1.5.19. Почвоведение

Целью работы стало картографирование антропогенного ландшафта, созданного в горной тайге юга Западной Сибири в результате проведения горных работ при угледобыче, для определения его эколого-почвенного статуса. Исследование проводили методом закладывания транссект длиной 10 м, для фиксации длин сечения того или иного пересекаемого транссектой антропогенного местообитания с соответствующим почвенным контуром. В статье отражаются особенности развития почвенного покрова в антропогенных ландшафтах, который генетически резко отличается от почвенного покрова естественных ландшафтов. В нарушенных экосистемах в результате самозарастания формируются различные типы эмбриоземов, в естественных экосистемах под черневой тайгой определяются дерновые глубокоподзолистые, а под вторичными лесами – бурые таежные почвы. Картографирование показало, что при естественном самовосстановлении в антропогенных ландшафтах формируется мозаичный специфический почвенный покров, в составе которого присутствуют эмбриоземы: инициальные, органо-аккумулятивные, дерновые и гумусово-аккумулятивные. Эколого-почвенный статус выположенных участков под травянистой растительностью (площадки №1 и 3) хороший и удовлетворительный, так как по истечении 50 лет с момента начальной фазы антропогенеза, в почвенном покрове преобладают эмбриоземы поздних эволюционных стадий – дерновые и гумусово-аккумулятивные. Эколого-почвенный статус склоновых поверхностей (площадка №2) и участков под деревьями (№4) неудовлетворительный, но имеющий некоторые перспективы развития. Эколого-почвенный статус всего ландшафта можно считать удовлетворительным. Определены тренды направления развития почв. В составе почвенного покрова в ближайшей перспективе ожидается формирование: на выположенных участках – эмбриоземов гумусово-аккумулятивных, под деревьями – различных подтипов эмбриоземов органо-аккумулятивных (буроземоподобных, псевдооподзоленных).  В далекой перспективе прогнозируется формирование: на выположенных участках под таежным разнотравьем – грубогумусовых горных почв, под древесно-кустарниковой растительностью – бурых горно-таежных почв.

В модельном эксперименте изучалось разложение листового опада тополя белого в гумусово-аккумулятивном горизонте чернозема обыкновенного карбонатного (миграционно-сегрегационного). Варианты опыта включали искусственное загрязнение раствором сульфата цинка, а также полив водой с гуминовым препаратом. Продолжительность эксперимента 1 месяц. По истечении этого срока отбирали почву и разлагающийся опад. В почве определяли валовое содержание цинка рентгенофлуоресцентным методом и количество подвижных соединений цинка в ацетатно-аммиачной вытяжке на атомно-адсорбционном спектрометре. А также состояние структурных отдельностей методом сухого и мокрого просеивания.  В водной вытяжке из разлагающегося листового опада определяли содержание углерода и азота. Установлено, что полив водой с раствором  гуминового препарата  способствует ускорению процессов разложения и гумификации опада из листьев: увеличивается концентрация углерода в вытяжке из разлагающегося опада, а также величина коэффициента цветности. Внесение с поливной водой сульфата цинка   привело к высокой степени деградации почвы, и это снизило скорость разложения растительных остатков. Совместное внесение сульфата цинка и гуминового препарата ускоряет разложение растительного опада, практически снимая негативное влияние на этот процесс цинкового загрязнения. При внесении гуминового удобрения в почву происходит значительное увеличение доли агрономически ценных агрегатов и убедительный рост величины коэффициента структурности.         Загрязнение цинком практически не влияет на результаты сухого просеивания, но резко увеличивает водоутойчивость агрегатов к разрушающему действию воды.

 В силу значительных отличий эколого-генетических свойств, почвы Черноморского побережья Кавказа существенно разнятся по устойчивости к антропогенному воздействию. Цель настоящей работы — исследовать изменение активности каталазы в основных типах и подтипах почв Черноморского побережья Кавказа при загрязнении тяжелыми металлами (ТМ) и нефтью. В качестве загрязняющих веществ были выбраны нефть и ТМ (Cr, Cu, Ni, Pb), именно ими в значительной степени загрязнены почвы на юге России. Активность каталазы определяли методом Галстяна через 30 суток после загрязнения. В результате проведенных модельных опытов установлено, что загрязнение почв ТМ и нефтью, как правило, снижает активность каталазы почв Черноморского побережья Кавказа. По степени негативного влияния на активность каталазы почв Черноморского побережья Кавказа оксиды ТМ образуют следующий ряд: Cr > Cu ≥ Pb ≥ Ni. Были получены ряды почв Черноморского побережья Кавказа по степени снижения активности каталазы при загрязнении ТМ (почвы расположены по мере снижения их устойчивости): желтозем ≥ дерново-карбонатная типичная ≥ коричневая типичная ≥ коричневая карбонатная = дерново-карбонатная выщелоченная ≥ бурая лесная кислая ≥ коричневая выщелоченная ≥ бурая лесная кислая оподзоленная, и при загрязнении нефтью: коричневая карбонатная > коричневая типичная > дерново-карбонатная выщелоченная > бурая лесная кислая оподзоленная ≥ дерново-карбонатная типичная ≥ желтозем ≥ бурая лесная кислая.

Исследования вели на остпеняющихся участках заказника «Степь Приазовская», расположенном в учебно-опытном хозяйстве Южного федерального университета «Недвиговка» в Мясниковском районе Ростовской области.  Физические (плотность почвы и ее структурное состояние) и химические (содержание и состав гумуса) свойства изучали в почвах на разновозрастных залежах (3, 4, 5, 15 и более 60 лет), вариантом сравнения служил чернозем пахотного участка, непосредственно примыкавший к остепняющейся территории. Плотность почвы определяли методом режущего кольца. Состояние структуры (сухое и мокрое просеивание) изучали по методу Саввинова. Углерод органический определяли по И.В. Тюрину в модификации Орлова-Гриндель со спектрометрическим окончанием. Фракционно-групповой состав гумуса определяли по Пономаревой-Плотниковой. Объект исследования – чернозем миграционно-сегрегационный (Calcic Chernozem  по WRB, 2014), по классификации СССР называвшийся чернозем обыкновенный карбонатный, еще ранее известный как чернозем североприазовский. Остепнение чернозема, выражающееся в смене стадий сукцессий от корневищно-злаковой до типчаковой, с преобладанием плотнодерновинных злаков, сопровождается изменением почвенных свойств.  Установлено увеличение плотности сложения в первые годы оставления почвы в залежь, с последующим постепенным снижением величины этого показателя. Улучшается структурное состояние: по мере остепнения повышаются коэффициенты структурности и водопрочности агрегатов. Содержание гумуса возрастает в ряду пашня – 3–4 года – 5 лет – 10 лет – 60 лет залежи в образцах осеннего отбора, и мало отличается в период активной вегетации растений. Изменяется и качественный состав гумуса за счет увеличения содержания доли фульвокислот и уменьшения негидролизуемого остатка.

Диагностика типов почв в субстантивно-генетической Классификации почв России основывается на сочетаниях диагностических горизонтов, и все черноземы имеют в качестве верхнего горизонта темногумусовый(AU) в природных почвах и агротемногумусовый (PU) в пахотных. Однако  горизонт AU выделяется и в других почвах, где его свойства отличаются от таковых в черноземах. Для более адекватной диагностики черноземов, необходимой для решения как почвенно-генетических, так и прикладных, в том числе, экологических задач, предлагается ввести в следующий вариант классификации почв России новый горизонт – черногумусовый(AN), выделяющий черноземы среди других почв. Он отличается от темногумусового монохромностью окраски, высокой степенью структурности и качеством структуры, качеством гумуса, физическими свойствами, плодородием и повышенной устойчивостью к антропогенным воздействиям. Эта пара горизонтов сопоставима с горизонтами mollic и chernic в международной классификации почв WRB. Обсуждается целесообразность введения его пахотного аналога – агрочерногумусового горизонта (PN), поскольку он приближается по своим свойствам к темногумусовым.  

В статье рассмотрены методические принципы определения и интерпретации результатов изучения плотности почв и грунтов. Обосновывается необходимость введения в почвоведение терминов для характеристики плотности сложения почвы «плотность почвы на пределе усадки» и «плотность почвы на пределе набухания». Предложены поправки к методу расчета запаса вещества в почве.

Предлагается методика оценки природно-ресурсного потенциала (ПРП) агроландшафтов территории России. Оценка ПРП проводится для почв, используемых в земледелии. Учитываются агроклиматические показатели, определяющие продуктивность сельскохозяйственных культур – сумма температур выше 10°С и годовая сумма осадков. Все почвы и агроклиматические параметры проранжированы в баллах от 5 до 100. Для расчета итогового ПРП агроландшафта предлагается использовать информационно-логический анализ. В уравнениях оцениваемые показатели располагаются по мере снижения влияния на урожай. Агроландшафты оцениваются с учётом свойств почв и двух важнейших агроклиматических параметров, характеризующих условия тепло- и влагообеспеченности. Данные формулы являются «открытыми», что позволяет вводить в них другие информативные, оценочные показатели.  

В ХIХ веке В. В. Докучаев утверждал, что почвы формируются, согласно действию 5 факторов почвообразования. В веке ХХI все сильнее проявляется шестой фактор – антропогенное воздействие. В местах добычи полезных ископаемых, антропогенез проявляет себя в наивысшей степени. Восстановить первоначальный вид территории никогда не получится, так как по законам генетического почвоведения, если изменен хотя бы один фактор почвообразования, то другими будут и почвы. Морфологические свойства, как наиболее показательные, дают представление о качестве почв, формирующихся в ландшафтах, подвергающихся действию шестого фактора почвообразования. В статье отражаются особенности формирования почвенного покрова, который по морфологическим признакам резко отличается от фоновых почв – черноземов выщелоченных. Эмбриоземы антропогенных ландшафтов Горловского угольного бассейна следует считать азональными почвенными образованиями. Азональность эмбриоземов приводит к появлению новых экологических систем с рядом отличительных особенностей от зональных, главной из которых является формирование почв с небольшим набором почвенных функций. В результате проведенного исследования дана неудовлетворительная почвенно-экологическая оценка территории, которая подверглась антропогенезу, так как по истечении 35 лет с момента начальной фазы антропогенеза, в почвенном покрове определяются эмбриоземы первичных стадий почвообразования – инициальные и органо-аккумулятивные и отсутствуют эмбриоземы поздних стадий почвообразования – дерновые, тем более гумусово-аккумулятивные. Определены тренды направления развития почв в нарушенной экосистеме: в составе почвенного покрова предполагается образование азональных сухостепных почв и различных подтипов эмбриоземов органо-аккумулятивных. Предложен вариант восстановления преобразованного человеком ландшафта, а именно – формирование техноземов с высоким набором почвенно-экологических функций.  

В статье представлены результаты исследований по установлению влияния различных способов основной обработки почвы и предшественника озимой пшеницы на водопрочность чернозёмов обыкновенных и урожайность в условиях эрозионно-опасного склона. Удалось установить, что применение чизельной обработки почвы, как основной, благоприятно воздействовало на структуру эрозионно-опасных черноземных почв, повышая не только водопрочность агрегатов, но и коэффициент водопрочности, что способствовало увеличению устойчивости почвы к водной эрозии. Наибольший коэффициент водопрочности почвы отмечен при чизелевании по предшественнику чистый пар. При посеве он составил 3,71, в период возобновления весенней вегетации увеличился до 4,26, а при уборке – до 4,65. Наибольшая урожайность озимой пшеницы 3,99 т/га была сформирована при чизельном способе обработке почвы по предшественнику чистый пар.  

С начала 90-х годов пахотные почвы перестали обрабатывать, пашня постепенно перешла в залежное состояние, плодородие залежных участков ухудшилась. Постепенно на залежных почвах стала произрастать сорная растительность. Почвы данных участков деградировали. Почвы залежных участков не обследовались в течение длительного времени. Целью исследования являлась изучение влияния органо-минеральных удобрений на плодородие и урожайность житняка. Объектами исследования являются тёмно-каштановые почвы. В Казахстане до сих пор действует классификация 1977 года, в РФ принята новая классификация почв, по новой классификации эти почвы называются чернозёмами текстурно-карбонатными. Щёлочногидролизуемый азот характеризует потенциальное плодородие почв. Содержание щёлочногидролизуемого азота в слое 0—20 см составляет 77—105 мг/кг почвы. В слое 20—40 см от 70 до 98 мг/кг почвы. То есть, как в слое 0—20, так и в слое 20—40 см содержание щёлочногидролизуемого азота высокое. По содержанию подвижного фосфора залежная почва характеризуется низкой и средней степенью обеспеченности. Калием почвы обеспечены средне. Исследуемые почвы характеризуются низким естественным плодородием, содержание гумуса в верхнем горизонте не превышает 3,85 %. В результате обработки залежных почв, внесения органо-минеральных удобрений и посева житняка плодородие почв улучшилось. Статья подготовлена по материалам научных исследований, финансируемых МОН РК «Плодородие залежных почв сухостепной зоны Приуралья и пути его восстановления».  

Цель работы – изучить диагностические признаки лугово-коричневых почв (орошаемые лугово-коричневые слитые, лугово-коричневые окультуренные, лугово-коричневые карбонатные) южного склона Большого Кавказа и дать название этим почвам в соответствии с Международной классификации почв на основе Реферативной базы (WRB) 2015 года. Объект исследования: лугово-коричневые почвы южного склона Большого Кавказа. Полевые опыты и анализы на почвенных пробах выполнялись общепринятыми методами. Статья посвящена характеристике основных свойств лугово-коричневых почв южного склона Большого Кавказа: их распространению, рельефу, климату, растительности, морфологии, основным генетическим показателям (содержание гумуса, валового азота, соотношение C:N, реакция почвенной среды, ёмкость катионного обмена, гранулометрический состав), и их классификации. Впервые сделана попытка дать название лугово-коричневым (орошаемые лугово-коричневые слитые, лугово-коричневые окультуренные, лугово-коричневые карбонатные) почвам по международной классификации почв на основе Реферативной базы (WRB) 2015 года. Все почвы были отнесены к реферативной группе Cambisols с различными главными и дополнительными квалификаторами.  

Почвенный покров урбанизированных территорий вне зависимости от степени антропогенного влияния может подвергаться значительной нагрузке. Работа посвящена установлению особенностей распределения удельной активности естественных радионуклидов и искусственного 137Cs в верхнем слое почвы некоторых городских и сельских населенных пунктов Ростовской области. Удельную активность радионуклидов в почвах определяли инструментальным гамма-спектрометрическим методом радионуклидного анализа. Средняя арифметическая удельная активность радионуклидов в почвах урбанизированных территорий Ростовской области составила 13,3 Бк/кг для 137Cs, 21,4 Бк/кг, 27,3 Бк/кг и 435,9 Бк/кг для 226Ra, 232Th и 40К соответственно. Степень урбанизации, размер и статус населенного пункта не влияют на средние концентрации радионуклидов в верхнем слое почвы. Однако могут фиксироваться территории, загрязненные различными поллютантами, например, нефтепродуктами и, как следствие, содержать достаточно высокие концентрации естественных радионуклидов.

Рассматриваются материалы изучения и распределения валовых форм Na+, Mg+2, K+, Ca+2, Feобщ., Sr+, Ba+2 в генетических горизонтах и почвообразующих породах орошаемых луговых сазовых почв пустынной зоны Ферганы. Изучены влияние геохимических и химических свойств элементов на их содержание и миграции. Определена корреляционная связь между содержаниями отдельных элементов в орошаемых почвах пустынь. Установлены фоновые содержания этих элементов для указанных почв.