Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева @byulleten-esoil
Статьи журнала - Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева
Все статьи: 514
Запасы, состав и трансформация органического вещества в пахотных почвах Средней Сибири
Статья научная
Рассмотрены состав и агрогенная трансформация органического вещества в черноземах Средней Сибири (в пределах Красноярского края, Хакасии и Тывы). Исследования основаны на научных идеях академика И.В. Тюрина, в творческой деятельности которого был красноярский период. Минерализуемый (трансформируемый) пул органического вещества в черноземах (19-28 т С/га) характеризуется совокупностью растительных остатков, микробной биомассы и подвижного гумуса. Поступление растительных остатков в почву зернопаропропашного севооборота составляет 3.32 т С/га в год, зернотравяного - 3.89 т С/га в год. Вклад живых корней достигает 40-70% годичных запасов растительных остатков. Поступление дополнительных порций “свежего” растительного материала с соломой и сидератами способствует увеличению количества минерализуемого пула органического вещества и интенсивности его разложения. Величина микробной биомассы в пахотном слое черноземов колеблется от 1.5 до 3.0 т С/га. Разложение растительных остатков протекает с кинетическим потенциалом k = 0.37-0.44 год-1. Доля подвижного гумуса (водо- и щелочнорастворимые соединения) в составе минерализуемого органического вещества черноземов достигает 69-77%. Сезонная изменчивость концентрации подвижного гумуса определяется неодинаковой скоростью отмирания, поступления и разложения растительных остатков, различной интенсивностью их трансформации в новообразованные гумусовые вещества. Потери подвижных соединений гумуса в почвах Красноярского края (0.23 т С/га в год) составляют около 7% его затрат на формирование чистой первичной продукции и компенсируются здесь новообразованным гумусом на 91%, в почвах Хакасии - на 34%, Тывы - только на 16%.
Бесплатно
Засоленность почв Светлоярского орошаемого массива в Волгоградской области в 2010-х годах
Статья научная
Представлены результаты оценки засоленности орошаемых почв Светлоярского орошаемого массива, расположенного на Северной Сарпинской низменности (Волгоградская область). Под влиянием мелиоративных мероприятий за 45-50-летний период орошения почвенный покров сильно преобразован. На территории, в пределах которой до строительства Светлоярской ОС отмечалось 25-50% солонцов и солонцеватых почв, в 2010-х годах солонцы практически отсутствовали, поскольку основная часть солонцовых горизонтов была срезана и перемешана с материалом других горизонтов при планировке. Почвенный покров орошаемого массива, представленный преобразованными солонцовыми комплексами солончаковых и солончаковатых почв, в настоящее время вступил в фазу рассоления. Засоленные горизонты сместились глубже из слоя 0-100 см в 1990-х годах в слой 100-200 см в 2010-х. Почвы стали глубокосолончаковатыми, имея слабую или среднюю степень засоления, преимущественно хлоридно-сульфатного и сульфатного химизма солей. В сложившихся условиях использование мультиспектральной спутниковой информации не позволило картографировать засоленность почв исследованного массива. Поэтому на основе данных, полученных в результате полевых исследований в 2015-2016 гг., методом интерполяции (обратных взвешенных расстояний) была построена карта засоления орошаемых почв. Высокое содержание токсичных солей отмечено в почвах западной и локально в северной частях Светлоярского орошаемого массива в слое 100-200 см, которые являются наиболее потенциально опасными для возникновения очагов вторичного засоления в случае подъема уровня грунтовых вод выше 3 м.
Бесплатно
Засоленность почв межгорных депрессий в пустынях Заалтайской Гоби Монголии
Статья научная
Межгорные депрессии (котловины) являются характерной особенностью ландшафтов Заалтайской Гоби Монголии. Выделено три типа депрессий, каждая из которых характеризуется особенностями строения и спецификой засоленности почв. Первый тип - низкие межгорные депрессии - зоны аккумуляции современных паводковых вод. На дне депрессий формируются такыры. Второй тип - солончаковые депрессии, формирование которых определяется выклинивающимися грунтовыми (подземными) водами. Дно их занято солончаками, песчаными почвами, такырами и такыровидными почвами. Это зоны современного соленакопления. Третий тип - это наиболее высокие по абсолютным отметкам сухие депрессии, заполненные в основном древними мел-палеогеновыми соленосными породами, часто размытые руслами сайров. На древних соленосных породах (красноцветах) формируются литогенные солончаки, засоленность которых связана с соленосностью почвообразующих пород.
Бесплатно
Статья научная
Имеющиеся в литературе данные о засоленных почвах Ростовской низины Ярославского Поволжья и котловины оз. Неро основываются на наблюдениях начала прошлого столетия. Современные исследования потенциальных ареалов засоления в этом районе отсутствуют. В результате проведения многолетних этапов по снижению уровня грунтовых вод в пределах Ростовской низины на фоне известных тенденций изменения климата вопрос существования здесь феномена засоления остается открытым. По итогам годового цикла мониторинговых исследований 2016-2017 гг. произведена оценка засоления отдельного субаквального ландшафта II террасы оз. Неро. Обоснована возможность образования гидроморфных солончаков, рассмотрены факторы и условия их формирования и относительно устойчивого функционирования в гумидном климате южно-таежной подзоны. На примере двух почвенных разрезов импактной зоны соленого родника (бывшего центра солеварения) выявлена сезонная динамика профильного распределения легкорастворимых солей, карбонатов, гипса и запасов солей корнеобитаемого слоя. В концепции определения направления многолетней динамики засоления Варницкого ландшафта проанализированы данные о химизме воды источника, грунтовых вод и почв за столетний временнóй интервал спорадических наблюдений. Для выяснения активности процесса привноса солей водами Варницкого источника разрезы импактной зоны сравнивали с фоновым участком. Данные современного этапа мониторинга свидетельствуют о незатухающих процессах пульсации содержания солей в почвах ландшафта и миграции солей за пределы почвенной толщи в связанную систему водотоков бассейна оз. Неро.
Бесплатно
Засоленные почвы восточной части Ергеней
Статья научная
На основе полевых исследований авторов, выполненных в 2005-2009 гг., охарактеризованы химические свойства почв солонцовых комплексов восточной части Ергеней в пределах республики Калмыкии. На Ергенях доля почв, засоленных в верхнем метре, составляет 50-75%; солонцов - 10-25%, местами до 25-50 и 50-75% от площади комплекса. Солонцы изученной территории относятся к поверхностно-засоленным. Почвы сильно засолены начиная с 20 (мелкие солонцы) или 50 см (глубокие солонцы). В светло-каштановых почвах засоление появляется глубже 1 м, реже с 50 см. По составу солей солонцы относятся к хлоридным и хлоридно-сульфатным; светло-каштановые почвы - к сульфатным разновидностям.
Бесплатно
Защита почв от эрозии и воспроизводство их плодородия в южных степных и лесостепных районах России
Статья научная
Для южных степных районов страны на примере предкавказских черноземов разработаны и внедрены почвозащитные технологии возделывания сельскохозяйственных культур, обеспечивающие воспроизводство плодородия и повышение продуктивности почв, надежную защиту почв и посевов от эрозионных процессов. Для лесостепной зоны на примере агросерых эродированных почв склонов (уклон до 5º) разработан и применяется комплекс почвозащитных мероприятий, включающий контурную организацию территории, полосное размещение посевов, подбор почвоулучшающих культур, гидромелиоративные приемы и биологизацию почвы.
Бесплатно
Зимография: особенности постановки метода визуализации активности ферментов в почвах
Статья научная
Ферменты, продуцируемые почвенной биотой, являются ключевым звеном в регуляции биохимических процессов. Активность ферментов в почве может быть визуализирована с помощью зимографии - метода, основанного на применении флуоресцирующих субстратов и позволяющего получать двумерные изображения (зимограммы). Авторами предложен вариант зимографической установки, представлены параметры освещения, фотоаппаратуры и режимов съемки, подготовка реактивов и калибровка. На примере контрастных по гранулометрическому составу почв (песок и тяжелый суглинок) детально описаны процессы подготовки образцов к анализу и сам анализ. Рассмотрены различные варианты внесения субстрата: раскапывание, окунание, насыщение, также проведена оценка влияния длительности инкубирования образцов на качество получаемых изображений. Оценены возможности и недостатки метода, предложены варианты решения методических проблем, возникающих в процессе анализа. Зимография - перспективный метод, позволяющий сопоставить данные с результатами других методов. Использование нейросетевых технологий позволяет с высокой достоверностью получить объемное распределение почвенных ферментов. Зимография требует качественно проделанной подготовительной работы и предельной аккуратности при проведении анализа. Необходимо обеспечить максимальный контакт между субстратом и почвой, так как это один из ключевых факторов, определяющих качество результатов. Установлено, что наиболее оптимальным способом внесения субстрата является насыщение мембран в растворе на протяжении 60 минут. На данном этапе развития метода нет возможности установить универсальное время инкубирования образцов, так как оно зависит от ряда характеристик как исследуемой почвы, так и условий проведения зимографии. При презентации результатов метода необходимо детально документировать условия его проведения.
Бесплатно
Идентификация масштабных уровней организации рельефа пашни
Статья научная
В задачах почвенной картографии важную роль играет выявление факторно-индикационных характеристик, обладающих высокой информативностью и обзорностью относительно организации почвенного покрова. В детальном и крупном масштабах этими свойствами обладают материалы съемки с беспилотных летательных аппаратов, включающие спектрозональные изображения и цифровую модель высот местности сверхвысокого пространственного разрешения. Однако в условиях пашни агрогенный нано- и микрорельеф выступает в качестве шума при изучении топографической дифференциации почвенного покрова, поскольку генетические свойства почв связаны с микро- и мезорельефом естественного происхождения. В статье предлагается алгоритм фильтрации неровностей земной поверхности, не связанных с пространственной организацией целевых почвенных свойств. На примере цифровой модели рельефа поля площадью 125 га (Владимирское ополье) демонстрируются этапы идентификации линейных размеров структур рельефа гляциального и агрогенного происхождения на основе двухмерного разложения Фурье. Фильтрация в частотной области позволила восстановить естественный рельеф поля и обосновать эффективное разрешение цифровой модели рельефа и размеры окрестности для расчета локальных морфометрических характеристик рельефа в целях цифровой почвенной картографии.
Бесплатно
Изменение агрегатного состава различных типов почв в ходе залежной сукцессии
Статья научная
Проведен сравнительный анализ изменения агрегатного состава различных типов почв (дерново-подзолистых, серых лесных и черноземов) в ходе их постагрогенного развития. Изучались следующие хроноряды: дерново-подзолистые почвы - пашня, залежи 8, 13 и 35 лет, вторичный лес (~100 лет); серые лесные почвы - паровое поле, залежи 6, 15 и 30 лет, вторичный лес (65 лет); черноземы - пашня и залежи 10, 15, 26 и 81 года. Геоботанические исследования показали, что после выведения почвы из сельскохозяйственного использования происходит изменение видового состава, увеличение биоразнообразия и постепенное восстановление климаксных сообществ, характерных для конкретных природно-климатических зон. Наряду с сукцессией фитоценозов, отмечается увеличение содержания органического углерода в верхней части бывшего пахотного горизонта (0-10 см) во всех изученных типах почв. Однако при смене природно-климатических зон с севера на юг указанный тренд ослабевает в ряду дерново-подзолистая почва - серая лесная почва - чернозем обыкновенный. Установлено, что при самовосстановлении бывших пахотных почв содержание макроагрегатов в поверхностном слое всех типов почв достоверно возрастает в ряду пашня - залежи - лес, а количество микроагрегатов - снижается. Наблюдается увеличение средневзвешенного диаметра агрегатов и коэффициента структурности. Наиболее выраженные изменения агрегатного состава отмечаются в сукцессионном ряду, сформированном на серых лесных почвах, а наименьшие - характерны для дерново-подзолистой почвы южной тайги.
Бесплатно
Изменение гидрофобно-гидрофильных свойств органического вещества черноземов Каменной степи
Статья научная
Исследовали образцы почв и выделенные из них физические гранулоденсиметрические фракции (илистую с размером частиц менее 1 мкм, легкую (ЛФ) с плотностью менее 2 г/см3 и фракцию остатка) чернозема обыкновенного трех контрастных вариантов опытных полей агроландшафта Каменная Степь Воронежской области: косимой степи, длительного бессменного черного пара и бессменной кукурузы, - основные отличия которых заключаются в обработке (пашня и ее отсутствие) и поступлении/отсутствию растительных остатков и корневых выделений. Содержание ЛФ изменяется в ряду: “косимая степь” > “бессменная кукуруза” > “бессменный черный пар”, - что соответствует направленности изменения содержания общего углерода почвы и снижению величины краевого угла смачивания (КУС) поверхности твердой фазы исследуемых черноземов. Определение содержания общего С и N выявило изменение качественного и количественного состава гранулоденсиметрических фракций при разных вариантах использования. Хроматографическое фракционирование щелочных экстракций гумусовых веществ (ГВ) образцов чернозема и выделенных гранулоденсиметрических фракций позволило выявить повышение степени гидрофильности ГВ при одновременном увеличении гидрофобности поверхности твердой фазы и содержания углерода в почве. ГВ ЛФ “косимой степи” оказались на 63% более гидрофильными по сравнению с ГВ ЛФ “бессменного черного пара” и на 47% - по сравнению с ГВ ЛФ “бессменной кукурузы”. В то время как гидрофильность ГВ ила отличалась на 16 и 27% соответственно. Гидрофильность ГВ исходной почвы на делянке “косимой степи” была на 41% выше гидрофильности ГВ в почве на делянке “бессменного черного пара” и на 24% выше, чем в почве делянки “бессменной кукурузы”. Изменения гидрофильности ГВ гранулоденсиметрических фракций проявляются интенсивнее, чем ГВ почвы. На этом основании изменение степени гидрофильности ГВ гранулоденсиметрических фракций можно считать индикатором деградации почв при различной агрогенной нагрузке.
Бесплатно
Статья научная
Исследовали образцы почв и выделенные из них гранулоденсиметрические фракции (илистую с размером частиц менее 1 мкм, легкую (ЛФ) с плотностью менее 2 г/см3 и фракцию остатка) чернозема обыкновенного опытных полей агроландшафта Каменная Степь Воронежской области. Основные отличия вариантов опыта заключаются в применении или прекращении внесения минеральных удобрений, а также в последействии орошения (13 лет). Наблюдается увеличение содержания ЛФ при применении минеральных удобрений, а также изменение состава гранулоденсиметрических фракций, выражающееся в различном содержании С и N и гидрофобно- гидрофильных компонентов гумусовых веществ (ГВ) почв, ила и ЛФ. Влияние орошения практически не отразилось на гидрофобногидрофильном составе ГВ исходных почв, в то время как относительное содержание гидрофильных компонентов ГВ их илистой фракции увеличилось, а ГВ ЛФ снизилось. Применение минеральных удобрений привело к значительному варьированию степени гидрофильности ГВ ила и ЛФ при меньшем изменении этого показателя для ГВ почвы в целом. Отмена применения удобрений, напротив, отразилась как на изменении гидрофобно-гидрофильного состава ГВ самой почвы, так и на составе ГВ ила и ЛФ. Увеличение доли гидрофильных компонентов в составе ГВ почв, а также в составе ГВ ила и ЛФ происходило одновременно с увеличением гидрофобности поверхности твердой фазы почв и при увеличении содержания углерода в почве, что свидетельствует об устойчивости системы в целом. Так как физические фракции почв интенсивнее реагировали на изменения агрогенной нагрузки, по сравнению с образцами нативных почв, и изменения в их качественном составе прослеживались в двух вариантах опыта, мониторинг гидрофобно-гидрофильных компонентов ГВ почв и почвенных гранулоденсиметрических фракций целесообразно проводить для контроля и диагностики изменений почв при сельскохозяйственном использовании.
Бесплатно
Статья научная
Цель статьи - представить данные о положении грунтовых вод и солевом состоянии почв бывших рисовых систем в береговой полосе оз. Сиваш в Нижнегорском р-не Республики Крым в 2017-2018 гг., через 4-5 лет после прекращения орошения. Установлено, что большинство почв солонцовых комплексов на рисовой системе были рассолены до глубины 3-3.5 м за полвека орошения затоплением чеков. В 2017-2018 гг. грунтовые воды залегали на глубине ниже критической. Минерализация грунтовых вод имела мозаичное пространственное распределение, варьируя в диапазоне от 1.9 до 7.4 г/л с тенденцией ее увеличения по мере увеличения глубины грунтовой воды. В береговой полосе образовалась депрессионная воронка грунтовых вод с гидравлическим напором до 0.8-1.6 м со стороны моря. Отмечаются первые признаки начала восстановления засоленности грунтов зоны аэрации в виде (1) появления хлоридов кальция и магния в поровых растворах в формально незасоленных или слабозасоленных горизонтах, (2) тенденции увеличения активности ионов натрия и хлорид-ионов, измеренных в пастах с влажностью 50% (мас.), в 2018 г. по сравнению с 2017 г. на динамических площадках, (3) увеличения частоты встречи горизонтов зоны аэрации, содержащих скопления мелкокристаллического гипса.
Бесплатно
Изменение мелиоративного состояния орошаемых земель в Волгоградской области за 2001-2018 годы
Статья научная
Дана сравнительная оценка мелиоративного состояния орошаемых земель в Волгоградской области за 2001-2018 гг., которые расположены в разных природных районах. Установлено, что за указанный период произошли существенные изменения в мелиоративном состоянии орошаемых земель: резко сократилась общая площадь орошения с 2001 г. (-31%), особенно на местном стоке (-44.5%), понизился уровень грунтовых вод (уровень >5 м сохраняется на 78% площади) и на этом фоне сократились площади вторично засоленных почв (-3.9%). Основными проблемами на сегодня являются: наличие многолетней залежи и богарных земель, освоенных первоначально под орошение, отсутствие дренажа на большинстве оросительных системах (ОС) и значительные площади солонцеватых почв, требующих мелиорации. Различия природных условий во многом определили современное мелиоративное состояние орошаемых почв и интенсивность их изменения. Так, наибольшие площади вторично засоленных почв сохраняются на оросительных системах, расположенных на исходно сильнозасоленных, слабодренированных почвах Хвалынской глинистой равнины (Палласовская, Светлоярская оросительные системы). Реконструкция ряда оросительных систем с участками вторично засоленных почв дала положительный результат, после которой вторично засоленные почвы на мелиорированных землях не отмечаются (Большая Волгоградская, Тажинская ОС). Значительные площади солонцеватых почв сохраняются на орошаемых землях, расположенных в ареалах распространения природных солонцов и каштановых, светло-каштановых солонцеватых почв - на юге Приволжской возвышенности (Городищенская ОС), в районе Северных Ергеней (Генераловская ОС) и на Хвалынской глинистой равнине (Палласовская и др. ОС). Собственные исследования на Волго-Донской ОС с привлечением дистанционной информации показали, что данная система отражает общие черты современного мелиоративного состояния орошаемых земель Волгоградской области - характерны залежные земли, отсутствие дренажа, распространены солонцеватые почвы. Использование мультиспектральных космических снимков высокого разрешения (Landsat-8, Sentinel-2) для обнаружения залежных и орошаемых в текущем сезоне земель демонстрирует возможность уточнения сведений по этой категории земель. Определение дистанционными методами распространения засоленных и солонцеватых почв на орошаемых землях Волгоградской области может осуществляться косвенно, по состоянию растительности, когда при выявлении на снимках участков с разреженным растительным покровом выбираются целенаправленные маршруты по изучению почв и отбору почвенных образцов.
Бесплатно
Изменение микростроения солонцов при орошении
Статья научная
Описываются изменения микростроения степных и лугово-степных солонцов Прикаспия, занимающих выположенные повышенные элементы микрорельефа в трехчленном почвенном комплексе в зоне каштановых почв в районе Кисловской оросительной системы, под влиянием орошения на фоне планировок и гипсования. Потеря агрегированного гумусированного материала при планировках солонцов является причиной низких структурных свойств орошаемых солонцов. Их освоение требует внесения мелиорантов, показано изменение микростроения солонцов при гипсовании.
Бесплатно
Изменение поглотительной способности почв деградированных агроэкосистем Донбасса
Статья научная
Целью работы было изучение качественного и количественного состава почвенно-поглощающего комплекса деградированных земель сельскохозяйственного назначения на территории Донецкой Народной Республики. В основные задачи работы входило изучение суммы обменных оснований, а также обменного кальция и магния деградированных почв. Для исследования почвенного покрова деградированных агроэкосистем были выбраны модельные участки, расположенные в северной части Шахтерского района ДНР, представленные черноземами щебневатыми несмытыми и среднесмытыми. Контролем являлся участок со степной растительностью (чернозем обыкновенный среднемощный среднегумусный). Результаты проведенных исследований поглотительной способности почв агроценозов в целом свидетельствуют о развитии деградационных процессов. Показатель суммы обменных оснований всех изученных почв существенно снижен, по сравнению с зональной почвой, а минимальные значения исследуемого показателя, по сравнению с контролем, зафиксированы на склоновых участках полей (76.6-81.8% по отношению к контролю). На поле под паром и в контрольном варианте не было установлено статистически достоверных различий между значениями суммы обменных оснований, что, вероятнее всего, связано с отсутствием интенсивной сельскохозяйственной эксплуатации и внесением элементов минерального питания в почву данного участка. В почвах практически всех модельных участков (за исключением поля под паром) содержание обменного кальция снижалось на 27.4-42.7% по сравнению с зональной почвой. При изучении содержания обменного магния установлены закономерности, связанные с его изменением по отношению к обменному кальцию. Так, интенсификация сельскохозяйственного использования почв привела к повышению соотношения магния к кальцию в среднем до 1 : 3, тогда как в контроле оно составляло 1 : 5. Такая трансформация в дальнейшем может негативно отразиться на почвенно-поглощающем комплексе и почве в целом, дальнейшей потере структуры почвы и ряду других отрицательных последствий.
Бесплатно
