Почвоведение. Почвенные исследования

В модульном курсе обобщены сведения оценки воздействия удобрений, пестицидов и мелиорантов на окружающую среду. Рассмотрена методология оценки действия азотных удобрений на состояние окружающей среды. Показаны экологические последствия трансформации азота в почве, особенности действия и участия азотных удобрений в накоплении нитратов и нитрозоаминов в растениях. Показана методология оценки воздействия фосфорных и калийных удобрений, органических удобрений на состояние окружающей среды. Особое внимание уделено пестицидам как экологическому фактору воздействия на окружающую среду, экологической безопасности применения пестицидов. Разобрана методология воздействия мелиорантов на состояние окружающей среды. Изучение модуля позволит слушателям различных категорий овладеть методологией оценки эколого-экономической эффективности использования земель сельскохозяйственного назначения, приемами решения современных проблем оценки воздействия удобрений, пестицидов и мелиорантов на окружающую среду.

В учебном пособии даются рекомендации по проведению различных видов исследований. Пособие поможет закрепить теоретические знания и приобрести практические навыки физико-географических, ландшафтных, геологических, почвенных исследований, ботанической и топографической съемки местности, метеорологических, краеведческих и социально-экономических наблюдений.

Освещены вопросы истории почвенных исследований на Русском Севере, исследований почв и последствий антропогенной деятельности в лесных экосистемах Русского Севера, химии и экологии почв Арктики, сельскохозяйственных земель северных территорий – оценка плодородия и мероприятия по его сохранению

В рамках программы по тематике государственного задания на 2018–2020 гг. изучены основные физические свойства черноземов в агролесоландшафтах Центрального Черноземья. Исследования, проведенные в условиях агроценозов и ненарушенных экосистем, разделялись по влиянию агрогенного и агролесомелиоративного характера. Агрогенное влияние рассматривалось на примере залежных угодий, введенных в эксплуатацию под пашню, лесомелиоративное – на примере воздействия лесозащитной полосы на почвенный покров. Установлено, что под влиянием лесных полос и при введении в сельскохозяйственное использование залежных угодий происходит перегруппировка численности почвенных агрегатов, но по различным сценариям. При агрогенном воздействии содержание глыбистой фракции (>10 мм) в пахотном горизонте от 6 до 14 раз увеличивается по сравнению с залежью. Доля пылеватой фракции (<0,25 мм) на пашне, напротив, уменьшается в 2–4 раза, коэффициент структурности – от 8 до 13 раз. Для почв пашни отмечено минимальное значение содержания агрономически ценных агрегатов (∑0,25...10 мм) по сравнению с залежью и лесополосой для всех отобранных слоев. Для пашни средние значения лежат в пределах 58...73 %, тогда как для лесной полосы и залежи доля агрегатов размером 0,25...10 мм составляет 85...95 %. На уменьшение агрономически ценной структуры на пашне повлияло снижение содержания фракций размером 0,25...0,5; 0,5...1; 1...2; 2...3 и 3...5 мм по сравнению с залежью. На структурный состав почвенного покрова агролесомелиоративное влияние осуществляется более щадяще. Доля глыбистой фракции увеличивается незначительно. Сумма агрономически ценных агрегатов в почве лесной полосы на глубине 10...20 и 20...40 см соответствует уровню чернозема залежи. При этом доля пылеватой фракции в почвах естественных ценозов выше. И как следствие этого, на этих же глубинах значения коэффициента структурности чернозема лесополосы незачительно превышают подобные значения в почве залежи. Установлены статистические особенности распределения основных почвенных агрегатов в почвах, подверженных интенсивному агрогенному и лесомелиоративному воздействию, по сравнению с залежными почвами. Рассчитаны некоторые статистические характеристики распределения основных структурных отдельностей черноземных почв. Определены показатели плотности сложения с различных глубин на участках объекта, которые увеличиваются в ряду залежь–лесополоса–пашня. Для цитирования: Турусов В.И., Чевердин Ю.И., Беспалов В.А., Титова Т.В. Изменения физических свойств черноземов сегрегационных в агролесоландшафтах Центрального Черноземья // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 4. С. 95–112. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-95-112
The basic physical properties of chernozems in agroforest landscapes of the Central Chernozem region are studied within the framework of the program by the topic of the state assignment for 2018–2020. The studies carried out in the conditions of agrocenoses and undisturbed ecosystems were divided by the effect of agrogenic and agroforestal nature. Agrogenic effect was considered through a case study of the fallow lands put in operation in tillage. While agroforestal effect was considered through a case study of the influence of forest belts on soil cover. It is found that rearrangement of soil aggregates number takes place under the influence of forest belts and at introduction of fallow lands to agricultural use, but in different scenarios. The soil blocky fraction (less than 10 mm) in the arable horizon increases by 6–14 times under the agrogenic effect in comparison with the fallow. Contrary to this, the share of silt fraction (less than 0.25 mm) on the arable land decreases by 2–4 times and the structure coefficient decreases by 8–13 times. The minimum content of agronomically valuable aggregates (sum of 0.25–10 mm) is registered for the arable land soils compared to the fellow and forest belt for all selected layers. The average amount of aggregates lies in the range of 58–73 % for the arable lands, whereas the share of aggregates in the size of 0.25– 10 mm is in the range of 85–95 % for the forest belt and fallow. A content reduction in the fractions of the following sizes 0.25–0.5; 0.5–1; 1–2; 2–3 and 3–5 mm influenced on a decrease in the agronomically valuable structure of the arable land in comparison with the fallow. The agroforestal effect on the structural composition of soil cover is more gently. The share of soil blocky fraction increases slightly. The sum of the agronomically valuable aggregates in the soil of the forest belt in depth of 10–20 and 20–40 cm corresponds the chernozem level of the fallow. Herewith, the share of the silt fraction in the soils of the natural cenoses is higher. And as a consequence of this, the values of the structural soil coefficient of the forest belt chernozem insignificantly exceed similar values in the fallow soils at the same depths. Statistical features of distribution of the basic aggregates in the soils subjected to intensive agrogenic and agroforestal influence are established in comparison with the fallow lands. Some statistical characteristics of distribution of the basic structural separates of the chernozem soils are calculated. The indicators of bulk density at various depths of the study sites are defined. They increase in the row of fallow – forest belt – arable land. For citation: Turusov V.I., Cheverdin Yu.I., Bespalov V.A., Titova T.V. Changes in the Physical Properties of Segregational Chernozems in Agroforest Landscapes of the Central Chernozem Region. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 4, pp. 95–112. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-95-112

В монографии дана оценка эффективности применения препаратов углеводородокисляющих бактерий «Дестройл», «Родер» и «Универсал» для биоремедиации загрязненных нефтью и нефтепродуктами почв, водоемов, донных отложений, вод оборотного цикла водоснабжения и промышленных сточных вод на юге России.

В монографии дано экспериментально-теоретическое обоснование использования почвенно-биологического фактора в земледелии. Показана роль биоразнообразия в агроэкосистемах как фактора оптимизации биологической активности почвы, разработаны новые методы диагностики состояния почвенной среды, предложена дифференциация использования способов интенсификации биологических факторов с учетом эколого-ландшафтного аспекта, исследованы агроэкологические аспекты явления почвоутомления, разработана методика оптимизации севооборотов по фактору почвоутомления, разработано положение о вспомогательном характере использования химических средств борьбы с вредоносными объектами в фитоценозах и приоритетности фитоценологического фактора.

Эмпирический Байесовский кригинг (ЭБК) – современный способ построения карт, учитывающий неопределенность оценок параметров функций, описывающих изменение дисперсии свойства с ростом площади обследования (вариограмм). Сравнение картограмм, построенных ординарным кригингом и ЭБК проводилось на примере данных о содержании органического углерода на единичном угодье с агросерыми почвами (Greyzemic Phaeozems (Loamic, Aric)), расположенном на территории Брянского Ополья. Показано, что картограммы ошибок ЭБК позволяют обнаружить структуру пространственной изменчивости свойства, не выявляемую другими методами. Тем самым, метод ЭБК может быть рекомендован для выявления неоднородностей в спорных случаях

Пространственный образец ландшафта зависит как от факторов окружающей среды, так и от антропогенной деятельности. Человеческая деятельность широко модифицировала исходный вид земляного покрова и значительно изменила степень воздействия внешних факторов на ландшафт. Представляет определенный интерес выяснение степени и результата вторжения антропогенного фактора во взаимосвязь ландшафта и окружающей среды. Факторы, отображающие влияние окружающей среды, вызывают бóльшую степень изменчивости основных видов земельного покрытия, чем географические факторы. Причем такой фактор, как литологический коэффициент, может характеризовать распределение лесного и урожайного типов земельного покрытия. В статье рассмотрен вопрос разработки практических рекомендаций по оптимальному проведению экспериментальных исследований для выяснения зависимости Шенноновского коэффициента разнообразия земляного покрова от Шенноновского коэффициента разнообразия литологического фактора. Анализ зависимости показывает, что на поставленный вопрос может быть получен ответ путем формирования задачи минимизации остаточной информации, содержащейся в зоне, образованной кривой однофакторного анализа зависимости коэффициентов разнообразия земляного покрова и разнообразия литологии. При рассмотрении существующих материалов установлено отсутствие моделей, учитывающих как прямое, так и косвенное воздействие антропогенного фактора на состояние лесов. Предложена модель, учитывающая не только прямое, но и косвенное воздействие антропогенного фактора на леса, реализуемое через оползневый фактор, который является кумулятивным индикатором разных видов антропогенных факторов. Сформулирована и решена задача синтеза экстремального режима рубки леса за счет оптимизации созданной модели.

Обсуждается проблема повышения эффективности особой охраны почв. В качестве одного из путей усиления почвенно-краснокнижой деятельности предлагается создание интегральных красных книг почв экономических районов страны, в которых бы объединялись уже изданные и находящиеся в работе красные книги почв субъектов РФ, входящих в один и тот же экономический район.

В обзоре анализируются современные проблемы и пути распространения инженерных наноматериалов в окружающей среде, прежде всего, в почвах и сопряженных средах (водной и воздушной). Рассмотрены источники непреднамеренного и преднамеренного поступления наночастиц в природные комплексы. Акцентируется внимание на проблеме биодоступности инженерных наноматериалов в почве в связи с вариабельностью условий их нахождения.

В результате многолетних наблюдений за миграцией лизиметрических вод под различной растительностью получены данные, позволяющие оценить вынос основных элементов из почвенной толщи, а также определить амплитуду колебаний типоморфных элементов в природных водах. Исследованы некоторые почвенные процессы, имеющие место на начальных стадиях почвообразования.

Проведено исследование истории трансформации почвенного покрова и почвенных профилей московских природно-исторических парков Тушинский и Покровское-Стрешнево. Изучены особенности записи информации об aнтpoпoгенном воздействии нa них. Использованы картографические и текстовые данные за временной промежуток более чем четыре столетия. Установлены исторические этапы антропогенного воздействия, описаны пути трансформации рассматриваемых почвенных профилей.

Показано, что в результате сельскохозяйственного воздействия валовой состав пахотного горизонта серых лесных легкосуглинистых почв на лесах обогащается окислами фосфора, кальция, стронция и молибдена. Для этих элементов не обнаружено различий между типами обработок. Для цинка и меди тренды при различных обработках противоположны.

Изложены теоретические основы инструментальных методов анализа (спектральных, оптических, электрохимических, хроматографических) и приемы работы на современных приборах при анализе растительных и почвенных образцов.

Монография подготовлена на основе экспериментального материала, полученного в полевых, вегетационных и лабораторных условиях. В работе изложены результаты исследований, направленных на повышение эффективности парового клина, сидерации, использования нетоварной части урожая на удобрение. При этом, полученные данные увязаны с актуальными проблемами совершенствования систем земледелия путём биологизации их элементов. Авторами предлагаются новые подходы к совершенствованию систем севооборотов, обработки почвы, воспроизводства почвенного плодородия и других вопросов, связанных c сохранением почвенного покрова.

В работе предложена оценка развития эрозии во времени и в пространстве с учетом свойств и протекающих почвообразовательных процессов. Установлено, что экологические убытки при развитии эрозии определяются не только потерей урожая и уменьшением плодородия почв, но и уменьшением числа степеней свободы сельскохозяйственного использования почв, экологическими изменениями, увеличением энтропии системы.

В системе локального агроэкологического мониторинга изучена направленность и интенсивность изменения агрохимических свойств черноземов Назаровской лесостепи Красноярского края. С привлечением современных методов статистического анализа выявлена значимость трендовой составляющей временных рядов подвижного фосфора и обменной кислотности. Показано, что тенденции изменения гумуса и обменного калия слабо выражены.

На основе наблюдений выявлены тенденции и закономерности в изменении агрохимических показателей черноземов выщелоченных.

В статье рассмотрена проблема сохранения азота при внесении азотных удобрений, изучен размер и состав газообразных потерь азота из разных слоев чернозема выщелоченного и удобрений, что позволит найти пути снижения потерь азота и повышения доступности растениям элементов питания.

В статье приведены результаты длительных наблюдений на лизиметрах почвенного стационара МГУ. Рассмотрены некоторые особенности начальных стадий почвообразования под различной растительностью.

Рассмотрены фактические данные о морфологии, физико-химических свойствах, водной миграции органических лигандов и ионов тяжелых металлов в дерново-подзолах на двучленных породах лесных экосистем Центрально-лесного государственного природного биосферного заповедника (ЦЛГПБЗ) в Тверской области.

В работе приведены данные по ресурсам осадков сточных вод, их влияние в условиях длительного применения на основные агрохимические свойства почвы. Рассмотрены особенности компостирования осадков сточных вод с использованием микробиологических препаратов.

Показано изменение фосфатного режима дерново-подзолистых среднесуглинистых почв без внесения фосфорных удобрений за 16-летний период.

Представлены результаты мониторинга агрохимических свойств чернозема выщелоченного выгоревшего участка леса за двулетний период. Установлено снижение содержания органического вещества и соединений щелочногидролизуемого азота на фоне увеличения содержания зольных элементов.

Изучено действие химических солей и комплексонатов металлов на столовые корнеплоды в почвенно-климатических условиях Нечерноземной зоны РФ. Показано, что комплексонаты металлов стимулируют рост и развитие растений, повышают продуктивность овощных культур и улучшают качество продукции. Приведена корреляционная зависимость между содержанием микроэлементов в растениях и биохимическими показателями продукции.

В полевом стационарном опыте на дерново-подзолистой почве в условиях северной части Нечерноземной зоны изучено применение минимальных доз и расчетных систем удобрения. Установлено увеличение урожая зерна озимой ржи соответственно 2, 34 и 3, 78 т/га, ячменя - 2, 06 и 3, 55 т/га, картофеля - 21, 4 и 28, 0 т/га, зеленой массы викоовсяной смеси - 22, 3 и 28, 9 т/га. При применении систем удобрений, рассчитанных на нулевой баланс фосфора и отрицательный калия, в пахотном слое почвы наблюдается незначительное увеличение содержания подвижного фосфора и на 1 класс увеличение обменного калия.

Предлагаемое учебное пособие – это прежде всего история возникновения почвоведения как естественно-научной дисциплины в Воронежском государственном университете. Становление этого направления связано не только с именами выдающихся естествоиспытателей и родоначальников генетического почвоведения В. В. Докучаева, Н. М. Сибирцева, П. А. Костычева, К. Д. Глинки, но также с плеядой ученых Воронежского СХИ (с 2011 г. – Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I) и Воронежского государственного университета.

В монографии приводятся литературные источники по использованию природных цеолитов и их сочетаний с органическими и минеральными удобрениями. Обобщены результаты длительных исследований по изучению действия и последействия природного цеолита Бессоновского проявления Пензенской области и его сочетаний с минеральными и органическими удобрениями на основные показатели плодородия серой лесной почвы. Выявлено действие и последействие цеолита и его сочетаний с удобрениями на продуктивность сельскохозяйственных культур и качество растениеводческой продукции.

В монографии даётся анализ литературных источников по использованию полимеров и их сочетаний с удобрениями в сельском хозяйстве. Отражено преимущество совместного использования полимера «Праестол 650 ВС» с навозом и минеральными удобрениями.

В данной брошюре представлены данные по анализу виноградного сусла и молочного вина. Данные по содержанию сахара, кислоты и спирта представлены в виде таблиц.

В автореферате диссертации представлены новые данные о закономерностях изменения показателей интенсивности и направленности почвенно-биологических процессов под влиянием факторов биологизации земледелия на темно-серых лесных почвах Центра России. Изучена сравнительная эффективность сидеральной фитомассы и соломы различных культур в отношении активизации почвенных биологических процессов

Целью работы была попытка разработать независимый метод определения относительного возраста почв и почвенных горизонтов по стабильности вязкой компоненты естественной остаточной намагниченности почвенных образцов.

Цель работы: 1. Изучить основные закономерности изменения химических и физико-химических свойств почвообразующих пород при оглеении. 2. Исследовать химический состав и состав глинистых минералов илистой фракций почвообраэующих пород и глеевых горизонтов. 3. Изучить изменение некоторых физико-механических и физических свойств пород при оглеении. В частности, исследовать гранулометри­ческий, микроагрегатный и структурный составы, удельную поверхность, адсорбционную способность, пластичность , усадку, набухание пород. 4 . Оценить влияние оглеении на реологические свойства глинистых почвообраэующих пород 5. Изучить свойства неоглеенных пород и глеевых горизонтов как возможных субстратов для роста и развития растений.