Почвоведение №4, 2025
Генезис и география почв
А. В. Жоголев, И. Ю. Савин Цифровое обновление традиционно составленных почвенных карт // Почвоведение. 2025. № 4. С. 435-448. https://doi.org/10.31857/S0032180X25040017
A. V. Zhogolev and I. Yu. Savina ''Digital Updating of Traditional Soil Maps,'' Eurasian Soil Science, 58 (4), 54- (2025). https://doi.org/10.1134/S1064229324603123
Представлено описание нового подхода к актуализации бумажных почвенных карт, основанного на имитационном моделировании традиционных экспертных подходов к картографированию почв, и результаты его апробации на примере тестового участка в центре европейской части России. Для обновления создана авторская открытая программа-скрипт IMSOIL на языке программирования R. По сравнению с другими в разработанном подходе могут широко использоваться не только результаты статистического анализа данных, но и экспертные знания о географии почв региона исследований. Обновленная почвенная карта лучше соответствует актуальным данным о факторах почвообразования, чем исходная бумажная почвенная карта. Проанализированные примеры перекодирования пикселей при обновлении показали адекватные изменения в представлении почвенного покрова на обновленной почвенной карте. Предложенный подход имитации почвенного картографирования в геоинформационной системе включает использование качественной информации о географии почв и количественные правила их картографирования. Модель в форме дерева принятия решений может быть проанализирована экспертом, можно вносить изменения в набор используемых при моделировании ковариат и в построенные модели. Представленная форма записи связей почв с выявляемыми факторами почвообразования позволяет сохранить как традиционное качественное описание географии почв в формализованной форме, так и соединить его с однозначными количественными правилами картографирования почв по спутниковым данным и тематическим картам. Вышеуказанный метод позволяет автоматически экстрагировать информацию о связях почв с факторами почвообразования. Обновление почвенной карты сопровождается картой вероятности правильного картографирования почв.
Ключевые слова: цифровая почвенная картография, имитация традиционного картографирования, тематические карты, спутниковые данные, IMSOIL
А. В. Русаков, А. А. Никонов, С. Н. Седов, Л. А. Савельева, А. И. Попов, Э. П. Зазовская Стратифицированная почва на диктионемовых сланцах в области последнего покровного оледенения (южное Приладожье): свойства, палеогеографическая интерпретация и вопросы радиоуглеродного датирования // Почвоведение. 2025. № 4. С. 449-463. https://doi.org/ 10.31857/S0032180X2504002
''Stratified Soil on Dictyonema Shales in the Area of the Last Cover Glaciation (Southern Ladoga Region): Properties, Paleogeographic Interpretation, and Radiocarbon Dating Issues,'' Eurasian Soil Science, 58 (4), 49- (2025). https://doi.org/10.1134/S1064229324604529
В области валдайского оледенения (долина р. Любша, правый приток р. Волхов, южное Приладожье, Ленинградская область) рассмотрено морфологическое строение на макро-, мезои микроуровнях и свойства уникальной целинной темногумусовой темнопрофильной стратифицированной глинистой почвы на локально переотложенных в поздневалдайское время диктионемовых сланцах (Phaeozem, разрез Любша), перекрытых маломощным позднеледниковым пылевато-мелкопесчаным чехлом, отлагавшимся эоловым путем и обогащенным карбонатной щебенкой и глауконитовым материалом. Локальное перемещение толщи диктионемовых сланцев в разрезе подтверждается данными споро-пыльцевого анализа слоев в его основании (тундровая растительность), где сланцевые слои подстилаются кембрийскими песками. Толща сланцев подверглась криогенному растрескиванию, которое усиливается от нижних горизонтов профиля к верхним, что диагностировано микроморфологически. Почва развивалась в субаэральных условиях, начиная с позднего плейстоцена. Голоценовым педогенезом, наряду с аллохтонной толщей, охвачен лишь верхний слой сланца (горизонт AUcа), в котором заметна оструктуренность и разуплотнение. Такое низкое проявление почвообразования на диктионемовых сланцах определяется большой буферностью породы и преобладанием в составе органического вещества сланцев трудноокисляемой фракции. Определенный радиоуглеродный возраст органического вещества диктионемовых слоев, который варьирует от нижних горизонтов к верхним в пределах ~36–24 тыс. cal BP (разрез Любша) и ~35–26 тыс. cal BP (разрез на Кирхгофской возвышенности), не вполне отражает реальный возраст почвообразования. Органическое вещество этих почв гетерогенно и гетерохронно. Это следует учитывать при радиоуглеродном датировании и интерпретации полученных результатов.
Ключевые слова: Северо-Запад Русской равнины, позднеледниковье, палеогеография позднего неоплейстоцена
А. Л. Александровский, A. A. Юртаев, А. В. Панин Эволюция почв северной Евразии в условиях климатических изменений в позднеледниковье и голоцене // Почвоведение. 2025. № 4. С. 464-484. https://doi.org/ 10.31857/S0032180X2504002
A. L. Aleksandrovskiy, A. A. Yurtaev, A. V. Panin ''Evolution of Soils in Northern Eurasia under Climate Changes during the Late Glacial and Holocene,'' Eurasian Soil Science, 58 (4), 52- (2025). https://doi.org/10.1134/S1064229324602695
Рассматриваются изменения почв перигляциальной зоны северной части Западной Сибири и Восточно-Европейской равнины (от арктической тундры до подтайги), происходившие в ответ на климатические колебания в позднеледниковье и голоцене (последние 15 тыс. лет). Исследованы изменения почв, вызванные похолоданием и потеплением климата: образование вторых гумусовых горизонтов, развитие посткриогенных структур и др. Особое внимание уделено изменениям, связанным с потеплением климата, так как в ближайшее время ожидаются именно подобные тенденции. На севере Западной Сибири, на островах и побережье Карского моря, термический максимум относится ко времени аллерёда – пребореала. Причем здесь, в отличие от Европы и Северной Атлантики, похолодание позднего дриаса не обнаруживается. Южнее, в таежной зоне, термический максимум смещается к раннему и среднему голоцену. В арктической части Западной Сибири с этим связано раннее время этапа формирования торфяников (с 14–11 тыс. л.н.), что обусловлено повышенными температурами при достаточном количестве влаги в позднеледниковье и начале голоцена (время климатического оптимума для данной территории). На юге лесной зоны и в лесостепи (Васюганье) торфяники в первой половине голоцена не развивались в связи с недостатком влаги. Здесь максимум данного процесса относится к периоду увлажнения климата в последние 4000 лет. Существенные изменения педогенеза происходят и в условиях потепления климата последних веков. На юге лесной зоны в Западной Сибири обнаруживаются мощные горизонты hortic, образование которых было вызвано похолоданием Малого ледникового периода и необходимостью обильного внесения навоза с примесью золы и мелкозема. В результате потепления климата необходимость в данных технологиях отпала, формирование горизонта hortic теперь не происходит.
Ключевые слова: педогенез, изменения климата, Западная Сибирь, криогенные процессы, второй гумусовый горизонт
Химия почв
Н.П. Самохина, Е.А. Филимоненко, И. Н. Курганова, В.О. Лопес де Гереню, А.Н. Мальцева, А.К. Ходжаева, С.Ю. Зорина, Л.Г. Соколова, Н.В. Дорофеев, Я.В. Кузяков Чувствительность почвенных свойств к изменению типа землепользования с пашни на залежь // Почвоведение. 2025.
№ 4. С. 485-498. https://doi.org/10.31857/S0032180X25040043
N. P. Samokhina, E. A. Filimonenko, b, I. N. Kurganova, V. O. Lopez de Gerenu, A. N. Maltseva, A. K. Khodzhaeva, S. Y. Zorina, L. G. Sokolova, N. V. Dorofeev, and Y. V. Kuzyakov ''Soil Properties Sensitivity to Land-Use Change from Cropland to Abandoned Land,'' Eurasian Soil Science, 58 (4), 50- (2025). https://doi.org/10.1134/S106422932460355X
Для оценки скорости изменения свойств почв (содержания органического углерода (Сорг) и общего азота (Nобщ), скорости микробного дыхания и активности гидролитических ферментов) в ходе их постагрогенного развития исследовали хроноряд серых почв (Haplic Luvisol) в лесостепной зоне Восточной Сибири, включающий пашню, 7 и 25-летние залежи и естественный суходольный луг. Прекращение распашки (залежный режим использования почв) и восстановление растительности ведут к увеличению поступления органических веществ в почву. Этот процесс обусловливает двукратный прирост запасов углерода (Сstock) и азота (Nstock) в верхних 10 см залежных почв по сравнению с пахотными почвами, несмотря на увеличение микробной и ферментативной активности почв. Соотношение скоростей изменения почвенных свойств, отвечающих за накопление и разложение почвенного органического вещества, определяет статус постагрогенной почвы как стока или источника С. Скорость изменения почвенных свойств в ходе постагрогенного развития оценивали по их чувствительности к изменению землепользования, по относительному росту содержания Сорг в почве. Наименее чувствительными к изменению землепользования являются содержание Сорг и Nобщ в составе органо-минеральной фракции органического вещества и величина pH. Содержание водорастворимого азота (Nраств), Cорг и Nобщ в составе свободной и окклюдированной фракций органического вещества, активность β-глюкозидазы и хитиназы являются наиболее чувствительными к изменению землепользования. Восстановление почвенных свойств, чувствительных к изменению землепользования, в верхних 10 см почвы завершается в течение первого десятилетия после прекращения распашки земель, тогда как для восстановления менее чувствительных свойств требуется более 20 лет.
Ключевые слова: постагрогенное развитие почв, гидролитические ферменты, микробное дыхание, денситометрические фракции органического вещества, Haplic Luvisol
А. Д. Котельникова, Т. И. Борисочкина, К. А. Колчанова, М. А. Шишкин, Н. В. Матвеева, Н. А. Колобова, Ю. И. Митрофанов, Н. К. Первушина Влияние влажности дерново-подзолистой почвы на содержание подвижных форм железа, марганца, никеля, меди, кобальта и цинка // Почвоведение. 2025. № 4. С. 499-513. https://doi.org/10.31857/S0032180X25040059
A. D. Kotelnikova, T. I. Borisochkina, K. A. Kolchanova,M. A. Shishkin, N. V. Matveeva, N. A. Kolobova, Yu. I. Mitrofanov, and N. K. Pervushin ''Influence of the Moisture Content of Soddy-Podzolic Soil on the Contents of Mobile Forms of Iron, Manganese, Nickel, Copper, Cobalt, and Zinc,'' Eurasian Soil Science, 58 (4), 46- (2025). https://doi.org/10.1134/S1064229324603445
Избыточное увлажнение почв может приводить к изменению ряда почвенных свойств, что в свою очередь влияет на содержание подвижных форм элементов. При этом градации обеспеченности почв микроэлементами разрабатывались для воздушно-сухих проб почв автоморфных ландшафтов, а значит могут не в полной мере отражать реальную картину для почв в условиях переувлажнения. Целью работы являлась оценка изменений содержания подвижных форм микроэлементов в образцах почв полевого опыта с разным уровнем внесения минеральных удобрений на дерново-подзолистой супесчаной почве (Stagnic Podzol (Pantoarenic, Buthyloamic, Abruptic, Aric)) при разных условиях увлажнения. Оценено содержание подвижных форм Fe, Mn, Ni, Cu, Co и Zn в образцах дерново-подзолистой супесчаной почвы, отобранных на делянках полевого опыта – контроль (без внесения минеральных удобрений), средние нормы внесения минеральных удобрений, высокие нормы внесения минеральных удобрений. Экстракцию подвижных форм элементов проводили из воздушно-сухих образцов почв, образцов с полевой влажностью и образцов, инкубированных в лабораторных условиях при различной влажности и в течение разного времени. Образцы почв инкубировали при влажности 60 и 100% предельной полевой влагоемкости в течение 3 и 6 недель. Показано, что различия в увлажнении образцов способны значительно изменять содержание подвижных форм Mn и Fe, что в свою очередь влияет на подвижность других элементов – Cu, Co, Ni. Для большинства изученных элементов, за исключением Zn, показано большее содержание подвижных форм в увлажненных образцах по сравнению с воздушно-сухими образцами. Увеличение содержания подвижных форм Cu и Co в условиях увлажнения в инкубационном эксперименте приводит к изменению градаций обеспеченности почв данными микроэлементами от низкой до высокой, что может обусловливать необходимость корректировки существующих градаций обеспеченности почв с учетом их влажности.
Ключевые слова: тяжелые металлы, полевой опыт, обеспеченность микроэлементами, инкубационный
эксперимент, оптико-эмиссионная спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой
М. В. Тимофеева, А. В. Юдина Перманганат-окисляемый углерод в гумусовых горизонтах почв Европейской территории России // Почвоведение. 2025. № 4. С. 514-527. https://doi.org/10.31857/S0032180X25040066
M. V. Timofeeva and A. V. Yudina ''Permanganate Oxidizable Carbon in Humus Horizons of Soils in the European Russia,'' Eurasian Soil Science, 58 (4), 53- (2025). O. Adewumi, O. O. Oyebiyi, O. Olajide, B. Q.
Проведен детальный разбор метода определения фракции перманганат-окисляемого углерода (СПОК) почв – показателя, рекомендуемого для оценки качества почв. Цель работы состояла в описании диапазона величин показателя СПОК в гумусовых горизонтах почв разных типов угодий зонального ряда Европейской территории России (ЕТР) и оценке возможности применения его как индикатора состояния почвенного органического вещества. Задачи работы: а) подбор соответствующей массы навески для анализа; а также б) определение диапазона величин рассматриваемого показателя в дерново-подзолистых (Retisols), серых почвах (Greyzemic Phaeozems) и черноземах (Haplic Chernozems) разных угодий ЕТР. Для почв с содержанием углерода от 1.6 до 4.7% установлена отрицательная нелинейная связь значений СПОК и массы навески для анализа – с увеличением навески в пределах 0.5–7.0 г средний СПОК уменьшается в 1.5–3.0 раза как для естественных, так и для пахотных почв. Наиболее подходящей массой для определения СПОК является навеска весом в 2.5 г, так как позволяет определить СПОК для почв в наиболее широком диапазоне содержания общего углерода. Абсолютные значения СПОК для трех типов почв ЕТР составляют от 358 до 1040 мг/кг, относительное содержание варьирует в пределах 1.2–4.4%. Рассмотренный метод определения фракции перманганат-окисляемого углерода дает возможность оценить пул ПОВ, вероятно, наиболее легко метаболизируемого микробиотой почв. Низкая аналитическая вариабельность, чувствительность наблюдаемых значений перманганат-окисляемого углерода (СПОК) к типу почв и виду землепользования позволяют расценивать данный параметр в качестве перспективного показателя оценки состояния органического вещества почв.
Ключевые слова: дерново-подзолистые почвы (Retisols), серые почвы (Phaeozems), черноземы (Chernozems), почвенные индикаторы, почвенное органическое вещество, лабильный углерод
O. Adewumi, O. O. Oyebiyi, O. Olajide, B. Q. Adeyemia B. Akinde,J. Odogwu, and A. A. Amusan ''Depth Distribution of Organic Carbon Stocks in Tropical Soils with Contrasting Land Uses,'' Eurasian Soil Science, 58 (4), 44- (2025). https://doi.org/10.1134/S106422932460307X
This study evaluated soil organic carbon stocks under different agricultural land uses (cacao, oil palm, fallow, and secondary forest) with a view to understanding the impact of land use management practices and soil depth on soil organic carbon stocks. The research focused on Ultisols (USDA Soil Taxonomy), a highly weathered soil type classified as Ferric Acrisol (WRB) from Ile-Ife, Nigeria in the year 2022. Soil samples were collected to analyze particle size distribution, bulk density, pH, and organic carbon content, while soil organic carbon stocks were calculated using a standard equation. The results showed that land use had a more pronounced effect on the upper soil horizon compared to deeper layers, with oil palm plantations exhibiting the highest soil organic matter content and soil organic carbon stock concentration in surface soils. These findings suggest that cultivating tree crops and implementing afforestation contribute to carbon storage and protection within the soil. Additionally, the study identified the potential of subsoil horizons to account for more than half of the total soil organic carbon stocks, underscoring the importance of further investigations into deeper tropical soil layers.
Keywords: carbon sequestration, land use, organic carbon stock, Nigeria, soil depth, soil management, tropical soils, Ultisol
Физика почв
Ziyi Ke, Shilin Ren, Ziqiang Chen, and Liang Yin ''Empowering Soil Spectral Modeling with Interpretable Feature Wavelength Transfer Techniques in Deep Learning,'' Eurasian Soil Science, 58 (4),
45- (2025). https://doi.org/10.1134/S1064229324603524
With the widespread use of deep learning in soil spectral modeling, interpretable models have been introduced to explain the impact of characteristic wavelengths. Notably, Shapley Additive exPlanations values from game theory have been applied successfully to interpret deep learning soil spectral models. This study explores the use of computational results from interpretable models for spectral feature wavelength migration and data preprocessing. Using the LUCAS spectral database, we selected nine soil features and their spectra to construct convolutional neural networks (CNN) models. Four interpretable methods were employed to determine the contribution of different wavelengths to model training, with the best-performing method chosen for each soil property. Bands with lower contribution scores were gradually eliminated, and the remaining spectra were passed into the screening model (PLSR)l for fitting, determining the best spectral bands and data dimensions based on the results. Our findings indicate that feature wavelengths learned by the CNN model are applicable to the PLSR model, enabling feature downscaling and wavelength screening. Using high- and medium-accuracy CNNs, we achieved better performance than the original spectrum by retaining 38% of the original wavelength features. Additionally, extracting significant wavelengths from low-precision CNNs improved the PLSR fitting effect, allowing wavelength features to be compressed to 8% of the original without significant impact. The study also discusses the basis for feature wavelength migration from data characteristics and physical properties perspectives and verifies the feasibility of migrating feature wavelengths from high-parameter to low-parameter models. Combining interpretable methods and screening models offers a versatile data processing method, advancing deep learning applications in soil hyperspectral modeling.
Keywords: convolutional neural network, model interpretability methodology, LUCAS topsoil dataset, soil properties
Биология почв
Т.В. Минникова, С.И. Колесников Ферментативная активность чернозема и дерново-подзолистой почвы при загрязнении нефтью // Почвоведение. 2025. № 4. С. 528-546. https://doi.org/10.31857/S0032180X25040073
T. V. Minnikova and S. I. Kolesnikov ''Enzyme Activity of Oil-Contaminated Chernozem and Soddy-Podzolic Soil,'' Eurasian Soil Science, 58 (4), 47- (2025). https://doi.org/10.1134/S1064229324602968
Проведена оценка ферментативной активности чернозема и дерново-подзолистой почвы при загрязнении нефтью по широкому спектру активности 20 ферментов. Объекты исследования – пахотный горизонт чернозема обыкновенного и гумусовый горизонт дерново-подзолистой почвы под лесом. Для моделирования углеводородного загрязнения в почву вносили нефть (1, 5 и 10%). Для оценки ферментативной активности почв определяли активность 20 ферментов классов оксидоредуктаз и гидролаз, участвующих в биогеохимических циклах С, N, O, P и S. Наиболее чувствительными при загрязнении нефтью чернозема обыкновенного были целлюлаза и цистеинредуктаза, при загрязнении дерново-подзолистой почвы – аденозинтрифосфатаза и нитратредуктаза. Все исследованные ферменты (кроме протеазы и β-глюкозидазы в черноземе обыкновенном) проявили высокую информативность – тесную корреляцию с содержанием в почве нефти (r > 0.65). Рассчитаны интегральный показатель ферментативной активности (ИПФА), среднее геометрическое (GMEEА) и интегральный индекс АР. Высокую информативность проявили ИПФА (r = –0.97…–0.98) и GMEА (r = –0.98…–0.99), а показатель АР – невысокую информативность в дерново-подзолистой почве (r = –0.46). Рекомендуется применение ИПФА и GMEА для ферментативной диагностики экологического состояния почвы после загрязнения нефтью. При загрязнении почв нефтью в большей степени нарушаются циклы N, P и C и в меньшей – S и O. При загрязнении нефтью наибольшим средним баллом применимости фермента для диагностики состояния почвы обладают ферменты цикла С (инвертаза, полифенолоксидаза, дегидрогеназы), цикла N (уреаза), цикла Р (кислая и щелочная фосфатазы) и цикла О (каталаза и пероксидаза). Применение ферментативной диагностики весьма эффективно и целесообразно для оценки экологического состояния почв, загрязненных нефтяными углеводородами.
Ключевые слова: чернозем обыкновенный, дерново-подзолистая почва, азот, углерод, фосфор, сера, ислород, гидролазы, оксидоредуктазы, интегральный показатель ферментативной активности (ИПФА), среднее геометрическое ферментативной активности (GMEA), интегральный индекс загрязнения (AP)
Chenshuai Ye, Xingchen Pan, Haopeng Feng, Qingwei Zhou,Weihong Wu, Meiqing Jin, Li Fu, Weiying Ji, and Lichuan Zhan ''The Effects of Phosphorus-Containing Compounds on the Remediation and Soil Microbiota in Rice Contaminated by Lead, Zinc, and Cadmium,'' Eurasian Soil Science, 58 (4), 51- (2025). https://doi.org/10.1134/S1064229324602774
In the present study, a wetland root box experiment was conducted to investigate the impact of exogenous phosphorus (calcium dihydrogen phosphate) on heavy metal distribution and soil microbial population of rice using Bureau Community of Reference (BCR) sequential extraction and Phospholipid Fatty Acid (PLFA) analysis. The experimental results demonstrate that adding calcium dihydrogen phosphate could reduce levels of acid-soluble, reduced, and oxidized heavy metals while minimizing their toxicity to rice. However, an exception was observed with cadmium, which showed an adverse effect at the maturity stage of rice. Furthermore, the addition of calcium dihydrogen phosphate significantly enhanced soil microbial biomass by 133% during the jointing stage and by 154% at the maturity stage. An increase in the fungitobacteria (F/B) ratio was also observed, alongside improvements in the microbial community structure, contributing to greater soil ecosystem sustainability. Notably, the most favorable outcomes were achieved with a P : Pb molar ratio of 2 : 1, leading to effective reduction in heavy metal activity, promotion of microbial growth, and mitigation of heavy metal accumulation in plants.
Keywords: exogenous phosphorus, BCR, PLFA, microbial community
Деградация, восстановление и охрана почв
E. Yu. Prudnikova, I. Yu. Savin, and G. V. Vindeker ''Satellite Monitoring of the Initial Stages of Arable Soil Degradation,'' Eurasian Soil Science, 58 (4), 48- (2025). https://doi.org/10.1134/S1064229324603317
Arable soil degradation poses a serious threat to global agricultural production and food security. Thus, the monitoring of its initial stages such as soil crust development is of great importance. In our study we presented an approach for such monitoring based on multi-temporal satellite data. Study region, covered by a Landsat 8 OLI scene (180 × 185 km), included the south-eastern part of Moscow, north-eastern part of Tula and western part of Ryazan regions of Russia. The suggested approach is comprised of such steps as (1) multi-temporal satellite data selection and preprocessing; (2) open soil surface identification; (3) dry soil surface detection; (4) detection of soil crust presence in a pixel. The calibration of the approach (steps (3), (4)), was performed based on the field data and the data from two laboratory experiments with soils of the studied region. The main result was a map of the probability of soil crust presence (SCP) for the studied region for the period 2016–2021, outlining the areas with different risk of soil degradation development. The field validation of the map showed that the obtained SCP values are in agreement with the indicators of soil susceptibility to the crust formation.
Keywords: arable soil degradation, soil crust, Landsat 8 OLI, spectral reflectance, NDVI
