Почвоведение. Почвенные исследования

Цель работы заключалась в изучении водного режима осушенной перегнойно-торфяной почвы в разные по увлажненности периоды и выявлении оптимального диапазона почвенно-гидрологических условий, обеспечивающих максимальный урожай сельскохозяйственных культур.

Рассчитаны таксономические расстояния между парами отделов классификации почв России по методике, предложенной для расчета таксономических расстояний между реферативными почвенными группами международной классификации (WRB). На основании полученных данных сформулированы предложения по совершенствованию классификации почв России. Основная часть отделов характеризуется высокими показателями по отношению друг к другу, и корректность их выделения в классификации не вызывает сомнений. Небольшими таксономическими расстояниями обладают пары отделов: органо-аккумулятивных и структурно-метаморфических почв, гидрометаморфических почв и литоземов, криометаморфических и элювиальных, что позволяет говорить о целесообразности уточнения критериев выделения отделов и/или формул профилей типов почв, образующих отделы. Сопоставление таксономических расстояний между отделами классификации почв России и единицами международной классификации позволяет высказать предположение об их определенном сходстве в отношении содержания и объема

Впервые определена величина дифференциальной влагоемкости основных зональных почв европейской территории России и Грузии. В гор. А этих почв в диапазоне гигроскопической влажности при равных значениях полного потенциала (или давления) почвенной влаги дифференциальная влагоемкость увеличивается в ряду: дерново-подзолистая — серая лесная — бурая полупустынная — чернозем — светло-каштановая — солончак — краснозем, что вызвано увеличением содержания в почвах или физической глины, или гумуса, или водорастворимых солей. Впервые выявлены тесные корреляционные связи и, следовательно, соответствующие зависимости между значениями логарифма модулей полного потенциала (или давления) влаги и влажности почв, значениями параметра этих зависимостей и удельной поверхности почв, а также между удельной поверхностью почв и содержанием в них физической глины.

Приведены результаты агрохимического мониторинга пахотных почв лесостепи Республики Башкортостан за 50 лет.

В результате агрохимического мониторинга пахотных почв республики Башкортостан установлен дефицит цинка во всех типах почв, а в черноземах - низкое содержание марганца и меди. Путем проведения полевых опытов и балансовых расчетов показаны возможности восстановления микроэлементного состава почв.

Применение бетонита на темно-каштановой почве под озимую пшеницу способствовало увеличению содержания нитратного азота, подвижных форм фосфора и калия, емкости катионного обмена и биологической активности почвы. Установлена оптимальная доза бентонита 7, 5 т/га, обеспечившая увеличение урожайности пшеницы на 15, 1%, а также существенное повышение белковости зерна и содержания в нем клейковины.

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.

Структура концептуальной модели плодородия чаепригодных почв.

Разработан и исследован метод аэрации почв для конденсации парообразной влаги атмосферы в почве, направленной на борьбу с опустыниванием земель аридных территорий. Метод аэрации почв основан на создании под почвой множества кротовин и макро-, мезо-, микро- и нанотрещин. Циркуляция воздуха в кротовинах и трещинах приводит к конденсации парообразной влаги атмосферы из-за разности температурного режима в системе «почва – атмосфера». Объем конденсации в аэрированных почвах составляет более 23 мм/га ежесуточно в летний жаркий период года. Аэрация почв увеличивает биологическое разнообразие подверженных опустыниванию земель аридных территорий, повышает продуктивность и плодородие почв.

В работе предлагается информационно-энергетическая оценка состояния тяжелых металлов в почвах. Показано отличие их фракционного состава в дерново-подзолистых почвах и черноземах, определенного на основе конкурирующего комплексообразования.

Рассматриватся особенности качества декоративности, гумусообразования и динамики элементов питания при внесении гуминовых удобрений различной природы для оптимизации условий роста и развития декоративных растений (Prunus Hissei (слива Хиссеи)). Обусловлено исследование тем, что существует необходимость улучшения эстетической красоты как города, так и частных земельных участков в условиях недостаточных, а иногда и не подходящих для произрастания тех или иных декоративных растений.

На интенсивно обрабатываемом угодье площадью 0, 4 га (дерново-подзолистые почвы) наблюдается значительная вариабельность агрохимически важных почвенных свойств, ранг и направление наибольшей изменчивости которых оказались близкими. Следовательно, определяющим варьирование фактором является антропогенный. Влияние морфометрических характеристик рельефа на изменчивость почвенных свойств было описано уравнением множественной линейной регрессии. Наиболее сильно рельеф влияет на мощность пахотного горизонта (до 40%) ; для рН и содержания подвижного фосфора этот показатель составляет всего 10-15% и уменьшается с глубиной, а для подвижного калия он с глубиной увеличивается.

Исследования позволили выявить взаимосвязи с содержанием микроэлементов в почве и зерне яровой пшеницы. Применение микроэлементов в качестве некорневой подкормки доводит до оптимального содержания микроэлементов в продукции растениеводства, повышает урожайность, содержание протеина, крахмала, качества зерна и рентабельность. Полученные результаты позволили создать картограммы содержания микроэлементов в профиле типично-серой лесной почвы и разработать рекомендации по применению микроудобрений в сельскохозяйственном производстве Чувашской Республики.

Среди хвойных пород, произрастающих на территории Московского региона, преобладает ель европейская (Picea abies (L.) H.Karst.). Эта порода распространена на тяжелых по гранулометрическому составу почвах и весьма требовательна к влаге, поэтому засуха 2010 г. негативно повлияла на ее состояние. При ослаблении деревьев активно проявляются различные патогены и вредители, среди которых выделается короед-типограф (Ips Typographus L.). Многие исследователи проблему поражения еловых насаждений рассматривали, в первую очередь, с точки зрения климатических флуктуаций, во многом определяющих развитие патогенов, но в то же время почвенно-гидрологическим факторам зачастую уделялось недостаточное внимание. Целью нашей работы было изучение почвенных факторов, влияющих на состояние и устойчивость еловых насаждений. Объектом исследования были выбраны еловые насаждения Московского учебно-опытного лесничества. На основании изучения лесоустроительных материалов в сочетании с актуальными космоснимками в среде ГИС был обнаружен участок неповрежденного ельника, вокруг которого находились сухостойные ели того же возраста. Во время натурных обследований этот участок был найден, на нем и на близлежащей территории были изучены почвенно-грунтовые условия. Проведенное исследование показало, что на участке с сохранившимся ельником в почве было обнаружено специфическое чередование горизонтов по гранулометрическому составу (прослойки песка разной мощности, подстилающие верхние суглинистые горизонты). На окружающей территории подобная песчаная прослойка не обнаруживалась. Сочетание различных по гранулометрическому составу слоев поспособствовало накоплению в почве капиллярно-посаженной влаги. Это влага, которая удерживается капиллярными силами в мелкопористом слое почвы при подстилании его слоем крупнопористым. По всей вероятности, запас влаги в этой прослойке позволил еловому насаждению пережить засуху без сильного ослабления. В дальнейшем планируется поиск таких же участков живых елей, с последующим исследованием почвенных факторов, для доказательства этой гипотезы.

В статье описывается применение коэффициента общей точности и индекса карра для оценки близости почвенных карт. Сопоставление двух карт детального масштаба, построенных двумя независимыми группами исследователей, показало, что они совпадают лишь на 60%. Обсуждаются причины такого несовпадения.

Рассказывается о причинах ухудшения почвенного плодородия.

На основании системного анализа результатов агрохимического обследования почв за 47 лет дана комплексная оценка состояния плодородия почв республики Татарстан. Полученные результаты дают основание для рекомендаций по ведению земледелия в хозяйствах с целью получения максимальных урожаев сельскохозяйственных культур и сохранения плодородия почв.

Разработан физико-химический блок модели плодородия агросерой почвы, как информационной основы ее устойчивости к подкислению, загрязнению тяжелыми металлами, истощению фосфором и калием.

Проведены экспериментальные исследования в полевых и лабораторных условиях по вымыву цезия-137 из почвы при периодическом ее замораживании и оттаивании. Эксперименты показали, что вымыв цезия из почвы после замораживания существенно больше, чем у незамерзших почв, и соответствует по интенсивности вымыву под влиянием интенсификаторов. Этот факт позволяет рекомендовать для реабилитации радиоактивно загрязненных земель недорогие и технически несложные мероприятия по регулированию внутриснежного стока.

В статье дан анализ изменения содержания и распределения нефтяных углеводородов, бенз (а) пирена и кислоторастворимых соединений ряда тяжелых металлов в почвах южной части о. Сахалин за 2003-2010 гг. Показано, что в динамике наблюдается увеличение концентрации в почве исследуемых экотоксикантов. Выявлен сходный характер их аккумуляции в почвах, что указывает на возможность аэрального поступления поллютантов в природные среды от имеющихся источников загрязнения.

Рассмотрены некоторые задачи почвенной биотехнологии и их связь с глобальными экологическими проблемами. В ходе анализа принципиальных возможностей управления почвенной биотой отмечено, что научный прогресс в данной области является необходимым, но не достаточным условием их решения.

На примере целинных и агроизмененных содовых солонцов лесостепной зоны Омской области проведена сравнительная оценка двух методов выявления солонцового процесса (кинетика набухания почв и балл "В" физико-химических условий развития). Без применения химической мелиорации методы показали близкие результаты: выявлено наличие солонцового процесса. После химической мелиорации в большинстве почв оценка солонцеватости сравниваемыми методами дала противоположные результаты. При внесении больших доз мелиоранта оба метода показали отсутствие солонцового процесса.

В обзоре анализируются современные проблемы и пути распространения инженерных наноматериалов в окружающей среде, прежде всего, в почвах и сопряженных средах (водной и воздушной). Рассмотрены источники непреднамеренного и преднамеренного поступления наночастиц в природные комплексы. Акцентируется внимание на проблеме биодоступности инженерных наноматериалов в почве в связи с вариабельностью условий их нахождения.

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.

Представлена нелинейная физико-статистическая модель динамики органического углерода пахотных почв. Модель позволяет оценить условия трансформации пахотных почв из источника в сток C-CO[2] в зависимости от климатических условий, агротехники и физических свойств почвы.

Обсуждаются количественные показатели внутрибиогеоценозной вариабельности запасов углерода подстилки, содержания и запасов углерода в верхнем минеральном слое дерново-подзолистых почв лесных биогеоценозов южной тайги европейской территории России. Исcледована их зависимость от типа леса, характера парцеллы, местоположения в тессере и степени увлажнения почв.

Изучены состав и закономерности профильного распределения глинистых минералов в солоди грунтового увлажнения Барабинской низменности и в солоди атмосферного увлажнения Приобского плато. Оба профиля имеют отчетливое элювиально-иллювиальное распределение илистой фракции. В составе илистой фракции элювиальных горизонтов доминирующим компонентом является иллит, вниз по профилю возрастает количество хлорита и лабильных минералов монтмориллонитовой группы. Выявленные закономерности в профильном распределении илистой фракции и отдельных групп глинистых минералов можно объяснить результатом совместного воздействия процессов растворения последних под влиянием оглеения и щелочного гидролиза, процесса иллитизации и лессиважа. Основные отличия между солодями и подзолистыми почвами в отношении состава и распределения глинистых минералов заключаются в следующем. Солоди имеют отчетливый иллювиальный по илу горизонт, в то время как в подзолистых почвах в большинстве профилей наблюдается элювиальное распределение илистой фракции. Солоди в элювиальной части почвенного профиля, а иногда и в нижележащих горизонтах имеют не свойственное подзолистым почвам высокое содержание иллитовых минералов в илистой фракции вследствие развития иллитизации. Подзолистые горизонты солодей не содержат минералов группы почвенных хлоритов, типичных для элювиальных горизонтов подзолистых почв, что можно объяснить менее кислой средой здесь, при которой не обеспечиваются необходимые для развития процесса хлоритизации условия мобилизации и миграции алюминия.

Методом газовой хроматографии - масс- спектрометрии определено содержание полихлорированных бифенилов (ПХБ) в почвах Москвы. Сумарное содержание 19 индикаторных и диоксиноподобных конгенеров ПХБ в поверхностных горизонтах почв лежит в пределах 2, 85-60, 62 мкг/кг. Среднее значение при исключении наиболее загрязненного образца равно 14, 44 мкг/кг, что характерно для жилых массивов индустриальных стран. Данный показатель незначительно варьирует в зависимости от функциональной зоны города. Эквивалент токсичности 12 диоксиноподобных ПХБ в почвах составляет в среднем 1, 92 нг I-ТЕQ/кг, изменяясь в диапазоне 0, 15-334, 12 нг I-TEQ/кг. Вклад ПХБ в общую токсичность диоксинов и диоксиноподобных соединений в почвенных разностях равен 16, 7-85, 4%.

В учебнике рассмотрены формирующие геологическое пространство объекты (минералы, горные породы, их закономерные ассоциации и принципы их выделения), создаваемые ими геологические тела, строение внутренних геосфер Земли как результата допланетной истории космических тел и развития планеты, протекающие на поверхности и в недрах геологические процессы и их влияние на другие геосферы. даны также краткие сведения о принципах и методах геологической хронологии, тектонических дислокациях, геодинамических процессах и их связи с глобальным круговоротом веществ. Учебник содержит обширную терминологическую базу и иллюстрированный материал.

Факторами, определяющими динамику содержания подвижного фосфора в черноземовидных почвах поверхностного и грунтового увлажнения и заболачивания, являются влажность и окислительно-восстановительные условия. При увеличении влажности и сохранении окислительных условий в почвах черноземного ряда с высоким содержанием фосфатов кальция происходит переход их из апатитовой фракции в более подвижные. В восстановительных условиях в черноземовидных почвах с высоким содержанием фосфатов железа при увеличении влажности возрастает содержание фосфора, извлекаемого сернокислой вытяжкой за счет перехода фосфатов железа в подвижное состояние. Осадки, насыщающие почву атмосферным кислородом, способствуют увеличению окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) и соответственно снижают подвижность фосфатов железа.

В монографии рассматривается ряд особенностей почв геохимических ландшафтов Нижнего Дона. Приводятся данные о распространенности и распределении 12 химических элементов в почвах основных ландшафтов Нижнего Дона, установлены основные закономерности их накопления и миграции, связанные с изменением природных и техногенных условий. Показаны региональные особенности в формировании соединений тяжелых металлов в почвах пойменных и дельтовых ландшафтов Нижнего Дона и дана им экологическая оценка.

В книге описывается, как гуминовые кислоты влияют на физические свойства почвы. А также постановлены и описаны опыты с почвенной гуминовой кислотой и с искусственной гуминовой кислотой полученной из сахара.

В учебном пособии представлены материалы для проведения практических занятий по учебной дисциплине «Математическая статистика в почвоведении и экологии». Рассматриваются элементы теории вероятностей, законы распределения дискретных и непрерывных случайных величин. Приведены основные приемы первичной обработки данных, точечного и интервального оценивания параметров распределений, дисперсионный, корреляционный и регрессионный анализы. Большое внимание уделяется непараметрическим методам.

Евгений Анатольевич Дмитриев вошел в историю российского почвоведения как ученый, многие работы которого посвящены применению статистических методов для исследования почв. Созданный им учебник «Математическая статистика в почвоведении» выдержал пять переизданий и не потерял своей актуальности в настоящее время. Теоретические работы Е.А. Дмитриева посвящены исследованиям генезиса данных о почве и почвенном покрове. Случайное и закономерное в приложении к почвенному покрову, проблемы адекватной организации почвенного эксперимента, предметная обоснованность статистических выводов, математика и классификация почв - вот далеко не полный перечень проблем, охватываемых в его исследованиях. На Всероссийской научной интернет-конференции с международным участием, посвященной 90-летию со дня рождения заслуженного профессора Е.А. Дмитриева, были представлены разнообразные работы, в которых используются идеи Е.А. Дмитриева.