Статьи журнала - Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева
Все статьи: 487
Статья
Бесплатно
Информационные ресурсы по цифровому земледелию в отечественных и международных базах данных
Статья научная
Рассмотрены информационные ресурсы по точному и цифровому земледелию, представленные в зарубежных мультидисциплинарных и отраслевых международной и отечественных базах данных (БД) по сельскому хозяйству. Анализировали БД Web of Science, Scopus, AGRIS (ФАО ООН), “Инженерно-техническое обеспечение АПК” (“Росинформагротех”) и “АГРОС” (ЦНСХБ) по запросам “цифровое земледелие”, “точное земледелие”. Представлена динамика поступления документов в БД “АГРОС”. Отмечен очевидный количественный рост информационного массива отечественных документов по проблематике точного земледелия, что соответствуют уровню внедрения технологий точного земледелия в стране, по вопросам цифрового земледелия отечественный документный поток зарождается и характеризуется единичными работами, которые рассеяны по различным периодическим изданиям. Выявлены журналы, наиболее часто публикующие статьи по данной теме, и установлено, что отечественные специализированные журналы по теме отсутствуют, наиболее часто материалы публиковались в журналах “Техника и оборудование для села”; “Почвоведение и агрохимия”; “Сельскохозяйственные машины и технологии”. Преимущественно материалы публиковались в специализированных зарубежных изданиях “Computers and electronics in agriculture” и “Precision agriculture”. Наибольшее количество документов по запросам получено в БД WOS и Scopus, но в результатах поиска присутствует большой процент нерелевантных документов. При поиске зарубежных документов целесообразно использовать все БД, однако наличие большого количества ссылок на полные тексты из свободного доступа выделяет БД AGRIS. При поиске отечественных документов полноту представления отечественного документопотока обеспечивает БД “АГРОС”. Отмечена высокая эффективность поиска в БД “АГРОС” и AGRIS: в результатах поиска наибольшее число релевантных документов, что объясняется использованием в них в качестве лингвистического средства тезаурусов.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены особенности почвенно-агрохимического обследования территории питомника с применением геоинформационных технологий. Целью данной работы являлось проведение обследования пахотных дерново-подзолистых средне- или легкосуглинистых почв территории лесного питомника, а также учета засоренности производственных площадей сорными растениями. Особенность данного исследования заключалась в том, что процесс сбора, систематизации и обработки всей получаемой информации был ориентирован на применение современных геоинформационных технологий. Выбор точек обследования осуществлялся по согласованию с администрацией питомника и корректировался по актуальным космоснимкам. Географическая привязка точек опробования осуществлялась с применением технологий глобального позиционирования (GPS, ГЛОНАСС) на базе мобильного приложения NextGIS (ОС Андроид). Фотофиксация полей питомника осуществлялась с применением технологий геотегирования, благодаря которым получаемую графическую информацию можно непосредственно внедрять и визуализировать в среде геоинформационной системы (ГИС)...
Бесплатно
Статья научная
Разработан новый подход к оценке качества пахотных земель, основанный на использовании спутниковых данных MODIS. Суть подхода состоит в экспертном анализе кривых вегетационного индекса NDVI за последние 10-12 лет по отдельности для разных групп культур, а также межгодовой вариабельности сезонного максимума вегетационного индекса NDVI, величина которого используется в качестве индикатора состояния посевов и урожайности культур на отдельных полях. По характеру кривых вегетационного индекса NDVI все кривые удалось экспертно классифицировать на группы, характеризующие озимые, ранние яровые и поздние яровые культуры. Разработанный подход к оценке качества пахотных угодий апробирован на примере Баксанского района Кабардино-Балкарии. Анализ проведен для всех пахотных угодий района, маска которых была получена путем визуального дешифрирования границ полей по спутниковым данным Landsat. На основе разработанного подхода все поля района ранжированы по качеству пахотных земель. Полученные данные предназначены для использования при кадастровой оценке земель, а также для оптимизации размещения основных сельскохозяйственных культур в республике. Разработанный подход может быть использован и для других районов и субъектов Российской Федерации.
Бесплатно
Использование георадара в почвенных исследованиях
Статья научная
На примере дерново-подзолистых почв и почвогрунтов Домодедовского района, аллювиальных почв Озерского района Московской области, а также аллювиальных почв Республики Корея, рассматривается возможность использования георадара в почвенных исследованиях. Для определения границ почвенных горизонтов и смены гранулометрического состава в почвенных профилях используется георадиолокационный метод и отечественный георадар «ОКО-2».
Бесплатно
Использование группового состава соединений железа для диагностики горных почв Среднего Урала
Статья научная
Цель исследования - уточнить диагностику горных почв Среднего Урала (на примере горы Северный Басег) с неясным классификационным положением. Для решения этой задачи были изучены содержание и формы соединений железа, их соотношения и типы распределения в почвенном профиле. Установлено, что среднее содержание валового железа составило 6%, что выше кларка почв и литосферы. Валовое содержание железа позволяет определить степень дифференциации профиля, что указывает на различное соотношение процессов почвообразования и выветривания. Установлено, что в горно-лесном поясе и парковом редколесье в большинстве почв содержание силикатных форм железа в мелкоземе в два раза больше несиликатных. Это указывает на преобладание процессов физической дезинтеграции над высвобождением железа из кристаллической решетки породообразующих минералов. На высоте более 700 м над ур. м. отмечается обратная тенденция, преобладает физико-химическая деструкция. Анализ изменения содержания несиликатного железа по профилю помогает определить моно- или полигенетичность почв, например, буроземов (разр. 30, 32, 27) на разной высоте (900, 655, 590 м соответственно). Отношения Fe нc : Fe вал изменяются в почвах в пределах 0.17-0.45, что указывает на слабую степень оксидогенеза в почвах, формирующихся на высоте ниже 700 м, а в почвах на высоте более 700 м отношение более 0.5, что указывает на оксидогенез, переувлажнение почв. Несиликатные формы соединений железа по профилю помогают определить наличие процессов метаморфизации, оглинивания, буроземообразования. Аккумуляция Fe ам проявляется в органо-минеральных горизонтах буроземов, органо-аккумулятивных почвах и глееземах, что указывает на усиленный биологический круговорот. Наиболее благоприятные условия для аккумуляции Fe ам складываются в почве субальпийского пояса на высоте 900 м. В условиях горных стран соотношение рассмотренных групп соединений железа отражает зависимость изменений их содержания от вертикально-высотных поясов, экспозиции склонов, высоты местности. Отношения Fe c : Fe нс подтверждает большую степень проявления процессов почвообразования, чем выветривания, в почвах криволесья на южном склоне. В буроземах на западном склоне г. Северный Басег почвообразование выражено сильнее, чем в почвах на восточном склоне. В почвах, формирующихся на высоте более 650 м н.у.м., активней проявляются процессы выветривания. Групповой состав соединений железа в горных почвах на Среднем Урале диагностирует преобладание и нарастание с глубиной окристаллизованных форм железа и уменьшением аморфных его форм (буроземообразование); биологическое закрепление железа, оксидогенез; оглеение, альфегумусовое иллювиирование; редокс-альфегумусовую дифференциацию, что нашло отражение в названии типов и подтипов исследуемых почв. Классификационные названия подтипов почв даны в соответствии с диагностикой почв по групповому составу соединений железа: иллювиально-гумусовые, ожелезненные, метаморфизированные, элювиированные. В условиях горной тундры на западном макросклоне Среднего Урала, впервые для гольцового пояса, диагностированы сухоторфяно-подбуры, подтип охристый (TJ-BH-BFan-CLM) и лито-глеезем грубогумусный ожелезненный (O-ay-G-CLMf,g-R).
Бесплатно
Статья научная
На примере 200 микроморфологических шлифов вертикальной ориентации, изготовленных из подзолистых (Республика Коми, Россия), дерново-подзолистых (Московская область, Россия), серых лесных почв (Тульская область Россия) и черноземов (Курская, Воронежская области, Россия, Одесская область Украина) опробовано применение методов многомерной статистики и кластер анализа для автоматизированной классификации и диагностики строения порового пространства почвы на основе плоских срезов. Методом компьютерного анализа изображения исследовали тонкие макропоры ( d = 0.2-2 мм) в полях зрения размером 2 × 2 см. Для каждой поры в поле зрения измеряли ее площадь сечения ( S ), периметр ( P ), поперечный ( D ) и продольный ( L ) габариты, ориентацию длинной оси среза в плоскости шлифа и фактор формы F = (4p S / P 2+ D / L )/2. Общий объем выборки в пределах шлифа составлял 100-150 пор. Для характеристики порового пространства в шлифах использовали эмпирическое распределение пор по фактору формы и ориентации, а также среднюю длину пор в поле зрения. С использованием дискриминантного анализа разработана автоматизированная система, которая позволяет на основании параметров формы, ориентации и протяженности пор в шлифах проводить морфометрическую диагностику строения порового пространства почвы при различных почвенных структурах, специфичных для суглинистых почв европейской территории России: комковатой, зернистой, ореховатой, пластинчатой, массивно-плитчатой, трещиновато-массивной и массивной. Результаты автоматизированной диагностики имеют высокую сходимость (75-90%) с экспертной визуальной оценкой строения порового пространства почвы в шлифах.
Бесплатно
Использование модели SWAT для характеристики водного режима почв агроландшафта
Статья научная
Классификация водных режимов почв имеет базовую научную основу в виде взаимообусловленной связи движения воды и формирования почвенного профиля, т. е. является почвенно-генетической. Именно такого рода классификация представляет научно-методическую платформу для изучения как водных режимов почв в ландшафте, так и распределения почв в почвенном покрове ландшафта. Численные методы представления гидрологических режимов почв в агроландшафте основываются на физически обоснованных математических моделях движения влаги в почве и пространственной ГИС-информации, совместно позволяющими рассчитывать,Из рисунка 4 видно, что модель адекватно описывает экспериментальные данные, на что указывает хорошая сходимость графиков, сохранение экстремумов, высокий коэффициент корреляции и низкие значения ошибок. Коэффициент корреляции с глубиной возрастает от 0.67 до 0.95, а среднея квадратичная ошибка уменьшаются от 11 до 0.93. Однако модель в целом занижает значения влажности почвы, по сравнению с экспериментальными данными, особенно в верхних горизонтах, а отдельные экстремумы сглаживает.Уже на данный момент можно отметить, что ландшафтная модель SWAT с использованием качественной ГИС-информации для расчета водного режима почв в различных точках агроландшафта по условиям соответствия Сайерта (Шеин, Рыжова, 2016) удовлетворительно описывает пространственно-динамические данные по влажности.ВЫВОДЫСовременная гидрология почв включает ландшафтную оценку гидрологических явлений, происходящих в ландшафте, с учетом условий на верхней и нижней границах почвы и гидрофизических свойств почв. Учитывая невозможность динамического изучения влажности почв в ландшафте в целом, используется агроландшафтный подход, позволяющий системно выделить элементарные ареалы агроландшафта - микроландшафты.Каждый элементарный ареал агроландшафта характеризуется почвенно-физическими свойствами, среди которых важнейшие генетические особенности строения профиля, послойный гранулометрический состав, плотность и содержание органического вещества. Создается ГИС-карта ландшафта с учетом физических характеристик почвенного покрова.Гидрологические особенности движения влаги в исследуемом агроландшафте рассчитываются с помощью специализированных гидрологических ландшафтных моделей, рассчитывающих горизонтальный и вертикальный перенос влаги по поверхности, внутрипочвенный и подпочвенный перенос влаги на основании основных законов передвижения влаги в дисперсных природных системах (уравнения Дарси, Ричардса), в которых гидрофизические функции почв представлены в виде педотрансферных функций от указанных базовых свойств почв. анализировать и предсказывать водный режим почвы, сток в масштабе водосбора, перенос вещества в профиле почвы, процессы выщелачивания, и что важно с практической точки зрения - содержание доступных почвенных влагозапасов в структуре агроландшафта. Представлена пространственно-динамическая модель SWAT (Soil-WaterAtmosphere-Tool) для описания водных режимов почв в агроландшафте конечно-моренной гряды Верхневолжского постледникового района (Восточно-Европейская равнина, Тверская область), как пример ландшафтных численных гидрологических моделей. Приведены примеры соответствия модельных и экспериментальных данных динамики влажности почвы в нескольких точках агроландшафта для 3-х глубин, отражающих поверхностные, глубинные (на уровне грунтовых вод) и срединные слои профиля почв: 10-20, 50-60 и 90-100 см, полученные расчетным методом с помощью рассмотренной ландшафтно-динамической модели и классическим методом бурения с термостатно-весовым определением влажности почвы. Показано, что адаптированная для конкретных условий ландшафтная модель с использованием цифровой модели рельефа с разрешением 1 × 1 м на пиксель для расчета водного режима почв в различных точках агроландшафта удовлетворительно описывает пространственнодинамические профильные данные по влажности почвы. Из рисунка 4 видно, что модель адекватно описывает экспериментальные данные, на что указывает хорошая сходимость графиков, сохранение экстремумов, высокий коэффициент корреляции и низкие значения ошибок. Коэффициент корреляции с глубиной возрастает от 0.67 до 0.95, а среднея квадратичная ошибка уменьшаются от 11 до 0.93. Однако модель в целом занижает значения влажности почвы, по сравнению с экспериментальными данными, особенно в верхних горизонтах, а отдельные экстремумы сглаживает.Уже на данный момент можно отметить, что ландшафтная модель SWAT с использованием качественной ГИС-информации для расчета водного режима почв в различных точках агроландшафта по условиям соответствия Сайерта (Шеин, Рыжова, 2016) удовлетворительно описывает пространственно-динамические данные по влажности.ВЫВОДЫСовременная гидрология почв включает ландшафтную оценку гидрологических явлений, происходящих в ландшафте, с учетом условий на верхней и нижней границах почвы и гидрофизических свойств почв.
Бесплатно
Использование рентгенорадиометрического метода для определения содержания легких лантанидов в почвах
Статья научная
Разработана методика разновидности рентгенофлуоресцентного энергодисперсионного способа - рентгенорадиометрического анализа с использованием изотопного источника 241Am для идентификации лантанидов: празеодима, неодима и самария. Методика основана на исключении искажающего влияния бария и лантана на линии празеодима и неодима, а также влияния лантана и селена на линии самария. На основе нового метода можно получить массовые данные о геохимии легких лантанидов в почвах.
Бесплатно
Статья научная
Проведен экологический анализ почвенно-растительного покрова урбанизированной экосистемы с использованием материалов с беспилотного летательного аппарата и современных геоинформационных технологий на примере ключевого участка “Курилово” в Новой Москве. За период исследований проведено дешифрирование дистанционных материалов, осуществлены наземные маршрутные работы с описанием растительности и почв, проведен геохимический анализ почвенных образцов и создана цифровая комплексная экологическая карта на ключевой участок. Исследования позволили определить границы и площади анализируемых объектов, состояние растительности и почв в лесах, жилых и промышленных кварталах, выявить места загрязнения почв.
Бесплатно
Другой
Уважаемые читатели! В выпуске 106 журнала Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева за 2021 год (2021;(106):105-129) на стр. 111 подпись к рисунку 1 вместо:“Рис. 1. Схема строения пойменных отложений р. Амур в пределах Среднеамурской низменности, сформировавшихся в течение длительного времени в условиях направленной аккумуляции наносов. Отложения фаций: 1- руслового песка (песок с гравием); 2 - прирусловых валов (тонкозернистый песок); 3 - пойменной (легкие и средние суглинки); 4 - старичной (суглинки с илистыми прослоями); 5 - эоловых релок (тонко и мелкозернистый песок (Сохина, 1973)”следует читать:“Рис. 1. Схема строения пойменных отложений р. Амур в пределах Среднеамурской низменности, сформировавшихся в течение длительного времени в условиях направленной аккумуляции наносов. Отложения фаций: 1- руслового песка (песок с гравием); 2 - прирусловых валов (тонкозернистый песок); 3 - пойменной (легкие и средние суглинки); 4 - старичной (суглинки с илистыми прослоями); 5 - эоловых релок (тонко и мелкозернистый песок (Махинов, 2006)”.
Бесплатно
Исследование влияния древесной породы на почву методом дискриминантного анализа
Статья научная
Комплексное изучение вопросов взаимоотношения леса и почвы требует подбора пробных площадей с максимально сходными почвенными характеристиками, но различными по типу биоценоза. В исследовании использовали материалы базы данных (БД) “Почвы Карелии”, где собраны многолетние данные о почвах республики Карелия. Цель анализа - выявление почвенных признаков, наиболее подверженных влиянию типа биоценоза. Для анализа были выбраны автоморфные сосновые, еловые и березовые биоценозы, совокупно составляющие 99 % лесных насаждений Карелии, произрастающие на песчаных альфегумусовых подзолистых почвах на песчаной или супесчаной морене, являющихся наиболее распространенными почвами в регионе исследования. Для анализа выбраны следующие горизонты: лесная подстилка (О), элювиальный (Е) и иллювиальный (В). Использовались физико-химические показатели горизонтов почвы: рН (KCl), общее содержание С и N, содержание подвижных соединений P2О5 и K2О, и валовые содержания SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5. Для определения признаков наиболее разделяющих типы биоценозов применялся дискриминантный анализ. Оценка вклада признаков в разделение всех групп велась по статистике Уилкса. В целом анализ показал, что содержание N и C наиболее четко отражает изменения, происходящие под влиянием леса, как в органической, так и в минеральной части почвы, что подтверждается многочисленными выводами как зарубежных, так и отечественных исследователей.
Бесплатно
Статья научная
Процессы неоднократного (циклического) промерзания-оттаивания вносят значительные изменения в строение почв и грунтов. Метод рентгеновской томографии позволяет исследовать ненарушенные образцы пород и почв в мерзлом состоянии. Благодаря различию в рентгеновской плотности предметами анализа в образцах помимо твердой фазы могут быть ледяные включения и поровое пространство. Это существенно расширяет возможности изучения криогенных деформаций пород и почв. В работе представлены результаты изучения динамики структуры почвы и ее порового пространства при многократном промерзании и оттаивании на примере почвенного материала различного генезиса в модельном эксперименте с помощью метода компьютерной рентгеновской микротомографии. Выработана и испытана методика исследования динамики структуры и порового пространства, проведен анализ строения почвы после различного количества циклов промерзания-оттаивания. На примере смеси каолина с песком экспериментально подтверждено, что с увеличением количества циклов промерзания-оттаивания в образце происходит кольцевидная сортировка песчаных частиц и их перемещение на контакты с ледяными шлирами. Установлено, что материал почв разного генезиса по-разному реагирует на многократное промерзание-оттаивание. В порядке убывания криогенных изменений в структуре объектов можно составить следующий ряд: текстурный горизонт дерново-подзолистой почвы > гумусовый горизонт чернозема типичного > cолонцовый горизонт солонца
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены методологические вопросы реконструкции изменений климата в различные периоды голоцена методом комплексного группового биологического анализа торфяно-сапропелевых отложений. Возможности метода демонстрируются путем реконструкции климата Карпатской и Алтайской горных систем. Для Сколевских Бескид Карпат палеоклиматические сценарии составлялись с целью уточнения климатических обстановок в периоды массового террасирования горных склонов. Для Западного Алтая построен климатический палеосценарий с целью прогноза сохранности курганов бронзового времени с вечной мерзлотой внутри конструкции.
Бесплатно
Статья научная
На основании обзора отечественной и зарубежной литературы рассмотрены основные вехи и перспективы развития методов оценки и картографирования засоленности почв засушливых регионов. Показан вклад отдела засоленных почв Почвенного института им. В.В. Докучаева в развитие методов оценки и картографирования засоленных почв России и Средней Азии на протяжении второй половины XX в. и в настоящее время. Анализируя состояние проблемы по оценке и учету засоленных почв на территории России на начало XXI в., можно констатировать следующее: сведения по оценке свойств и распространению засоленных почв, приведенные в публикациях последних лет, опираются в основном на материалы 30-летней давности. Несомненно, что эти данные требуют обновления на основе современных методов и подходов, широко используемых в мировой практике. Должны быть разработаны новые единые методические рекомендации по оценке засоления почв России, учитывающие подходы других стран. Такие методические рекомендации необходимы для учета засоленных почв, а также для создания базы данных по засоленным почвам России, которая могла бы войти в единую базу данных по засоленным почвам мира. Должна быть разработана методика картографирования и учета площадей засоленных почв, базирующаяся на едином подходе к оценке засоления почв и на специальной методике по крупномасштабному картографированию засоленности почв, основанной на анализе материалов дистанционного зондирования и изучении засоленности почв с помощью контактных методов электромагнитной индукции.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся исходные материалы, характеризующие сложную историю формирования, природные почвенные и литолого-геоморфологические условия Джизакской степи до начала ее мелиоративного освоения. Показано, что на основе почвенно-литолого-геоморфологического районирования Джизакская степь делится на ряд природных районов, относящихся к разным ступеням (высотным уровням) подгорной равнины. Всего в пределах Джизакской степи, включая предгорное обрамление, выделено 22 района. На самой подгорной равнине районы объединены в два высотных уровня: верхняя ступень и нижняя ступень, или шлейфовая зона. Эти два уровня резко различаются по условиям дренированности и засоленности почв. Верхний уровень, охватывающий верхнюю и среднюю части конусов выноса, высокую межконусную Заамино-Санзарскую равнину и Ломакинское плато, благодаря относительно хорошей дренированности характеризуется слабым проявлением засоления, за исключением логообразных понижений Ломакинского плато. Нижний уровень, расположенный в шлейфовой зоне подгорной равнины, в отличие от верхнего уровня, из-за слабой дренированности характеризуется активным природным засолением. Засоленные отложения шлейфа Зааминского конуса выноса характеризуются наибольшей мощностью. В меньшей степени засолены породы шлейфа Санзарского конуса, которые дренируются глубокими саями. Для Хавастской наклонной равнины характерен очень сильно засоленный верхний двухметровый слой, с глубиной содержание солей и гипса снижается. Таким образом, показано, что высокая засоленность и гипсоносность пород, а также высокая минерализация грунтовых вод шлейфовой зоны являются источником современного соленакопления в почвах подгорной Голодностепской равнины, и в том числе в почвах шлейфовой зоны Джизакской степи.
Бесплатно
К 175-летию со дня рождения В.В. Докучаева
Статья научная
В статье показана актуальность и современность научных идей В.В. Докучаева, 175-летнему юбилею со дня рождения которого посвящены XXIV Докучаевские чтения. Цифровизация почвоведения является основой для создания научной базы государственной системы почвосберегающего землепользования.
Бесплатно
Статья научная
При длительном использовании технологии прямого посева (no-till) в почвах происходят изменения, которые обусловлены элементарными почвообразовательными процессами (ЭПП), меняющимися во времени и пространстве. Идентификация этих изменений и их достоверность являются приоритетными условиями для обоснования особенностей и/или преимуществ технологии прямого посева над остальными, в первую очередь над традиционной технологией - вспашкой с оборотом пласта. Одним из условий решения проблемы является систематизация и приведение к единой структуре не только терминов и условий испытания, но и основных свойств почв, определяющих их плодородие, в качестве объективных показателей изменений самого объекта обработки. При постановке многолетнего полевого опыта по изучению влияния технологии прямого посева на свойства почв, кроме учета известных требований, необходим комплексный анализ неоднородности почв. Представлены результаты детального топографического и почвенно-агрохимического картографирования с оценкой вариабельности морфологических и агрохимических свойств типичных черноземов четырех опытных полей каждое площадью 2.4 га.
Бесплатно
