Почвоведение. Почвенные исследования

Установлены средние величины содержания и закономерности распределения валового фосфора в разных группах почвообразующих пород и почв. Определены ареалы почв с высоким содержанием фосфора и причины явления.

Математический анализ данных о сорбции парообразной влаги гранулометрическими фракциями суглинистой почвы позволил впервые выявить обратные линейные зависимости 1) между их влажностью и логарифмом полного потенциала (давления) влаги (вероятно, вследствие гидратации обменных катионов, формирующих диффузный слой около поверх0 ности твердой фазы); 2) между их влажностью и логарифмом среднего диаметра элементар0 ных почвенных частиц (вероятно, вследствие различий их удельной поверхности, вызванных разным минералогическим составом); 3) между энергией гидратации элементарных почвен0 ных частиц и логарифмами их диаметра.

В работе предложена оценка развития эрозии во времени и в пространстве с учетом свойств и протекающих почвообразовательных процессов. Установлено, что экологические убытки при развитии эрозии определяются не только потерей урожая и уменьшением плодородия почв, но и уменьшением числа степеней свободы сельскохозяйственного использования почв, экологическими изменениями, увеличением энтропии системы.

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 данной работе кратко охарактеризовано учение об экологических функциях почв, показана его роль в особой охране природных зон и почв, в подготовке почвенных Красных книг регионального и федерального уровней, в совершенствовании научных основ рационального использования, восстановления и охраны земельных ресурсов.

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.

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.

В системе локального агроэкологического мониторинга изучена направленность и интенсивность изменения агрохимических свойств черноземов Назаровской лесостепи Красноярского края. С привлечением современных методов статистического анализа выявлена значимость трендовой составляющей временных рядов подвижного фосфора и обменной кислотности. Показано, что тенденции изменения гумуса и обменного калия слабо выражены.

В лесостепной зоне Европейской России широко распространены черноземовидные поч+ вы, в верхней части профиля которых присутствуют мощные светлые кислые элювиальные горизонты. Их формирование обусловлено глееобразованием в условиях застойно+промывно+ го режима на выщелоченных породах и тесно связано с эволюцией засоленных почв (схема Гедройца). Однако эти почвы не нашли отражения в классификациях почв СССР и России. Исходя из принципов субстантивно+генетической классификации одним из авторов статьи [3—5, 10] они были отнесены к черноземовидным подзолистым оглеенным почвам, образу+ ющим самостоятельный генетический тип. В агроэкологическом отношении они отличаются от чернозема выщелоченного тем, что трудны для обработки и имеют низкую продуктивность. В этой статье рассматриваются проблемы генезиса, классификации и мелиорации черноземо+ видных подзолистых оглеенных почв севера лесостепи Европейской России и их вероятная связь с темноцветными подбелами.

В статье представлено краткое описание Республики Хакасия и показана производственная и научная деятельность станции агрохимической службы "Хакасская" за 50 лет; проведено 7 циклов обследования почв; разработаны и внедрены в производство рекомендации с лучшими технологиями заготовки и приготовления кормов. Выполнены тысячи проектов по внесению удобрений, проведению химической мелиорации. Опубликовано более 70 научных статей и монографий.

Представлены результаты изучения содержания кобальта и трансформация его соединений в черноземе выщелоченном за три ротации зерно-травяно-пропашного севооборота. Установлено, что в процессе агрогенеза характер распределения форм кобальта в почве не изменяется. Применяемая система удобрения сельскохозяйственных культур не обеспечивает бездефицитного баланса кобальта в черноземе выщелоченном.

Представлены показатели влияния солей железа, ртути и меди на кислотно-основные свойства водных вытяжек из верхних горизонтов почв таежной зоны. Установлено их подкисление под действием металлов, выявлены процессы, ответственные за повышение содержания протонов в вытяжках: гидролиз ионов металлов и включение последних в комплексообразование с водорастворимым органическими веществами. Обнаружено влияние на эти процессы органических веществ вытяжки, а также свойств металлов, вида и количества солей, в составе которых внесены металлы в вытяжки.

Цель исследования. По сочетанию основных геохимических характеристик почв и процессов на исследованном профиле необходимо было выделить геохимические зоны и проследить пути миграции продуктов выветривания, установить геохимические связи между зонами.

На примере зеленых насаждений г. Одинцово Московской области проводились комплексные исследования состояния деревьев липы мелколистной (Tilia cordata) и почвенно-грунтовых условий их произрастания. Объектами исследований были насаждения озелененных территорий специального назначения (вдоль автомобильных дорог) и общего пользования. В результате определения состояния деревьев было установлено, что большая их часть относится к категориям сильно ослабленных и ослабленных. На разных объектах эти категории состояния составляли 39,1 и 62,5 % всех обследованных деревьев соответственно. С целью установления причин таких изменений проводилась оценка состояния почв и грунтов на участках произрастания насаждений липы мелколистной (Tilia cordata). Почвы этих участков представлены урбаноземами, верхние слои которых (до 40 см) состоят из пылеватого легкого суглинка, торфа и песка со слабо выраженной структурой, а нижние – представлены слабогумусированными, среднесуглинистыми, более плотными, с признаками оглеения и антропогенными включениями (строительными отходами) слоями. С помощью пенетрографа (Penetrograph, Eijkelkamp) определялись значения сопротивления пенетрации почвы в корнеобитаемой зоне деревьев разных категорий состояния. На участках с сильно ослабленными и ослабленными деревьями критические и чрезвычайно высокие значения сопротивления пенетрации почвы (2,1–3,5 МПа) наблюдались уже с глубины 15–20 см и распространялись до глубины 40–80 см соответственно. С увеличением глубины на участках с сильно ослабленными деревьями, сопротивление пенетрации почвы достигало значений более 4 МПа. В данных условиях рост корней древесных растений в течение всего вегетационного периода сильно затруднен или невозможен, корнеобитаемая зона сокращена. В результате физической деградации городских почв произошло значительное ухудшение состояния зеленых насаждений.

В настоящее время для восполнения основных целей развития и ведения лесного хозяйства популярным и важным направлением стало использование ГИС-технологий, а точнее – создание и применения лесных карт. ГИС-технологии богаты способами и вариантами преобразования различной информации в требуемый вид. Конечным продуктом работы с ГИС-программами является представление данных в виде карты. Карта – это информативный способ хранения и обработки данных. В лесном хозяйстве применение ГИС-технологий во многом упростило и улучшило работу с большим объемом материалов и увеличило качество обработки информации. В области почвоведения возможности ГИС значительно ускорили почвенные исследования. Информационные технологии позволяют собрать воедино ранее полученные данны и имеют возможность дополнять и уточнять их без особых трудностей и затрат. В качестве ГИС-пакета в работах кафедры почвоведения МГУЛ применяется бесплатная система QGIS (Quantum GIS). Программа преобразовывает обширные массивы собранных данных в цифровые карты с таксационной и почвенной информацией. Визуализированный материал с максимальной точностью оцифровывается в системе QGIS и отображается в виде карты с географической привязкой, а также возможностью редактирования с помощью широкого выбора инструментариев. В среде ГИС легко выполняется построение планов перспективных насаждений. В современном мире применение ГИС-технологий при изучении почв играет огромную роль при сборе, анализе, моделировании и наглядном представлении данных. Развитие и модернизация ГИС-технологий и внедрение их в структуры лесохозяйственных организаций стало перспективным и важным направлением для оптимизации условий рационального ведения лесного хозяйства.

Болотные экосистемы являются для атмосферы нетто-стоком углерода (атмосферного углекислого газа). Дан анализ скорости заболачивания и интенсивности аккумуляции углерода в торфе на территории России за время голоцена. Именно в этот период образовалась большая часть болот России, накопивших торф. По современным оценкам, площадь торфяных болот составляет 1,68 млн км2, с заболоченными землями – 3,69 млн км2. Все эти земли содержат более 100 млрд т углерода (100,93 Гт). Россия занимает первое место в мире по запасам аккумулированного торфа. Ежегодно в мире заболачивается 66 тыс. га. На территории России средняя скорость заболачивания в голоцене составляла 15…18 тыс. га/год. Она варьировала под влиянием изменяющихся климатических, гидрологических, геологических, морфологических и других факторов, а также значительно отличалась в различных природных зонах и регионах России. Например, в Карелии (северо-западная часть России) средняя скорость заболачивания в голоцене составляла 400 га/год, при этом она варьировала от 150 до 755 га/год. Наиболее интенсивное заболачивание и накопление торфа установлено в атлантическое время голоцена, когда менялись не только типы болотных экосистем, но и их соотношение. Сходные черты заболачивания имеют и другие районы Северо-Запада Российской Федерации и Западной Сибири. К настоящему времени в России накоплены многочисленные данные о скорости аккумуляции торфа и углерода в болотных экосистемах разных типов в среднем за голоцен. Эти результаты далеко не полные и, к сожалению, не дают возможности определить современную скорость накопления органики в болотах и точнее определить характер функционирования эко-системы (является болото нетто-стоком или нетто-источником углекислого газа для атмосферы). Осушение болот может увеличить эмиссию углекислого газа в атмосферу. Для определения современной (за сезоны, десятилетия) скорости нетто-аккумуляции углерода используют следующие методы: балансовый и математического моделирования болотной экосистемы. Расчеты современной скорости нетто-аккумуляции углерода болотами по модели Р. Клаймэ (в модификации И.Е. Турчинович) показали, что она составляет 37,6 млн т углерода/год. В настоящее время процессы заболачиванияв России активизировались вследствие глобального изменения климата и значительных разрушений дренажных систем.

Представлены результаты мониторинга агрохимических свойств чернозема выщелоченного выгоревшего участка леса за двулетний период. Установлено снижение содержания органического вещества и соединений щелочногидролизуемого азота на фоне увеличения содержания зольных элементов.

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

На основе данных сплошного агрохимического обследования почв за 1964-2009 гг. изучена динамика средневзвешенного содержания подвижных форм калия в пахотных черноземах Белгородской области.

На территории Брянской области отмечено увеличенное содержание общего азота в низинных торфах, что связано с ботаническим составом торфа и более интенсивной гумификацией растений-торфообразователей. Показано, что распределение относительного содержания общего углерода и азота в торфах переходного и низинного типа отличается. Обнаружена параллельность между ходом кривых относительного содержания общего углерода и азота в торфах низинного типа.

Представлены результаты изучения влияния удобрений в длительном полевом опыте на биологическую активность почвы и урожайность ячменя. Показано, что степень разложения целлюлозы зависела от внесения минеральных и органических удобрений, влажности и температурного режима почвы. Урожайность зерна ячменя различалась по годам, что определялось отклонениями погоды от нормы среднемноголетних температур.

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.

Рассмотрены фактические данные о морфологии, физико-химических свойствах, водной миграции органических лигандов и ионов тяжелых металлов в дерново-подзолах на двучленных породах лесных экосистем Центрально-лесного государственного природного биосферного заповедника (ЦЛГПБЗ) в Тверской области.

Изложены результаты исследований по содержанию тяжелых металлов в почвах восточной части дельты Нила. Установлены количественные значения содержания валовых и подвижных форм тяжелых металлов по геоморфологическим зонам в различных типах аллювиальных почв. Отмечено повышенное загрязнение почв в окрестностях дрены Бахр-Эль-Бакар.

На основе анализа данных сплошного агрохимического обследования пахотных почв выявлены закономерности изменения основных параметров почвенного плодородия: кислотности, содержания органического вещества, подвижных форм фосфора и калия, микроэлементов. Рассмотрена динамика известкования кислых почв и применения удобрений.

Неврологические и эндокринные заболевания, из-за широкого распространения, серьезного влияния на здоровье и высокого риска инвалидности работоспособного населения (что оказывает большую нагрузку на бюджет государства), остаются важнейшими современными медицинскими и экономическими проблемами. Цель исследования – выяснение связи болезней населения с содержанием микроэлементов (кобальта, меди, цинка, марганца) в почвах равнинной зоны Республики Дагестан. Содержание подвижных форм кобальта, меди, цинка, марганца в почвах определялось на атомно-абсорбционном спектрофотометре Hitachi 170-70 (Япония) в лаборатории биогеохимии Прикаспийского института биологических ресурсов Дагестанского федерального исследовательского центра РАН. Для выяснения масштаба заболеваемости населения использовались данные министерства здравоохранения Республики Дагестан. Исследование показало, что актуальные патологии жителей Дагестана, приводящие к инвалидности, обусловлены микроэлементным составом почв. При сопоставлении данных по содержанию кобальта, меди, цинка, марганца в почвах равнинных районов республики (Кизилюртовский, Хасавюртовский, Бабаюртовский) и пораженности населения актуальными эндокринологическими и неврологическими патологиями обнаружена корреляционная связь высокой силы. Количество больных было прямо пропорционально содержанию марганца и обратно пропорционально уровням кобальта, меди и цинка. Коррективу в общее заключение внес Кизлярский район, где зафиксирована только корреляция содержания цинка в почвах и заболеваемости населения эндокринными аномалиями, что связано, по-видимому, с особым пищевым статусом жителей района (в питании большую роль занимает рыбная продукция), а также с частым подтоплением территории прибрежными водами, что влияет на содержание изученных микроэлементов в почвах района.

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.

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.

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.

Разработан почвенный конденсатор парообразной воды атмосферы. Исследованиями установлено, что он ежесуточно накапливает в метровом слое почвогрунта аридных территорий более 49 мм/га влаги в знойно-жаркий период года. Это служит основой для создания воспроизводства биологического разнообразия аридных земель, подверженных опустыниванию путем посадки полезащитных лесных полос, зеленых лесных зонтов и лесных колков.

Рассмотрены проблемы комплексных междисциплинарных исследований по устойчивому развитию городов в историческом и международном контексте. Освещены современные исследования и выявляются основные «белые пятна» в междисциплинарном анализе. Сделаны первые шаги к разработке инновационной методологии для анализа междисциплинарных связей между различными размерностями устойчивого развития в контексте города.

В антропогенноизмененных почвах парка "Покровское-Стрешнево" процессы минерализации органических азотосодержащих соединений ослаблены. В связи с этим растительному покрову парка недостает азотного питания для нормального роста и развития. Большая площадь парка представлена почвами с повышенным содержанием подвижного фосфора. Повышенное содержание обменного калия имеют 60% почв парка, 40% - среднее, то есть растения хорошо обеспечены этим элементом.

Показано изменение фосфатного режима дерново-подзолистых среднесуглинистых почв без внесения фосфорных удобрений за 16-летний период.

Дан анализ основных агрохимических показателей пахотных почв Костромской области с 1964 г. и их динамика за 50-летний период. Показана зависимость содержания гумуса, кислотности, подвижного фосфора и обменного калия от применения средств химизации.

Проведена агроэкологическая оценка почв Тувы за 1970-2010 гг. Установлен тренд изменения агрохимических свойств, биопродуктивности, обусловленный изменением факторов почвообразования и антропогенного воздействия. Показано, что деградация почв определяется дигрессией, уменьшением доз удобрений и развитием ветровой эрозии. Выявлена роль гумусированности почв, биопродуктивности угодий и урожайности сельскохозяйственных культур в депонирующей способности почв к CO[2].

Качественная оценка земель, находящихся в балансе муниципалитетов Ширванской равнины Азербайджана.

Рецензия на книгу о формировании подзолистых почв российских лесов.

В работе рассмотрены методологические аспекты комплексного изучения микроэлементов в основных звеньях агроэкосистем на современном этапе. Обоснован мониторинг микроэлементного состояния агроландшафтов. Рассмотрена необходимость создания федерального и регионального банков данных распространения микроэлементов в почвах, почвообразующих породах, почвенно-грунтовых водах и растениях. Показана актуальность создания и внедрения биотехнологий получения растениеводческой продукции с заданными параметрами микроэлементов.

В работе приведены данные по ресурсам осадков сточных вод, их влияние в условиях длительного применения на основные агрохимические свойства почвы. Рассмотрены особенности компостирования осадков сточных вод с использованием микробиологических препаратов.

Малая мощность и размытость перехода между горизонтами слаборазвитых почв создают значительные трудности в прочтение их морфологического профиля. По этой причине типовой статус горизонтов дается зачастую не по морфологическим параметрам, а по учету совокупности конкретных факторов почвообразования. Понятно, что такой прием диагностики не безупречен. В данной работе предлагается проводить диагностику горизонтов не только по их морфологическим признакам, но и с обязательным учетом генетических особенностей их возникновения. Строгое увязывание морфологических признаков с процессами их происхождения позволит избежать погрешности в идентификации не только отдельных генетических горизонтов, но и всего профиля слаборазвитых почв

В статье описан опыт, проведенный на почве из легкого песчанистого суглинка. В опыте применен отход горения в виде пепла от бурого угля, а также компост, произведенный с участием бытовых осадков сточных вод методом GWDA.

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.

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.

Работа посвящена изучению комплексообразующих свойств гумусовых кислот.

Обсуждается проблема описания устойчивости почвенных экосистем в рамках термодинамического и биофизического подходов.

В статье дан анализ плодородия пахотных почв Республики Марий Эл с 1965 по 2013 годы. Отмечено ухудшение по всем агрохимическим показателям почвы, что отразилось на валовом сборе зерновых культур.

Интервью доктора наук, профессора Сарана Сохи об использовании в сельском хозяйстве биочара - разновидности древесного угля с повышенной химической стабильностью.

Технология навозоудаления предельно простая: нужно на некоторое время заполнять трубопровод раствором аммиачной селитры, а потом этот раствор использовать как удобрение.

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.