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

СМАГИН А.В., ШНЫРЕВ Н.А. — 2015 г.

Приведены материалы полевых исследований потоков метана и его профильного распределения в снежном покрове в различных ландшафтных элементах западносибирского олиготрофного болота (полигон “Мухрино”, Ханты-Мансийский автономный округ) в холодное время года. Предложены простые модели для описания распределения метана в инертной снежной толще, сочетающие транспорт газа и источник постоянной мощности на поверхности почвы. Оценены темпы формирования стационарных профилей метана в снежном покрове (характерное время 1 сут). Выведены теоретические уравнения, позволяющие по параметрам стационарного профильного распределения, данным о пористости снега и эффективном коэффициенте диффузии метана в снежной толще рассчитать малые эмиссионные потоки из болот в атмосферу. Расчетные величины эмиссии метана, как правило, существенно (от 2–3 до нескольких десятков раз) превышали измеренные в полевых условиях методом закрытых камер (0.008–0.25 мг С/(м2 ч)), что указывает на возможность недооценки холодного периода в годовом эмиссионном цикле болотного метана.

АЛЯБИНА И.О., УРУСЕВСКАЯ И.С., ШОБА С.А. — 2015 г.

Рассмотрена история почвенно-географического районирования в стране и роль Г.В. Добровольского в становлении и эволюции этого важного направления в науке о почве. Показано, как творчески развивались принципы, методы и совершенствовались схемы районирования с начала 60-х гг. XX в. по настоящее время. Представлена новая Карта почвенно-экологического районирования Российской Федерации масштаба 1 : 2500 000. Изложены принципы и методические приемы ее составления. Описаны таксономические единицы, информационная нагрузка, легенда, особенности оформления. Охарактеризованы литолого-геоморфологические особенности почвенных округов, а также климатические параметры атмосферных и почвенных режимов равнинных и горных почвенных провинций. Отмечены вклад в совершенствование теоретических основ районирования и значение карты в качестве научной базы для организации рационального землепользования с учетом зонально-регионального разнообразия почвенного покрова страны и разработки специальных видов районирования, а также ее роль в составе картографического блока Почвенно-географической базы данных России.

ВОЙТЮК М.М. — 2015 г.

Обоснованы социально-экономическая целесообразность и почвенно-экологическая возможность интродукции кедра корейского (Рinus koraiensis) в лесной зоне европейской части России. Проведено сравнительное изучение особенностей почвенно-экологических условий и агротехники выращивания кедра корейского в ряде лесничеств Дальнего Востока и европейской части страны. Установлены основные факторы почвенно-экологических условий, выявлены оптимальные параметры почвенных разностей, определяющих успешность роста кедра корейского в естественном ареале и в условиях интродукции. Выявлено, что на хорошо дренированных почвах наблюдается тесная зависимость роста сеянцев кедра от содержания в почве калия, гумуса и физической глины, максимальных размеров сеянцы достигают на дерново-подзолистых (Retisols) почвах. Анализ минерального питания посадочного материала этой породы различного возраста, почвенных условий и фазы сезонного развития показал решающую роль содержания калия и некоторых микроэлементов в успешном росте кедра корейского при интродукции.

ГЛУШАКОВА А.М., КАЧАЛКИН А.В., ЧЕРНОВ И.Ю. — 2015 г.

Исследована круглогодичная динамика численности и таксономического состава дрожжевых сообществ в дерново-подзолистых почвах под инвазивными зарослями борщевика Cосновского (Heracleum sosnowskyi). Установлено, что дрожжевые группировки, которые формируются в почве под сплошными зарослями борщевика, имеют существенные отличия от аборигенных дрожжевых сообществ под соседней луговой растительностью. В почвах обоих биотопов доминируют типичные эврибионтные виды дрожжей, при этом в почве под борщевиком доля аскомицетовых видов Candida vartiovaarae и Wickerhamomyces anomalus значительно меньше, а дрожжеподобных грибов, обладающих высокой гидролитической активностью, таких как Trichosporon moniliforme и Trichosporon porosum – больше. Возможное объяснение этого явления состоит в том, что в отличие от большинства аборигенных луговых трав борщевик не зимует с зелеными листьями, не происходит их постепенного отмирания с формированием полуразложившихся растительных остатков – основного источника питательных веществ для почвенно-подстилочного микробного комплекса. Кроме того, под борщевиком почти не развиваются травы нижнего яруса из-за сильного затенения и аллелопатического воздействия. Это препятствует развитию в почве типичных эпифитных копиотрофных видов дрожжей.

АЛЯБИНА И.О., ГОЛУБИНСКИЙ А.А., КИРИЛЛОВА В.А., ХИТРОВ Д.А. — 2015 г.

Работа основана на сопоставлении почвенно-географических и социально-экономических параметров с использованием ГИС-методов. На примере Ярославской, Владимирской и Рязанской губерний проведено исследование особенностей земледельческого освоения Восточно-европейской равнины и размещения населения России в XVIII в. Анализ полученных данных показал глубокие различия в землепользовании между районами старого (до XVI в.) освоения и теми землями, которые стали активно заселяться относительно недавно (с конца XVI в.). Установлено, что наиболее освоены были почвы Владимирской и половины Ярославской губерний, в ряде уездов которых, видимо, была достигнута максимально возможная для пахотного клина эффективность использования естественного почвенного плодородия. Напротив, в черноземных районах оставались большие возможности для экстенсивного развития, “предел вместимости” территории еще далеко не был достигнут. Невысоким оставался и уровень сельскохозяйственной нагрузки на плодородие почв.

БОГДАНОВА М.Д., ГЕРАСИМОВА М.И. — 2015 г.

Проведен анализ содержания и легенд базовых почвенных и других тематических карт, связанных с почвами, включенных в национальные атласы последних 25–30 лет. Исследования были ограничены национальными атласами как комплексными картографическими произведениями высокого научного уровня, отражающими современные почвенно-географические и классификационные концепции. Были рассмотрены атласы 30 стран, преимущественно европейских, опубликованные в традиционном и электронном форматах. На базовых почвенных картах используются национальные классификации, иногда с синонимикой ФАО или WRB, изредка – американской таксономии почв. Чаще всего показаны только преобладающие почвы, иногда с указанием почвообразующих пород, редко – природной зоны. Дополнительные карты отображают многие свойства и режимы почв; разнообразны карты сельскохозяйственной и экологической направленности, интерпретационные прогнозные и фактологические. Комплекс всех этих карт дает представление об экологических функциях почв.

АЛЕКСАНДРОВСКАЯ Е.И., АЛЕКСАНДРОВСКИЙ А.Л., ДОЛГИХ А.В., ЗАМОТАЕВ И.В., КУРБАТОВА А.Н. — 2015 г.

Античные города южной части Европейской России характеризуются большой мощностью культурных слоев (урбоседиментов), накопленных за счет поступления строительного и бытового мусора. Под действием процессов почвообразования и выветривания, проходящих в условиях засушливого климата степной зоны, они приобрели облик лёссовидных, бедных гумусом, карбонатных, щелочных отложений. Также они обогащены многими элементами (P, Zn, Ca, Cu, Pb, As), что связано с разнообразной деятельностью человека. Почвы на этих отложениях в пределах селитьбы представлены урбаноземами, а на поверхности давно заброшенных античных городов формируются черноземы, близкие к зональным. Сходные свойства обнаружены для средневековых и более молодых отложений и почв. Максимальные концентрации поллютантов обнаруживаются локально, вплоть до самых ранних античных слоев, и связаны они с находками красок, изделий из цветных металлов и других артефактов. Дневные почвы городов наследуют состав и свойства культурного слоя. Даже в черноземах, сформировавшихся за 1000–1500 лет под степной растительностью на поверхности Фанагории и Танаиса, содержание меди, цинка, а также карбонатов кальция, остается высоким. Экстремально высокое содержание фосфора в этих почвах позволяет относить их к чрезмерно зафосфаченным. Это связано с повышенной устойчивостью фосфатов кальция из остатков кости животных, которыми насыщена материнская порода этих почв – культурный слой.

КАРАВАЕВА Н.А., СОКОЛОВА Т.А. — 2015 г.

Изучены особенности морфологии, химические свойства, состав глинистых минералов и их трансформация в суглинистых почвах на склонах увалов Вахского материка. Приведены данные по двум почвам: светлозему глееватому (середина пологого склона) и глеезему оподзоленному потечногумусовому (нижняя его часть). Обе почвы кислые, светлозем очень слабо текстурно дифференцирован, глеезем – в большей степени. Значительны различия по мерзлотным условиям. Максимальное протаивание светлозема 60–70 см, нижняя граница мерзлой толщи >2 м (до 3.2 м), имеется мощная толща горизонтов CRM, это глубоко длительносезонномерзлая почва, полностью оттаивающая только в теплые климатические циклы лет. Глеезем оттаивает полностью в летний период, в нем нет гор. CRM, это обычная сезонномерзлая почва. Основными процессами изменения глинистого материала, помимо их частичного растворения, являются образование почвенных хлоритов и трансформационные преобразования иллитовых минералов в лабильные структуры. В верхних горизонтах обеих почв трансформация осуществляется через стадии смешанослойных почти упорядоченных иллит-смектитов, в глееземе оподзоленном трансформация происходит до более продвинутой стадии бейделлита. Криометаморфические горизонты отличаются ухудшением окристаллизованности всех глинистых минералов и, возможно, частичным растворением их решеток вследствие многократных переходов в течение года температуры через 0°С и криогенеза в мерзлом состоянии.

ГОПП Н.В. — 2015 г.

Изучены почвы юго-западной части Джулукульской котловины (Улаганский р-н, Республика Алтай). Почвы относятся к двум отделам: альфегумусовым (различные типы подбуров) и железисто-метаморфическим (ржавоземы). Почвы элювиальной части катены (дерново-подбуры иллювиально-железистые) развиваются на элюво-делювии магматических и метаморфических пород с щебнистостью до 80% объема, их высокая пористость обеспечивает миграцию и осаждение гумусово-железистых соединений в виде кутан на поверхности минеральных зерен и щебня. Почвы аккумулятивной части катены (подбуры грубогумусированные мерзлотные, подбуры глееватые мерзлотные) формируются на моренных отложениях суглинисто-песчаного состава с щебнистостью до 30% объема. Для этих почв характерны слабовыраженные признаки альфегумусовой миграции, наличие мерзлого водоупорного горизонта, высокое содержание гумуса и тиксотропность в надмерзлотной части профиля. Также для этих подбуров отмечены близкая к нейтральной величина рН в нижних горизонтах, насыщенность основаниями около 80%, что не соответствует описанию, представленному в классификации почв России. Вероятно, это связано с локальным перемешиванием продуктов выветривания пород различного происхождения (магматических, метаморфических и осадочных) в период деградации ледника. Ржавоземы формируются на выпуклых склонах на элюво-делювии магматических и метаморфических пород (гранитах, метаморфических сланцах, красноцветных песчаниках и др.). Отличительной особенностью этих почв является ржаво-бурый цвет и щебнистость всех горизонтов профиля. Химические свойства ржавоземов сходны со свойствами почв из отдела альфегумусовых, формирующихся в автоморфных условиях (кислая и слабокислая реакция среды, ненасыщенность основаниями, высокое содержание углерода в органогенном и минеральных горизонтах).

КОНСТАНТИНОВ А.И., ПЕРМИНОВА И.В., ХОЛОДОВ В.А., ЯРОСЛАВЦЕВА Н.В. — 2015 г.

Исследованы препаративный выход, состав и структура гуминовых кислот, получаемых последовательными щелочными экстракциями из двух почв: дерново-подзолистой под лесом и типичного чернозема в варианте многолетнего опыта “бессменный чистый пар с 1964 г”. Препаративный выход гуминовых кислот из первой экстракции составил 0.40 и 0.94% для дерново-подзолистой почвы и чернозема соответственно. Препаративный выход второй экстракции по сравнению с первой был меньше в несколько раз, а третьей – на порядок. На основании анализа полученных препаратов методами элементного анализа, гель-проникающей хроматографии и спектроскопии ядерно-магнитного резонанса на ядрах 13 показана незначительность изменений элементного, молекулярно-массового и структурно-группового состава гуминовых кислот от экстракции к экстракции. Высказано предположение, что это связано с особенностями почв: в случае дерново-подзолистой – с климатическими факторами, характерными для формирования этого подтипа, а в случае типичного чернозема – с видом использования почвы в многолетнем эксперименте. Сделан вывод о достаточности однократной экстракции при выделении гуминовых кислот для получения представительного образца.

АНДРОНОВ Е.Е., ВОЛОДИН М.А., ЖИЕНГАЛИЕВ А.Т., КАКИШЕВ М.Г., ПИНАЕВ А.Г., СЕРГАЛИЕВ Н.Х. — 2015 г.

Проведена апробация методики выделения ДНК почвенной микробиоты на примере каштановых почв (Kastanozems) Западно-Казахстанской обл. Проведен таксономический анализ библиотек почвенного микробиома, согласно которому наибольшую долю в микробных сообществах проанализированных почв составляют филумы Actinobacteria и Proteobacteria. Заметную долю в составе микробиомов исследованных образцов занимают археи. В темно-каштановой малоразвитой почве доля архей более 11%. Это интересный факт, так как обычно доля архей в почвенных сообществах целинных земель не превышает 5%. Кроме вышеуказанных типов, есть представители филумов Acidobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, Gemmatimonadales, Planctomycetes и Verrucomicrobia, которые распространены в почвенных сообществах.

СВЯТОВА Е.Н., СИДОРОВА В.А., ЦЕЙЦ М.А. — 2015 г.

Исследовалась вариабельность свойств почв и характера растительности на морских берегах острова Великий (Кандалакшский залив Белого моря). Установлено, что в значительной степени химические и физико-химические свойства маршевых почв (Tidalic Fluvisols) определяются степенью удаленности от моря и высотой точки пробоотбора относительно уровня воды; пространственное распределение свойств почв выражается квадратичной трендовой поверхностью. По мере удаления от моря уменьшается концентрация ионов в почвенном растворе, увеличиваются кислотность и содержание органического углерода. Вариабельность почвенных свойств умеренно пространственно-зависима. Наряду с регулярным изменением почвенных свойств по градиенту море–суша, все исследованные свойства показывают признаки периодичного пространственного распределения, что объясняется присутствием системы временных водотоков, валунов, выбросов водорослей и аварийной древесины. Кластерный анализ позволил разделить все исследуемые точки на пять классов, соответствующих следующим растительным сообществам: отсутствие растительности, илисто-песчаная литораль с разреженными галофитами, более сомкнутый пояс марша, крупные длиннокорневищные злаки и опушечная растительность, представленная злаково-разнотравно-деренным сообществом. Наиболее четкое разделение на классы произведено по содержанию хлорид-ионов. Выявлены следующие группы факторов, влияющих на распределение растительности: состав почвенного раствора и высота над уровнем моря, уровень pH водной вытяжки, содержание гумуса.

БРЕХОВ П.Т., ЗАВГОРОДНЯЯ Ю.А., ЛИПАТОВ Д.Н., МАНАХОВ Д.В., ЩЕГЛОВ А.И. — 2015 г.

Рассмотрены закономерности пространственного варьирования плотности, влажности, рН, содержания гумуса и загрязнения бенз(а)пиреном в агроземе структурно-метаморфическом в зоне влияния Южно-Сахалинской ТЭЦ. Выявлена корреляция содержания бенз(а)пирена в почве с содержанием гумуса и плотностью в пахотном горизонте. Проведено планирование необходимого количества точек опробования для различных задач агроэкологического мониторинга.

ЛЕОНОВ В.Д., РАХЛЕЕВА А.А., СИДОРЧУК Е.А. — 2015 г.

Исследованы видовой состав и особенности распределения панцирных клещей по высотным поясам северо-восточного склона г. Вудъяврчорр Хибинского горного массива. Обнаружено 52 вида орибатид из 30 родов и 20 семейств; 21 вид обнаружен в Хибинах впервые. Максимальное число видов (33) зарегистрировано в горно-таежном поясе, в ельнике травяно-кустарничковом. Наибольшие значения плотности (более 190 тыс. экз./м2) отмечены в лесотундровом поясе, на участке березового криволесья. Наиболее низкие показатели численности и видового богатства панцирных клещей установлены в тундровых местообитаниях, особенно на участке тундры лишайниковой. Вместе с тем, в тундре ерниковой зарегистрированы самые высокие значения индексов разнообразия и выравненности таксоцена орибатид. Анализ соотношений представителей разных морфо-экологических типов в исследованных горных поясах показал, что наиболее явной закономерностью является увеличение с высотой доли в населении видов, принадлежащих карабодоидному типу.

ГОЛОВЧЕНКО А.В., ДОБРОВОЛЬСКАЯ Т.Г., ЗВЯГИНЦЕВ Д.Г., ЗЕНОВА Г.М., ЛЫСАК Л.В., МАНУЧАРОВА Н.А., МАРФЕНИНА О.Е., ПОЛЯНСКАЯ Л.М., СТЕПАНОВ А.Л., УМАРОВ М.М., ЧЕРНОВ И.Ю. — 2015 г.

В настоящем обзоре приведены результаты многолетних исследований сотрудников кафедры биологии почв факультета почвоведения МГУ, связанные с изучением одной из главных функций почвенных микроорганизмов – осуществление и поддержание круговорота веществ и энергии в биосфере. Приведены данные по численности и запасам микробной биомассы в разных типах почв, проанализированы результаты системного подхода к изучению структурно-функциональной организации микробных сообществ почв, показана роль эукариотных и прокариотных микроорганизмов в циклах углерода и азота. Для осуществления круговорота химических элементов в наземных экосистемах требуются высокая численность и разнообразие форм микроорганизмов, но при этом встает вопрос о сохранении микробов в почвах в жизнеспособном состоянии. Приведены новые данные об одном из способов переживания бактерий в почвах в виде наноформ; рассмотрены такие природные банки микроорганизмов, как торфяники и палеопочвы, в которых микробы могут сохраняться в течение десятков тысяч лет.

ГЛАГОЛЕВ М.В., ИЛЬЯСОВ Д.В., МАКСЮТОВ Ш.Ш., САБРЕКОВ А.Ф., СМОЛЕНЦЕВ Б.А., ФАСТОВЕЦ И.А. — 2015 г.

В течение летнего периода 2013 г. при помощи статического камерного метода измерено потребление метана некоторыми почвами южной тайги Западной Сибири. Медиана удельного потока СН4 в почву по всему массиву сделанных измерений составила –0.05 мг C/(м2 ч) (отрицательный поток обозначает поглощение метана почвой). Обнаружена статистически значимая (R2 = 0.81) линейная зависимость удельного потока СН4 в почву от величины суммарного дыхания почвы и травяно-мохового яруса изученных лесных экосистем. Дано количественное теоретическое объяснение такой зависимости на основе ассоциированной с растениями и свободной метанотрофии.

КУДЕЯРОВ В.Н. — 2015 г.

Растущее население Земли в обозримом будущем вряд ли откажется от использования традиционных источников энергии, хотя все шире разрабатываются энергосберегающие технологии, расширяются масштабы использования нетрадиоционных, возобновляемых источников энергии. Анализ современного состояния глобального круговорота углерода показал, что парниковый эффект, независимо от серьезных попыток ввести ограничительные меры по уменьшению промышленной эмиссии СО2, будет продолжать нарастать. Надежды на масштабное секвестирование СО2 при переводе разных земельных угодий в лесные экосистемы не оправданы, поскольку при достижении насаждениями климаксового периода дальнейшее накопление углерода в надземной биомассе прекращается и баланс углерода приближается к нулевому значению, а в перестойных лесах и вовсе может иметь отрицательное значение. Уровень насыщения органическим углеродом почв также имеет свои ограничения и определяется почвенно-климатическими особенностями. При обратном переводе лесных и луговых ценозов в агроценозы (распашка) в результате интенсивной минерализации органического вещества почв вновь накопленный С орг через некоторое время опять оказывается в атмосфере. Спелые насаждения очень уязвимы для различного рода внешних воздействий – пожаров, нашествия вредителей и болезней. Не умаляя экологической важности мероприятий по облесению всевозможных территорий, для человечества крайне актуально направить усилия на разработку адаптационных механизмов (мероприятий) к меняющимся условиям окружающей среды и климата (разработать эффективные технологии защиты от экстремальных погодных явлений, быстрой ликвидации лесных пожаров, защиты от наводнений и др.). Для России весьма актуальным является подготовка к возможному отступлению вечной мерзлоты и, соответственно, решение проблем безопасного строительства в районах Крайнего Севера и распространения вечной мерзлоты.

РУСАНОВ А.М. — 2015 г.

Представлены результаты двух туров почвенно-геоботанических исследований степных пастбищных экосистем. Одни и те же участки черноземов южных (Calcic Chernozems) под растительными сообществами, находящимися на разных стадиях пастбищной дигрессии, были исследованы в конце 80-х годов прошлого века, когда они испытывали максимальную антропогенную нагрузку, и в 2011–2013 гг., после продолжительного периода относительного покоя. На первом этапе работ выявлена деградация физических свойств почвы пастбищных территорий, ставшая результатом длительного нерационального использования. Обнаружена способность почв пастбищ сохранять основные качественно-количественные свойства гумуса вне зависимости от уровня пастбищной дигрессии. Период умеренных пастбищных нагрузок благоприятно отразился на свойствах почв. Благодаря высоким показателям гумусного состояния за относительно короткий срок произошло восстановление физических свойств черноземов: структурного состава, водопроницаемости, плотности. Показано, что плотность почв является природным регулятором видового состава степной растительности, так как травы семейства Poaceae, типичные представители степной флоры, в связи со своей морфологической особенностью, мочковатой корневой системой, нуждаются в почвах с низким показателями плотности. С улучшением свойств черноземов связано формирование вторичных экосистем на месте сбитых пастбищ, которое проявилось в возрастании в травостое доли злаков и увеличении площадей под условно целинными фитоценозами.

МЕРКУШЕВА М.Г., УБУГУНОВ Л.Л., ЭНХТУЯА Б. — 2015 г.

Изучено действие разных форм фосфорита (активированного и сыромолотого) Бурэнханского месторождения на фосфатное состояние каштановых почв Северной Монголии и продуктивность яровой пшеницы. Установлено, что активированный фосфорит (на фоне NK) по интенсивности превращения почвенных минеральных фосфатов не уступал суперфосфату и на градацию лучше способствовал его накоплению подвижного фосфора. Использование сыромолотого фосфорита поддерживало исходное содержание минеральных фосфатов в почве. Выявлены оптимальные параметры содержания подвижного фосфора (33–35 мг/кг) и суммы рыхлосвязанных и разноосновных фосфатов кальция (16–18 мг/100 г) в пахотном горизонте, способствующие получению наибольшей и стабильной урожайности зерна яровой пшеницы при внесении активированного фосфорита.

САДОВНИКОВА Н.Б., СМАГИН А.В. — 2015 г.

Изложены основы инновационного направления конструирования почв; рассмотрена краткая характеристика направления, основные виды почвенных конструкций и материалов, использующихся для их создания. На количественном уровне исследуется проблема формирования слоистых почвенных конструкций для поливного земледелия и озеленения городских территорий с повышенной антропогенной нагрузкой. Приведены материалы по технологическому проектированию подобных конструкций с использованием компьютерной среды HYDRUS-1D для моделирования энергомассопереноса в почвенных физических системах. Обоснованы технологические способы внесения биополимерных материалов в почву с расположением на определенных глубинах, гарантирующие увеличение влагоемкости, защиту почв от вторичного засоления и загрязнения водорастворимыми поллютантами, устойчивость почвомодификаторов к биодеструкции. Тестирование слоистых конструкций в ряде зарубежных стран Персидского залива и в Москве подтвердило их высокую эффективность с возможностью увеличения продуктивности зеленых насаждений в 1.5–2 раза с адекватной экономией влаги и защитой корнеобитаемого слоя от водорастворимых солей в условиях естественного или техногенного засоления (загрязнения) и дефицита осадков.