Статьи. Рубрика в журнале - Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева
Дифференциация почвенного покрова поймы Среднеамурской низменности в связи с эволюцией форм рельефа
Статья научная
Статья основана на многолетнем изучении пойменных почв долины реки Амура в пределах северо-восточной части Среднеамурской низменности. Обсуждаются результаты полевых работ на почвенно-геоморфологическом профиле через остров Славянский, расположенный в 200 км от Хабаровска вниз по Амуру. Проанализированы приуроченность почв поймы острова к релочным[1] формам рельефа и их свойства с акцентом на морфологию и литолого-гранулометрический состав. Показаны особенности почвообразования на релках разного генезиса - аллювиальных и эоловых. На супесчаных и легкосуглинистых отложениях аллювиальных релок (“лугово-лесных” гривах) формируются слаборазвитые дерновые глееватые почвы. На суглинисто-глинистом аллювии “луговых” грив, ежегодно затапливаемых паводковыми водами, под вейниковым травостоем развиваются дерново-луговые глееватые почвы. Песчаные отложения высоких эоловых релок отличаются однородным тонко- и мелкозернистым строением без прослоев, признаков органического вещества и значительным количеством слюды. На них под высокоствольными дубняками описаны слаборазвитые дерново-лесные почвы. Формирование текстурно-дифференцированных почв на всех типах релок не выявлено. При выходе поймы в положение первой надпойменной террасы различия в литолого-гранулометрическом составе, сложении, высоте над урезом воды, характере растительности на унаследованных релках обеспечивают разнонаправленную эволюцию почвообразования. При этом развитие идет в соответствии с зональными типами почв (дерново-лесными, буроземными, текстурно-дифференцированными - подбелами). Последние преимущественно формируются на суглинисто-глинистом аллювии, который может прекрывать не только аллювиальные, но и некоторые эоловые релки. [1]Древние, заросшие растительностью, протяженные дюны называются в Приамурье релками.
Бесплатно
Статья научная
Определена площадь зон влияния выбросов промышленных предприятий, разлива нефти и нефтепродуктов, выбросов автотранспорта, радиоактивных веществ, а также применения пестицидов и минеральных удобрений на землях сельскохозяйственного назначения Российской Федерации. Доля рассматриваемой территории от площади сельхозугодий страны составляет менее 3%. Почвы, находящиеся в зоне влияния выбросов, относятся к потенциально загрязненным и должны быть включены в программу мониторинга состояния земель сельскохозяйственного назначения. Почвы, находящиеся вне зоны влияния выбросов загрязняющих веществ, являются незагрязненными. Регулярный мониторинг загрязнения этих почв проводиться не должен, что позволит снизить расходы на выполнение обследований их состояния, включая отбор образцов, подготовку и анализ проб. Территории вне зоны влияния составляют более 97% фонда земель сельскохозяйственного назначения РФ и представлены незагрязненными почвами. Эти почвы являются пригодными для производства экологически чистой продукции. Организация экологически чистого производства сельскохозяйственной продукции в РФ должна осуществляться вне выделенных зон потенциального загрязнения. Ввиду отсутствия загрязнения переход на выращивание экологически чистой продукции на почвах вне зоны влияния источников загрязнения должен осуществляться заявительным способом. При этом экологически чистое производство должно отвечать требованиям технологий выращивания и нормам качества продукции.
Бесплатно
Задачи оптимизации землепользования в России
Статья научная
Земельная реформа 90-х годов создала определенные экономические и экологические предпосылки для эффективного землепользования. Однако они не реализуются вследствие полной либерализации рынка и устраненности государства от управления земельными ресурсами, прекращения государственного землеустройства. Как исходное условие упорядочения землепользования и дальнейших преобразований рассматриваются корректирровка экономического курса и стратегическое планирование. В качестве инструментария планирования предлагается внедрение региональных моделей агропромышленного производства в развитие ранее практиковавшихся систем ведения сельского хозяйства на основе разработки региональных ГИС агроэкологической оценки земель и проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия в М 1 : 100 000. Для этого разработана система комплексной оценки земель, обобщен опыт землеустроительного проектирования, ландшафтного планирования и проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия. На основе его интеграции предполагается развитие нового землеустройства на ландшафтной основе, а в дальнейшем проектирование сельскохозяйственных ландшафтов.
Бесплатно
Закономерности миграции 137Cs в аллювиальной почве
Статья научная
В данной работе рассмотрены закономерности миграции 137Cs в аллювиальной почве центральной поймы реки Ипуть (Новозыбковский район, Брянская область). Исследовано влияние фильтрации воды во время паводка, биовыноса и радиоактивного распада 137Cs на процесс миграции в почве. Вклад радиоактивного распада, фильтрации воды и биовыноса в общий вынос 137Cs из почвы составил за период с 1994 г. по 2007 г. соответственно 50-79, 20-50, 0.3-2.2 % в зависимости от способа обработки, дозы минерального удобрения и соотношения в ней элементов питания. Установлено, что повышенный вынос 137Cs из слоя почвы поймы при проведении двухъярусной вспашки, по сравнению с дискованием и естественным травостоем, определяется более низким значением числа Пекле, что свидетельствует о преобладании конвективного переноса 137Cs, по сравнению с диффузионным, в общем потоке раствора.
Бесплатно
Статья научная
В почвах Илийского Алатау (темно-каштановая, светло-каштановая, горный чернозем) при применении удобрений на бессменных посевах сахарной свеклы и в севообороте существенно изменяются их агрохимические показатели, а также запасы и групповой состав фосфора (валовое содержание, органические и минеральные формы фосфора). Валовое содержание фосфора в почвах составляло 1720-2330 мг/кг и уменьшалось в ряду: целинные горные черноземы > пахотные темно-каштановые > пахотные горные черноземы > светло-каштановые > целинные темно-каштановые. Обнаружено, что в темно-каштановых пахотных почвах, по сравнению с целинными, повышалось содержание легкодоступных форм фосфора (рыхлосвязанных фосфатов Са-РI и разноосновных фосфатов кальция Са-РІІ) и снижалось - труднодоступных (высокоосновных фосфатов Са-РІІІ, фосфатов алюминия Al-P и железа Fe-P). В пахотных горных черноземах, по сравнению с целинными, снижалось содержание всех фракций фосфора. Светло-каштановые пахотные почвы содержат наименьшее количество легкодоступных фосфатов и наибольшее - фосфатов алюминия и железа...
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
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 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
Индикаторы качества почв пахотных угодий РФ
Статья научная
Предложены три группы индикаторов качества пахотных почв РФ, включая индикаторы агроклиматических условий, индикаторы свойств почв и индикаторы негативных показателей почв. Выбор индикаторов качества почв соответствует требованиям модели расчета нормативной урожайности сельскохозяйственной культуры.Использование индикаторов в модели расчета нормативной урожайности зерновых культур позволяет ранжировать почвы сельскохозяйственных угодий по их качеству. Показано, что лучшим качеством обладают черноземные почвы с нормативной урожайностью зерновых культур, превышающей 40 ц/га. Доля этих почв в пахотном фонде страны составляет около 10%. При этом пахотные черноземные почвы занимают около 66% пахотных угодий. Более 74% пахотного фонда, представленного черноземами оподзоленными и выщелоченными в северной части и черноземами южными в южной части ареала сельскохозяйственных угодий РФ, характеризуются показателями выше среднего и средним качеством, соответственно, 30-40 ц/га и 20-30 ц/га зерновых культур. Около 10% пахотных угодий, занятых пахотными каштановыми солонцеватыми и засоленными почвами, представляют угодья худшего качества с нормативной урожайностью зерновых культур менее 10 ц/га. Предложенные индикаторы включены в государственные программы по оценке и мониторингу качества сельскохозяйственных земель. Универсальность индикаторов является основой для разработки нового поколения стандартов защиты и рационального использования почв на основе современных цифровых технологий и ГИС-подходов.
Бесплатно
Инициатива “4 промилле” - новый глобальный вызов для почв России
Статья научная
Имплементация инициативы “4 промилле” или “4 на 1000” в России может быть одним из инструментов сдерживания концентрации парниковых газов в атмосфере. Подсчитано, что суммарный объем ежегодного поглощения углекислого газа (СО2), включая естественную динамику и применение углерод сберегающих технологий, составит около 23-28 % от годового выброса газа в атмосферу Россией. Механизм инициативы “4 на 1000” будет действовать успешно в течение 12-15 лет, что соответствует времени насыщения пахотных почв углеродом. Внедрение инициативы “4 промилле” - это позиционирование России в числе стран, радеющих не только за устойчивое энергоэффективное экологическое развитие, но и за возможность страны реализовать свои конкурентные преимущества, востребованные в низко углеродном мире.
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
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
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
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
Картирование границ почвенных горизонтов методом георадиолокации
Статья научная
В статье рассмотрена роль георадиолокации в решении задач почвоведения, а также на примере полевых данных оценена точность прослеживания почвенных горизонтов. Исследование текущего состояния вопроса показало, что существует значительная вариативность электрофизических свойств разных типов почв. При этом диэлектрическая проницаемость почвенных горизонтов может как увеличиваться, так и уменьшаться с глубиной. Этим фактом обусловлена необходимость параметризации почвенного профиля при георадарных исследованиях для предотвращения ошибок. На основе обобщающего анализа практических примеров установлено, что погрешность определения отдельных почвенных горизонтов георадаром составляет в среднем 2-10 см в зависимости от частоты используемой антенны и особенностей строения почвенного профиля. Для обоснования сделанных выводов проведены опытно-методические работы по прослеживанию почвенных горизонтов методом георадиолокации на примере типовых подбуров, расположенных на Заонежском полуострове (Республика Карелия), строение и состав которых были детально описаны предшествующими исследователями. Съемка выполнена георадаром ОКО-2 (Логис-Геотех, Россия) с антенным блоком с центральной частотой 400 МГц. Работы на участке велись по отдельным трансектам, с привязкой к опорному почвенному разрезу. Детальный анализ радарограмм в первую очередь обеспечил прослеживание подошвы горизонта BC. Полученные результаты показали, что мощность почвы в пределах профиля варьирует от 23 до 32 см, а средняя ошибка наблюдений составила ± 3 см. Кроме того, выявлено влияние на запись обломков шунгитовых сланцев и дифференциация влажности в толще почвенных горизонтов. Присутствие шунгитовых сланцев приводит к формированию дифрагированных волн и увеличению амплитуд отраженного сигнала, тогда как увеличение влажности характеризуется уменьшением скоростей электромагнитной волны.
Бесплатно
Картографическая интерпретация химического и радиационного загрязнения почв России
Статья научная
В конце XX в. под руководством В.С. Столбового была разработана геоинформационная база данных о деградации почв России на основе почвенной карты России масштаба 1 : 5 млн. В рамках развития данной проблематики и в ходе получения новой информации о деградации почв предпринята попытка уточнения и дополнения этой базы данных на основе почвенной карты РФ 1 : 2.5 млн масштаба. Учитывалась деградация почв от воздействия разных видов загрязнений, включая промышленные выбросы, утечку нефтепродуктов, избыточное внесение пестицидов, воздействие автотранспорта и радиационное загрязнение. Каждый почвенный контур почвенной карты, подвергшийся воздействию загрязнителя, был охарактеризован степенью и площадью загрязнения в соответствии с разработанными шкалами. Результаты анализа использовались для построения картограмм, иллюстрирующих пространственное распространение химической и радиационной деградации почв страны. Согласно полученным данным, в зоне загрязнения от промышленных предприятий и при нефтезагрязнении сильной степенью характеризуется 20% почвенно-географических выделов карты, а слабой и средней - соответственно 30 и 50%. Сельскохозяйственное загрязнение вследствие избыточного применения средств защиты растений в России не превышает 10% площади контуров и характеризуется слабой степенью. Радиоактивному загрязнению подвержено в сильной степени около 10% почвенных контуров базовой почвенной карты, в то время как в средней и в слабой степени загрязнены 40 и 50% выделов соответственно. Загрязнение от автотранспорта выражено слабо и имеет в целом низкий уровень. Относительной загрязненностью при этом отличаются мегаполисы и автострады с интенсивным движением.
Бесплатно
