научный журнал по сельскому и лесному хозяйству Почвоведение ISSN: 0032-180X

АНДРОХАНОВ В.А., ДОМОЖАКОВА Е.А., КУЛИЖСКИЙ СЕРГЕЙ ПАВЛИНОВИЧ, ЛОЙКО СЕРГЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ, СОКОЛОВ Д.А. — 2015 г.

Рассмотрены вопросы, связанные с морфологической диагностикой процессов почвообразования, протекающих в молодых почвах техногенных ландшафтов. Проведены многоуровневые морфологические исследования почв, сформированных на поверхности разновозрастных отвалов каменноугольных разрезов, расположенных в широком спектре климатических условий Сибири. Установлено, что на первых стадиях формирования почв преобладают процессы преобразования минерального субстрата (первичного почвообразования). В дальнейшем, по мере развития почв, ведущую роль в формировании профиля начинают играть процессы превращения органического вещества, что выражается через формирование специфического для каждой климатической зоны органопрофиля. Проведенные микро- и субмикроморфологические наблюдения позволили оценить характер ведущих почвенных процессов, а также выявить признаки, свидетельствующие о протекании сопутствующих процессов.

БУРРАС С.Л., ГЕННАДИЕВ А.Н., ЗАЗДРАВНЫХ Е.А., НОВЫХ Л.Л., ПЕТИН А.Н., ПЕТИНА В.И., СОЭР Т.Д., ЧЕНДЕВ Ю.Г. — 2015 г.

Полезащитные лесонасаждения, возникшие на месте луговых и лугово-степных ландшафтов в лесостепной зоне cеверных материков, являются аккумуляторами углерода и участвуют в формировании органического вещества почв. На территории Великих равнин США (штаты Северная Дакота, Южная Дакота, Небраска) и Среднерусской возвышенности России (Белгородская, Воронежская, Курская области) выявлена общая закономерность усиления гумусово-аккумулятивного процесса в осевых частях лесополос, что проявляется в пространственных трендах изменения запасов С орг в слое 0–30 см почв по направлению от пашен к центральным частям лесополос с увеличением показателя на 3.5–10 т/га на каждые 10 м. За 55 лет произрастания лесополос на черноземах европейской России средняя годовая скорость накопления в них запасов углерода органического вещества (слой 0–100 см) находилась в пределах 0.7–1.5 т/га. За 19-летний период произрастания искусственного лесонасаждения на участке Гурон (США) средняя ежегодная скорость накопления С орг в метровой толще почвы (Гаплустолл (Haplustoll), почвенная серия Бонилла) составила 1.9 т/га.

ЕВДОКИМОВА М.В., КРАСИЛЬНИКОВ П .В., МАКАРОВ О.А., МОЛЧАНОВ Э.Н., САВИН И.Ю., ЧУКОВ С.Н., ЯКОВЛЕВ А.С. — 2015 г.

На основе анализа действующей нормативно-законодательной базы в области земле- и природопользования, научных и земельно-правовых представлений о почвах и землях уточнено содержание этих понятий как самостоятельных компонентов окружающей среды, исполняющих определенные экологические функции. Дана характеристика понятий “деградация почв” и “деградация земель”. Рассмотрена возможность применения показателей, характеризующих экологические функции почв и земель, в качестве основы для качественной и количественной оценки, нормирования и контроля их экологического состояния, деградации, в частности.

БЫКОВ А.В., КОЛЕСНИКОВ А.В., ШАБАНОВА Н.П. — 2015 г.

Изучены морфологические и химические свойства почв сопряженных по рельефу ландшафтов восточного берега соленого оз. Булухта. Почвенная катена представлена солонцами, различающимися на уровне вида, и солончаками, занимающими днище озера. На основании морфогенетического и аналитического изучения свойств почв дана оценка степени выраженности основных почвообразовательных процессов в разных позициях рельефа. Показано, что процессы гумусонакопления нарастают от элювиальных позиций к аккумулятивным, снижаясь в супераквальном ландшафте, где накопление органического вещества ограничено сильным засолением почв и темпами смыва гумусированного материала с берега. В транзитной и аккумулятивной позициях катены на фоне грунтового засоления, происходит рассоление верхних почвенных горизонтов за счет дополнительного притока влаги и перевода поверхностного стока во внутрипочвенный по зоогенным пустотам. Проведен сравнительный анализ сезонной динамики уровня, минерализации и состава грунтовых вод под почвами катены. Выявлено, что в подчиненных ландшафтах динамика уровня и минерализации грунтовых вод зависит от гидрологического режима озера, который в свою очередь определяется количеством и распределением осадков в течение сезона.

ТРУБЕЦКАЯ О.Е., ТРУБЕЦКОЙ О.А. — 2015 г.

Обратно-фазовую высокоэффективную жидкостную хроматографию (ОФ-ВЭЖХ) использовали для анализа гидрофобности почвенных гуминовых кислот и их стабильных электрофоретических фракций А, В и C + D, предварительно полученных сочетанием эксклюзивной хроматографии на сефадексе с электрофорезом в полиакриламидном геле. В двух гуминовых кислотах различного генезиса электрофоретическая фракция А наибольшего молекулярного размера оказалась самой гидрофобной (60–73% фракции необратимо адсорбировалось на гидрофобной ОФ-колонке С18), а фракция C + D наименьшего молекулярного размера – наиболее гидрофильной. Фракция В среднего размера занимала промежуточное положение по степени гидрофобности (33–47% фракции необратимо адсорбировалось на колонке). Использование ОФ-ВЭЖХ впервые позволило детектировать в составе почвенных гуминовых кислот гидрофобную электрофоретическую фракцию А наибольшего молекулярного размера, состоящую главным образом из алифатических длинноцепочечных углеводородных, белковых и углеводных фрагментов. Информация о степени гидрофобности в сочетании с ранее полученным набором физико-химических характеристик стабильных электрофоретических фракций обсуждается в свете супрамолекулярной и макромолекулярной концепций строения почвенных гуминовых кислот.

ВОДЯНИЦКИЙ Ю.Н. — 2015 г.

Влияние города на запасы органического вещества в почве неоднозначно, в одних частях города они могут сокращаться, в других – возрастают по сравнению с фоном. Накоплению органического вещества способствуют поступление аэральных органических поллютантов, замедление минерализации растительных остатков под влиянием загрязнения, увеличение продуктивности растительности за счет повышенной температуры, высокого содержания в воздухе углекислого газа и ухода за зелеными зонами: покрытие дерном значительных площадей в городах, внесение торфа, устройство орошения и осушения почв.

БАБАЕВ М.П., ГУРБАНОВ Э.А., РАМАЗАНОВА Ф.М. — 2015 г.

Выявлены основные виды деградации почв в Кура-Аразской низменности: ирригационная, водная и ветровая эрозия, засоление. Установлено, что из 2098.8 тыс. га сельскохозяйственных земель низменности 333.6 тыс. га подвержены эрозии и 373.4 тыс. га – засолению. Проведено сравнительное изучение ирригационной эрозии в зависимости от почв (сероземов, лугово-сероземных и серо-коричневых), уклона поливной борозды, минерализации поливных вод (0.15–0.95 г/л), расхода воды при одном поливе (0.8–1.4 л/с). Выявлено, что в результате эрозии и засоления почв меняются плотность, пористость, уменьшается содержание гумуса и элементов питания, а при эрозии изменяется и гранулометрический состав почвы. Вычислены площади земель разной степени эродированности: 57.7 – слабой, 24.4 – средней и 15.3 тыс. га – сильной. Предложены мероприятия по борьбе с эрозией и засолением почв.

АНИСИМОВ К.Б., МУРОМЦЕВ Н.А., ПЫЛЕНОК П.И., СЕМЕНОВ Н.А. — 2015 г.

Установлены закономерности инфильтрации и испарения грунтовых вод при различной глубине их залегания в дерново-подзолистой и темно-серой лесной почвах. Показано, что подпитывание почвы влагой из грунтовых вод уменьшается с понижением их уровня, а инфильтрация - возрастает. При высоком стоянии уровня грунтовых вод (70 см от поверхности) подпитывание дерново-подзолистой почвы составляет 86 мм, инфильтрация - 17 мм, а при 145 см - 13 и 51 мм соответственно. Содержание химических веществ в лизиметрах с более высоким уровнем грунтовых вод в 2-4 раза больше по сравнению с содержанием их в лизиметрах с более низким уровнем грунтовых вод.

ДЕНЕВА С.В., РУСАНОВА Г.В., ШАХТАРОВА О.В. — 2015 г.

Исследованы автоморфные почвы на песчаных (подбуры оподзоленные (Entic Podzols), подзолы иллювиально-железистые (Haplic Podzols)) и суглинистых (органо-криометаморфические почвы (Gelic Cambisols) отложениях и светлоземы иллювиально-железистые (Spodi-Stagnic Cambisols)) на отложениях северной лесотундры. В оподзоленных подбурах и подзолах тундровых ценозов северной лесотундры выявлено уменьшение признаков оподзоленности на микроморфологическом уровне по сравнению с почвами островков леса в связи с усилением криогенеза, вызывающего закрепление гумусово-железистых пленок на скелетных зернах. В органо-криометаморфических почвах фиксируются аккумуляция и внутрипрофильная миграция органических соединений, Al-Fe-гумусовое иллювиирование, обнаруживаемое при анализе песчано-пылеватых кутан (скелетан) в верхней части минеральной толщи профиля, и слабо выраженная элювиально-иллювиальная дифференциация профиля, диагностируемая анализами внутрипедной массы. Показано проявление признаков криогенных процессов. В светлоземах иллювиально-железистых выделены особенности современной криогенной фазы эволюции: восстановительно-окислительная мобилизация, миграция Fe в микропрофиле подзола в верхней части профиля и формирование криометаморфических горизонтов – в нижней. Выявлены признаки, унаследованные от прежних фаз развития.

АНАНЬЕВА Н.Д., ИВАЩЕНКО К.В., КУДЕЯРОВ В.Н., СТЕПАНОВ А.Л., СТОЛЬНИКОВА Е.В. — 2015 г.

В образцах почв (подзоле, дерново-подзолистой, серой лесной, черноземе, буроземе, карболитоземе) естественных, пахотных и залежных экосистем Костромской, Владимирской, Московской, Калужской, Воронежской областей и Краснодарского края определяли скорость нетто-продуцирования закиси азота (N2O), содержание углерода микробной биомассы (С мик) и ее долю в общем органическом углероде почвы (С орг). Наиболее устойчивое продуцирование N2O отмечено при обогащении почв глюкозой или смесью ее с сернокислым аммонием при температуре 22°С и предварительной инкубацией почвенных образцов (7 сут, 60% полной влагоемкости, 22°С). Вниз по профилю лесных почв выявлена прямая взаимосвязь между N2O и С мик (r = 0.74, p 0.05, n = 18). В дерново-подзолистой почве пашни, залежи, молодого, вторичного и коренного лесов (верхний минеральный слой 0–10 см) обнаружена обратная взаимосвязь между N2O и С мик (r = –0.75, p 0.05, n = 6). Для залежных, пахотных и лесных почв нетто-продуцирование N2O в среднем уменьшалось (239, 69 и 38 нг N2O N ? 10-3/г в час), а содержание С мик и отношение С мик/С орг – увеличивалось (181, 569 и 1020 мкг С/г и 1.4, 2.6 и 3.0% соответственно), указывая на возрастание потока N2O при антропогенном преобразовании экосистем. Внесение циклогексимида (20–50 мг/г) в почву вызывало угнетение продукции N2O на 69–99%, что свидетельствует о существенном вкладе микроскопических грибов в этот процесс. Предложен подход для разделения нитрификации и денитрификации в почве с использованием низкой концентрации ацетилена (1.8 Пa). Выявлены условия подготовки почвенного образца для устойчивой детекции N2O, показана связь этого процесса с микробной биомассой и ее грибной составляющей.

БУЛГАКОВ Д.С., МАКАРОВ О.А., МОЛЧАНОВ Э.Н., САВИН И.Ю., ЯКОВЛЕВ А.С. — 2015 г.

Представлены результаты критического анализа методической и нормативно-технической базы, подходов к оценке степени деградации почв, использованных почвоведами системы государственных проектных институтов по землеустройству в ходе выполнения в 60-х–90-х годах прошлого столетия работ по крупно- и среднемасштабному почвенному обследованию земель на территории Евразийского региона (в границах бывшего СССР). Разделение почв по видам деградации и степени ее проявления в рассматриваемых документах не имеет строгой таксономической приуроченности. В них отсутствуют “эталоны” недеградированных почв для разных видов деградации и четкие указания, рекомендации по их определению, что существенно затрудняло диагностику степени деградированности почв. Предложены “эталоны” по некоторым видам деградации (дегумификация, переуплотнение, подкисление, агроистощение и др.) и для ряда видов деградации сделаны дополнения, уточнения существующих диагностических признаков определения их степени (эрозия, дефляция, деградация почв за счет наноса неплодородного породного материала, переувлажнение, заболачивание и др.). Изучение количественных и качественных изменений, произошедших в свойствах почв и почвенном покрове за постсоветский период, представляет большую ценность для становления системы мониторинга состояния земель, анализа экономики их деградации. Показано, что для получения достоверной информации о динамике свойств почв и почвенного покрова следует учитывать возможные ошибки, связанные с некорректным сравнением результатов исследований, полученных традиционными и современными подходами и методами.

БИЛЯЛ А., МОХАМЕД Е.C., ШАЛАБАЙ А. — 2015 г.

По данным дистанционного зондирования с использованием геоинформационных систем выявлены масштабы потерь плодородных почв дельты Нила в результате их запечатывания. Получены количественные оценки масштабов запечатывания почв при современном росте египетских городов и изменений в землепользовании и наземном покрове в период с 2001 по 2014 гг. на примере провинции Эль-Гарбия. Использовали данные космических снимков со спутников: Landsat 7 за 2001 г. с разрешением 30 м, Landsat 8 за 2013 г. с тем же разрешением и EgyptSat за 2010 г. с разрешением 7.8 м. Для мониторинга изменений в землепользовании и наземном покрове применяли четыре полуавтоматические классификации, основанные на методах максимального правдоподобия, минимального расстояния, нейронных сетей и опорных векторов. Выявлено, что продуктивность сельскохозяйственных угодий в районе исследований варьирует от средней до высокой в зависимости от химических и физических свойств почв. В период с 2001 по 2010 гг. было утрачено 3992 га высокопродуктивных почв за счет запечатывания. В период с 2010 по 2013 гг. произошло дальнейшее запечатывание 1397 га почв. По прогнозу роста городов к 2020 г. площадь застройки увеличится на 12.4%, что подразумевает дальнейшую утрату около 3400 га почв в районе исследований.

КУТОВАЯ О.В., ТХАКАХОВА А.К., ЧЕРНОВ Т.И. — 2015 г.

Проведено сравнение применимости используемых в экологии индексов разнообразия для оценки метагеномов прокариотных сообществ почв на разных филогенетических уровнях. Рассмотрены следующие показатели: количество обнаруженных таксонов, индексы Шеннона, Менхиника, Маргалефа, Симпсона, Chao1 и ACE. Анализ разнообразия прокариотных сообществ проводили на примере верхних горизонтов чернозема типичного (Haplic Chernozem (Pachic)), темно-каштановой (Haplic Kastanozem (Chromic)) и крайнеаридной пустынной почв (Endosalic Calcisol (Yermic)) на основе анализа 16S рРНК генов. Индексы Менхиника, Маргалефа, Chao1 и ACE демонстрировали сходные результаты по разделению сообществ по уровню разнообразия, индекс Симпсона давал хорошие результаты только при анализе таксонов высокого уровня (филумов), наилучшие результаты показал индекс Шеннона. В целом все использованные индексы показывали уменьшение разнообразия в ряду чернозем–темно-каштановая–крайнеаридная пустынная почва.

БЫХОВЕЦ С.С., ЕВДОКИМОВ И.В., ЗОЛОТАРЕВА Б.Н., КВИТКИНА А.К., КУДЕЯРОВ В.Н., КУЗЯКОВ Я.В., ЛАРИОНОВА А.А., СТУЛИН А.Ф. — 2015 г.

В образцах агрочерноземов и агросерых почв выделяли различные по устойчивости пулы углерода в составе почвенного органического вещества. С этой целью использовали комбинацию естественного варьирования изотопного состава углерода при смене С3–С4 растительности с другими методами: биокинетическим, грануло-денсиметрическим и методом химического фракционирования – термического гидролиза с 6 М HCl. Наиболее устойчивые пулы с минимальным содержанием нового углерода идентифицировали с помощью гранулометрического и химического фракционирования. Содержание углерода тонких фракций было примерно равно количеству углерода негидролизуемого остатка. В агрочерноземах и агросерых почвах размер этого пула составил 65 и 48% С орг соответственно. Комбинация биокинетического подхода с гранулометрическим фракционированием или гидролизом 6 М HCl позволила оценить размер среднеустойчивого пула углерода в составе органического вещества со временем обновления от нескольких лет до нескольких десятилетий. Пул органического вещества с такой оборачиваемостью обычно идентифицируют по варьированию обогащения 13 при смене С3–С4 растительности. В агрочерноземе и агросерой почве размер среднеустойчивого пула составил 35 и 46% Сорг соответственно. Для замены изотопной индикации на неизотопный метод определения, который позволит существенно расширить изучение стабильного и среднеустойчивого пулов органического вещества в географическом аспекте, необходимо провести сравнительный анализ результатов гранулометрического и химического фракционирования органического вещества для всех почв России.

ЗВЯГИНЦЕВ Д.Г., ПИНЧУК И.П., ПОЛЯНСКАЯ Л.М. — 2015 г.

Исследовали дерново-подзолистую, серую лесную, бурую лесную, примитивную антарктическую почвы, чернозем типичный и солончак. Установлено, что во всех почвах наряду с мелкими клетками бактерий находится и много ультрамелких форм. Особенно в этом отношении выделяются серая лесная почва, бурая лесная почва и примитивная антарктическая почва. Ранее в работах по почвенной микробиологии факт измельчания клеток учитывался недостаточно полно из-за отсутствия надежных методов. Показано уменьшение численности и биомассы бактерий вниз по профилю во всех почвах, кроме солончака. В солончаке происходит увеличение численности и биомассы по мере уменьшения засоленности горизонтов. Биомасса бактерий, главным образом, зависит от доминирования клеток с определенными размерами (0.38 и 0.23 мкм). В примитивной антарктической почве в гор. B1 fungi зафиксировано значительное увеличение количества крупных клеток бактерий с диаметром 1.85 мкм, вследствие чего в этом горизонте максимально значение показателя биомассы. Данные по среднему объему одной клетки коррелируют с данными по численности и биомассе. Наибольшие диаметры зафиксированы в гумусовых горизонтах и в гор. B1 fungi примитивной антарктической почвы.

СЕМЕНОВ В.М., ТУЛИНА А.С. — 2015 г.

Чувствительность потенциально-минерализуемого (С пм) пула почвенного органического вещества к изменению температуры и влажности оценивали по температурному (Q10) и влажностному (W10) коэффициентам, показывающим, во сколько раз изменяется размер С пм при повышении температуры на 10°С и весовой влажности почвы на 10% соответственно. Образцы серой лесной почвы, оподзоленного чернозема, темно-каштановой почвы, отобранные на пахотных участках, инкубировали при температуре 8, 18 и 28°С и влажности 10, 25 и 40 вес. %. На основании данных по продуцированию СО2 почвенными образцами в течение 150-суточной инкубации рассчитывали содержание С пм. Показано, что изменчивость размера С пм в среднем для трех почв на 63% зависела от температуры и на 8% – от влажности. Температурные коэффициенты потенциально-минерализуемого пула в диапазонах 8–18, 18–28 и 8–28°C составили 2.71 ± 0.64, 1.27 ± 0.20 и 1.85 ± 0.30 соответственно, а влажностные коэффициенты в диапазонах весовой влажности 10–25, 25–40 и 10–40% были равны 1.19 ± 0.11, 1.09 ± 0.05 и 1.14 ± 0.06 соответственно. Легкоминерализуемая (С1, k1 > 0.1 сут-1) фракция активного пула органического вещества почв была менее чувствительна к температуре, чем трудноминерализуемая (С3, 0.01 > k3 > 0.001 сут-1) (Q10 = 0.91 ± 0.15 и 2.40 ± 0.31 соответственно). К увлажнению, напротив, легкоминерализуемая фракция оказалась более чувствительной по сравнению с трудноминерализуемой (W10 = 1.22 ± 0.06 и 1.03 ± 0.08 соответственно). Интенсификация минерализации при повышении температуры и влажности в течение длительной инкубации привела к истощению активного пула, что обусловило уменьшение продуцирования СО2 почвами при повторной инкубации в одинаковых условиях, не лимитирующих минерализацию.

КАРПЕНКО Н.П., КИРЕЙЧЕВА Л.В. — 2015 г.

Для оценки эффективности проведения оросительных мелиораций предложен термодинамический подход, позволяющий оценить эффективность мелиоративных воздействий. Рассмотрена структура энергетического баланса для открытых систем (почв) и проведена оценка его составляющих. Приведены зависимости, по которым можно рассчитать главные энергетические характеристики, необходимые для оценки составляющих вещественно-энергетического баланса системы атмосфера–растительность–почва. Для основных зонально-провинциальных типов почв европейской территории России выполнены расчеты энергетических характеристик в естественных условиях и при проведении оросительных мелиораций. Предложена зависимость, позволяющая рассчитать эффективность оросительных мелиораций через коэффициент энергоэффективности мелиорации, и установлены закономерности его изменения для рассматриваемых типов почв.

ВОДЯНИЦКИЙ Ю.Н., КИРИЛЛОВА Н.П., СИЛЁВА Т.М. — 2015 г.

Оптическая система Манселла неудобна для оценки роли пигментов в цвете почв статистическими методами. Эмпирические подходы преобразования системы Манселла предложены только для ограниченного диапазона цветовых тонов и не гарантируют точного подсчета корреляционных связей пигментов с цветом почв. Разработана современная методика преобразования цвета почв в системе Манселла в систему CIE–L*a*b*, которая не требует интерполяции данных. С помощью программы Munsell Conversion – Version 4.01 сформирован и сохранен в табличном виде массив преобразованных данных, полностью покрывающий весь диапазон цветов шкалы Манселла, который используется почвоведами. На примере дерново-подзолистых почв обосновано более значимое участие Fe-пигментов в характеристике цвета почв в системе CIE–L*a*b*, чем в системе Манселла.

ЖУКОВА А.Д., ХОМЯКОВ Д.М. — 2015 г.

Определено содержание углерода микробной биомассы и микробное продуцирование CO2 (биологическая составляющая почвенного дыхания) в верхнем слое (0–10 см) почвенного покрова импактной зоны ОАО “Воскресенские минеральные удобрения” – одного из крупнейших предприятий России по производству минеральных удобрений. Приведена детальная описательная статистика и схематичное пространственное распределение биологических показателей. Степень нарушения микробного сообщества объекта исследования изменяется от слабой до средней в используемом интервале градаций. Максимальное значение (0.44) наблюдается на площадке пробоотбора в 4 км от предприятия и в 0.5 км от объекта складирования отходов (фосфогипса). При равном удалении от предприятия на агродерново-подзолистых почвах зафиксировано достоверно меньшее содержание углерода микробной биомассы и ее удельного дыхания, чем на аллювиальных. Влияние потенциальных почвенных поллютантов (фтора, серы, кадмия, стабильного стронция) на характеристики состояния микробного сообщества почвы описывается достоверными регрессионными уравнениями.

БЕЛИНСКАЯ Е.А., ЗЫКОВА Г.В., СЕМЁНОВ С.Ю., ФИНАКОВ Г.Г. — 2015 г.

Определено содержание полициклических ароматических углеводородов в образцах почв, отобранных на территории г. Москвы. В 66% исследованных проб отмечено шестикратное превышение значения ПДК бенз[а]пирена, в 31% проб наблюдается превышение европейского норматива содержания бенз[а]пирена в почве. Измеренная массовая доля бенз[а]пирена в пробах почв варьирует в интервале 10–740 мкг/кг. Содержание экотоксиканта в почве увеличивается с запада на восток. Измеренные суммарные концентрации 10 индикаторных соединений полициклических ароматических углеводородов в почвах Москвы в основном ниже европейского норматива. Превышение европейского норматива в 2–6 раз отмечено в ЮВАО, ВАО и ЦАО г. Москвы с отдельными точками высокого загрязнения до 6118 мкг/кг.