В работе представлены оригинальные разработки по применению эрозионной модели WaTEM/SEDEM для крупномасштабного картографирования эрозионных структур почвенного покрова Среднерусской возвышенности. Оценка участия смытых почв в составе почвенных комбинаций распаханных склонов проведена на основе сопоставления расчетных темпов смыва с результатами почвенно-морфологической диагностики степени эродированности черноземов в 859 точках. При заданных входных параметрах эрозионной модели качественные изменения в структуре почвенного покрова (доля слабосмытых почв более 10%) начинаются с порогового значения водной эрозии 8 т·га^-1·год^-1. При среднегодовой эрозии 30 т·га^-1·год^-1 доля смытых почв превышает 50%. Полученные отношения между встречаемостью почв эрозионно-аккумулятивного ряда и интенсивностью смыва использованы для построения карты типизированных комбинаций почв разной эродированности. Сравнение с материалами детальной почвенной съемки показало, что карта отражает пространственное разнообразие и конфигурацию эрозионных почвенных комбинаций. Разработанный подход представляется перспективным для решения фундаментальных и прикладных задач, связанных с изучением структурно-функциональной организации почвенного покрова склонов и проектированием противоэрозионных мероприятий в адаптивно-ландшафтном земледелии.

Проведены исследования геохимически сопряженного ряда почв (подзол иллювиально-железистый – подзол иллювиально-железистый глеевый – торфяная глеевая почва), сформированных в условиях распространения волнистой озерно-ледниковой равнины среднетаежной подзоны Карелии. Изучение окислительно-восстановительных условий показало, что они меняются от окислительных в автоморфных почвах до восстановительных в почвах аккумулятивных позиций. Рассчитаны и проанализированы геохимические коэффициенты, характеризующие особенности аккумуляции и направления миграции в исследуемых почвах. Внутрипрофильное распределение кремнекислоты и большинства полуторных окислов в изучаемых почвах носит типичный для подзолов характер. В подзолистых горизонтах почв транзитных позиций, по сравнению с автоморфными, происходит более интенсивный вынос элементов, а в альфегумусовых горизонтах отмечается накопление алюминия, железа, титана и фосфора. Для всех почв характерен дефицит большинства микроэлементов, по сравнению с фоновыми значениями, очень низкие коэффициенты концентрации получены для никеля, кобальта, марганца. Содержание меди, а в некоторых случаях и цинка, находится на уровне фоновых значений. Распределение изучаемых элементов по профилю подзолов происходит по аккумулятивно-элювиально-иллювиальному типу, но наблюдается различная степень интенсивности миграции элементов в связи с изменением положения в рельефе. В почвах автоморфных позиций распределение микроэлементов в нижней части профиля имеет монотонный характер, в то время как для почв транзитных ландшафтов характерна более интенсивная дифференциация микроэлементов. Тип латерально-миграционной дифференциации катены – транзитно-элювиальный, то есть наблюдается обеднение изучаемыми элементами почв подчиненных позиций относительно автономных. Это связано с природными условиями территории исследования: слабым уклоном поверхности, однородными песчаными почвообразующими породами, невысокой гумусностью почв.

Целью исследования являлось изучение взаимосвязи химических и микроморфологических свойств почв на естественных пастбищах северо-западной части Прикаспийской низменности с произрастанием на них Kochia prostrata (прутняк простертый). Было заложено 4 почвенных полуямы (почвы – солонцы светлые и каштановая солонцеватая) с учетом максимальной глубины проникновения основной массы корней изучаемого растения. K. prostrata – очень пластичный кормовой вид, который способен произрастать на почвах с широким набором морфологических свойств, разным содержанием солей и их химическим составом. Выявлено, что на фоне практически одинакового содержания гумуса и высокого содержания обменного магния микроморфологические признаки отражают разную степень проявления элементарных почвообразовательных процессов – гумусово-аккумулятивного, выщелачивания легкорастворимых солей, гипсонакопления, окарбоначивания, осолонцевания. Несмотря на различное содержание обменного натрия, во всех почвах присутствуют свежие глинистые или гумусово-глинистые кутаны иллювиирования, свидетельствующие о проявлении современного элювиально-иллювиального перераспределения тонкодисперсного вещества (процесса лессиважа).

В Пермском федеральном исследовательском центре разрабатывается технология получения и применения новых комплексных удобрений пролонгированного действия из глинисто-солевых отходов переработки K-Mg руд после получения калийных удобрений. Основными процессами в технологии являются обогащение отходов и высокотемпературный обжиг концентрата обогащения. В результате формируется продукт, получивший название огарок, имеющий свойства комплексных удобрений пролонгированного действия, мелиоранта и микроудобрения. Проведены лабораторные и полевые опыты по применению огарка в качестве калийного удобрения. Изучаемые культуры – яровая пшеница, ячмень, картофель. Схема опытов включала варианты: контроль (без удобрений), NP – фон; NP + KCl и NP + огарок. Для зерновых культур (пшеница, ячмень) применение огарка на фоне NP повысило урожайность на 1.7–1.9 т/га по отношению к контролю, применение стандартных удобрений NPK – на 1.8–2.0 т/га, разница – в пределах ошибки опыта (НСР₀₅ = 0.21; 0.38 т/га). Содержание азота, фосфора и калия в зерне и соломе обеих культур в вариантах с применением огарка было на уровне варианта с применением стандартного удобрения и достоверно выше по сравнению с контролем. Различия между вариантами с применением огарка были несущественными. Внесение N₉₀P₉₀ и полного минерального удобрения (N₉₀P₉₀K₉₀) способствовало повышению урожайности клубней картофеля на 1.43–4.51 т/га соответственно. Применение удобрений-огарков на фоне NP не уступало по эффективности использованию хлористого калия. Показатели качества урожая картофеля (содержание сухого вещества и крахмала в клубнях, содержание тяжелых металлов) также не уступали применению традиционного калийного удобрения. Применение огарка под картофель и зерновые культуры в дозах эквивалентных К_60–120 не приводило к ухудшению показателей плодородия дерново-подзолистой почвы. При получении огарка можно использовать дополнительно неограниченный набор компонентов. Иначе говоря, это концептуальная модель для создания новых видов минеральных удобрений с заданными свойствами для разных почвенно-климатических условий и культур с различными требованиями к минеральному питанию.

С помощью метода посева на элективные питательные среды оценена численность и активность таксономических (бактерии, актиномицеты, микромицеты) и функциональных (азотфиксаторы, аммонификаторы, денитрификаторы амилолитики, целлюлолитики) групп микроорганизмов в агрочерноземах Ставропольского края под влиянием различных систем обработки почвы – прямого посева (no-till) и вспашки с оборотом пласта (традиционная обработка). Анализы проводили для вариантов с озимой пшеницей, кукурузой, подсолнечником и соей при внесении/отсутствии минеральных удобрений. Традиционная обработка почвы для большинства сельскохозяйственных культур приводит к росту активности аэробных аммонификаторов, целлюлолитиков, денитрификаторов, актиномицетов и микромицетов. Технология no-till, в свою очередь, повышает интенсивность анаэробных целлюлолитиков и азотфиксаторов, аэробных диазотрофов и амилолитиков. Наиболее отзывчивой культурой, под которой увеличивалась биологическая активность практически всех групп микроорганизмов на полях no-till, стала кукуруза, тогда как озимая пшеница повышала численность микроорганизмов при вспашке. Применение минеральных удобрений повышало биологическую активность почвы под подсолнечником при прямом посеве, в то время как при традиционной обработке значения данного параметра увеличивались на фоне отсутствия минеральных удобрений.