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

КАЗАНЦЕВА М.Н., СВАНИДЗЕ И.Г., СОРОМОТИН А.В., ЯКИМОВ А.С. — 2014 г.

Рассмотрены особенности изменения солевого состава и физико-химических свойств дерново-грунтово-глееватых, собственно аллювиальных луговых кислых и аллювиальных луговых кислых слоистых примитивных почв долины р. Аремзянка (подзона южной тайги Западной Сибири) в результате воздействия артезианских минерализованных вод хлоридно-натриевого состава, фонтанирующих из скважины Черкашинской № 36-РГ, и связанной с ними активизацией солончакового процесса. Выявлено, что солончаковый процесс за двадцатипятилетний период привел к трансформации дерново-грунтово-глееватых почв первой надпойменной террасы и собственно аллювиальных луговых кислых почв высокой поймы в тип солончаков хлоридно-натриевых корковых глубокопрофильных. В пределах низкой поймы аллювиальные луговые кислые слоистые примитивные почвы трансформировались в тип аллювиальных луговых насыщенных слоистых примитивных солончаковых почв. Засоленные почвы имеют локальное распространение на прискважинных частях долины.

ГЕНЕВ Е.Д., ИЛЛАРИОНОВ В.В., КАЛИНИЧЕНКО В.П., КИППЕЛЬ Е.В., ЛАДАН Е.П., МИРОНЧЕНКО С.Ф., УДАЛОВ А.В., УДАЛОВ В.В., ЧЕРНЕНКО В.В., ШАРШАК В.К. — 2014 г.

Рассмотрена долговременная динамика свойств солонцового комплекса светло-каштановых солонцеватых почв и солонцов каштановых сухой степи в стандартной и агромелиоративной культуре за 30-летний период. При стандартной зональной агротехнике почвы солонцового комплекса имеют неудовлетворительные агрофизические, химические и физико-химические свойства, низкую продуктивность. Через 30 лет после проведения стандартной агромелиорации путем трехъярусной обработки на глубину 40–45 см продуктивность биогеоценоза уменьшается. Через 30 лет после проведения однократной внутрипочвенной роторно-фрезерной обработки слоя 20–45 см орудием ФС-1.3 в почве отсутствуют морфологические признаки восстановления солонцового педогенеза. Количество гумуса в слое 0–20 см составляет 2.3%, в слое 20–40 см – 1.7%, содержание поглощенного Na+ в слое 20–30 см равно 11.6% от емкости катионного обмена почвы, на 38% меньше, чем без агромелиорации. Прибавка урожайности сельскохозяйственных культур достигает 30–70% и более от уровня стандартной технологии земледелия в течение всего периода наблюдений. Предложен метод биогеосистемотехники как способ превентивного управления эволюцией почв, обеспечения устойчивости и продуктивности почвенного покрова.

АЛТУНИНА Л.К., ГАН-ЭРДЭНЭ Т., РОЖДЕСТВЕНСКИЙ Е.А., СВАРОВСКАЯ Л.И., ФИЛАТОВ Д.А., ФУФАЕВА М.С. — 2014 г.

В лабораторных условиях образцы гор. А1, А1А2 серой лесной легкосуглинистой почвы с содержанием органического вещества 3.1% смешивали с 5%-ным раствором поливинилового спирта (ПВС) в соотношении 7 : 1. Образцы замораживали в морозильной камере при температуре –20°С и после цикла замораживания–оттаивания исследовали испарение влаги с их поверхности, коэффициент теплопроводности, модуль упругости и другие свойства. Экспериментально установлено, что коэффициент теплопроводности криоструктурированной почвы на 25% меньше по сравнению с обычной почвой. Показано, что криоструктурированная почва дольше удерживает влагу, интенсивность испарения воды с ее поверхности значительно ниже по сравнению с контрольной почвой. Криогель не оказывает негативного влияния на каталазную активность почвы и, изменяя физические свойства почвы, положительно влияет на численность аборигенной почвенной микрофлоры и рост посаженых в почве растений.

ЕРОХОВА А.А., МАКАРОВ М.И., МОРГУН Е.Г., РЫЖОВА И.М. — 2014 г.

Обсуждается динамика состава органического вещества дерново-подзолистых почв в ходе естественного восстановления леса на пашне в зоне южной тайги. Показано, что в изучаемом хроноряду почв, заложенном в Парфеньевском р-не Костромской обл., с возрастом залежи увеличивается содержание общего и лабильного углерода в старопахотном горизонте. В качестве показателей, характеризующих лабильное органическое вещество почв, использованы данные о содержании углерода, экстрагируемого “мягкими” химическими экстрагентами (дистиллированной водой, 0.1 М К2SO4, 0.1 М нейтральным раствором Na4P2O7), микробной биомассы и легкой фракции. Результаты грануло-денсиметрического фракционирования свидетельствуют, что в ходе постагрогенной сукцессии изменяется содержание углерода не только легкой, но и органо-минеральной фракции почв. При переходе от пашни к лесу содержание углерода илистой фракции увеличивается, а его доля от общего углерода почвы уменьшается. В результате восстановления леса на агродерново-подзолистых почвах физическая защищенность органического вещества почв становится больше за счет увеличения доли углерода микроагрегатов.

ГЛАДКОВА М.М., ТЕРЕХОВА В.А. — 2014 г.

В обзоре рассмотрены результаты исследований нахождения и возможных последствий распространения наноматериалов (НМ) в природных средах, обсуждаются механизмы действия на тест-организмы наиболее известных продуктов нанотехнологий. Акцентируется внимание на проблемах определения экотоксичности НМ в почвах в связи с их нестабильностью и вариабельностью условий нахождения. Приводятся собственные данные, подчеркивающие необходимость учета эффектов взаимодействия наночастиц (НЧ) между собой в эконанотоксикологических исследованиях. Образованием агрегатов при больших концентрациях и, наоборот, увеличением количества свободных наночастиц при разбавлении во многом объясняется инвертированная зависимость “доза–эффект”, либо U-образная форма этой зависимости при анализе дисперсных систем. Рассмотрены проблемы формирования системы оценок воздействия наноматериалов на природные среды и, в частности, на почвы. В настоящее время для оценки НМ не известны стандарты, а используются вариации по проверке чувствительности стандартизированных тест-организмов апробированных российских и международных методик. Однако несовершенство подходов к анализу токсичности НМ не дает оснований препятствовать развитию нанотехнологий в природоохранной сфере.

ЧУДНЕНКО К.В., ШОБА В.Н. — 2014 г.

Изучены ионообменные равновесия комплекса бурых гуминовых и связанных с ними фульвокислот с катионами Н+, K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Zn2+, Mn2+, Cu2+, Fe3+, Al3+ и определены коэффициенты активности моноионных форм этих кислот. С учетом предыдущих исследований ионообменных свойств черных гуминовых и связанных с ними фульвокислот рассчитан состав стехиометрической ячейки системы черных и бурых гуминовых кислот и связанных с ними фульвокислот в выщелоченном черноземе Приобья. Показано, что в составе обменного комплекса гумусовых кислот выщелоченного чернозема основное значение принадлежит водороду, кальцию, магнию, алюминию и железу при подчиненном значении остальных катионов. Несмотря на некоторое расхождение аналитического и рассчитанного состава гумусовых кислот, результаты расчета можно считать удовлетворительными. Они свидетельствуют о принципиальной возможности проведения расчетов в таких сложных объектах, как почвы, точность которых будет увеличиваться с расширением экспериментальных исследований. Физико-химическое моделирование трансформации состава гумусовых кислот при различных кислотно-щелочных условиях показывает, что при подщелачивании содержание в них большинства катионов снижается и более устойчивыми формами катионов становятся их гидроксиды или карбонаты. При подкислении растворов связывание гумусовыми кислотами щелочных и щелочноземельных элементов снижается, тогда как поглощение ими железа и алюминия возрастает.

ВОДЯНИЦКИЙ Ю.Н. — 2014 г.

Искусственные проницаемые барьеры используют для очистки почвенно-грунтовых вод от органических (Cl-содержащих углеводородов, Cl-пестицидов) и неорганических (тяжелых металлов и нитратов) поллютантов. Больше всего создано редокс-барьеров, основанных на внесении доноров электронов: неорганических, чаще всего Fe0 и Fe(II), и органических. По характеру устройства они делятся на однократно заполняемые, устраиваемые в траншеях, и многократно заполняемые барьеры с использованием скважин для инъекции реагента. Fe0-барьеры действуют не только как редуктанты, но и как источники новообразованных Fe(III)-коллоидов, сорбирующих элементы с постоянной и переменной валентностью. В качестве реагента используют также сульфиды железа: восстановителями служат Fe(II) и S(–I, –II). Применяют и биохимические редокс-барьеры, где активность природных анаэробных металл-редуцирующих бактерий стимулируют путем внесения доступного органического вещества.

НЕСТЕРОВА О.В., СЕМАЛЬ В.А., ТРЕГУБОВА В.Г. — 2014 г.

Дан хронологический обзор и анализ существующих нормативных документов, касающихся оценки степени загрязнения почв тяжелыми металлами. Обращено внимание на некорректное использование термина “валовое содержание тяжелого металла” и рекомендованного некоторыми нормативными документами метода его определения в вытяжке пятимолярной азотной кислоты. Поскольку ПДК и ОДК общего содержания тяжелых металлов регламентированы на основе использования указанного метода, традиционные методы определения истинного валового содержания тяжелых металлов приводят к завышенной оценке степени загрязнения. Для устранения путаницы предложено содержание тяжелого металла в вытяжке пятимолярной азотной кислоты называть “псевдоваловым” содержанием, а сопоставление экспериментальных данных с ПДК или ОДК выполнять только при условии использования методов, рекомендованных в нормативных документах.

ЕРЕМЧЕНКО О.З., ФИЛЬКИН Т.Г., ШЕСТАКОВ И.Е. — 2014 г.

Литолого-геоформологические условия территории г. Перми предопределили, а тип землепользования усилил значительное разнообразие почв и техногенных поверхностных образований (ТПО) селитебных зон разноэтажной и малоэтажной застройки, промышленных и сельскохозяйственных зон. Почвенный покров города имеет сложную мозаичную структуру, обусловленную частой сменой почв и ТПО, высокой степенью контрастности (морфологической и генетической) входящих в него компонентов. При средне- и крупномасштабном картографировании не представляется возможным выделить ареалы отдельных почв и ТПО, поэтому применен метод выделения урбопедокомплексов (УПК) – комбинаций почв и ТПО в пределах одной функциональной зоны на одинаковых почвообразующих породах. УПК отличались по преобладающим почвам и ТПО, которые унаследовали некоторые признаки природных почв и почвообразующих пород, трансформированы основным типом землепользования.

АЛЕКСАНДРОВА А.Б., ВАЛЕЕВА А.А., КОПОСОВ Г.Ф. — 2014 г.

На базе фактических данных, имеющихся на настоящее время на кафедре почвоведения Приволжского федерального университета, и данных, опубликованных в открытой печати, с использованием многомерных статистических методов, разработаны виртуальные образы (эталоны) серых лесных почв Волжско-Камской лесостепи применительно к классификационным схемам 1977 и 2004 гг. Благодаря применению численных методов классификации получены дискриминантные функции и построены функции классификации для диагностики новых представителей серых лесных почв. Предложенные виртуальные образы могут быть использованы для изучения и систематики почв, решения практических задач землепользования.

ГАББАСОВА И.М., ГАРИПОВ Т.Т., КОМИССАРОВ М.А., НАЗЫРОВА Ф.И., СИДОРОВА Л.В., СУЛЕЙМАНОВ Р.Р., ХАБИРОВ И.К. — 2014 г.

Изучен почвенный покров шиханов Тра-Тау и Юрак-Тау. Он представлен черноземами выщелоченными и типичными среднемощными на шлейфах и в нижней части склонов, черноземами типичными карбонатными маломощными слабо- и среднекаменистыми и неполноразвитыми сильнокаменистыми в их средней и верхней частях. Показано, что по типовой и подтиповой принадлежности черноземы выщелоченные и типичные соответствуют зональным почвам равнин, но имеют свои особенности, обусловленные рельефом шиханов. Они отличаются относительно меньшей мощностью, но хорошо выраженной зернистой водопрочной структурой, очень высоким содержанием гумуса гуматного типа, большим содержанием обменных катионов, буферностью в кислотно-щелочном интервале и ферментативной активностью, что определяет их устойчивость к техногенным воздействиям. Содержание высокоопасных элементов первого класса токсичности (ртути, мышьяка, свинца, кадмия), умеренноопасных второго класса (меди, цинка, никеля), а также малоопасных (марганца, железа) не превышает нормативы ориентировочно допустимых концентраций химических веществ в почве и не зависит от экспозиции склонов. Техногенное воздействие Стерлитамакского промышленного узла на физико-химические и биологические свойства почв не выявлено.

БЕЗНОСИКОВ В.А., ВАСИЛЕВИЧ Р.С., КОНДРАТЕНОК Б.М., ЛОДЫГИН Е.Д. — 2014 г.

Изучены механизмы взаимодействия ионов ртути (II) с препаратами гуминовых кислот (ГК), выделенных из органогенных горизонтов поверхностно-глеевых почв (Haplic Stagnosol (Gelic, Siltic)) кустарниковой тундры и тундровых торфянисто-глеевых мерзлотных почв (Histic Cryosol (Reductaquic, Siltic)) мохово-лишайниковой тундры. Особенности взаимодействия ионов ртути (II) с гуминовыми кислотами обусловлены молекулярным строением ГК, концентрационными диапазонами элемента и параметрами среды. Связывание ионов ртути (II) в устойчивые комплексные соединения наиболее эффективно происходит в диапазоне значений pH 2.5–3.5. При концентрации элемента менее 0.50 мкмоль/дм3 основными комплексообразующими центрами ГК являются аминокислотные функциональные группы периферической части молекул. В диапазоне концентраций 0.0005–0.50 ммоль/дм3 вступают во взаимодействие пирокатехиновые, салицилатные и фенольные группы ядерной части молекул, при более высоких концентрациях ионов ртути (II) 0.50–5.0 ммоль/дм3 основным процессом, протекающим в системе, является физическая сорбция гидроксокомплексов ртути поверхностью ГК.

АШИХМИНА Т.Я., СОЛОВЬЕВА Е.С., ШИРОКИХ И.Г. — 2014 г.

Рассмотрены численность, разнообразие и структура комплексов актиномицетов в почвах двух различных функциональных зон г. Киров: промышленной и селитебной. Почвы промышленных биотопов превосходили по суммарному содержанию подвижных форм кадмия, цинка, свинца, железа, меди и никеля почвы селитебной зоны в 1.8 раза, а почвы фоновой территории – в 6 раз. В загрязненных тяжелыми металлами (ТМ) почвах доля актиномицетов от общей численности прокариот и относительное обилие микромоноспор в структуре актиномицетного комплекса существенно выше, а видовое разнообразие стрептомицетов меньше, чем в почвах селитебной зоны. Различия в составе комплексов мицелиальных прокариот связаны, по-видимому, с избирательной устойчивостью к ТМ их отдельных представителей. Обсуждается возможность селекции в загрязненных почвах устойчивых к токсичности ТМ штаммов, пригодных к использованию в биоремедиации почв.

ЗАЙДЕЛЬМАН Ф.Р., КРАСИН В.Н., КРАСИНА Т.В., НИКИФОРОВА А.С., СТЕПАНЦОВА Л.В. — 2014 г.

Предложена система диагностики черноземных почв юга Тамбовской низменности по конкреционным новообразованиям в агропроизводственных и мелиоративных целях. Установлена взаимосвязь между особенностями строения и составом карбонатных конкреций, многолетним водным режимом почв и продуктивностью сельскохозяйственных культур. В черноземе типичном плотные однородные конкреции указывают на глубину сезонного промачивания, в черноземовидных глубокооглеенных почвах угловато-округлые конкреции – на верхнюю границу капиллярной каймы, в черноземовидных глееватых угловатые конкреции с острыми ребрами и кавернами – на положение уровня грунтовых вод. В черноземовидных почвах, заболоченных гидрокарбонатно-натриевыми водами, черные угловатые конкреции образуются в солонцеватых горизонтах, светлые слабоуплотненные – в зоне капиллярной каймы. Цвет темных новообразований обусловлен гуминовыми кислотами, в светлых – преобладают фульвокислоты. Появление черных мелких ортштейнов указывает на периодический поверхностный застой влаги. В них преимущественно накапливается Mn. Диагностическое значение имеют особенности строения Mn–Fe конкреций пахотного горизонта при 40–50-кратном увеличении. Кратковременный (2–3 нед.) застой влаги ведет к формированию тонкослоистых конкреций, длительный до 1.5 месяцев – однородных пористых, осолонцевание под влиянием гидрокарбонатно-натриевых вод – пятнистых.

НИКИТИН Е.Д., САБОДИНА Е.П., СКВОРЦОВА Е.Б. — 2014 г.

Поставлена задача формирования Красной книги почв Евразии, являющейся своевременным ответом на экологический вызов, порожденный интенсивной, истощительной эксплуатацией почвенных ресурсов. Раскрыта долгосрочная стратегия взаимоотношений человека и окружающей среды, направленная на создание условий для развития страны и сбережения природы посредством новых правовых возможностей в сохранении почвенного разнообразия и особо ценных почвенных ресурсов, развития почвоведения как фундаментальной науки, формирования ориентированных на гармонизирующее развитие социально-природных связей. Анализируется более чем 30-летний период почвенно-краснокнижной деятельности в России и делается ряд обобщений, позволяющих более эффективно продолжать работу по особой охране почв в РФ и сопредельных странах.

ГОЛОВАНОВ Д.Л., КИЯШКО Н.В., КОМАРОВ И.А. — 2014 г.

Рассмотрено поведение почвенных растворов солончаков Монголии с учетом сезонного промерзания на основании использования модели физико-химических равновесий “Freezbrine”. В качестве модельного объекта были использованы данные по составу почвенных растворов солончаков оазиса Эхийн-Гол. Рассчитаны температуры замерзания, характер изменения состава незамерзшего рассола, смоделированы температуры и интенсивность выпадения солей: гидрогалита, мирабилита, кальцита, гипса и других. Полученные результаты позволяют оценить вклад зимнего периода функционирования в формирование солевого профиля изученных почв. Одним из следствий криометаморфизма почвенных растворов солончаков Монголии может быть преобладание здесь сульфатного типа засоления.

КАРАВАЕВА Н.А., СОКОЛОВА Т.А. — 2014 г.

Проведенные ранее исследования показали значительные различия свойств автоморфных суглинистых почв средней тайги Западной Сибири и Русской равнины. Установлено, что в тайге Западной Сибири в автономных условиях широкое распространение имеют почвы со слабой выраженностью или отсутствием текстурной дифференциации, к которым относятся криометаморфические глееземы. Изложены результаты исследования профиля такой почвы на участке Вахского материка (Ханты-Мансийский автономный округ). Особое внимание уделено изучению профильного распределения глинистых минералов в связи с особенностями гидротермического режима. В верхних минеральных горизонтах в илистой фракции выявлено накопление минералов группы почвенных хлоритов и небольшое обеднение лабильными минералами; в криометаморфических горизонтах и мерзлой породе – ухудшение окристаллизованности всех глинистых минералов. Равномерное распределение Al2O3 в профиле обеспечивается повышенным содержанием Al в иле верхних горизонтов в сочетании с потерей Al из крупных фракций (по валовому составу обезыленной навески). Эти особенности можно объяснить спецификой гидротермического режима – поздним не ежегодным полным оттаиванием почвы, частыми фазовыми превращениями влаги в верхних и CRM-горизонтах.

КИРИЛЛОВА Н.П., САВИН И.Ю., СИЛЁВА Т.М., УЛЬЯНОВА Т.Ю. — 2014 г.

Предлагается способ интерполяции данных полевых исследований для составления карты почвенных таксонов. В его основе лежит отображение категориальных данных в виде полигонов Вороного с ограничением поиска ближайших точек областями, с конкретным сочетанием ландшафтно-индикационных связей. Предсказательная способность предложенной модели зависит от уровня таксона и превышает 80% для типов и подтипов почв исследованной территории. При разных уровнях детализации ландшафтно-индикационных связей правильность прогноза различна. Предложенный метод значительно сокращает время построения почвенных карт и открывает новые возможности исследования почвенно-ландшафтных взаимосвязей.

ЕФРЕМОВ С.П., ЕФРЕМОВА Т.Т., СЕКРЕТЕНКО О.П. — 2014 г.

По данным многолетних сезонных наблюдений болотных и речных вод таежной зоны Западной Сибири построены высокозначимые линейные регрессионные модели взаимосвязи содержания органического углерода и оптической плотности вод. Оцененные параметры связи предлагаем использовать для определения содержания водорастворимого углерода. Включение только показателей оптической плотности вод в расчетные формулы делает их удобными в практическом применении. Регрессионные модели построены по данным определения углерода бихроматным методом, широко распространенном в почвенных и гидрохимических исследованиях. Расчетный метод создает предпосылки для оперативного мониторинга водорастворимых органических веществ, так как полученные данные будут сопоставимы с ранее опубликованными материалами о содержании углерода, определенного бихроматным методом. Полагаем, что регрессионные модели пригодны также для определения органического углерода в водных вытяжках органогенных почв.

ВАСЕНЕВА И.З., КУЗНЕЦОВА Е.Г., ХАБИБУЛЛИНА Ф.М. — 2014 г.

Изучены качественные характеристики микобиоты и ее количественные показатели в подзолистых и болотно-подзолистых почвах в подзоне средней тайги (Республика Коми). Установлено, что в комплекс микромицетов входят 73 вида, принадлежащих к 18 родам из отделов Zygomycota, Ascomycota и формального класса анаморфных грибов. Для него характерны следующие особенности: многочисленность форм стерильного мицелия; преобладание Penicillium по видовому разнообразию (25 видов); постоянное присутствие видов из рода Mucor и Trichoderma; единичная встречаемость представителей Aspergillus. При нарастании увлажнения в ряду почв: подзолистая, подзолистая поверхностно-глееватая, торфянисто-подзолисто-глееватая, торфяно-подзолисто-глеевая – доминантные формы почвенных грибов сохраняются, но происходит обеднение видовой структуры комплексов микромицетов за счет выпадения числа редких видов. Исследования микробной биомассы в подзолистых и болотно-подзолистых почвах свидетельствуют об абсолютном доминировании в ней грибов. На их долю приходится более 99% общей биомассы, из которых 1–6% составляет биомасса спор, а более 94% – мицелия. Запасы бактериальной биомассы в этих почвах на два порядка меньше, чем грибов.