Статьи журнала - Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева
Все статьи: 487
Оценка адекватности модели стока и температуры в больших лизиметрах почвенного стационара МГУ
Статья научная
Проводилась апробация модели PEARL 4 на основании данных стока и температуры в Больших лизиметрах почвенного стационара МГУ. Лизиметрические установки используются в экспериментальном почвоведении главным образом для изучения составляющих водного баланса почвы и исследований выноса различных веществ из отдельных почвенных горизонтов или всего почвенного профиля. Модель PEARL 4, водный блок которой построен на основе классической модели SWAP, использует механизм описания преимущественных потоков в почве. Режимные наблюдения в модельных почвах Больших лизиметров МГУ позволили получить обширные данные по динамике температуры, влажности почвы, а также данные по стоку с нижней границы модельной почвы, что является уникальным материалом для адаптации, проверки и настройки любых моделей энерго/массопереноса в почве. Показано, что для достоверного соответствия стока с нижней границы и прогнозных профилей влажности и температуры с реальными значениями параметризованная математическая модель требует настройки путем подбора параметров аппроксимации основной гидрофизической характеристики (ОГХ)...
Бесплатно
Оценка барьерной функции чернозема и серой почвы в рамках экспериментального загрязнения ионами меди
Статья научная
Целью работы была сравнительная оценка устойчивости гумусовых горизонтов чернозема квазиглееватого и серой почвы к смоделированному загрязнению медью. Для оценки сорбционной емкости почв и создания необходимых уровней загрязнения в почвы внесена Cu в виде растворов ацетатов с концентрацией от 2 до 200 мг/л (что соответствует внесению 20-2 000 мг/кг Cu). Показано, что изотермы адсорбции Cu достоверно аппроксимируются уравнением Лэнгмюра. При этом полученные значения максимальной адсорбции (Cmax) и константы Ленгмюра (KL) для чернозема выше, чем для серой почвы. Это свидетельствует о более высокой поглотительной способности и более прочном удержании сорбированной черноземом Cu по сравнению с серой почвой, что связано, по-видимому, с более высоким содержанием и составом органического вещества, тяжелосуглинистым гранулометрическим составом и нейтральным значением рН чернозема. Методом последовательных селективных экстракций установлено, что в незагрязненных почвах более 50% Cu находится в прочно связанном состоянии. Оценка распределения Cu по фракциям при уровне загрязнения > 200 мг/кг свидетельствует о слабом увеличении содержания биодоступных (обменных и кислоторастворимых) форм металла для чернозема, значительном - для серой почвы при 200 мг/кг. При загрязнении около 2 000 мг/кг Cu в обеих почвах преобладают пулы биодоступных и связанных с (гидр)оксидами Fe и Mn форм. Фактор подвижности не превышает 10% для чернозема и 25% для серой почвы в исходном и загрязненном (200 мг/кг) состояниях, что указывает, соответственно, на малую и среднюю биодоступность Cu в них. При загрязнении в 2 000 мг/кг фактор подвижности достигает 25% в черноземе и более 40% в серой почве, что свидетельствует о среднем и высоком риске миграции Сu в сопредельные среды.
Бесплатно
Оценка влагообеспеченности растений
Статья научная
Установлены закономерности поведения влаги в системе приземный воздух-растительный покров-почва с использованием потенциала влаги. Показано, что потенциал влаги в почве, листьях растений, перепады потенциала влаги в системе почва-растение, и относительная транспирация связаны между собой функциональными зависимостями. Достоверно обосновано, что каждая группа растений (гигрофиты, мезофиты и ксерофиты) характеризуется определенным узким интервалом потенциала почвенной влаги, при котором значения относительной транспирации не опускаются ниже оптимального уровня (1.0-0.9). Этот интервал практически не зависит от свойств почв и метеорологических условий и может быть использован в качестве оптимального критерия влагообеспеченности растений.
Бесплатно
Статья научная
Определено содержание микроэлементов в аллювиальных почвах прирусловой поймы среднего течения р. Амур и выявлены последствия катастрофического паводка 2013 г. на них. Микроэлементы определяли в пробах, отобранных по генетическим горизонтам, методом масс-спектрометрии. Для характеристики взаимоотношений между микроэлементами, свойствами аллювиальных почв и макроэлементным составом использовалась статистическая обработка данных с применением метода - принцип главных компонент. Выделены ассоциации накопления (Rb, Sr, Ba) и рассеивания (Zr, Ta), имеющие литогенную природу. Содержание остальных микроэлементов ниже, чем в среднем по почвам мира, но закономерно увеличивается вглубь поймы. Установлено, что микроэлементы под влиянием паводковых вод могут не только накапливаться, но и вымываться. На характер их миграции большое влияние оказывают свойства самих почв и пойменный рельеф, в почвах расположенных вблизи русла реки микроэлементы больше подвержены вымыванию. Некоторые микроэлементы (Sr, Cd, Ba, Pb) вымывается из всех типов почв, другие (Y, Sc и Cr) только накапливаются. Влияние паводка сильнее всего сказалось на содержании Mo (+43% в среднем по почвам), Sc (+38%) и Cu (+27%), Cd (-23%), Pb (-12%) и Sr (-12%). До паводка достоверные коэффициенты корреляции с микроэлементами выявлены только у обменного марганца и оксидов алюминия и магния. После длительного затопления в почвах проявились устойчивые связи с гранулометрическим составом, органическим веществом и реакцией среды. Вероятно, эти изменения вызваны понижением редокс-потенциала во время затопления и вымыванием оксида кальция.
Бесплатно
Оценка влияния строительства дороги с использованием фосфогипса на загрязнение почв
Статья научная
Проведенное обследование показало, что при строительстве фосфогипсовой дороги не произошло загрязнения окружающих почв. Содержание водорастворимого F и валового Sr в почвах не превышает ПДК и предельно допустимого уровня. Имеет место увеличение концентрации контролируемых элементов в образцах с откосов дороги и на выровненной части около дороги. Содержание водорастворимого F может достигать здесь 3,36 мг/кг, а Sr - до 267 мг/кг почвы. Это связано с двумя причинами: выходом горизонтов средней части профиля почв при строительстве дороги на поверхность и возможным воздушным переносом тонких частиц фосфогипса при строительстве дороги. На расстоянии 30 м от дороги содержание F не превышает 2,3 мг/кг, Sr - 169 мг/кг почвы и достоверно не отличается от содержания этих элементов в фоновой почве.
Бесплатно
Статья научная
Проведен двухстадийный пиролиз с газовой хроматографией и масс-детекцией (ГХ-МС) продуктов образца типичного чернозема и гуминовых кислот, выделенных из него. Препараты гуминовых кислот подвергали пиролизу при 500, 600 и 700°С. Данные сопоставляли с пирограммами лигнина, полученными в аналогичных условиях. Показано, что 500°С - оптимальная температура для пиролиза гуминовых кислот черноземов. Толуол в продуктах пиролиза можно рассматривать как маркер избыточно высокой температуры проведения эксперимента. Результаты двухстадийного пиролиза почвы и выделенных из нее гуминовых кислот совпали. Восемь продуктов разложения пиролиза почвы совпадали с веществами, определяемыми в ее гуминовых кислотах (при общем количестве 41). В случае термодесорбции почвы таких соединений было только три, и они дублировались при последующем пиролизе образца. Полученные данные свидетельствуют о преимущественно макромолекулярном составе (с доминированием молекул с массой более 1000) гуминовых веществ. Проведенные работы демонстрируют возможность и перспективность исследования почвенного органического вещества, гуминовых веществ в целом, и гуминовых кислот в частности, in situ с помощью двухстадийного пиролиза с ГХ-МС окончанием.
Бесплатно
Оценка впитывающей способности почвы с использованием портативной дождевальной установки
Статья научная
Исследована возможность оценки впитывающей способности почвы с помощью портативной дождевальной установки с малой площадью орошения, исключающей формирование ручейковой эрозии. Для впитывающей способности почвы предложено уравнение, включающее эрозионный индекс дождя AI, который является критерием подобия. Уравнение проверено для естественных дождей (для водосборов и стоковых площадок) и для искусственных дождей (для стоковой площадки длиной 5 м и площадью 5 м 2). Показано, что для оценки впитывающей способности почвы можно использовать стоковые площадки с малой площадью, на которых не будет ручейковой эрозии. Для проверки этого утверждения проведены два эксперимента. В первом использовалась большая дождевальная установка и стоковая площадка в поле с длиной 3 м и площадью 3 м 2. На стоковой площадке происходила ручейковая эрозия. Во втором эксперименте использовалась портативная дождевальная установка и стоковая площадка в форме круга с площадью 0.05 м 2 (ручейковая эрозия отсутствовала). Эксперимент проведен в лаборатории, используя монолиты почвы, взятые на том же поле. Для каждой дождевальной установки капли дождя были одинаковые, падали с одной высоты, интенсивность дождя была постоянной, но значения этих параметров были разными. В разных экспериментах были получены близкие зависимости впитывающей способности почвы от индекса AI. Использование портативной дождевальной установки требует меньших затрат.
Бесплатно
Оценка количества ДНК разных групп микроорганизмов в генетических горизонтах темно-серой почвы
Статья научная
Молекулярно-биологическими методами проведено исследование структуры микробного сообщества в профиле темно-серой почвы Luvic Retic Greyzemic Phaeozem (Loamic), Московская область, Каширский район. Микроорганизмы играют ведущую роль в преобразовании органического вещества почвы, их основная масса сосредоточена в верхней части профиля. В связи с этим большинство почвенных микробиологических исследований проводится для верхних горизонтов. Однако изучение микробного сообщества нижней части профиля представляет не только теоретический, но и практический интерес в связи с возрастающей интенсивностью эрозионных процессов. Методом количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени оценено количество ДНК бактерий, архей и микромицетов в горизонтах исследуемой почвы. Исследован материал кротовины, находившейся на глубине 80 см. Наибольшее количество ДНК бактерий и архей выявлено в верхнем гумусово-аккумулятивном горизонте (9.6 × 10 8 и 9 × 10 7 копий/г почвы соответственно). С увеличением глубины наблюдалось плавное снижение количества ДНК бактерий и архей, что связано с изменением физико-химических условий в почве. ДНК микромицетов распределялись по профилю равномерно (5.0-9.4 × 10 7 копий/г почвы). Показатели содержания ДНК разных групп микроорганизмов в материале кротовины были близки к нижним минеральным горизонтам. Это может быть объяснено инфильтрацией воды через кротовину с элюированием микроорганизмов в период переувлажнения почв. Определяющими факторами, влияющими на количество ДНК микроорганизмов, являются элементарные почвенные процессы: биогенно-аккумулятивный в верхних горизонтах, глинисто-иллювиальный и гумусово-иллювиальный в нижних горизонтах темно-серой почвы.
Бесплатно
Статья научная
Для разделения агрегатов на внутреннюю часть (ядро) и периферию (кору) использовали истирание агрегатов друг о друга. Для этой цели агрегаты 5-3 мм встряхивали на оборотном ротаторе, их кора стачивалась, переходя до фракции <0.25 мм. Для контроля процесса, периодически оценивали эффективность истирания по изменению распределения размерных фракций. В конце эксперимента в полученных фракциях определяли содержание углерода и азота. Распределение получаемых размерных фракций стабилизировалось через 16 ч эксперимента, в случае типичного чернозема под степью, и через 24 ч в случае дерново-подзолистой почвы под лесом. В дерново-подзолистой почве истирание наблюдали в течение всего эксперимента. В типичном черноземе после первого часа обработки преобладало дробление агрегатов, затем в последующие 10 ч доминировало истирание, затем снова дробление. Определение содержания углерода и азота показывает анизотропность агрегатов по этому параметру. Внутри агрегатов содержание углерода выше, чем на периферии. Причем эти отличия больше выражены в ненарушенных почвах, а также в дерново-подзолистых почвах по сравнению с черноземами. В целом показана перспективность предложенного подхода. Однако он требует дальнейшего развития для эффективного приложения.
Бесплатно
Оценка насыщенности почвы органическим углеродом
Статья научная
Сформулированы новые дефиниции понятий “секвестрация” и “депонирование” органического углерода почвами на количественной основе, учитывающие период полного оборота аккумулированного органического вещества и его распределение по почвенному профилю. Определены уровни углеродпротекторной емкости ряда почв европейской части России согласно Hassink (1997) и Six et al. (2002), базирующиеся на информации по содержанию тонкодисперсных фракций и минералогическому составу почв. Рассчитаны степени насыщенности этих почв углеродом и их углеродсеквестрирующий потенциал по Meyer et al. (2017) и Wiesmeier et al. (2014). Установлено, что серые лесные и каштановые почвы относятся к мало насыщенным органическим углеродом, луговая слитизированная и пойменная луговая - к умеренно насыщенным, а черноземы - к насыщенным. Показано, что углеродсеквестрирующий потенциал серой лесной почвы составляет около 30 т С га-1, каштановой - не превышает 25 т С га-1, луговых почв равен 15-20 т С га-1, а черноземов - менее 5 т С га-1. Приводятся критические замечания к инициативе “4 промилле”.
Бесплатно
Оценка почвенных ресурсов Мали для возделывания хлопчатника
Статья научная
Проведено обобщение имеющейся фактической информации о почвенном покрове Мали на уровне всей страны, обновление ее по данным спутниковой съемки и дан анализ оптимальности почвенных ресурсов для промышленного возделывания хлопчатника. В качестве основы для оценки использовалась цифровая почвенная карта Мира ФАО, которая предварительно была откорректирована на основе визуального анализа спутниковых изображений Landsat. Экспертным путем определены свойства почв, которые потенциально могут оказывать лимитирующее влияние на возможности промышленного возделывания хлопчатника, а также граничные значения классов пригодности. Анализ пригодности почв Мали для возделывания хлопчатника, проведенный с использованием ГИС ILWIS показал, что на территории республики оптимальные почвы занимают всего 6% территории страны. Около 67% почв Мали непригодны для возделывания хлопчатника. Из них 60% имеют несколько неблагоприятных свойств почв. Остальные почвы являются ограниченно пригодными. В качестве основных лимитирующих факторов использования почв под хлопчатник выделяются легкий гранулометрический состав, маломощность и каменистость почв. Ограничения около 80% от неблагоприятных почв Мали связаны именно с этими свойствами. Ресурсный потенциал почв в максимальной степени используется в регионах Куликоро и Сикассо; в меньшей степени - в регионах Сегу и Кайес, и совсем не используется в других регионах.
Бесплатно
Статья научная
Продемонстрирована возможность ранжирования зон агроландшафтов по рискам потенциальных эпизоотий и эпидемий, связанных с биозагрязнением. Показано, что задача агроэкологической оценки земель не может концептуально целостно решаться без учета всех форм загрязнений. Биозагрязнения агроландшафтов, носящие как обратимый (сорняки), так и необратимый характер (паразиты), рассмотрены как формы почвенной деградации. Таяние ледников и деградация криолитозоны (почв “вечной” мерзлоты) при наблюдаемых процессах глобального потепления определяет ряд вызовов. Например, климатически обусловленная трансформация плейстоценовой биоты приводит к выделению парникового газа метана и существенно повышает угрозу ускорения сценария потепления. В данной работе рассматриваются последствия палеобиотического характера: при “таянии мерзлоты” особую опасность представляют патогенные организмы, ранее находившиеся в биосферной изоляции. Отмечено, что при выходе из криобиоза некоторые из них сохраняют свои жизненные функции. Такие организмы способны привести к биозагрязнениям почв, имеющим как обратимое, так и необратимое течение, и могут послужить причиной новых вспышек эпизоотий. Предлагается выделять и оценивать зоны риска палеобиозагрязнений методом геометрической стратификации. Метод дает возможность определить и обозначить зоны риска заражения патогенными организмами конкретных географических регионов. В данной работе представлена оценка таких зон риска заражения для северного оленя (Rangifer tarandus) высокопатогенным возбудителем - сибирской язвой (Bacillus anthracis) - с привязкой к административным единицам (районам) республики Саха (Якутия). Полученные таким образом результаты зонирования не только описывают существующую экологическую ситуацию и создают основу для ее понимания, но и могут служить основанием при разработке рекомендаций для грамотного принятия административных решений в отношении регламента дальнейшего использования изученных ландшафтов.
Бесплатно
Оценка уровней эродированности черноземов по относительной степени их гумусированности
Статья научная
Представлен краткий анализ научной литературы по характеристике эродированных почв с позиций их гумусового состояния. Традиционно диагностическими индикаторами уровней эродированности почв, базирующимися на показателях гумусового состояния, являются: 1) уменьшение мощности гумусовых горизонтов эродированных почв, в процентах от таковой неэродированной (эталона); 2) уменьшение запасов гумуса в профиле эродированной почвы, в процентах от таковых неэродированной (эталона). Следует отметить, что выбор “эталона” неэродированной почвы представляет достаточно трудоемкое почвенное обследование, которое проводится в полевых условиях и носит экспертный (субъективный) характер, зависящий в значительной степени от квалификации почвоведа. Показано, что основные недостатки предложенных градаций эродированных почв заключаются в отсутствие подходов по их объективной оценке и рекомендаций по допустимым уровням эродированности почв, основанным на количественном учете степени гумусированности этих почв. Ранее разработаны градации пахотных почв (в том числе черноземов) Российской Федерации по степени гумусированности пахотного слоя, состоящие из четырех классов (меньше минимального содержания гумуса, слабогумусированные, среднегумусированные и сильногумусированные). Рекомендовано эродированные почвы с содержанием гумуса меньше минимального (первый класс по степени гумусированности) подвергнуть дальнейшему разбиению. Предложен способ оценки уровней эродированности черноземов, учитывающий значения минимального и критического содержания гумуса. Дана трактовка понятий минимального по Кёршенсу и критического содержания гумуса согласно Кирюшину и Ганжаре. Разработана шкала градации эродированности почв, которая представлена допустимым, недопустимым и кризисным уровнями. Приведены примеры построения такой шкалы для черноземных почв России и Германии.
Бесплатно
Оценка уровня загрязнения тяжелыми металлами почв г. Кондопога и г. Костомукша (Республика Карелия)
Статья научная
Исследования проводились на территории г. Кондопоги и г. Костомукши, основная промышленность которых представлена целлюлозно-бумажным производством и добычей железной руды соответственно. На землях различного пользования были отобраны почвенные образцы из верхнего слоя 0-10 см, в которых определяли содержание тяжелых металлов (Pb, Cu, Zn, Ni, Co, Cr, Mn) методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии (вытяжка “царская водка”). А также были заложены почвенные прикопки, в данном случае отбор проб проводили по слоям - 0-5, 5-10, 10-20 см, в отобранных образцах определяли их физико-химические свойства и содержание тяжелых металлов. Показано, что почвы обследованных городов имеют низкий уровень загрязнения тяжелыми металлами. На территории г. Кондопога выявлены локальные участки на землях общего пользования, где содержание отдельных элементов превышает установленные в Российской Федерации нормативы (Pb - 6 ПДК, Cu - 9 ОДК, Zn - 16 ОДК), концентрации подвижных форм меди и цинка достигают 2-3 ПДК. Почвы г. Костомукши отличаются невысокими уровнями накопления исследуемых тяжелых металлов, в целом их концентрации не превышают уровень регионального фона на всех выделенных категориях землепользования. И лишь в отдельных случаях концентрация поллютантов (Pb, Ni, Cu, Zn) достигает 1-2 ПДК/ОДК. Полученные данные могут быть использованы при проведении мониторинга состояния городских почв, а также для разработки рекомендаций, направленных на сохранение окружающей среды.
Бесплатно
Палевые почвы Средней Сибири на бескарбонатных породах в классификации почв России
Статья научная
На основе анализа немногочисленных, но детальных полевых описаний и аналитических материалов И.А. Соколова, В.Г. Зольникова, Л.Г. Еловской и др., а также факторов почвообразования сделана попытка определить место палевых недифференцированных нейтральных и кислых почв на бескарбонатных породах в новой субстантивно-генетической классификации почв России (2004, 2008 гг.). Рассмотренная группа почв неоднородна. Суглинистые льдисто-мерзлотные почвы по своим диагностическим морфологическим и физико-химическим свойствам могут быть отнесены к отделам криометаморфических или железисто-метаморфических почв; супесчаные и щебнистые сухомерзлотные почвы - также к отделу железисто-метаморфических почв; почвы с маломощным профилем (
Бесплатно
Палевые почвы с осветленным горизонтом на бескарбонатных породах в классификации почв России
Статья научная
Анализируется классификационное положение палевых почв с дифференцированным профилем и оподзоленным горизонтом, формирующихся на бескарбонатных породах в условиях холодного резкоконтинентального семигумидного климата мерзлотной области Средней Сибири. Для них характерно наличие грубогумусового горизонта, осветленного подзолистого или элювиального горизонта, иллювиально-железистого или текстурного горизонтов с признаком палевого метаморфизма. По характеру срединных горизонтов, данные почвы входят в отделы Al-Fe-гумусовых (песчано-супесчаные разновидности) и текстурно-дифференцированных (супесчано-суглинистые разновидности). По характеру органопрофиля возможно выделение их на уровне грубогумусированных подтипов среди подзолов и подзолистых почв. На подтиповом уровне отражаются также их специфические региональные характеристики: тенденция к формированию криогумусового горизонта (криогумусированные), иллювиирование глины (глинисто-иллювиированные) и железа (иллювиально-железистые), а также своеобразного метаморфизма минеральной массы (палево-метаморфизованные), присутствующие в различных сочетаниях, формирующие сложные подтипы. В географическом пространстве рассматриваемые почвы образуют переход от палевых типичных почв холодного ультраконтинентального семиаридного климата к почвам холодных гумидных умеренно-континентальных областей.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводится анализ данных (Yuan et al., 2017) по профильным распределениям в почвах тяжелых металлов в провинции Гуанси на юге Китая в зоне влияния завода по производству свинца и сурьмы. Почва - сильногумусированная дерново-карбонатная. Оценены усредненные по годам и глубине (“кажущиеся”) параметры моделей миграции (диффузионной и конвективно-диффузионной) в районе комбинированного загрязнения почв (только аэрогенного и в сочетании с заливом сточными водами завода). Бо́льшие значения диффузионных параметров получены для Zn и Cd (n∙10-7 см2/с), меньшие - для Pb и Sb (n∙10-8 см2/с). В случае залива почв сточными водами отмечена достоверная конвективная составляющая миграции для Zn и Sb, при этом пик концентрации цинка переместился на глубину 40-60 см. В то же время в данных условиях не было ожидаемой четкой обратной корреляции между миграционной подвижностью и величиной сорбции элементов почвой.
Бесплатно
