Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева @byulleten-esoil
Статьи журнала - Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева
Все статьи: 597
Фитомелиоранты для засоленных и солонцеватых почв Причерноморья
Статья научная
Почвы подверженные засолению и солонцовому процессу занимают 18,2 % от площади сельскохозяйственных угодий в России (включая Крым). На период 2022-24 гг. информации о площади засоленных земель в Херсонской и Запорожской областях Российской федерации отсутствуют. В Херсонской области ранее зафиксировано, что 46,16% пахотных земель засолены, а в Запорожской области – 20 %. Фитомелиоративный эффект зеленых удобрений заключается в их способности увеличивать накопление гумуса в почве и очищать почву от вредных элементов, в том числе засоления. Зеленые удобрения представляют собой ключевой ресурс для восстановления почвенного плодородия и внесения в почву безопасных для экологии органических элементов. Каждый вид зеленых удобрений имеет свои уникальные особенности возделывания, которые зависят от климатических условий, типа почвы и конкретных задач, стоящих перед исследователями. Их эффективность заключается в способности улучшать структуру почвы, повышать уровень органических веществ и обогащать ее необходимыми питательными элементами. При длительном применении таких удобрений наблюдаются позитивные изменения различных почвенных характеристик: увеличивается запас питательных элементов, снижается кислотность, повышается содержание кальция и других щелочных компонентов, а также растут такие параметры, как поглотительная способность, буферность, влагосодержание, пористость и проницаемость для воды. Классификация зеленых удобрений осуществляется на основе их функций в севообороте и методов обработки, а также применения в качестве питательных элементов. Сидераты могут быть отнесены к различным категориям в зависимости от их роли в агрономии и влияния на состояние почвы. Выбор фитомелиоранта для засоленных почв следует проводить в первую очередь по такому признаку, как действие на почву выбирая из группы очищающих зеленых удобрений.
Бесплатно
Статья научная
Проанализированы литературные данные о минералогическом составе вертисолей мира, а также изучены глинистые почвы в условиях ультраконтинентального климата в Еравнинской котловине (Бурятия). Почвы сформированы на водоразделе и приводораздельной части склона увала в условиях распространения многолетней мерзлоты. Морфологический анализ выявил в почвах сочетание криогенных признаков (мерзлотных клиньев и трещин, криогенной оструктуренности, надмерзлотного оглеения) и вертиковых свойств (сликенсайдов, клиновидных агрегатов). По морфологическим признакам почвы диагностированы как темная слитая или Gleyic Vertisol Glossic Gelistagnic на приводораздельной части склона и черноземовидная слабослитизированная криотурбированная или Vertic Gleyic Phaeozem Glossic Pachic Clayic Gelistagnic на водоразделе, где вертиковые признаки были выражены слабее. По физическим свойствам и минералогическому составу илистой фракции потенциальная слитость почвы водораздела сопоставима с почвой приводораздельной части склона: практически аналогичное, а в отдельных горизонтах даже большее содержание физической глины (до 76%), ила (до 54%) и разбухающих компонентов в илистой фракции (93-98% монтмориллонита). Однако в условиях ультраконтинентального климата Бурятии и относительно близко залегающей многолетней мерзлоты более контрастный гидротермический режим и наиболее благоприятные условия для реализации процессов усадки-набухания создаются в верхней крутой части склонов южной экспозиции. В связи с тем, что почва водораздела получает больше влаги и меньше тепла, это приводит к меньшей контрастности гидротермических условий и менее выраженным процессам усадки-набухания. Из-за отсутствия условий для полной реализации потенциальной слитости признаки слитогенеза в почве водораздела выражены на более низком таксономическом уровне.
Бесплатно
Формирование и развитие концепции экосистемных услуг: обзор зарубежных публикаций
Статья научная
Рассмотрены зарубежные публикации, посвященные проблеме выделения и оценки экосистемных услуг и их учету в планировании хозяйственной деятельности. Данное направление исследований является быстро развивающимся. Начало было положено глобальной оценкой состояния экосистем, выполненной в 2005 г. по инициативе ООН. За последние 10 лет произошло его организационное оформление, появились профильные журналы, регулярно проводятся конференции и совещания; характерен быстрый рост числа публикаций. Вклад почвоведов в эту работу пока не слишком значителен; оценка экосистемных услуг почв представляется перспективным направлением. Экосистемные услуги разделяются на четыре группы: обеспечивающие, регулирующие, культурные и поддерживающие. Последняя группа рассматривается как природная основа, обеспечивающая выполнение остальных функций, прямо и косвенно воздействующих на благополучие человека. Оценка экосистемных услуг ведется по трем направлениям: экологическому, экономическому (монетарному) и социальному. Для каждой из групп услуг используются свои способы экономической оценки. Обеспечивающие услуги часто оценивают по их рыночной стоимости. Их доля в совокупной оценке экосистемных услуг относительно невелика. Регулирующие услуги часто оценивают методами “предотвращенных затрат” и “замещающих затрат”, а культурные услуги (рекреация, источник вдохновения, эстетическая ценность, духовная ценность) - методом “затрат на путешествие”. В основе способов внерыночной оценки лежит готовность платить за данные услуги. При оценке экосистемных услуг на местном уровне необходим системный подход, учитывающий бонус кооперации землепользователей. Следует учитывать также, что снятие дополнительной нагрузки с экосистем в данном месте может привести к возрастанию воздействия в других местах. Выделение, картографирование и оценка экосистемных услуг проводятся с конечной целью обеспечить устойчивое развитие общества и благосостояние человека. Развиваемые эколого-экономические подходы призваны усилить роль рыночных механизмов в деле защиты окружающей среды.
Бесплатно
Фосфатный режим дерново-подзолистой почвы естественных и агрофитоценозов
Статья научная
Изучен фосфатный режим дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы Предуралья под естественными фитоценозами (смешанный лес, злаково-разнотравный луг) и агрофитоценозами. Оценка влияния сельскохозяйственного использования пашни на фосфатный режим проведена в условиях длительного стационарного опыта (год закладки - 1978) и в посевах козлятника восточного (год посева - 1988). Изучено общее содержание фосфора в почве, количество его органических, минеральных и подвижных соединений, рассмотрен фракционный состав минеральных фосфатов (метод Гинзбург-Лебедевой). Общее содержание фосфора в верхнем слое почвы всех объектов исследования варьировало от 1 030 до 1 350 мг/кг. В почве преобладали минеральные соединения фосфора над органическими. Установлено, что фракционный состав минеральных фосфатов на 40-62% был представлен фосфатами железа и на 31-48% - фосфатами кальция, что связано с характерными особенностями почвообразующей породы - желто-бурой некарбонатной покровной глины. Фосфаты алюминия составили 8-12%. Длительное возделывание сельскохозяйственных культур в течение пяти ротаций полевого восьмипольного севооборота привело к существенному снижению в почве содержания органических соединений фосфора. В почве длительного опыта, по сравнению с естественными фитоценозами, отмечено более низкое содержание фосфатов железа (в 1.6-1.8 раза) и более высокое содержание (в 1.3-2.0 раза) наиболее доступных для растений рыхлосвязанных и разноосновных фосфатов кальция. Отмечено постепенное снижение содержания подвижных соединений фосфора в почве от момента закладки опыта к пятой ротации с 239 до 164 мг/кг. Длительное внесение N60P60K60 привело к существенному увеличению в почве минеральных соединений и подвижных форм фосфора. Остаточный фосфор удобрения закрепился в виде фосфатов железа и наиболее доступных для растений рыхлосвязанных и разноосновных фосфатов кальция. Под козлятником восточным количественные и качественные показатели фосфатного режима почвы существенного не отличались от природных аналогов.
Бесплатно
Функциональные различия тяжелых и сверхтяжелых металлов и металлоидов в почвах
Статья научная
Предлагается тяжелые элементы разделить на две группы из-за их различного влияния на растения. К одной группе отнесены тяжелые металлы и металлоиды, начиная с ванадия и кончая теллуром, а к другой - сверхтяжелые металлы, начиная с цезия и кончая ураном. Сверхтяжелые металлы в почвах изучены гораздо хуже, чем первая группа элементов, и им следует уделить особое внимание в будущем.
Бесплатно
Статья научная
В условиях длительного стационарного опыта изучены элементный состав и структура гуминовых кислот дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы Предуралья при длительном применении органической, минеральной и органоминеральной систем удобрения. Минеральные удобрения способствовали формированию гуминовых кислот с повышенным содержанием алифатических компонентов, отношением Н : С = 1.45 и высокой степенью окисленности (w = 0.41). Низкое содержание азота в гуминовых кислотах (от 2.0 до 2.6 ат. %), при различных системах удобрения связано, прежде всего, с его низким содержанием в растительной биомассе возделываемых в севообороте культур. Органическая система удобрения привела к обогащению структурных агрегатов гуминовых кислот ароматическими группами и азотом. Высокая интенсивность поглощения группы >С=О карбоновых кислот в области 1 717 см-1 и двойных связей углеродных атомов при 1 627 см-1 подтверждает это положение. Наибольшее количество карбоксильных групп в своем составе имеют гуминовые кислоты варианта “навоз 10 т/га” и “навоз 5 т/га + экв. NPK”. Наиболее слабо колебания группы >С=О карбоновых кислот выражены в гуминовых кислотах почвы при минеральной системе удобрения.Варианты с органоминеральной системой удобрения занимают промежуточное положение по содержанию в гуминовых кислотах основных конституционных элементов. По данным термографического анализа при длительном применении минеральных удобрений отношение потери массы в низкотемпературной области к потере массы в высокотемпературной области (Z) около 0,9, т. е. в структуре гуминовых кислот увеличивается доля компонентов алифатической природы, по сравнению с таковой в неудобренной или унавоженной почвой.
Бесплатно
Характеристика гумусовых веществ агродерново-подзолистой почвы и копролитов дождевых червей
Статья научная
Экспериментально установлено, что копролиты дождевых червей имеют повышенное содержание углерода (на 33-51%) и азота (на 3-50%) по сравнению с окружающей почвой. Однако щелочная (фракция I) и пирофосфатно-щелочная (фракция II) вытяжки извлекают из копролитов меньше как СГК, так и СФК, чем из почвы. Это может быть обусловлено особенным, оригинальным строением гумусовых веществ копролитов, а также характером их связи с минеральной частью почвы.
Бесплатно
Статья научная
Изложены результаты исследования влияния концентрации ионов в почвенном растворе и его осмотического давления на рост проростков кормовых культур (преимущественно многолетних трав) на образцах чернозема, увлажненного NaCl (в диапазоне засоления 1-18 г/л), при влажности, близкой к наименьшей влагоемкости. Показано, что между длиной проростков и показателями засоления почвы существует линейная зависимость. Параметры уравнений регрессии значимы при уровне 0,05. Анализ связи относительной длины проростков с солевым и осмотическим показателями раствора позволил сравнить между собой 27 культур по степени солеустойчивости. Обнаружены различия между сортами пырея удлиненного и сорго сахарного, райграсом многоукосным и высоким, тритикале зерно-кормовым и кормовым.
Бесплатно
Статья научная
Методом твердотельной 13C-ЯМР-спектроскопии изучена химическая структура пулов органического вещества водоустойчивых свободных микроагрегатов, выделенных из воздушно-сухих агрегатов (2–1 мм) пахотных горизонтов полнопрофильного, эродированного и намытого агрочерноземов. Дана оценка изменения их химической структуры в денудационно-аккумулятивном ландшафте. Выявлено, что подавляющая часть водоустойчивых свободных микроагрегатов в эрозионной зоне – фрагменты/осколки разрушенных (преимущественно), а также новообразованных макроагрегатов за счет динамического замещения органического вещества in situ, о чем явно свидетельствуют интегральные показатели химической структуры всех пулов органического вещества свободных микроагрегатов эродированного агрочернозема, по сравнению с таковыми полнопрофильного варианта: пониженные индексы разложенности (DI), ароматичности (ARI) и гидрофобности (HI). Аналитические данные свидетельствуют в пользу преобладающей транспортировки из эрозионной зоны микроагрегатов, представленных фрагментами разрушенных (преимущественно) и новообразованных макроагрегатов. Во время транспортной фазы ранее физически защищенное агрегированное органическое вещество свободных микроагрегатов подвергается частичной деградации. Минерализуется преимущественно наиболее лабильная его часть (гидролизуемая), а его стабильная часть остается мало-/неизмененной. Минерально-ассоциированное органическое вещество (ил и остаток) мало или совсем не трансформируется.
Бесплатно
Статья научная
Виды Tamarix (тамарикс, гребенщик) являются яркими представителями криногалофитов, которые способны дифференцировано накапливать и выделять водорастворимые соли. Проведен сопряженный анализ химического состава легкорастворимых солей в грунтовых водах, водорастворимых солей в солевых корках солончаков, тканях и выцветах (выделениях солей на поверхности веточек) Tamarix ramosissima, произрастающего на участках с различным уровнем засоления. Почвы на изученных участках являются гидроморфными солончаками с мощностью солевых корок 5 и 0.1 см и содержанием токсичных солей 32.4 и 57.6% с сульфатно-натриевым химизмом засоления. Сравнительный анализ содержания изученных анионов и катионов в тканях растений T. ramosissima и на поверхности (в выцветах) показал, что их количество в выцветах по сравнению с тканями существенно (в 3.2-7.7 раз) больше. Выявлена общая закономерность по количественному содержанию изученных катионов и анионов в выцветах T. ramosissima с разных участков, которая представлена следующими рядами: Na+ > Mg2+ > Ca2+ > K+ и Cl- > SO42-. Обнаружено, что максимальное выделение Na+ и Cl- в солевых выцветах не связано с содержанием данных ионов в грунтовых водах. Можно предположить, что содержание Na+, Ca2+, Mg2+ и SO42- в солевых выцветах в определенной степени связано с концентрацией этих катионов в солевых корках изученных солончаков. Установлено, что выделение Cl- в процентном соотношении сопоставимо с выделением Na+ и не зависит от содержания хлора в грунтовой воде и солевых корках солончаков. Таким образом, в естественных условиях не наблюдается прямой зависимости между выделением ионов растениями в виде солевых выцветов и химизмом, а также количественным содержанием солей в почве (солевой корке) и в грунтовой воде.
Бесплатно
Химическое строение органического вещества черноземов типичных при различных технологиях земледелия
Статья научная
Экологизация современного земледелия предполагает отказ от технологии традиционной обработки (ТО) и замену ее почвосберегающей. Одной из таких технологий является прямой посев (ПП). Его внедрение существенно изменяет условия поступления и трансформации растительных остатков. При этом мало известно об изменении строения почвенного органического вещества (ПОВ) в условиях применения ПП. Целью работы была сравнительная оценка влияния ПП и ТО на химическое строение органического вещества типичных черноземов. На примере 8-летнего полевого опыта на черноземе типичном (Курская область) проведена оценка влияния технологий ТО и ПП в слоях 0–10 и 10–20 см на химические свойства: рН, содержание подвижных форм фосфора и калия, общего азота, органического углерода, а также химическое строение ПОВ черноземов типичных, для изучения которого применяли методы ИК-спектрометрии и аналитического пиролиза. Строение ПОВ продемонстрировало наиболее выраженную зависимость от технологии земледелия по сравнению с другими изученными свойствами. Трансформация ПОВ в условиях ПП вызвана накоплением углеводов, а также продуктов их микробной переработки. Применение ТО приводит к доминированию в структуре ПОВ компонентов пассивного пула, не участвующих в процессах микробной трансформации. По результатам корреляционного анализа показано, что тенденция к накоплению органического углерода при ПП связана с увеличением доли углеводов и фенольных соединений в составе ПОВ.
Бесплатно
Цифровая реометрия в современных почвенных исследованиях (обзор)
Статья обзорная
Цифровая почвенная реометрия - это активно развивающееся относительно новое перспективное направление, занимающее на данный момент небольшую долю в почвенных и агрофизических исследованиях. В работе представлен обзор применения реометрического подхода при изучении механического поведения почв в отечественных и зарубежных исследованиях. Описаны основные теоретические положения методов осцилляционной амплитудной развертки (oscillatory amplitude sweep test) и осцилляционного теста с контролируемой деформацией (oscillatory test with controlled strain, resilience test) в приложении к почвенной структуре как объекту исследований. В статье дана характеристика количественных деформационных и прочностных показателей (модуль накопления G`, диапазон линейной вязкоупругости LVE-range, кривая напряжения сдвига t, максимальное напряжение сдвига tmax, индекс восстановления структуры R и др.), описывающих механические свойства почв на микроуровне структурной организации, получаемых упомянутыми методами. Отдельно представлены технические моменты подготовки почвы к реометрическим исследованиям: влияние структуры и влажности образцов, температуры и нормальной силы, задаваемых в протоколе исследования на реометре, на проведение испытания и получаемые данные. В статье рассмотрены направления исследований в рамках описываемого подхода, сформировавшиеся более чем за 20 лет применения реометрии в почвенных исследованиях и кратко представлены результаты работ различных авторов. На основе проведенного анализа исследовательских работ охарактеризованы направления дальнейшего развития реометрического подхода в почвенных исследованиях.
Бесплатно
Статья научная
Деградация почв в результате водной эрозии представляет серьезную угрозу продовольственной и экологической безопасности, вследствие чего вопросы изучения и картографирования эрозии почв не теряют своей актуальности. В работе приведены результаты крупномасштабного цифрового картографирования степени эродированности почвенного покрова пашни Прохоровского района Белгородской области (85 тыс га), выполненного на основании подходов, связывающих факторы эрозионно-аккумулятивных процессов и степень эродированности почв напрямую (модель фактор - свойство), и посредством имитационной эрозионной модели WaTEM/SEDEM (модель фактор - процесс - свойство). Включение процессной составляющей в алгоритм цифрового почвенного картографирования позволило учесть не только пространственные, но и временные особенности протекания эрозионных процессов. Выявлено, что распашка земель Прохоровского района в первую очередь проводилась на землях, слабо подверженных эрозии, с темпами эрозии почти в два раза ниже, чем на более молодых пашнях. В результате этого карты эродированности почв, построенные на основе модели фактор - процесс - свойство с учетом и без учета длительности распашки в значительной степени соответствуют друг другу. Карты доминантных почвенных категорий (пиксел карты соответствует одной категории почв - неэродированной и слабоэродированной, средне-, сильноэродированной), построенные с использованием моделей фактор - свойство и фактор - процесс -свойство, обладают высокой степенью соответствия друг другу (идентичность предсказания для 90% пикселей), в то время как карты комбинаций почв (пиксел карты содержит информацию о долевом участии почв разной степени эродированности) различаются в большей мере (идентичность менее чем для 60% пикселей). Площади зональных, эрозионно-зональных и слабоэродированных комбинаций почв отличаются в 1.5-2 раза в сторону большей степени эродированности почв на картах, построенных с использованием модели фактор -процесс - свойство.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены оригинальные разработки по применению эрозионной модели WaTEM/SEDEM для крупномасштабного картографирования эрозионных структур почвенного покрова Среднерусской возвышенности. Оценка участия смытых почв в составе почвенных комбинаций распаханных склонов проведена на основе сопоставления расчетных темпов смыва с результатами почвенно-морфологической диагностики степени эродированности черноземов в 859 точках. При заданных входных параметрах эрозионной модели качественные изменения в структуре почвенного покрова (доля слабосмытых почв более 10%) начинаются с порогового значения водной эрозии 8 т·га-1·год-1. При среднегодовой эрозии 30 т·га-1·год-1 доля смытых почв превышает 50%. Полученные отношения между встречаемостью почв эрозионно-аккумулятивного ряда и интенсивностью смыва использованы для построения карты типизированных комбинаций почв разной эродированности. Сравнение с материалами детальной почвенной съемки показало, что карта отражает пространственное разнообразие и конфигурацию эрозионных почвенных комбинаций. Разработанный подход представляется перспективным для решения фундаментальных и прикладных задач, связанных с изучением структурно-функциональной организации почвенного покрова склонов и проектированием противоэрозионных мероприятий в адаптивно-ландшафтном земледелии.
Бесплатно
Статья научная
Детальные почвенные карты заболоченных равнин севера Западно-Сибирской низменности до сих пор отсутствуют, несмотря на растущее внимание к этому региону со стороны экологов в связи с потеплением климата и его экстенсивным освоением нефтегазодобывающим комплексом. Территория природного парка “Нумто” была выбрана в качестве полигона для исследования возможности почвенного картографирования заболоченных равнин как весьма характерная по набору представленных ландшафтов, свойственных северо-таежной и лесотундровой зонам Западной Сибири, включающему как бореальные, так и мерзлые болотные системы. При составлении почвенной среднемасштабной карты были использованы традиционные методы почвенной съемки и геоботанической индикации почв, а также методы цифрового картографирования почв, основанные на применении машинного обучения. В качестве основы картографирования были выбраны два спутниковых многозональных снимка Landsat-8 с размером пикселя 30 м на местности от 8 сентября 2023 г. Информативность почвенной карты была повышена за счет включения в состав легенды торфяных мезотрофных почв, а также почв влажных регрессивных болот и хасырейных ландшафтов. Для верификации составленной карты было осуществлено: 1) ее сопоставление с 30 детальными почвенными картами микроключей бассейна Казыма; 2) оценка точности с использованием случайных стратифицированных точек (stratified random points); 3) точечное повторное наземное обследование. Точность карты по разным оценкам составила от 75.0% до 78.4%. Наибольшую сложность вызывает картографирование почв мелкоконтурных плоскобугристых торфяников, чередующихся с талыми комплексными болотами с доминированием лишайников на повышенных элементах болотного рельефа. Доминирующим компонентом почвенного покрова на территории парка выступают талые олиготрофные торфяные почвы (доля в составе почвенного покрова 43.5%). Сочетания олиготрофных торфяных почв плоскобугристых и крупнобугристых комплексов занимают 11.3%; подзолы – 13.3%; комплексы олиготрофных торфяных (в том числе влажных регрессивных) и мезотрофных торфяных почв – 8.3%; мезотрофные почвы – 7.1%.
Бесплатно
Часто встречающиеся неточности и ошибки применения статистических методов в почвоведении
Статья научная
Рассматриваются наиболее распространенные неточности и ошибки применения статистических методов, встречающиеся в отечественных публикациях по почвоведению. При обозначении случайных величин и параметров распределений греческими буквами нужно обозначать те, что относятся к генеральным совокупностям, а латинскими - к выборочным. Подробное описание эксперимента и того, к чему относятся повторности, позволяет делать корректные выводы из работы. Необходимо избегать мнимых повторностей, когда результаты в близко расположенных точках опробования рассматриваются как характеристики изменчивости почв на больших расстояниях. Расширение списка описательных статистик позволит использовать конкретное исследование в мета-анализе. Расчет доверительного интервала для среднего с использованием критерия Стьюдента при разных уровнях значимости расширяет рамки возможных значений среднего, однако такой подход оправдан лишь в том случае, если показатель не слишком сильно отличается от нормального распределения...
Бесплатно