В работе рассматривается возможность использования технологии узкополосной фазоманипулирующей связи для реализации системы мониторинга подповерхностных слоев почв. Полевые испытания проведены в 2024 г. на агрополигоне ВНИИМЗ (Тверская область) на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах. Три радиомодема NB-Fi BT100 последовательно размещались в девяти точках на расстояниях порядка 300–1300 м от базовой станции и заглублялись на 20 и 40 см, имитируя работу узлов подземной сети. Телеметрические данные передавались один раз в сутки, качество радиоканала оценивалось по значениям отношения сигнал/шум и мощности принимаемого сигнала (SNR и RSSI). Выявлено, что при установке радиомодемов на глубине 20–40 см устойчивый прием информационных пакетов на надземной базовой станции сохраняется во всем диапазоне расстояний, а значения SNR (~5–25 дБ, с максимумами до 30–33 дБ) и RSSI (от -90 до -140 дБм) остаются выше порогов чувствительности приемника. Таким образом, эксперимент продемонстрировал, что рассматриваемая технология может быть использована в качестве подземного канала связи при создании распределенных систем мониторинга состояния подповерхностных слоев почв без вывода антенн на поверхность.

Цель исследования – оценить применимость рапса в качестве культуры для продвижения регенеративного земледелия и определить потенциал культуры для стимулирования развития низкоуглеродной экономики в Российской Федерации. Использована новейшая отечественная модель управления бюджетом гумуса (БГ) для почв агроэкосистем. Расчеты БГ под посевами ярового и озимого рапса проводились на основе данных об урожайности рапса, которые находятся в свободном доступе государственной статистики. Рассматривались два варианта формирования биомассы гумусообразования: 1) сокращенный – сумма корневых и пожнивных растительных остатков; 2) расширенный – сумма корневых, пожнивных растительных остатков и побочной продукции. В сокращенном варианте формирования биомассы гумусообразования озимого рапса БГ был положительным, и почва накапливает около 2.2 ц/га гумуса. В этом варианте БГ при выращивании ярового рапса отрицательный, и почвы ежегодно теряют около 1.4 ц/га гумуса. При расширенном поступлении биомассы гумусообразования в почву БГ для озимого и ярового рапса положительный. Почвы демонстрируют расширенное воспроизводство плодородия, что соответствует целям регенеративного земледелия. Озимый рапс может использоваться для регенеративного земледелия без ограничений. Культура ярового рапса может использоваться только в варианте расширенного поступления биомассы гумусообразования. Возделывание озимого рапса потенциально приводит к закреплению гумуса в почве, что в пересчете на углеродные единицы составляет +0.48 т СО₂-экв./га. Возделывание ярового рапса сопровождается потерей гумуса в количестве –0.30 т СО₂-экв./га. Вследствие 4-кратного превышения посевных площадей ярового рапса над озимой культурой суммарное количество углеродных единиц в РФ может составить –0.433 млн т СО₂-экв. В условиях расширенного поступления биомассы гумусообразования производство озимого и ярового рапса может привести к поглощению почвой около +5.714 млн т СО₂-экв., что составляет почти 5% годового выброса углеродных единиц сельскохозяйственным сектором экономики РФ в 2022 г. Использование озимого рапса для целей развития низкоуглеводной экономики в РФ возможно без ограничений. Применение ярового рапса в этих целях возможно только в технологии расширенного поступления биомассы гумусообразования.

В данной статье рассматриваются методологические аспекты начальных этапов томографического исследования почв: от подготовки образцов до получения томографических проекций. Опираясь на знания о процессах ослабления рентгеновского излучения в почве, принципах компьютерной томографии и собственный опыт, автор определяет (и предоставляет в табличном виде) оптимальные размеры почвенных образцов, соответствующие конкретным исследовательским задачам, для двух томографических систем: SkyScan 1172 и Neoscan N80. Для этих систем предоставлены и обоснованы оптимальные параметры сканирования (с описанием их функций, численных значений и их влияния на результаты). На основе практического опыта автора в статье анализируются методологические ошибки, связанные с отбором образцов и использованием неподходящих материалов для их упаковки и сканирования; при этом демонстрируются последствия подобных ошибок и предлагаются способы их предотвращения.

Виноград занимает значительное место в мировом сельском хозяйстве, а успешное его возделывание зависит от микробиологического состава почвы, который влияет на ее плодородие и здоровье растений. Целью исследования было изучение структурной организации микробиома почв под виноградом различного типа. Для анализа микробиома почвы были отобраны образцы из ризосферной и неризосферной зон дикого винограда: бурых лесных и аллювиальных луговых. А также была изучена почва ампелографической коллекции Кубанского ГАУ – чернозем выщелоченный (центральная зона Краснодарского края). В исследовании использовались методы последовательных разведений и посева на питательные среды для идентификации микроорганизмов. Анализ включал определение численности фитопатогенных грибов и бактерий: аммонификаторов, азотфиксаторов, целлюлозоразрушающих бактерий, нитрификаторов и денитрификаторов. Также проводился агрохимический анализ почв, включающий определение гумуса, нитратного азота, фосфора и калия. В почвенных образцах аллювиальных луговых нативного ценоза было выделено самое большое количество микромицетов и аммонификаторов. В условиях нативного ценоза бурых лесных почв была отмечена наибольшая численность азотфиксаторов, целлюлозоразрушающих бактерий, нитрификаторов и денитрификаторов. Агрохимический анализ выявил значительные различия в удельной электропроводности, содержании гумуса, нитратного азота, фосфора и калия между образцами. Корреляционный анализ позволил выявить ряд взаимосвязей между агрохимическими показателями и количеством микромицетов почвенных образцов. Была выявлена сильная прямая взаимосвязь между КОЕ бактерий и агрохимическими параметрами (R = 0.92) и слабая взаимосвязь между показателями грибов и бактерий (R = –0.056). В целом отмечена тенденция снижения количества и разнообразия микроорганизмов в ампелоценозе по сравнению с нативными ценозами винограда.

Исследовано содержание иттрия в природных и техногенных почвах в районах золоторудных и полиметаллического месторождений Восточного Забайкалья. Цель исследований – выяснить содержание иттрия в почвах и установить его связь с концентрацией в растениях. Среднее валовое содержание элемента в природных и техногенных почвах существенно не различалось и находилось в пределах соответственно 11.2–18.0 и 10.1–19.4 мг/кг. Доля подвижных форм иттрия составляла от 34 до 63% в природных и 43–53% в техногенных почвах. Выделен район, в почвах которого содержание иттрия существенно выше, чем в других месторождениях. Исследована концентрация иттрия в 33 видах дикорастущих растений, произрастающих в природных и техногенных местообитаниях. Показано, что виды растений значительно различаются по поглощению элемента. Разница в концентрации элемента между видами растений достигала 400 раз. Отмечено большее накопление иттрия в подземной части растений. Статистически достоверная положительная связь, на 5%-ном уровне значимости, валового содержания иттрия в почве с концентрацией элемента в надземной части растений получена на Дарасунском месторождении (r = 0.72). Коэффициент биогеохимической подвижности (Вх) иттрия характеризовался слабой доступностью и относительно низкой степенью использования его подвижных форм исследованными растениями. В большей мере иттрий поглощался подземной частью растений, например, Chamaenerion angustifolium, Scutellaria baicalensis и Trifolium repens (Вх = 0.29–0.45).

Проведено исследование морфологических, химических и микробиологических свойств почв на стоянке раннего неолита Усть-Дароватка (втор. пол. VI тыс. до н. э.) (Верховажский район Вологодской области, д. Мокиевская). Объект располагается в Коношско-Няндомском округе подзолистых и торфян(ист)о-подзолисто-глеевых почв суглинистых и часто сменяющегося гранулометрического состава с преобладанием суглинистых на моренных отложениях, местами перекрытых песками и супесями. Показано, что в условиях средней тайги в почвах сохраняются признаки, диагностирующие особенности антропогенных преобразований в древности в течение нескольких тысячелетий. Данные магнитной восприимчивости можно использовать в качестве диагностирующих признаков мест разведения огня, либо привнесения пирогенного материала извне, в тех случаях, когда требуется доказательная интерпретация археологических наблюдений. Показано, что на памятниках археологии высокая активность фермента фосфатазы может сохраняться в культурных слоях, заключенных в песчаные почвы средней тайги, на протяжении нескольких тысячелетий и может быть использована в качестве индикатора при оценке характера антропогенного воздействия в прошлом. Также в почвах памятника установлены повышенные значения содержания фосфора в местах антропогенной нагрузки. Данные показатели могут являться индикатором захоронений, мест приготовления пищи. Активность фермента уреазы оказалась менее информативной для исследования археологических объектов. Был проведен статистический анализ сравнения гранулометрического состава, физических и химических показателей. Сравнения проведены с условно-фоновыми разрезами, в которых не было обнаружено археологических артефактов. В итоге работы представлены результаты о значимости почвенных показателей для расширения базы знаний о памятниках археологии.

Изучено изменение почвенных свойств при различных формах и степени опустынивания на севере Прикаспийской низменности на основе применения дисперсионного анализа, LSD-теста и многофакторной линейной регрессии на севере Прикаспийской низменности. Объектами явились опустыненные почвы пяти районов Астраханской области с формами деградации в виде пастбищной дигрессии, засоления, потери биоразнообразия, а также полузакрепленные и открытые пески. Результаты показали, что между почвами различных форм и степени проявления опустынивания наблюдались в той или иной степени различия в почвенных свойствах. При разных формах опустынивания в большей степени подвержены изменению при разных формах опустынивания влажность почв, величина pH, содержание органического вещества и гранулометрический состав. По мере нарастания степени опустынивания сокращается доля тонкодисперсных фракций (до 4%), уменьшается содержание органического вещества, увеличивается величина рН. Почвы слабоводопроницаемы и испытывают дефицит почвенной влаги. При возрастании степени засоления увеличивается доля глинистых частиц (< 0.002 мм). Отмечена высокая плотность почвы при опустынивании (более 1.5 г·см-3). Многофакторная линейная регрессия показала, что наиболее чувствительными почвенными факторами, реагирующими на степень опустынивания, являются влажность почвы и величина рН. Эти характеристики могут использоваться в качестве индикаторов степени опустынивания почвы для засушливой зоны в совокупности с видовым разнообразием растительных сообществ.

Эрозия почв остается одной из наиболее актуальных экологических проблем в области сельского хозяйства. Развитие эрозионных моделей открывает большие возможности для оценки эрозии почв. В настоящее время недостаточное внимание уделяется картографической основе для определения площади и конфигурации границ пахотных угодий. В работе представлено сравнение темпов эрозии почв и массы смываемого вещества почв Тульской области, смоделированных на основе разных карт пахотных угодий: единой федеральной информационной системы земель сельскохозяйственного назначения (ЕФИС ЗСН), ESA World Cover 2020 (ESA WC), Global Land Cover and Land Use (GLULC). Установлено, что площадь пахотных угодий, по данным ЕФИС ЗСН, в 2–2.5 раза больше, чем по оценкам моделей землепользования ESA WC и GLULC. Карта ЕФИС ЗСН соответствует площади пашни, обрабатывавшейся в конце 1980-х годов, значительная часть которой в Тульской области в постсоветский период не обрабатывается. В связи с этим для современных оценок эрозии почв рекомендуется применение карт ESA WC и GLULC. Расхождение площадей пашни по разным картам неравномерно в разных частях Тульской области. Изменение данного показателя с северо-запада на юго-восток соответствует пространственному тренду уменьшения неоднородности почвенного покрова. По варьированию площадей пашни и связанных расчетных показателей темпов эрозии и массы ежегодно смываемой почвы можно выделить три группы районов Тульской области: I группа – северо-западные районы со светло-серыми лесными и дерново-подзолистыми почвами; II группа – центральные районы с серыми и темно-серыми почвами; III группа – юго-восточные районы с черноземами выщелоченными и оподзоленными. Максимальные отклонения от средних по районам площадей пашни, полученных по разным картам, варьируют в I группе в диапазоне 0.64–1.51, во II группе – 0.17–0.61, в III группе – 0.09–0.20. Варьирование границ пашни на разных картах оказывает влияние на оценки эрозии почв, особенно на расчеты массы смываемой почвы. Отклонения по смоделированной массе смываемой почвы в I группе оказались в диапазоне 0.65–1.75, во II группе – 0.28–0.58, в III группе – 0.13–0.26. Данные количественные показатели следует учитывать при разработке противоэрозионных мероприятий на основе моделирования эрозии почв в Тульской области.

В последние десятилетия возникло и активно развивается научное направление изучения экосистемных сервисов. Почва является одним из основных компонентов экосистемы, поэтому ее функционирование предопределяет многие ее сервисы. Однако выделение роли почвы в выраженности того или иного сервиса экосистемы из-за сложных и порой малоизученных взаимосвязей всех ее компонентов является нерешенной задачей. В статье представлено описание нового методического подхода к оценке сервисов почв, основанного на сопоставлении свойств почв со свойствами материнской породы. Приведена демонстрация этого подхода на примере оценки одного из сервисов почв: почвы как депозитария воды. Установлено, что почвообразование может приводить не только к усилению выраженности сервисов почв, но и к ее уменьшению, что может быть интерпретировано как антисервисы почв. Анализ в качестве примера выраженности сервиса почв по удержанию воды на территории России показал, что в России почти на половине ее территории отмечается отсутствие рассматриваемого сервиса почв, на трети территории этот сервис выражен хорошо, и на почти 20% территории выражен антисервис. Согласно полученным данным в 12 субъектах РФ оценочная стоимость рассматриваемого сервиса почв превышает 100 миллиардов рублей, а предоставление данного сервиса всеми почвами в стране оценивается в 5.7 триллиона рублей. Использование предложенного подхода может послужить дополнительным аргументом в обосновании необходимости разработки законодательных актов для охраны именно почв, как уникальных природных объектов.

В статье на основании практики проведения почвенно-экологических экспертных исследований обоснована необходимость введения в понятийный аппарат, представленный в нормативной базе в области охраны почв, определений, входящих в состав следующих блоков: 1) установление факта негативного воздействия на почвы; 2) установление видов фонового содержания веществ в почвах; 3) установление факта наступления ответственности за вред, причиненный почвам. Предложены определения, устанавливающие факт существования биологически значимых веществ и диапазонов их концентраций, в пределах которых они не могут быть признаны загрязняющими веществами, вариабельности почв в результате действия как антропогенных, так и природных факторов. Для оптимизации системы нормирования и оценки степени загрязнения почв предложены определения различных видов фоновых значений: природное, региональное, локальное фоновое содержание, а также интервал допустимого отклонения от их значений. Для обеспечения системы возмещения вреда за нарушение законодательства об охране почв необходимо введение понятия “Ответственность за загрязнение и истощение земель (почв)”, а также установление диапазонов концентраций загрязняющих веществ в почвах, при которых наступает экономическая ответственность за негативное воздействие.