The Journal of Soils and Environment / Почвы и окружающая среда
Not a member yet
19035 research outputs found
Sort by
Почвенно-экологическая оценка разновозрастных залежей юго-востока Западной Сибири
Full text linkThe aim of the study. Assessment of the current state of agrophysical properties of soils, their soil-ecological status by calculating the soil-ecological index (SEI), as well as the study of vegetation cover of different-age abandoned lands in the forest-steppe zone of West Siberia within the Novosibirsk region.
Location and time of the study. Novosibirsk Region, 2017–2022.
Methods. Soils of the Predsalair drained plain (right-bank part of the Novosibirsk region) were studied. Twelve soil sections were studied on leached and podzolized chernozems, as well as on dark gray forest soils. Some of the studied soils had different degrees of washout prior to abandonment. The abandoned lands were young (2–4 years), middle (5–15 years) and old (more than 15 years). The age of these lands, i.e. the duration of their spontaneous self-revegetation, was determined based on satellite imagery data, information from local authorities and the methodology developed by the Institute of Soil Science and Agrochemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. The study of vegetation cover was carried out according to standard methods. Soil samples were collected as a solid column; humus content, acidity, mobile forms of phosphorus and potassium, granulometric composition were determined. Samples were also taken to determine soil density (volumetric mass). For soil-ecological assessment the methodology of soil-ecological index (SEI) calculation was used. The methodology for SEI calculating combines soil fertility, climatic and geomorphologic soil factors. The SEI was calculated according to the methodology developed at the В.V. Dokuchaev Soil Institute by I.I. Karmanov. The following soil properties were also measured: granulometric composition by the sieve-pipette method, organic carbon (humus) by potassium dichromate digestion and pH by potentiometric method.
Results. The article presents the agrophysical properties of soils, their soil-ecological assessment (SEI) and describes the vegetation cover of different-aged abandoned and revegetating lands in the forest-steppe zone of West Siberia within the Novosibirsk region. The vegetation revealed a smooth change in the species composition of plants, including a decrease in the proportion of annual and biennial species. The total aboveground production increased during the first 5–7 years of revegetation, afterwards reaching a plateau depending on the type of the formed community and conditions. Low values of SEI (38–41) were obtained for young and middle-aged abandoned lands in comparison with the virgin land (63), being caused by the lower content of nutrient elements and humus. In the long-term abandoned lands soils, that were not washed away, had an average SEI value of 55, while soils of old fallow lands previously washed away had an average 45.
Conclusions. Based on the soil ecological condition in the studied abandoned lands, it can be concluded that the return of young and middle-aged lands to agricultural turnover makes sense as pastures and hayfields. Their use as arable land is inexpedient, mostly because of different degrees of washout due to their location on slopes of different length and steepness, as well as insufficient restoration of their properties. The old abandoned lands (in case of the absence of soil erosion) may well be returned to agricultural use, including as arable land.Цель исследования. Определить текущее состояние агрофизических и физико-химических свойств почв разновозрастных залежей лесостепной зоны юго-востока Западной Сибири, провести их почвенно-экологическую оценку и изучить растительный покров.
Место и время проведения. В течение нескольких полевых сезонов (с 2017 по 2022 гг.) проводили исследования почвенно-растительного покрова разновозрастных залежей Предсалаирской дренированной равнины (правобережная часть Новосибирской области).
Методы. Исследованы 12 почвенных разрезов на чернозёмах выщелоченных и оподзоленных, темно-серых лесных почвах. Часть почв имела различную степень смытости накануне перехода земельного участка из пашни в залежное состояние. Залежи классифицированы по возрасту на молодые (2–4 года), средние (5–15 лет) и старые (более 15 лет). Возраст залежей определяли, опираясь на данные космических снимков, информацию от местных органов власти и методологию, предложенную сотрудниками ИПА СО РАН. Отбор почвенных образцов проводили сплошной колонкой и определяли в них кислотность, гранулометрический состав, содержание гумуса, подвижных форм фосфора и калия. Отдельно провели отбор образцов для определения плотности почвы (объёмной массы). Для проведения почвенно-экологической оценки использовали методику расчёта почвенно-экологического индекса (ПЭИ), разработанную в Почвенном институте им. В.В. Докучаева.
Основные результаты. Для молодых и средневозрастных залежей получены низкие значения ПЭИ (38–41) по сравнению с целиной (63), что обусловлено пониженным содержанием гумуса и питательных элементов. Почвы старых залежей, не подвергавшиеся смыву, имеют среднее значение ПЭИ (55), в то время как почвы старых залежей, ранее смытые, имеют среднее значение ПЭИ (45). Почвенно-экологическая оценка разновозрастных залежей позволила зафиксировать общий тренд в сторону восстановления исходных агрофизических и физико-химических свойств почв. При этом значения ПЭИ молодых и средневозрастных залежей далеко не всегда заметно различимы, в то время как ПЭИ старых залежей явно демонстрирует восстановление их почвенных свойств, но только в тех случаях, если отсутствуют признаки эродированности. Растительный покров разновозрастных залежей характеризовался плавным изменением видового состава, в том числе, уменьшением доли одно- и двулетних видов. Увеличение общей надземной продукции происходило в первые 5–7 лет, после чего ее значения вышли на плато в зависимости от типа формируемого сообщества и условий.
Заключение. Учитывая состояние почв разновозрастных залежей, можно сделать вывод, что возвращение в сельскохозяйственный оборот молодых и средневозрастных залежей имеет смысл в качестве пастбищ и сенокосов. Использование их в качестве пашни нецелесообразно, в основном по причине разной степени смытости, из-за их расположения на склонах разной протяжённости и крутизны, а также недостаточного восстановления их свойств. Почвы старых залежей (в случае отсутствия признаков эродированности) вполне могут быть снова использованы в сельском хозяйстве, в том числе в качестве пашни
Вехи истории лаборатории рекультивации почв ИПА СО РАН
Full text link The Soil Reclamation Laboratory was organized in 1968, the year of the foundation of the Institute of Soil Science and Agrochemistry (ISSA) of the Siberian Branch of the USSR Academy of Sciences. Over its 55-year history, the laboratory has been one of the few IPA departments that has not changed its name and main research directions. Times have been changing, attitudes towards science and reclamation have been also changing, as well as the heads of the laboratory, but its traditions have been preserved. Based on the analysis of the laboratory’s publications, three stages of soil research in technogenic landscapes can be distinguished. At the first stage, information is accumulated about the properties of man-made substrates, their fertility potential and conditions of technogenic soil formation. The second stage is marked by the generalization and genetic interpretation of the accumulated material, which result in the classification of soils of such man-made landscapes. It is noteworthy that the classification developed in the laboratory correlates well with other classification systems (Classification and diagnostics of soils of Russian (2004), Field guide for Russian soil (2008), Keys to Soil Taxonomy (2014), IUSS Working Group WRB (2022)). The third stage is characterized by the expansion of the geography of field research, interpolation and correction of ideas about the soil properties and regimes in the man-made landscapes.
Currently, the team of researchers of the soil reclamation laboratory continues to study man-made landscapes located in various regions of the Russian Federation, actively using the experience and achievements of the founders of the laboratory. The main attention is paid to the assessment of the soil-ecological status and prospects for further use of disturbed territories on the basis of soil-genetic and soil-geographical studies. Thus, the soil reclamation laboratory continues to work on fundamental problems related to primary soil formation and restoration of soil functions in disturbed areas, as well as to carry out scientific and practical work related to solving reclamation problems at specific man-made sites.Лаборатория рекультивации почв была организована в 1968 году, в год основания Института почвоведения и агрохимии (ИПА) СО АН СССР. За свою 55-летнюю историю лаборатория является одним из немногих подразделений ИПА, которое не меняло свое название и основные направления исследований. Менялись времена, менялось отношение к науке и рекультивации, менялись заведующие лаборатории, но сохранялись её традиции. На основе анализа трудов сотрудников лаборатории рекультивации почв можно выделить три этапа развития исследований почв техногенных ландшафтов. На первом этапе происходит аккумуляция информации о свойствах техногенных субстратов, потенциале их плодородия и специфике условий техногенного почвообразования. Второй этап знаменуется обобщением и генетической интерпретацией накопленного материала, результатом которой является появление классификации почв техногенных ландшафтов. Отмечено, что разработанная в лаборатории классификация хорошо коррелирует с другими классификационными системами (Классификация и диагностика почв России (2004), Полевой определитель почв (2008), Keys to Soil Taxonomy (2014), IUSS Working Group WRB (2022)). Для третьего этапа характерно расширение географии работ сотрудников, интерполяция и корректировка представлений о свойствах и режимах почв техногенных ландшафтов.
В настоящее время коллектив лаборатории рекультивации почв ИПА СО РАН продолжает исследование техногенных ландшафтов, расположенных в различных регионах Российской Федерации, активно используя опыт и наработки основателей лаборатории. Первоочередное внимание уделяется оценке почвенно-экологического состояния и перспектив дальнейшего использования нарушенных территорий на основе почвенно-генетических и почвенно-географических исследований. Лаборатория рекультивации почв решает фундаментальные проблемы, связанные с исследованием процессов первичного почвообразования и восстановления почвенных функций на нарушенных территориях, а также успешно выполняет научно-практические работы по решению задач рекультивации на конкретных техногенных объектах.
Микроэлементы в компонентах агроландшафтов Алтайского края
Full text linkThe aim of the study was to assess ecological, biogeochemical and sanitary-hygienic aspects of arable soils of the Altai region and spring wheat grain produced there.
Location and time of the study. The representative study sites of arable land were located in various agroecological zones of the Altai region: Kulundinskaya (dry steppe on chestnut soils of the Kulunda lowland), Rubtsovskoye (arid steppe on chernozems of the southern Priobskoye plateau), Zarinskaya (deciduous forests and steppe meadows on leached chernozems of the Bie-Chumyshskaya elevated plain and podzolized chernozems and dark gray forest soils of the Salair Foothills), Piedmont (meadow steppe on the chernozems of the Prealtai Plain), Priobskaya (split steppe on ordinary chernozems of the Priobsky plateau), Aleiskaya (moderately arid steppe on ordinary chernozems of the Priobsky plateau), Biyskaya (forest steppe on leached and gray forest soils of the Bie-Chumysh Upland). The research was carried out in 2018.
Methods. The content of trace elements in soils and wheat grain was determined by atomic emission and atomic absorption spectrometry according to PND F 14.1:2:4. 139; 140-98; НСАМ №450С; РД 52.24.479-95.
Results. It was found that in the arable soils of the Altai region the elements, necessary for plants, animals, and humans, were contained in optimal quantities (average content of Mn 714, Zn 65, Cu 25.7, Co 12.3 mg/kg), maintaining the normal functioning of living organisms. Most toxic elements were found at the levels, comparable with average concentrations in soils of the world and with the data for uncontaminated soils in West Siberia, not exceeding the maximal permissible concentrations. The average concentrations of Cd, Pb, As and Hg in the studied soils were 0.089, 13.6, 5.0, 0.037 mg/kg, respectively. No biogeochemical province had been identified for any of the elements. The studied soils have a fairly high buffering capacity for heavy metals. The chemical elements’ content in the spring wheat grain, the main crop in the region, was close to the corresponding world data for grain. The amount of regulated substances (lead, cadmium, mercury, arsenic) meets domestic standards and the requirements of the Technical Regulations of the Customs Union "On Grain Safety".
Conclusions. The arable soils of the Altai region are not contaminated with heavy metals. Trace elements such as manganese, zinc, copper, cobalt are contained in soils in optimal quantities for living organisms. However, using the grain as monofeed can result in Co deficiency in animals. The content of chemical elements is soils resulted from the initial content of elements in soil-forming parent rocks. The degree of heavy metals’ buffering by the studied arable soils, depending of the metal, ranged from medium to high.Цель исследования. Эколого-биогеохимическая и санитарно-гигиеническая оценка пахотных почв Алтайского края и произведенного на них зерна яровой пшеницы.
Место и время проведения. Репрезентативные участки пашни расположены в различных агроэкологических зонах Алтайского края: Кулундинской – сухая степь на каштановых почвах Кулундинской низменности; Рубцовской – засушливая степь на чернозёмах южных Приобского плато; Заринской – лиственные леса и остепнённые луга на чернозёмах выщелоченных Бие-Чумышской возвышенной равнины и на чернозёмах оподзоленных и тёмно-серых лесных почвах Предгорий Салаира; Предгорной – луговая степь на чернозёмах Предалтайской равнин; Приобской – колочная степь на чернозёмах обыкновенных Приобского плато; Алейской – умеренно засушливая степь на чернозёмах обыкновенных Приобского плато; Бийской – лесостепь на чернозёмах выщелоченных и серых лесных почвах Бие-Чумышской возвышенной равнины. Исследования проведены в 2018 г.
Методы. Содержание микроэлементов в почвах и зерне пшеницы определено методом атомно-эмиссионной и атомно-абсорбционной спектрометрии согласно ПНД Ф 14.1:2:4. 139; 140-98; НСАМ №450С; РД 52.24.479-95.
Основные результаты. Установлено, что необходимые для растений, животных, человека элементы в пахотных почвах Алтайского края содержатся в оптимальных количествах (среднее содержание Mn составило 714, Zn – 65, Cu – 25,7, Co – 12,3 мг/кг), при которых живые организмы функционируют нормально. Концентрации большинства токсичных элементов находятся на уровне средних содержаний в почвах мира, данных для незагрязненных почв Западной Сибири и не превышают ПДК (ОДК). Средняя концентрация Cd в исследованных почвах составила 0,089, Pb – 13,6, As – 5,0, Hg – 0,037 мг/кг. Биогеохимической провинции ни по одному из элементов не выделено. Почвы обладают довольно высокой буферной способностью по отношению к тяжелым металлам. Содержание элементов в зерне яровой пшеницы – основной возделываемой в Алтайском крае культуры – соответствует мировым данным для зерна. Количество нормируемых элементов (свинца, кадмия, ртути, мышьяка) отвечает отечественным нормам и требованиям Технического регламента Таможенного союза «О безопасности зерна».
Заключение. Пахотные почвы Алтайского края не загрязнены тяжелыми металлами. Микроэлементы (марганец, цинк, медь, кобальт) в изученных почвах содержатся в оптимальных для живых организмов количествах. Однако при использовании полученного на них зерна в качестве монокорма возможен дефицит кобальта у животных. Уровень содержания химических элементов обусловлен исходным содержанием элементов в почвообразующих породах. Степень буферирования тяжелых металлов в изученных пахотных почвах в зависимости от элемента варьировала от средней до высокой
Вопросы валидации результатов при наземно-бортовом спектральном определении влажности почвы
Full text linkContact point field measurements of soil moisture are characterized by low productivity. High efficiency of determining and monitoring soil moisture can be achieved remote sensing. The known microwave methods for remote determination of soil moisture have low spatial resolution, are expensive and hence unsuitable for the use in agriculture. For estimating soil moisture content, the article proposes the ground-based on-board complex, which includes an on-board passive meter of the optical signal reflected from the soil and a ground contact meter. Operation of the latter can be performed either by an automatic measuring network or by an operator conducting contact measurements. The authors formulated and solved the problem related to assessing the accuracy of validation of the on-board measurement of soil moisture content. As an on-board meter, a passive radiation spectroradiometer of the soil illuminated by the Sun is used, and as a ground meter, a contact meter is used for estimating soil moisture at different spatial increments. The accuracy indicators of ground measurements and their relationship with the estimated values were analyzed. Comparison of the results obtained by the ground and on-board measurements allowed to determine the relationship between the moisture content measured from the board and the error of ground measurements as a validation error.Контактные точечные полевые измерения почвенной влажности отличаются невысокой производительностью; их реальной альтернативой, обеспечивающей высокую эффективность мониторинга, являются дистанционные методы определения. Известные микроволновые методы дистанционного определения влажности почвы имеют низкое пространственное разрешение, являются дорогостоящими и непригодными для использования в целях сельского хозяйства. В статье для определения влажности почвы предлагается наземно-бортовой комплекс, включающий в себя бортовой пассивный измеритель отраженного от почвы оптического сигнала и наземный контактный измеритель, функцию которого может выполнять либо автоматическая измерительная сеть, либо оператор, проводящий контактные измерения. Авторами сформулирована и решена задача оценки точности валидации результатов бортового измерения влажности почвы в системе наземно-бортовых измерений. В качестве бортового измерителя используется спектрорадиометр пассивного излучения почвы, освещенной Солнцем, а в качестве наземного – контактный измеритель, с помощью которого оценивается влажность почвы при разных пространственных шагах. Проанализированы валидационные показатели наземных измерений и их взаимосвязь с величиной влажности почвы. Сопоставление результатов наземных и бортовых измерений позволило определить взаимосвязь между влажностью почвы, измеренной с борта, и погрешностью наземных измерений в виде погрешности валидации
Развитие теоретических и экспериментальных исследований почвенно-физических процессов в Западной Сибири
Full text linkThe article presents the main results of theoretical and experimental studies of soil physical processes, obtained during working on state programs aimed at studying and developing the land fund of Siberia. New research areas are described as well, including theoretical and experimental work within the framework of the innovative project of the Russian Federation “Unified National System for Monitoring Climate-Active Substances”, involving recording data on the carbon budget in forests and other terrestrial ecosystems.Представлены основные результаты теоретических и экспериментальных исследований лаборатории почвенно-физических процессов ИПА СО РАН, полученные на основе выполнения государственных программ по изучению и освоению земельного фонда Сибири. Отмечены новые направления деятельности лаборатории, в том числе выполнение теоретических и экспериментальных работ в рамках реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ», который предполагает учёт данных о бюджете углерода в лесах и других наземных экологических системах
Пространственное моделирование содержания гумуса в почвах на основе БПЛА-съёмки
Full text linkThe aim of the study was to assess the potential of spatial modeling of soil humus content through measurements with unmanned aerial vehicle (UAV), using digital relief model combined with geostatistical and regression methods.
Location and time of the study. The study area was in the Middle Urals (Perm municipal district of the Perm region) in the southern taiga zone of the Central Russian province. The key area of the surveyed territory is located on the educational and scientific experimental field of the Perm State Agro-Technological University (56°34-37\u27N and 57°92-93\u27E). Soil samples were taken with a drill from a depth of 0–20 cm in May 2023.
Methods. The survey data was obtained using the drone DJI mini 2 UAVS from a height of 50 m. The orthophotoplan and digital elevation model of the key site were made using the Drone Deploy software. The object of research was the soil cover of the site, represented by sod-podzolic soils. The soil humus content was determined using potassium digestion method. The UAV data processing was performed using the QGIS 3.22 system and SAGA 9 software. Spatial modeling was carried out using the geostatistical method “Ordinary Kriging” employing the Geostatistical Analyst tool of the ArcGIS 10.8 geographic information system.
Results. Humus content in in the 0-20 cm soil layer varied from 0.9 to 3.0%, following normal distribution, thus allowing using the normal labels method without data transformation. The U-shape indicated a strong trend direction from north to south and from west to east. The correlation analysis showed the association of humus content with the morphometric parameters, the correlation coefficient ranging from -0.48 to 0.75. A regression equation was constructed for predicting soil humus content by using the parameters with the maximal correlation coefficients such as height (ELEV), distance to watercourses (Channel Network Distance) and relative position of the slopes (Relative Slope Position), having the correlation coefficients of 0.75, 0.75 and 0.66, respectively. This equation was found to model spatial humus with a relative divergence from Kriging interpolation of -0.6…-1.1%.
Conclusions. The use of highly detailed UAV images to establish the influence of geomorphological conditions on soil properties allows not only to determine their spatial distribution, establish relationships with surface elevations, distance to watercourses, but also to simulate property changes in properties due to anthropogenic intervention, which, among other things, can enhance water erosion.Цель исследования. Оценить возможности пространственного моделирования содержания гумуса в почвах по показателям цифровой модели рельефа на основе БПЛА-съёмки с использованием геостатистического и регрессионного методов.
Место и время проведения. Ключевой участок расположен на учебно-научном опытном поле ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ (56°34-37\u27 с. ш. и 57°92-93\u27 в. д.) в Среднем Предуралье (Пермский муниципальный район Пермского края), южно-таёжная зона Среднерусской провинции. Отбор почвенных образцов провели буром из слоя 0–20 см в мае 2023 г.
Методы. Данные съёмки получили с помощью БПЛА – DJI mini 2 с высоты 50 м. Ортофотоплан и цифровую модель высот ключевого участка выполнили в программе Drone Deploy. Объектом исследования послужил почвенный покров ключевого участка, представленный дерново-подзолистыми почвами. Содержание гумуса в почвенных образцах определили методом дихроматного окисления. Обработку данных с БПЛА выполнили в системе QGIS 3.22 и программе SAGA 9. Пространственное моделирование провели геостатистическим методом «Обычный Кригинг», инструментом Geostatistical Analyst геоинформационной системы ArcGIS 10.8.
Основные результаты. Содержание гумуса в слое 0–20 см почв варьировало от 0,9 до 3,0%, при этом совокупность значений соответствовала нормальному распределению; это позволило не проводить трансформацию данных по методу нормальных меток. U-образная форма свидетельствует о выраженном направлении тренда с севера на юг и с запада на восток. Корреляционный анализ показал зависимость содержания гумуса в почвах от морфометрических показателей, коэффициенты корреляции варьировали от -0,48 до 0,75. Построено регрессионное уравнение прогноза содержания гумуса в почвах с показателями, имеющими максимальные значения коэффициента корреляции: высота (ELEV), расстояние до водотоков (Channel Network Distance) и относительное положение склонов (Relative Slope Position); коэффициент корреляции составил, соответственно, 0,75, 0,75 и 0,66. Данное уравнение моделирует содержание гумуса в пространстве с относительной разницей с Кригинг-интерполяцией -0,6-1,1%.
Заключение. Использование высоко детальных БПЛА-снимков для установления влияния геоморфологических условий на свойства почв позволяет не только определить их пространственное распределение, установить взаимосвязь с высотными отметками, расстоянием до водотоков, но и смоделировать изменение свойств в результате антропогенного вмешательства, являющегося фактором усиления водной эрозии
Итоги научной конференции «Почвы и окружающая среда», посвящённой 55-летию Института почвоведения и агрохимии СО РАН (Новосибирск, 2–6 октября 2023 года)
Full text linkThe Conference “Soils and Environment”, dedicated to the 55th anniversary of the Institute of Soil Science and Agrochemistry (ISSA) of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences took place in Novosibirsk on October 2-6, 2023. It was attended by nearly 140 participants from 20 region of Russia, as well as from Kyrgyz Republic. The article briefly describes the presentations, done according the main conference topics such as soil geography, genesis, evolution, classification and mapping; theoretical and applied aspects of soil fertility and productivity of agrocenoses; soil physical properties and regimes; reclamation and restoration of disturbed soils; biogeochemical aspects of soil monitoring and assessment; soils and soil cover under changing climate conditions; spatial and temporal aspects of biological productivity of natural and disturbed ecosystems; and microbiomorphic complexes in modern and paleo soils. School and institute students from various regions of the country also made their presentation during the meeting of a young scientists’ section “Soils in biosphere: connecting the generations”.
Many current problems of the development of soil, agrochemistry and ecology research were discussed during the conference. Much attention was devoted to the use of research results to increase the productivity of agricultural land. Special focus was made on the urgent need to improve education and training of the specialists in soil science and agrochemistry. The conference proceedings “Soils and Environment” (2023) are available for interested readers.
After Plenary and Section sessions the Conference participants attended the Central Siberian Geological Museum, Soil Museum and Library in ISSA. Many participants took part in the field soil excursion “Chernozems and their agrogenic analogues”. The Conference provided an excellent forum for specialists in different fields to exchange opinions and views, get acquainted with various research approaches in soil science, agrochemistry and ecology in order to apply those approaches to soil use and preservation of soil resources.Всероссийская научная конференция с международным участием «Почвы и окружающая среда» (далее – конференция), посвящённая 55-летию Института почвоведения и агрохимии (ИПА) СО РАН, состоялась в Новосибирске 2–6 октября 2023 года. На конференции присутствовало около 140 участников из 20 регионов России и Кыргызской Республики, заслушано более 100 докладов. В статье приведён краткий обзор докладов, сделанных по основным научным направлениям конференции: география, генезис и эволюция почв; плодородие почв и продуктивность агроценозов; почвенно-физические свойства и режимы; рекультивация и самовосстановление нарушенных земель; биогеохимические вопросы мониторинга, оценки и нормирования почв; почвы и почвенный покров в условиях изменения климата; биологическая продуктивность естественных и нарушенных экосистем; микробиоморфные комплексы в современных и древних почвах. Отдельно была представлена молодёжная секция «Почвы в биосфере: связь поколений», где выступили школьники и студенты из разных регионов России.
В ходе работы конференции проанализированы современные проблемы развития почвенных, агрохимических и экологических исследований; рассмотрены вопросы использования достижений науки для повышения продуктивности сельскохозяйственных угодий; акцентировано внимание на необходимости качественной подготовки специалистов почвенно-агрохимического профиля. Подробное изложение представленных в обзоре материалов заинтересованный читатель найдёт в сборнике научных трудов конференции «Почвы и окружающая среда» (2023).
Помимо пленарного и секционных заседаний участники конференции смогли посетить Центральный Сибирский геологический музей, Почвенный музей и библиотеку ИПА СО РАН, а также принять участие в полевой почвенной экскурсии «Чернозёмы и их агрогенные аналоги». Проведение конференции позволило провести обмен мнениями специалистов различных тематических направлений; ознакомиться с научно обоснованными подходами и представлениями в почвоведении, агрохимии и экологии для решения проблем использования и сохранения почв и почвенных ресурсов
Микробиоморфы дерново-солоди и погребенной органо-аккумулятивной квазиглееватой почвы лесостепи Западной Сибири
Full text link The purpose of the study. Reconstruction of the conditions of solodic soils formation in the forest-steppe zone using soil characteristics and microbiomorphic analysis.
Location and time of the study. The study was conducted in the forest-steppe zone (Kulunda, Novosibirsk region, Russia) where in the birch grove a pedocomplex consisting of a surface turf soddy soil and a buried soil. Soil samples were collected in 2014.
Methods. Phytolith and some other microbiomorphs morphology, composition and relative abundance were analysed and their soil profile changes accessed.
Results. Several peaks of the maximum accumulation of phytoliths were found in the microbiomorphic profile of the soddy solodic planosol. The largest number of phytoliths was found in the eluvial horizon. Phytoliths of steppe gramineous plants and elongated forms of dicotyledonous grasses (forbs, legumes, etc.) accounted for a significant proportion. Diatoms were present throughout the entire soil profile; sponge spicules were rare.
Conclusion. At the first stage of its formation the buried soil went through the steppe stage of development (predominance of steppe grasses), followed by overgrowing of the steppe soil with meadow-forest vegetation at the current stage (increased share of forest and meadow grasses). The presence of diatomic shells is typical for soils experiencing recurrent (seasonal) flooding of the birch groves: a lot of snow usually accumulates there, and after the snowmelt water stays for a long time in summer. During wet years, when the groundwater level rises and merges with the surface waters, the phytolith forms characteristic of reeds, sponge spicules, and other indicators of increased moisture increased. Thus, the microbiomorphic composition of the buried organo-accumulative soil reflected its formation.Цель исследования: реконструкция условий формирования почв лесостепной зоны с использованием характеристик почв и микробиоморфного анализа.
Место и время проведения. Изучен педокомплекс берёзового колка в пределах Новосибирской области, представляющий собой современную дерново-солодь, а также погребённую почву. Образцы для исследования отобраны в 2014 г.
Методы. Для выявления особенностей профиля колочного педокомплекса использовали микробиоморфный анализ и сравнительно-аналитические методы почвоведения.
Основные результаты. Выявлены несколько пиков максимального накопления фитолитов в микробиоморфном профиле дерново-солоди. Наибольшее количество фитолитов приурочено к элювиальному горизонту. Значительную долю составляли фитолиты степных злаковых растений и удлинённые палочковидные формы двудольных трав (разнотравье, бобовые и др.). Диатомовые водоросли присутствовали во всей толще почвенного профиля, включая погребённую почву; при этом спикулы губок единичны.
Заключение. На первом этапе своего формирования погребённая почва прошла степную стадию развития (преобладание степных злаков) с зарастанием лугово-лесной растительностью на современном этапе развития (увеличение доли лесных и луговых злаков). Наличие панцирей диатомовых водорослей характерно для почв, на поверхности которых происходит застаивание вод. Их накопление связано с сезонным затоплением берёзового колка. Зимой здесь накапливается много снега, весной и в начале лета долго стоит вода. В периоды влажных лет, когда уровень грунтовых вод поднимается и поверхность зарастает тростником, наблюдается появление форм фитолитов, характерных для тростника, спикул губок и других индикаторов повышенного увлажнения. Таким образом, микробиоморфный состав погребённой органо-аккумулятивной почвы отражает её формирование
Разработка методического подхода к оценке запасов углерода в торфяных месторождениях Западной Сибири
Full text linkThe aim of the study. Development of the methodical approach to the estimation of carbon stocks in peat deposits of West Siberia, based on the analysis of available published and archived materials, allowing rapid reassessment of carbon stocks once new data is acquired.
Methods. Analysis of published data on carbon content and methodical approaches to the estimation of carbon stocks in swamp ecosystems of West Siberia. Processing the data contained in “Tomsk region peat deposits inventory” and detailed archived materials on specific deposits to validate the existing and to develop a new optimal approach to the estimation of carbon stocks in peat deposits of West Siberia.
Results. The lack of representative data on Corg content in West Siberian peats is revealed. The authors demonstrate the necessity to revisit current estimations of peat density and Corg as averaged over different types of swamps with the aim to improve and optimize estimations of carbon stocks in the swamps of the region. New method, based on the data in region inventories and detailed archived materials of geological surveys in West Siberia, is suggested to assess carbon stocks in peat deposits. The algorithm, taking into account all the information available, is also presented.
Conclusions. To optimize and refine the estimation of carbon stocks in peat deposits of West Siberia it is necessary to carry out large-scale analytic research using a unified method and to develop an open database of Corg content in organic matter of different peat types, determining for the high-ash fen peats the non-organic carbon content. Methodical approach is suggested to estimate carbon stocks based on using most of the data, available in regional inventories and archived materials of geological surveys in order to enhance the quality of estimation.Цель исследования. Разработка методического подхода к оценке запасов углерода, депонированных в торфяных месторождениях Западной Сибири, на основе анализа имеющихся литературных и фондовых материалов и с учётом возможности быстрой переоценки запасов углерода при поступлении новых данных.
Методы. Анализ литературных данных по содержанию углерода и методическим подходам оценки его запасов в болотных экосистемах Западной Сибири. Использование данных «Кадастра торфяных месторождений Томской области» и фондовых материалов по конкретным месторождениям для апробации существующих методических подходов и разработки оптимального подхода оценки запасов углерода в торфяных месторождениях Западной Сибири.
Основные результаты. Выявлен существенный недостаток репрезентативных данных по содержанию органического углерода (Cорг) в торфах Западной Сибири. Обоснована необходимость пересмотра имеющих показателей плотности и Cорг, усреднённых для разных типов болот, для уточнения запасов углерода, депонированного в торфяных месторождениях данного региона. Предложены методика расчёта запасов углерода в торфяных месторождениях по данным областных кадастров и фондовых материалов геологической разведки торфяных месторождений Западной Сибири и алгоритм расчёта с учётом особенностей имеющейся информации.
Заключение. Для уточнения запасов углерода в торфяных месторождениях Западной Сибири необходимы проведение масштабных аналитических исследований единым методом и создание открытой базы данных содержания Cорг в органическом веществе разных видов торфа Западной Сибири, а в высокозольных низинных торфах необходимо определение содержания неорганического углерода. В качестве оптимального, предложен методический подход оценки запасов углерода, основанный на максимальном использовании данных областных кадастров и фондовых материалов геологической разведки торфяных месторождений
Специфика гумусовых профилей чернозёмов левобережья реки Оби в пределах Приобского плато
Full text linkPurpose of the study: to identify the features of chernozem humus profiles of the river Ob left bank within the Priob plateau (south of West Siberia) and the reasons that determined their diversity.
Place and time. The south of West Siberia (Topchikhinsky district of the Altai Territory), the north-eastern part of the Priobsky plateau, the steppe zone of the Pre-Altai province of the Kulundinsky-Aleysky district, the key site "Volodarka" on the eastern edge of the Porozikhinsky-Aleysky ridge (52°41-42\u27 N and 83°38\u27E). Sampling was carried out annually in August.
Methodology. The collection and interpretation of materials are based on the principles and rules of the systems approach and soil ecology. The objects of study were southern and ordinary chernozems confined to different parts of the Volodarka key site (according to the soil classification of 1977; these classification names of soils are used in the text; according to the new Classification of Russian Soils (2004), the soils belong to the subtype of migratory-mycelial and textural-carbonate; according to WRB-2015 they are in the reference soil group Chernozems with the qualifiers calcic and siltic). The characteristics of humus profiles were obtained using traditional methods. All methods of analytical and instrumental study of humus and its individual components were identical. Methodological features of the research include detailed sampling (every 5–10 cm or less within the visual boundaries of the horizons) in late summer and the absence of strict methods for purifying preparations from mineral impurities. In this work, the concepts of “humus” and “system of humus substances” in soils are used as synonyms.
Main results. The humus profiles of the chernozems of the studied territory, currently functioning under the same conditions, have a significant variation in characteristics, representing a range of options typical for such soils (when, based on the combination of characteristics of elementary humus-forming processes - EHP - the upper part with the humification-transformation type of their structure and the lower one - with a transformation-migration type of combination of EHP), to varying degrees of structural complexity (when several parts are distinguished with different quantitative ratios of humus substances parameters with the predominance of their self-healing processes against the background of other EHP). The main characteristics of the studied buried paleosols lie within the limits peculiar to soils formed in temperature conditions optimal for humus formation, but different moisture conditions.
Conclusion. A significant difference in the qualitative and quantitative characteristics of chernozem humus profiles of the Ob river left bank within the Priob Plateau is due to both the complex history of the territory development, and different levels of self-healing capabilities of the natural open self-regulating humus substance system, depending on environmental conditions during the period of its formation. During complex history of the territory development different horizons of Middle Pleistocene soils came to the surface in different places, and therefore are found within the thickness usual for mature full-profile modern soils. The advantage of using humus profiles when analyzing the state of soils and the natural environment that forms them is the possibility of conducting a more detailed analysis of the variability of properties, the use of sediments and soils of different preservation, and identifying variations in environmental parameters even in the case of very short episodes of change in one or more soil formation factors or their individual characteristics, which are shorter in duration than the characteristic time required for the formation of the trait morphological expression. The materials presented in the work and their interpretation show that the information obtained about the soil state and the environment based on the study of soil humus profiles (the characteristics of which can be the results of studying the composition and properties of humus) has not lost its significance and can be used in solving a wide range of soil science problems including monitoring soil conditions, as well as substantiating forecasts of their behavior when changing environmental operating conditions.Цель исследования: выявить особенности гумусовых профилей чернозёмов левобережной части реки Оби в пределах Приобского плато (юг Западной Сибири) и причины, обусловившие их разнообразие.
Место и время проведения. Юг Западной Сибири (Топчихинский район Алтайского края), северо-восточная часть Приобского плато, степная зона Предалтайской провинции Кулундинско-Алейского округа, ключевой участок «Володарка» на восточной окраине Порозихинско-Алейского увала (52°41-42\u27 с. ш. и 83°38\u27 в. д). Отбор образцов проводился в августе.
Методология. В основе получения и интерпретации материалов лежат принципы и правила системного подхода и экологии почв. Объектами исследования служили приуроченные к разным частям ключевого участка Володарка чернозёмы южные и обыкновенные (по классификации почв 1977 г.; эти классификационные названия почв используются по тексту; согласно новой Классификации почв России (2004), почвы относятся к подтипу миграционно-мицелярных и текстурно-карбонатных; согласно WRB (2022) они находятся в реферативной почвенной группе Chernozems с квалификаторами calcic и siltic. Характеристики гумусовых профилей получены традиционными методами. Все приёмы аналитического и инструментального изучения гумуса и отдельных его компонентов были идентичны. К методическим особенностям исследований относится подробный отбор образцов (каждые 5–10 см или менее в пределах визуальных границ горизонтов) в позднелетний период и отсутствие жёстких приёмов очистки препаратов от минеральных примесей. В настоящей работе понятия «гумус» и «система гумусовых веществ» почв используются как синонимы
Основные результаты. Гумусовые профили чернозёмов изученной территории, функционирующие в настоящее время в одних и тех же условиях, имеют существенное варьирование характеристик, представляя ряд от типичных для таких почв вариантов (когда по сочетанию признаков элементарных гумусообразовательных процессов – ЭГП – четко выделяется верхняя часть с гумификационно-трансформационным типом их структуры и нижняя – с трансформационно-миграционным типом сочетания ЭГП), до разной степени структурной их сложности (когда выделяется несколько частей с разными количественными соотношениями параметров гумусовых веществ при преобладании процессов их самовосстановления на фоне других ЭГП). Основные характеристики изученных погребённых палеопочв лежат в пределах, свойственных почвам, формирующимся в оптимальных для гумусообразования температурных условиях, но разных условиях увлажнения.
Заключение. Существенное различие качественных и количественных характеристик гумусовых профилей чернозёмов левобережья реки Оби в пределах Приобского плато обусловлено как сложной историей развития территории, так и разным уровнем возможностей самовосстановления природной открытой саморегулируемой системы гумусовых веществ, зависящих от экологических условий в период её формирования. В процессе развития территории разные горизонты среднеплейстоценовых почв в разных местах выходили на поверхность, и поэтому обнаруживаются в пределах толщи, обычной для сформированных полнопрофильных современных почв. Преимуществом применения гумусовых профилей при анализе состояния почв и формирующей их природной среды является возможность проведения более детального анализа изменчивости свойств, использования отложений и почв разной сохранности, выявления варьирования параметров природной среды даже в случае очень коротких эпизодов смены одного или нескольких факторов почвообразования или отдельных их характеристик, которые по продолжительности меньше характерного времени, необходимого для формирования морфологической выраженности признака. Представленные в работе материалы и их интерпретация показывают, что получаемая информация о состоянии почв и природной среды на основе изучения гумусовых профилей почв, характеристиками которых могут выступать результаты изучения состава и свойств гумуса, не потеряла своей значимости и может использоваться при решении широкого круга проблем почвоведения, в том числе при мониторинге состояния почв, а также обосновании прогнозов их поведения при изменении экологических условий функционирования