Почвоведение №6, 2020

Генезис и география почв

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

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

 

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

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

 

Химия почв

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

 

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

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

 

Физика почв

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

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

 

Биология почв

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

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

 

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

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

 

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

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

 

Агрохимия и плодородие почв

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

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

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

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

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

 

Деградация, восстановление и охрана почв

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

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

 

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

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

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

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

 

История науки

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

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

                    

Скачать

                                           

Почвоведение №5, 2020


Генезис и география почв

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

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

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

 

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

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

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

 

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

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

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

 

Химия почв

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

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

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

 

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

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

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

 

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

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

 

Физика почв

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

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

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

 

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

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

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

 

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

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

 

Биология почв

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

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

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

 

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

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

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

 

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

В условиях модельных экспериментов изучено влияние гормоноподобного ксенобиотика нонилфенола на биологическую активность дерново-подзолистой суглинистой почвы (Eutric Albic Retisol (Abruptic, Loamic, Aric, Ochric)). Объектом исследования являлись верхние горизонты дерново-подзолистой суглинистой почвы, отобранные в Ленинградской области. Численность почвенной микробиоты, активность почвенных ферментов и почвенное дыхание определяли общепринятыми в почвенной микробиологии и биохимии методами. Содержание нонилфенола в почвенных образцах исследовали методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Установлено, что загрязнение почвы нонилфенолом вызывает время- и дозозависимые изменения в активности пула ферментов азотного, углеводного циклов и окислительно-восстановительных ферментов, приводит к усилению базального дыхания. Полученные результаты являются важным этапом, необходимым для прогнозирования состояния почв, загрязненных алкилфенолами, и могут быть использованы при разработке методологии ремедиации почв, контаминированных гормоноподобными соединениями.

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

 

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

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

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

 

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

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

Деградация, восстановление и охрана почв

 

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

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

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

 

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

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

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

                        

Скачать

                                            Почвоведение №3, 2020

Генезис и география почв

Приходько В. Е., Азаренко Ю. А., Шаяхметов М. Р., Тишкин А. А., Горбунов В. В., Пивоварова Е. Г. Реконструкция климата средневековья на основe почвенных и геохимических исследований курганов сросткинской культуры на юге Западной Сибири // Почвоведение. 2020. № 3. С. 261-278. https://doi.org/10.31857/S0032180X2003005

Исследованы фоновые дневные и подкурганные почвы крупного раннесредневекового некрополя Сростки-I, выявлены изменения свойств почв во времени, проведена реконструкция палеоклимата. Эта курганная группа располагается в Бийском районе Алтайского края и датирована радиоуглеродным методом 890 ± 105…975 ± 85 гг. (калибровка по 1δ). В палеопочвах средневековья более слабая выщелоченность от карбонатов в средней части профиля, меньшее накопление в поверхностных слоях элементов-биофилов (Р, S, Со) и меньшая величина индекса выветривания Al2О3/(CaO + MgO + Na2O + K2O) по сравнению с фоновым аналогом свидетельствуют, что палеопочва в фазу, предшествовавшую сооружению курганов, формировалась в несколько более засушливом климате по сравнению с современными условиями. Однако сходство в древних и фоновых почвах морфологических свойств, реконструированного содержания гумуса и усредненных величин в слое 0–30 см относительно почвообразующей породы для коэффициентов выветривания CIA = Al2О· 100/(Al2О3 + CaO + Na2O + K2O) и Rb/Sr, а также индексов Mn/Sr, Mn/Al, Mn/Fe, указывающих на степень биологической активности, свидетельствуют о начавшейся гумидизации палеоклимата. Из высокоопасных загрязнителей первого класса токсичности изученные почвы обогащены As и Cd по сравнению с кларком литосферы. В целом для почв региона характерна насыщенность Ni, Zn, Ba и Sn, определяемая особенностями материнских пород. Однако накопление этих тяжелых металлов в профиле не превышает допустимых величин, опасных для здоровья людей. В фоновой почве по сравнению со средневековым аналогом не отмечено аккумуляции токсичных элементов, обусловленной антропогенным загрязнением. Методом ГИС-технологий выявлено, что 21 поселение и 130 некрополей сросткинской общности, функционировавшей во второй половине VIII–XII вв., локализировались на плодородных почвах выровненных площадок с небольшими перепадами высот, вблизи крупных озер, рек (Обь, Катунь, Бия, Алей и др.) и широких долин при слиянии с ними мелких водотоков.

Ключевые слова: палеоклимат, палеопочвы, геохимические коэффициенты, поллютанты, ГИС-технологии, средневековье, Алтайский край

 

Сулейманов Р. Р., Овсянников В. В., Колонских А. Г., Абакумов Е. В., Кунгурцев А. Я., Сулейманов А. Р. Почвенно-археологическое исследование средневекового Вотикеевского комплекса в северной лесостепной зоне Южного Предуралья // Почвоведение. 2020. № 3. С. 279290. https://doi.org/10.31857/S0032180X2003008

Почвенно-археологические исследования проведены на территории памятника “Вотикеевский археологический комплекс” (бахмутинская культура эпохи раннего средневековья V–VII вв. н. э.), расположенного в 30 км севернее г. Уфы (подзона северной лесостепи Республики Башкортостан, Южный Урал). Определены общие и морфологические свойства почв, установлены параметры структурного состояния молекул гуминовых кислот с использованием 13С ЯМР-спектроскопии. Показано, что на территории памятника распространены легкоглинистые темно-серые почвы (Phaeozems). Их гумусовые горизонты (мощностью до 51 см) характеризуются содержанием органического углерода 1.5–3.6%, нейтральной реакцией среды; величиной емкости катионного обмена от 35 до 29 смоль(экв)/кг почвы с преобладанием обменного кальция. Отмечается повышенное содержание валового фосфора с максимумом 4631 мг/кг почвы в слое 0–50 см, что обусловлено жизнедеятельностью древнего человека и не оказывает существенного влияния на содержание подвижных форм фосфора и калия, а также щелочногидролизуемого азота. На глубине 30–42 см обнаружены линзы более светлой окраски с примесью мелкого песка и фрагментами керамики и костей, что позволяет отнести их к материалу, перемещенному древним человеком. Эти линзы характеризуются бóльшим содержанием валового фосфора (7295 мг/кг почвы) и величиной электрического сопротивления (1130 Ом · м) по сравнению с вмещающим их горизонтом. Анализ методом 13С ЯМР-спектроскопии показал, что в гумусовом горизонте почвы и в материале, перемещенном человеком, преобладают гуминовые вещества с сильновыраженным пиком ароматических соединений замещенного и незамещенного типа, связанные с полимеризованными структурами макромолекул гуминовых веществ, что характерно для черноземов. Время функционирования археологического комплекса приходится на период раннесубатлантического потепления.

Ключевые слова: темно-серая почва (Phaeozems), археологический памятник, физические и химические свойства, гумусовые вещества, 13С ЯМР-спектроскопия

 

Шаповалов Д. А., Королева П. В., Калинина Н. В., Рухович Д. И., Сулейман Г. А. Учет и выделение переувлажненных территорий при почвенном картографировании и землеустройстве // Почвоведение. 2020. № 3. С. 291-307. https://doi.org/10.1134/S0032180X20010141

В настоящее время карты последнего тура почвенного обследования, кадастровые карты и материалы землеустройства противоречат друг другу при выделении переувлажненных территорий. Площадь переувлажненных земель на трех источниках может отличаться 5 раз. Согласно текущему земельному законодательству, при кадастровой оценке и кадастровом делении пахотных земель должны использоваться почвенные карты. Противоречия между тремя источниками информации о земельном покрове не предусмотрены. Цель работы заключается в анализе развития выделения переувлажненных земель разных источников и установления временного интервала и причин существующих противоречий. Для анализа привлечены почвенные и землеустроительные материалы четырех туров почвенного обследования 1937–1996 гг., а также материалы дистанционного зондирования с 1968 по 2018 гг. Установлено, что до третьего тура почвенных обследований включительно понятие “переувлаженных территорий” для почвоведов, кадастровиков и землеустроителей являлось одинаковым и означало территории ограничено пригодные под пашню по причине избыточного атмосферного или грунтового увлажнения. С середины 80-х годов прошлого века почвоведы перестали считать переувлажнение фактором, ограничивающим землепользование, а землеустроители не поменяли своих подходов. При кадастровом делении использование почвенных карт стало фрагментарным или заменяется выделением кадастровых участков по согласованию с собственником. В 1958 г. площадь переувлажнения на почвенной карте Тамбовской области составляла 14%, все эти земли были ограниченно пригодны под пашню, в 1986 г. на почвенной карте выделено 65% переувлажненных земель, из которых только 6% ограничено пригодны под пашню. Независимыми методами ретроспективного мониторинга установлено, что гидрорежим ограничивает пахотные земли на 16% территории области. Предлагается для унификации выделения переувлажнения использовать технологию ретроспективного мониторинга почвенно-земельного покрова.

Ключевые слова: почвенные карты, Тамбовская область, ретроспективный мониторинг, почвенно-земельный покров


Химия почв

Завгородняя Ю. А., Анохина Н. А., Богатырев Л. Г., Дёмин В. В. Оптимизированный метод определения n-алканов и n-метил-кетонов в подстилках и почвах // Почвоведение. 2020. № 3. С. 308-315. https://doi.org/10.31857/S0032180X2003011

Предложена методика выделения липидных биомаркеров (н-алканов и н-метил-кетонов) из лесных подстилок и почв. Выделение выполняется методом ускоренной экстракции растворителями ASE (Accelerated Solvent Extraction). Показано, что максимальный выход н-алканов и н-метил-кетонов достигается при последовательной экстракции с использованием смеси растворителей хлороформ : метанол в соотношении 3 : 1 (v/v) в первые два цикла экстракции и хлороформа – в последующие 2 цикла. Экстракция идет при температуре 100°С и давлении 10.3 МПа, время выдержки в статических условиях – 5 мин. Показано, что использование повторной обработки хлороформом увеличивает выход высокомолекулярных гомологов н-алканов и н-метил-кетонов.

Ключевые слова: ускоренная экстракция растворителями, метод ASE, липидные биомаркеры

 

Яковлева Е. В., Габов Д. Н., Василевич Р. С., Гончарова Н. Н. Участие растений в формировании состава полициклических ароматических углеводородов торфяников // Почвоведение. 2020. № 3. С. 316-329. https://doi.org/10.31857/S0032180X2003010

Оценен современный состав полициклических ароматических углеводородов растительности естественных бугристых болот лесотундровой подзоны Республики Коми, определена возможность его влияния на формирование состава полиаренов торфа. Определение содержания полиаренов проводилось методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Установлено, что максимальным накоплением полициклических ароматических углеводородов среди исследованных видов отличались Polytrichum strictum, Betula pubescens и побеги Picea abies, в меньшей степени полиарены содержались в Betula nana L., Salix lapponum L. и Carex limosa L. В составе растений преобладали легкие полиарены. Дибенз[a,h]антрацен и бенз[ghi]перилен в растениях не обнаружены – их образование могло быть связано с почвообразовательными процессами. Показаны сходные закономерности в профильном распределении полициклических ароматических углеводородов в почвах мерзлотных бугров (Hemic Folic Cryic Histosols) и мочажин (Fibric Floatic Histosols). Они выражались в незначительном накоплении в основном низкомолекулярных полиаренов в сезонно-талом слое, резком возрастании содержания тяжелых структур (главным образом бенз[ghi]перилена) на границе многолетней мерзлоты, и некотором снижении их массовой доли непосредственно в мерзлотных горизонтах. Состав полициклических ароматических углеводородов торфяников в основном определяется составом полиаренов растительности до глубины прохождения границы сезонно-талого слоя, где происходил активный синтез или высвобождение тяжелых структур. На степень воздействия состава полициклических ароматических углеводородов растений на их содержание в торфе значительное влияние оказывала степень его разложения. На основании рассмотрения природной модели образования торфа мочажин показано, что состав полиаренов торфа болотных переходных почв мочажин верхних горизонтов обусловлен перекомбинацией легких структур углеводородов, входящих в состав Sphagnum riparium и Eriophorum sp. В процессе длительного формирования почв, разложения сложных органических веществ растений, главным образом, Eriophorum sp., начинают формироваться тяжелые структуры полициклических ароматических углеводородов и возрастает содержание легких полиаренов.

Ключевые слова: полиарены, природная модель, торфяники, Hemic Folic Cryic Histosols, Fibric Floatic Histosols

 

Маслов М. Н., Маслова О. А., Копеина Е. И. Динамика общего и лабильного пулов органического углерода почв при постпирогенной сукцессии экосистем горной тундры Хибин // Почвоведение. 2020. № 3. С. 330-339. https://doi.org/10.31857/S0032180X2003004

Обсуждена динамика общих запасов углерода и содержания лабильного и потенциально минерализуемого органического вещества сухоторфяно-подбуров (Entic Folic Podzols) Хибин (Мурманская область) при пожаре высокой и средней интенсивности, а также при постпирогенной сукцессии. Несмотря на то, что пожар средней интенсивности не оказывает статистически значимого воздействия на общий пул углерода в почве, он запускает активные процессы эрозии, приводящие к сравнимому с прямыми пирогенными потерями при пожаре высокой интенсивности снижению запасов углерода. При послепожарном восстановлении почв меняется тип накопления органического углерода: для контрольного участка накопление происходит на поверхности в виде торфа, в то время как на поздних стадиях постпирогенного развития до 50% углерода сосредоточено в минеральном горизонте. Пожар высокой интенсивности приводит к практически полному уничтожению лабильного, микробного и потенциально минерализуемого пулов углерода как в органогенном пирогенном, так и минеральном горизонтах. Пожар средней интенсивности не приводит к статистически значимому изменению этих пулов по сравнению с контролем. Динамика восстановления лабильного и потенциально минерализуемого пулов органического вещества в пирогенных горизонтах почвы различается: начиная с трехлетнего возраста гари наблюдается устойчивый рост содержания лабильного и микробного углерода, тогда как для потенциально минерализуемого пула максимум приходится на гарь трехлетнего возраста с последующей стабилизацией значений.

Ключевые слова: запасы углерода, лабильное органическое вещество, микробная биомасса, потенциально минерализуемое органическое вещество, сухоторфяно-подбур, Entic Folic Podzols

 

Чернова О. В., Рыжова И. М., Подвезенная М. А. Оценка запасов органического углерода лесных почв в региональном масштабе // Почвоведение. 2020. № 3. С. 340-350. https://doi.org/10.31857/S0032180X2003002

Обсуждаются результаты сравнения запасов органического углерода и их структуры в автоморфных и полугидроморфных почвах на основе анализа массива данных, характеризующих 289 профилей почв лесной зоны европейской территории России. Установлено, что запасы органического углерода (с учетом подстилки) в полугидроморфных почвах в среднем примерно в 3 раза больше, чем в автоморфных. С увеличением мощности рассматриваемого почвенного слоя различия уменьшаются от 3.2 раз для слоя 0–30 см до 2.6 раз для метровой толщи. Наиболее сильно различаются запасы углерода в органогенном слое сравниваемых почв. В полугидроморфных почвах они в среднем составляют 73 ± 8.2 т С/га, что в 7 раз выше, чем в автоморфных почвах. Пренебрежение вкладом полугидроморфных почв в общий запас органического углерода почв региона приводит к заниженным оценкам. Величина недооценки определяется структурой почвенного покрова изучаемой территории и мощностью рассматриваемой почвенной толщи. Проведенные на примере Карелии расчеты показали, что для разных ландшафтов недооценка запасов органического углерода почв варьирует от 10 до 40%. Для всей территории республики для слоев почвы 0–30, 0–50 и 0–100 см она составляет соответственно 22, 19 и 13%. На основе проведенного сравнительного анализа известных педотрансферных функций для расчета плотности почв показано, что для минеральных горизонтов лесных почв европейской территории России лучшие результаты (RMSE = 0.15, R2 = 0.36) демонстрирует педотрансферная функция, предложенная О.В. Честных и Д.Г. Замолодчиковым.

Ключевые слова: полугидроморфные почвы, плотность почв, педотрансферные функции


Физика почв

Шеин Е. В., Верховцева Н. В., Быкова Г. С., Пашкевич Е. С. Агрегатообразование в каолинитовой суспензии при микробиологической модификации поверхности глины // Почвоведение. 2020. № 3. С. 351-357. https://doi.org/10.31857/S0032180X2003007

Для доказательства агрегатообразующей роли микроорганизмов, модифицирующих гидрофильную поверхность минералов, в модельном эксперименте в стерильную жидкую среду вводили полученных смывом с речного песка микроорганизмов Bacillus velezensis и каолинит, в котором ион К (до 1%) был представлен в сорбированном состоянии и в примесях. В динамике в течение двух месяцев отмечалось увеличение содержание белка, углерода и азота, а также достижение величины соотношения С : N, близкого к 5. Предполагается, что микроорганизмы, потребляя необходимый для жизнедеятельности ион калия, образуют белковые соединения в виде специфических выделений гликопептидной и полисахаридной природы. Эти соединения гидрофобизировали поверхность минералов (краевой угол смачивания возрастал от 20° до 40°), а также изменяли удельную поверхность и увеличивали долю микроагрегатных фракций (50–250 и 250–500 мкм) на 5.4 и 1.5%. Инкубация штаммом B. velezensis вела к гидрофобизации поверхности образца каолинита по сравнению с контрольными, что может быть связано с амфифильным характером продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. В свою очередь, гидрофобизация минеральной поверхности приводила к образованию связей гидрофобного взаимодействия между частицами минерала, тем самым формируя органоминеральные микроагрегаты.

Ключевые слова: микроагрегаты, каолинит, краевой угол смачивания, Bacillus velezensis, гидрофобность, гранулометрический состав

 

Тимонова Л. В., Ляхова О. Н., Лукашенко С. Н., Айдарханов А. О., Кабдыракова А. М., Сержанова З. Б. Распределение трития в почвах на территории "Атомного" озера Семипалатинского испытательного полигона // Почвоведение. 2020. № 3. С. 358-365. https://doi.org/10.31857/S0032180X2003009

Приведены результаты исследований концентраций и распределения трития в почве в месте проведения экскавационного взрыва, на объекте “Атомное” озеро, расположенном на территории Семипалатинского испытательного полигона (Казахстан, Восточно-Казахстанская область). Исследовано содержание трития в почве на поверхности, по глубине и в различных гранулометрических фракциях. Проведенные исследования показали, что концентрация трития в почве достигает 240 000 Бк/кг. Выявлена корреляция содержания трития в почве с содержанием европия. Предположительно, образование трития обусловлено двумя механизмами. Один из которых – процесс нейтронной активации, т.е. ядерные реакции на изотопах лития, бора и азота, присутствующих в почве; другой – захват трития, изначально присутствовавшего в заряде, минеральными частицами, образующимися при конденсации из раскаленной зоны взрыва.

Ключевые слова: экскавационный взрыв, светло-каштановые почвы (Kastanozems), тритий, европий, гранулометрические фракции

Tabasum Rasool*, A. Qayoom. Dar, Mushtaq. A. Wani Quantification of spatial variability of soil physical properties in a lesser Himalayan sub-basin of India // Eurasian Soil Science. 2020. № 3. опубликована в английской версии журнала

The quantification of spatial variability of soil properties is indispensable for evaluating the effectiveness of provisions undertaken to tackle various land surface processes like soil erosion, diffuse water pollution, etc. and is also essential for suggesting precise land management strategies. The present study was carried out in an urban sub-basin of lesser Himalayas, India, to appraise the spatial variability of soil textural fractions (sand, silt, and clay), bulk density (?b), porosity (η) and saturated hydraulic conductivity (Ks). Using the Global positioning system (GPS) soil samples from 100 randomly selected locations were collected at an average depth of 25 cm under different land covers. Laboratory analysis was conducted to determine the soil physical properties. This was followed by statistical and geostatistical analysis for characterizing physical properties of soil and their spatial variability. The Coefficient of variation (CV) displayed moderate variability (0.14-0.36) for measured soil properties except for ?b which has low variability (CV = 0.08). The variability of soil physical properties under distinct land covers was determined by creating Box plots, and it was revealed that in general, shrubland has significantly lower Ks, ?b and sand content and higher η, silt and clay content than farmland and built-up land covers (P<0.05) mainly due to lesser anthropogenic activities and continuous vegetal cover in shrub lands. The nugget to sill ratios for all the soil properties showed moderate to strong degree of spatial dependence. For mapping spatial variability of soil parameters, Ordinary Kriging (OK) approach of Geostatistical analysis was utilized revealing Spherical (Sand, ?b and η); Exponential (clay and Ks) and Gaussian (sand and silt) as the best fit models. Analysis by Moran’s I signified that about 1850 m sampling interval would be sufficient to detect spatial structure of soil physical properties. The generated spatial interpolation maps could serve as efficient tool for identifying land degradation spots in the study region and suggesting precise land management strategies.

Keywords: geographic information system, spatial interpolation, kriging, land use, soil texture and semivariogram

 

Биология почв

Громова М. С., Матвиенко А. И., Макаров М. И., Меняйло О. В. Температурная чувствительность (Q10) базального дыхания как функция количества доступного углеродного субстрата, температуры и влажности // Почвоведение. 2020. № 3. С. 366-371. https://doi.org/10.1134/S0032180X20020057

Модифицирована методология определения температурной чувствительности базального дыхания. Она заключается в инкубации почвенных образцов при постоянной температуре (20 или 25°С) и высокочастотном измерении скорости образования СО2, с периодическим понижением температуры на 10°С на короткое время (2 ч), благодаря дополнительному автоматическому варьированию температуры почвенных образцов. Значение Q10 при этом рассчитывается как отношение средней скорости образования СО2 при высокой температуре (перед и после понижения температуры) от скорости, измеренной при низкой температуре. Показано, что концентрация вносимой глюкозы наиболее сильно влияет на Q10 минерализации углерода только в низких диапазонах температур (20– 10°С). Температурный диапазон оказывает большее влияние на Q10 минерализации углерода, чем внесение глюкозы. Подтвержден эффект влажности почвы на температурную чувствительность минерализации С (Q10), которая убывает при увеличении влажности.

Ключевые слова: органический углерод, минерализация, парниковые газы, цикл углерода

 

Завьялова Н. Е., Васбиева М. Т., Фомин Д. С. Микробная биомасса, дыхательная активность и азотфиксация в дерново-подзолистой почве Предуралья при различном сельскохозяйственном использовании // Почвоведение. 2020. № 3. С. 372-378. https://doi.org/10.31857/S0032180X2003012

Изучены показатели микробиологической активности целинной (смешанный лес, злаково-разнотравный луг) и пахотной (бессменный чистый пар, бессменный посев ячменя, полевой севооборот, многолетняя бобовая культура) дерново-подзолистой почвы (Eutric Albic Retisols (Abruptic, Loamic, Cutanic)) Пермского края. В зависимости от типа землепользования содержание органического углерода (метод бихроматного окисления) в почве варьировало от 0.78 до 1.57%, углерода микробной биомассы (метод субстрат индуцированного дыхания) от 366 до 1236 мкг/г, скорость базального дыхания от 1.62 до 3.13 мкг C–CO2/(г ч) и азотфиксирующая способность (ацетиленовый метод) от 11.53 до 77.18 мкг С2Н4/к(г ч). Максимальные значения изученных показателей отмечены в почве под смешанным лесом, минимальные – в бессменном пару (42 года). В почве под лесом отмечено низкое удельное дыхание микробной биомассы 2.5 мкг C–CO2/(мг Смик ч), что свидетельствует об устойчивости и зрелости данной экосистемы. Более стабильное функционирование микробного сообщества среди рассматриваемых пахотных почв наблюдали при длительном возделывании многолетней бобовой культуры (30 лет) – козлятника восточного (Galéga orientalis). Содержание органического вещества, углерода микробной биомассы и удельное микробное дыхание под козлятником соответствовали почве лесной экосистемы. Установлена высокая и средняя корреляционная зависимость содержания углерода микробной биомассы и базального дыхания от общего содержания органического углерода и его лабильной фракцией.

Ключевые слова: органический углерод почвы, углерод микробной биомассы, базальное дыхание, микробиоценоз, нитрогеназная активность

Агрохимия и плодородие почв

Федотов Г. Н., Горепекин И. В., Позднякова А. Д., Завгородняя Ю. А., Исакова С. А. Взаимосвязь предыстории использования и химических свойств почв с их аллелотоксичностью // Почвоведение. 2020. № 3. С. 379-386. https://doi.org/10.31857/S0032180X2003003

Изучено влияние предыстории и химических свойств почв на их аллелотоксичность. В исследовании использовали 12 образцов почв Русской равнины, 6 сортов семян яровой пшеницы, а также ячменя, ржи и тритикале. Установлено, что все изученные зерновые культуры однотипно ингибируются токсинами, содержащимися в почвах. Территории сельскохозяйственного использования независимо от выращиваемых культур характеризовались значительно большей аллелотоксичностью по сравнению с залежными и лесными участками. Полученные данные позволяют предположить, что применение севооборотов не всегда способно снизить почвоутомление. Это делает необходимым проведение оценки реального почвоутомления (аллелотоксичности почв) при применении севооборотов. Проведенная статистическая обработка данных свидетельствует о влиянии совокупности химических свойств почв на ингибирование прорастания семян и развития их проростков.

Ключевые слова: почвоутомление, замедление развития проростков, севооборот                              

Скачать

                                           

Почвоведение №4, 2020


Генезис и география почв

Сухачева Е. Ю., Ревина Я. С. Цифровая почвенная карта южного берега Крыма // Почвоведение. 2020. № 4. С. 389-397. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004014

Создана цифровая почвенная карта территории южного берега Крыма (масштаб 1 : 100000) от мыса Айя на западе до г. Феодосия на востоке. Карта содержит актуализированную информацию о почвенном покрове естественных, антропогенно-преобразованных ландшафтов и урбанизированных территорий. Карта создана в геоинформационной системе с применением дистанционных методов исследования, методов дешифрирования и анализа многоканальных космических снимков. Легенда составлена на основе “Классификации и диагностики почв России” (2004). На карте отображены 1053 картографических выдела естественных почв, почв сельскохозяйственных угодий, почв террасированных склонов, различных типов структур почвенного покрова естественных и урбанизированных территорий. Показана степень смытости почв и доля естественных почв в контурах агрогенно-трансформированных. Анализ почвенной карты показал, что естественный почвенный покров занимает 63% от общей площади изученной территории. Доминирующими почвами являются буроземы (Dystric Cambisols) и коричневые почвы (Eutric Cambisols). Среди антропогенно-преобразованного почвенного покрова наибольшую площадь (15%) занимает почвенное урбанизированное пространство, около 12% приходится на ареалы почв сельскохозяйственных угодий и 10% территории – это почвы террасированных склонов, созданных под склонозащитные лесопосадки. Под лесопосадками широко распространены посттурбоземы – почвы, не имеющие аналогов в рамках “Классификации и диагностики почв России” (2004). Карта отображает особенности современного почвенного покрова южного берега Крыма и может быть использована в сельском и лесном хозяйстве, при географических, почвенных, экологических исследованиях.
Ключевые слова: Крымский полуостров, почвы Крыма, структура почвенного покрова, буроземы, коричневые почвы, почвы террасированных склонов, почвы виноградников, городские почвы

 

Алексеева Т. В. Ризолиты в палеопочвах девона и нижнего карбона и их палеоэкологическая интерпретация // Почвоведение. 2020. № 4. С. 398-413. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004002

Отобранные in situ из палеопочв среднего-позднего девона и раннего карбона на территории юга Русской платформы (Калужская, Белгородская, Воронежская области) ископаемые корни высших растений (ризолиты) (>20) изучены с применением комплекса аналитических методов: электронной микроскопии, рентгеновской дифрактометрии, рентген-флуоресцентного анализа, масс-спектрометрии. В палеопочвах девона, сформированных на вулканогенно-осадочных породах, ризолиты представлены петрифицированными корнями и продуктами их диагенеза. В минеральном составе ризолитов доминируют Fe-содержащие минералы: сидерит и гетит в разных пропорциях. Некоторые из них содержат углефицированное и/или пиритизированное органическое вещество с частичным сохранением растительных тканей. В палеопочвах раннего карбона, сформированных на морских известняках, основным типом ризолитов являются заполненные корневые пустоты (слепки), реже встречаются отпечатки и каналы-пустоты, единично – ризокреции. Ризокреции являются прижизненными образованиями, сформированными при участии арбускулярной микоризы. Для всех типов ризолитов из палеопочв раннего карбона характерна полная минерализация растительных тканей. Ризолиты сложены кальцитом, изотопный состав углерода которого изменяется в широких пределах: –5.68 < δ13C < –1.16‰. Результаты проведенного исследования показали, что ризолиты являются источником информации о биоразнообразии, физиологии растений, эволюции растительного мира и окружающей среды в целом. Объем получаемой информации определяется типом сформированного ризолита.
Ключевые слова: геохимия, изотопный состав С и О карбонатов, микориза, минеральный состав, палеозой, сидерит

Safwan A. Mohammed* Alaa Khallouf, Samar Ghanem, Sami Alhenawi, Haidar Ali, Endre Harsányii, János Kátai, Hasan Habib, Characterization of the Major Soil Orders in Syria // Eurasian Soil Science. 2020. № 4 опубликована в английской версии журнала

Soil is one of the most important natural resources that should be studied and characterized to provide decision-makers with sufficient information for reconstruction plans after the current war. The objective of this study is to describe the main soil orders in Syria and give an overview of their properties. Therefore, more than 150 soil profiles have been described. Soil samples were analyzed to develop a good database for the study area. Afterwards, the soil profiles were classified according to the USDA Soil Taxonomy. The results showed that the most common orders are Aridisols, Inceptisols, Entisols, Vertisols, Mollisols, and to a certain extent Alfisols. The study also demonstrated the importance of climate and topography for soil formation in Syrian environments
Keywords: soil, classification, soil orders, profiles

Химия почв


Макаров М. И., Малышева Т. И., Гончаров А. А., Тиунов А. В. Изотопный состав углерода гумусовых кислот дерново-подзолистых почв и черноземов // Почвоведение. 2020. № 4. С. 414-421. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004009

Результаты изотопного анализа углерода органического вещества почв часто используются в палеоэкологических исследованиях для реконструкции климата и состава фитоценоза (типа фотосинтеза). Сложность интерпретации изотопных данных состоит в том, что соотношение изотопов 13С/12С в растениях и почвах контролируется комплексом факторов, включающих как условия окружающей среды, так и особенности состава органического вещества почв. На примере дерново-подзолистых почв (Albic Retisols) и черноземов выщелоченных (Luvic Chernozems) показано, что экстрагируемые гумусовые кислоты обогащены тяжелым изотопом 13С относительно общего органического вещества почв. В дерново-подзолистых почвах повышенные значения δ13С характерны для гуминовых кислот глубже гумусового горизонта и для фульвокислот во всем профиле, а в черноземах более “тяжелым” является только углерод фульвокислот. Таким образом, изменение изотопного состава углерода в почвах, в частности его “утяжеление” с глубиной, может быть связано с миграцией лабильных органических соединений по профилю и их аккумуляцией в более глубоких горизонтах.
Ключевые слова: δ13С, гуминовые кислоты, фульвокислоты

K.R. Olson, A. N. Gennadiev Dynamics of Soil Organic Carbon Storage and Erosion due to Land Use Change (Illinois, USA) // Eurasian Soil Science. 2020. № 4 опубликована в английской версии журнала

Many factors including land use, management history, soil series, climate, and soil landscape processes affect the dynamics of soil organic carbon (SOC). The primary objective of this research was to determine the impact of land use change from timberland to cropland on erosion and the SOC storage on sloping landscapes of northwestern Illinois, USA. Typic Hapludalfs and Aquic Udifluvents were studied. The cropland area was previously cultivated from 1860 to 1929, between 1930 and 1979 the area was used for pastureland and was returned to cropland from 1980 to 2009. Since 1980, corn and soybean were grown on a yearly rotation system using a no-tillage system. The timberland area was never cleared and cultivated but was subjected to periodic grazing from 1860 to 2009. The SOC concentration of various soil layers, to a depth of 0.5 m, was measured and expressed on a volumetric basis. For both land uses, the subsurface layers had similar SOC levels. Results suggested that after 150 years the cropland landscape maintained or retained 69.4% of the total SOC of timberland on a volumetric basis. The other 30.6% of the SOC was either deposited in the water or released to atmosphere. This study only included SOC and did not attempt to address or include the amount of C stored in above ground timberland trees or cropland plants or in their root systems. Results suggest that if northwestern Illinois forest soils are cleared and used for cropland during the next 50 years, SOC will be retained in the sediment on lower landscape segments, released to atmosphere as CO2 or released to stream (water) in solution or attached to sediment. The initial timberland SOC levels will not be maintained when converted to cropland use even with a crop rotation which includes small grains and forages and no-till management systems for corn and soybean production. This land use conversion from timberland to cropland would result in greater SOC loss than if the area remained as forestland.
Keywords: Organic carbon, Soil erosion, Soil loss, Tillage, No-tillage

Физика почв


Артемьева З. С., Кириллова Н. П., Когут Б. М., Таллер Е. Б. Физико-химических характеристик органо-глинистых комплексов хроноряда дерново-подзолистых почв методами динамического светорассеяния и светорассеяния с анализом фаз // Почвоведение. 2020. № 4. С. 421-429. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004003

Методы динамического светорассеяния (DLS) и светорассеяния с анализом фаз (PALS) использовали для изучения физико-химических характеристик органо-глинистых комплексов дерново-подзолистых почв лесных участков Центрально-лесного заповедника. Исследование бывших сельскохозяйственных почв хроноряда залежей возрастом от 5–7 до 100 лет показало, что величина среднего диаметра органо-глинистых комплексов несколько снизилась по сравнению с таковой в почве залежи с наименьшим сроком вывода из сельскохозяйственного оборота (5–7 лет), но остается все еще выше, чем в лесных почвах. Статистические модели множественной линейной регрессии были рассчитаны для прогнозирования среднего диаметра частиц. Лучшая модель, где все параметры были значимыми (r = 0.83), включала содержание илистых частиц и величину концентрации в них углерода. Постагрогенные дерново-палево-подзолистые почвы залежей исследованного хроноряда демонстрируют близость стабильности коллоидной системы, но в состоянии пептизации, что подтверждается значениями ζ-потенциала и величинами среднего диаметра.
Ключевые слова: лесовосстановление, агрегатная устойчивость, органо-глинистые комплексы, средний диаметр частиц, ζ-потенциал

Семенов В. М., Лебедева Т. Н., Паутова Н. Б., Хромычкина Д. П., Ковалев И. В., Ковалева Н. О. Взаимосвязь размера агрегатов, содержания дисперсного органического вещества и разложения растительных остатков в почве // Почвоведение. 2020. № 4. С. 430-443. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004013

Исследовали распределение общего (Сорг), дисперсного органического вещества (CPOM) и потенциально-минерализуемого органического вещества (С0) в мега- (10–5, 5–2 мм), макро- (2–0.25 мм) и микроагрегатах (<0.25 мм), выделенных сухим просеиванием серой и агросерой почв (Luvic Retic Greyzemic Phaeozems (Loamic)) разного землепользования. Наибольшее количество Cорг в почве под лесом и лугом было в мегаагрегатах размером 5–2 мм (43 и 37% от целого образца почвы), а в пахотной почве – в макроагрегатах (45%). В необрабатываемой почве дисперсное органическое вещество (РОМ) аккумулировалось преимущественно в мегаагрегатах (65–72% от СРОМ в целом образце), а в пахотной почве распределялось в равной мере в мегаагрегатах и макроагрегатах (46–45%). Тонкая (0.25–0.05 мм) субфракция CРОМ в необрабатываемой и пахотной почве содержала соответственно в 1.3 и 2.3 раза больше углерода, чем грубая (2–0.25 мм) субфракция CРОМ. Содержание С0 в агрегатах коррелировало с СРОМ и с Сорг. Разложение растительных остатков с широким отношением C : N в почве увеличивалось по мере уменьшения размера агрегатов. Размер агрегатов не влиял на разложение растительных остатков с узким отношением C : N. Влияние размера агрегатов на скорость разложения проявлялось преимущественно на ранней стадии трансформации растительных остатков.
Ключевые слова: органический углерод, дисперсное органическое вещество, потенциально-минерализуемый пул, минерализация, физическое фракционирование

Биология почв


Никитин Д. А., Лысак Л. В., Мергелов Н. С., Долгих А. В., Зазовская Э. П., Горячкин С. В. Микробная биомасса, запасы углерода и эмиссия СО2 в почвах Земли Франца-Иосифа: высокоарктические тундры или полярные пустыни // Почвоведение. 2020. № 4. С. 444-462. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004011

В мерзлотных почвах архипелага Земля Франца-Иосифа – псаммоземах (Cryosols (Arenic)), пелоземах (Cryosols (Loamic)), криоземах (Oxyaquic Cryosols), литоземах (Leptosols (Loamic)) и серогумусовых (Cryosols (Loamic, Humic)) – проведено исследование биомассы прокариот и грибов, запасов общего органического углерода, а также эмиссии CO2. Больше всего запасы углерода оказались в литоземах грубогумусированных в условиях защиты от сильных ветров (23.2 кг С/м2 в верхнем полуметровом слое), а также в пелоземах и псаммоземах, содержащих погребенное криотурбациями органическое вещество (13.7 и 20.7 кг С/м2 соответственно). Численность прокариот в исследованных почвах Земли Франца-Иосифа составляет от 0.14 до 2.10 млрд кл./г почвы. Максимальные значения биомассы прокариот характерны для подстилочно-торфяных горизонтов. В 80% случаев доля спор составляет более половины суммарной биомассы грибов. Споры и мицелий преимущественно представлены мелкими формами диаметром до 2–3 мкм. Длина грибного мицелия в образцах колеблется от 4 до 272 м/г почвы. Максимальное развитие грибов отмечено в лишайниковых корочках и моховых очесах, экспоненциально снижаясь с увеличением глубины горизонта. Одновременно с глубиной в микробной биомассе в несколько раз возрастает и доля прокариот. В почвах наиболее экстремальных экосистем высокоарктических пустошей на микробную биомассу приходится бóльшая доля в общем углероде по сравнению с почвами местных высокоарктических тундр (12.7 против 2.5%). Уровни эмиссии СО2 с поверхности ненарушенных почв варьируют в диапазоне 1.6– 91.7 мг C–CO2/(м2 ч) и различаются между высокоарктическими тундрами и пустошами в десятки раз. По запасам углерода и эмиссии CO2 исследованные почвы близки к почвам арктических тундр, а по некоторым характеристикам концентрации и распределения прокариот и грибов близки к почвам Антарктиды и жарких пустынь. Ключевые слова: Высокая Арктика, углеродный цикл, прокариоты, грибы, функционирование, экстремальные условия, криогенные процессы

Kusai N. A., Ayob Z. Bacterial abundances at different peat depths in forest ecosystems and oil palm plantation // Eurasian Soil Science. 2020. № 4 опубликована в английской версии журнала

Bacteria play a crucial role in regulating biogeochemical cycles in peatlands. Most of the studies on soil bacteria focus mainly on the peat surface and bacteria that exist in the deeper peat layers are still poorly known in tropical areas. This study was conducted to examine bacterial abundances along the peat depths in peat forest ecosystems (peat swamp forest (PSF) and logged-over secondary forest (LOF)) and an oil palm plantation (7.5 years after planting (7.5 YAP OPP)) at intervals of 0–30 cm, 30–40 cm, 40–50 cm, and 50–60 cm. Isolation of bacteria from peat samples was carried out on several selective and non-selective media. Bacteria identification was conducted by amplifying the 16S rRNA gene. The result showed that the same dominant bacterial taxa were found with different abundances in all study sites which were Proteobacteria, Firmicutes, and Actinobacteria. Vertical stratification of Proteobacteria and Firmicutes was observed along the depths, might due to the fluctuations of water table in the peatland mainly in 7.5 YAP OPP. Richness was highest at 0–30 cm in LOF and 7.5 YAP OPP, while PSF at 30–40cm. This study suggests that deeper peat depth supports the bacterial growth and environmental conditions related to water table level influenced the bacterial abundances.
Keywords: agricultural land, peat depth, soil bacteria, tropical peatland, vertical stratification

Мелиорация почв


Горохова И. Н., Хитров Н. Б., Кравченко Е. В. Изменение засоленности орошаемых почв за четверть века (Волгоградская область) // Почвоведение. 2020. № 4. С. 463-472. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004006

На территорию орошаемого участка Червленое Светлоярской оросительной системы созданы карты засоленности и токсичной щелочности почв по состоянию на 2017–2018 гг. и проведено их сравнение с картами, отражающими состояние почв в целинных условиях и в период орошения на 1992 и 2006 гг. Участок расположен возле Волго-Донского канала на северных склонах возвышенности Ергени (Вологоградская область). Почвенный покров до орошения был представлен комплексом светло-каштановых солонцеватых суглинистых почв (Sodic Cambisols (Loamic, Ochric, Magnezic, Bathyprotosalic)) и степных солонцов (Endosalic Solonetz (Albic, Loamic, Columnic, Cutanic, Differentic, Ochric, Magnezic)) на лёссовидных суглинках. В ходе строительства оросительной системы почвенный покров заметно преобразован планировкой поверхности, а в ходе эксплуатации в 1970–1990 гг. из-за завышенных поливных норм подвергся вторичному засолению. Обсуждается изменение солевого состояния почв в течение последних 20–25 лет. Отмечаются как позитивные процессы частичного рассоления почв, так и негативные – ощелачивание верхних горизонтов.
Ключевые слова: токсичная щелочность, вторичное засоление, картографирование засоленных почв

Деградация, восстановление и охрана почв

Комиссаров М. А., Клик А. Влияние нулевой, минимальной и классической обработок на эрозию и свойства почв в Нижней Австрии // Почвоведение. 2020. № 4. С. 473-482. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004007

Изучено влияние длительного (около 25 лет) ведения различных систем земледелия на комплекс свойств почв и развитие эрозии в Нижней Австрии. Сравнивали три обработки: нулевую (NT), минимальную (CS) и классическую вспашку (CV). Установлено, что свойства Typic Argiudols (Luvic Phaeozems), сформированных на крутых (13.2%) склонах изменяются как в зависимости от вида обработки, так и от положения на склоне. В отличие от вспашки при почвосберегающих технологиях почвы содержали больше питательных элементов, пыли и ила, обладали лучшей водопроницаемостью и устойчивостью агрегатов к разрушению водой. Несмотря на почти в 2 раза большее количество глыбистых фракций (>10 мм), агрегатное состояние почвы при NT и CS было “отличным”. Для всех видов обработок почти все агрохимические, электро- и водно-физические показатели (за исключением pH и плотности почв) увеличивались вниз по склону, что связано с эрозией, а именно выносом взвешенных наносов водными потоками. Обнаружена тесная связь содержания Сорг в почве с водоустойчивостью агрегатов (r = 0.91), концентрацией растворимых гуминовых и мелкодисперсных веществ (r = 0.76) и удельной электропроводностью (r = 0.75). Противоэрозионная эффективность обработок возрастала в ряду: CV–CS–NT. Для эрозионно-опасных склонов Альпийских предгорий рекомендуется использование нулевой или минимальной обработки почвы.
Ключевые слова: Альпийское предгорье, обработка почвы, свойства почвы, водная эрозия, Luvic Phaeozems

Ерёмченко О. З., Пахоруков И. В., Шестаков И. Е. Развитие солончакового процесса в почвах долин малых рек таежно-лесной зоны в связи с производством калийных солей // Почвоведение. 2020. № 4. С. 483-494. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004005

Обследованы вторично засоленные аллювиальные почвы, формирующиеся в условиях таежно-лесной зоны на территории Верхнекамского месторождения солей. Результаты показали, что причиной устойчивого засоления почв являются минерализованные воды, фильтрующиеся от складируемых отходов производства калийных солей. Под действием поверхностных и подземных вод хлоридного натриевого и калиево-натриевого состава образуются солончаковые почвы и вторичные солончаки. Выявлены особенности и составлен прогноз техногенной эволюции аллювиальных почв: нейтрализация кислотности, гипсообразование, появление карбонатов, вхождение натрия и калия в почвенный поглощающий комплекс и повышение насыщенности его основаниями. Для более полного отражения специфики техногенного засоления почв, сохранивших основные морфологические признаки природного профиля, целесообразно дополнить систему Мировой реферативной базы почвенных ресурсов квалификаторами: Salictechnic, Chloridictechnic, Gypsictechnic, Sodictechnic.
Ключевые слова: аллювиальные почвы, вторичное засоление, карбонато- и гипсообразование, классификация почв, прогноз эволюции

Чупина В. И. Антропогенные почвы ботанических садов (обзор) // Почвоведение. 2020. № 4. С. 495-506. https://doi.org/10.31857/S0032180X2004004

Проведен обзор публикаций, посвященных почвам ботанических садов, формирующихся в различных ландшафтных условиях, и подходам к их классификации. При характеристике почв ботанических садов отмечается трансформация почвенного профиля – появление новых горизонтов и свойств, усиление или ослабление почвообразовательных процессов, а в условиях высоких температур и/или влажности быстрое исчезновение следов антропогенного воздействия. Внутри одной ландшафтной зоны и одного ботанического сада различия в длительности воздействия на почвы, истории землепользования, влиянии интродуцентов и характере агротехнических мероприятий приводят к существенной дифференциации морфологических и химических свойств почв (рН, показателей гумусового состояния, состава почвенного поглощающего комплексе, содержания элементов питания растений). Однако выделены общие закономерности в изменении химических свойств почв относительно природного фона. В почвах ботанических садов наблюдается увеличение содержания гумуса/органического углерода, доли гуминовых кислот, сдвиг значений рН в щелочную сторону, рост степени насыщенности основаниями и содержания элементов питания растений (фосфора, иногда калия). Многообразие факторов антропогенного влияния в ботанических садах приводит к формированию особых почвенных профилей. В них сочетаются свойства агрогенных почв (за счет внесения удобрений, рыхления), некоторые свойства городских почв (за счет внесения в почву различного материала, содержащего антропогенные включения) и природных. По правилам классификации почв России почвы ботанических садов могут быть отнесены к агропочвам, агроземам и агростратоземам на уровне типа и урбистратифицированным подтипам этих и других почв.
Ключевые слова: агро-естественные почвы, агроземы (Anthrosols), агростратоземы (Terric Anthrosols), урбистратифицированные почвы, рекреаземы, культуроземы, Hortic Anthrosols, зональные особенности

                         

Скачать

                     

                                                    Почвоведение №2, 2020

Генезис и география почв

Хитров Н. Б., Убугунов В. Л., Убугунова В. И., Рупышев Ю. А., Аюшина Т. А., Жамбалова А. Д., Цыремпилов Э. Г., Парамонова А. Е., Насатуева Ц. Н. Газогидротермальное турбирование почв как  фактор формирования  микроповышений // Почвоведение. 2020. № 2. С. 133-151. https://doi.org/10.1134/S0032180X20020069

В северной части Баргузинской котловины в районе разгрузки Кучигерских гидротерм по периферии болот и на вогнутых заболоченных поверхностях аллювиальной равнины обнаружены валы и кочкообразные микроповышения неясного генезиса. Классический механизм образования кочек травяных болот здесь заменяется диапировым, возникающим вследствие давления восходящих газогидротермальных флюидов из сейсмически активных глубинных разломов. Представлено строение и некоторые свойства почв переходных участков от болотного массива с активными грифонами термальных вод Кучигерского источника к аллювиальной равнине, имеющих сильновыраженный микрорельеф в виде цепочек микроповышений на фоне сети микродолин. Получены эмпирические статистические кумулятивные распределения морфометрических характеристик микрорельефа. Исследованные микроповышения образуют генетический ряд газогидротермально турбированных почв от органогенных вариантов с минимальным внедрением снизу песчаного материала на краю болота до преимущественно минеральных вариантов выдавленного кверху глеевого горизонта разной степени окисления на аллювиальной равнине.

Ключевые слова: Байкальская рифтовая зона, газогидротермальные флюиды, морфология почв, микрорельеф, засоленность почв, пирит

 

Трифонова Т. А., Мищенко Н. В., Петросян Ж. Д. Анализ динамики почвенно-продукционного потенциала экосистем речных бассейнов  по  данным дистанционного зондирования // Почвоведение. 2020. № 2. С. 152-164. https://doi.org/10.1134/S0032180X20020136

Для оценки состояния почвенных и растительных ресурсов территории нескольких речных водосборных бассейнов использован показатель почвенно-продукционного потенциала, рассчитываемый по наземным и дистанционным данным (индекс поглощенной растительностью при фотосинтезе радиации, FPAR), а также показатели запаса фитомассы, данные о продукции фитоценозов и структуре землепользования, листовой индекс, LAI. Показано, что экосистемы речных бассейнов, расположенные в разных природно-климатических зонах, неоднозначно реагируют на изменения климатических параметров. Полученные данные позволяют прогнозировать динамику почвеннопродукционного потенциала в условиях изменения таких климатических характеристик, как температура и осадки. Показано, что продукционный потенциал продолжает со временем увеличиваться только на тех территориях, где сумма биологически активных температур является ограничивающим фактором, т.е. в бассейнах зоны смешанных лесов. Установлено, что в речных бассейнах с ограниченным количеством осадков повышение температуры приведет к уменьшению почвеннопродукционного потенциала.

Ключевые слова: климатические параметры, глобальный листовой индекс (LAI), индекс поглощенной растительностью при фотосинтезе радиации (FPAR), изменение климата

 

Овчинников А. Ю., Выборнов А. А., Кулькова М. А., Занина О. Г., Лопатина Д. А., Дога Н. А., Юдин А. И., Алифанов В. М. Почвенно-экологические условия на нео-энеолитическом поселении "Орошаемое" в Нижнем Поволжье // Почвоведение. 2020. № 2. С. 165-177. https://doi.org/10.1134/S0032180X20020082

Представлены результаты междисциплинарных исследований, проведенных на нео-энеолитическом археологическом поселении “Орошаемое” (возраст 5–7 тыс. лет до н. э.) Саратовская область. Изученные почвы представлены светло-каштановыми карбонатными (Eutric Cambisol (Loamic, Protocalcic, Ochric)), в археологическом раскопе – антропогенно-преобразованным вариантом. В исследовании применяли комплекс почвенных, палеопочвенных, палеоклиматических, палеоботанических методов и метод радиоуглеродного датирования. Получена и уточнена информация о смене периодов увлажненности и аридизации территории, об этапах почвообразования и осадконакопления, о растительном покрове в голоцене на археологическом памятнике. Согласно полученным данным, в период 7245 ± 60 ВР по настоящее время происходила периодическая смена аридных условий к гумидным и наоборот. В периоды аридизации на памятнике происходило медленное и кратковременное осадконакопление, что было связано с высокой скоростью выветривания и переноса (выдувания) отложений. В связи с этим мощности отложений лёссовидных суглинков (или “стерильных” горизонтов), сформировавшихся в эти периоды, небольшие по сравнению с разновременными культурными слоями. В периоды гумидизации шло интенсивное осадконакопление с процессами почвообразования. Полученные данные показали, что последние 5 тыс. лет происходит нарастание и усиление процессов гумидизации климата. Сделаны предварительные расчеты осадконакопления и почвообразования в голоцене на исследуемой территории. Интенсивность и скорость процессов осадконакопления и почвообразования на протяжении голоцена в регионе проявлялись по-разному. Скорость формирования почвы варьировалась от 35 до 0.8 см/100 лет. Результаты позволили дополнить и реконструировать природно-климатические особенности этой территории. Периодическая смена экологических условий в голоцене рассматриваемого региона, сказывалась на жизни племен, регулировала особенности расселения, региональные и, вероятно, глобальные миграции. Реконструкция природно-климатических особенностей археологического поселения и сравнение с литературными данными выявили неодинаковую палеогеографическую обстановку в Нижнем Поволжье. Показано, что существующая в литературе хронология и система ландшафтно-климатических изменений в голоцене для южных аридных регионов Восточно-Европейской равнины требуют уточнения и детализации.

Ключевые слова: палеопочвоведение, палеоэкология, голоцен, Eutric Cambisols (Protocalcic)

Химия почв

Дымов А. А., Милановский Е. Ю. Оценка комплексообразования органического вещества почв с медью методом аффинной хроматографии // Почвоведение. 2020. № 2. С. 178-187. https://doi.org/10.1134/S0032180X20020045

Аффинная хроматография с иммобилизированными ионами металлов (IMAC-хроматография) использована для фракционирования органических соединений щелочного экстракта из лесных почв Республики Коми по критерию их способности образовывать комплексные соединения с ионами меди. На основе подбора условий разделения предложен алгоритм хроматографического фракционирования веществ на группы молекулярно гомогенных соединений, основанный на последовательном изменении рН и ионной силы элюента. Показано, что соединения щелочного экстракта содержат три фракции, компоненты которых различаются способностью образовывать комплексные соединения с медью. Установлено, что гумусовые вещества подзолов (Albic Podzol), подзолистых (Glossic Retisol) и торфянисто-подзолисто-глееватых почв (Histic Retisol) различаются по относительному содержанию лигандообразующих органических соединений. Максимальное содержание (по Сорг) комплексонов меди, характерно для органического вещества лесных подстилок рассматриваемых почв (14–21 г/кг). Соответствующие значения содержания органического вещества элювиальных горизонтах составляют 0.5–1.5 г/кг. Наиболее высокое содержание соединений углерода, способных связывать ионы меди, характерно для подзолистых почв, в то время как компоненты органического вещества из подзолов и торфянисто-подзолисто-глееватых почв характеризуются несколько меньшей аффинностью к меди. Представленный алгоритм может быть использован для оценки устойчивости почв к загрязнению тяжелыми металлами.

Ключевые слова: лесные почвы, почвенное органическое вещество, методы фракционирования

 

Васильчук Ю. К., Белик A. Д., Буданцева Н. А., Геннадиев А. Н., Васильчук Д. Ю. Изотопный состав углерода и полиарены в педогенном материале ледяных жил Батагайской едомы (Якутия) //  Почвоведение. 2020. № 2. С. 188-198. https://doi.org/10.1134/S0032180X20020148

 Исследованы изотопный состав углерода и содержание полициклических ароматических углеводородов в педогенном материале включений из повторно-жильных льдов Батагайской едомы (Якутия). Определены концентрации 11 полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), в сумме равные в среднем 170 нг/г (минимум 7 нг/г, максимум 430 нг/г), и величины δ13С почвенных липидов, равные в среднем –29‰ (минимум –31.1‰, максимум –26.2‰). Доминирующими полиаренами в составе ассоциаций являются фенантрен и гомологи нафталина, в следовых количествах содержатся тяжелые ПАУ, в том числе бенз(а)пирен, рассматривающийся как индикатор пирогенных процессов. Содержание ПАУ и величины δ13С в ледяных жилах обнаруживают тренд уменьшения с глубиной. Указанные величины δ13С и содержание ПАУ указывают на почвенное происхождение включенного материала в толще повторно-жильных льдов. Сделано заключение о том, что одними из источников ПАУ были растительные остатки и природные пожары. Показано, что выявленный тренд изменения содержаний полиаренов с глубиной может быть связан со сменой ландшафтов в позднеплейстоценовое время.

Ключевые слова: едомные толщи, ледяные комплексы, полициклические ароматические углеводороды, изотопы углерода, позднеплейстоценовые ландшафты, подбуры, Entic Podzols

 

Суханова Н. И., Трофимов С. Я., Степанов А. Л., Кирюшин А. В. Особенности черноземных почв района Хоперского глубинного разлома земной коры // Почвоведение. 2020. № 2. С. 199-209. https://doi.org/10.1134/S0032180X20020124

Исследованы химические свойства черноземных почвы, подвергающихся воздействию глубинного водородного флюида (Воронежская область, Россия). Показано, что черноземы обыкновенные в зонах локального выделения эндогенного водорода меняют свойства в результате формирования интенсивного восстановительного режима, обусловленного потоком водородного флюида. Резко увеличивается кислотность почвенного профиля, исчезают карбонатные новообразования, профиль становится полностью промытым от карбонатов, увеличивается содержание подвижного железа. При увеличении общего содержания гумуса происходит осветление гумусового горизонта изза резкого изменения состава гумуса в сторону фульватности. Почвы теряют плодородие, урожай на таких территориях может снижаться на 30–40%. В западинах с временным переувлажнением восстановительные процессы в почвах усиливаются.

Ключевые слова: чернозем обыкновенный, дегазация, молекулярный водород, гумус

Физика почв

Chen X. Guo L. Shao X. Wang S. Lid Mixed Calorimetry Method Analysis for the Frozen Soil Specific Heat Test Considering the Effect of Latent Heat // Eurasian Soil Science. 2020. № 2. опубликована в английской версии журнала

To reveal the errors caused by using temperature as the reference parameter during the testing of frozen soil specific heat, the compositional evolution of frozen soil during testing was analyzed. The heating process of the soil sample is regarded as a superposition of the temperature increase in each phase and the melting of ice. On this basis, we propose the calorimetry of a multicomponent system for the analysis of frozen soil specific heat test considering the effect of latent heat. The specific heat of warm frozen soil is calculated basing on a laboratory test and the methods proposed herein. The tested values of unfrozen water content were compared with the values of unfrozen water content calculated by the inverse method of specific heat, and the tested values of specific heat were compared with the values calculated by the mass-weighted average method and the values calculated by the conventional method. The results show that the specific heat of frozen soil directly determined by the heating-temperature measurement method includes the effect of the latent heat of phase change and thus cannot be used in the scientific calculation of the temperature field. The specific heat of the frozen soil determined by considering the effect of latent heat has higher accuracy and broder applicability than the conventional method.

Keywords: phase change, specific heat, unfrozen water, calorimetry system

Биология почв

Ходжаева А. К., Шатилович А. В., Губин С. В., Лупачев А. В. Количественная оценка минерализуемого пула органического вещества в криоземах тундр Колымской низменности // Почвоведение. 2020. № 2. С. 210-218. https://doi.org/10.1134/S0032180X20020070

Процессы криогенного массообмена влияют на содержание и распределение органического вещества в профилях криоземов, обогащая им минеральные горизонты. Показано, что минерализационная способность преобладающей части органического вещества криоземов, даже при оптимальных условиях температуры и влажности, низкая. Несмотря на значительное варьирование содержания микробной биомассы, сохраняется общая закономерность ее распределения по профилю, с максимумами в верхних органогенных горизонтах и резким уменьшением в минеральных. Доля углерода микробной биомассы от валового органического вещества по всему профилю криоземов не превышает 1%. Величина дыхательного коэффициента (Qr) варьирует в пределах от 0.1 до 0.3. Наиболее значимое влияние на содержание микробной биомассы и изменение ее дыхательной активности в профилях криоземов оказывают содержание Сорг, Nобщ и количество пор и пустот.

Ключевые слова: Cryosol, многолетняя мерзлота, потенциально-минерализуемое органическое вещество, микробная биомасса

 

Porjasem, A. Landi, N. Enayatizamir, S. Hojati The release of some elements from vermiculite during the short periods of incubation by heterotrophic bacteria // Eurasian Soil Science. 2020. № 2. опубликована в английской версии журнала

 

Деградация, восстановление и охрана почв

Щемелинина Т. Н., Анчугова Е. М., Лаптева Е. М., Василевич Р. С., Маркарова М. Ю., Глазачева Е. Н., Успенская М. В. Моделирование технологии "контурного заводнения" в микрокосмах // Почвоведение. 2020. № 2. С. 219-229. https://doi.org/10.1134/S0032180X20020112

Представлены результаты моделирования комплексной биотехнологии “контурного заводнения” для очистки сильнозагрязненной нефтью агродерново-подзолистой почвы (Albic Retisols (Loamic)) при помощи бактериально-дрожжевого консорциума, микроводорослей и альго-бактериальнодрожжевого консорциума с применением минеральных удобрений. Выявлены закономерности изменения биотических показателей и содержания нефтепродуктов на различных этапах деструкции нефти в микрокосмах. Показано, что изменения численности углеводородокисляющих микроорганизмов в изучаемых микрокосмах (микроэкосистемах) имеют различную направленность в зависимости от внесенного биологического агента. При внесении микроводорослей численность данной группы микроорганизмов снижается на порядок в конце эксперимента, а при внесении бактериально-дрожжевого и альго-бактериально-дрожжевого консорциума – восстанавливает численность к 90 суткам. Биохимическая активность в микрокосмах оставалась на высоком уровне во всех случаях. Показана эффективность использования нефтеокисляющих микробных консорциумов, в том числе с применением культур микроводорослей. Бактериально-дрожжевой и альго-бактериальнодрожжевой консорциумы в присутствии минеральных добавок оказывают максимальный эффект очистки при моделировании технологии в микрокосмах. Эффективность очистки почвы от нефтепродуктов за 90 суток лабораторного эксперимента составила 60–63%. Данные ИК-спектроскопии диагностируют уменьшение доли насыщенных алифатических структур, накопление ароматических углеводородов и кислородсодержащих соединений, которые являются промежуточными продуктами метаболизма при микробном окислении углеводородов нефти. Ключевые слова: нефтяное загрязнение, альго-бактериально-дрожжевой консорциум, биологическая активность, эффективность очистки

Рыжова И. М., Телеснина В. М., Ситникова А. А. Динамика свойств почв и структуры запасов углерода в постагрогенных экосистемах в процессе естественного лесовосстановления // Почвоведение. 2020. № 2. С. 230-243. https://doi.org/10.1134/S0032180X20020100

Изучена динамика ряда свойств почв, а также запасов углерода в основных компонентах постагрогенных экосистем в ходе естественного лесовосстановления в зависимости от литологических условий и характера сельскохозяйственного использования в прошлом на примере четырех хронорядов на территории Костромской области. По мере лесовосстановления происходит увеличение кислотности и уменьшение содержания обменных оснований в верхней части профиля, более четкий тренд выявлен для легких почв. Характер динамики содержания и запасов органического углерода определяется типом использования угодья, а интенсивность постагрогенной динамики – нативными свойствами почвы. По мере восстановления лесной растительности происходит постепенная дифференциация старопахотной толщи по содержанию и запасам углерода, максимально выраженная в почвах лесов 90–100 лет. Примерно за 100 лет общий запас органического углерода в экосистеме возрастает в 7–9 раз при зарастании пахотных угодий, в 3.5 раза – при зарастании сенокосов. Изменяется структура запасов углерода в экосистеме – доля почвенного углерода через 20 лет после прекращения использования уменьшается с 80 до 50%, доля детрита, напротив, возрастает до 10% от общего запаса.

Ключевые слова: залежи, постагрогенные почвы, сукцессия, Albic Podzol, Albic Retisol

Белозерцева И. А. Интегральная оценка состояния почвенного покрова при добыче подземных энергетических ресурсов Среднего Приангарья // Почвоведение. 2020. № 2. С. 244-258. https://doi.org/10.1134/S0032180X20020021

По результатам многолетних исследований составлена почвенная карта наиболее освоенной части газоконденсатного месторождения Среднего Приангарья. Территория исследования входит в Северо-Прибайкальскую горную провинцию с подзолистыми (Podzols), дерново-подзолистыми (Folic Retisols) почвами, торфяно-подзолами (Histic Podzols), торфяно-криоземами (Histic Cryosols), серогумусовыми (Cambisols) и темногумусовыми (Phaeozems) почвами. Выявлено природное разнообразие почвенного покрова и уровни содержания в нем макро- и микроэлементов. Установлено, что в почвах некоторых площадок обустройства газоконденсатного месторождения содержание нефтепродуктов, свинца, цинка, никеля и хрома превышает фоновые значения и санитарно-гигиенические нормы. На территории базы и некоторых буровых скважин месторождения изменился состав почвенных вод, наблюдается хлоридное засоление почв. Проведено экологическое районирование территории по категориям значимости для человека и экосистемы и чувствительности почв к антропогенному воздействию. Большая часть территории месторождения пригодна для использования и освоения. Рекомендуется отказаться от использования высокозначимых почв мерзлотно-таежных и ценных коренных ландшафтов, а также высокочувствительных почв крутых склонов. В зону преимущественного улучшения с последующим переводом в категорию экстенсивного использования отнесены участки с сильно нарушенным напочвенным покровом и дерновым горизонтом.

Ключевые слова: картографирование, загрязнение, экологическое районирование, газоконденсатное месторождение, Иркутская область

 

                                 

                                                   

 

    Скачать