Статьи

Статья посвящена предварительному описанию палеопочвенного профиля позднепротерозойского (вендского) возраста. Палеопочвенный профиль (fossil paleosol, FPS) обнаружен на левом берегу р. Косьвы ниже плотины Широковского водохранилища, Губахинский район Пермского края. Верхняя часть профиля, представленная генетическими горизонтами В и ВС, разбита вертикальными трещинами усыхания. В нижней части профиля, в алевролите горизонта С найдены остатки бесскелетных мягкотелых многоклеточных, включая перистые формы (петалонамы), билатеральные подвижные бентосные формы (проартикуляты), медузоиды и цианобактериальные пленки. Предложена модель распределения изученных фациальных и палеоэкологических стаций. Рассмотрена палеосукцессия, реконструированная на основе изученных разрезов. Матрикс, на котором был заложен палеопочвенный профиль, образовался в условиях прибрежного мелководья. Алевролиты матрикса, с комковатой структурой и мелкими сферическими конкрециями, испытали экспонирование в аэральных условиях, изменив структуру исходных отложений от слоистой до комковатой за счет вертикального растрескивания песчано-глинистого матрикса. Затем вновь вернулись условия мелководного морского или лагунного бассейна, во время которого в этом бассейне получила развитие биота бесскелетных организмов. После постепенного обмеления бассейна накопившиеся в нем осадки вновь оказались экспонированными на поверхности суши, возможно, в зоне захлеста волн или рядом с литоралью. Близость воды позволила развиться почвенному бактериально-водорослевому сообществу, а действие атмосферы вместе с инсоляцией привело к растрескиванию верхней поверхности формирующегося почвенного микропрофиля FPS-Sh1.

Палеопедологические исследования проведены на территории Костёнковско-Борщёвского района. Верхнепалеолитическая стоянка Костёнки-12 является опорным разрезом для региональных исследований палеопедологии, палеоэкологии, геологических и культурных последовательностей. Костёнки-12 содержит полную серию культурных слоев, относящихся к первой части МИС 3 в диапазоне 53 000–42 000 BP. Настоящее исследование является продолжением ранее проведенных работ по стоянке Костёнки-1, расположенной на противоположной стороне балки «Покровский лог». В раскопе 2004 г. на Костёнках-12 выделено 16 литологических слоев, отличающихся строением, составом и свойствами. Вещественный состав осадков представлен элювием мела, слагающим борта балки, и лессовидными суглинками водораздела. Отложения с различным соотношением мела и суглинка образовались в водную и аэральную фазу осадкообразования. В раскопе, глубиной около 5 м, обнаружены три погребенных почвы. Палеопочвы являются индикатором перерывов в осадкообразовании. В раскопе выделены четыре почвенно-седиментационных комплекса. Дано описание процессов и хронологической последовательности их формирования. Возраст нижней палеопочвы – около 50 000 BP. К палеопочвам приурочены культурные слои. Проведенные исследования открывают новые стороны в изучении погребенных почв овражно-балочных седиментационных комплексов.

В данной работе изучено влияние комплексных удобрений пролонгированного действия (Ruscote, Osmocote) и биостимулятора Лигногумат АМ (ЛГ) на содержание фенольных соединений в листьях и ягодах черной смородины в трехгодичном мелкоделяночном опыте. Максимальное содержание фенольных соединений в листьях наблюдалось в первый год вегетации, достигая 34,4 мг-экв галловой кислотыг‒1 сырого веса в контроле, однако к третьему году этот показатель снизился в 2,2 раза до 17,2 мг-экв галловой кислотыг‒1 сырого веса. Вариант с комбинацией традиционных удобрений и фолиарной обработки также демонстрировал уменьшение содержания фенольных соединений в листьях — с 25,5 до 14,2 мг-экв галловой кислотыг‒1 сырого веса (в 1,8 раза). Содержание фенольных соединений в ягодах, напротив, увеличивалось. Наибольшее значение — 12,8 мг-экв галловой кислотыг‒1 сырого веса, что эквивалентно 1280 мг на 100 г сырого веса сырья, – зафиксировано в варианте с традиционными удобрениями на второй год вегетации. В варианте Ruscote наблюдалось трехкратное увеличение уровня фенолов — с 3,2 до 9,6 мг-экв галловой кислотыг‒1. Это свидетельствует о перераспределении фенольных соединений из листьев в ягоды под влиянием удобрений и изменения условий вегетации. Содержание фенольных соединений в ягодах черной смородины в вариантах без обработки ЛГ превышает известные значения (627,9–643 мг-экв галловой кислоты на 100 г сырого веса), что подтверждает антистрессовое воздействие биостимулятора на растение. Различия в эффективности удобрений Ruscote и Osmocote связаны с их разной скоростью высвобождения питательных веществ. В течение первых 20 суток из капсул Ruscote высвобождается 99,9% азота, 49,9% фосфора и 15,9% калия, тогда как Osmocote демонстрирует более сбалансированное высвобождение (70% азота, 30% калия и 11% фосфора). Анализ удобрений показал, что Osmocote и Ruscote содержат крайне низкие концентрации фенольных соединений (0,2 мг-экв галловой кислотыг‒1), что исключает возможность их значимого поступления в растения. В то же время раствор ЛГ содержал 14,7–16,1 мг-экв галловой кислотыг‒1 сырого веса фенольных соединений, подтверждая его потенциальную роль как источника биологически активных соединений.

В статье рассматриваются особенности распределения одного из основных радионуклидов чернобыльского выброса — 137Cs — в древесине ствола сосны обыкновенной в зависимости от класса возраста. Показано, что в отдаленный период после выпадений (более 30 лет) распределение 137Cs в древостое соснового биогеоценоза на территории Брянского Полесья РФ, наиболее сильно пострадавшей от аварии на Чернобыльской АЭС, при плотностях загрязнения 2183 кБкм–2, превышающих показатель, установленный Законом РФ «О социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС» и относящий территории к категории радиоактивно загрязненных (37 кБк·м–2), минимальный показатель (0,23 кБккг–1) и средняя величина (2,42 кБккг–1) удельной активности 137Cs в древесине не превышают нормативов для изделий из дерева различного назначения, за исключением такового для древесины, идущей на строительство жилых помещений. Полученные оригинальные данные свидетельствуют, что в распределении 137Cs как по высоте ствола от вершины дерева к комлю, так и по средним показателям загрязненности древесины в целом отчетливо прослеживается тренд снижения удельной активности радионуклида в зависимости от возраста древостоя. В связи с этим для наиболее адекватной оценки возможного загрязнения древесины и соответствия выявленных уровней удельной активности радионуклидов нормативным показателям, в частности в контексте строительного использования, отбор проб этого компонента следует проводить применительно к возрастным группам с шагом в 10 лет.

Изучены основные типы почв северо-восточной части о. Сахалин в условиях нефтяного загрязнения (1 год и 10 лет), а также их фоновые аналоги. Выявлены закономерности трансформации углеводородов в нефтезагрязненных почвах, показана возможность запуска процессов самоочищения по результатам оценки состава нефтепродуктов. Анализ н-алканов как маркеров биодеградации нефтепродуктов показал изменение их уровня содержания и состава в зависимости от степени и возраста загрязнения ими почв, а также сорбционной способности почв. Показано, что в течение первого года запускаются механизмы самоочищения почв, приводящие к изменению состава н-алканов: легкие фракции улетучивались, алканы С16–С23 подвергаются биодеструкции. В условиях 1-летнего нефтяного загрязнения почв состав нефтяных углеводородов претерпевает значительные изменения, выражающиеся в возрастании доли н-алканов (ΣС20–25) микробиологического генезиса. Установлено увеличение содержания высокомолекулярных гомологов ΣС26–С34 по сравнению с исходным состоянием нефтезагрязненных почв и составом нефти. Результаты расчетов коэффициентов CPI, Ki и Kw демонстрируют преобразование состава н-алканов и в целом трансформации НП во времени. Величину суммы нечетных н-алканов С27, С29, С31 целесообразно применять как диагностический показатель при выборе фоновых почв на территории месторождений углеводородного сырья.

На примере органогенных образцов торфяных почв двух таежных подзон изучены методические особенности определения базального дыхания (БД). Установлено, что величины БД, рассчитанные в начальный момент инкубирования (30 минут), значительно превышают «классический» вариант (24 часа) и постепенно уменьшаются со временем, что наблюдается на примере всех типов образцов. Выявлена зависимость БД от массы образца и от соотношения объема образца и объема флакона — значения тем выше, чем больше объем флакона для инкубирования и чем меньше навеска. Концентрации СО2 при этом не оказывают влияния на динамику БД: как при околонулевых, так и при относительно высоких (4400 ppm) стартовых значениях содержания СО2 в системе результаты характеризуются сходными трендами. При оценке биологической активности почв методом БД критически важно соблюдать одинаковый временной интервал инкубирования, одинаковые соотношения объемов образца и газовой фазы, что обусловлено значительным вкладом физических процессов в динамику накопления СО2 в инкубационных флаконах. Стандартный вариант определения БД в течение 24-часового инкубирования показал результаты, минимально отличающиеся в зависимости от методических аспектов, и, вероятно, наиболее предпочтителен в данном типе экспериментов. Ключевые слова: торф, скорость минерализации, Histosol, дыхание почв, биологическая активность почв, углеродный баланс.

Целью исследований явилась разработка комплекса мер по борьбе с борщевиком Сосновского (Heracleum sosnowskyi Manden) на основе анализа специальной литературы и первых результатов полевого эксперимента, заложенного на территории Учебно-опытного почвенно-экологического центра (УО ПЭЦ) МГУ имени М.В. Ломоносова «Чашниково» (Московская область, городской округ Солнечногорск). Представлен исторический обзор изучения борщевика Сосновского, основания для его применения в сельскохозяйственном производстве, а также последствия масштабного распространения этого растения как инвазивного вида в различных биоклиматических зонах современной России. Используя исторический метод исследования, авторы выдвигают гипотезу о причинах инвазивной распространенности борщевика Сосновского на территории нашей страны. Представлен краткий анализ различных мер по борьбе с Heracleum sosnowsky и дана их экологическая оценка. В статье приводится анализ данных засоренности опытных делянок, изучены почвенные и климатические показатели, осуществлена экономическая оценка различных мер по борьбе с борщевиком Сосновского в ходе полевого эксперимента в УО ПЭЦ «Чашниково».

В статье рассмотрены элементы интродукции расторопши пятнистой (Silybum marianum (L.) Gaertn) в зоне дерново-подзолистых почв Московской области. Представлены результаты исследований по степени эффективности использования комплексного органо-минерального удобрения Идеал и некорневой подкормки препаратом Эпин-Экстра при выращивании расторопши пятнистой. Проведение некорневой подкормки препаратом Эпин-Экстра (24-эпибрассинолида) обусловило наибольшую урожайность семян расторопши пятнистой (среднее за два года 1,18 тга–1) благодаря улучшению показателей структуры урожая с лучшими их биохимическими показателями. Показано, что исследованные препараты Идеал и Эпин-Экстра улучшили структуру урожая: увеличили количество корзинок на одно растение, количество семян, массу семян с корзинки, массу семян с растения. Они оказали положительное влияние на формирование урожайности семян расторопши пятнистой. Отмечено, что двукратное применение органоминерального препарата Идеал и стероидного фитогормона (препарат Эпин-Экстра) приводит к стабилизации клеточных мембран и, как следствие, к оптимальному физиологическому состоянию целостного растения. Оптимальным можно считать двукратное применение для листовой обработки препарата Эпин-Экстра, так как он в большей мере по сравнению с органо-минеральным препаратом Идеал способствует стабилизации клеточных мембран, уменьшает потерю электролитов, ионов калия и натрия и в конечном счете повышает урожайность семян данной культуры. При изучении динамики таксономической структуры бактериальных комплексов обнаружено, что среди эпифитных бактерий 60% представлены пигментными формами. Установлено, что в филлосфере и ризосфере расторопши наблюдаются существенные перестройки в эколого-трофической структуре бактериального комплекса. Они связаны с заменой эккрисотрофных протеобактерий в период цветения растений бактериями гидролитического комплекса в период созревания семян. Выявлено, что на цветках и семенах расторопши пятнистой доминантами были протеобактерии, их доля составляет 50–70%. Установлено, что на листьях и корнях расторопши значительно выше доля родококков.

В работе представлены результаты группировки земель территории Учебно-опытного почвенно-экологического центра МГУ имени М.В. Ломоносова «Чашниково» по степени проявления эрозии и потребности в противоэрозионных мероприятиях. В работе использован экспресс-метод картографирования исследуемой территории с использованием топографической основы, почвенной карты и плана внутрихозяйственного землеустройства масштаба 1:5 000. Группировка земель территории проводилась с учетом степени смытости почвы и крутизны склонов для территорий полевых севооборотов № 1 и № 2. Установлено, что на территории севооборота № 1 (общая площадь 75,6 га) преобладают земли второй (46,3%) и третьей (38,1%) категорий эрозионной опасности. Анализ распределения земель полевого севооборота № 2 (площадь 67,2 га) показал, что категории земель распределились следующим образом: первая — 37,5%, вторая — 26,5% и третья — 29,3%. Даны основные рекомендации рационального использования территорий севооборотов с учетом применения противоэрозионных мероприятий на землях четырех категорий. На территориях, приуроченных к первой категории земель класса «А», не требуется специальных противоэрозионных мероприятий. На землях второй категории необходимы профилактические мероприятия, направленные на снижение поверхностного стока и смыва почвы (проведение основных и вспомогательных обработок почвы поперек склона или близких к горизонталям). На землях третьей категории необходимо проведение комплекса противоэрозионных мероприятий, направленных на сокращение поверхностного стока и смыва почвы: контурной вспашки, почвоуглубления, формирования искусственного микрорельефа. На землях четвертой категории эрозионной опасности требуется введение почвозащитного севооборота, в котором исключаются пропашные культуры. Увеличивается доля многолетних трав (2/3 площади) и зерновых культур (1/3 площади). На землях третьей и четвертой категорий необходимо внесение повышенных доз удобрений. Дозы увеличиваются для земель третьей категории на 15%, четвертой — на 30% по сравнению с дозами для второй категории.

Данная работа направлена на исследование эрозионных потерь тяжелых металлов и иных элементов, а также их перераспределение в крупных структурных почвенных отдельностях. В качестве объекта был выбран эрозионно-опасный склон в зоне дерново-подзолистых почв (УО ПЭЦ «Чашниково»). В отобранных образцах было определено валовое содержание основных микро- и макроэлементов почвы с помощью рентгенфлоуресцентного анализа. Был отмечен вынос Zn, Sr, Fe и Rb из почвы подножия склона; кроме того, эти элементы преимущественно аккумулировались в агрегатах 5–2 мм диаметром. В свою очередь, Zr, Nb, Ti, Cr, Al также активно вымываются у подножия склона, примерно одинаково распределяясь между всеми группами агрегатов. Также существуют элементы, для которых влияние исследуемых факторов (расположение относительно склона и размер агрегатов) не было отмечено: Cu, Ni, Ga, As. Уникальное поведение было зафиксировано для марганца, это единственный элемент, для которого достоверно зафиксировано увеличение содержания у подножия склона, причем в маленьких агрегатах менее 2 мм диаметром (p-value <0,05), наиболее подверженных эрозионному смыву. По результатам дисперсионного и корреляционного анализов мы можем предположить, что на распределение цинка, стронция, хрома и марганца оказывали влияние эрозионные процессы, а на распределение остальных элементов в большей степени влияют факторы материнской породы, техногенного воздействия и/или подзолистый процесс.

Для экономической оценки ущерба/вреда от загрязнения, деградации и захламления земель необходим значительный объем почвенно-экологических исследований. Этот объем можно снижать за счет применения экспресс-методов оценки экологического состояния почв. К числу таких методов относится определение объемной магнитной восприимчивости (МВ) почв, которая характеризует степень техногенной нагрузки на территорию — так называемый уровень техногенного загрязнения земель. Для территории УО ПЭЦ МГУ имени М.В. Ломоносова «Чашниково» зоной с наибольшим показателем МВ почв и величиной ущерба от «техногенного» загрязнения является «придорожная полоса» — территория, непосредственно прилегающая к Ленинградскому шоссе. В зоне «кювет» величины МВ почв и ущерба уменьшаются по сравнению с «придорожной полосой», но все же имеют существенные значения. В зоне «лесополоса» значения показателей МВ почв снижаются в разы по сравнению с «дорожной полосой» и «кюветом», а величина ущерба от техногенного загрязнения здесь равна нулю, так же как и для зоны «пашня/залежь». Полученная максимальная величина ущерба от техногенного загрязнения в «придорожной полосе» — 17,37 руб.м–2 (при кадастровой стоимости 6,03 руб.м–2) — дает ориентировочное представление о вреде, нанесенном землям техногенной нагрузкой.

В работе изучается профильное распределение комплекса загрязняющих веществ (ЗВ) в придорожных почвах. Исследование проводилось в Московской области на территории Учебно-опытного почвенно-экологического центра МГУ. Отбор проб почв осуществлялся по трансекте перпендикулярно Ленинградскому шоссе на расстоянии 2 м (обочина дороги), 7 м (в понижении рельефа перед лесополосой), 50 м (поле за лесополосой) и 175 м (центральная часть поля) от дорожного полотна на глубинах 0‒5 см, 15‒20 см, 30‒35 см, 45‒50 см. Зона 2‒7 м была представлена техногенными почвами, а 50‒175 м — дерново-подзолистыми почвами сельскохозяйственного назначения. Определялось содержание тяжелых металлов (ТМ), полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), нефтепродуктов (НП), а также хлоридов (Cl‒) как ключевых компонентов противогололедных реагентов (ПГР). Проводился анализ гранулометрического состава, содержания органического углерода, рН и электропроводности почв. Установлено, что распределение различных ЗВ в почвенном профиле не было одинаковым и зависело одновременно от свойств почв, природы поллютанта и дизайна территории. Зона 2–7 м характеризовалась интенсивным загрязнением всеми поллютантами. Для ПАУ выявлен убывающий либо бимодальный характер вертикального распределения (сверху вниз); для ТМ — убывающий по Сu и Zn, а по Ni и Pb, напротив, увеличение содержания наблюдалось в нижних слоях либо было равномерно по профилю; НП характеризовались убывающим распределением, Cl– — убывающим либо бимодальным. Среди свойств почв основными факторами дифференциации распределения ЗВ в профиле были содержание органического углерода и гранулометрический состав. Превышение предельно допустимых концентраций установлено по подвижным формам Сu и Zn, содержанию НП и ПАУ. В зоне 50–175 м динамика загрязнения почвенного профиля выглядела иначе. Концентрации всех ЗВ постепенно снижались с глубиной и менялись на уровне фоновых значений. Загрязнение выявлено только в поверхностном слое почв по ПАУ, концентрации которых незначительно (до двух раз) превышали значения регионального фона. Исследование показало, что нельзя недооценивать важность изучения профильного загрязнения почв вблизи автодорог. Содержание некоторых ЗВ (Ni и Pb, ПАУ и Cl‒) может иметь сложное распределение с увеличением глубины и даже демонстрировать рост концентраций в нижних слоях почв. Также показано, что важную роль в распределении поллютантов сыграл дизайн придорожной территории. Искусственно созданное понижение в нескольких метрах от Ленинградского шоссе способно перехватывать сток поллютантов с дорожного полотна, предотвращая их миграцию на расположенные выше по рельефу сельскохозяйственные территории, а наличие живой изгороди в виде лесозащитной полосы снижало миграцию поллютантов, переносимых воздушным путем. Интенсивная седиментация ПАУ перед лесополосой привела к снижению концентрации данного ЗВ в почвах за ней почти в 20 раз. Такой дизайн территории может быть эффективным решением для защиты сельскохозяйственных полей, прилегающих к автодорогам. Однако важно отметить необходимость ремедиационных мероприятий для снижения экстремально высоких уровней поллютантов в непосредственной близости у дороги, поскольку поверхностная пыль может выступать в качестве вторичного источника загрязнения почв вблизи дорог, а также воздействовать на пешеходов и водителей.