исследуемые объекты в зависимости от специфики процессов трансформации органического вещества в почвах (при использовании индекса Жаккара метод одиночной связи), а также выделить те из них, в которых происходит хемогенное преобразование углистых частиц (при использовании метода Варда). Результаты анализа главных компонент показывают, что наиболее тесную положительную связь с первой компонентой имеет фенантрен, а также 5–6-ядерные соединения. Вторая компонента надежно коррелирует с флуорантеном, нафталином, антраценом и пиреном. По результатам анализа главных компонент установлено, что для оценки степени хемогенной преобразованности угля в почвах антрацитовых месторождений наиболее перспективным представляется отношение Phe/(Phe + Chr).
Ключевые слова: почвы техногенных ландшафтов, отвалы угольных месторождений, кластерный анализ, метод главных компонент, эмбриоземы, Spolic Technosol

 

Физика почв

Терлеев В. В., Гиневский Р. С., Лазарев В. А., Топаж А. Г., Дунаева Е. А. Функциональное представление водоудерживающей способности и относительной гидравлической проводимости почвы с учетом гистерезиса // Почвоведение. 2021. № 6. С. 715-724. https://doi.org/10.31857/S0032180X21060149

Целью исследования является моделирование водоудерживающей способности и относительной гидравлической проводимости почвы как капиллярно-пористой среды, а также верификация предлагаемых моделей в сравнении с наиболее известными мировыми аналогами. Указанная цель достигается решением следующих задач: 1) описанием гидрофизических свойств почвы в виде трех систем функций с соответствующими наборами общих параметров; 2) верификацией этих систем путем оценивания относительной гидравлической проводимости, а также сканирующих ветвей водоудерживающей способности с использованием параметров, идентифицированных по данным из литературного источника о главных ветвях гистерезиса водоудерживающей способности опесчаненного суглинка; 3) применением равенства значений экспоненциального параметра в вычислениях ветвей иссушения и увлажнения гистерезиса водоудерживающей способности почвы для устранения нежелательного искусственного “эффекта помпы”; 4) исследованием влияния аддитивного параметра на погрешности точечной аппроксимации данных о главных ветвях водоудерживающей способности, а также на погрешности оценок относительной гидравлической проводимости и сканирующих ветвей гистерезиса водоудерживающей способности почвы, а также 5) выявлением достоверных различий между погрешностями этих оценок по критерию Вильямса–Клута для выбора лучшей системы функций. В поисках решения проблем точного ирригационного земледелия, таких как прогнозирование влагообеспеченности сельскохозяйственных культур и расчет прецизионных норм орошения, применение предлагаемых авторами моделей представляется наиболее предпочтительным.
Ключевые слова: математическая модель, точечная аппроксимация, “эффект помпы”, гидрофизические свойства почвы

 

Биология почв

Корнейкова М. В., Никитин Д. А. Качественные и количественные характеристики почвенного микробиома в зоне воздействия выбросов Кандалакшского алюминиевого завода // Почвоведение. 2021. № 6. С. 725-734. https://doi.org/10.31857/S0032180X21060083

Проведена оценка величины биомассы прокариот и грибов методом люминесцентной микроскопии, определено содержание копий рибосомальных генов микроорганизмов методом реал-тайм ПЦР, изучено таксономическое разнообразие культивируемых микромицетов в Al–Fe-гумусовых подзолах на песчаной морене (Albic Podzols) на разном расстоянии от Кандалакшского алюминиевого завода, расположенного на Кольском полуострове. В почве всех участков наибольшее количество копий рибосомальных генов выявлено для бактерий (4.3 × 1010…10.3 × 1010 копий/г почвы). Для грибов и архей их количество изменялось в пределах 0.4 × 1010…3.1 × 1010 копий генов/г почвы. Отмечено существенное увеличение биомассы актиномицетов вблизи завода, тогда как биомасса бактерий и грибов практически не изменилась на разном расстоянии от источника выбросов. Мицелий и споры грибов преимущественно представлены мелкими формами диаметром 2–3 мкм. На сильнозагрязненном участке (8 км от завода) доля спор составила более половины суммарной биомассы грибов и количество крупных спор было максимальным (33.6%). Длина грибного мицелия изменялась от 92.3 до 206.3 м/г, при этом закономерностей в его распределении по градиенту загрязнения не выявлено. Отмечено сокращение разнообразия почвенных микромицетов на уровне родов и вышестоящих таксонов по градиенту загрязнения выбросами завода. Выявлена смена структуры сообществ с полидоминантной (фоновый участок) на монодоминантную (вблизи завода). Penicillium spinulosum доминировал на всех загрязненных участках в 15 км зоне. На фоновом участке, кроме вышеуказанного вида, к доминирующим относились Trichoderma koningii, P. implicatum и группа грибов со стерильным мицелием.
Ключевые слова: Кольский полуостров, прокариоты, грибы, биомасса, количественная реал-тайм ПЦР

 

Макаров М. И., Кадулин М. С., Малышева Т. И. Изотопный состав азота микробной биомассы почв альпийских и тундровых экосистем // Почвоведение. 2021. № 6. С. 735-746. https://doi.org/10.31857/S0032180X21060101

 Формирование изотопного состава азота микробной биомассы почв (δ15Nмикр) связано с процессами трансформации соединений азота, определяющими изотопный состав элемента в разных азотсодержащих соединениях, и с балансом доступности углерода и азота для микроорганизмов. Изучена зависимость δ15Nмикр от изотопного состава азота в субстрате (δ15N общего и экстрагируемого азота), а также зависимость δ15Nмикр и 15N-обогащения микробной биомассы (Δ15Nмикр = δ15Nмикр – δ15Nсубстр) от показателей доступности азота (соотношение C/N в почве, активность N-минерализации, концентрация экстрагируемого азота и эффективность использования азота) в почвах четырех экосистем альпийского пояса Северного Кавказа и четырех экосистем тундрового пояса Хибин. Показано, что величина δ15Nмикр варьирует от –0.2 до +8.4‰ и может характеризоваться как 15N-обогащением, так и обеднением (отрицательные значения Δ15Nмикр) относительно общего и экстрагируемого азота почвы. Как правило, Δ15Nмикр составляет 1.5–3.1‰ относительно Nобщ и 0.6–4.8‰ относительно Nэкстр. Однако в наиболее N-дефицитных условиях в почвах горно-тундровых лишайниковых и кустарничковых пустошей Nмикр не накапливает повышенное количество изотопа 15N. Величины δ15Nмикр и Δ15Nмикр не показали тесной связи с соотношением C/N. Гораздо лучше аккумуляция тяжелого изотопа азота в микробной биомассе связана с N-минерализацией (положительно) и эффективностью использования азота (отрицательно). Это свидетельствует о роли микробной диссимиляции азота в контролировании изотопного состава азота микробной биомассы почв.

Ключевые слова: 15N-обогащение, микробная биомасса, ассимиляция-диссимиляция азота, фракционирование изотопов, N-минерализация, эффективность использования азота

Минералогия и микроморфология почв

M.F. Alvarez, R. M. Poch, M. Osterrieth Bioporosity in thin sections of Luvic Phaeozems of Southeast of Buenos Aires, Argentina, and its possible role as an indicator of soil quality. An micromorphological approach // Eurasian Soil Science. 2021. № 6 опубликована только в английской версии

Soil micromorphology, by means of the description and analysis of soil thin sections, provides information about soil microstructure, which includes, among other features, morphological data on the aggregates and the porosity derived from structure formation. Soil porosity may be due to both abiotic factors and biological activity (biopores). The aim of this study is to validate a methodology for the quantification of bioporosity in thin sections of Luvic Phaeozems of Argentina, for its use as soil quality indicator. Soil samples were taken from the surface horizon in plots with different uses: reserve (R), agricultural (A), Eucalyptus globulus forest plantation (E), and Pinus radiata forest plantation (P). In each site, bulk density, penetration resistance, structural stability, organic matter, and pH were determined. Three undisturbed samples were taken, impregnated with resin, and treated using routine techniques to obtain soil thin sections. Volume percentages of total porosity and biopores were determined in the thin sections using two methodologies (I: irregular polygon on the outline of the biopore and II: point counting), in order to obtain an estimation of the biological activity under the different land uses. Plots R, E, and P showed greater porosity and higher bioturbation compared to plot A. In addition, the percentage of biopores in soils of R, E, and P plots reaches almost 80% of the total porosity, while in soil of plot A plot, it is two times lower (40%). This indicates greater biological activity in the natural and forested plots as compared with the cultivated plot. This activity is linked to the high content of organic matter, high structural stability, low bulk density, and low penetration resistance. These results show that the estimation of the bioturbated volume would be a good indicator of soil quality and, in addition, the methodologies used in this study constitute an easy-to-use tool for the determination of bioporosity in soil. However, methodology II is preferred, because it requires a shorter time of image edition.

Keywords: porous system, biological activity, bioturbation, micromorphology, structure degradation, soil quality

Деградация, восстановление и охрана почв

LIU Lian, YANG Shuai-bin Characteristics and sources of black carbon and organic carbon in topsoil from different functional zones of Beijing, China // Eurasian Soil Science. 2021. № 6. опубликована только в английской версии

Considering human activities are the most direct and important factors leading to the accumulation and loss of soil black carbon (BC), a detailed understanding of soil BC in different functional zones and reasonable soil management are the keys to determine whether soil is the carbon source or carbon sink. In this study, carbon concentrations and isotope compositions of black carbon (BC%, δ¹³C_BC) and organic carbon (OC, δ¹³C_OC) were determined in topsoil from different functional zones (roadside grass verges, parks, residential areas, mines, arable lands, woodlands and wastelands) in urban and suburban of Beijing, China. The organic carbon (OC) content in soils of the urban area (averaging 1.67%) is higher than in suburban areas (averaging 1.05%). Black carbon is not evenly distributed across different functional zones, but is more concentrated and variable in urban areas (0.11–2.43%, averaging 0.73%) than in suburban areas (0.03–0.70%, averaging 0.18%). The ratios of BC% to OC% in suburban areas (0.04–0.40) are smaller than in urban areas (0.15–0.98). The δ¹³C_BC of topsoil (–26.35…–20.85‰) reflects that coal combustion has a strong impact on soil BC accumulation in Beijing. The carbon isotope differences between OC and BC of the suburban and urban topsoils are positive (averaging +0.56‰) and negative (averaging –0.41‰), respectively. This suggests that urban areas are seriously influenced by human activities which lead to a large amount of fossil fuel combustion, but suburban areas have received a uniform deposition of atmospherically transported finer BC aerosols.

Keywords: biomass burning, fossil fuel burning, urban, suburban

 

М. Л. Бурдуковский*, В. И. Голов, П. А. Перепелкина, И. В Киселева, Я.О. Тимофеева Агрогенные и постагрогенные изменения запасов углерода и физических свойств подбелов темногумусовых // Почвоведение. 2021. № 6. С. 747-756. https://doi.org/10.31857/S0032180X21060046
Представлены результаты изучения изменений физических свойств и запасов углерода в темногумусовых подбелах (Luvic Albic Mollic Planosols (Epiloamic, Endoclayic, Aric)) в ходе длительного сельскохозяйственного использования и постагрогенного развития. Работа проведена на стационарном полевом опыте ФНЦ Агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки (Приморский край) в вариантах: контроль, минеральные удобрения, минеральные удобрения с одновременным использованием навоза и извести, а также на залежных участках 15, 20, и 35-летнего возраста. Установлено, что длительное использование минеральных удобрений способствует увеличению плотности пахотного горизонта почвы. Совместное использование органо-минеральных удобрений и извести благоприятно отразилось на плотности почвы и ее структурных характеристиках. При изъятии почвы из сельскохозяйственного использования происходит восстановление ее естественной структуры. В бывшем пахотном слое залежных участков увеличивается количество агрономически ценных агрегатов, уменьшается их средневзвешенный диаметр. В первые годы после вывода полей из сельскохозяйственного оборота в верхнем слое почвы уменьшается содержание и запасы углерода. С увеличением возраста залежи происходит устойчивое накопление почвенного углерода в толще 0–50 см.
Ключевые слова: полевой опыт, удобрения, постагрогенные почвы, структура почвы, темногумусовые подбелы (Luvisols)

 

Wei Hu, Xingyu Zhai, Shuli Du, Xingyi Zhang Impacts of Slope and Longitudinal Ridge on Soil Organic Carbon Dynamics in the Typical Mollisols Sloping Farmland (China) // Eurasian Soil Science. 2021. № 6. опубликована только в английской версии

 

Soil organic carbon (SOC) plays an important role in preserving soil fertility. Assessing how topographic factors (slope gradient, slope length, slope shape, and slope position) and their interactions influence the SOC dynamics in the surface soil of longitudinal ridges of sloping farmland is very important for Mollisols protection in Northeast China. The SOC contents and variations were quantified within classes of topographic factors. A total of 39 soil samples were collected at the same sampling points in 13 typical Mollisol sloping farmland in 2004 and 2016. The results indicated that the average annual decrease rate of SOC from 2004 to 2016 was 5.64‰. The SOC stocks were significantly affected by slope gradient, slope length, and slope shape, but only affected by the interaction between slope gradient and slope position. In addition, the SOC stocks decreased with increasing slope gradient (p < 0.05). The variation in SOC stocks during 12 years showed a decreasing trend with increasing slope length (p < 0.05). The straight slopes had higher variation in SOC stocks than concave and convex slopes (p > 0.05); the footslope had higher SOC content than the upper and middle slope (p > 0.05), corresponding to the soil erosion and deposition along the slope. Our findings could offer suggestions for future landscape management.

 

Терехова В. А., Прудникова Е. Ю., Кирюшин А. В., Карпухин А. И., Плеханова И. О., Якименко В. Н. Фитотоксичность тяжелых металлов в дерново-подзолистых почвах разной степени окультуренности // Почвоведение. 2021. № 6. С. 757-768. https://doi.org/10.31857/S0032180X21060137

Сравнительные исследования воздействия тяжелых металлов (ТМ: Cu 660 + Zn 1100 + Pb 650 мг/кг) на агродерново-подзолистые почвы (Albic Retisols (Loamic, Aric, Cutanic, Ochric)) двух полей (Чашниково, Московская область) разной степени окультуренности с разным содержанием органического углерода (Сорг 3.86 и 1.30%) проведены по показателям острой и хронической фитотоксичности. Установлено, что при одинаковом уровне полиметаллического загрязнения отклики тест-растений на присутствие высоких концентраций ТМ и потенциальных ремедиантов (лигногумата и биоугля) в почвах одного типа с разным содержанием Сорг заметно различаются по ростовым параметрам и накоплению металлов в фитомассе. Загрязнение ТМ слабоокультуренной почвы привело к полной гибели растений в вегетационном опыте, тогда как в сильноокультуренной растения продолжительно развивались до стадии цветения с незначительными отклонениями от контроля. Приведены экспериментальные данные по валовому составу и содержанию водорастворимых форм токсикантов и биофильных элементов в исследованных почвах. Методом главных компонент выявлены взаимосвязи между химическим составом почв и результатами фитотестов. Обсуждается необходимость коррекции нормативов ориентировочно допустимого содержания ТМ для дерново-подзолистых почв с включением градаций содержания Сорг помимо рН и гранулометрического состава.
Ключевые слова: экологическая оценка почв, биотестирование, органический углерод, полиметаллическое загрязнение, нормирование, лигногумат, биоуголь, биодоступность, медь, цинк, свинец

 

Скачать