Почвоведение. Почвенные исследования

В монографии изложены результаты многолетних исследований по изучению химического состава, включая радиоактивные элементы, почв «Большого Ростова» – ядра Ростовской агломерации, являющейся четвертой по размеру моноцентрической агломерацией в России.

Приводится обзор современных представлений о трансформации и загрязнении почв в районах разработки железных руд. Изменения почв и экосистем в районах добычи – одно из самых масштабных воздействий хозяйственной деятельности человека на природу. Анализируются закономерности радиальной дифференциации, пространственного распределения и аккумуляции тяжелых металлов в почвах разных природных зон. Рассматриваются особенности влияния горнопромышленного техногенеза и пылегазовых эмиссий предприятий на почвенные микробные сообщества и фауну. В зонах длительного атмотехногенного воздействия обогатительных комбинатов происходит потеря стабильного состояния экосистемы и/или формируется новая, отличная от природной, техноэкосистема со своим собственным микробиоценозом, в котором сообщества почвенных организмов находятся в состоянии стресса. В пределах рудных горнодобывающих районов формируются эмбриоземы, “переживающие” определенные стадии техногенно обусловленного развития, техно-почвы, хемоземы и разнообразные по вещественному составу и свойствам техногенные поверхностные образования. В пространстве техногенные почвы и почвоподобные тела формируют почвенный покров, отличный от исходного, сложность и контрастность которого не связана с природными факторами дифференциации

На базе дифференциальной сушки образцов при разных температурах предложен простой и нетрудоемкий метод количественной оценки удельной поверхности коллоидно-дисперсных систем. В методе используется фундаментальная зависимость термодинамического потенциала влаги Ψ от абсолютной температуры сушки T: Ψ = Q – aT, где Q – удельная теплота парообразования, a – параметр, связанный с исходной температурой и относительной влажностью воздуха во внешнем термодинамическом резервуаре (лаборатории). По гравиметрическим данным о массовой доли влаги W и величине Ψ построены потенциальные кривые Поляни W(Ψ) исследуемых образцов. По ним рассчитаны изотермы сорбции влаги, на основании которых с использованием теории БЭТ определены емкость монослоя и эффективная удельная поверхность. Ее оценка по литературным данным классического эксперимента дала величины порядка 1000 м2/г. Обсуждена проблема “абсолютного нуля влажности”, имеющая важное значение в определении нормированных на массу твердой фазы свойств коллоидно-дисперсных тел

Изучен солевой состав и строение солевых профилей автоморфных и гидроморфных почв Каменной степи на залежи и пашне. Показано, что при сельскохозяйственном использовании этих почв общее содержание солей в профиле, в том числе и в корнеобитаемом слое, увеличивается, меняется тип засоления. В катионном составе возрастает количество Na+ и в меньшей степени Ca2+, в анионном - СО3 2-. Показано, что наиболее существенная трансформация солевого режима почв при их распашке наблюдается в почвах избыточного увлажнения.

Исследованы техногенные почвоподобные тела и слаборазвитые почвы на техногенных отложениях в долине р. Москвы на территории города. При уничтожении почв, накоплении техногенных отложений и их рекультивации формируются почвоподобные тела - реплантоземы, при стихийном зарастании - слаборазвитые почвы, постепенно эволюционирующие в зрелые городские - урбаноземы. Выявлено, что лучшей основой под реплантозем в речной долине является аллювий естественного залегания с относительно благоприятными физическими и физико-химическими свойствами.

В статье описана логическая структура и представлено содержание таблиц базы данных, которые обеспечивают таксономическую диагностику почвенного профиля по классификации 1977 г. [6]. Для этого был создан специальный программный модуль. Данные о почвенном профиле вводятся из справочных таблиц. По совокупности горизонтов создается его диагностическая формула. С учетом ландшафтных характеристик составлены ключи для определения таксономической принадлежности почв подзоны южной тайги. Показаны преимущества применения разработанных алгоритмов в картографии почв. Обоснованы возможности их использования для почв других природных зон.

Геоинформационные системы использовали для сопоставления почвенных карт масштабов 1:420 000, 1:1 000 000, 1:2 500 000, составленных в разное время на одну территорию. Установлено, какими типологическими единицами почвенных карт 1953 и 1988 гг. представлены типологические единицы карты 1886 г., как за изучаемый период расширены и детализированы почвенные классификации. Показано, что составленная под руководством В.В. Докучаева Почвенная карта Нижегородской губернии представляет собой важный и достоверный источник информации, который может быть использован в научных исследованиях, в том числе при сопоставлении с другими картами.

Представлены положения по механической обработке почвы, даны характеристики рабочих органов машин для поверхностной обработки. Описан расчет силовых показателей и пути их снижения.