Статьи

Изучены особенности динамики морфологии и химических свойств лесной под  стилки в ходе постагрогенного лесовосстановления пашни в подзоне южной тайги.  Показана связь динамики строения подстилки с флористическим составом и эколого-ценотической структурой напочвенного покрова. Установлено увеличение запасов,  а также разнообразие строения и степени пространственного варьирования основных  морфологических показателей подстилки по мере возобновления древостоя. Подкисление и уменьшение ее зольности, снижение доли легкоразлагаемых фракций адекватно отражается на составе напочвенного покрова, в котором возрастает роль видов,  приспособленных к повышенной кислотности и низкому содержанию в субстрате элементов питания. После выхода ели в первый ярус пространственное распределение строения, запасов, мощности и фракционного состава подстилки определяется положением в тессере. В целом ход сукцессии, а также динамика морфологии и химических  свойств подстилки указывают на уменьшение скорости круговорота в биогеоценозе.  Экологические шкалы Элленберга, Ландольта, Цыганова и Раменского применительно к напочвенному покрову могут служить важным инструментом при анализе динамики лесной подстилки в лесных экосистемах.

Впервые методом высокопроизводительного секвенирования гена 16S рРНК изучено соотношение крупных таксонов и родовой спектр бактерий в бактериальных сообществах ризосферной почвы под растениями верховых болот. Установлено доминирование ацидобактерий и альфа-протеобактерий при низком содержании других таксонов (< 10%). Среди обнаруженных родов бактерий преобладают представители филумов Acidobacteria и Actinobacteria, а также класса Alphaproteobacteria филума Proteobacteria. Выявлены общие роды бактерий в ризосферной почве под растениями и в поверхностных слоях верхового торфа. Представители большинства родов адаптированы к росту в кислой среде и при низких температурах, использованию сахаров, полисахаридов, ароматических соединений, органических и аминокислот. Широко представленные в бактериальных сообществах бактерии родов Cytophaga и Acidothermus способны к деструкции целлюлозы, рода Occallatibacter - хитина, рода Nocardia - гумусовых веществ и лигнина.

Обсуждаются некоторые аспекты применения имитационного моделирования поведения радионуклидов в пищевых цепях наземных экосистем. Описана модель поведения ¹³⁷Cs в системе типа почва-растительность-травоядные животные-хищники. Представлены результаты моделирования, в том числе расчет динамики дозовой нагрузки на животных. Показано, что при упрощенном, «чернобыльском», сценарии развития радиологической ситуации дозовые нагрузки на травоядных животных существенно ниже, чем на хищников. В целом у животных в первые 10 лет основной вклад в дозовую нагрузку вносит внешнее облучение, затем внешняя и внутренняя дозовые нагрузки становятся примерно равными.

В условиях закрытого грунта на культурах томатов, огурцов и перцев оценивали эффективность комплексного применения куриного компоста, кремниевого удобрения на основе диатомита и микробного препарата культуры Bacillus amyloliquefasciens. Новая технология позволяет получать прибавки урожая высокого качества всех овощных культур. Агрохимические свойства серой лесной среднесуглинистой почвы после уборки растений не ухудшались. В отличие от вариантов эксперимента с использованием традиционных минеральных удобрений, собранная продукция подпадает под определение «органической», или с улучшенными показателями качества, так называемой зеленой. Рассчитаны ресурсы сырья для создания природоподобных инновационных технологий «зеленой агрохимии». Возможно полное полезное использование органических ресурсов в системе мероприятий по «ревитализации» сельских территорий в части поддержания плодородия почв и предотвращения «декарбонизации». Это уменьшит негативное воздействие неконтролируемого оборота азот- и углеродсодержащих продуктов на компоненты природной среды.

Предлагается метод, позволяющий оценить зависимость между величинами содержания органического вещества (гумуса) и катионов кальция и магния в почвенном поглощающем комплексе и количеством микроагрегатов, определяющих структуру почвы. Метод основан на использовании статистического анализа совместных данных водных вытяжек и количества микроагрегатов в почвах (сероземы и черноземы). Предполагается, что метод позволит более полно оценить влияние и последствия орошения на структуру плодородного слоя почвы.

Изучен состав водорастворимых органических веществ (ВОВ) хвойно-лиственной, хвойной и моховой подстилок. Тип опада влияет на состав ВОВ. Сфагновая подстилка содержит меньше растворимого азота и углерода, но больше углеводов; ее ВОВ имеют самые низкие значения коэффициента экстинкции - Е₂₅₄. ВОВ хвойно-лиственной подстилки, с преобладанием опада березы, отличаются максимальным содержанием азота и небольшим количеством растворимых фенольных соединений (РФС). ВОВ подстилки из хвои сосны отличаются от остальных меньшим содержанием углеводов, максимальным количеством РФС и веществ гидрофобной фракции. Все исследованные ВОВ характеризуются высокой скоростью разложения: время полуразложения их стабильных фракций - 2-4 мес. Вещества из сосновой подстилки при рН ~ 6,5 сорбируются гор. BF иллювиально-железистого подзола, начиная с концентрации органического углерода в растворе 100 мг/л. Вещества из березово-еловой подстилки в аналогичных условиях сорбируются незначительно.

В работе представлены результаты исследования почвенного покрова высотных поясов Хибинских гор в пределах Полярно-альпийского ботанического сада-института. Почвенный покров состоит из природных преимущественно альфегумусовых почв и трансформированных в ходе строительства или создания благоприятных условий для интродуцентов. Ботанический сад находится в зоне влияния апатитонефели- новых фабрик и заводов цветной металлургии. В верхних почвенных горизонтах аккумулируется ряд элементов, в том числе тяжелые металлы и металлоиды: Ni, Си, РЬ, As, Zn, V, Sr.

В работе представлены результаты исследования почвенного покрова высотных поясов Хибинских гор в пределах Полярно-альпийского ботанического сада-института. Почвенный покров состоит из природных преимущественно альфегумусовых почв и трансформированных в ходе строительства или создания благоприятных условий для интродуцентов. Ботанический сад находится в зоне влияния апатитонефели- новых фабрик и заводов цветной металлургии. В верхних почвенных горизонтах аккумулируется ряд элементов, в том числе тяжелые металлы и металлоиды: Ni, Си, РЬ, As, Zn, V, Sr.

Проведены почвенно-зоологические исследования арборетума Никитского ботанического сада и заповедника «Мыс Мартьян» (Южный берег Крыма). В насыпных стратоземах сада и в естественных красноцветных почвах заповедника обнаружены 22 таксономические группы крупных беспозвоночных почвенных животных, чья численность составила около 1000 экз/м², а биомасса - около 25 г/м². Территория ботанического сада характеризуется большей биомассой и таксономическим разнообразием почвенной макрофауны, чем мыс Мартьян, но структура сообществ обеих территорий имеет черты сходства. Более высокие биоразнообразие и биомасса в саду объясняются повышенной влажностью почв за счет дождевания и высокой мозаичностью растительности в дендрарии. Обе территории обладают большой внутренней неоднородностью почвенного населения, что связано с вариабельностью свойств почв, которая определяется различиями в насыпных грунтах Никитского сада и линейным характером эрозионного смыва почв мыса Мартьян. Эти факторы вкупе с разнообразием растительного покрова оказывают влияние на неоднородность распределения макрофауны и обеспечивают высокое биологическое b-разнообразие территории.

В статье рассмотрены агрохимические факторы как условия культивирования лекарственных растений, позволяющие увеличить их биомассу, а также повлиять на изменение фракционного состава и концентрацию каротиноидов в Calendula officinalis L. В вегетационном эксперименте прослежено действие разных доз цинка и цинка с дополнительным внесением азота на морфологические изменения, цветение и продуктивность растений календулы сорта Кальта. Изучено поступление основных элементов и микроэлементов в надземную часть растений по вариантам с использованием химических методов. С помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) установлен качественный состав каротиноидов и их количество. На основании полученных данных определено расчетное значение накопления каротиноидов растениями за весь вегетационный период. Результаты статистически обработаны. Факторы, подобранные нами в вегетационном опыте, сформировали контрастные варианты, позволяющие определять максимально эффективную агротехнологию выращивания лекарственной культуры.

На основе изучения минералогического состава крупных фракций дерново-подзолистых почв и подзолов восточной части Костромского Заволжья подтверждена одна из версий местоположения на этой территории границы раздела отложений московского и днепровского оледенений, расширяющей площадь более благоприятных по минералогическому фону осадков московского возраста и формирующихся на них почв. Установлены признаки разрушения не устойчивых при выветривании минералов крупных фракций в подзолистом горизонте, указывающие на роль этого процесса в обеспечении минеральными элементами почв на бедных ледниковых отложениях.

Исследование минералогического состава фракций песка (0,25-0,05 мм) и крупной пыли (0,05-0,01 мм) позволило установить значительную неоднородность почвообразующих пород на территории биостанции. Преобладание рудных минералов в составе тяжелых фракций (до 42% зерен) и в меньшей степени роговой обманки и биотита объясняет ожелезнение профилей и побурение почв легкого гранулометрического состава. Эта особенность, наряду с незначительным присутствием илистой фракции, дает основание отнести почвы с не дифференцированными по элювиально-иллювиальному типу профилями к отделу железисто-метаморфических, более дифференцированные - к отделу элювиальных.

Изучен состав водных вытяжек из почв, подстилок и наземного опада в зоне гнездовий серой цапли и фоновых участков в области распространения серых лесных почв под широколиственным лесом Тульского региона. Установлено, что деятельность птиц приводит к поступлению экскрементов, формированию специфических лесных подстилок, увеличению доли крупного древесного опада в процессе строительства гнезд. Показано, что верхние горизонты почвы, подстилка и опад в условиях гнездовий характеризуются повышенным содержанием таких макроэлементов, как кальций, калий и магний, среди микроэлементов - меди, цинка и стронция, а также анионов - NO₃^-, PO₄^3- и Cl^-.

Рассмотрены свойства репрезентативных почвенных профилей альфегумусовых подзолов (Podzols), включенных в базу данных Единого государственного реестра почвенных ресурсов России. В результате обработки и анализа массива данных (53 разреза - измеренные профили) скорректированы диапазоны значений ряда параметров. Установлено, что в большинстве случаев свойства альфегумусовых подзолов имеют более широкий интервал значений по сравнению с приведенными в литературе оценочными профилями (мощность альфегумусового горизонта, содержание гумуса в гор. Е). В то же время диапазон значений содержания гумуса для иллювиального горизонта оказался у2же. Выявлена специфика альфегумусовых подзолов отдельных регионов, образованных путем объединения почвенных провинций Карты почвенно-экологического районирования. Закономерности прослеживаются в географии мощности профиля этих почв, содержания гумуса и его профильного распределения. В сибирских регионах гумус преобладает в элювиальном горизонте почв, на европейской территории страны и в Приморье - в иллювиальном.

В гидроморфных почвах важное значение имеют не только устойчивые Fe-минералы, определяемые традиционно в высушенной почве, но и неустойчивые, изменяющие цвет глея после извлечения образца из разреза и ослабляющие признаки оглеения в сухой сезон. Для их дополнительной характеристики предложены два новых показателя. Первый характеризует взаимодействие активных Fe-минералов с коллоидами и представлен индексом I , равным ЕКО/Fe_свобод, где ЕКО - емкость катионного обмена. Второй - показатель изменения красноты (Dа*) глея после высыхания, выраженный в оптической системе CIE-L*a*b*. В глее ожелезненном редуцированном (Gr), с низким значением I (~ 0,1) и сильным приростом Dа* (» 9) при высыхании, грин раст превращается в бурый лепидокрокит. Во время снижения влажности переход редуцированного глея в окисленный сопровождается приростом Dа* (» 3) и изменением состава грин раста: превращением фужерита в требурденит - Fe-эфемер с более высокой степенью окисления железа. При высыхании окисленного глея (Go) со средним значением I , равным 2-8, медленный прирост Da* объясняется ингибированием кристаллизации Fe-гидроксидов коллоидами. В глее обезжелезненном (Gdf) с высоким значением I , равным 6-27, отсутствие прироста красноты (Dа* » 0) при высыхании обусловлено, вероятно, инертностью Fe-филлосиликатов.