Генезис и география почв

Таргульян В. О., Бронникова М. А. Память почв: теоретические основы концепции, современное состояние и перспективы развития // Почвоведение. 2019. № 3. С. 259-275. doi: 10.1134/S0032180X19030110

Освещается современное состояние проблемы памяти почв. Представлен краткий обзор работ последних двух десятилетий, посвященных почвам, как информационной системе, поведению почв во времени, реконструкциям изменений среды, основанных на анализе почвенной записи. Изложены теоретические основы концепции памяти почв как способности записывать в устойчивых свойствах твердой фазы факторы и процессы своего формирования. Рассмотрены почвенная память как потенциальная способность записывать условия среды, механизмы записи, накопления и сохранения информации, носители почвенной памяти и методы их исследования. Описаны две основные модели распределения памяти и записи в почвенном профиле при эволюции среды и почвы: модель с увеличением почвообразующего потенциала климата и биоты и модель с уменьшением этого потенциала. Предлагается понятие “памяти геосистем”. Обсуждены блоки памяти геосистем ранга подсистем и отдельных объектов внутри подсистем; носители памяти и индикаторы среды для каждого блока памяти. Наибольшие перспективы развития концепции памяти почв видятся в расширении спектра методов, используемых для исследования вещества твердофазного каркаса почв, а также в неразрывной связи исследований компонентов, элементов строения почвенного тела с его иерархическими морфогенетическими исследованиями.
Ключевые слова: почвы во времени, почвенная память, почвенная запись, палеопочвоведение, полигенетичность почв, эволюция почв, индикаторы среды

V. O. Targulian and M. A. Bronnikova ''Soil Memory: Theoretical Basics of the Concept, Its Current State, and Prospects for Development,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 229-243 (2019). doi: 10.1134/S1064229319030116

Конюшков Д. Е., Герасимова М. И., Ананко Т. В. Корреляция дерново-карбонатных почв на почвенной карте РСФСР масштаба 1 : 2.5 млн и в системе классификации почв России // Почвоведение. 2019. № 3. С. 276-289. doi: 10.1134/S0032180X19030079

Обновление почвенной карты РФ масштаба 1 : 2.5 млн (1988) планируется на основе новой классификации почв России (КПР). На первом этапе проводится поконтурный перевод почвенной информации на карте с систему КПР с учетом новых данных. В статье рассматриваются особенности такого перевода для почв, выделенных в легенде карты как дерново-карбонатные почвы, в том числе выщелоченные и оподзоленные. В зависимости от географических особенностей территории, состава и свойств карбонатных пород, почвы этой единицы легенды попадают в различные отделы, типы и подтипы почв по КПР, что отражается в обновляемой базе данных к карте. По мощности рыхлой части профиля эти почвы делятся на отделы литоземов (<30 см) и органо-аккумулятивных почв (>30 см). По характеру органогенных и гумусовых горизонтов выделяются типы темногумусовых, серогумусовых, перегнойно-гумусовых, грубогумусовых и, возможно, светлогумусовых карболитоземов и аналогичных остаточно-карбонатных органо-аккумулятивных почв (типы грубогумусовых и светлогумусовых карболитоземов добавляются в систему КПР). Повышенное содержание полуразложенного фитодетрита отражается на подтиповом уровне (грубогумусированные) почвы. На подтиповом уровне также отражаются развитие элювиальных процессов (элювиированные), иллювиирования глины (глинисто-иллювиированные), педогенная трансформация средней части профиля (метаморфизованные, криометаморфизованные, ожелезненные, глееватые), наличие ярких породных признаков (краснопрофильные). Видовая характеристика – выщелоченность верхней части профиля от карбонатов. Пахотные варианты выделяются как агрогумусовые и агротемногумусовые почвы. Охарактеризована географическая картина проявления данных признаков и ее “почвенно-экологическая” логика.
Ключевые слова: обновление карты, диагностика, разнообразие, верхние горизонты

D. E. Konyushkov, M. I. Gerasimova, and T. V. Ananko ''Correlation of Soddy Calcareous Soils on the Soil Map of the Russian Federation (1 : 2.5 M Scale, 1988) and in the Russian Soil Classification System,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 244-257 (2019). doi: 10.1134/S1064229319030074

Краснощеков Ю. Н. Постпирогенная изменчивость подстилки в горных лесах Прибайкалья // Почвоведение. 2019. № 3. С. 290-303. doi: 10.1134/S0032180X19030080

Анализируются данные экспериментальных исследований по постпирогенной динамике подстилки в горно-таежных кедровых (Pinus sibirica), сосновых (Pinus sylvestris) и подтаежно-лесостепных сосновых (Pinus sylvestris) лесах Прибайкалья. Низовые пожары, преобладающие в данном регионе, трансформируют типодиагностические поверхностные органогенные горизонты почв, приводят к формированию новых органогенных пирогенных горизонтов (O_pir; OL_pir; OL/O_pir; OA_pir). Показано негативное воздействие низовых пожаров на изменения мощности, запасов, влагоемкости и качественного фракционного состава лесных подстилок. Приведены данные по зольному химическому составу подстилок, а также по содержанию подвижных форм микроэлементов. Обнаружена тенденция уменьшения концентрации подвижных элементов в органогенных горизонтах от таежного кедрового к подтаежно-лесостепному сосновому высотно-поясному комплексу (ВПК) типов леса. Установлено, что лесные пожары приводят к значительным количественным и качественным изменениям химического состава поверхностных органогенных пирогенных горизонтов, особенно это проявляется в трансформации лабильных их свойств (рН, состав обменных катионов, валовых и подвижных форм азота и др.).
Ключевые слова: лесная подстилка, низовые пожары, запас, влагоемкость и фракционный состав подстилки, зольные элементы, подвижные микроэлементы

Yu. N. Krasnoshchekov ''Postpyrogenic Variability of Litter in Mountain Forests of Baikal Region,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 258-270 (2019). doi: 10.1134/S1064229319030086

Рухович Д. И., Панкова Е. И., Калинина Н. В., Черноусенко Г. И. Количественный расчет параметров выделения зон и фаций ареалов распространения каштановых почв России на основе климато-почвенно-гранулометрического показателя // Почвоведение. 2019. № 3. С. 304-316. doi: 10.1134/S0032180X1901012X

Сделана попытка унификации выделения сухостепной зоны на количественной основе. В результате детального анализа карт районирования, растительности, земельных угодий, почвенной карты выведен новый показатель, позволяющий на количественном уровне определить границы сухостепной зоны России и добиться лучшей корреляции между предлагаемыми расчетными границами сухостепной зоны и картами растительности, земельных угодий и почвенной картой. За пределами Восточно-Европейской равнины сухостепная зона, с каштановыми почвами на различных картах районирования имеет разные границы. Основными факторами, определяющими расположение зон и фаций на картах районирования, являются климатические параметры: сумма активных температур, коэффициент увлажнения (КУ), коэффициент континентальности и др. Почвенным показателям – гранулометрическому составу и водно-физическим свойствам почв – отводится подчиненная роль. Показана необходимость введения для установления границы сухостепной зоны данных по гранулометрическому составу, водно-физическим, солонцовым свойствам почв, которые определяют глубину промачивания и запас продуктивной влаги и влияют вместе с суммой активных температур на развитие сухостепной растительности. Предлагаемый новый показатель – сумма превышения осадков над испаряемостью с учетом почвенно-гранулометрических поправок (СПОпг) – рассчитывается по количественным водно-физическим свойствам почв с учетом гранулометрического состава, солонцеватости и карбонатности. СПОпг при использовании совместно с суммой активных температур позволяет провести районирование области распространения каштановых почв на количественной основе и кроме границ сухостепной зоны выделить криоаридные территории (холодные полупустыни) и полупустынную зону распространения каштановых почв. Зоны и фации, определенные с использованием показателя СПОпг, хорошо соответствуют геоботаническим ассоциациям карт растительности и земельных угодий.
Ключевые слова: зонально-фациальное деление, каштановые почвы, сухостепная зона, криоаридные территории, коэффициент увлажнения, коэффициент континентальности, сумма активных температур, превышение осадков над испаряемостью, влагообеспеченность, гранулометрический состав, солонцеватость, мицелярные формы карбонатов

D. I. Rukhovich, E. I. Pankova, N. V. Kalinina, and G. I. Chernousenko ''Quantification of the Parameters of Zones and Facies of Chestnut Soils in Russia on the Basis of the Climatic-Soil-Textural Index,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 271-282 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010125

Химия почв

Василевич Р. С., Безносиков В. А., Лодыгин Е. Д. Молекулярная структура гумусовых веществ мерзлотных бугристых торфянников лесотундры // Почвоведение. 2019. № 3. С. 317-329. doi: 10.1134/S0032180X19010167

Впервые с использованием современных физико-химических методов анализа (¹³С ЯМР, ЭПР спектроскопия) дана характеристика молекулярной структуры гумусовых веществ из мерзлотных бугристых торфяников лесотундровой подзоны европейского Северо-Востока России. Структурно-функциональные параметры гумусовых веществ исследованных почв определяются совокупным действием криогенных процессов в сезонно-талом слое, естественным отбором ароматических структур в процессе гумификации, видовым составом и степенью разложения торфа, что является отражением климатических условий торфообразования в голоцене. Гуминовые кислоты торфяников представлены слабоконденсированными молекулярными структурами с низкой долей атомов углерода ароматических компонентов, увеличивающейся вниз по профилю и высоким содержанием неокисленных алифатических фрагментов. Интенсивные изменения доли ароматических и неокисленных алифатических фрагментов на границе сезонно-талого слоя почв оголенных торфяных пятен могут послужить дальнейшей основой для поиска биомаркеров изменения современных климатических условий.
Ключевые слова: лесотундра, бугристые торфяники, гуминовые и фульвокислоты, структурно-функциональные параметры, свободные радикалы, ¹³С ЯМР, ЭПР спектроскопия

R. S. Vasilevich, V. A. Beznosikov, and E. D. Lodygin ''Molecular Structure of Humus Substances in Permafrost Peat Mounds in Forest-Tundra,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 283-295 (2019). doi:
10.1134/S1064229319010150

Физика почв

Шимшек У., Шеин Е. В., Микаилсой Ф., Болотов А. Г., Эрдель Э. Подпочвенное уплотнение: интенсивность проявления в тяжелосуглинистых аллювиальных карбонатных почвах района Ыгдыр (Восточная Турция) // Почвоведение. 2019. № 3. С. 330-334. doi: 10.1134/S0032180X19030109

Формирование уплотненного внутрипочвенного слоя (“подпочвенное уплотнение”) под влиянием тяжелой техники является глобальной проблемой почвоведения, физики почв и агротехнологии, так как имеет многочисленные и существенные влияния на водный, воздушный и тепловой режимы почв, их проницаемость для корневых систем растений и другие множественные воздействия на функционирования почв. Для современных аллювиальных карбонатных подгорных почв Восточной Турции (Silty Clay Calcaric Pantofluvic Fluvisols) данная проблема чрезвычайно важна, так как эти молодые почвы образовались в результате разливов и затоплений подгорных территорий рекой Аракс. Эти почвы представляют собой рыхлые слабодифференцированные образования со сформировавшимся за несколько десятилетий мощным (на глубине от 30 до 65 см) уплотненным до критических для суглинистых почв величин плотности почвы (более 1.5 г/см³) и сопротивления пенетрации (около 5 МПа) слоем. Исследованные почвы имеют равномерный тяжелосуглинистый гранулометрический состав с преобладанием фракций тонкой и средней пыли, невысокие равновесную плотность в слоях 0–30 и 70–150 см и сопротивление пенетрации (до 1.3 г/см³ и 2МПа) при низком содержании почвенного органического вещества (около 0.5% в пахотном слое). Столь стремительное и глубокоразвитое уплотнение почв связано с исходным рыхлым состоянием материнской породы, тяжелым гранулометрическим составом и низким содержанием почвенного органического вещества – главного протектора подпочвенного уплотнения. Для предотвращения развития подпочвенного уплотнения рекомендуется оптимизировать агротехническую нагрузку при проведении работ в условиях повышенной влажности и внесение органических удобрений.
Ключевые слова: аллювиальная почва, тяжелосуглинистая почва, агрогенное уплотнение, плотность, сопротивление пенетрации, органическое вещество почв

U. Simsek, E.V. Shein, F. Mikailsoy, A.G. Bolotov, and E. Erdel ''Subsoil Compaction: The Intensity of Manifestation in Silty Clayey Calcic Pantofluvic Fluvisols of the Iğdır Region (Eastern Turkey),'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 296-299 (2019). doi: 10.1134/S1064229319030104

Филиппова О. И., Холодов В. А., Сафронова Н. А., Юдина А. В., Куликова Н. А. Микроагрегатный, гранулометрический и агрегатный состав гумусовых горизонтов ряда почв европейской России // Почвоведение. 2019. № 3. С. 335-347. doi: 10.1134/S0032180X19030031

Представлены экспериментальные данные по распределению микроагрегатов и гранулометрических частиц, полученные методом лазерной дифракции, для выборки образцов гумусовых горизонтов зональных почв – от дерново-подзолистых до каштановых, как ненарушенных, так и используемых в сельском хозяйстве. Оценены взаимосвязи между показателями распределения по размерам гранулометрических частиц, микро- и макроагрегатов. Показатели распределений (содержание частиц, их средневзвешенный диаметр) сопоставлены с водоустойчивостью агрегатов, содержанием углерода, азота, фосфора, калия и рН. Показана бимодальность распределения элементарных почвенных частиц в гумусовых горизонтах обыкновенных черноземов. Установлено, что положительная связь между содержанием микроагрегатов и углерода начинает проявляться только при содержании последнего больше 2–3%. Предложен показатель распределения микроагрегатов – минимальный размер устойчивых микроагрегатов, инструментально определяемый методом лазерной дифрактометрии на основании точки пересечения дифференциальных кривых микроагрегатного и гранулометрического составов. Для этого показателя установлено существование отрицательной связи с величиной рН почвы и высказано предположение, что наблюдаемая связь может быть обусловлена, прежде всего, коагуляцией коллоидов при скомпенсированности их заряда.
Ключевые слова: структура почв, метод лазерной дифракции, органическое вещество, водоустойчивость, дерново-подзолистые почвы, серые лесные почвы, черноземы, каштановые почвы, Retisols, Phaeozems, Chernozems, Kastanozems

O. I. Filippova, V. A. Kholodov, N. A. Safronova, A. V. Yudina, and N. A. Kulikova ''Particle-Size, Microaggregate-Size, and Aggregate-Size Distributions in Humus Horizons of the Zonal Sequence of Soils in European Russia,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 300-313 (2019). doi: 10.1134/S1064229319030037

Гусев Е. М., Джоган Л. Я. Мульчирование как важный элемент стратегии использования ресурсов естественного увлажнения в агроэкосистемах степного Крыма // Почвоведение. 2019. № 3. С. 348-354. doi: 10.1134/S0032180X19010052

На основе использования разработанной ранее модели тепловлагобмена в системе почва–мульчирующий покров–растительный покров–прилегающий слой атмосферы MULCH показано, что технология нулевой (минимальной) обработки почвы в сочетании с мульчированием поверхности почвы растительными остатками является наиболее перспективным путем повышения влагообеспеченности и урожайности посевов пшеницы в степных районах Крымского полуострова. Установлено, что при использовании слоя растительной мульчи на богарных полях под посевами пшеницы оптимальная толщина слоя мульчи равна 4–5 см. Показано, что при использовании минимальной обработки почвы в сочетании с мульчированием ее поверхности растительными остатками слоем в 5 см влагообеспеченность посевов пшеницы (определяемая отношением реальной транспирации посевов к потенциальной) на богарных полях степных районов Крыма возрастает в среднем на 13%. При этом урожайность пшеницы увеличивается по сравнению с использованием традиционной технологии обработки почвы (с учетом повышения содержания гумуса в почве при долговременном (порядка 8–10 лет) мульчировании ее поверхности) в среднем на 12% (5.3 ц/га). Полученные результаты могут быть использованы при разработке путей использования ресурсов естественного увлажнения в агроэкосистемах степного Крыма.
Ключевые слова: влагообеспеченность пшеницы, урожайность, физико-математическое моделирование, минимальная обработка почвы

Ye. M. Gusev and L. Ya. Dzhogan ''Soil Mulching as an Important Element in the Strategy of Using Natural Water Resources in Agroecosystems of the Steppe Crimea,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 313-319 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010058

Биология почв

Семенов М. В., Никитин Д. А., Степанов А. Л., Семенов В. М. Структура бактериальных и грибных сообществ ризосферного и внекорневого локусов серой лесной почвы // Почвоведение. 2019. № 3. С. 355-369. doi: 10.1134/S0032180X19010131

Проведено сравнение таксономического состава, численности и разнообразия бактериальных и грибных сообществ ризосферных и внекорневых локусов серой лесной почвы (Eutric Retisol (Loamic, Aric, Cutanic, Humic)) под картофелем, кукурузой и горчицей, выращиваемых с применением минеральных и органических удобрений. Среди бактерий доминантами по численности и частоте встречаемости в почве всех вариантов опыта были виды Bacillus megaterium и Paenibacillus polymyxa. Сообщество микромицетов было представлено 39 видами, относящихся к 19 родам. Под действием органических удобрений увеличивалась численность Trichoderma harzianum, являющегося антагонистом многих фитопатогенов. Обнаружено сокращение численности представителей рода Fusarium sp. как в ризосфере, так и вне ее. Система удобрения была наиболее значимым фактором, определяющим структуру и разнообразие сообществ микромицетов в почве и ризосфере. Внесение минеральных удобрений уменьшало разнообразие микромицетов в почве, тогда как применение органических удобрений, наоборот, увеличивало. В целом органическая система удобрения может быть более благоприятной для ризосферного и внекорневого микобиомов и общей почвенной супрессивности, чем минеральная система.
Ключевые слова: бактерии, микромицеты, кукуруза, горчица, картофель, органические удобрения, минеральные удобрения почвы

M. V. Semenov, D. A. Nikitin, A. L. Stepanov, and V. M. Semenov ''The Structure of Bacterial and Fungal Communities in the Rhizosphere and Root-Free Loci of Gray Forest Soil,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 319-332 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010137

Головченко А. В., Волкова Е. М. Запасы и структура микробной биомассы в торфяниках карстовых ландшафтов Тульской области // Почвоведение. 2019. № 3. С. 370-376. doi: 10.1134/S0032180X19030043

В торфяниках карстовых ландшафтов Тульской области люминесцентно-микроскопическим методом определена биомасса микроорганизмов и выявлена ее структура. В верхнем полуметровом слое она варьирует от 11 до 37 мг/г, максимальных значений достигает в молодом маломощном торфянике. В мощных торфяниках микробная биомасса в расчете на весь профиль составляет 15–21 мг/г. Верхние слои вносят существенный вклад (78–86%) в микробную биомассу, в структуре которой преобладает грибная составляющая, представленная мицелием. В нижних слоях доминируют бактерии, их доля в микробной биомассе высока – от 54 до 85%. Глубокозалежные торфяники карстовых ландшафтов пополняют спектр почв, в большей части профиля которых, в структуре микробной биомассы преобладает прокариотная составляющая. В торфяниках, представляющих сукцессионный ряд развития сплавин, отмечено уменьшение микробной биомассы от молодых мелкозалежных к древним глубокозалежным торфяникам, обусловленное, с одной стороны, сменой эвтрофных растительных сообществ на мезотрофные, с другой, – увеличением толщины сплавины.
Ключевые слова: Eutric Fibric Histosols, Dystric Fibric Histosols, карстовые ландшафты, торфяники, люминесцентно-микроскопический метод, численность микроорганизмов, микробная биомасса, бактерии, грибы

A. V. Golovchenko and E. M. Volkova ''Microbial Biomass and Its Structure in Karst Peats of Tula Oblast,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 333-338 (2019). doi: 10.1134/S1064229319030049

Агрохимия и плодородие почв

Гопп Н. В., Савенков О. А., Смирнов В. В., Хапилин Д. А. Связь показателя NDVI и урожайности яровой пшеницы со свойствами пахотного горизонта черноземов глинисто-иллювиальных элювиированных и темно-серых почв // Почвоведение. 2019. № 3. С. 377-386. doi: 10.1134/S0032180X19030055

На территории Предсалаирской дренированной равнины изучена связь урожайности яровой пшеницы и NDVI с физическими и химическими свойствами агрочерноземов глинисто-иллювиальных элювиированных и агротемно-серых почв. В регрессионной модели показатель NDVI объяснил 85% вариации урожайности яровой пшеницы. С использованием полученной модели и базовой основы пространственного распределения NDVI осуществлен прогноз и визуализация пространственной изменчивости урожайности яровой пшеницы. Выявлено, что урожайность яровой пшеницы и NDVI на агротемно-серой почве статистически значимо не отличались от соответствующих показателей на агрочерноземе, который характеризовался более высоким плодородием. Установлена заметная положительная корреляционная связь урожайности яровой пшеницы и NDVI с предпосевной влажностью (r = 0.52; r = 0.57) и содержанием обменного калия (r_s = 0.58; r_s  = 0.61), умеренная связь с гумусом (r = 0.35; r = 0.38), легкоподвижным фосфором (r_s  = 0.32; r_s  = 0.35) и подвижным цинком (r_s  = 0.42; r_s  = 0.48). Выявлено сравнительно высокое содержание подвижных форм макро- и микроэлементов в почвах с более высокими значениями предпосевной влажности.
Ключевые слова: агрочернозем (Chernozems), агротемно-серая почва (Phaeozems), Landsat 8, макроэлементы, микроэлементы, гумус, влажность, азот, фосфор, калий, кальций, магний, цинк, медь, марганец, кобальт

N. V. Gopp and O. A. Savenkov ''Relationships between the NDVI, Yield of Spring Wheat, and Properties of the Plow Horizon of Eluviated Clay-Illuvial Chernozems and Dark Gray Soils,'' Eurasian Soil Science, 52 (3), 339-347 (2019). doi: 10.1134/S1064229319030050

    Скачать

Почвоведение №12, 2019

Генезис и география почв

Жангуров Е. В., Старцев В. В., Дубровский Ю. А., Дегтева С. В., Дымов А. А.

Морфолого-генетические особенности почв горных лиственничных лесов и редколесий Приполярного Урала// Почвоведение. 2019. № 12. С. 1415-1429. doi: 10.1134/S0032180X19120141
На основе профильно-генетического подхода проведена диагностика и определено классификационное положение ранее малоизученных почв лиственничных лесов и редколесий Приполярного Урала (Республика Коми), сформированных в различных ландшафтно-геоморфологических условиях. Дана морфологическая, физико-химическая и химическая характеристика исследуемых профилей почв. Выявлено, что основной фон почвенного покрова под лиственничниками с черничнозеленомошным покровом составляют светлоземы иллювиально-железистые и подзолы иллювиально-железистые. Обе почвы по WRB-2015 являются Albic Podzol (Skeletic). Показано, что в условиях приречных скальных выходов карбонатных пород сформированы серогумусовые почвы (Calcaric Leptosol (Skeletic)) и подзолы иллювиально-железистые, которые занимают незначительные площади и могут быть отнесены к категории редких на данной территории почв. На верхней границе леса формируются литоземы (Lithic Leptosols (Skeletic)) и подбуры (Entic Podzol (Skeletic)), которые наиболее широко распространены в горно-тундровых ландшафтах. Установлено, что поверхностное, преимущественно напочвенное поступление растительного опада, медленная его минерализация обусловливают грубогумусность и торфянистость верхних горизонтов с широким молекулярным отношением C : N.

Ключевые слова: диагностические горизонты, лиственница сибирская, почвообразующие породы,
классификация 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. Морфологическое строение почв в ближайшей зоне влияния Кучигерских гидротерм (Баргузинская котловина) // Почвоведение.2019. № 12. С. 1430-1453. doi: 10.1134/S0032180X19120074

Представлены первичные сведения о специфичной морфологии и физико-химических свойствах почв, формирующихся в зоне активной разгрузки восходящих растворов глубинных термальных вод Кучигерского источника фтористого сероводородного гидрокарбонатно-сульфатно-натриевого типа. Объектом исследования является почвенный покров вдоль трансекты, пересекающей болотный массив с активными газогидротермальными грифонами, остров среди болота и прилегающий край аллювиальной равнины в северо-западной части Баргузинской котловины возле д. Кучигер Курумканского района республики Бурятия. Отмечены особенности торфянисто-перегнойноглеевых почв (Eutric Rheic Sapric Histosol (Fluvic, Sodic)) в болотном массиве. Отмечаются яркие признаки турбированности профиля слаборазвитых и аллювиальных почв (Eutric Sodic Gleyic Fluvisol (Epiloamic, Endoarenic, Humic)) и грунтов под воздействием восходящих газогидротермальных флюидов, пропитки (импрегнирования) конденсированным органическим веществом разных минеральных и органогенных горизонтов. Такие признаки не описаны в международной и российской почвенных классификациях. Предложено ввести специальные обозначения для таких признаков: imp – признак разной степени импрегнирования; int – интрузивный материал; IMP – черный органо-импрегнированный песчано-пылеватый горизонт. На их основе появляется возможность выделить импрегнированные, газогидротермально турбированные подтипы. Предложены гипотезы генезиса почв на всей трансекте и возникновения островов в болоте.

Ключевые слова: Байкальская рифтовая зона, газо-гидротермальные флюиды, морфология почв, импрегнирование органическим веществом, классификация почв, сероводород, пирит, засоление почв

Богданова М. Д., Герасимова М. И. Почвенные карты в новом Экологическом атласе России //Почвоведение. 2019. № 12. С. 1454-1470. doi: 10.1134/S0032180X19120025

Представлена серия карт во втором издании Экологического атласа 2017 г., составленных на основании почвенной и других тематических карт, характеризующих разные аспекты экологической обстановки и условий ее формирования в России. По методике составления карты являются фактологическими и интерпретационными. Содержание первых сформировано по конкретным картографическим и аналитическим материалам, вторых – путем целенаправленной интерпретации информации, снятой с тематических карт, в первую очередь с почвенной. Информация касается строения почвенных профилей и свойств почв – единиц легенды базовой почвенной карты, также включенной в атлас. Опыт составления серии карт атласа позволил ввести ряд новых элементов в методологию создания интерпретационных карт, разрабатываемую почвенно-ландшафтно-геохимической школой М.А. Глазовской. К оригинальным относятся карты: “Экологические функции почв”, “Красная книга почв”, “Почвенные и ландшафтно-геохимические процессы”. По сравнению с фундаментальным Национальным атласом почв России, набор и содержание карт почвенной тематики в Экологическом атласе определяются его ориентированностью на экологические проблемы; кроме того, они отличаются менее мелким масштабом.

Ключевые слова: методология картографирования, интерпретационные карты, почвенная информация, функции почв

Голубцов В. А., Черкашина А. А., Хохлова О. С. Карбонатный профиль почв Байкальского региона: строение, возраст и условия формирования // Почвоведение. 2019. № 12. С. 1471-1491.doi: 10.1134/S0032180X19120050

Представлены результаты исследования карбонатных профилей почв Прибайкалья и Селенгинского среднегорья. Отмечается сходство в их строении – характерны многочисленные внутрипрофильные максимумы СаСО3, что связано с неоднократным перераспределением карбонатов в ходе разновременных этапов почвообразования. Карбонатный профиль почв Байкальского региона – относительно древнее (наиболее молодые новообразования датируются средним голоценом) и довольно консервативное образование, не испытывающее каких-либо заметных перестроек при современных климатических условиях. Аккумуляции вторичных карбонатов локализуются в аккумулятивно-карбонатных горизонтах современных и погребенных почв каргинского (MIS-3) времени и голоцена. Исключение составляют гипокутаны, часто обнаруживаемые и за пределами указанных горизонтов, что связано с более активным перераспределением карбонатов в пределах корневой системы растительности. Твердофазный эффект карбонатизации (карбонатные новообразования) наблюдается на исследуемой территории преимущественно в почвах, формирующихся на карбонатных почвообразующих породах и продуктах их переотложения, и не зависит от типа почв и характера произрастающей растительности. На основании анализа состава стабильных изотопов углерода и кислорода аккумуляций вторичных карбонатов выявлено, что в почвах Прибайкалья осаждение карбонатов происходило при дегазации почвенных растворов в ходе процессов периодического промерзания–протаивания, динамического повышения и снижения биологической активности почв, чередования фаз увлажнения почвы талыми и дождевыми водами и ее последующего промерзания, которые могут наблюдаться в регионе в весеннее и осеннее время. В этих условиях основное влияние на изотопный состав углерода оказывал атмосферный СО2, изотопный состав кислорода карбонатов контролировался фракционированием изотопов при промерзании почвенных растворов. Карбонатные новообразования почв Селенгинского среднегорья формировались при иссушении почвы в результате расхода влаги растениями на транспирацию, которая наиболее выражена здесь в первой половине лета.

Ключевые слова: аккумуляции вторичных карбонатов, состав стабильных изотопов, 14C-AMS-датирование, морфология

Химия почв

Водяницкий Ю. Н., Гребенкин Н. А., Манахов Д. В., Тюленева В. М. Сильные положительные аномалии урана в торфяниках гумидной зоны (обзор) // Почвоведение. 2019. № 12. С. 1492-1501.doi: 10.1134/S0032180X1912013X

В последние годы геологи обнаружили обогащенные ураном торфяники, которые являются примером эффективной работы природных органогенных геохимических барьеров в гумидной зоне. Отложение урана в торфах идет за счет биоредукции U(VI), который контролируется геохимическими факторами: составом органического вещества и почвенного раствора, редокс-потенциалом среды, способностью иона уранила к комплексообразованию с лигандами. По характеру обогащения ураном торфы можно разделить на две группы: торфяники, обогащенные ураном, привнесенным почвенно-грунтовыми водами, и торфяники, обогащенные ураном из подстилающих, обогащенных ураном, пород. В обзоре собрана и проанализирована информация о географии, генезисе и физико-химических условиях формирования положительных аномалий урана в торфяниках гумидной зоны.

Ключевые слова: биогеохимия урана, редукция урана, изотопы урана и тория, возраст торфов

R.R. Ratnayake*, T. Roshanthan, N.Gnanavelrajah, S. B. Karunaratne Organic carbon fractions, aggregate stability and available nutrients in soil and their interrelationships in tropical cropping systems: A Case Study // Eurasian Soil Science. 2019. № 12. doi: опубликована только в английской версии

Tropical agricultural soils have been claimed as a source of carbon. As agricultural systems in the tropics are highly diverse, it is useful to study soil organic C (SOC) of different agricultural systems. We quantified the SOC fractions, available nutrients, and aggregate stability in eight different tropical agricultural systems, including annual crops under different management scenarios, such as organic, inorganic, and combined fertilizer applications. Annual crops treated with organic fertilizer only (A–OF), inorganic fertilizer only (A–IF), both organic and inorganic fertilizers (A–O/IF), perennial crops (PC), home gardens (HG), and abandoned home gardens (AHG) in Eutrustox soils and annual crops with organic fertilizer only (A–OFS) and uncultivated land on Quartzipsamments soil (USR) were studied. The links between SOC fractions, available nutrients, and aggregate stability in these soils were analyzed. Regression models were fitted for SOC fractions and available nutrients. Our results indicated that the different land use types exhibited significant variations in organic carbon fractions, aggregate stability, and available nutrients in soils. The available macro and micronutrients, except for nitrogen, showed a significant positive correlation with either total organic C (TOC) or carbon fractions indicating the synergy between them. The differences in soil C stocks clearly reflected the differences in litter fall and soil disturbance, as indicated by the highest C stocks in AHG. The dry weight of collected litter showed that AHG accumulated the highest litter content (97.38 g/m2) compared to the lowest (37.63 g/m2) in A–I/F. Organic matter addition to soil also increased the C stocks, even in annual crops. Aggregate stability showed a positive correlation with C fractions. The regression models developed in this study can be used to predict available nutrients by measuring TOC or C fractions in similar land use types in the tropics. This study confirmed that tropical agricultural systems that include annual crops have potential for storing and maintaining C in soils, if appropriately managed. The beneficial influence of SOC on available nutrients and aggregate stability could be a driving force to increase carbon stock in tropical agricultural systems

Keywords: soil C fractions, annual crops, perennial crops, home gardens, organic fertiliser

Физика почв

S. Amanabadi, M. Vazirinia, H. Vereecken, K. Asefpour Vakilian, M.H. Mohammadi Comparative study of statistical, numerical and machine learning-based pedo-transfer functions of water retention curve with particle size distribution data // Eurasian Soil Science. 2019. № 12. doi: опубликована только в английской версии
The water retention curve (WRC) describes the nonlinear relation of soil water content (SWC) and matric potential. Since direct measurement of SWC and matric potential is difficult and time consuming, indirect approaches including statistical, numerical, and pattern recognition-based pedo-transfer functions (PTFs) that relate basic soil properties to the WRC have been developed during the last few decades. Although several studies reporting the performance of these models can be found in literature, it seems that an extensive investigation which compares the available models and introduces a reliable method to soil hydrologists can be useful. Therefore, in this study, the performance of multiple linear regressions (MLR) models, scaled numerical models and machine learning methods including artificial neural networks (ANN) and adaptive neuro-fuzzy inference systems (ANFIS) are compared using 98 UNSODA codes with various soil textures to estimate WRC. Results showed that regardless of the soil texture, ANN (RMSE = 0.029) predicts the WRC more accurately than ANFIS (RMSE = 0.035), scaled model (RMSE = 0.060) and MLR (RMSE = 0.071), respectively. Considering the soil texture, ANFIS performance is the best in the moderate and fine textured soils, while scaled numerical model predicts with acceptable performance in sandy soils. WRC prediction using easily available soil characteristics particularly when there is a lack of data, shows that newly developed machine learning methods are capable of predicting WRC considerably accurate for sustainable water flow and solute transport management.

Keywords: Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System, artificial neural networks, multiple linear regression, soil water content

Mahdavi M., Neyshabouri M. R., Fujimaki H. A sphericalsteady-statemethod to measuresoil thermal conductivity // Eurasian Soil Science. 2019. № 12. doi: опубликована только в английской версии

The reliable prediction of coupled heat and moisture transfer in three-phase soils involves authentic estimation of soil thermal conductivity. In the current work, a steady-state method was developed to measure soil thermal conductivity. Soil samples for two soils were packed in a plastic of 6.6 cm inner diameter and 3 mm thickness. A 130 resistor as a heat generator being connected to 5 V electricity source was located in the center of the ball. Three thermocouples were installed at the distances of 0.5, 1.5, and 2.5 cm from the center, respectively. After unpacking the ball, thermal conductivity was measured using the single probe method. The thermal conductivity values measured by both methods were almost the same in air dry soils; overall, the observed differences between the two methods were less than 3%. However, in the intermediate moisture content ranges, the values measured by the steady-state method were slightly lower than those obtained by the single probe method. Considering the effect of convective vapor flux due to thermal expansion of soil air in the single probe method, values measured with the new steady-state method may be more reliable.
Keywords: convective flow, vapour flux, steady-state method, single probe method

C. Kurtulus, T. Yeken, D. Durdag Monitoring soil water content using electrical conductivity, oven method and speedy moisture tester // Eurasian Soil Science. 2019. № 12. doi: опубликована только в английской версии

Soil samples were taken in order to investigate the spatial soil water content changes at 40 points in a field of 675 m2 located on the old Istanbul-Izmit road in Kocaeli-Turkey. The water content values of soil samples collected were obtained using oven and Speedy Moisture Tester (SMT) in the laboratory to correlate with measured electrical conductivity of soil by electrical resistivity method with a 2-electrode system. The results showed a reasonably good correlation between electrical conductivity and water content. The determination coefficient between the water content and the electrical conductivity found by the oven method (R2 ≈ 0.8) was higher than that of the SMT (R2 ≈ 0.6). The correlation between the water content values of oven and SMT is quite affordable with the determination coefficient (R2 ≈ 0.7). Considering the results obtained from Oven and SMT method, it can be concluded that the resistivity method is also successful in measuring soil water content. It is foreseen that resistivity method can be preferred both because it is easy to use, and large areas are faster and economical in measuring soil water content.
Keywords: electrical conductivity, Luvisol, oven method, regression, Speedy Moisture Tester, water content

Биология почв

J. Frouz*, Q. Lin, X. Lib, E. Abakumov, A. Brune, V. Šustr Utilization of dietary protein in the litter-dwelling larva of Bibiomarci (Diptera: Bibionidae) // Eurasian Soil Science. 2019. № 12. doi: опубликована только в английской версии

As plant litter is typically N limited, protein digestion and amino acid assimilation are key processes in saprophagous invertebrates. The recalcitrance of dietary protein may be increased by their binding to phenolic compounds in humic substances. Binding phenolic compound to protein may be also important in humus acid formation and stabilization of nitrogen bounded protein in soil organic matter. Consequently, better understanding of interaction of protein and phenolic compounds in invertebrate gut is important not only from ecophysiology perspective but also in terms of soil organic matter dynamics. In this study, we evaluated the digestive efficiency of proteins during gut passage in the litter-dwelling larva of Bibio marci. Anterior part of the midgut is highly alkaline, which agrees with the protease pH optimum. We found large differences in protease activities of the leaf litter, gut, and excrements. However, individual gut compartments were close to one another in their protease activities. The same was true for the contents of amino acids and ammonia. Also, amino acid composition differed between compartments. Litter had the high content of glutamine and serine, whereas hindgut and excrement were characterized by the high content of methionine, and the remaining gut segments had the high content of valine. Experiment with 14C-labelled protein demonstrated that gut passage improved the digestive efficiency of proteins, especially for a humic acid stabilized protein.

Keywords: soil, Diptera, protein phenol interactions, litter, decomposition

Деградация, восстановление и охрана почв

Мальцев К. А., Ермолаев О. П. Потенциальные эрозионные потери почвы на пахотных землях европейской части России // Почвоведение. 2019. № 12. С. 1502-1512. doi:10.1134/S0032180X19120104

Проведена количественная оценка потенциального смыва почв на пахотных землях европейской части России (площадь около 4 млн км2). Уровень генерализации работ – региональный и соответствует масштабу 1 : 500000. В качестве метода исследований используется математическое моделирование, основанное на применении модифицированного в научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов МГУ им. М.В. Ломоносова уравнения по расчету потенциальных потерь почвы от эрозии. Другим ведущим методом по оценке эрозии почв и представления результатов является геоинформационный. В расчетах использована растровая модель представления данных, включающая модель углов наклона, длины склонов, смываемости почв, эрозионного потенциала осадков, запасов воды в снеге, внутригодового перераспределения дождевых осадков и типов землепользования. Получены новые данные о величине эрозионных потерь почвы за периоды талого, ливневого стока и суммарные годовые потери. Составлена электронная карта эрозионных потерь почвы на пахотных землях европейской части России, позволяющая определить пространственные особенности темпов эрозии почв. Эрозионные потери почвы в среднем для территории исследования составляют 11 т/га в год в условиях пара и 3 т/га в год – с учетом почвозащитных коэффициентов агрокультурной растительности. Около половины территории расположено в условиях, при которых величина смыва не превышает 0.5 т/га в год, а на остальной площади доминирует смыв от 10 до 15 т/га в год. Темпы потенциальной эрозии почв на пахотных землях европейской части России закономерно уменьшаются в направлении от таежно-лесной к степной ландшафтной зоне. Четко выделяется полоса максимального потенциального смыва почв западно-восточного субширотного простирания, приуроченная к подзоне смешанных и широколиственных лесов с очень высокой распаханностью. Кроме того, определены потенциальные эрозионные потери почвы в 50 субъектах Российской Федерации, расположенных на территории исследования как для условий чистого пара, так и с учетом агроценозов.

Ключевые слова: водная эрозия почв, картографирование, геоинформационные системы, эрозионный потенциал осадков

Габбасова И. М., Гарипов Т. Т., Комиссаров М. А., Сулейманов Р. Р., Суюндуков Я. Т., ХасановаР. Ф., Сидорова Л. В., Комиссаров А. В., Сулейманов А. Р., Назырова Ф. И. Влияние пожаров насвойства степных почв Зауралья // Почвоведение. 2019. № 12. С. 1513-1523. doi:10.1134/S0032180X19120049

Исследовано влияние пожаров различной давности (1 нед., 1.5 и 2 мес., 1 и 2 года) на свойства чернозема текстурно-карбонатного в Зауральской степной зоне (Россия, Республика Башкортостан, Челябинская область). Образцы почв отбирали послойно 0–5, 5–10 и 10–20 см летом 2018 г. После пожаров содержание углерода увеличилось в слое 0–5 см на 8.7–12.0% относительно исходного, а питательных элементов (азота, фосфора и калия) резко возросло и оставалось на этом уровне в течение двух лет. Значения рН в гумусово-аккумулятивном горизонте стали больше фоновых на 1.5 ед. Выявлена корреляция между рН и содержанием обменных кальция (r = 0.57), калия (r = 0.58) и натрия (r = 0.65) при p < 0.001 и тенденция к повышению содержания обменного натрия. Почва фоновых участков содержала в среднем 0.11 ± 0.01% сухого остатка, на горелых его количество возросло до 0.17 ± 0.02%, местами до 0.56%, суммарный эффект токсичных ионов – до 0.50 смоль(экв) Cl–, что свидетельствует о риске развития засоления; при этом состав анионов остался сульфатно-гидрокарбонатным. Через неделю после пожара активность дегидрогеназы, уреазы и протеазы была ниже на 8–11, инвертазы – на 18%. Через 1.5 мес. активность дегидрогеназы, инвертазы и протеазы превысила фоновые уровни, а уреазы – через год. Кислотность почвы приблизилась к до пожарному уровню через 2 года. В целом пожары являются важным экологическим фактором современного почвообразования в степных экосистемах, имеющим как отрицательные, так и положительные последствия.

Ключевые слова: степные пожары, чернозем текстурно-карбонатный (Haplic Chernozems (Loamic, Tonguic)), физико-химические свойства, засоление почв, ферментативная активность

Касимов Н. С., Безбердая Л. А., Власов Д. В., Лычагин М. Ю. Металлы, металлоиды ибенз(а)пирен в микрочастицах почв и дорожной пыли Алушты // Почвоведение. 2019. № 12. С.1524-1538. doi: 10.1134/S0032180X19120062

Впервые установлен химический состав частиц физической глины – PM10 (диаметром менее 10 мкм)городских почв функциональных зон и дорожной пыли на разных типах дорог г. Алушты. Преимущественно под воздействием автотранспорта в почвах и дорожной пыли накапливаются Zn, Sb, Pb, Cu, Cd и бенз(а)пирен. Дана оценка пространственного распределения загрязнения фракции PM10 почв и пыли тяжелыми металлами и бенз(а)пиреном и степени их экологической опасности. Суммарное загрязнение почв и дорожной пыли тяжелыми металлами находится на низком, бенз(а)пирена – чрезвычайно высоком уровне, который установлен на 50% территории города. В частицах PM10 концентрация бенз(а)пирена и многих тяжелых металлов в 1.5–4 раза выше, чем их общее содержание, что определяет опасный уровень загрязнения PM10 почв почти на четверти, а PM10 дорожной пыли – на 70% территории Алушты. Наиболее загрязнены PM10 почв в транспортной и селитебно-рекреационной зонах, РМ10 дорожной пыли – на крупных дорогах. Изучена сезонная изменчивость загрязнения дорожной пыли и частиц PM10 тяжелыми металлами. Зимой уменьшается концентрация Zn, Cd, Sn, Sb и Pb, связанных с выбросами автотранспорта, но увеличивается концентрация Mo и Bi, поступающих при работе отопительных систем. Поведение остальных тяжелых металлов слабо зависит от сезона года.
Ключевые слова: частицы PM10, загрязнение почв, тяжелые металлы, Urbic Technosols

B. Miloš, A. Bensa Background variation and threshold values for cadmium concentration in terra rossa soil from Dalmatia, Croati // Eurasian Soil Science. 2019. № 12. doi: опубликована только в английской версии

The objectives of this study were to (i) establish the background variation and determine a threshold values for aqua regia soluble cadmium (Cd) in Terra Rossa soil at the local scale (Dalmatia, Croatia), (ii) check for possible soil Cd enrichment comparing its concentration at two different depths, and (iii) compare the threshold values for Cd calculated applying different statistical techniques with soil guideline values (SGV) as defined in Croatia and ±other national systems in Europe. The four statistical methods (the mean ± 2 standard deviations [mean ± 2SD], the median ± 2 median absolute deviations [median ± 2MAD], the (upper) Tukey inner fence (TIF), and the percentile-based approach) were used to establish the threshold values for Cd and identify samples with high Cd concentrations deviating from the background variation in a studied dataset. Overall, 74 samples from the A horizon of Terra Rossa soil were analyzed for aqua regia soluble Cd concentration (CdA); major soil properties—pH, CaCO3, soil organic carbon (SOC) content, P2O5, K2O, and particle-size distribution—were also determined in these samples. The underlying cambic B horizon was analyzed only for Cd concentration (CdB) The median CdA and CdB values of 1.84 and 1.70 mg kg-1, respectively as well as the maximum value of 8.53 mg kg-1 in the A horizon and 7.56 mg kg-1 in the B horizon obtained in this study attested to anomalously high Cd concentrations. The median CdA/CdB ratio was close to unity (1.07) indicating very low Cd enrichment in the A horizon. The [median ± 2MAD] method achieved the lowest threshold Cd value of 4.68 mg kg-1 and, consequently, a maximum number of outliers; it was followed by the classical [mean ± 2SD] method (5.01 mg kg-1), the Q95th percentile (5.29 mg kg-1), the Q98th percentile (5.64 mg kg-1), and the TIF method with the highest threshold value of 6.93 mg kg-1. All specified threshold values for Cd concentration repeatedly exceeded the maximum admissible concentrations (MACv) for agricultural land as defined in soil guideline values developed in Croatia and in several countries of the European Union. These findings indicate that more attention should be paid to the unusually high Cd concentrations in Terra Rossa soils originating from the natural sources; a more detailed geochemical survey of these soils should be performed in the future.
Keywords: background concentration, local threshold values, soil guideline values

    Скачать

Генезис и география почв

Красильников П. В., Таргульян В. О. На пути к "новой географии почв": вызовы и решения (обзор) // Почвоведение. 2019. № 2. С. 131-139. doi: 10.1134/S0032180X19020096

Рассматривается современное состояние географии почв и перспективные направления почвенногеографических исследований. Упоминаются новые идеи в рамках структурного подхода, как берущие начало в классическом учении о структуре почвенного покрова, так и основанные на количественной оценке почвенного разнообразия, теории графов и геостатистическом анализе пространственной неоднородности. Отмечается роль цифровой почвенной картографии в развитии почвенно-географической теории и практики; подчеркивается, что цифровая почвенная картография является методом и не способна заменить географию почв. Делается вывод о необходимости интеграции математических методов в традиционную географию почв, отмечается, что даже в цифровом земледелии расчет почвенных свойств и режимов основан на почвенно-географических моделях. Рассматривается необходимость адекватного отражения полигенетичных почв в почвенном покрове, рекомендуется использовать как палеогеографические данные, так и современные дистанционные методы и геофизическую съемку. Отмечаются трудности с прогнозом пространственного распределения антропогенно-измененных почв, обсуждается возможность шире использовать исторические и экономико-географические данные. В заключении предлагается развивать “новую географию почв” не только путем включения математических методов, но и большей интеграции со смежными науками.
Ключевые слова: структура почвенного покрова, педометрика, полигенетичные почвы, антропогенно-трансформированные почвы, цифровое земледелие

P. V. Krasilnikov and V. O. Targulian ''Towards “New Soil Geography”: Challenges and Solutions,'' Eurasian Soil Science, 52 (2), 113-121 (2019). doi: 10.1134/S1064229319020091

Сымпилова Д. П., Бадмаев Н. Б. Почвообразование в ландшафтах контакта тайги и степи Селенгинского среднегорья (Западное Закавказье) // Почвоведение. 2019. № 2. С. 140-151. doi: 10.1134/S0032180X1902014X

Своеобразие экологических условий почвообразования: сухость и континентальность климата, горно-котловинный рельеф, характер почвообразующих пород обусловливают формирование современных почв. Выявлено, что на водоразделах формируются дерново-подзолистые почвы, в приводораздельных частях склонов – буроземы грубогумусовые и буроземы грубогумусовые остаточно-карбонатные. Буроземы характеризуются высокой насыщенностью основаниями, резким уменьшением содержания гумуса вниз по профилю, педогенной структурной организацией минеральной массы; дерново-подзолистые почвы – текстурной дифференциацией. Для серогумусовых, темногумусовых почв характерен переход от гумусово-аккумулятивной части непосредственно к почвообразующей породе, о чем свидетельствуют физико-химические свойства. В гранулометрическом составе этих почв преобладают фракции мелкого песка и крупной пыли, в составе гумуса доминирует вторая фракция гуминовых и фульвокислот. Почвы насыщены основаниями. pH водной суспензии находится в слабокислом и щелочном диапазонах. Гранулометрический состав – супесчано-легкосуглинистый. Срединные горизонты не выражены или слабо выражены, и могут быть представлены на уровне признаков. В ландшафтно-геохимической катене северного макросклона хребта Цаган-Дабан эти почвы составляют единый генетический ряд. Ключевые слова: почвообразующие породы, геохимическое сопряжение, Cambisols, Retisols

D. P. Sympilova and N. B. Badmaev ''Soil Formation in the Taiga–Steppe Ecotone of the Selenga Mountains, Western Transbaikal Region,'' Eurasian Soil Science, 52 (2), 122-131 (2019). doi: 10.1134/S1064229319020145

Кириллова Н.П., Силёва Т.М., Макаров М.И. ,Артемьева З.С. , Бурова Е.К. Комбинаторный анализ и классификация почв // Почвоведение. 2019. № 2. С. 152-160. doi: 10.1134/S0032180X19020072

На экспериментальном материале о строении 1029 профилей почв, распространенных на территории Учебно-опытного почвенно-экологического центра МГУ им. М.В. Ломоносова “Чашниково” (Московская область), создана классификация-перечисление на уровне групп горизонтов в соответствии с теоретической концепцией генератора (машины) классификаций почв по В.А. Рожкову и концепцией пространства логических возможностей по Г.А. Заварзину. С помощью комбинаторного анализа набора признаков, заданного распределением 17 диагностических горизонтов по восьми группам, создано универсальное пространство возможностей, которое характеризует 255 возможных комбинаций (сочетаний) групп горизонтов. Пространство логических возможностей насчитывает 168 комбинаций, а в реальном пространстве количество комбинаций уменьшилось до 46, то есть в 3.6 и 5.5 раз по сравнению с логическим и универсальным пространствами соответственно. Соотношение между сочетаниями групп горизонтов и подтипами почв по Классификации и диагностике почв СССР, 1977 характеризуются следующим образом: одна комбинация не принадлежит к двум разным подтипам, но в одном подтипе может быть несколько комбинаций. Это позволило связать классификацию-перечисление и классификацию почв и обеспечить переход из одного классификационного поля в другое.

Ключевые слова: пространство логических возможностей, базы данных, систематика, цифровая картография почв, классификация-перечисление

N. P. Kirillova, T. M. Sileva, M. I. Makarov, Z. S. Artem’eva, and E. K. Burova ''Combinatorics and Soil Classification,'' Eurasian Soil Science, 52 (2), 133-140 (2019). doi: 10.1134/S1064229319020078

Химия почв

Когут Б. М., Артемьева З. С., Кириллова Н. П., Яшин М. А., Сошникова Е. И. Компонентный состав органического вещества воздушно-сухих и водоустойчивых макроагрегатов 2-1 мм типичного чернозема в условиях контрастного землепользования // Почвоведение. 2019. № 2. С. 161-170. doi: 10.1134/S0032180X19020084

Изучено содержание и состав структурных отдельностей различного иерархического уровня типичного чернозема (Haplic Chernozem (Loamic, Pachic)) Курской области в условиях контрастных видов использования: целина и полувековой бессменный чистый пар. Приведена подробная методическая схема анализа содержания и компонентного состава органического вещества гранулоденсиметрических фракций структурных отдельностей разного размера и степени водоустойчивости. Основное внимание направлено на исследование продуктов органо-минерального взаимодействия макро- и микроагрегатов, выделяемых при мокром просеивании из воздушно-сухих агрегатов 2–1 мм, как наиболее представительных агрономически ценных. Показано, что содержание воздушно-сухих агрегатов 2–1 мм остается одинаковым при различных видах использования. В то же время водоустойчивость этих воздушно-сухих агрегатов существенно отличается между вариантами степь и бессменный пар. Установлено, что длительное бессменное парование типичного чернозема приводит к значительным потерям органического вещества как в почве в целом, так и в структурных отдельностях. При этом наименьшие величины сокращения содержания Сорг отмечены практически для всех компонентов органического вещества легких фракций и ила оставшихся неразрушенными водоустойчивых макроагрегатов размером 2–1 мм.
Ключевые слова: целина, бессменный чистый пар, структурные отдельности, агрегаты, гранулоденсиметрическое фракционирование

B. M. Kogut, Z. S. Artem’eva, N. P. Kirillova, M. A. Yashin, and E. I. Soshnikova ''Organic Matter of the Air-Dry and Water-Stable Macroaggregates (2–1 mm) of Haplic Chernozem in Contrasting Variants of Land Use,'' Eurasian Soil Science, 52 (2), 141-149 (2019). doi: 10.1134/S106422931902008X

Дубовик Е. В., Дубовик Д. В. Взаимосвязь содержания углерода органических соединений и структурного состояния чернозема типичного // Почвоведение. 2019. № 2. С. 171-183. doi: 10.1134/S0032180X19020047

Изучено влияние степени эродированности, экспозиции склона на структурно-агрегатный состав чернозема типичного (Haplic Chernozems) и качественные характеристики органического вещества почвы. Исследовали содержание углерода органических соединений в структурных отдельностях чернозема типичного (Курская область) в различных агроэкологических условиях. Показана ценность агрегатов 3–1 мм, как важного компонента структурного состояния чернозема типичного, которая определялась выходом структурных отдельностей и вкладом углерода органических соединений по сравнению с агрегатами 10–3 и <1 мм. Рассмотрена роль органического вещества и подвижных гумусовых веществ в формировании водоустойчивых почвенных агрегатов чернозема типичного и установлена тенденция повышения диаметра агрегатов с увеличением содержания углерода органических соединений, независимо от степени эродированности почвы. Характерно четкое преобладание углерода подвижных гумусовых веществ в водоустойчивых агрегатах на северном склоне по отношению к южному. Показано, что с увеличением активной части органического углерода, участвующей в создании водоустойчивых агрегатов чернозема типичного, диаметр водоустойчивых агрегатов возрастает от 0.5–0.25 до 3–1 мм, данная закономерность сохраняется в гор. Апах и А на водораздельном плато, северном склоне и в гор. Апах на южном склоне независимо от степени эродированности. Полученные результаты могут быть положены в основу методических рекомендаций по регулированию структурно-агрегатного и гумусного состояния чернозема типичного в условиях склонового агроландшафта.
Ключевые слова: Haplic Chernozems, почвенные агрегаты, органическое вещество, лабильные гумусовые вещества

Relationships between the Organic Carbon Content and Structural State of Typical Chernozem ''E. V. Dubovik and D. V. Dubovik,'' Eurasian Soil Science, 52 (2), 150-161 (2019). doi: 10.1134/S1064229319020042

Физика почв

Холодов В. А., Ярославцева Н. В., Фарходов Ю. Р., Белобров В. П., Юдин С. А., Айдиев А. Я., Лазарев В. И., Фрид А. С. Изменение соотношения фракций агрегатов в гумусовых горизонтах черноземов в различных условиях землепользования // Почвоведение. 2019. № 2. С. 184-193. doi: 10.1134/S0032180X19020060
Проанализированы данные о распределении структурных отдельностей естественного сложения гумусовых горизонтов черноземов. Использован метод главных компонент с центрированной логарифмической трансформацией исходного набора данных. На основе расположения опытных вариантов в пространстве главных компонент и анализа величин собственных векторов выявлены группы размерных фракций структурных отдельностей, изменение содержания которых отражает деградационные или восстановительные процессы. Эти группы хорошо соответствовали частным логнормальным распределениям. Определено распределение водоустойчивых агрегатов во всех крупных фракциях от >10 и до 3 мм. Комплексный анализ полученных данных и выявленные взаимосвязи позволяют предположить концептуальный механизм восстановления структуры черноземов: при распашке, вследствие дробления, образуются частицы <0.25 мм, которые могут слипаться в неводоустойчивые макроагрегаты и глыбы >10 мм. При снятии нагрузки глыбы и крупные агрегаты, взаимодействуя со свежепоступившим органическим веществом, приобретают водоустойчивость, при этом со временем структурные отдельности >10 мм практически все переходят в более мелкие размерные категории.
Ключевые слова: Chernozems, структура почвы, многолетние полевые опыты, метод главных компонент, композитные данные, центрированная логарифмическая трансформация, the centred logratio transformation

V. A. Kholodov, N. V. Yaroslavtseva, Yu. R. Farkhodov, V. P. Belobrov, S. A. Yudin, A. Ya. Aydiev, V. I. Lazarev, and A. S. Frid ''Changes in the Ratio of Aggregate Fractions in Humus Horizons of Chernozems in Response to the Type of Their Use,'' Eurasian Soil Science, 52 (2), 162-170 (2019). doi: 10.1134/S1064229319020066

Романов А. Н. Влияние влажности и температуры на диэлектрические и радиоизлучательные свойства солевой корки сорового солончака // Почвоведение. 2019. № 2. С. 194-203. doi: 10.1134/S0032180X19020126

Использование дистанционных микроволновых методов мониторинга засоленных почв ограничено слабой изученностью диэлектрических и радиоизлучательных характеристик солевой корки, образующейся на поверхности солончаков. Приведены результаты комплексных исследований по оценке суточных вариаций действительной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости сорового солончака (Sodic Gleyic Solonchak). Образцы солевой корки солончака отбирали в летний период в Алтайском крае на территории Кулундинской степи с участка площадью 2 × 2 м в течение 34 ч с периодичностью 1 ч. В лабораторных условиях измеряли их диэлектрические характеристики, определяли влажность, плотность, делали химический анализ водной вытяжки. Лабораторные измерения диэлектрических параметров солончака проводили методом мостовых схем на частоте 1.41 ГГц при контроле температуры в диапазоне 265–320 K и влажности в диапазоне 0–0.50 см3/см3. Получена зависимость объемной влажности солончака от коэффициента излучения, которая может быть использована для оценки засоленности почвы по данным дистанционного зондирования в микроволновом диапазоне. Изучено влияние температуры на диэлектрические и радиоизлучательные характеристики солончака. На зависимостях коэффициента излучения от температуры выделяются интервалы с разным поведением радиоизлучательных характеристик. Для каждого интервала установлены линейные зависимости коэффициента излучения солончака от температуры. Выявлены суточные вариации радиоизлучательных характеристик поверхности солончака. Показано, что радиоизлучательные характеристики солончака зависят от соотношения между температурой, влажностью и засоленностью. Изученные закономерности микроволнового излучения солончаков могут быть использованы при разработке методов радиофизического мониторинга засоленных почв.
Ключевые слова: комплексная диэлектрическая проницаемость, коэффициент излучения, микроволновый диапазон, засоленные почвы, минерализация, почвенный раствор

A. N. Romanov ''Influence of Water Content and Temperature on the Dielectric and Radio-Emitting Properties of the Salt Crust of Puffy Solonchak,'' Eurasian Soil Science, 52 (2), 171-179 (2019). doi: 10.1134/S1064229319020121

Архангельская Т. А., Хохлова О. С. Моделирование водного режима агрочерноземов под черным паром и кукурузой для двух контрастных по обеспеченности осадками вегетационных сезонов // Почвоведение. 2019. № 2. С. 204-211. doi: 10.1134/S0032180X19020023

Водный режим агрочерноземов (Chernozems) моделировали для двух участков на территории Воронежской опытной станции, на первом из которых с 1966 г. поддерживается монокультура кукурузы, на втором – бессменный черный пар. Использовали свободно распространяемый программный пакет HYDRUS-1D. Испарение на участке под черным паром и эвапотранспирацию на участке под кукурузой оценивали методом ФАО56. Расчеты проводили для вегетационных сезонов 2013 и 2014 гг., которые различались по обеспеченности осадками. При многолетней средней сумме осадков за май–сентябрь, равной 284 мм, суммы осадков за эти пять месяцев в 2013 и 2014 гг. составили 427 и 195 мм, при этом в июле 2014 г. выпало всего 2 мм осадков. На протяжении обоих расчетных периодов полученный водный режим агрочерноземов на двух участках различался. В слое 70–140 см влажность почвы под черным паром не опускалась ниже 0.25 см³/см³, под кукурузой – уменьшалась до 0.17 см³/см³. Наиболее сухие слои под кукурузой формировались на глубинах 70–120 см. На участке под черным паром суммарное физическое испарение с поверхности почвы за май–сентябрь 2014 г. превосходило поступившие за это время осадки. Под кукурузой суммарное испарение было меньше осадков, и более низкая влажность почвы на этом участке объясняется корневым водопотреблением, суммарная величина которого за май–сентябрь 2014 г. составила 23 см.
Ключевые слова: гидрология почв, корневое водопотребление, математическое моделирование,
ФАО56, HYDRUS-1D

T. A. Arkhangelskaya and O. S. Khokhlova ''Modeling Water Regime of Arable Chernozems under Bare Fallow and under Corn for Two Growing Seasons with Contrasting Precipitation,'' Eurasian Soil Science, 52 (2), 180-187 (2019). doi: 10.1134/S1064229319020029

Болотов А. Г., Шеин Е. В., Макарычев С. В. Водоудерживающая способность почв Алтайского края // Почвоведение. 2019. № 2. С. 212-219. doi: 10.1134/S0032180X19020035

Основную гидрофизическую характеристику (ОГХ) и некоторые физические и химические свойства (гранулометрический состав, плотность почв, содержание органического вещества и др.) исследовали для основных типов почв Алтайского края: черноземов южных засушливой степи, обыкновенных колочной степи (Haplic Chernozems) и выщелоченных предгорий Алтая (Luvic Chernozems (Pachic)), каштановых почв (Cambisols) сухой степи различного гранулометрического состава (всего 420 образцов различных почв и горизонтов). ОГХ определяли экспериментально центрифугированием и капилляриметрическим методом и аппроксимировали на основе уравнения ван Генухтена. Параметры аппроксимации использовали при гидрологических группировках почв, связанных с гранулометрическим составом, который утяжеляется от зоны супесчаных почв сухой степи к тяжелосуглинистым почвам предгорий Алтая. Гидрофизические параметры имеют недифференцированный тип распределения по профилю, соответствуют почвенным процессам гумусонакопления, естественного и антропогенного уплотнения. Увеличение параметра α, обратного величине давления барботирования, происходит при переходе от черноземов (Chernozem) предгорий Алтая к каштановым почвам (Cambisols) сухой степи. Определение данного гидрофизического параметра особенно важно при расчетах по оптимизации водно-воздушных условий в почвах при их орошении и вероятном переувлажнении. Количественное описание ОГХ в виде параметров аппроксимации позволило предложить физически обоснованные модели для практических гидрологических и мелиоративных расчетов для основных почв Алтая.
Ключевые слова: параметры модели ОГХ ван Генухтена, гранулометрический состав, давление барботирования

A. G. Bolotov, E. V. Shein, and S. V. Makarychev ''Water Retention Capacity of Soils in the Altai Region,'' Eurasian Soil Science, 52 (2), 187-192 (2019). doi: 10.1134/S1064229319020030

Биология почв

Макаров М. И. Роль микоризы в трансформации соединений азота в почве и в азотном питании растений (обзор) // Почвоведение. 2019. № 2. С. 220-233. doi: 10.1134/S0032180X19020102

Анализируется современное состояние вопроса о значении микоризного симбиоза в контролировании биогеохимического цикла азота в почвах и в азотном питании растений. Важная роль эрикоидной микоризы (ЭРМ) и эктомикоризы (ЭКМ) в обеспечении растений-хозяев азотом (N) в настоящее время общепризнана, но значение арбускулярной микоризы (АРМ) остается не вполне ясным. Экзоферменты, выделяемые в почву мицелием ЭРМ и ЭКМ, способствуют гидролизу высокомолекулярных азотсодержащих соединений органического вещества опада и почв до или аминокислот, с последующим их поглощением и транспортом в корневые системы растений. Грибы, образующие АРМ, не обладают или обладают очень ограниченной способностью выделять в почву гидролитические ферменты, способные разлагать высокомолекулярные органические соединения, поэтому они специализируются на поглощении неорганических форм N и аминокислот, которые появляются в почве в результате разложения высокомолекулярных азотсодержащих соединений сапротрофными микроорганизмами. Активность гидролитических экзоферментов и значение микоризы в азотном питании растений возрастают в условиях низкой обеспеченности минеральными соединениями N и уменьшаются при повышении их доступности, хотя могут быть и случаи конкурентных отношений между микоризными грибами и растениями-хозяевами за ограниченный ресурс. Изотопный состав N в растениях (δ¹⁵N) и фракционирование изотопа ¹⁵N между микоризными грибами и растениями-хозяевами рассматриваются как индикаторы участия микоризы в азотном питании растений.
Ключевые слова: симбиоз, органическое вещество почв, экзоферменты, азот, стабильные изотопы азота

M. I. Makarov ''The Role of Mycorrhiza in Nitrogen Nutrition of Plants: A Review,'' Eurasian Soil Science, 52 (2), 193-205 (2019). doi: 10.1134/S1064229319020108

Гончарова О. Ю., Матышак Г. В., Бобрик А. А., Тимофеева М. В., Сефилян А. Р. Оценка вклада корневого и микробного дыхания в общий поток СО2 из торфяных почв и подзолов севера Западной Сибири методом интеграции компонентов // Почвоведение. 2019. № 2. С. 234-245. doi: 10.1134/S0032180X19020059

В ходе исследований, проведенных в типичных биогеоценозах севера Западной Сибири, апробирован метод интеграции компонентов. Данный метод, примененный в модификации погоризонтного исследования, позволил не только оценить вклад различных источников в общий поток СО2 из почв, но и определить долевое участие в нем отдельных горизонтов. Для мерзлотной торфяной почвы (Hemic Cryic Histosol) вклад корневого дыхания составил 14 ± 3%, для подзола языковатого (Glossic Albic Rustic Podzol (Arenic)) – 29 ± 6%. Торфяная почва характеризуется высокими запасами углерода (сумма органического и неорганического) (26 кг С/м²), экстрагируемого углерода (С_экстр) (32 г C/м²) и микробного углерода (С_мик) (43 г C/м²). На верхний горизонт (ТО) приходится около половины профильного запаса С_мик и 100% запаса корней (до 300 г/м²), в нем зафиксирована максимальная активность микробиоты, он обусловливает более 70% всего потока СО₂ из деятельного слоя (в среднем 35 см) торфяной мерзлотной почвы. При невысоком запасе С (6 кг C/м²) подзол характеризуется значительными запасами С_мик (38 г C/м²) и очень высокой микробной активностью. Данное обстоятельство в сочетании с больш§м запасом корневой биомассы (до 3000 г/м²) и благоприятным температурным режимом обусловливает высокие величины как гросс продукции СО₂, так и его эмиссии с поверхности, в 3–5 раз превосходящие таковые для органогенных мерзлотных почв. Минеральный профиль подзола обеспечивает около 20% общего потока СО2 из профиля (в среднем 38 см).
Ключевые слова: базальное дыхание, эмиссия СО2, корневая биомасса, запасы углерода, многолетнемерзлые породы, Histosol, Podzol

O. Yu. Goncharova, G. V. Matyshak, A. A. Bobrik, M. V. Timofeeva, and A. R. Sefilyan ''Assessment of the Contribution of Root and Microbial Respiration to the Total Efflux of CO2 from Peat Soils and Podzols in the North of Western Siberia by the Method of Component Integration,'' Eurasian Soil Science, 52 (2), 206-217 (2019). doi: 10.1134/S1064229319020054

Деградация, восстановление и охрана почв

Ставрова Н. И., Калимова И. Б., Дроздова И. В., Алексеева-Попова Н. В., Баккал И. Ю. Долговременное послепожарные изменения характеристик почв в темнохвойных лесах Европейского Севера // Почвоведение. 2019. № 2. С. 246-256. doi: 10.1134/S0032180X19020138

Оценены изменения характеристик верхних горизонтов лесных почв в процессе послепожарного восстановления темнохвойных лесов. Исследования проведены в северотаежных лесах с давностью пожара от 8 до 400 лет на территории Кольского полуострова и в среднетаежных лесах с давностью пожара 70 и >500 лет на территории северного Предуралья (Печоро-Илычский государственный биосферный заповедник). Проанализированы образцы из 23 почвенных разрезов, заложенных на 18 пробных площадях. Определены актуальная кислотность, потери при прокаливании, содержание обменных форм K, Ca, Mg и подвижных форм Mn, Fe, Zn. Выявлены два рубежа (~80 и 160– 200 лет после пожара) и три основных периода послепожарной динамики характеристик верхних горизонтов почв. Установлено, что на рубеже около 80 лет после пожара уменьшается зольность лесной подстилки и концентрация Fe. Через 160–200 лет после пожара мощность лесной подстилки восстанавливается в среднем до 9.7 см (8.3–10.4 см); снижается величина pH, концентрации Ca, K и Mn. Сделан вывод о существенном изменении характеристик почв в процессе послепожарных сукцессий темнохвойных лесов Европейского Севера.
Ключевые слова: подзолы (Albic Podzols) подзолистые почвы (Albic Retisols), кислотность, элементный состав, послепожарная сукцессия, темнохвойные леса, северная тайга, средняя тайга

N. I. Stavrova, I. B. Kalimova, V. V. Gorshkov, I. V. Drozdova, N. V. Alekseeva-Popova, and I. Yu. Bakkal ''Long-Term Postfire Changes of Soil Characteristics in Dark Coniferous Forests of the European North,'' Eurasian Soil Science, 52 (2), 218-227 (2019). doi: 10.1134/S1064229319020133

    Скачать

Почвоведение №11, 2019

Генезис и география почв

Матинян Н. Н., Бахматова К. А., Горбунова В. С., Шешукова А. А. Почвы Павловского парка (Санкт-Петербург) // Почвоведение. 2019. № 11. С. 1285-1294. doi: 10.1134/S0032180X19110066

Изучены почвы Павловского парка (Санкт-Петербург) – крупнейшего пейзажного парка в Европе. Преобладающей почвообразующей породой являются озерно-ледниковые пески и супеси, а в долине р. Славянки – аллювиальные отложения. Выполнено крупномасштабное картографирование почвенного покрова основных районов парка, которое показало, что среди природных почв в парке доминируют дерново-подзолы иллювиально-железистые, среди антропогенно-преобразованных преобладают стратоземы серогумусовые, подстилаемые озерно-ледниковыми отложениями, и стратоземы серогумусовые на погребенных почвах. Ареалы урбостратоземов занимают наибольшую площадь в районе “Долина р. Славянки”. Мощность стратифицированной толщи стратоземов и урбостратоземов составляет 40–120 см. В парке преобладают почвы с кислой реакцией, кроме района Долина р. Славянки, где большинство почв имеет нейтральную и щелочную реакцию. Содержание органического углерода в поверхностных горизонтах почв Павловского парка – 0.9–4.4%. Большинство почв характеризуется пониженным содержанием подвижного калия, содержание подвижного фосфора отличается значительной вариабельностью. Результаты почвенного обследования могут послужить основой мониторинговых исследований и быть использованы при разработке мероприятий по сохранению и восстановлению насаждений парка.
Ключевые слова: дерново-подзолы, классификация почв, стратоземы, урбостратоземы, Albic Podzols, Hortic Anthrosols, Phaeozems

Демкина Т. С., Борисов А. В., Хомутова Т. Э. Сравнительная характеристика современных и погребенных почвенных комплексов в пустынно-степной зоне Волго-Донского междуречья // Почвоведение. 2019. № 11. С. 1295-1306. doi: 10.1134/S0032180X19110029

Проведены исследования древних (XXVII–XXVI вв. до н. э.) и современных почвенных комплексов на низкой и высокой надпойменных террасах р. Джурак-Сал и на водораздельном участке в пределах Сальско-Манычской гряды пустынно-степной зоны (юго-восток Восточно-Европейской равнины). Выполнены морфолого-генетические, физико-химические и микробиологические анализы почв. Установлено, что наиболее контрастные почвенные комплексы были развиты в эпоху бронзы на низких надпойменных террасах, наименее контрастные – на водораздельных участках. Микробные сообщества почв в погребенных и современных комплексах в меньшей степени зависели от особенностей проявления солонцового процесса. Суммарная численность микроорганизмов, растущих на почвенном агаре и использующих элементы питания из рассеянного состояния, растущих на нитритном агаре и потребляющих гумус, растущих на богатой среде и разлагающих растительные остатки, в погребенных и современных почвах довольно близка в пределах каждого ключевого участка, но существенно различается на разных элементах рельефа. При этом и в светло-каштановых почвах (Eutric Cambisols (Loamic, Protocalcic)), и в солонцах (Haplic Solonetz (Loamic, Cutanic, Ochric)) сохраняются закономерности в соотношении микроорганизмов разных трофических групп, отражающие климатические условия, имевшие место в древности и в настоящее время.
Ключевые слова: Сальско-Манычская гряда, Cambisols, Solonetz, курганы, эпоха бронзы, микробные сообщества

Химия почв

Пиковский Ю. И., Смирнова М. А., Геннадиев А. Н., Завгородняя Ю. А., Жидкин А. П., Ковач Р. Г., Кошовский Т. С. Нативные параметры углеводородного состояния почв различных биоклиматических зон // Почвоведение. 2019. № 11. С. 1307-1321. doi: 10.1134/S0032180X1911008X

Для получения характеристик нативной составляющей углеводородного состояния почв в разных биоклиматических зонах изучены репрезентативные почвенные разрезы на территории ВосточноЕвропейской равнины в пределах средней и южной тайги, лесостепи, полупустыни. Получены данные о содержании гексановых битумоидов, нормальных и изо-алканов (С14–С35), индивидуальных полициклических ароматических углеводородах (ПАУ, полиаренов) и удерживаемых почвой углеводородных газов. Установлено, что распределения концентраций параметров нативного углеводородного состояния автоморфных почв разных биоклиматических зон в количественном и качественном отношениях во многом сходны между собой. Для фоновых почв, формирующихся на водораздельных поверхностях, установлены следующие содержания характеристик нативных соединений: гексановый битумоид до 25 (часто менее 5) мг/кг, сумма 11 ПАУ, как правило, не выше 60 нг/г, сумма индивидуальных н-алканов не более 1 мкг/г. Полиарены представлены, в основном, наиболее легкими двух- и трехъядерными соединениями. Содержание удерживаемых почвой углеводородных газов отличается широкой вариабельностью. В 100% случаев распространен метан (от 1.8 до 3994 ppmv, в среднем без учета экстремума 5.14 ppmv). Несколько реже встречается этилен (0.04–54.5 ppmv, в среднем 4.1 ppmv). Более тяжелые газы-алканы встречаются еще реже и содержатся при их наличии в количестве от 0.02 до 4.09 ppmv (в среднем 0.53 ppmv).
Ключевые слова: битумоиды, полициклические ароматические углеводороды, алканы, удерживаемые углеводородные газы, подзолы (Albic Podzols), дерново-подзолистые почвы (Albic Retisols (Ochric)), серые лесные (Luvic Retic Greyzemic Phaeozems), каштановые почвы (Sodic Cambisols), черноземы (Haplic Chernozems)

Шамрикова Е. В., Кубик О. С., Денева С. В., Пунегов В. В. Состав водорастворимой фракции почв побережья Баренцева моря: органический углерод и азот, низкомолекулярные компоненты // Почвоведение. 2019. № 11. С. 1322-1338. doi: 10.1134/S0032180X19110108

В водных вытяжках из почв побережья Баренцева моря (Хайпудырская губа) методом высокотемпературного каталитического окисления с бездисперсионной ИК-регистрацией определено содержание органического углерода и общего азота, методами газовой хроматографии и хромато-массспектрометрии – содержание низкомолекулярных кислот, углеводов и спиртов. Массовая доля неорганического углерода измерена потенциометрическим, неорганического азота (N– N– ) – фотометрическим методом. В маршевых почвах (Tidalic Fluvisol (Arenic or Loamic, Epiprotosalic)) содержание = 0.1–0.8, = 0.01–0.05 г/кг, = + 0.01, = 7–21. Содержание индивидуальных компонентов не превышает 20 мг/кг, доля углеводов составляет 50–90, кислот – 10–50, спиртов – менее 3%. В торфяной толще тундровых почв (Cryic Histosol and Histic Cryosol) = 4–10, ~ 0.2 г/кг, =  25–56. В подстилочно-торфяных горизонтах выражено накопление индивидуальных компонентов гумуса, как и общего углерода растворимых органических соединений. Общая масса идентифицированных веществ составляет 200–300 мг/кг, 80–90% приходится на углеводы, 10–20% – кислоты, 0–9% – спирты. Установлена надмерзлотная аккумуляция (C_орг)Н₂О и (N-NH^₄)Н₂О. Обоснована возможность использования отношения органических форм углерода и азота водных экстрактов из почв, а также содержание низкомолекулярных органических соединений почв в качестве индикаторов процессов почвообразования на Крайнем Севере.
Ключевые слова: водные вытяжки из почв, углерод и азот органических соединений, кислоты, спирты, углеводы, почвы арктических побережий, Хайпудырская губа, гипоарктическая и галофитная растительность

Физика почв

Шеин Е. В., Позднякова А. Д., Сорокина Н. В., Дембовецкий А. В., Шваров А. П., Ильин Л. И. Теплофизические свойства торфозема на низинном торфе // Почвоведение. 2019. № 11. С. 1339-1345. doi: 10.1134/S0032180X1911011X

Температурный режим и зависимость температуропроводности от объемной влажности высокозольных торфоземов, развитых на древесном торфе, подстилаемых залежью травяного, осокового и древесного торфа (Sapric Drainic Histosols (Lignic)) Яхромской долины (Московская область) исследовали в полевых режимных наблюдениях и в лабораторных условиях на образцах ненарушенного сложения. Зависимости температуропроводности в лабораторных условиях определяли в процессе иссушения образца методом – Кондратьева (steady-state radial heat flow), а по полевым динамическим данным о суточном ходе температуры – методом решения обратной задачи (метод “тепловой волны”). Зависимости, полученные лабораторным и полевым методами, имели куполообразную форму, максимумы которых были близки (при 57–60% объемной влажности), но температуропроводность, полученная по полевым определениям была меньше в точке максимума в 1.2 раза. Учитывая дальнейшее использование зависимости в прогнозных математических моделях, аппроксимация кривых по методу Чанга и Хортона позволила оценить достоверность параметров аппроксимации и сравнить их. Ошибки аппроксимации по результатам лабораторного метода достоверно увеличивались с ростом измеряемой величины температуропроводности, что указывает на наличие систематической ошибки при лабораторном измерении температуропроводности от влажности, для полевого метода такого не отмечалось. Наличие систематической ошибки при лабораторных исследованиях предположительно связано с процессами усадки и паропереноса.
Ключевые слова: торфяные почвы, температуропроводность, тепловой режим, суточная динамика температуры почвы

Умарова А. Б., Сусленкова М. М., Ежелев З. С., Гасина А. И., Бутылкина М. А., Кокорева А. А. Гидросорбционные и микроструктурные характеристики почвенных субстратов разного генезиса и их изменение в составе урбаноземов // Почвоведение. 2019. № 11. С.1346-1356. doi: 10.1134/S0032180X19110121

Исследовали почвенные субстраты, которые вошли в состав модельных конструктоземов разного строения, созданных на территории МГУ им. М.В. Ломоносова в 2012 г. Изучали слоистую почвенную конструкцию, состоящую из последовательно расположенных слоев Апах–торф–песок–Апах общей мощностью 30 см, и конструкцию, состоящую из смеси перечисленных горизонтов мощностью 18 см, подстилаемой 12-сантиметровым слоем гор. Апах. Контролем служил вариант, верхний слой которого полностью состоял из гомогенизированного гор. Апах. Методом гигроскопического равновесия над насыщенными растворами солей получены изотермы десорбции воды исходных почвенных субстратов и образцов, отобранных из конструктоземов в 2016 году. Рассчитаны параметры аппроксимации изотерм и значения полной удельной поверхности по БЭТ. Выявлено смещение изотерм десорбции воды гор. Апах в сторону меньших значений влажности в зависимости от глубины его расположения в профиле конструктоземов и свойств пограничных слоев. Это привело к уменьшению величины полной удельной поверхности на 20–50% от значений 2012 г. Резкое снижение сорбции отмечено для торфа слоистого варианта конструктоземов, в котором медианное значение полной удельной поверхности сократилось с 560 до 162 см²/г, а максимальная гигроскопичность – с 57.8 до 20.96%. С помощью метода электронной микроскопии обнаружена отчетливая сомкнутая микроагрегированность пахотного горизонта, который к 2016 г. на поверхности варианта 2 приобрел более рыхлое сложение. В торфяном субстрате поверхность твердой фазы внешне представляла собой аморфную массу со сглаженным рельефом, светлая окраска которой свидетельствовала об ее органической природе. Образцы торфа к 2016 г. практически лишились аморфного покрытия, обнажилась пористая ячеистая поверхность, рельеф которой соответствует поверхности фрагментов растительных останков. Уменьшение сорбционных характеристик на фоне увеличении шероховатости и усложнения рельефа поверхности большинства исследованных субстратов свидетельствует о высокой сорбционной способности поверхностных образований органической природы, покрывавших микроагрегаты, элементарные почвенные частицы и частицы торфа.
Ключевые слова: изотермы десорбции, почвенные субстраты, урбаноземы, физические свойства почв, электронная микроскопия, поровое пространство почв, удельная поверхность почв

A. Yanagawa, H. Fujimaki, U. Jamsran, T. Okuro, K. Takeuchi Effects Of Changes In Soil Hydraulic Properties After Crop Abandonment On Co-Occurring Perennial Species In A Semi-Arid Grassland In Mongolia // Eurasian Soil Science. 2019. № 11. опубликована только в английской версии

Crop abandonment is a factor responsible for soil degradation in semi-arid regions. The effects of crop abandonment on soil restoration may depend on soil properties and climatic conditions of an area. In particular, soil hydraulic properties affect the vegetation recovery process. The objective of this study was to investigate the succession changes in water flow as a result of changes in soil hydraulic properties after crop abandonment under drought and non-drought conditions, and under water uptake by co-occurring perennial plants to clarify the observation that typical perennial grass species are seldom observed in abandoned fields. Soil hydraulic properties were measured in croplands which had been abandoned for different periods (2, 9, and 18 years ago) and in a grazed grassland site (control site). Hydrological processes in the soil profiles were simulated with soil hydraulic properties under drought and non-drought summer conditions with water uptake from perennial grass species. Suctioning the surface soils increased with the period of abandonment, with this trend being particularly obvious in a drought year. Soil water appears to be restricted in the later succession stage of abandoned fields and in grazed grassland for drought-tolerant plants. Dry soil and climate conditions are important factors determining the intrusion of the typical perennial grass, Stipa krylovii, into degraded abandoned fields. A water availability with low pressure (plant can use with low pressure) made difficult the intrusion of typical perennial grasses to abandoned cropland. This abiotic relation between soil hydraulic properties and climate conditions may play an important role for plant succession in abandoned cropland.
Keywords: unsaturated hydraulic conductivity, water restoration

Zong-chao Li, Xia Hu, Xiao-yan Li, Yong-mei Huang, Xiu-chen Wu, Pei Wang, Lian-you Liu Quantification of soil macropores of different slope positions under alpine meadow using computed tomography in the Qinghai Lake Watershed, NE Qinghai–Tibet Plateau // Eurasian Soil Science. 2019. № 11. опубликована только в английской версии

Soil macropores largely control fluid and solute transport and the runoff processes on the slopes. However, the characterization of soil macropores for different slope positions under alpine meadow conditions remains scarce, especially in the Qinghai Lake watershed. The objective of this study was to visualize and quantify the macropore characteristics of soils at different slope positions (i.e., the upper, middle and bottom slopes) in an alpine meadow in the Qinghai Lake watershed using X-ray computed tomography (CT). Nine soil cores (0-40 cm deep) were collected from the upper, middle and bottom slopes with three replicates per position, and cores were scanned with a GE HISPEED FX/I Medical Scanner. Macroporosity, length density, node density and tortuosity within the 40 cm soil profile were interpreted from the CT data to analyse the soil architecture. The results showed that the macroporosity decreased from the upper slope to the bottom slope. The macroporosity of soil on the upper slope was 50 times greater than that on the bottom slope, which can be attributed to the gravel in the former soil. The large number of continuous macropores and cracks concentrated in the deep soil layers (200-350 mm) of the upper slope can be attributed to the gravel layer. Most of the soil macropores under the middle and bottom slopes were distributed in the surface soil (0-150 mm), which can be attributed to the “mattic epipedon”. The soil macropores in the bottom slope, due to the well-developed root system, were more continuous and tubular than those in soils of the upper and middle slopes. It is expected that water can move preferentially through soil macropores on the upper and middle slopes compared to the bottom slope. Furthermore, due to its relatively low macroporosity the soil of the bottom slope contributes more to surface flow than those of middle and upper slopes.
Keywords: soil macropore, X-ray CT, slope position, alpine meadow, water

M. Hachimi, A. Maslouhi, H. Qanza, K. Tamoh Numerical methods for estimating the soil hydraulic properties and the wetting front into the soil // Eurasian Soil Science. 2019. № 11. опубликована только в английской версии

The unsaturated zone in the soil generally plays an important role in the transfer of water and pollutants in the underground environment. To simulate the water flow in this area, the relationships that express the variations of the water content and the hydraulic conductivity of the soil as a function of the pressure must be defined. In this context, the determination of hydrodynamic parameters constitutes an essential step for any study of the water and solutes transfers in the unsaturated zone. The purpose of this article is to identify the soil hydrodynamic parameters by direct method and inverse methods, from the infiltration data by using the disc infiltrometer. These two methods of characterization were applied on two plots: a plot of R'mel, sandy soil, and a M'risa plot, clay-loamy soil in northern Morocco. The results of the analytical and numerical modeling reproduced correctly the experimental measurements. A performance analysis of the models used was implemented to study the reliability of the estimated parameters. The values of RMSE ≈ 0.20 and R² ≈ 0.90 show that the inverse method remains a robust and accurate method for determining the soil hydrodynamic parameters compared to other conventional methods.
Keywords: Unsaturated soil, Infiltration, Hydraulic parameters, modeling, Loukkos Basin

Биология почв

Никитин Д. А., Чернов Т. И., Железова А. Д., Тхакахова А. К., Никитина С. А., Семенов М. В., Ксенофонтова Н. А., Кутовая О. В. Сезонная динамика биомассы микроорганизмов в дерновоподзолистой почве // Почвоведение. 2019. № 11. С. 1356-1364. doi: 10.1134/S0032180X19110078

Проведена оценка сезонной динамики структуры микробной биомассы в залежной дерново-подзолистой почве (Eutric Albic Retisol (Loamic, Ochric)) методом люминесцентной микроскопии. Образцы почв ежемесячно отбирали из трех почвенных горизонтов (P – глубина отбора 5–15 см, BЕL – 30–40 см, ВT2 – 50–60 см) с марта 2017 по февраль 2018 гг. на территории стационара “Ельдигино” (Московская область). Параллельно с определением микробной биомассы проводили измерения температуры и влажности почвы. Во все сроки отбора в составе микробной биомассы доминировали грибы (до 93%). Минимальная численность и биомасса всех групп микроорганизмов приходится на период с ноября по март. В мае происходило увеличение биомассы прокариот в 2–3 раза, максимальные значения наблюдались в августе и сентябре. Длина мицелия актиномицетов была наибольшей в месяцы с низкой влажностью почвы: в июле и августе. Максимумы биомассы грибов выявлены в июле и сентябре. Сезонное изменение микробной биомассы было наиболее сильным в верхнем горизонте P и сглаженным – в горизонтах BEL и BT. С помощью регрессионного анализа выявлено значимое влияние факторов температуры и глубины отбора на показатели биомассы грибов и прокариот. Полученные результаты свидетельствуют о значительных сезонных вариациях биомассы почвенной микробиоты, которые следует учитывать при сравнении образцов, отобранных в разное время года.
Ключевые слова: бактерии, грибы, актиномицеты, залежь, люминесцентная микроскопия, Eutric Albic Retisol

Агрохимия и плодородие почв

Васбиева М. Т. Влияние длительного применения органических и минеральных удобрений на динамику содержания органического углерода и азотный режим дерново-подзолистой почвы // Почвоведение. 2019. № 11. С. 1365-1372. doi: 10.1134/S0032180X19110133

Изучено влияние длительного применения органических и минеральных удобрений на динамику, содержание органического углерода и азотный режим дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы (Eutric Albic Retisols (Abruptic, Loamic, Aric)) многолетнего стационарного опыта, заложенного в Пермском крае в 1976 г. Длительное (около 40 лет) возделывание сельскохозяйственных культур сопровождалось небольшим уменьшением содержания органического углерода с 1.28 до 1.13%. Внесение навоза крупного рогатого скота в дозе 40 т/га и минеральных удобрений NРК (I ротация – N120P120K120, II ротация – N90P90K90, III–V ротации – N60P60K60) замедлило процессы минерализации органического вещества, но не компенсировало их полностью. Внесение осадков сточных вод в дозе 40 т/га 1 раз в ротацию полевого семипольного севооборота позволило поддерживать содержание органического углерода в почве на исходном уровне. Для оценки качественного состава азота почвы использовали метод кислотного гидролиза. Внесение навоза достоверно повысило в почве содержание трудногидролизуемой, легкогидролизуемой и минеральной фракций азота в 1.1–1.4 раза. Длительное применение осадков сточных вод значительно увеличило в почве содержание общего азота и всех его фракций в 1.1–1.6 раза. Внесение минеральных удобрений способствовало достоверному увеличению содержания общего, легкогидролизуемого и минерального азота в 1.1–1.4 раза. Максимальное положительное влияние на содержание органического углерода и азотный режим наблюдали при длительном применение органических удобрений по фону минеральных. Относительное содержание фракций азота в почве осталось стабильным, что свидетельствует об устойчивости азотного фонда почвы во времени.
Ключевые слова: осадки сточных вод, общее содержание азота, фракционный состав азота, полевой семипольный севооборот
Мелиорация почв

Семендяева Н. В., Добротворская Н. И., Елизаров Н. В. Вторичное засоление химически мелиорированных солонцов и его последствия // Почвоведение. 2019. № 11. С. 1373-1382. doi: 10.1134/S0032180X19110091

В полевом стационарном опыте, заложенном в 1986 г., на солонцах корковых гидроморфных Барабинской равнины во влажном 2013 г. при резком поднятии уровня грунтовых вод с 250 до 50 см зафиксировано вторичное засоление. В профиле почв установлено увеличение содержания легкорастворимых солей и величины рН. Изменился характер засоления. В почвенном поглощающем комплексе возросло содержание обменного натрия. После снижения уровня грунтовых вод происходило рассоление мелиорированных солонцов и частичное восстановление положительного действия гипса. При этом в почвенном поглощающем комплексе контрольного варианта преобладали катионы Mg²⁺, а в мелиорированных солонцах Ca²⁺. Данный процесс необходимо учитывать при мелиорации солонцов в производстве, так как положительный эффект гипсования сохраняется после вторичного засоления. Ключевые слова: грунтовые воды, состав поглощенных оснований, Salic Gleyic Solоnetz, Sodic Soil

Деградация, восстановление и охрана почв

Гордиенко О. А., Манаенков И. В., Холоденко А. В., Иванцова Е. А., Картографирование и оценка степени запечатанности почв города Волгограда // Почвоведение. 2019. № 11. С. 1383-1392. doi: 10.1134/S0032180X19110054

Изложены результаты картографирования и оценки степени запечатанности почв города Волгограда (Российская Федерация). В основе картографирования почвенного покрова лежат результаты дешифрирования космоснимков с последующим уточнением в рамках полевых исследований на 35 участках в пределах различных функциональных зон города. Также по результатам дешифрирования космоснимков на территории функциональных зон выделяли поверхности со степенью запечатанности (0–99%), включая покрытие почвенного покрова постройками и дорогами. Для обработки полученных данных применяли программное обеспечение MapInfoProfessional 10.0. По результатам проведенных картографических исследований впервые для обновленных границ города рассчитаны площади отдельных типов почв и почвенных комбинаций естественного и антропогенного происхождения, дана расчетная оценка степени их запечатанности. Преобладающими (25.86%) типами естественных почв для территории г. Волгограда являются каштановые почвы различного гранулометрического состава и степени солонцеватости [23] (Cambisols и Cambisols (Sodic)) и естественных поверхностно-преобразованных агроземов текстурно-карбонатных (Cambisols (Aric), Cambisols (Aric, Sodic)) 18.67%. Антропогенно-преобразованные представлены широким спектром почв, включая экранированные почвы (Ekranic Technosols), урбостратоземы (Urbic Technosols), в том числе химически загрязненные (Technosols (Toxic)), а также квазиземы (Urbic Technosols). Установлена приуроченность антропогенно-измененных почв к восточной части города, а естественных почв к западным территориям. Суммарное расчетное значение доли запечатанных поверхностей составляет 18% от площади г. Волгограда, что установлено на оценке показателя для отдельных функциональных зон города и сложившегося режима использования территории. Полученные результаты могут быть востребованы для решения задач территориального планирования в рамках существующих функциональных зон, и при реализации работ по озеленению и прочему благоустройству городской территории.
Ключевые слова: городские почвы (Urban Soil), запечатанные почвы (sealed soils), урбостратоземы (Urbic Technosols), каштановые типичные (Cambisols), каштановые солонцеватые (Cambisols (Sodic)), агроземы текстурно-карбонатные (Cambisols (Aric), Cambisols (Aric, Sodic))

Десяткин Р. В., Десяткин А. Р. Влияние увеличения глубины деятельного слоя почвы на изменение водного баланса в криолитозоне // Почвоведение. 2019. № 11. С. 1392-1402. doi: 10.1134/S0032180X19110030

В криолитозоне под влиянием межгодовой динамики глубины летнего протаивания почв верхний слой многолетней мерзлоты периодически оттаивает и становится частью почвенного профиля. При этом временами находящийся то в мерзлом, то в талом состоянии горизонт, имеющий мощность несколько десятков сантиметров, отличается повышенной льдистостью (влажностью). Этот залегающий между нижней границей деятельного слоя и подземных льдов горизонт называется “защитным слоем” и представляет собой своеобразный буфер, предохраняющий ледовый комплекс от оттаивания из-за его высокой льдистости. Изучение влажности с помощью почвенно-режимных и балансовых методов показало, что в “защитном слое” многолетнемерзлых песчаных и суглинистых пород (глубина 1.5–5 м) под разными типами лесов Центральной Якутии в каждом 10-сантиметровом слое мерзлых грунтов содержится от 25 до 60 мм (в среднем 30 мм) влаги. Увеличение мощности сезонного протаивания мерзотных почв в условиях глобальных изменений и антропогенного влияния (лесные пожары, уничтожение лесного покрова и т.д.) вызывает деградацию защитного слоя. Показано влияние увеличения глубины сезонного протаивания почв в условиях глобальных изменений климата на увеличение обводненности территорий мерзлотных областей за счет освобождения консервированной многолетней мерзлотой влаги в защитном слое. Выявлено, что при увеличении глубины сезонного протаивания почвы происходит освобождение из мерзлых пород защитного слоя значительного объема законсервированной мерзлотой влаги, которое приводит к изменению водного баланса территорий криолитозоны. Как показывают расчеты, при увеличении глубины сезонного протаивания почвы на 20–30 см водораздельных территорий объем влаги из мерзлых грунтов, поступающий в бассейн близлежащих аласов и рек, оценивается в 60000–90000 м³/км². Полученные результаты могут быть использованы при моделировании и прогнозе динамики природной среды криолитозоны при глобальных изменениях климата.
Ключевые слова: мерзлотные почвы, защитный слой, почвенная влага, Cryosol

Сапожников П.М, Оглезнева А. К., Филиппова Ю. Н., Конюшкова О. Д. Дифференциация земель сельскохозяйственного назначения агроландшафтов Тюменской области по кадастровой стоимости // Почвоведение. 2019. № 11. С. 1403-1410. doi: 10.1134/S0032180X19090077

Кадастровая стоимость сельскохозяйственных угодий Тюменской области изменяется от 2900 руб./га у торфяно-подзолистых почв до 69300 руб./га у черноземов обыкновенных. В условиях развития процессов осолодения и осолонцевания снижение кадастровой стоимости черноземов может достигать от 50 до 90%. Кадастровая стоимость подзолистых, дерново-подзолистых и серых лесных почв не превышает 10000 руб./га. Кадастровая стоимость лугово-черноземных и луговых почв составляет соответственно 41200 и 25700 руб./га. Показана чувствительность подходов расчета кадастровой стоимости к различным почвенно-географическим условиям.
Ключевые слова: нормативная урожайность, нормативные затраты, рыночные цены

    Скачать