Генезис и география почв

Горячкин С. В., Мергелов Н. С., Таргульян В. О. Генезис и география почв экстремальных условий: элементы теории и методические подходы // Почвоведение. 2019. № 1. С. 5-19. doi: 10.1134/S0032180X19010040

Экстремальные условия среды, например, в Арктике, Антарктиде, высокогорьях, экстрааридных пустынях, а также связанные с токсичными или бедными по содержанию питательных элементов субстратами, мелководьями, интенсивными антропогенными воздействиями, специфической атмосферой или ее отсутствием во внеземных системах, приводят к формированию почв и солоидов (почвоподобных тел), которые не могут быть адекватно описаны, а их генезис удовлетворительно объяснен в рамках традиционного докучаевского почвоведения и географии почв. Предлагается новое научное направление – генезис и география почв экстремальных условий (extreme pedology), требующее своей теории, понятийного аппарата и методологической основы. Оно основано на положении, что почвы и солоиды могут развиваться в экстремальных условиях, как при недостатке, так и при избытке ресурсов. В первом случае мощность солоидов составляет первые миллиметры, а во втором формируются многометровые почвоподобные тела. Выделяются различные классы экстремальности почв и солоидов: факторная, режимно-функциональная и хорологическая (внеареальная) экстремальность. Поведение экстремальных объектов во времени и характер педогенной записи в них могут иметь как специфические, так и общие с нормальными почвами черты. Морфоаналитическое изучение почв и солоидов экстремальных условий требует применения современных методических подходов и научного оборудования.

Ключевые слова: пустыни, полярные области, высокогорья, пещерные почвоподобные тела, эндолиты, внеземные почвоподобные тела, антропогенные почвы, коры выветривания

S. V. Goryachkin, N. S. Mergelov, and V. O. Targulian ''Extreme Pedology: Elements of Theory and Methodological Approaches,'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 1-13 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010046

 

Смирнова М. А., Геннадиев А. Н. Количественная оценка разнообразия почв Арктики и Субарктики России (по картографическим данным) // Почвоведение. 2019. № 1. С. 20-31. doi: 10.1134/S0032180X19010143

Проведена количественная оценка разнообразия компонентов почвенного покрова Арктики и Субарктики, отраженного на Почвенной карте России М 1 : 2500000 в границах почвенных равнинных и горных округов по Карте почвенно-экологического районирования того же масштаба. Для каждого почвенного округа (всего 60) рассчитаны средние, минимальные и максимальные размеры почвенных ареалов, индексы богатства (количество ареалов и классификационных выделов), видового богатства (Маргалефа, Менхиника), доминирования (Бергера-Паркера, Макинтоша, Симпсона), сложности почвенного покрова (индекс дробности, коэффициент сложности), разнообразия (Шеннона, нормированный индекс Шеннона, Джини-Симпсона), латеральной дифференциации и проведена суммарная оценка разнообразия, учитывающая данные по всем рассчитанным индексам. При расчете индексов использованы следующие количественные характеристики почвенного покрова: число почвенных ареалов, классификационных выделов, длины границ, площади ареалов (в том числе средние и максимальные значения) и их соотношение. Показано, что уровень почвенного разнообразия увеличивается при переходе от зоны арктических почв к подзоне арктотундровых почв субарктики и сопровождается увеличением размеров почвенных ареалов. Печорско-Карский, Мезенско-Чешский и Нижнеенисейский равнинные округи, Корякский, Анадырский и Пекульнейско-Искатеньский горные округи характеризуются максимальным почвенным разнообразием, Южно-новоземельские горные и равнинные округа – минимальным.

Ключевые слова: структура почвенного покрова, арктические почвы (Haplic Cryosols), арктотундровые почвы (Haplic Cryosols), тундрово-глеевые почвы (Histic Cryosols), педоразнообразие

M. A. Smirnova and A. N. Gennadiev ''Quantitative Evaluation of Pedodiversity in the Russian Arctic and Subarctic (by Cartographic Data),'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 14-24 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010149

 

Герасимова М. И. Классификация почв России: путь к следующей версии // Почвоведение. 2019. № 1. С. 32-42. doi: 10.1134/S0032180X19010027

Чтобы оценить масштаб загрязнения почв антропогенным свинцом необходимо найти для сравнения незагрязненный аналог современных почв. В этом качестве предложено использовать палеопочву, погребенную под двухметровым курганом бронзового века и защищенную им от атмосферных выпадений в течение 4500 лет. Сопоставлены содержания и изотопный состав подвижного и валового свинца в погребенной и современных (придорожной и удаленной от источников свинца) почвах. Явные признаки антропогенного загрязнения выявлены в верхнем горизонте придорожной почвы в пределах 10 м от автомагистрали. К ним относятся повышенные абсолютные содержания всех форм свинца, высокое относительное содержание подвижных форм, высокие отношения Pb к Ti, Zr, Y, а также близость изотопного состава свинца почвы к составу свинца современных атмосферных аэрозолей и российского бензина. Существенных различий в общем содержании или изотопном составе валового свинца верхних горизонтов современной удаленной от дорог и погребенной почв не выявлено. Однако некоторые признаки антропогенного воздействия можно наблюдать при анализе подвижных форм свинца, составляющих небольшую часть от его общего содержания.

Ключевые слова: свинец в атмосферных выпадениях, свинец в почвах, свинец в палеопочвах, формы свинца в почвах, антропогенный свинец, стабильные изотопы свинца, палеоэкологические реконструкции

M. I. Gerasimova ''Russian Soil Classification System: Towards the Next Approximation,'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 25-33 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010022

Химия почв

Пампура Т. В., Демкин В. А., Мейли М., Холм К., Кандодап ф., Пробст А. Погребенные палеопочвы как фоновые объекты для оценки уровня загрязнения свинцом современных почв Нижнего Поволжья // Почвоведение. 2019. № 1. С. 43-60. doi: 10.1134/S0032180X19010118

Чтобы оценить масштаб загрязнения почв антропогенным свинцом необходимо найти для сравнения незагрязненный аналог современных почв. В этом качестве предложено использовать палеопочву, погребенную под двухметровым курганом бронзового века и защищенную им от атмосферных выпадений в течение 4500 лет. Сопоставлены содержания и изотопный состав подвижного и валового свинца в погребенной и современных (придорожной и удаленной от источников свинца) почвах. Явные признаки антропогенного загрязнения выявлены в верхнем горизонте придорожной почвы в пределах 10 м от автомагистрали. К ним относятся повышенные абсолютные содержания всех форм свинца, высокое относительное содержание подвижных форм, высокие отношения Pb кTi, Zr, Y, а также близость изотопного состава свинца почвы к составу свинца современных атмосферных аэрозолей и российского бензина. Существенных различий в общем содержании или изтопном составе валового свинца верхних горизонтов современной удаленной от дорог и погребенной почв не выявлено. Однако некоторые признаки антропогенного воздействия можно наблюдать при анализе подвижных форм свинца, составляющих небольшую часть от его общего содержания.

Ключевые слова: свинец в атмосферных выпадениях, свинец в почвах, свинец в палеопочвах, формы свинца в почвах, антропогенный свинец, стабильные изотопы свинца, палеоэкологические реконструкции

T. V. Pampura, M. Meili, K. Holm, F. Candaudap, and A. Probs ''Buried Paleosols as Reference Objects for Assessing the Current Level of Soil Pollution with Lead in the Lower Volga Steppes,'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 34-49 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010113

Физика почв

Иванов А. Л., Шеин Е. В., Скворцова Е. Б. Томография порового пространства почв: от морфологической характеристики к структурно-функциональным оценкам // Почвоведение. 2019. № 1. С. 61-69. doi: 10.1134/S0032180X19010064

Обсуждается развитие томографических исследований почвенных пор в российском почвоведении в 2011–2018 гг. Показано, что за этот период пройден путь от качественного исследования пор в некоторых почвах европейской территории России до количественной функциональной оценки порового пространства на основе трехмерных томографических моделей. Выделено 3 этапа томографических исследований почвенных пор: 1 – проведение качественного анализа порового пространства как пространственно-геометрического показателя почвенной структуры и как самостоятельного компонента морфологического строения почвы; 2 – получение количественных морфометрических данных о форме, размерах и ориентации пор и сопоставление томографических данных о порах с физическими исследованиями; 3 – использование томографических расчетных параметров в изучении важных для теоретического и практического почвоведения гидрологических и физико-механических свойств почв. Исследования последних лет сосредотачиваются на оценке связи томографических параметров порового пространства с традиционными гидрологическими константами, на возможности расчета ОГХ и функции влагопроводности по томографическим параметрам почвенного порового пространства, а также на количественной оценке и прогнозе деградации почв по томографическим данным. Решение указанных задач позволит объяснить физические явления, лежащие в основе гидрологических характеристик почв, а также обосновать использование томографических показателей в практическом почвоведении, гидрологии и агрофизике.

Ключевые слова: морфология, микроморфология, микроморфометрия, трехмерные модели пор,
гидрологические свойства, почвенные функции

A. L. Ivanov, E. V. Shein, and E. B. Skvortsova ''Tomography of Soil Pores: from Morphological Characteristics to Structural–Functional Assessment of Pore Space,'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 50-57 (2019). doi: 10.1134/S106422931901006X

Биология почв

Маслов М. Н., Маслова О. А., Ежелев З. С. Микробиологическая трансформация органического вещества в нефтезагрязненных тундровых почвах после рекультивации // Почвоведение. 2019. № 1. С. 70-78. doi: 10.1134/S0032180X19010106

Рассмотрено влияние нефтяного загрязнения торфяно-глеезема (Histic Cryosol) при аварии 1994 г. на современные показатели биологической активности. Несмотря на проведение комплекса механических (сбор нефти), физико-химических (промывка на специальных установках) и агротехнических (внесение удобрений, вспашка, высев трав) приемов рекультивации, остаточное содержание углеводородов нефти в почвах может достигать высоких значений. Нарушение естественного торфянистого горизонта почв при проведении рекультивационных работ приводит к сокращению респираторной активности почв, а также потенциальной скорости потребления субстратов, растительных остатков и водорастворимого органического вещества почв, что способствует уменьшению скорости оборота углерода.

Ключевые слова: дыхание почвы, микробная биомасса, торфяно-глеезем, Histic Cryosls, загрязнение наземных экосистем, рекультивация, Большеземельская тундра

M. N. Maslov, O. A. Maslova, and Z. S. Ezhelev ''Microbiological Transformation of Organic Matter in Oil-Polluted Tundra Soils after Their Reclamation,'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 58-65 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010101

Минералогия и микроморфология почв

Хитров Н. Б., Варламов Е. Б. Региональное разнообразие минералогического состава солонцов России // Почвоведение. 2019. № 1. С. 79-96. doi: 10.1134/S0032180X19010088

Качественно и количественно охарактеризовано разнообразие минералогического состава ила (<1 мкм) почвообразующих пород (гор. BC и C), надсолонцовых (гор. SEL) и солонцовых (гор. BSN) горизонтов солонцов разных регионов Восточно-Европейской равнины и Западно-Сибирской низменности. Содержание смектитовой фазы (1.7 нм) (СМ), гидрослюд (1.0 нм) (ГС) и суммы каолинита и хлорита (0.7 нм) рассчитано по методике Бискайя для всех образцов. Использовано содержание и минералогический состав илистой фракции 394 образцов почвенных горизонтов из 71 профиля солонцов. Получены эмпирические статистические кумулятивные и дифференциальные распределения содержания глинистых минералов. Оценена частота встречаемости разных вариантов профильного распределения минералов в солонцах. Установлено, что солонцы не имеют единого варианта профильного распределения глинистых минералов за счет разных минералогического состава пород и условий почвообразования. В солонцах чаще других встречалось элювиально-иллювиальное распределение содержания гидрослюд в процентах от почвы. Частота этого варианта варьировала от 25 до 65% в отдельных группах и составляла 57% в общей выборке. Традиционно считается главным элювиально-иллювиальное распределение содержания смектитовой фазы в почве. В действительности его частота варьирует от 10 до 30% в отдельных выборках и составляет всего 20% в общей.

Ключевые слова: глинистые минералы, смешанослойные слюда-смектитовые образования, гидрослюды, каолинит, хлорит

N. B. Khitrov and E. B. Varlamov ''Regional Diversity of Mineralogical Composition of Solonetzes in Russia,'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 66-82 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010083

 

Голубцов В. А., Хохлова О. С., Черкашина А. А. Карбонатные ризолиты в дюнных песках долины реки Белой ( верхнее Приангарье) // Почвоведение. 2019. № 1. С. 97-108. doi: 10.1134/S0032180X19010039

Представлены результаты исследования карбонатных ризолитов, сформированных в дюнных песках раннеголоценового возраста в долине р. Белой. Новообразования характеризуются крупными размерами (диаметром от 2 до 7 см и длиной около 1 м), что связано с высоким содержанием карбонатов во вмещающих отложениях и длительностью формирования ризолитов. Морфология, минералогический и изотопный состав новообразований свидетельствуют об их формировании в результате жизнедеятельности корней и корнеобитающих микроорганизмов. Перераспределение карбонатов из вмещающих отложений и их концентрация в непосредственной близости от корней привели к возрастанию их содержания здесь до величин более 30%. По мере удаления от корней количество карбонатов снижается до 10–12%, обуславливая концентрическое строение ризолитов. В поперечном срезе новообразований четко выделяются центральная и периферическая части. В центральных частях карбонатное вещество полностью перекристаллизовано и представлено чистым кальцитом с незначительными включениями кварца и полевых шпатов. Периферия ризолитов представлена грубозернистым силикатным материалом, слабо сцементированным “мостиками” из глинисто-карбонатной плазмы. Значения δ13С карбонатов варьируют от –7.4 до –1.5‰ и возрастают от внутренних к внешним слоям новообразований, что обусловлено степенью перекристаллизации первичных карбонатных минералов – максимальной в центре и значительно уменьшающейся к периферии. Значение δ13С органического вещества ризолитов при этом составляет –22.15‰, указывая на формирование новообразований вокруг корней С3-растительности. Величины δ18О карбонатного вещества ризолитов изменяются от –10.34 до –11.99‰, демонстрируя тренд к обогащению 18О от внутренних к внешним слоям. Расчет среднегодовых температур с использованием величин δ18О внутренних слоев новообразований, полностью сложенных вторичными карбонатами, показал значительные отклонения температур во время формирования ризолитов от современных. Радиоуглеродный возраст карбонатной цементации новообразований (7160 ± 100 кал. л. н.) несколько меньше возраста вмещающих отложений. Органические остатки из центральных частей ризолитов значительно моложе – 1770 ± 40 кал. л. н., что объясняется привносом по полостям новообразований органического вещества почв, сформированных выше и растительной биомассы, не вызывавшим, по-видимому, загрязнение карбонатной составляющей новообразований более молодым углеродом.

Ключевые слова: педогенные карбонатные новообразования, микроморфология, состав стабильных изотопов, 14С-датирование

V. A. Golubtsov, O. S. Khokhlova, and A. A. Cherkashina ''Carbonate Rhizoliths in Dune Sands of the Belaya River Valley (Upper Angara Region),'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 83-93 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010034
Агрохимия и плодородие почв

Кудеяров В. Н. Почвенно-биогеохимические аспекты состояния земледелия в Российской Федерации // Почвоведение. 2019. № 1. С. 109-121. doi: 10.1134/S0032180X1901009X

Рассмотрен почвенно-биогеохимический аспект современного состояния земледелия Российской Федерации. Перестройка производственных отношений в сельскохозяйственном секторе России привела к структурным изменениям аграрного землепользования. Выведенные из сельскохозяйственного оборота десятки миллионов гектаров пахотных угодий перешли в разряд залежных земель, подвергшихся зарастанию луговой и древесной растительностью. Это в свою очередь изменило характер формирования биологической продуктивности и ее состав на сельскохозяйственных угодьях в целом. Сокращение пахотных угодий и перевод их в залежное состояние существенно нарушило баланс углерода. Земледелие в целом из чистого источника С-СО2 в начале 90-х годов превратилось в чистый накопитель (секвестор) С-СО2 в размере около 20 млн т С-СО2/год. Этот факт можно рассматривать как вклад земледелия России в выполнение глобальной задачи международной программы “4 промилле” по накоплению углерода в почвах, используемых в сельском хозяйстве. Изменения структуры земельных угодий с одновременным резким сокращением применения всех видов удобрений вызвали превалирование биогеохимических потоков питательных элементов (N, P, K) из пахотных почв на урбанизированные территории. Дефицитный баланс питательных веществ означает, что в сельскохозяйственном производстве в значительной степени не реализуется почвенно-климатический потенциал и потенциал других факторов повышения продуктивности земледелия, таких как сорт, химические средства защиты растений и другие. Наибольшую тревогу вызывает остродефицитный баланс фосфора. В этой связи необходимо значительно ограничить экспорт апатитового концентрата и фосфорсодержащих удобрений как стратегического (невозобновляемого!) ресурса, необходимого для обеспечения продовольственной безопасности страны на десятилетия вперед.

Ключевые слова: биогеохимические потоки, стоки и источники углекислого газа, баланс, углерод, азот, фосфор, калий, истощение почв

V. N. Kudeyarov ''Soil-Biogeochemical Aspects of Arable Farming in the Russian Federation,'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 94-104 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010095

История науки

Иванов И. В., Ковалев М. В., Русакова Е. А. Павел Владимирович Отоцкий (1866–1954) – ученый и организатор в почвоведении // Почвоведение. 2019. № 1. С. 122-128. doi: 10.1134/S0032180X19010076

Представлена биография, научная и научно-организационная деятельность основателя и первогоредактора журнала “Почвоведение” – Павла Владимировича Отоцкого. Ключевые слова: гидрология, почвенный музей, журнал Почвоведение, Почвенная комиссия ВЭО

I. V. Ivanov, E. A. Rusakov, and M. V. Kovalev ''Pavel Vladimirovich Ototsky (1866–1954): Pedologist and Organizer of Soil Science Research,'' Eurasian Soil Science, 52 (1), 105-111 (2019). doi: 10.1134/S1064229319010071

    Скачать

Генезис и география почв

Приходько В. Е., Бляхарчук Т. А., Килуновская М. Е. Реконструкция климата, почв и растительности начала субатлантического периода голоцена Турано-Уюкской котловины Южной Сибири // Почвоведение. 2018. № 8. С. 927-942. doi: 10.1134/S0032180X18080105

Исследованы четыре кургана скифского могильника Белое Озеро-3 на территории Турано-Уюкской котловины Республики Тыва, сооруженных примерно 2565–2390 календарных лет назад (14С кал. л. н. 1 σ). В межкурганном пространстве прослежено развитие почв после сооружения курганов. Фоновые и древние почвы имеют большое сходство свойств, почвы четырех курганов мало различаются между собой. Это свидетельствует об отсутствии существенных изменений палеоклимата в период строительства некрополя и его близости к современной природной обстановке. Согласно палинологическим данным, на этапе возведения двух первых курганов климат был немного влажнее по сравнению с современным, через 95 лет во время создания следующего кургана (2425 кал. л. н.) отмечалась тенденция некоторого иссушения климата, в заключительную фазу строительства некрополя вновь началась гумидизация климата. О сменах палеоклиматических условий свидетельствуют изменения состава и содержания растительных ассоциаций: ксерофитов, мезофитов, гидрофитов и рудералов. В уюкское время основную часть территории занимали степные фитоценозы с преобладанием ксерофитных сообществ над мезофитными видами, гидрофитная растительность была рапространена по увлажненным локусам вблизи водоемов. Лиственничные леса росли у водоемов. Отмечалось динамическое изменение антропогенного прессинга на ландшафт и его усиление в начальную и заключительную фазы строительства уюкского некрополя.

Ключевые слова: реконструкция природной среды, скифские курганы, палинологический анализ,
радиоуглеродное датирование, уюкская культура ранних кочевников

V. E. Prikhod’ko, T. A. Blyakharchuk, and M. E. Kilunovskaya ''Reconstruction of Climate, Soils, and Vegetation in the Turan–Uyuk Basin of South Siberia at the Beginning of the Subatlantic Period of the Holocene,'' Eurasian Soil Science, 51 (8), 865-879 (2018). doi: 10.1134/S1064229318080100

 

Демкина Т. С., Борисов А. В. Продуцирование СО₂ образцами подкурганных палеопочв степной зоны эпох относительной аридизации и климатического оптимума // Почвоведение. 2018. № 8. С. 943-951. doi: 10.1134/S0032180X18080038

Проведены исследования современных и подкурганных палеопочв эпох продолжительной аридизации (III–II тыс. до н. э.) и климатического оптимума (XIII–XIV вв. н. э.) степной зоны юго-востока Восточно-Европейской равнины (Приволжская возвышенность и Прикаспийская низменность) с целью определения скорости продуцирования диоксида углерода отобранными образцами почв с естественной влажностью и после увлажнения до 60% от полной влагоемкости. Установлено, что эмиссия CO₂ из образцов палеопочв нижневолжских степей периода аридизации климата при естественной влажности снижается, а климатического оптимума – увеличивается по сравнению с современными аналогами. При увлажнении образцов степных почв Нижнего Поволжья увеличение эмиссии CO₂ зависит от актуальной увлажненности климата в этот период.

Ключевые слова: степь, эпоха средней бронзы, средневековье, палеоклимат, аридизация и гумидизация, почвенные микроорганизмы

T. S. Demkina and A. V. Borisov ''Production of CO₂ by Paleosol Samples Taken in the Steppe Zone under Kurgans Constructed in the Periods of Relative Aridization and Optimum of the Climate,'' Eurasian Soil Science, 51 (8), 880-888 (2018). doi: 10.1134/S1064229318080033

Химия почв

Чуков С. Н., Лодыгин Е. Д., Абакумов Е. В. Использование ¹³С ЯМР-спектроскопии в исследовании органического вещества почв (обзор) // Почвоведение. 2018. № 8. С. 952-963. doi: 10.1134/S0032180X18080026

Рассмотрены возможности использования спектроскопии ЯМР на ядрах 13С в исследовании органического вещества почв и различных его фракций. Данный метод относится к числу неразрушающих, что особенно ценно при анализе препаратов различных фракций органического вещества почв. Следует отметить, что он относится к прямым методам и в отличие от большинства косвенных методов позволяет достаточно надежно оценить соотношение практически всех групп атомов углерода в различных органических молекулах, в том числе в препаратах гумусовых веществ. Благодаря импульсной технике и высокой чувствительности, спектры ¹³С-ЯМР можно получать непосредственно на почвенных образцах без каких-либо экстрактивных процедур. Рассматривается современная техника получения спектров, их математическая обработка (Фурье-трансформация) и интерпретация полученных данных. Обсуждаются результаты применения метода ¹³С-ЯМР в изучении препаратов гумусовых веществ, водорастворимых фракций почвенного органического вещества, подстилок почв разных природных зон.

Ключевые слова: спектроскопические методы, структура органических молекул, гумусовые вещества, эволюция, гумификация, гумусообразование

S. N. Chukov, E. D. Lodygin, and E. V. Abakumov ''Application of 13C NMR Spectroscopy to the Study of Soil Organic Matter: A Review of Publications,'' Eurasian Soil Science, 51 (8), 889-890 (2018). doi: 10.1134/S1064229318080021

 

Соколова Т. А., Осипова Д. Н., Иванова С. Е., Кирюшин А. В. Динамика десорбции подвижного калия из черноземов // Почвоведение. 2018. № 8. С. 964-976. doi: 10.1134/S0032180X18080142

Динамику десорбции легкообменного и необменного калия изучали в образцах черноземов (Воронежская область), взятых с делянок полевого опыта с однократным внесением разных доз калийных удобрений после длительного периода отсутствия удобрений. Динамика десорбции легкообменного калия наиболее адекватно описывается уравнением реакции нулевого порядка и осуществляется за счет совместного участия нескольких механизмов, при этом константа скорости реакции закономерно увеличивается в соответствии с увеличением дозы вносимых калийных удобрений. С учетом установленной в ряде работ высокой корреляции между количеством калия, переходящего в растения и раствор при проведении динамических опытов, можно сделать вывод об улучшении условий калийного питания растений в ответ на однократное внесение даже небольшого количества калия. Процесс десорбции необменного калия удовлетворительно аппроксимируется уравнением необратимой реакции первого порядка. Параметры этого уравнения, а также уравнения диффузии и уравнения Эловича не меняются в зависимости от дозы вносимых калийных удобрений. Константы скорости реакции первого и нулевого порядков при вытеснении как легкообменного, так и необменного калия для черноземов оказались в 3–5 раз выше этих величин для подзолистых и других почв гумидных областей. Это можно объяснить различиями между почвами в количестве и природе сорбционных центров, как на органическом веществе, так и на глинистых минералах.

Ключевые слова: подвижный калий, динамика десорбции калия, калийное питание растений, черноземы

T. A. Sokolova, D. N. Osipova, S. E. Ivanova, and A. V. Kiryushin ''Dynamics of Desorption of Labile Potassium from Chernozems,'' Eurasian Soil Science, 51 (8), 901-912 (2018). doi: 10.1134/S1064229318060133

 

Геннадиев А. Н., Киселева А. Ю., Пиковский Ю. И., Смирнова М. А. Влияние геологического фактора на полиарены в почвах // Почвоведение. 2018. № 8. С. 977-984. doi: 10.1134/S0032180X1808004X

Проведено изучение, обобщение и сравнительный анализ данных, характеризующих содержание и состав полиаренов в почвах участков, находящихся под воздействием следующих геологических явлений: 1) приближение битуминозного вещества к дневной поверхности по разлому земной коры из глубоких слоев осадочных пород с образованием битуминозных песчаников и линз асфальта (Бахиловское месторождение асфальта, Жигулевские дислокации, Самарский регион); 2) периодические выбросы в атмосферу большого количества вулканической тефры, приводящие к формированию пирокластических отложений (район Авачинского вулкана, Камчатский регион); 3) повышенная геодинамическая активность в пределах участка современной блоковой структуры земной коры, на котором возможен спонтанный восходящий приток флюидов в почву (Истринский морфоструктурный узел, Московский регион); 4) активная фумарольная деятельность, при которой горячая вода и пар могли оказывать влияние на окружающие почвы (Кальдера Головнина, о. Кунашир, Курильский регион). Выявлено, что по максимальным медианным концентрациям полиаренов в почвах рассмотренные конкретные ситуации проявления геологических факторов образуют следующий ряд возрастающих значений: а) экспонирование вулканической тефры как почвообразующей породы (20 нг/г); б) повышенная геодинамическая активность и фумарольная деятельность (85–90 нг/г); в) внедрение асфальта в осадочные породы (4800 нг/г). По разнообразию идентифицированных в почвах полиаренов рассмотренные ситуации выстраиваются в следующий ряд возрастающих значений: а) на участке повышенной геодинамической активности и в районе выпадения вулканической тефры идентифицированы 9 из 11 определявшихся ПАУ; б) на асфальтовом месторождении – 10; в) на участке фумарольной деятельности – все 11.

Ключевые слова: факторы почвообразования, битумоид, углеводороды в почвах, вулканизм, фумаролы, геодинамическая активность

A. N. Gennadiev, A. Yu. Kiseleva, Yu. I. Pikovskii, and M. A. Smirnova ''Effect of the Geological Factor on Polyarenes in Soils,'' Eurasian Soil Science, 51 (8), 913-920 (2018). doi: 10.1134/S1064229318080045

 

Лодыгин Е. Д., Безносиков В. А., Василевич Р. С. Парамагнитные свойства гумусовых веществ таежных и тундровых почв европейского Северо-востока России // Почвоведение. 2018. № 8. С. 985-993. doi: 10.1134/S0032180X18080026

Проведено исследование парамагнитной активности гумусовых веществ (ГВ) таежных и тундровых почв Республики Коми и выполнена оценка влияния гидроморфизма на концентрацию свободных радикалов в структуре гуминовых (ГК) и фульвокислот (ФК). Установлено, что концентрация свободных радикалов в препаратах ГК до 11 раз выше, чем в ФК, что обусловлено бóльшим содержанием ароматических и других конденсированных структур в молекулах ГК и свидетельствует о высокой способности ГК к реакциям полимеризации и комплексообразования по радикальному механизму. Значение g-фактора для препаратов ФК в среднем выше, чем для ГК, что свидетельствует о бóльшем смещении электронной плотности неспаренного электрона в структуре ФК к атому кислорода, вследствие его спин-орбитального взаимодействия с кислородсодержащими функциональными группами, содержание которых в ФК существенно выше, чем в ГК. Выявлено, что в таежной зоне при переходе от автоморфных почв к полугидроморфным наблюдается возрастание концентрации свободных радикалов в молекулярной структуре ГК, что связано с биогидротермическими условиями гумусообразования в болотно-подзолистых почвах, при которых все биохимические процессы заторможены, степень гумификации растительного опада низкая, что способствует образованию ГВ с высоким содержанием свободных радикалов в их структуре. Для ГК тундровых почв установлена обратная зависимость, наблюдается уменьшение содержания неспаренных электронов. Различия в характере изменения парамагнитной активности ГК таежных и тундровых почв разной степени гидроморфизма могут быть обусловлены, на наш взгляд, различной природой поступающих и участвующих в процессе гумусообразования растительных остатков. При продвижении с юга на север наблюдается тенденция к снижению парамагнитной активности, как в ГК, так и ФК, что, возможно, связано с общим снижением полисопряженных систем в структуре гумусовых веществ тундровых почв.

Ключевые слова: гуминовые и фульвокислоты, свободные радикалы, парамагнитная активность,
ЭПР-спектроскопия, тундра, тайга

E. D. Lodygin, V. A. Beznosikov, and R. S. Vasilevich ''Paramagnetic Properties of Humic Substances in Taiga and Tundra Soils of the European Northeast of Russia,'' Eurasian Soil Science, 51 (8), 921-928 (2018). doi: 10.1134/S1064229318080070

 

Ладонин Д. В. Фракционно-изотопный состав соединений свинца в почвах заповедника “Кологривский лес” // Почвоведение. 2018. № 8. С. 994-1003. doi: 10.1134/S0032180X18080063

Изотопный состав свинца является чувствительным показателем, позволяющим выявить даже очень незначительное загрязнение почв элементов, незаметное по изменению его содержания на фоне природного варьирования. В почвах государственного природного заповедника “Кологривский лес” (Костромская область), не испытывающих локального техногенного загрязнения, происходит изменение изотопного состава непрочно связанных с почвой фракций свинца (обменной и специфически сорбированной), вызванное глобальным или региональным атмосферным переносом загрязняющих веществ. Наибольшая доля фракции свинца, связанной с органическим веществом, приходится на верхние органогенные горизонты типов почв, достигая 75% от валового содержания. Доля фракции свинца, связанного с (гидр)оксидами железа и марганца, увеличивается вниз по профилю. Доля остаточной фракции во всех исследованных почвах заметно увеличивается вниз по профилю. Наиболее заметно изменение прослеживается на примере отношения 206Pb/207Pb, которое вследствие загрязнения снижается от 1.20–1.24 до 1.15–1.18. Зафиксировано проникновение техногенных соединений свинца вниз по почвенному профилю. Для аллювиальной серогумусовой глеевой почвы характерны низкие величины отношения 206Pb/207Pb для обменной и специфически сорбированной фракций свинца по всему профилю, что связано с худшими условиями закрепления в ней свинца по сравнению с подзолистыми почвами.

Ключевые слова: торфяно-подзолистая глееватая почва (подзолистая почва, аллювиальная серогумусовая глеевая почва (Fluvic Gleysol)), масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой, формы соединений тяжелых металлов в почвах

D. V. Ladonin ''Fractional-Isotopic Composition of Lead Compounds in Soils of the Kologrivskii Forest Reserve,'' Eurasian Soil Science, 51 (8), 929-937 (2018). doi: 10.1134/S1064229318080069

 

Заварзина А. Г., Ермолин М. С., Дёмин В. В.,Федотов П.С. Взаимодействие смеси фенольных кислот с модифицированным каолинитом в статических и динамических условиях // Почвоведение. 2018. № 8. С. 1004-1013. doi: 10.1134/S0032180X18080129

Фенольные кислоты играют важнейшую роль в формировании почвенных профилей, однако сорбция их смесей минеральными фазами при концентрациях, близких к природным, малоизучена. В работе исследована сорбция эквимолярной смеси фенольных кислот каолинитом, модифицированным аморфным гидроксидом алюминия. Исследования проводили как в статическом режиме, так и в проточной системе. Установлено, что сорбция галловой и протокатеховой кислот, содержащих ОН-группы в орто-положении, на порядок превышает сорбцию п-оксибензойной кислоты и метоксилированных кислот – ванилиновой, сиреневой и феруловой. Изучение сорбции в динамическом (проточном) режиме позволило показать конкуренцию кислот за центры связывания по мере заполнения активных центров на каолините-Al(OH)х. Сорбирующаяся галловая кислота вытесняет остальные кислоты, которые переходят в раствор в следующем порядке п-оксибензойная > ванилиновая > сиреневая феруловая > протокатеховая. Установленные закономерности сорбции свидетельствуют о важной роли орто-замещенных гидроксибензойных кислот в формировании состава органического вещества почв, тогда как п-оксибензойная, ванилиновая и сиреневая кислоты имеют большее значение для формирования состава почвенных растворов и природных вод.

Ключевые слова: фенольные соединения, глинистые минералы, конкурентная сорбция, совместная сорбция, органо-минеральные взаимодействия, каолинит, гидроксид алюминия, проточные системы

A. G. Zavarzina, M. S. Ermolin, V. V. Demin, and P. S. Fedotov ''Interaction of the Mixture of Phenolic Acids with Modified Kaolinite under Batch and Dynamic Conditions,'' Eurasian Soil Science, 51 (8), 938-946 (2018). doi: 10.1134/S1064229318080124

 

Деградация, восстановление и охрана почв

Комиссаров М. А., Огура Ш. Эффективность отвальной вспашки при дезактивации и реабилитации радиационно-загрязненных пастбищ Северной Японии // Почвоведение. 2018. № 8. С. 1014-1021. doi: 10.1134/S0032180X18080051

Авария на АЭС Фукусима-1 привела к обширному загрязнению агроценозов на о. Хонсю радиоцезием (134Cs и 137Cs). Исследования проводили на четырех полях сельскохозяйственного назначения, расположенных на покатых склонах южной экспозиции в 150 км северо-западнее АЭС. Три участка были вспаханы в разное время (2012–2013 гг.), а один участок не обрабатывали. Плотность загрязнения почв и удельная активность радиоцезия в растениях (июнь 2014 г.) на вспаханных угодьях оказалась допустимой. В почвах она изменялась в пределах 1.3–6.5 кБк/м², в растениях не превышала 100 Бк/кг. Эти участки можно использовать как пастбища без ограничений. Вместе с тем на отдельных участках без проведения рекультивации выявлена повышенная плотность загрязнения почв (13–32 кБк/м²) и концентрация радиоцезия в растениях (до 138 Бк/кг). Эти участки залежи пригодны как пастбища только для откорма скота на мясо, а также с целью получения молока с последующей его переработкой. На всех вариантах концентрация радиоцезия в почве уменьшалась с глубиной. В основном радиоцезий накопился в средних и нижних частях склона, что связано с водной эрозией почв и его первичном распределении в период снеготаяния. Мощность дозы на участках не превышала допустимый безопасный уровень (0.2 мк^З/ч) и изменялась в диапазоне 0.05–0.10 мк^З/ч. Максимальный уровень γ-фона зафиксирован на залежи, на вспаханных участках он был ниже на 30–50%. Следовательно, вспашка на глубину 20 см является эффективным способом по ремедиации сельскохозяйственных земель при низком уровне загрязнения радиоцезием (до 32 кБк/м²).

Ключевые слова: радиоактивные элементы, агроценоз, Фукусима-1

M. A. Komissarov and S. Ogura ''The Efficiency of Moldboard Plowing upon Deactivation and Rehabilitation of Radioactively Contaminated Pastures in the North of Japan,'' Eurasian Soil Science, 51 (8), 947-954 (2018). doi: 10.1134/S1064229318080057

 

Одинцов П. Е., Караванова Е. И., Степанов А. А. Трансформация водорастворимых органических веществ подстилок подзолов фоновых и техногенных территорий Кольского полуострова // Почвоведение. 2018. № 8. С. 1022-1032. doi: 10.1134/S0032180X18080099

Рассмотрены особенности минерализации водорастворимых органических веществ лесных подстилок разного состава в условиях их загрязнения тяжелыми металлами, поступающими с аэрогенными выбросами. Показано, что водорастворимые органические вещества сосновых подстилок в основном менее устойчивы, чем еловых, независимо от загрязнения; доля минерализуемого при 20°С углерода за месяц достигает 40%. В еловых подстилках минерализуемые количества зависят от загрязнения подстилки: в подстилках техногенных участков потеря углерода в 2 раза больше, чем в фоновых. В ходе биодеградации в составе водорастворимых органических веществ и еловых, и сосновых подстилок относительно накапливаются фенольные соединения, и этот процесс сильнее выражен в условиях загрязнения. Водорастворимые органические вещества всех подстилок, независимо от состава и удаленности от источников загрязнения, после разложения характеризуются более высокими индексами гумификации HIX, интенсивностью флуоресценции и коэффициентами удельной экстинкции E260; в ультрафиолетовых спектрах появляются полосы в области поглощения ароматических аминов. Эти изменения свидетельствуют о трансформации водорастворимых органических веществ: увеличении их конденсированности, степени ароматичности, образовании N-содержащих ароматических соединений.

Ключевые слова: биодеградация, загрязнение, подзол, фенольные соединения, лесная подстилка,
тяжелые металлы

P. E. Odintsov, E. I. Karavanova, and A. A. Stepanov ''Transformation of Water-Soluble Organic Substances in Litters of Podzols in the Background and Technogenic Areas of the Kola Peninsula,'' Eurasian Soil Science, 51 (8), 955-964 (2018). doi: 10.1134/S1064229318080094

 

Горохова И. Н., Хитров Н. Б., Прокопьева К. О., Харланов В. А. Почвенный покров Светлоярской оросительной системы через полвека мелиоративных воздействий // Почвоведение. 2018. № 8. С. 1033-1044. doi: 10.1134/S0032180X18080130

Анализ современной обстановки на Светлоярской оросительной системе (Волгорадская область) и почвенные исследования, проведенные на территории Светлоярского орошаемого участка системы с использованием литературных, кадастровых, дистанционных и полевых материалов, позволил оценить состояние орошаемых почв, сформировавшихся под влиянием мелиоративного воздействия и 50-летнего периода орошения. Исследования показали, что за последние два десятилетия уменьшилась площадь регулярного орошения, сократился объем потребления поливных вод и, как следствие, снизился уровень грунтовых вод преимущественно до глубины более 5 м, сохраняясь в таком состоянии на протяжении многих лет. Структура посевных площадей изменилась в сторону увеличения посевов озимых зерновых культур. Планировка полей при строительстве оросительной системы заметно преобразовала почвенный покров. Солонцовый и другие верхние горизонты почв на выпуклых участках были практически полностью срезаны. Во многих случаях на их место насыпана смесь разных горизонтов, включая карбонатный материал. Значительные площади в настоящее время представлены карбонатными с поверхности почвами разного генезиса. Исходные до орошения солончаковые и солончаковатые почвы солонцовых комплексов в настоящее время находятся в фазе глубокого рассоления с перемещением легкорастворимых солей из первого во второй метр профиля, имея слабую или среднюю степень засоления, преимущественно сульфатного химизма солей. Орошаемые территории на космических снимках представлены пятнистым рисунком, отличающимся от рисунка естественных солонцовых комплексов за счет преобразования почв в ходе строительства и эксплуатации оросительной системы. Возникшие антропогенно-преобразованные почвы могут быть картографированы. Представлены почвенные карты, отражающие современное состояние почвенного покрова орошаемых участков.

Ключевые слова: орошаемые почвы, космические снимки, рассоление почв, окарбоначивание почв

I. N. Gorokhova, N. B. Khitrov, K. O. Prokop’eva, and V. A. Kharlanov ''Soil Cover of the Svetloyarsk Irrigation System after 50 Years of Reclamation Practices,'' Eurasian Soil Science, 51 (8), 965-975 (2018). doi: 10.1134/S1064229318060078

 

Сидорова М. А., Борисова Е. О. Режим влажности супесчаной почвы Московской Мещеры при различных планировочных решениях на поверхности // Почвоведение. 2018. № 8. С. 1045-1054. doi: 10.1134/S0032180X18080117

Выявлены закономерности режима влажности дерново-подзолистой почвы Московской Мещеры под влиянием планировочных решений рекреационной зоны придомовой территории. Влажность почвы определяли буровым методом. Получены данные динамики влажности почвы за 2014–2016 гг. при разных условиях на поверхности, представляющих собой варианты планировочных решений: вводились природные и искусственные компоненты (отсыпки, мульчирующие материалы, элементы мощения), принципы формирования которых имели экологическую и композиционную основы. Выявлен достоверный рост (на уровне значимости α = 0.05) запасов влаги в среднем за все годы исследований в слое 1 м в трех вариантах полевого эксперимента: “сухой ручей” с возможным дополнительным источником увлажнения – поверхностным притоком; мульчирование ровной поверхности почвы ракушечником и сосновым опадом. Увеличение запасов влаги в этих вариантах составило 31.4, 22.5 и 19.4% по отношению к контролю, где среднее значение запасов влаги не превышало 112 мм водного слоя и было близко к запасам влаги, соответствующим категории 0.7 от наименьшей влагоемкости (108 мм водного слоя). В незапечатанном фрагменте почвы среди мощения и в рокарии запасы влаги снижались по отношению к контролю на 4.0 и 11.2–30.7% соответственно в достаточные по увлажнению и засушливые годы. В первом случае различия не достоверны, а во втором существенны. Анализ хроноизоплет влажности почвы выявил дифференциацию вариантов по степени увлажненности почвенного профиля.
Ключевые слова: запасы почвенной влаги, хроноизоплеты, артоэкосистема, Albic Podzol

M. A. Sidorova and E. O. Borisova ''Moisture Regime of Loamy Sandy Soils of Moscow Meshchera Region under the Impact of Different Surface Planning Operations,'' Eurasian Soil Science, 51 (8), 976984 (2018). doi: 10.1134/S1064229318080112

 

A. Mamut, M. Eziz, and A. Mohammad ''Pollution and Ecological Risk Assessment of Heavy Metals in Farmland Soils in Yanqi County, Xinjiang, Northwest China,'' Eurasian Soil Science, 51 (8), 985-993 (2018). doi: 10.1134/S1064229318080082 опубликована в английской версии журнала

    Скачать

 

Генезис и география почв

Прокофьева Т. В., Герасимова М. И. Городские почвы: диагностика и классификационное определение по материалам научной экскурсии конференции SUITMA-9 по Москве // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1057-1066. doi: 10.1134/S0032180X18090095

Используя последнюю версию международной классификации (2014–2015) и классификацию почв России (2004–2008), авторы попытались продемонстрировать, как классифицируются конкретные профили городских почв зеленых массивов на разных таксономических уровнях. Профили были показаны в экскурсионных турах девятой международной конференции “Почвы городских, промышленных, придорожных, военных и горнопромышленных территорий” и обсуждались представителями национальных научных школ. Разнообразие изученных почв определяется, в первую очередь, технологией их создания или характером воздействия, возрастом, свойствами почвообразующей породы, в меньшей степени, типом искусственного фитоценоза. По строению профиля выделяются почвы на техногенных отложениях (искусственных строительных или перемещенных природных грунтах с включениями фрагментов почвенных горизонтов), на погребенных агроземах и на культурном слое. Сравнение двух систем показало их одинаковый уровень в отношении детальности определений почв. Можно отметить просматривающееся сходство главного решения – являются почвы природными или антропогенными, хотя степень отражения “антропогенности” в названиях может не совпадать. Имеющиеся различия в наборах признаков-квалификаторов отражают генетический тренд в классификации почв России и строгое следование правилам в классификации WRB for soil resource (2014–2015).

Ключевые слова: урбостратоземы, урбистратифицированные (полуприродные) почвы, Urbic Technosol, разнообразие почв, WRB, классификация почв России

T. V. Prokofeva and M. I. Gerasimova ''Urban Soils: Diagnostics and Taxonomic Position according to Materials of Scientific Excursion in Moscow at the Suitma-9 Workshop,'' Eurasian Soil Science, 51 (9), 995-1008 (2019). doi: 10.1134/S1064229318090090

 

Апарин Б. Ф., Сухачева Е. Ю., Булышева М. А., Лазарева М. А. Гумусовые горизонты почв урбоэкосистем // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1067-1084. doi: 10.1134/S0032180X18090010

Проведено комплексное исследование происхождения, строения, состава и свойств гумусовых горизонтов (ГГ) почв функциональных зон Санкт-Петербурга. Радиоуглеродный возраст органического вещества ГГ варьирует в диапазоне от 500 до 2700 лет, что свидетельствует о естественном происхождении гумуса. Установлены особенности в структуре микробиомов ГГ почв под различными растительными сообществами. Таксономическая структура микробных сообществ на уровне филы отражает как генетические особенности естественных почв, так и воздействие антропогенного фактора, в первую очередь, подщелачивания, свойственного всем городским почвам. Томографические исследования показали, что гумусовые горизонты антропогенных и антропогенно-измененных почв имеют менее развитую проводящую систему по сравнению с гумусовыми горизонтами естественных почв. Можно предположить, что интенсивность водного и газового обмена в них значительно слабее, чем в гумусовых горизонтах естественных почв. Фракционно-групповой состав гумуса городских почв обусловлен, с одной стороны, длительным периодом почвообразования, а с другой – влиянием продуктов метаболизма города и факторов почвообразования, характерных для мегаполиса. Плотность сложения ГГ значительно больше, чем естественных почв, доля переуплотненных гумусовых горизонтов составляет 44%. Наиболее загрязнены тяжелыми металлами – Pb, Zn, Cu. ГГ почвы газонов вдоль автомагистралей. Закономерности в отношении содержания NPK в ГГ антропогенных почв отсутствуют.

Ключевые слова: городские почвы, Technosols, биогеомембрана, экологические функции почв, почвенный микробиом, радиоуглеродный возраст, мезопедофауна, тяжелые металлы

B. F. Aparin, E. Yu. Sukhacheva, A. M. Bulysheva, and M. A. Lazareva ''Humus Horizons of Soils in Urban Ecosystems,'' Eurasian Soil Science, 51 (9), 1008-1020 (2018). doi: 10.1134/S1064229318090016

 

Королева П. В., Рухович Д. И., Рухович А. Д., Рухович Д. Д., Куляница А. Л., Трубников А. В., Калинина Н. В., Симакова М. С. Характеристика почвенных типов и подтипов в N-мерном пространстве коэффициентов мультивременной (эмпирической) линии почв // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1085-1098. doi: 10.1134/S0032180X1809006X

Классическая почвенная линия (ПЛ) задается в спектральном пространстве RED-NIR двумя коэффициентами a и b. В таком виде ПЛ не характеризует типы и подтипы почв. Линия почвы мультивременная (ЛПВ) является большой осью эллипса, описывающего все возможные пары значений RED-NIR, которые открытая поверхность почвы может принимать для пикселя (элемента разрешения) данных дистанционного зондирования. ЛПВ задается в спектральном пространстве несколькими (число N) коэффициентами. Образующееся N-мерное пространство коэффициентов ЛПВ позволяет дать уникальную характеристику для каждого типа и подтипа почв в следующем зональном ряду: дерново-подзолистые, светло-серые лесные, серые лесные, темно-серые лесные, черноземы оподзоленные, черноземы выщелоченные. Дисперсионный анализ позволяет утверждать, что почвы этого ряда по набору коэффициентов ЛПВ статистически значимо отделяются друг от друга. То есть коэффициенты ЛПВ являются характеристикой типовой и подтиповой принадлежности почв, а ЛПВ является эмпирической почвенной линией (ЭПЛ) почвенного типа и подтипа. Классическая ПЛ является совокупностью эмпирических почвенных линий разных почв на одном кадре данных дистанционного зондирования.

Ключевые слова: почвенная линия, спектральная окрестность линии почв, данные дистанционного зондирования, картография почв, разделение почвенных типов и подтипов

P. V. Koroleva, D. I. Rukhovich, A. D. Rukhovich, D. D. Rukhovich, A. L. Kulyanitsa, A. V. Trubnikov, N. V. Kalinina, and M. S. Simakova ''Characterization of Soil Types and Subtypes in N-Dimensional Space of Multitemporal (Empirical) Soil Line,'' Eurasian Soil Science, 51 (9), 1021-1033 (2018). doi: 10.1134/S1064229318090065

Химия почв

Федотов Г. Н., Шоба С. А., Федотова М. Ф., Дёмин В. В. О возможной природе биологической активности гуминовых веществ // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1099-1107. doi: 10.1134/S0032180X18090058

Хорошо известно, что гуминовые вещества (ГВ), выделенные из различных источников обладают высокой биологической (БА) активностью, но природа этого явления до настоящего времени остается не вполне понятной. Для расширения наших представлений о БА гуминовых веществ изучено влияние гуматов, приготовленных из гуминовых кислот различного происхождения, на прорастание семян. Показано, что эффективность применения для обработки семян растворов гуматов, полученных из предварительно очищенных гуминовых кислот, выделенных из торфа, угля и почв отличается незначительно. В то же время растворы солей гуминовых веществ, выделенных экстракцией щелочью из торфов, но без последующей их очистки, не вызывают статистически значимых биологических эффектов. Анализ литературных данных и собственных результатов позволяет предположить, что биологическая активность гуминовых кислот может быть связана с их способностью влиять на регуляцию процессов роста за счет связывания ГВ ингибиторов, диффундирующих в раствор при набухании семян, в надмолекулярные комплексы. Ключевые слова: предпосевная обработка семян, прорастание семян, биологическая активность гуматов, надмолекулярные комплексы ГВ, фитогормоны

G. N. Fedotov, S. A. Shoba, M. F. Fedotova, and V. V. Demin ''On the Probable Nature of Biological Activity of Humic Substances,'' Eurasian Soil Science, 51 (9), 1034-1041 (2018). doi: 10.1134/S1064229318090053

Физика почв

Shwetha and K. Prasanna ''Pedotransfer Functions for the Estimation of Saturated Hydraulic Conductivity for Some Indian Sandy Soils,'' Eurasian Soil Science, 51 (9), 1042-1049 (2018). doi: 10.1134/S1064229318090119
опубликована в английской версии журнала

Биология почв

Лысак Л. В., Лапыгина Е. В. Разнообразие бактериальных сообществ городских почв // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1108-1114. doi: 10.1134/S0032180X18090071

Исследованы урбаноземы, загрязненные тяжелыми металлами (Urbic technosols), полихлорбифенилами (Urbic technosol toxic), интруземы (Urbic technosol toxic) на территории города Москвы, а также рекреаземы (Urbic technosol thaptohumic) и культуроземы (Urbic technosol pantohumic) Ботанического сада МГУ “Аптекарский огород”. В урбаноземах, загрязненных тяжелыми металлами и нефтепродуктами, зафиксировано уменьшение содержания жизнеспособных клеток и увеличение содержания фильтрующихся форм бактерий. Таксономическая структура сапротрофных бактериальных комплексов городских загрязненных почв изменена в сторону увеличения разнообразия бактериальных таксонов, не свойственных природным ненарушенным почвам. При загрязнении почвы нефтью и полихлорбифенилами доминировали родококки (род Rhodococcus), комплексном хозяйственно-бытовом загрязнении – энтеробактерии (рода Escherichia, Enterobacter, Klebsiella), при загрязнении цементной пылью – род Arthrobacter. Почвы Ботанических садов МГУ “Аптекарский огород” и МГУ на Ленинских горах (рекреазем и культурозем) характеризовались высокой численностью, иным профильным распределением и специфической структурой сапротрофного бактериального комплекса, проявлявщего черты сходства с почвами более южных регионов. Полученные данные о бактериальном разнообразии городских почв свидетельствуют о значительных трансформациях бактериальных сообществ как в городских загрязненных почвах, так и в почвах ботанических садов.

Ключевые слова: жизнеспособность бактерий, фильтрующиеся формы бактерий, сапротрофный
бактериальный комплекс

L. V. Lysak and E. V. Lapygina ''The Diversity of Bacterial Communities in Urban Soils,'' Eurasian Soil Science, 51 (9), 1050-1056 (2018). doi: 10.1134/S1064229318090077

 

Чернов Т. И., Тхакахова А. К., Железова А. Д., Бгажба Н. А., Кутовая О. В., Лебедева М. П. Микробиомы контрастных по засолению почв солонцового комплекса Волго-Уральского междуречья // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1115-1124. doi: 10.1134/S0032180X18090046

При помощи анализа рибосомальных генов проведено исследование микробиомов двух контрастных по засолению почв солонцового комплекса северного Прикаспия: солонца и каштановой квазиглееватой почвы. Показаны особенности вертикального распределения прокариот по генетическим горизонтам почвы от поверхности до глубины 120 см. Различия в структуре микробиомов поверхностных горизонтов сравниваемых почв по всей видимости связаны с разным растительным покровом, а профильная дифференциация – с засолением. Солонец характеризуется гораздо более резким сокращением обилия и разнообразия микроорганизмов с глубиной, чем промытая от солей каштановая квазиглееватая почва. Общая численность прокариот ограничивается, прежде всего, содержанием органического углерода. В верхних горизонтах велика представленность архей группы Thaumarchaeota, с глубиной их доля уменьшается. В нижних слоях солонца обнаружены гены бактерий рода Marinobacter, которые считаются морскими обитателями, и, возможно, сохраняются в почве со времени предыдущей трансгрессии Каспийского моря.

Ключевые слова: секвенирование, биоразнообразие, солонцы, Marinobacter, Thaumarchaeota

T. I. Chernov, A. K. Tkhakakhova, M. P. Lebedeva, A. L. Zhelezova, N. A. Bgazhba, and O. V. Kutovaya ''Microbiomes of the Soils of Solonetzic Complex with Contrasting Salinization on the Volga–Ural Interfluve,'' Eurasian Soil Science, 51 (9), 1057-1066 (2018). doi: 10.1134/S1064229318090041

Агрохимия и плодородие почв

Трофимова Т. А., Коржов С. И., Гулевский В. А., Образцов В. Н. Оценка степени физической деградации и пригодности черноземов к минимизации основной обработки почвы // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1125-1131. doi: 10.1134/S0032180X18090125

Представлены результаты исследований, проведенных в многолетних стационарных и краткосрочных опытах на обыкновенных и выщелоченных черноземах ЦЧР. Предложены агрофизические и физико-механические показатели для оценки степени физической деградации черноземных почв. Проведена модернизация шкалы деградации черноземов. На основании оценки агрофизических показателей плодородия старопахотных почв определены пределы пригодности черноземов к минимизации основной обработки. Применение приемов минимизации основной обработки рекомендуется на почвах, устойчивых к уплотнению, недеградированных и слабодеградированных – с плотностью почвы, не превышающей 1.1–1.3 г/см³, твердостью 10–30 кг/см² и содержанием глыбистой фракции не более 30%.

Ключевые слова: плотность почвы, твердость почвы, структурные агрегаты, системы обработки почвы

T. A. Trofimova, S. I. Korzhov, V. A. Gulevskii, and V. N. Obraztsov ''Assessing the Degree of Physical Degradation and Suitability of Chernozems for the Minimization of Basic Tillage,'' Eurasian Soil Science, 51 (9), 1080-1085 (2018). doi: 10.1134/S1064229318090120

Деградация, восстановление и охрана почв

Новиков С. Г., Ахметова Г. В. Почвы различных категорий землепользования г. Петрозаводска // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1132-1141. doi: 10.1134/S0032180X18090083

На территории г. Петрозаводска выделены категории земель общего пользования, городской и сельской застройки, природно-рекреационной зоны, резерва, на каждой из них были заложены полнопрофильные разрезы, изучены морфологическое строение, химические и физико-химические свойства почв. Выявлено, что на территории города преобладают урбостратоземы (Technosols), в меньшей степени распространены урбистратифицированные естественные почвы (Plaggic Cambisols, Technic Podzols) и техногенные поверхностные образования. Ненарушенный естественный почвенный покров сохранился в пригородных лесах, а также на землях резерва и сельской застройки. Изученные почвы по физико-химическим свойствам отличаются от природных зональных почв и характеризуются близкой к нейтральной и слабощелочной реакцией, повышенной степенью насыщенности основаниями, а также высоким уровнем содержания элементов минерального питания. Концентрация тяжелых металлов находится преимущественно на уровне региональных фоновых показателей. Превышения ПДК/ОДК концентраций свинца, меди и цинка отмечены на землях общего пользования, городской застройки и природно-рекреационной зоны на территории города, находившейся в прошлом под влиянием деятельности градообразующего завода.

Ключевые слова: городские почвы, физико-химические свойства почв, антропогенная трансформация почв, тяжелые металлы, загрязнение почв

S. G. Novikov and G. V. Akhmetova ''Soils of Different Land Use Categories in the City of Petrozavodsk,'' Eurasian Soil Science, 51 (9), 1086-1094 (2018). doi: 10.1134/S1064229318090089

 

Урусевская И. С., Колесникова В. М., Вертянкина В. Ю. Антропогенные почвы территории Новоиерусалимского монастыря (Московская область) // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1142-1152. doi: 10.1134/S0032180X18090137

Установлено, что в процессе длительной истории антропогенного преобразования ландшафта внутри монастырских стен Новоиерусалимского монастыря (Московская обл., г. Истра) естественный почвенный покров был полностью уничтожен. На вершине и склонах монастырского холма на техногенных отложениях сформированы специфические антропогенные почвы, содержащие многочисленные артефакты и включающие в верхней части профиля горизонты с характерными признаками современного гумусово-аккумулятивного процесса. Выявлены и охарактеризованы основные типы антропогенных почв: урбиагростратоземы, урбистратоземы дерновые и дерново-карбонатные урбистратифицированные почвы. Состав техногенных отложений определяет смещение величины рН в щелочную сторону, высокое содержание подвижных соединений фосфора, загрязнение почв тяжелыми металлами. В почвенном покрове парковой зоны, прилежащей к монастырским стенам, в долине р. Истры преобладают “посталлювиальные” серогумусовые почвы, близкие по морфолого-химическим свойствам естественным почвам поймы.

Ключевые слова: антропогенные почвы, почвы монастырей, городские почвы

I. S. Urusevskaya, V. M. Kolesnikova, and V. Yu. Vetryakina ''Anthropogenic Soils on the Territory of the New Jerusalem Monastery, Moscow Oblast,'' Eurasian Soil Science, 51 (9), 1095-1104 (2018). doi: 10.1134/S1064229318090132

 

Безуглова О. С., Тагивердиев С. С., Горбов С. Н. Физические характеристики городских почв Ростовской агломерации // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1153-1159. doi: 10.1134/S0032180X18090022

Рассматривается изменение гранулометрического состава, структурного состояния, а также плотности сложения в условиях урбопедогенеза в Ростовской агломерации. Сравниваются различные почвы на уровне горизонтов. Установлено, что в поверхностных и срединных горизонтах черноземов миграционно-сегрегационных (Calcic Chernozem (Loamic Hyperhumic)) городских территорий увеличивается доля песчаных фракций, прежде всего, за счет частиц размерностью 0.05–0.001 мм, а фракцией, диагностирующей наличие урбопедогенеза, является крупный средний песок 1–0.25 мм. Причина – привнесение песчаных частиц при городском строительстве, прокладке водоводов и других коммуникаций, использовании антигололедных пескосмесей. Наиболее приемлемой для оценки структуры городских почв является шкала Долгова–Бахтина. Сухое просеивание показало, что количество агрономически ценных агрегатов уменьшается во всех сравниваемых парах горизонтов в ряду городских почв: под лесной растительностью → под степной растительностью → в погребенной толще урбопочв. Водоустойчивость агрегатов уменьшается в ряду: почвы под степной растительностью → погребенные горизонты урбопочв → почвы под лесной растительностью. Уменьшение доли агрономически ценных фракций и увеличение их водопрочности наблюдается в ряду горизонтов: UR тяжелые → UR легкие → RAT. Плотность сложения естественных почв на территории города изменяется мало, наивысшую плотность сложения зачастую имеют урбистратифицированные почвы (Calcic Chernozem Novic (Loamic Technic)) селитебных территорий.

Ключевые слова: урбостратозем (Urbic Technosol (Loamic Molic)), чернозем мирационно-сегрегационный (Calcic Chernozem (Loamic Hyperhumic)), гранулометрический состав, структура почвы, плотность сложения

O. S. Bezuglova, S. S. Tagiverdiev, and S. N. Gorbov ''Physical Properties of Urban Soils in Rostov Agglomeration,'' Eurasian Soil Science, 51 (9), 1105-1110 (2018). doi: 10.1134/S1064229318090028

 

Розанова М. С., Мыльникова О. И., Кляйн О. И., Филиппова О. И., Холодов В. А., Листов Е. Л., Куликова Н. А. Оценка эффективности растворов гуминовых препаратов как промывных агентов для нефтезагрязненных почв и торфа в условиях модельного эксперимента // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1160-1166. doi: 10.1134/S0032180X18090101

Проведена сравнительная оценка двух гуминовых препаратов различного происхождения как промывных агентов для нефтезагрязненных почв и торфов в условиях модельного эксперимента. Для исследований использовали образец пахотного горизонта дерново-подзолистой почвы, искусственно загрязненной нефтью или дизельным топливом, и образец верхового торфа, загрязненного сырой нефтью около 15 лет назад в результате разлива. Промывку почвы и торфа осуществляли путем встряхивания загрязненного грунта с растворами гуминовых препаратов “Гумат Сахалинский” и “Лигногумат” в соотношении 1 : 10 (масса : объем). В контрольных образцах промывку проводили дистиллированной водой. Дополнительно в схему эксперимента был введен вариант с промывкой синтетическим поверхностно-активным веществом – додецилсульфатом натрия. После проведения промывки образцы почвы и торфа высушивали на воздухе и использовали для определения в них общего содержания и характеристики углеводородного состава нефтяных углеводородов, оценки гидрофобности по краевому углу смачивания и эффективности заселения микроорганизмаминефтедеструкторами Rhodococcus sp. и Candida sp., входящими в состав биопрепарата “Биорос”, рекомендованного для нефтяных загрязнений. Показано, что во всех случаях эффективность экстракции нефтяных углеводородов гуминовыми препаратами не отличалась от эффективности экстракции водой и была хуже, чем экстракция с помощью додецилсульфата натрия. При использовании в качестве промывных агентов воды или гуминовых препаратов значимого изменения величин углов смачивания почвы и торфа не наблюдали, в то время как в результате промывки образцов додецилсульфатом натрия было отмечено уменьшение краевого угла смачивания до величин, меньших 90°, что свидетельствует о гидрофилизации поверхности частиц грунта. Установлено, что гуминовые препараты однако способствуют заселению почвы и торфа нефтеокисляющими микроорганизмами Rhodococcus sp. и Candida sp. На основании полученных результатов гуминовые препараты рекомендованы для дальнейшего изучения как препараты, способствующие способности микроорганизмов-нефтедеструкторов заселять нефтезагрязненные субстраты.

Ключевые слова: гуминовые кислоты, ремедиация, нефтеокисляющие микроорганизмы

M. S. Rozanova, O. I. Mylnikova, O. I. Klein, O. I. Filippova, V. A. Kholodov, E. L. Listov, and N. A. Kulikova ''Assessing the Efficiency of Humic Substances as Washing Agents for Oil–Contaminated Soils and Peats under Model Experimental Conditions,'' Eurasian Soil Science, 51 (9), 1111-1117 (2018). doi: 10.1134/S1064229318090107

 

Яковлев А. С., Макаров О. А., Евдокимова М. В., Огородников С. С. Деградация земель и проблемы устойчивого развития // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1167-1174. doi: 10.1134/S0032180X18090149

Предложены методические подходы к оценке устойчивого развития сельскохозяйственных регионов России на основе характеристики двух блоков – “эколого-ресурсного фундамента” и социально-экономической “надстройки” территории. Оценка эколого-ресурсного фундамента основана на выявлении степени деградации почв по некоторым диагностическим показателям (кислотности почв, содержанию в почве гумуса, подвижного фосфора и обменного калия) в рамках пятиуровневой шкалы, градации значений которой по каждому диагностическому показателю представляют собой потерю качества почв относительно средневзвешенного значения по области. Оценка социально-экономического блока также проводилась в рамках пятиуровневой шкалы. Критерием оценки являлась обеспеченность территорий объектами базовой социальной инфраструктуры. Методика апробирована на примере двух областей Центрально-Черноземного экономического района. Наиболее близкой к нормам устойчивого развития оказалась Белгородская область. Особенно это выражено в социально-экономическом аспекте развития территории. Что касается природно-ресурсной составляющей оценки устойчивого развития сравниваемых регионов, существенного различия по ключевым показателям плодородия почв и земель не отмечалось.

Ключевые слова: оценка экологического состояния территории, социально-экономическая оценка территории, устойчивое развитие региона, экологическое нормирование, оценка деградации территории

    Скачать

Генезис и география почв

Хитров Н. Б., Зазовская Э. П., Роговнева Л. В. Морфология, радиоуглеродный возраст и генезисвертисолей Ейского полуострова (Кубано-Приазовская низменность) // Почвоведение. 2018. № 7.С. 773-786. doi: 10.1134/S0032180X18070055

Представлены морфология, результаты радиоуглеродного датирования гумуса и сформулированы представления о генезисе темных слитых квазиглеевых незасоленных глинистых почв с чередующимися чашеподобными (Pellic Vertisols (Humic, Stagnic)) и диапироподобными (Haplic Vertisols (Stagnic, Protocalcic)) структурами, развитыми на лёссовидных средних глинах в днище крупной замкнутой депрессии (пади) на Ейском полуострове – наиболее низкой западной части Кубано-Приазовской низменности. Латерально-вертикальное распределение содержания гумуса в гильгайной катене представляет собой латеральный переход укороченного вертикального гумусового профиля аккумулятивного типа с максимумом возле поверхности и резким увеличением ¹⁴C-дат гумуса с глубиной в диапироподобной структуре к сверхмощному профилю срединно-аккумулятивного типа с максимумом на глубине 40–80 см, одинаковым средним временем пребывания углерода в этом максимуме и в 3 раза более медленным общим увеличением ¹⁴C-дат гумуса с глубиной в чашеподобной структуре. Формирование гильгайной почвенной комбинации обусловлено сочетанием латерально-восходящего выдавливания материала нижних горизонтов предположительно из узлов с повышенными горизонтальными напряжениями в области с пониженными горизонтальными напряжениями, локального эрозионного снос материала с микроповышений и его аккумуляции в соседних микропонижениях, выщелачиванием карбонатов из гумусовых горизонтов в микропонижениях и вертикально-латеральным восходящим капиллярным поднятием почвенных растворов с осаждением карбонатов кальция в почвах под микроповышениями.

Ключевые слова: темные слитые квазиглеевые почвы, Vertisols, микрорельеф гильгай, чашеподобные
и диапироподобные структуры, MRT

N. B. Khitrov, E. P. Zazovskaya, and L. V. Rogovneva ''Morphology, Radiocarbon Age, and Genesis ofVertisols of the Eisk Peninsula (the Kuban–Azov Lowland),'' Eurasian Soil Science, 51 (7), 731-743(2018). doi: 10.1134/S1064229318070050

 

Алексеева Т. В., Алексеев А. О., Калинин П. И. Палеопочвы нижнего карбона в карьере "Бронцы"(Калужская область) // Почвоведение. 2018. № 7. С. 787-800. doi: 10.1134/S0032180X1807002X

Изученные отложения, слагающие стратиграфические несогласия на пяти уровнях визейского яруса нижнего карбона (C1v, 326–336 млн лет) в известняковом карьере на территории Калужской обл., имеют признаки преобразования в субаэральной обстановке. Детальное изучение слагающего несогласия материала позволило заключить, что субаэральные поверхности, формирующиеся на стадии регрессии, представляют собой прибрежно-морские палеопочвы, либо педокомплексы, состоящие из двух и более палеопочв. В последних нижние палеопочвы на плотных морских известняках представляют собой эродированные рендзины. Их перекрывают палеопочвы разного генезиса, сформированные на терригенных, как правило, глинистых породах. Для них характерно наличие органогенного горизонта, формирование вторичных карбонатов, оксидов железа и смектитов, повышенные концентрации Fe, Mg, Ti, Ga и некоторых других элементов, рост величин геохимических индексов. Проведенная на основании химического состава палеопочв реконструкция палеоклимата показала, что климат носил циклический характер. Максимальная величина атмосферных осадков приходится на михайловский интервал (~1000 мм/год). Веневское время характеризовалось постепенным снижением этой величины до 750 мм/год и ниже.

Ключевые слова: геохимия, минералогия почв, изотопный состав углерода карбонатов, палеоклимат
T. V. Alekseeva, A. O. Alekseev, and P. I. Kalinin ''The Mississippian Paleosols in the Brontsy Quarry,Kaluga region,'' Eurasian Soil Science, 51 (7), 744-757 (2018). doi: 10.1134/S1064229318070025

 

Прокашев А. М., Охорзин Н. Д., Соболева Е. С., Мокрушин С. Л., Чепурнов Р. Р. Дерновоподзолистые почвы со вторым гумусовым горизонтом в бассейне нижней Вятки // Почвоведение.2018. № 7. С. 801-814. doi: 10.1134/S0032180X18070079

Представлены данные о дерново-подзолистых почвах юго-запада Кировской обл., принадлежащих к подтипу почв со вторым гумусовым горизонтом, впервые изученных авторами на покровных карбонатных суглинках Ярано-Когшагской равнины, занимающей восточную часть Среднерусской южнотаежной почвенной провинции дерново-подзолистых среднегумусированных почв европейской России. Целью работы является изучение свойств и реконструкция истории формирования исследуемых почв и почвенного покрова автоморфных ландшафтов данного региона. Предмет исследований – морфология, субстантивные свойства минеральной и органической фазы, генезис и эволюция рассматриваемых почв. Анализ выполнен с привлечением комплекса физических, химических, физико-химических, биохимических и геохронологических методов. Результаты работы свидетельствуют о реликтовости второго гумусового горизонта и полигенетичности профиля изученных почв. На протяжении голоцена они прошли два принципиально различных этапа педогенеза: развивающей аккумулятивной стадии эволюции в первой половине голоцена и аккумулятивноэлювиальной стадии стирающей эволюции с элементами наследующей – во второй половине голоцена. По комплексу признаков данные почвы обнаруживают сходство с аналогичными, ранее изученными почвами расположенной северо-восточнее Вятско-Камской южнотаежной провинции дерново-подзолистых высокогумусированных почв. На современном техногенном этапе спонтанные процессы деградационной природы дополнились в почвах агроландшафтов частичным или полным выпахиванием второго гумусового горизонта. Выявлена тенденция постепенного исчезновения данных почв из состава почвенного покрова под воздействием естественных и антропогенных факторов. Материалы могут быть полезными при обосновании проектов организации почвенных заказников в составе особо охраняемых природных территорий юго-западной части Вятского Прикамья.

Ключевые слова: почвы со вторым гумусовым горизонтом, гранулометрический состав, фракционно-групповой состав, возраст гумуса, физико-химические свойства, генезис, эволюция почв

A. M. Prokashev, E. S. Soboleva, A. S. Imenitova, I. A. Vartan, A. S. Matushkin, N. D. Okhorzin, S. L.Mokrushin, and I. L. Borodatyi ''Soddy-Podzolic Soils with a Complex Organic Profile in the Right-Bank Part of the Lower Vyatka River Basin,'' Eurasian Soil Science, 51 (7), 758-771 (2018). doi:10.1134/S1064229318070074

 

Губин С. В., Лупачев А. В. Надмерзлотные горизонты аккумуляции грубого органическоговещества в криоземах тундр // Почвоведение. 2018. № 7. С. 815-825. doi:10.1134/S0032180X18070043

В профилях криоземов (Oxyaquic Turbic Cryosols) тундр Севера Якутии в условиях близкого залегания границы многолетней мерзлоты формируются горизонты надмерзлотной аккумуляции грубого органического вещества. Базируясь на генезисе, стабильном и закономерном положении в профиле, их парагенетической связи с вышележащими горизонтами и соседствующими почвами, наборе присущих им основных диагностических признаков и свойств, предлагается выделять эти горизонты в качестве самостоятельного почвенного генетического горизонта – органо-минерального надмерзлотно-аккумулятивного (CRО) с возможностью отражения его качественного состава (соотношения органического и минерального вещества в материале горизонта) на более низком уровне. В связи с наличием нового горизонта в профиле предполагается выделение нового генетического типа почв: криозема надмерзлотно-органо-аккумулятивного с организацией профиля (О, АО, Т)–CR–CRO–┬С.

Ключевые слова: криозем, Oxyaquic Turbic Cryosol, тундра, многолетняя мерзлота, криотурбации, пятнообразование, органическое вещество, надмерзлотная аккумуляция органического вещества, радиоуглеродный возраст

S. V. Gubin and A. V. Lupachev ''Suprapermafrost Horizons of the Accumulation of Raw Organic Matterin Tundra Cryozems of Northern Yakutia,'' Eurasian Soil Science, 51 (7), 772-781 (2018). doi:10.1134/S1064229318070049

Химия почв

Еремин Д. И., Груздева Н. А., Еремина Д. В. Изменение гумусового состояния серых лесных почввосточной окраины Зауральского плато под действием длительной распашки // Почвоведение.2018. № 7. С. 826-835. doi: 10.1134/S0032180X18070110
Приведены результаты многолетних стационарных исследований изменения запасов и фракционно-группового состава гумуса серых лесных почв Luvic Retic Greyzemic Phaeozems (WRB, 2014) восточной окраины Зауральского плато. Серые лесные почвы в естественном состоянии характеризуются незначительными запасами гумуса, максимальные значения которых достигают 214 т/га в подтипе темно-серых лесных почв. Установлено, что тип гумуса в верхней части профиля у подтипов светло-серых и серых лесных почв – фульватно-гуматный; у темно-серых почв – гуматный. Систематическое внесение органических удобрений или введение в севооборот многолетних трав стабилизирует запасы гумуса пахотных серых лесных почв – скорость гумусообразования составляет 0.3–1.4 т/год. Отказ от органических удобрений, даже на незначительный период, приводит к резкому уменьшению запасов гумуса до минимальных величин. Почвенное органическое вещество пахотных светло-серых и серых лесных почв характеризуется низкой обеспеченностью азотом – отношение С : N в пахотном горизонте находится в пределах 19.7–18.6, что на 62 и 51% больше значений для целинных почв. Уменьшение обогащенности гумуса азотом в темно-серых лесных почвах не столь значительное – разница между пашней и целиной составляет 23%. В составе гумуса пахотных светло-серых и серых лесных почв доля “агрессивных” фульвокислот (ФК-1а и ФК-1) достигает 25% от общего углерода. Доля свободной гуминовой кислоты (ГК-1) в гумусе пахотных почв минимальна – 2.4 и 6.4% от общего углерода, что может стать причиной ухудшения структурно-агрегатного состава пахотного горизонта. Длительное использование темно-серых лесных почв в пашне привело к сокращению доли фракций гуминовых кислот, при этом доля нерастворимого остатка достигла 47.7% от общего углерода.

Ключевые слова: Luvic Retic Greyzemic Phaeozem, гумусообразование, качество гумуса, фракционногрупповой состав гумуса, гуминовые и фульвокислоты, пашня, Западная Сибирь, подтаежная и лесостепная зоны

Физика почв

Смагин А. В. К термодинамической теории водоудерживающей способности и дисперсности почв // Почвоведение. 2018. № 7. С. 836-851. doi: 10.1134/S0032180X18070092

На основе термодинамической концепции конкурентных межфазных взаимодействий развиваются представления о ионно-электростатическом механизме формирования водоудерживающей способности и агрегативной устойчивости тонкодисперсных частиц твердой фазы в почвенных физических системах. Использованы современные сведения о наноструктурной организации коллоидно-дисперсного комплекса почвенных физических систем в виде геля – некапиллярной двухфазной системы устойчивых к агрегации частиц, разделенных сольватными слоями. Обсуждаются дискуссионные вопросы о роли поверхностной энергии и гидратации катионов в водоудерживании, а также соотношении матричного (расклинивающего) и осмотического давления влаги. Анализируется фундаментальная ионно-электростатическая модель водоудерживающей способности и подобных ей коллоидно-дисперсных тел для участка сорбционной и пленочной влаги основной гидрофизической характеристики (ОГХ) в виде взаимосвязи термодинамического потенциала (расклинивающего давления), влажности и дисперсности (эффективной удельной поверхности) твердой фазы. На ее основе показана потенциальная зависимость дисперсности от мобильных термодинамических факторов (температуры, заряда и концентрации ионов двойного электрического слоя) и предложен альтернативный общепринятому методу БЭТ способ оценки эффективной удельной поверхности по ОГХ. Для стандартных условий, при которых дисперсная система с мономолекулярным прослоем жидкой фазы сохраняет агрегативную устойчивость, расчет удельной поверхности производится по параметру наклона ОГХ (углового коэффициента в полулогарифмических координатах) и значению эффективного размера молекул воды. При этом одновременно с оценкой дисперсности по ОГХ осуществляется определение энергетических показателей межфазных взаимодействий в виде обобщенной константы Гамакера или поверхностного натяжения на границе раздела твердой и жидкой фаз.

Ключевые слова: почвенная физическая система, термодинамика, дисперсность, основная гидрофизическая характеристика, гели, удельная поверхность, двойной электрический слой, межфазные взаимодействия

A. V. Smagin ''About Thermodynamic Theory of Water Retention Capacity and Dispersity of Soils,''Eurasian Soil Science, 51 (7), 782-796 (2018). doi: 10.1134/S1064229318070098

 

Шеин Е. В., Белик А. А., Кокорева А. А., Колупаева В. Н. Количественная оценка неоднородностипотоков веществ по параметру “шаг смешения” для математических моделей миграции пестицидов в почвах // Почвоведение. 2018. № 7. С. 852-858. doi: 10.1134/S0032180X18070080

Математические модели движения веществ в почвах используются в качестве управляющего средства для оценки миграции агрохимикатов и расчетов экологического риска. Почвенный блок в таких моделях включает почвенные величины “шага смешения” или “диффузивности вещества” в качестве одного из основных параметров. Экспериментальное определение этого параметра в лабораторных условиях проводили в почвенных колонках по регистрации динамики концентрации вытекающего вещества и последующем решении обратных задач. Опробован прямой экспериментальный метод полевого определения, основанный на движении раствора-метки. Для предсказания, расчета риска и управления применением пестицидов с помощью физически обоснованных математических моделей рекомендуется следующая этапная последовательность: 1 – параметризация модели на основе экспериментальных данных по свойствам почв; 2 – последующее использование полевого шага смешения, который в экспериментах на агродерново-подзолистой почве (Московская обл.) (Eutric Albic Glossic Retisol (Abruptic, Loamic, Aric, WRB, 2014)) составлял для слоя 0–40 см 3–11 см, для более глубоких трещиноватых с призматической структурой гор. BEL и BT (40–60 см) был более 12 см, а для слоев ниже 60 см его медианное значение достигало 21 см.

Ключевые слова: почва, движение веществ, гидродинамическая дисперсия, миграция, модель
PEARL 4, преимущественные потоки

E. V. Shein, A. A. Belik, A. A. Kokoreva, and V. N. Kolupaeva ''Quantitative Estimate of theHeterogeneity of Solute Fluxes Using the Dispersivity Length for Mathematical Models of PesticideMigration in Soils,'' Eurasian Soil Science, 51 (7), 797-802 (2018). doi: 10.1134/S1064229318070086

Агрохимия и плодородие почв

Кукушкина О. В., Алябина И. О., Голубинский А. А. Опыт реконструкции земледельческого использования почвенного покрова Балахнинского уезда Нижегородской губернии в XVIII–XIX веках (по картографическим источникам) // Почвоведение. 2018. № 7. С. 859-869. doi:10.1134/S0032180X18070067

В целях анализа изменений земледельческого использования почв изучали структуру земельных угодий и состав почвенного покрова пахотного клина Балахнинского уезда Нижегородской губернии в последней четверти XVIII в. и середине XIX в. Картографическими источниками послужили Балахнинский уездный план Генерального межевания (масштаб 1 : 84000), карта Менде Нижегородской губернии (масштаб 1 : 42 000) и Государственная почвенная карта (масштаб 1 : 1 000 000). Полученные данные свидетельствуют об устойчивой тенденции к уменьшению площади распахиваемых земель. Согласно использованным историческим материалам, из почти 4200 км², занимаемых уездом, в конце XVIII в. распахивали около 1290 км² (32%), а в середине XIX в. всего около 990 км² (25%). Современные данные государственного статистического наблюдения за земельными ресурсами, рассчитанные для Балахнинского уезда в границах XVIII–XIX вв., дают площадь пашни менее 700 км², что составляет всего 18% исследуемой территории. То есть не менее 14% исследуемой территории составляют постагрогенные почвы. Или, если принять площадь пахотного клина уезда XVIII в. за 100%, за рассматриваемый период в состояние залежных перешли более 40% ранее распахиваемых почв. В почвенном покрове пахотных земель Балахнинского уезда выявлено абсолютное преобладание дерново-подзолистых почв (Retisols). В ходе сокращения площади распашки с конца XVIII в. до середины XIX в. состав почв пахотного клина в процентном отношении мало изменился. В целом влияния качества почв при уменьшении площади пашни за данный период не наблюдается.

Ключевые слова: землепользование, планы Генерального межевания, карты Менде, геоинформационные системы

O. V. Kukushkina, I. O. Alyabina, and A. A. Golubinskii ''Experience in Reconstruction of Agricultural Land Use for Balakhna District of Nizhniy Novgorod Gubernia in the 18th–19th Centuries (on the Basis of Cartographic Sources),'' Eurasian Soil Science, 51 (7), 803-813 (2018). doi:10.1134/S1064229318070062

Деградация, восстановление и охрана почв

Ермолаев О. П., Гафуров А. М., Усманов Б. М. Оценка интенсивности и динамики эрозии методом наземного лазерного сканирования // Почвоведение. 2018. № 7. С. 870-883. doi:10.1134/S0032180X18070031

Предлагается новый метод инструментальной оценки интенсивности эрозии на склонах в звене микроручейковой и линейной эрозии средствами наземного лазерного сканирования. Метод апробирован на четырех тестовых участках в период с 2012 по 2016 гг. с использованием линейки сканирующих устройств Trimble™ GX, Trimble™ VX, Trimble™ TX8. Метод наземного лазерного сканирования обладает высокой точностью и скоростью, ранее невозможной для других приборов и имеет ряд преимуществ: регистрация разнообразных видов эрозии временных водотоков; съемка на расстоянии, обеспечивающая проведение измерений без нарушений целостности исследуемой поверхности и безопасность проводимых измерительных работ; расчеты морфометрических параметров склона по высокоточной цифровой модели рельефа. Приведенные примеры определяют возможность применения данного метода для оценки денудационно-аккумулятивного баланса перемещаемого почвенного материала на склонах и определения динамики объемов наносов в разных частях склона за различные события поверхностного стока, выявления пространственных закономерностей формирования ручейковых размывов и промоин. Кроме того, лазерное сканирование позволяет интегрально оценить суммарный эффект от протекания на склонах всего комплекса экзогенных процессов, воздействующих на почвенный покров. Наблюдения, проведенные на тестовых участках, выявили довольно высокий вклад осенних дождей в суммарные потери почвы от эрозии. По результатам проведенных исследований даны практические рекомендации по организации съемки и наблюдений за эрозией с помощью лазерного сканирования.

Ключевые слова: наземное лазерное сканирование, эрозия почвы, картографирование

O. P. Yermolaev, A. M. Gafurov, and B. M. Usmanov ''Evaluation of Erosion Intensity and DynamicsUsing Terrestrial Laser Scanning,'' Eurasian Soil Science, 51 (7), 814-826 (2018). doi:10.1134/S1064229318070037

 

Замотаев И. В., Иванов И. В., Михеев П. В., Белобров В. П. Оценка состояния почв ирастительности в районах размещения свалок и полигонов твердых бытовых отходов (обзор) //Почвоведение. 2018. № 7. С. 884-901. doi: 10.1134/S0032180X18070109

Приводится обзор современных представлений об эколого-геохимическом состоянии почв и растительности в районах размещения свалок и полигонов твердых бытовых отходов (ТБО). Техногенное воздействие на среду и почвы обусловлено: 1) изъятием земель для организации объектов, 2) образованием фильтрационных вод с токсичными компонентами при разложении ТБО, 3) образованием биогаза. Химическое загрязнение тяжелыми металлами (ТМ) поверхностных горизонтов почв характерно для территорий складирования ТБО и зон их влияния вне зависимости от климатических условий, способов обращения с отходами и этапов жизненного цикла. Одновременно происходит накопление ТМ в травянистой рудеральной растительности. Изменения геохимических и микробиологических показателей почв, а также нарушения растительного покрова не ограничиваются пределами отведенной санитарно-защитной зоны. Опасность для среды представляют также погребенные свалки, в которых при разложении органического вещества в анаэробных условиях происходит образование диоксида углерода и метана, и как результат, их концентрация в почвенном и приземном воздухе. В районах размещения свалок и полигонов ТБО формируются слаборазвитые, поверхностно- и химически-преобразованные почвы, технопочвы и техногенные поверхностные образования (ТПО).

Ключевые слова: объекты размещения отходов, фильтрационные воды, биогаз, ТМ, загрязнение почв, трансформация растительности, эколого-геохимическая оценка, газогеохимическое состояние почв и ТПО

I. V. Zamotaev, I. V. Ivanov, P. V. Mikheev, and V. P. Belobrov ''Assessment of the State of Soils andVegetation in Areas of Landfills and Municipal Solid Waste Sites (a Review),'' Eurasian Soil Science, 51(7), 827-843 (2018). doi: 10.1134/S1064229318070104

 

Минералогия и микроморфология почв

Толпешта И. И., Соколова Т. А., Воробьева А. А., Изосимова Ю. Г. Трансформациятриоктаэдрической слюды в верхнем минеральном горизонте подзолистой почвы по результатамдвухлетнего полевого эксперимента // Почвоведение. 2018. № 7. С. 902-915. doi:10.1134/S0032180X18070134

Проведен эксперимент по трансформации тест-биотита (фракция <1 мкм) в гор. AEL подзолистой почвы, помещенного в контейнеры различной проницаемости, с целью оценки вклада различных факторов в трансформацию биотита в современных почвенных условиях. Установлено, что после двухлетнего пребывания в гор. AEL подзолистой почвы биотит трансформировался в вермикулит, смешанослойный биотит-вермикулит и почвенный хлорит. Наиболее интенсивно вермикулитизация происходит при воздействии на биотит гиф грибов, и, в меньшей степени, тонких корней растений и компонентов почвенного раствора. Образование лабильных структур из биотита сопровождается уменьшением толщины кристаллитов слюды, нарушением гомогенности слоев, выносом межслоевого К, выносом и окислением октаэдрического Fe, увеличением суммы обменных катионов, появлением в обменной форме Al. Процесс хлоритизации однозначно диагностирован при воздействии на биотит корней растений и грибных гиф. Сильные анионы-комплексообразователи, выделяемые грибными гифами, отчасти ингибируют процесс хлоритизации. Хлоритизация приводит к уменьшению емкости катионного обмена вермикулитизированных структур.

Ключевые слова: биотит, вермикулит, почвенный хлорит, механизмы трансформации минералов,
подзолистая почва (Retisols)

I. I. Tolpeshta, T. A. Sokolova, A. A. Vorob’eva, and Yu. G. Izosimova ''Transformation of TrioctahedralMica in the Upper Mineral Horizon of Podzolic Soil during the Two-Year-Long Field Experiment,''Eurasian Soil Science, 51 (7), 843-856 (2018). doi: 10.1134/S1064229318050125

Биология почв

Широких И. Г., Широких А. А., Ашихмина Т. Я. Оценка антагонистического потенциала иантибиотической устойчивости актиномицетов, выделенных из двух желтоземов юго-восточного Китая // Почвоведение. 2018. № 7. С. 916-924. doi: 10.1134/S0032180X18070122

Из двух смытых желтоземов провинции Фуцзянь были выделены в чистую культуру 40 штаммов стрептомицетов. Охарактеризованы их антагонистическая активность и вклад в формирование почвенного резистома. Оценка противомикробного действия природных изолятов позволила выявить 6 штаммов, подавляющих рост грибов Fusarium oxisporum, Alternaria alternata, Paecilomyces sp., Trichoderma sp. и Candida albicans одновременно. Один из штаммов (S. aburaviensis F2-6) с широким спектром антифунгального действия был активен также против бактерий Pseudomonas putuda, P. fluorescens, P. sepacia, Streptococcus sp. и Escherichia coli. Показано, что доля изолятов с широким спектром антимикробного действия (44%) и высокой антагонистической активностью (77%) в желтоземе городского округа Чжанчжоу существенно выше, чем в почве сельского поселения Хункэн (22 и 39% соответственно). Согласно концепции резистома, детерминанты устойчивости к антибиотикам возникли первоначально у их продуцентов, и, благодаря горизонтальному дрейфу генов, могут передаваться в почве другим бактериям. В результате тестирования стрептомицетов на устойчивость к антибиотикам с разными механизмами действия (ингибиторы синтеза клеточной стенки, белка и метаболических путей) установлено, что доля культур с множественной резистентностью не превышает в желтоземах 25–31%. Отсутствием устойчивости ко всем использованным в работе антибиотикам характеризовались 15–16% выделенных из желтоземов штаммов. Полученные данные можно использовать для оценки рисков, связанных с передачей генов антибиотикорезистентности из окружающей среды в клинически значимые патогенные виды.

Ключевые слова: почвенные стрептомицеты, желтозем (Cambisols), антифунгальная и антибактериальная активность, антибиотики, резистентность к антибиотикам

I. G. Shirokikh, A. A. Shirokikh, and T. Ya. Ashikhmina ''Assessing the Antagonistic Potential andAntibiotic Resistance of Actinomycetes Isolated from Two Zheltozems of Southeastern China,'' EurasianSoil Science, 51 (7), 857-864 (2018). doi: 10.1134/S1064229318050113

    Скачать