Статьи

Задача разработки и внедрения принципиально новых, доступных, безопасных с экологической точки зрения «природоподобных» технологий, обеспечивающих «сток» углерода или существенное снижение эмиссии парниковых газов во всех агроладшафтах, включая занятые под возделывание риса, весьма актуальна. В полевых экспериментах, проведенных в провинции Хунань (Китай), оценено влияние кремниевых удобрений на фиксацию СО2 корнями растений риса. Ее величина зависит от содержания доступного кремния в агрохимических средствах, частоты и длительности их применения, а также гранулометрического состава почвы. Полученные данные указывают на большую роль кремниевых удобрений в процессах связывания углерода и снижения выброса парниковых газов при выращивании риса. Их внесение позволяет повысить урожаи культуры на 12,1-71,2% и увеличить фиксацию СО2 корнями растений на 0,95-14,9 т/га в течение одного сезона. Возвращение углерода в почву и воспроизводство ее плодородия может быть обеспечено более интенсивным развитием корневой системы растений и увеличением массы корневых остатков после уборки урожая. Агрохимикаты, содержащие доступный для растений кремний, должны быть включены в технологии реализации 4R-СТРАТЕГИИ минерального питания сельскохозяйственных культур.

Выражение результатов валового химического анализа в форме оксидов имеет существенные недостатки: эта условная форма записи не соответствует реально присутствующим в почвах минералам и искажает представление о соотношении в ней различных элементов. Очевидно, что валовой химический состав надо выражать в форме элементов, включая кислород - элемент с максимальным кларком. При этом надо учесть поправку на потери кислорода при прокаливании почв. Изученные автоморфные почвы по величине поправок на кислород можно разделить на три группы. У подзолов Русской равнины после поправок значение содержания кислорода возрастает незначительно, валовой химический состав практически не меняется. У вертисолей юга Сибири оно повышается на 3-4%; неучет этого факта ведет к заметной ошибке в содержании калия. У оксисоли о. Норфолк, с высокой долей гиббсита, неустойчивого при прокаливании почвы, после поправок значение содержания кислорода возрастает на 7-8%, что ведет к заметной ошибке в содержании O, Al, Fe и особенно Ti. Для них поправка на кислород обязательна.

Исследован процесс минерализации органических веществ почвенных растворов, выделенных методом вакуумных лизиметров из горизонтов подзолистой почвы. Устойчивость растворенных органических веществ (РОВ) различается в зависимости от горизонта. Наибольшее количество устойчивых к биодеструкции РОВ (минерализуется < 50%) содержится в верхних органогенных горизонтах, вниз по профилю оно уменьшается. Доля минерализованного углерода обратно пропорциональна относительному содержанию в составе РОВ гидрофобной фракции и фенольных соединений. Самую низкую долю (23%) минерализуемого углерода имеют вещества из гор. ЕLhi, где максимально содержание гидрофобной фракции (44%). В ходе окислительной трансформации повышается степень ароматичности РОВ: коэффициент экстинкции (Е-280) увеличивается в 2-12 раз, доля фенольных соединений возрастает в 2-10 раз, до 5-5,5 кДа уменьшается молекулярная масса. Эти признаки интенсивнее изменяются в растворах из нижних горизонтов. Таким образом, неразлагаемый остаток этих РОВ представлен веществами, максимально устойчивыми к разложению.

Определено содержание и распределение сложных эфиров фталевой кислоты в поверхностных слоях почв Москвы. Суммарное содержание пяти фталатов (диметилфталат, диэтилфталат, диизобутилфталат, ди(н)бутилфталат, ди(2-этилгексил)фталат) в почвах города лежит в диапазоне 4,39-397,00 мг/кг при среднем значении 62,70 мг/кг и медиане 31,22 мг/кг и характеризуется логнормальным распределением. Вклад данных фталатов в их спектр в почве составляет 0,6; 0,7; 14,2; 57,9 и 26,6% соответственно. Выявлена значимая положительная корреляция между содержанием в почве исследуемых фталатов. Наибольшая сумма фталатов отмечена в почвах зоны резерва и селитебной, наименьшая - в селитебно-транспортной и парково-рекреационной.

В статье анализируются фоновые уровни содержания и распределение нефтяных углеводородов (НУВ) в почвах геохимически сопряженных ландшафтов южной части Сахалина. Рассматриваются основные типы почв, сформированные в данном регионе, и показатели, определяющие миграцию НУВ в ландшафтах. Показано, что наиболее высокий фоновый уровень содержания НУВ и глубину их проникновения в почвенную толщу имеют почвы транзитно-аккумулятивных и аккумулятивных ландшафтов. В случае аварийных разливов нефти в рассматриваемых условиях, наряду с латеральным перемещением по линии геохимического стока в аккумулятивные позиции ландшафта, значимую роль будет играть вертикальная миграция НУВ в почвенном профиле.

Оценена степень пространственного варьирования агрохимически важных свойств пахотного горизонта (рН_KCl, гидролитическая кислотность, емкость поглощения, степень насыщенности основаниями, содержание гумуса, подвижного фосфора и обменного калия). Показано, что разбиение совокупности на подсовокупности, соответствующие классификационным единицам, заметно уменьшает степень варьирования гумуса и физико-химических свойств, практически не изменяя вариабельность рН, содержания подвижного фосфора и обменного калия. Дискриминантный анализ показывает, что пахотные горизонты дерново-среднеподзолистых, серых лесных и темно-серых лесных почв удовлетворительно классифицируются при данном наборе свойств. Плохо классифицируются болотно-подзолистые и серые лесные оглеенные почвы, светло-серые лесные занимают промежуточное положение, тяготея к серым лесным.

В гор. (AО)EL подзолистой почвы в ризосфере клена остролистного ( Acer platanoides L.) и во вмещающей почве определяли содержание калия в целом и во фракциях > 5, 1-5 и < 1 мкм в вытяжках 1 М NH₄OAc, 2 M HCl и 10% HCl с кипячением. Установлено, что в ризосфере с более высоким количеством органического вещества по сравнению с вмещающей почвой обменного калия содержится достоверно больше. Исходя из существующих градаций обеспеченности этим элементом древесных культур, почва ризосферы относится к таковой с повышенной обеспеченностью, а вмещающая - к среднеобеспеченной калием. В почве ризосферы клена по сравнению с вмещающей почвой больше трудногидролизуемого калия, что можно объяснить переходом элемента в кислотную вытяжку из наиболее тонкодисперсных и плохо окристаллизованных слюд и иллитов. Предполагается, что повышенное содержание указанных минералов в ризосфере связано с интенсификацией в ней процессов иллитизации и физического дробления слюдистых и иллитовых частиц из более крупных фракций.

Обосновано совместное развитие дерново-подзолистых и светло-серых лесных почв в пределах южного склона Гороховецкого отрога северо-востока Владимирской обл. на землях, вышедших из сельскохозяйственного использования. Проанализированы особенности строения и физико-химические свойства обеих почв, обусловленные влиянием на процесс почвообразования как природных, так и антропогенных факторов.

Исследованы лесные подстилки некоторых хвойных и лиственных насаждений в пределах Ботанического сада МГУ им. М.В. Ломоносова. Установлено, что в лиственных насаждениях развиваются подстилки деструктивного типа, тогда как в хвойных - ферментативные и гумифицированные. Общие запасы подстилок колеблются в пределах от 500-800 в лиственных до 1000-5000 г/м² - в хвойных насаждениях. Мелколиственные насаждения характеризуются высокой скоростью круговорота, которая существенно снижается хвойных экосистемах. Впервые показано, что с увеличением доли листьев в подстилке возрастает общая скорость разложения наземного детрита, что подтверждает теорию «горячих точек» (hot points), предложенную в научной литературе.

Исследовано влияние личинок комаров-долгоножек (Diptera, Tipulidae) на функциональное разнообразие почвенных микробных сообществ, а также на активность процессов трансформации азота и углерода в почве. Установлено, что в результате их жизнедеятельности в почве значительно увеличивается скорость азотфиксации, денитрификации и метаногенеза, возрастают функциональное разнообразие (число потребляемых субстратов, метаболическая работа) и устойчивость микробного комплекса.

Прямым методом и методом посева обнаружены высокие концентрации бактерий на растениях Carex nigra, Eriophorum vaginatum, Drosera rotundifolia и Ledum palustre. Установлена корреляция между численностью бактерий, видами и органами исследуемых растений. Выявлено доминирование протеобактерий в филлосфере, бацилл и актиномицетов - в ризоплане и ризосферной почве. В филлосфере преобладали представители родов Pseudomonas и Erwinia. Установлены высокие показатели азотфиксирующей активности бактериальных популяций в ризосферной почве, достигающие максимума под росянкой.

Изучены действие и последействие строительства трассы магистрального трубопровода на свойства гумуса и особенности его распределения по гранулометрическим фракциям дерново-подзолистой почвы. Охарактеризованы признаки техногенной деградации гумуса и степень их выраженности по сравнению с контрольной почвой в разные периоды наблюдений во взаимосвязи со спецификой экологической ситуации.

Проведена экотоксикологическая оценка почв придорожных территорий участка Ленинградского шоссе методом лабораторного фитотестирования с использованием двух тест-культур. Исследования осуществляли по трансекте длиной 300 м, заложенной перпендикулярно к автомагистрали. Токсичность почв, определяемая по подавлению параметров роста Lepidium sativum L. (кресс-салат) и Hordeum vulgare L. (рожь), выявлена на большей части изучаемой территории и характеризуется бимодальным распределением: она максимальна на расстоянии нескольких метров от автомагистрали (опасно и умеренно токсичные почвы), резко снижается в 7 м от нее и снова постепенно нарастает к концу зоны исследования (умеренно токсичные почвы). Степень фитотоксичности дифференцируется в зависимости от варианта используемой тест-культуры: H. vulgare обладает меньшей чувствительностью к поллютантам и не выявляет токсичность на участке 7-25 м от шоссе, в то время как L. sativum обнаруживает ее на всей исследованной территории. Среди тест-параметров наиболее чувствительны к поллютантам показатели «длина корня» и «длина проростка», а «всхожесть семян» оказался не информативным.

Представлен краткий обзор методов проведения эксперимента по определению целлюлозолитической активности почв и способов подсчета результатов, а также факторов и динамики процесса в профиле, в том числе по сезонам. Даны сведения о географической изменчивости показателя. Изложенные материалы могут быть полезны в исследованиях при учете различных методических аспектов для получения сопоставимых результатов и их адекватной интерпретации.

В работе представлены результаты исследования профилей жирных кислот типичных черноземов разного вида использования. Показано, что процесс деградации органического вещества сопровождается обеднением состава жирных кислот, в то время как при его накоплении их разнообразие увеличивается. В связи с этим по составу жирных кислот в профиле можно классифицировать почвы по преобладающим процессам трансформации органического вещества. Обнаружено неравномерное распределение жирных кислот в почвенных агрегатах разных размеров в черноземах, не подвергающихся сельскохозяйственной обработке, в вовлеченных в сельскохозяйственное использование почвах эта закономерность отсутствует. В качестве биомаркеров перехода типичного чернозема в залежное состояние можно рассматривать присутствие эйкозапентаеновой кислоты, содержащейся в микроводорослях, и дигомо-гамма-линолевой, синтезируемой грибами р. Mortierella.