Предложен методический подход к цифровому картографированию ареала пахотнопригодных земель в зависимости от их почвенно-агроэкологических и позиционных условий. Подход апробирован для модельного участка Валдайской возвышенности площадью 160 тыс. га. Мелкоочаговое земледельческое освоение слаборасчлененных моренных равнин ограничено широким распространением избыточно увлажненных почв. Средствами канонического дискриминантного анализа рассчитана мера топографически обусловленной продолжительности переувлажнения почв на основе сопоставления морфологической диагностики их водного режима и стокоформирующих свойств рельефа по элементам сетки 30 × 30 м. Определен диапазон дренируемости для реконструированного по материалам Генерального межевания ареала пашни конца XVIII века, что позволило оценить потенциальный ареал пахотнопригодных земель в этот период. Площадь пашни, равновесная благоприятным условиям транспортной доступности и дренируемости почв, составила 12 %. В то же самое время ее фактическая площадь, реконструированная по материалам Генерального межевания, составила 5 %. В условиях натурального хозяйства XVIII в. больше половины потенциально пригодных земель модельного региона оказались неосвоенными.

В статье представлены результаты исследования 24 почвенных монолитов каштановых, бурых аридных, палевых и криоаридных почв из фонда Центрального музея почвоведения им. В.В. Докучаева. Выявлено, что гумусовые горизонты каштановых и бурых аридных почв, в целом, удовлетворяют критериям светлогумусового горизонта AJ, но фактический диапазон их цветов по шкале Манселла заметно темнее указанного в классификации. Гумусово-аккумулятивные горизонты палевых почв диагностированы как серогумусовые, а не светлогумусовые, характерные для почв этого типа согласно классификации. Специфика криогумусового горизонта криоаридных почв заключается в накоплении криогенно-измельченного детрита; для горизонта АК характерны красноватые тона, однако они менее красные, чем требуется диагностикой. Метаморфические горизонты в музейных монолитах бурых аридных и каштановых почв не удалось дифференцировать на горизонты ВМ и ВМК, они оказались ближе к ксерометаморфическому горизонту ВМК. Палево-метаморфический горизонт BPL оказался более темным и бурым, чем указано в классификации, и достоверно не отличается от горизонтов BM и BMK по цвету, но выделяется существенно менее развитой, плохо оформленной структурой. Последняя имеет криогенные черты, заметно слабее выраженные в криоаридных почвах, по сравнению с палевыми. Возможно, для криоаридных почв нужно перевести горизонт BPL из диагностических горизонтов на уровень признака. Обоснование индивидуальности текстурно-карбонатного горизонта САТ как диагностического горизонта каштановых почв не вполне подтверждается. Возможно, целесообразно снизить диагностический уровень горизонта САТ до уровня признака в аккумулятивно-карбонатном горизонте бурых аридных почв – ВСАt. Характеристики ВСА горизонтов всех исследованных почв соответствуют диагностике. Горизонты достоверно различаются по морфологии карбонатных новообразований: преимущественно сегрегации в бурых аридных и каштановых, пропиточные в палевых, пропиточные формы и кутаны в криоаридных почвах.

Понимание изменчивости кислотных свойств в почвенном покрове пойм необходимо для обеспечения рационального управления пойменными территориями, так как уровень pH является фундаментальным показателем, определяющим концентрацию растворимых и доступных для растений элементов. Выполнено определение актуальной, потенциальной и обменной кислотности в 87 почвенных разрезах, заложенных в пределах верхнего и среднего течения р. Амур. Для характеристики кислотности использовались методы описательной статистики, корреляция и линейная регрессия. Установлено, что кислотность снижается в пойме верхнего и среднего Амура в направлении: аллювиальные болотные (торфяно-глеевые и перегнойно-глеевые) почвы, остаточно аллювиальные (ржавоземы и брунеземы) почвы, аллювиальные серогумусовые глееватые почвы, аллювиальные серогумусовые. Почвы поймы верхнего Амура, в сравнении с почвами среднего Амура, более кислые, в среднем значение рН_KCl в почвах одного генезиса меньше на 0.2–0.4. Выявлено, что коэффициент регрессии позволяет судить о кислотно-основных функциональных группах почвенных компонентов, формирующих реакцию среды в почвах. Коэффициент больше единицы указывает на органическую природу кислотности, ниже единицы – на преобладание минеральных кислот.

На основе изучения гумусового состояния почв с помощью метода грануло-денсиметрического фракционирования исследована динамика качественного состава органического вещества хроноряда дерново-подзолистых почв в процессе лесовосстановления. Объектами исследования послужили дерново-подзолистые почвы хроноряда залежных участков, включающих основные стадии развития вторичной сукцессии: от зарастания травянистой растительностью до зональных ельников особо охраняемой природной территории Центрально-Лесного государственного природного биосферного заповедника. В первые 20–25 лет после перевода пахотного участка в залежь наблюдаются деградационные изменения гумусового состояния дерново-подзолистых почв, обусловленные отсутствием агротехнологических обработок и недостатком свежего органического вещества (ОВ) культурных растений. Показано, что лишь по прошествии 50 лет функционирования в режиме залежи качественные и количественные показатели ОВ дерново-подзолистых почв начинают приближаться к таковым ельников разного видового состава возрастом более 100 лет. Это проявляется в увеличении количества дискретного ОВ, уровне накопления углерода данной фракции ОВ в почве и величине ее долевого участия в общем уровне накопления углерода в почве.

В ходе модельного эксперимента изучались особенности изменения минералогического состава открытой поверхности пахотных почв (выщелоченный чернозем, серая лесная почва, дерново-подзолистая почва) под воздействием ударной силы дождевых капель в условиях чистого пара. По окончании эксперимента проведен минералогический анализ отдельных гранулометрических фракций: < 1, 1–5, 5–10 и > 10 мкм, – из микрокорочек, сформировавшихся на открытых поверхностях и почвенного субстрата, не подвергавшегося воздействиям атмосферных осадков. Исследованием установлено, что в ходе экспонирования произошло перераспределение и изменения долевых соотношений содержания разных гранулометрических фракций и связанных с ними глинистых и кластогенных минералов. За время проведения опыта наиболее значительные изменения произошли в образце дерново-подзолистой почвы и выщелоченного чернозема, что связано с особенностями вещественного состава данных почв. Сильнее всего в экспонируемых образцах снизилось содержание глинистых минералов. Произошло перераспределение из верхнего микрослоя кластогенных минералов, большей частью из тонкопылеватой и в меньшей мере из среднепылеватой фракций, которое сопровождалось относительным накоплением фракции > 10 мкм. Перераспределение гранулометрических фракций сопровождалось относительным накоплением в них кварца, калиевого полевого шпата и уменьшением содержания хлорита и слюд-гидрослюд. Подобное распределение определяется разной устойчивостью минералов к выветриванию. Балансовыми расчетами установлено, что общие потери глинистых и кластогенных минералов из верхней открытой поверхности монолитов в сравнении с исходным почвенным субстратом составили более 4 кг / 100 кг монолита для серой лесной почвы, 16 кг / 100 кг монолита для выщелоченного чернозема и 46 кг / 100 кг монолита для дерново-подзолистой почвы.

При длительном использовании технологии прямого посева (no-till) в почвах происходят изменения, которые обусловлены элементарными почвообразовательными процессами (ЭПП), меняющимися во времени и пространстве. Идентификация этих изменений и их достоверность являются приоритетными условиями для обоснования особенностей и/или преимуществ технологии прямого посева над остальными, в первую очередь над традиционной технологией – вспашкой с оборотом пласта. Одним из условий решения проблемы является систематизация и приведение к единой структуре не только терминов и условий испытания, но и основных свойств почв, определяющих их плодородие, в качестве объективных показателей изменений самого объекта обработки. При постановке многолетнего полевого опыта по изучению влияния технологии прямого посева на свойства почв, кроме учета известных требований, необходим комплексный анализ неоднородности почв. Представлены результаты детального топографического и почвенно-агрохимического картографирования с оценкой вариабельности морфологических и агрохимических свойств типичных черноземов четырех опытных полей каждое площадью 2.4 га.

Кратко изложены основные результаты изучения влияния искусственной древесной растительности на черноземы и обусловленности состава и продуктивности лесных насаждений почвенно-грунтовыми условиями. Охарактеризовано влияние засоленности почв на рост насаждений. Оценена токсичность разных групп легкорастворимых солей, прежде всего хлоридов и соды. Выявлена определяющая роль глубины залегания токсичных количеств хлоридов и уровня водообеспеченности в установлении лесопригодности почв. Разработан экологический ряд водообеспечиности разных типов почв. Определена степень пригодности грунтовых вод разной минерализации. Оценена мощность корнеобитаемого слоя как ограничивающего фактора. Установлено, что уровень обеспеченности почв элементами минерального питания растений (трофность) определяет наибольшее в пределах корнедоступного слоя почв валовое количество фосфора и калия (исключая калий, заключенный в кристаллических решетках полевых шпатов). С трофностью почв и с увлажнением связано все внутризональное разнообразие природы. Наряду с количеством тепла эти лимитирующие факторы формируют тот или другой уровень плодородия среды. Охарактеризована роль внутрипочвенного стока в формировании лесостепных ландшафтов. Выделены этапы и стадии первичного почвообразовательного процесса. Утверждается, что зональность почв является следствием их биокосной природы. Обосновывается положение о плодородии почв как факторе, обеспечивающем стабильность жизни на Земле, и о путях вывода почвоведения на уровень теоретической основы земледелия. Ведутся работы по изучению истории почвоведения, обосновывается необходимость возрождения учения о почве как о среде обитания растений.

Имплементация инициативы “4 промилле” или “4 на 1000” в России может быть одним из инструментов сдерживания концентрации парниковых газов в атмосфере. Подсчитано, что суммарный объем ежегодного поглощения углекислого газа (СО₂), включая естественную динамику и применение углерод сберегающих технологий, составит около 23–28 % от годового выброса газа в атмосферу Россией. Механизм инициативы “4 на 1000” будет действовать успешно в течение 12–15 лет, что соответствует времени насыщения пахотных почв углеродом. Внедрение инициативы “4 промилле” – это позиционирование России в числе стран, радеющих не только за устойчивое энергоэффективное экологическое развитие, но и за возможность страны реализовать свои конкурентные преимущества, востребованные в низко углеродном мире.