Sola incognita: unsolved pedogenetic challenges

Abstract

For the anniversary of the Faculty of Soil Science of Moscow State University, the author examines the issues that have remained unresolved in the field of classical genetic soil science over the past half century, and offers a list of tasks that need to be solved in the near future. It is noted that against the background of decreased interest in pedogenetic research, problems are accumulating in related fields that require a clear understanding of the genesis of soils: soil classification, digital soil mapping, paleopedology and soil assessment. One of the unsolved issues remains the estimation of the rates of soil-forming processes, without which it is difficult both to reconstruct the evolution of soils in the past and to predict the behavior of soil systems in the future. The mechanisms of textural differentiation have not been deciphered both in temperate regions and in the tropics; in many cases, soils clearly differentiated by the content of the clay fraction are adjacent to soils with a profile homogeneous in texture. The mechanisms of deep illuviation of humus are unknown in the absence of signs of spodic or natric properties. There is no clear understanding of the mechanisms of formation of compacted subsurface horizons of soils (fragipan) and horizons cemented with opal (duripan). It is proposed to create a bank of unresolved soil-genetic issues that require analysis and solution.

References

1.    Ванюшина А.Я., Травникова Л.С. Органомине- ральные взаимодействия в почвах (обзор литературы) // Почвоведение. 2003. № 4.
2.    Герасимов И.П. Элементарные почвенные про- цессы как основа для генетической диагностики почв. Генетические, географические и исторические проблемы современного почвоведения // Почвоведение. 1973. № 5.
3.    Головлева Ю.А., Аветов Н.А., Брюан А. и др. Гене- зис таежных слабодифференцированных почв Западной Сибири // Лесоведение. 2017. № 2.
4.    Горячкин С.В., Мергелов Н.С., Таргульян В.О. Гене- зис и география почв экстремальных условий: элементы теории и методические подходы // Почвоведение. 2019.
№ 1. https://doi.org/: 10.1134/S0032180X19010040
5.    Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экологические функции почвы. М., 1986.
6.    Докучаев В.В. Избранные сочинения в трех томах. М., 1948–1949. Т. 1: Русский чернозем. 1948.
7.    Дюшофур Ф. Основы почвоведения. М., 1970.
8.    Заварзина А.Г., Данченко Н.Н., Демин В.В. и др. Гуминовые вещества — гипотезы и реальность (обзор). Почвоведение. 2021. № 12. https://doi.org/: 10.31857/ S0032180X21120169

Sola incognita: нерешенные задачи генетического почвоведения


9.    Иванов И.В., Луковская Т.С. Наукометрический анализ публикаций журнала «Почвоведение» за 100 лет (1899–1998 гг.) // Почвоведение. 2003. № 1.
10.    Караваева Н.А., Таргульян В.О., Черкинский А.Е. и др. Элементарные почвообразовательные процессы. Опыт концептуального анализа, характеристика, систе- матика. М., 1992.
11.    Кириллова Н.П., Силёва Т.М., Ульянова Т.Ю. и др. Метод совпадений и его применение для построе- ния цифровой крупномасштабной почвенной карты // Почвоведение. 2014. № 10. https://doi.org/: 10.7868/ S0032180X14080073
12.    Классификация и диагностика почв России / Авторы и составители: Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева, М.И. Герасимова. Смоленск, 2004.
13.    Красильников П.В., Таргульян В.О. На пути к
«новой географии почв»: вызовы и решения (обзор) // Почвоведение. 2019. № 2. https://doi.org/: 10.1134/ S0032180X19020096
14.    Куст Г.С., Аветян С.А., Андреева О.В. Роль эво- люционных подходов В.А. Ковды в оценке особенностей генезиса почв засушливых территорий при опустынива- нии // Почвоведение. 2004. № 12.
15.    Мохначева Ю.В., Цветкова В.А. Библиометри- ческий анализ почвоведения как научного направле- ния // Почвоведение. 2020. № 6. https://doi.org/: 10.31857/ S0032180X2006009X
16.    Неуструев С.С. Генезис и география почв. М., 1977.
17.    Роде А.А. Генезис почв и современные процессы почвообразования. М., 1984.
18.    Роде А.А. (отв. ред.) Толковый словарь по по- чвоведению / Cоставители: М.М. Абрамова, Л.Н. Алек- сандрова, Я.М. Аммосова и др. М., 1975.
19.    Розанов Б.Г. Почвенный покров земного шара. М., 1977.
20.    Савин И.Ю. Перспективы развития картографи- рования и мониторинга почв на основе интерполяции точечных данных и дистанционных методов // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2022. № 2.
21.    Соколов И.А., Макеев А.О., Турсина Т.В. и др. К проблеме генезиса почв с текстурно-дифференцирован- ным профилем // Почвоведение. 1983. № 5.
22.    Соколов И.А. Теоретические проблемы генети- ческого почвоведения. Новосибирск, 1993.
23.    Соколов И.А. Тропическое почвообразование и выветривание (на примере Лаоса). М., 2004.
24.    Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Толпешта И.И. Гли- нистые минералы в почвах. М.–Тула, 2005.
25.    Таргульян В.О., Бронникова М.А. Память почв: теоретические основы концепции, современное состоя- ние и перспективы развития // Почвоведение. 2019. № 3. https://doi.org/: 10.1134/S0032180X19030110
26.    Таргульян В.О., Мергелов Н.С., Горячкин С.В. По- чвоподобные тела на Марсе // Почвоведение. 2017. № 2 https://doi.org/: 10.7868/S0032180X17020125
27.    Таргульян В.О. Почвообразование и выветрива- ние в холодных гумидных областях. М., 1971.
28.    Умарова А.Б., Архангельская Т.А., Кокорева А.А. и др. Многолетние исследования почв Больших лизиме- тров МГУ: основные итоги первых 60 лет (1961–2021 гг.) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2021. № 3.
29.    Флоринский И.В. Гипотеза Докучаева как основа цифрового почвенного картографирования (к 125-летию публикации) // Почвоведение. 2012. № 4.

30.    Щеглов А.И., Цветнова О.Б., Агапкина Г.И., Кляшторин А.Л. Использование радионуклидов аэ- ральных выпадений в исследовании их геохимической миграции в почвах (обзор) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2022. № 4.
31.    Adhikari K., Hartemink A.E. Linking soils to ecosys- tem services — A global review // Geoderma. 2016. Vol. 262. https://doi.org/: 10.1016/j.geoderma.2015.08.009
32.    Alexandrovskiy A.L. Rates of soil-forming pro- cesses in three main models of pedogenesis // Revis- ta Mexicana de Ciencias Geológicas. 2007. Vol. 24, № 2. http: //www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttex- t&pid=S1026-87742007000200014&lng=es&nrm=iso
33.    Amundson R., Ewing S., Owen J. et al. On the in situ aqueous alteration of soils on Mars // Geochimica et Cosmo- chimica Acta. 2008. Vol. 72, № 15. https://doi.org/: 10.1016/j. gca.2008.04.038
34.    Birkeland P.W. Soils and geomorphology. Oxford University Press, Oxford, UK, 1984.
35.    Bockheim J.G., Gennadiyev A.N. The role of soil-forming processes in the definition of taxa in Soil Taxono- my and the World Soil Reference Base // Geoderma. 2000. Vol. 95, № 1–2. https://doi.org/: 10.1016/S0016-7061(99)00083-X
36.    Bockheim J.G., Hartemink A.E. Soils with fragi- pans in the USA // Catena. 2013. Vol. 104. https://doi.org/: 10.1016/j.catena.2012.11.014
37.    Bouma J., Stoorvogel J., Van Alphen B.J. et al. Pe- dology, precision agriculture, and the changing paradigm of agricultural research // Soil Science Society of America Journal. 1999. Vol. 63, № 6. https://doi.org/: 10.2136/ss- saj1999.6361763x
38.    Cheng S., Bryant R., Doerr S.H., Rhodri Williams P., Wright C.J. Application of atomic force microscopy to the study of natural and model soil particles // Journal of Micros- copy. 2008. Vol. 231, № 3. https://doi.org/: 10.1111/j.1365- 2818.2008.02051.x
39.    de Souza Oliveira Filho J. A bibliometric analysis of soil research in Brazil 1989–2018 // Geoderma Regional. 2020. Vol. 23. e00345. https://doi.org/: 10.1016/j.geodrs.2020. e00345
40.    Francis M.L., Fey M.V., Ellis F. et al. Petroduric and ‘petrosepiolitic’ horizons in soils of Namaqualand // South Africa. Spanish Journal of Soil Science. 2012. Vol. 2, № 1. https://doi.org/: 10.3232/SJSS.2012.V2.N1.01
41.    Gustafsson J.P., Bhattacharya P., Bain D.C. et al. Podzolisation mechanisms and the synthesis of imogolite in northern Scandinavia // Geoderma. 1995. Vol. 66, № 3–4. https://doi.org/: 10.1016/0016-7061(95)00005-9
42.    Hudson B.D. The soil survey as paradigm‐ based science // Soil Science Society of America Jour- nal. 1992. Vol. 56, № 3. https://doi.org/: 10.2136/ss- saj1992.03615995005600030027x
43.    Huggett R. Regolith or soil? An ongoing debate // Geoderma. 2023. Vol. 432. 116387. https://doi.org/: 10.1016/j. geoderma.2023.116387
44.    IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. 4th edition. International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria, 2022.
45.    Krasilnikov P., Arnold R., Marti J.J.I., Shoba S. (eds.). A Handbook of Soil Terminology, Correlation and Classifica- tion. Earthscan, UK, 2009.
46.    Krasilnikov P.V., García-Calderón N.E., Ibáñez-Huer- ta A. et al. Soilscapes in the dynamic tropical environments:
11

П.В. Красильников

The case of Sierra Madre del Sur // Geomorphology. 2011. Vol. 135, № 3–4. https://doi.org/: 10.1016/j.geomorph.2011.02.013
47.    Krasilnikov P., García-Calderón N., Pogosyan L. Poly- genetic soils of montane cloud forest in Sierra Gorda, Mexico
// Geoderma Regional. 2016. Vol. 7, № 4. https://doi.org/: 10.1016/j.geodrs.2016.11.001
48.    Krasilnikov P. Soil priorities in Russia // Geoderma Regional. 2022. Vol. 29. e00538. https://doi.org/: 10.1016/j. geodrs.2022.e00538
49.    Li Y., Zhang N., Li R.K. et al. Soil mapping based on assessment of environmental similarity and selection of calculating samples // Catena. 2020. Vol. 188. 104379. https:// doi.org/: 10.1016/j.catena.2019.104379
50.    Lovelock J.E. Gaia: A New Look at Life on Earth. Oxford University Press: Oxford and New York, 1979.
51.    Phillips J.D. Divergence, convergence, and self-or- ganization in landscapes // Annals of the Association of American Geographers. 1999. Vol. 89, № 3. https://doi.org/: 10.1111/0004-5608.00158
52.    Pires L.F. Soil analysis using nuclear techniques: A literature review of the gamma ray attenuation method



// Soil and Tillage Research. 2018. Vol. 184. https://doi.org/: 10.1016/j.still.2018.07.015
53.    Pogosyan L., Sedov S., Pi-Puig T. et al. Pedogenesis of a Retisol with fragipan in Karelia in the context of the Holo- cene landscape evolution // Baltica. 2018. Vol. 31, № 2. https:// doi.org/: 10.5200/BALTICA.2018.31.13
54.    Simonson R.W. Outline of a generalized theory of soil genesis // Soil Science Society of America Journal. 1959. Vol. 23, № 2. https://doi.org/: 10.2136/ss- saj1959.03615995002300020021x
55.    Targulian V.O., Krasilnikov P.V. Soil system and pedogenic processes: Self-organization, time scales, and en- vironmental significance // Catena. 2007. Vol. 71, № 3. https:// doi.org/: 10.1016/j.catena.2007.03.007
56.    van Breemen N. Soils as biotic constructs favouring net primary productivity // Geoderma. 1993. Vol. 57, № 3. https://doi.org/: 10.1016/0016-7061(93)90002-3