Dokuchaev Soil Bulletin

Journal Information
ISSN / EISSN : 0136-1694 / 2312-4202
Current Publisher: V.V. Dokuchaev Soil Science Institute (10.19047)
Total articles ≅ 184
Current Coverage
DOAJ
Archived in
SHERPA/ROMEO
Filter:

Latest articles in this journal

O. V. Shopina, , , O. L. Komissarova
Dokuchaev Soil Bulletin; doi:10.19047/0136-1694-2020-105-91-108

Abstract:
На территории Плавского плато (Тульская область), подверженного интенсивному воздействию промышленности (в 40 км находится г. Щекино с заводом по производству азотных удобрений и ТЭЦ, в 60 км – г. Тула с крупными металлургическими предприятиями, в 70 км – г. Новомосковск с несколькими химическими предприятиями и ГРЭС) и сельского хозяйства, исследованы запасы химических элементов в трех агроценозах (пшеницы, сои, козлятниково-кострецовой травосмеси) для оценки интенсивности перехода элементов (K, P, S, Mg, Ca, Si, Na, Fe, Al, Mn, Zn, Ba, Cu, Sr, Ti, Mo, As, Zr, Pb, Co, Ni, V, Cr) из агрочерноземов глинисто-иллювиальных в сельскохозяйственные растения. Валовое содержание элементов в почвах определено рентген-флуоресцентным методом. Элементный состав растений (после автоклавного разложения смесью концентрированных азотной кислоты и перекиси водорода) и содержание подвижных форм (извлекаемых ацетатно-аммонийным буфером с рН 4.8) элементов в почве оценено атомно-эмиссионным методом с индуктивно связанной плазмой. Общие запасы элементов в 10-сантиметровом слое почв максимальны для Si (40 ± 4 кг/м2), Al (7.0 ± 0.8 кг/м2) и Fe (3.4 ± 0.3 кг/м2), подвижных форм – для Ca (570 ± 48 г/м2), Mg (43 ± 4 г/м2), K (22 ± 6 г/м2). В растениях основные запасы (г/м2) элементов (K, P, S, Mg, Si, Mn, Zn, Ba, Cu, Mo) сконцентрированы в надземной части. Наиболее активно растения поглощают подвижные формы K, P, Ti, Mo, As, Zr, V. На основе ресурсного метода оценки качества почв изученные агрочерноземы характеризуются низким уровнем загрязнения Ni, умеренным запасом подвижных форм K при недостатке подвижного P.
E. B. Varlamov, N. A. Churilin, A. E. Kaganova
Dokuchaev Soil Bulletin; doi:10.19047/0136-1694-2020-105-173-207

Abstract:
На основе детального, сопряженного, качественного и количественного анализа глинистых и кластогенных минералов коркового солонца Заволжья рассчитан профильный состав минералов по содержанию стабильного компонента. При этом принята изначальная минералогическая однородность почвенного профиля, определенная методом стабильного компонента – содержания в профиле калиевого полевого шпата. Показатели плотности почвы к расчетам не привлекали. Профильные расчеты минералов проведены на уровне потерь и прибавок их процентного содержания в генетических горизонтах по отношению к породе, выраженных в кг/100 кг породы. Расчетные значения для глинистых минералов отрицательные в надсолонцовом и положительные в солонцовых горизонтах. Для кластогенных минералов отрицательные расчетные значения установлены в надсолонцовом горизонте, с максимумом убыли в солонцовых горизонтах, и положительные – в аккумулятивно-карбонатных горизонтах. Расчетными значениями минералов и масс силикатной части для почвы установлена глубокая проработанность профиля, которая выявлена по отрицательным значениям массы кластогенных минералов и избыточной массе глинистых минералов в иллювиальной части профиля по отношению к калиевым полевым шпатам. Накопление иллита в поверхностных горизонтах объясняется как процессом иллитизации, так и значительным физическим дроблением слюдистых минералов крупных фракций до размера илистых частиц. Проведенные расчеты профильного распределения кластогенных и глинистых минералов позволили иным способом проанализировать элювиально-иллювиальную дифференциацию минеральной части почвы. Однако наличие литологической неоднородности профиля с определенным искажением влияет и на объемы изменений в минералогии почвы.
A. L. Entin,
Dokuchaev Soil Bulletin; doi:10.19047/0136-1694-2020-105-5-27

Abstract:
Картографирование содержания тяжелых металлов и металлоидов (ТММ) в почвах городских территорий необходимо при оценке рисков для здоровья населения. Из-за трудоемкости и дороговизны анализов шаг опробования обычно велик, по сравнению с характерными интервалами изменчивости свойств на городской территории. В настоящей работе предпринята попытка картографирования коэффициентов концентрации ТММ на базе карты элементарных геохимических ландшафтов (ЭЛ). Территория исследования – г. Дархан (Монголия) – крупный промышленный и транспортный узел. Для анализа на загрязнители: As, Cd, Cr, Cu, Pb, Sb, W, – было отобрано 126 проб почв, расстояние между точками опробования составляло 500–700 м. Для каждой точки были рассчитаны коэффициенты концентрации (EF) каждого из загрязнителей. Карта ЭЛ получена путем морфометрического анализа ЦМР SRTM (размер ячейки 30 м) с привлечением данных о положении объектов гидрографической сети. Итоговые карты коэффициентов концентрации построены методом площадной интерполяции, где в качестве исходных данных использовалась диаграмма Вороного из точек опробования, а в качестве целевых полигонов – контуры ЭЛ. Сравнение результата интерполяции с использованием контуров ЭЛ с результатами интерполяции по методам обратно-взвешенных расстояний (ОВР) и ординарного кригинга показывает, что интерполяция с использованием контуров ЭЛ позволяет получить более достоверный результат, что выражается более низким значением среднеквадратической ошибки. При этом некоторые особенности распределения показателя, полученного в результате интерполяции, скорее всего, возникают как артефакты интерполяции. Тем не менее, показана потенциальная пригодность карт ЭЛ в качестве основы для картографирования загрязнения городских территорий.
P. M. Shilov
Dokuchaev Soil Bulletin; doi:10.19047/0136-1694-2020-105-28-56

Abstract:
В статье продемонстрирован подход к цифровому картографированию топографических условий дренируемости почвенного покрова Владимирского Ополья. Топографические условия модельного участка охарактеризованы цифровой моделью рельефа и производными от нее локальными и региональными морфометрическими величинами с разрешением сетки 30 × 30 м. Разнообразие условий переувлажнения описано 193 точками почвенного обследования с морфологической характеристикой степени дренируемости, из которых 170 принадлежит почвенным разрезам Госкомзема РСФСР. На основе сопоставления почв, ранжированных по степени переувлажнения, и морфометрических характеристик рельефа средствами канонического дискриминантного анализа рассчитан топографический фактор дренируемости (ТФД), объясняющий 70% изменчивости гидроморфизма почв. При помощи ТФД численно обобщено влияние характеристик формы рельефа, высоты базиса эрозии, соотношения водосборной площади и крутизны (топографический индекс влажности) на дифференциацию избыточного увлажнения почвенного покрова. В диапазоне ТФД > -0.5 упорядочены серые лесные почвы, приуроченные к дренируемым моренно-эрозионным равнинам, полого-покатым и крутым склонам долин. Область ТФД < -0.5 соответствует серым лесным слабоглееватым и глееватым почвам, характерным для слабодренируемых пологих склонов равнин, элементов ложбинной сети и западин.
T. A. Sokolova
Dokuchaev Soil Bulletin; doi:10.19047/0136-1694-2020-105-208-225

Abstract:
Рецензия на монографию А.Д. Фокина и С.П. Торшина “Растения в жизни почв и наземных экосистем. Нетрадиционные подходы и решения в поведении биологически значимых элементов”, опубликованную в 2020 г. издательством Lap Lambert Academic Publishing, ISBN 978-620-2-53005-7. В монографии А.Д. Фокина и С.П. Торшина читатель находит оригинальные и не всегда традиционные для почвоведов постановку и обсуждение ряда фундаментальных проблем образования почвенного профиля и современного функционирования почвы и роли растений и микроорганизмов в этих процессах. Авторы монографии заставляют задумываться над справедливостью некоторых общепринятых концепций и представлений, особенно касающихся транспортных потоков вещества в почвах и их моделирования. Обращено внимание на обычно недооцениваемую роль восходящих потоков вещества по проводящим системам растений и на локализацию в почвах живых корней и органических остатков. Последний фактор играет большую роль в появлении внутригоризонтной дифференциации вещества и в корневом питании растений. Большим достоинством книги является ее насыщенность экспериментальным материалом, полученным с использованием разработанных авторами уникальных методик, простых и эффективных, не имеющих аналогов в мировой литературе. С использованием этих методик удалось, в частности, определить время жизни агрегата в дерново-подзолистых почвах и установить закономерности корневого поглощения радионуклидов с поверхности и из внутренней части структурных отдельностей. В заключении сформулирован общий вывод о том, что в процессе современного функционирования почвы почвенно-профильное перераспределение вещества осуществляется преимущественно в рамках биологического круговорота. Многие из обсуждаемых в монографии проблем далеко выходят за рамки почвоведения, поэтому книга будет интересна для широкого круга специалистов, работающих в различных областях знаний – экологии, наук о Земле, физиологии растений, сельского и лесного хозяйства.
D. G. Petrov
Dokuchaev Soil Bulletin; doi:10.19047/0136-1694-2020-105-109-145

Abstract:
Работа посвящена анализу закономерностей перемещения углистых частиц в испытывающих периодическое влияние пожаров экосистемах средней тайги, северной тайги и южной тундры. Так как хвойная растительность подвержена интенсивному горению, пожары часто приводят к циклическим изменениям в растительном покрове. В ходе горения происходит повреждение подстилки, что делает почвенный покров уязвимым для эрозии. Интенсивные пожары оказывают влияние на количество пирогенного материала, способного храниться тысячелетиями в благоприятных условиях. Целью исследования стало оценить воздействие факторов среды на особенности миграции углистых частиц в современных хронорядах пожаров (от 1 года до 119 лет). Были рассмотрены особенности почв (гранулометрический состав, влажность), особенности рельефа (наличие понижений), влияние интенсивности осадков после пожара, а также специфика горючего материала подстилки. На территории средней и северной тайги, в Печоро-Илычском и Пинежском заповедниках, рассмотрены текстурно-дифференцированные и альфегумусовые почвы. На территории южной тундры, в районе п. г. т. Заполярный, рассмотрены торфяно-глееземы. Выявлено, что миграция углей в глубину почвенного профиля в наибольшей степени зависит от гранулометрического состава – так, в более опесчаненных почвах угли рассеяны по всему профилю, а в тяжелых почвах они сконцентрированы выше первого тяжелого горизонта. Характер миграции углей определяет их форма и размер, которые зависят от типа сгоревшего растительного сообщества. Сообщества с разрозненным древостоем с преобладанием в мохово-лишайниковом покрове лишайников горят с образованием микрочастиц угля или дисперсных углистых частиц, легко перемещающихся по профилю почвы (до глубины 80 см). Растительные сообщества, имеющие в своем составе больше древесных видов, формируют при горении крупные углистые частицы, часто присутствующие в новообразованной подстилке. На миграцию угля оказывает влияние как климат природной зоны, так и постпирогенная эрозия. Таким образом, в зависимости от разнообразия условий среды скорость и объемы миграции углистых частиц значительно варьируют как при сравнении разных природных зон, так и в пределах одной зоны. Разработаны четыре схемы путей миграции углистых частиц по профилю с течением времени: равномерно-диффузная, неравномерно-диффузная, барьерная и турбационная.
P. G. Grubina, ,
Dokuchaev Soil Bulletin; doi:10.19047/0136-1694-2020-105-146-172

Abstract:
Проведен анализ возможности использования результатов тепловой съемки для детектирования параметров плодородия серых лесных и аллювиальных пахотных почв на примере ключевого участка в Тульской области. Совместно с отбором 25 образцов почв из слоя 0–10 см проводилась съемка открытой поверхности почв с использованием тепловизора FLIR VUE 512 и измерение спектральной отражательной способности почв. По результатам корреляционного анализа было установлено, что наиболее тесные связи наблюдаются с такими параметрами плодородия почв: содержание гумуса, азота, обменных магния и калия. Коэффициент корреляции между содержанием гумуса и отражением в видимой и ближней ИК-областях, а также со средним значением показаний тепловизора превышает 0.81. В разных диапазонах видимого спектра корреляция отражения с содержанием обменного магния и калия ниже, чем в тепловой области, где коэффициент корреляции с содержанием обменного магния составляет 0.81, а с содержанием обменного калия – 0.65. Построены степенные регрессионные уравнения для детектирования по отражению в тепловой области спектра таких параметров плодородия почв как содержание гумуса (R2 = 0.74), обменного калия (R2 = 0.68) и обменного магния (R2 = 0.72). Регрессии, полученные с данными тепловизора и с данными отражения в видимом и ближнем ИК-диапазонах, близки по качеству для детектирования содержания гумуса и обменного калия, а для детектирования обменного магния немного выше. Полученные результаты показывают, что тепловая съемка применима для детектирования наиболее значимых параметров плодородия почв тестового поля и может быть использована в качестве основы для их оперативного дистанционного мониторинга.
P. A. Ryazantsev
Dokuchaev Soil Bulletin; doi:10.19047/0136-1694-2020-105-57-90

Abstract:
The article considers the role of GPR in solving problems of soil science, as well as the accuracy of tracking soil horizons using the example of field data. The study of the current state of the issue has shown that there is significant variability in the electrophysical properties of different types of soil. In this case, the dielectric constant of the soil horizons can both increase and decrease with depth. This fact determines the need for parameterization of the soil profile in GPR studies to prevent errors. Based on a generalizing analysis of practical examples, it has been established that the error in determining individual soil horizons by a GPR is on average 2–10 cm, depending on the frequency of the GPR antenna and the structural features of the soil. Experimental and methodological work to substantiate the main conclusions was carried out to trace the soil horizons by the GPR method using the example of typical entic podzol located on the Zaonezhsky Peninsula (Republic of Karelia), the structure and composition of which were described in detail earlier. The survey was carried out by a georadar OKO-2 (Logis-Geotech, Russia) with an antenna unit with a central frequency of 400 MHz. Fieldwork on the study site was carried out along separate transects, according to the reference soil profile. A detailed analysis of the radargrams provided, first of all, tracking the base of the BC horizon. The results obtained showed that the thickness of the soil within the profile varies from 23 to 32 cm, and the average observation error was ± 3 cm. Besides, the influence on the recording of shungite shale fragments and the differentiation of moisture content in the soil horizons was revealed. The presence of shungite shale leads to the formation of diffracted waves and an increase in the amplitudes of the reflected signal, while an increase in humidity is characterized by a decrease in the velocities of the electromagnetic wave.
E. V. Zinchenko, I. N. Gorokhova, N. G. Kruglyakova,
Dokuchaev Soil Bulletin; doi:10.19047/0136-1694-2020-104-68-109

Abstract:
The goal is to assess the impact of 50-year irrigation by sprinkling on soil processes occurring in the light-chestnut soils (Luvic Kastanozem (Loamic, Aric, Protosodic, Bathysalic)) of the southern slopes of the Volga upland at the Volga-Don interfluve (FSUE “Oroshaemoe”, the Volgograd region) with deep ground water. Water for irrigation is supplied from the Varvarovsky reservoir of the Volga-Don Canal system. It is characterized by a total dissolved salts of about 1 g/l, a bicarbonate-chloride-sulfate compositionwith an increased sodium content. Detailed morphological description of soil profiles, granulometric composition, content of soluble salts in soils and sediments of the vadoze zone up to the depth of 3.5 m, dynamics of salts in the layer of 0-50 cm for 2011-2019 are presented. Until the autumn of 2015, the studied soils were deep saline, being no saline in the layer of 0-100 cm. In recent years, a weak salinity degree of soda-chloride sodium chemistry has been observed in the 0-50 cm layer as a result of gradual accumulation of irrigation water salts during irrigation organized according to water consumption of agricultural crops. Irrigated soils have acquired a complex of signs of secondary salinity: (1) the presence of light accumulations of sandy and silt mineral grains in the arable horizon, resulting from the destructive effect of irrigation water drops during sprinkling; (2) toxic alkalinity associated with sodium (residual sodium carbonate), according to water extraction 1 : 5 (soil : water), in the horizons from the depth of 10-20 to 60100 cm; (3) abundant humus-clay cutans on the lateral side faces of prismatic structural units in the undisturbed part of the soil profile from 30 to 100 cm.
Dokuchaev Soil Bulletin; doi:10.19047/0136-1694-2020-104-199-222

Abstract:
The purpose of this study was to investigate the applicability of semiautomatic segmentation methods for obtaining and evaluating morphometric parameters of soil aggregates in artificially prepared loose samples in soil thin sections. The object of the research is typical arable Chernozem. The aggregates were separated by wet sieving method from loose sample of upper 10 cm of the plowing horizon after erosion by a model shallow water flow on a large erosion tray. The aggregates, loosely scattered on the glass and fixed with polyester resin, were used to produce the thin sections. Images of the thin sections were taken under a polarizing microscope and then were processed using two methods compared: Adobe Photoshop + CTan and Thixomet Pro. Data on morphometric parameters of aggregates were obtained: the shape factor, the degree of roundness and the coefficient of aggregate surface roughness. The convergence of the results obtained using Photoshop + CTan by three researchers was evaluated by comparing samples using the Student's test and the Mann-Whitney test. The convergence of the averaged results obtained using Photoshop + CTan and the results obtained using Thixomet Pro was evaluated using the Mann - Whitney test. No significant differences were found between the parameters of the same aggregates obtained using a combination of Adobe Photoshop and CTan programs by different researchers. No significant differences were found between the parameters of the same aggregates obtained by the compared methods. So, one can conclude that the reliability of determining the morphometric parameters of soil aggregates using Thixomet Pro is comparable to the reliability of results when working with images of sectionsin CTan after binarization in Adobe Photoshop. The method of obtaining data on morphometric parameters of soil aggregates using Thixomet Pro completely eliminates the possibility of subjective error, shows a high degree of automation, reproducibility and reliability of the results obtained, and is faster.
Back to Top Top