На примере участка Битюго-Савала-Цнинского междуречья Окско-Донской низменности площадью 0.5 млн га показаны возможности цифрового картографирования компонентного состава микроструктур почвенного покрова лесостепной зоны. Слабопересеченный рельеф междуречья и породы с низкой фильтрационной способностью определили условия затрудненного поверхностного и внутрипочвенного стока и, как следствие, преобладание в структуре почвенного покрова полугидроморфных и гидроморфных почв черноземного ряда с участием солонцовых почв на северной границе их ареала. Особенности почвенного покрова региона выражены зависимостью долевого участия почв в составе почвенных комбинаций от морфологических особенностей мезорельефа как ведущего фактора их организации. Разнообразие почв и их внутриландшафтная изменчивость определены массивом 2 200 почвенных описаний 12 типов/подтипов почв. Наиболее значимые факторы их пространственной организации – крутизна склонов (°), относительные превышения в окрестности 2 000 м (м), превышения над базисом эрозии (м), соотношение длины и крутизны склонов (LS-фактор), отношение водосборной площади к локальной крутизне (TWI), глубина (м) и плотность (га/100 га) замкнутых понижений. Региональное разнообразие почвенного покрова сведено к десяти типам микроструктур с учетом их компонентного состава. Сравнение их границ с содержанием архивных материалов почвенного обследования показало сопоставимость и преимущества цифровой модели организации почвенного покрова по сравнению с региональным обобщением крупномасштабных почвенных карт землепользований (юг Тамбовской области). Использованный подход представляется перспективным для решения фундаментальных и прикладных задач, связанных с изучением и инвентаризацией почвенного покрова как компонента ресурсного потенциала сельскохозяйственного землепользования.

Рассматриваются вопросы классификаций, формирования и выделения различных водных режимов в пространстве сельскохозяйственного поля с осушенными гончарным дренажем агродерново-подзолистыми почвами разной степени гидроморфизма на двучлене (Опытное поле ВНИИМЗ, около 52 га). Разделение водных режимов проведено с помощью пространственно распределенной физически обоснованной модели SWAT на базе программы QGIS и послойно экспериментально определенных гранулометрического состава, содержания органического вещества, плотности почв, карты рельефа и метеоданных за 2020–2022 гг. Выделено 7 элементарных гидрологических ареалов, которые отнесены к агроэкологическим видам и типам земель и определяются не только условиями водопереноса по поверхности почвы, но и обуславливаются внутрипочвенными факторами: глубинами горизонтов, их гранулометрическим составом и проницаемостью подпочвенных горизонтов. Данные гидрологические участки отличаются интенсивностью водообмена, находятся в пределах земель, обладающих разной степенью гидроморфности: от сильнополугидроморфно-литогенных на юге и северо-западе до слабогидроморфных на севере и северо-востоке исследованного участка. Основу группировки земель по гидрологическому режиму составляют данные о морфологии почвенного профиля, глубине залегания морены и грунтовых вод, соответственно, а группировку земель на основе рельефа можно использовать как предварительную с обязательным ее дополнением почвенными гидрофизическими данными и расчетными процедурами.

К глобальным проблемам XXI в. относятся: 1) антропогенное изменение климата, 2) недостаток и истощение запасов питательных веществ, 3) нехватка воды и эвтрофикация, 4) сокращение биоразнообразия, 5) деградация почв и опустынивание и т. д. Большинство этих и других проблем вызваны и усугубляются нерациональным использованием земель и некорректными методами управления почвенными и водными ресурсами, и выращивания сельскохозяйственных культур. Таким образом, сельское хозяйство должно быть преобразовано, чтобы способствовать решению проблемы, обеспечивая большие объемы производства с привлечением меньшего количества ресурсов, сокращая их потери и повышая эффективность использования. Почва является крупнейшим резервуаром углерода в наземной биосфере и содержит 2 400 млрд т С (Пг С) в метровом слое, в то время как его содержание в атмосфере составляет 850 млрд т, а в деревьях и древесных многолетниках – 620 млрд т. Почвы и экосистемы являются источником парниковых газов с момента зарождения сельского хозяйства из-за вырубки лесов, сжигания биомассы, осушения болот, деградации почв, а также применения агрохимикатов и энергоносителей. Почвы агроэкосистем могут быть преобразованы из источника в поглотитель атмосферного CO2 путем внедрения проверенных и оптимальных методов управления, адаптированных под конкретные территории. Развитие углеродного земледелия может решить проблемы продовольственной и алиментарной безопасности и способствовать достижению целей устойчивого развития Организации Объединенных Наций.

Цель данной работы – на основе имеющихся аналитических данных провести анализ свойств засоленных почв Усть-Ордынского Бурятского округа Иркутской области, так как это один из наиболее освоенных округов с точки зрения сельского хозяйства. Массив данных содержит информацию о 122 разрезах почв разного гидроморфизма, из которых 109 засолены. Анализ проведен методами непараметрической статистики в целом по округу, по отдельным районам и почвам разного гидроморфизма. Автоморфные и полугидроморфные почвы чаще имеют слабую степень засоления, тип химизма сульфатный магниевонатриевый. Чаще и сильнее засолены преимущественно гидроморфные почвы, их свойства и определяют свойства засоленных почв округа в целом. По медиане засоленные почвы округа преимущественно среднесуглинистые, рН 7.6–7.96, содержание карбонатов 18%, гипса – 8%. По медиане в округе в целом преобладают среднезасоленные почвы сульфатно-натриево-магниевого химизма с гипсом. В округе среди анионов преобладают сульфаты, катионов – магний, реже натрий. Хлориды в засоленных почвах встречаются во многих районах, составляя в общем 22% выборки, но ни в одном из районов не доминируют. В 24% выборки встречается токсичная щелочность, значения которой чаще ниже 1 смоль(экв)/кг, которая в 75% случаев определяется наличием гидрокарбоната магния. В 25% случаев она имеет содовую природу. В горизонтах, где щелочность определяется содой, химизм чаще щелочно-хлоридный или хлоридный с токсичной щелочностью.

Сочинский Дендрарий расположен в интервале абсолютных высот 8–140 м и включает Нижний парк на плоской морской террасе и Верхний парк с участками ровных неогеновых террас и крутых склонов, что определяет различия в деградационных трендах: переувлажнение элювиально-поверхностно-глеевых желтоземов и эрозионно-оползневые процессы в желтоземах и дерновых почвах соответственно. Масштабы их относительно невелики. Рост переувлажнения проявляется в усилении внутрипочвенного оглеения и застоя воды на поверхности и объясняется нарушением работы поверхностного дренажа. В Верхнем парке переувлажнение локально и приурочено к отдельным небольшим западинам, а основными видами деградации является смыв (эрозия) и оползни, особенно заметные на очень крутом склоне под природным лесом, а также рекреационное уплотнение. Развитию деградационных процессов способствуют свойства желтоземных почв: тяжелый гранулометрический состав, высокая плотность и компактность срединных слабо водопроницаемых метаморфических горизонтов, участие смектита в составе илистой фракции, а также крутые склоны и большое количество осадков.

Получена комплексная характеристика прокариотных сообществ “подвешенных почв (почвоподобных тел/солоидов)”, формирующихся в корзинках эпифитных папоротников (Drynaria sp. и Asplenium sp.,) на территории заповедников Вьетнама (Пухоат, Контьыранг, Сонгтхань, Тэйзянг и Суанльен). Показатели общей численности бактерий (прямой микроскопический метод) варьировали от 1.5 до 5 млрд клеток / г субстрата, длина актиномицетного мицелия изменялась от 494 до 690 м/г субстрата. Среди культивируемых сапротрофных бактерий доминировали представители актиномицетов. По результатам метабаркодинга в сообществе доминировали филумы Pseudomonadota, Actinomycetota и Acidobacteriota. Ряд родов бактерий, выявленных методом баркодинга гена 16S рРНК, относился к типично почвенным бактериям, способным к деструкции сложных органических соединений. Максимальное родовое разнообразие было обнаружено среди представителей филума Pseudomonadota, среди родов филума Actinomycetota наблюдалось меньшее разнообразие. Среди филума Pseudomonadota широко представлены роды бактерий, способные к активной фиксации атмосферного азота и синтезу биологически активных соединений. Полученный пул информации о разнообразии прокариотного микробиома “подвешенных почв” позволит сформировать представление о функционировании данного субстрата и указывает на высокий биотехнологический потенциал бактерий, обитающих в этом биотопе.

В 2024 г. проведены ландшафтно-геохимические исследования в южных районах Монголии в районе добычи угля (предприятие “Таван Толгой”) и меди (предприятие “Оую Толгой”). Отобраны образцы грунтовых вод и почв, проведены химико-аналитические работы. Дана оценка экологического состояния почв и подземных вод в горнодобывающих сомонах Ханбогд и Цогтцэций Южногобийского аймака Монголии. В результате проведенных исследований выявлено, что грунтовые воды в районе добычи меди в основном пресные, на территории добычи угля – слабосолоноватые. Почвы в основном представлены сероземовидными, относятся к карбонатным, иногда к засоленным. Выявлены очаги загрязнения грунтовых вод и почв на территории фермерских хозяйств, находящихся вблизи горнодобывающих предприятий. В водах колодцев и скважин местных жителей обнаружены высокие концентрации ионов натрия, фтора, магния, хлора, сульфатов и ряда токсичных тяжелых металлов. В почвах тех же районов выявлены повышенные содержания никеля, меди, цинка и мышьяка, превышающие санитарно-гигиенические нормы, иногда более чем в 20 раз.

Актуальность полевого мониторинга почвенного дыхания не вызывает сомнений и определяется значимостью этого процесса в оценке биологической активности почв и углеродного цикла наземных экосистем. Из-за доминирования ручных измерений плохо исследованы закономерности суточной и сезонной динамики почвенного дыхания, особенно в ночные часы и холодное время года. Работа использует новый подход, позволивший полностью автоматизировать полевой мониторинг почвенного дыхания с целью выявления закономерностей его разномасштабной динамики в годовом цикле. Ноу-хау подхода заключалось в использовании периодически продуваемых атмосферным воздухом почвенных камер со встроенными бюджетными СО2-логгерами HT-401/5, регистрирующими динамику концентраций СО2 каждую минуту. Продувка атмосферным воздухом выводила концентрацию СО2 в камере на фоновый уровень, после чего компрессор выключался, и логгер записывал тренд накопления СО2 вследствие почвенного дыхания, использующийся для стандартного расчета потока СО2 по линейной модели для закрытой камеры. Результаты непрерывного автоматического мониторинга потоков СО2 на стационарном объекте Института лесоведения РАН в Серебряноборском опытном лесничестве на окультуренной дерново-подзолистой супесчаной почве (loamy sand Cambisol) под посадками голубой ели (Picea pungens, Engelm.) в течение 2024–2025 гг. с двумя холодными сезонами показали значимость ночного почвенного дыхания в суточном цикле и дыхания в холодный период года с ноября по март в годовом цикле, а также роль температурного фактора в разномасштабной динамике почвенного дыхания, что представляет интерес для прогнозных эмпирических моделей этого процесса в условиях меняющегося климата.

С помощью метода гранулоденсиметрического фракционирования из поверхностных горизонтов типичного чернозема Курской области резко различных вариантов (степь и бессменный чистый пар) были выделены компоненты органического вещества (ОВ) разной локализации в почвенной матрице. Данные изотопного анализа показали, что локализацию ОВ в почве можно рассматривать в качестве критического условия его биодеградации. Компоненты ОВ разной локализации в почвенной матрице (свободное (ЛФ_СВ), агрегированное ОВ (ЛФ_АГР); ОВ илистых фракций (Ил), ОВ фракции Остаток (Ост)) подвергаются микробной обработке в разной степени, что приводит к фракционированию ¹³С и находит отражение в различиях их изотопной сигнатуры (δ¹³С): величина δ¹³C минерально-ассоциированного ОВ (Ил + Ост) выше по сравнению с таковой дискретного ОВ (ЛФ_СВ + ЛФ_АГР). В условиях длительного режима чистого пара (52 года), в силу практически полного отсутствия поступления свежего растительного материала в течение длительного времени, изотопная сигнатура всех исследованных пулов ОВ, исключая ЛФ_СВ, сместилась в сторону “утяжеления” за счет субстратного эффекта, сопровождающегося усилением изотопной дискриминации по мере увеличения количества циклов микробной утилизации. Представленная концептуальная схема перегруппировки углерода (С) в системе компонентов ОВ в естественных условиях (степь) демонстрирует, что органический С растительного происхождения (вероятность – высокая) идет от ЛФ_СВ к фракции Ост через микроагрегаты внутри агрегатов (мА), состоящих из агрегированного ОВ и ОВ илистых частиц. Выявлено, что, несмотря на то что в чистом пару основные пути образования ОВ остались прежними, их вероятность резко снизилась по сравнению с таковыми в варианте степь, повидимому, в результате замедления микробной активности, вызванного резкими негативными изменениями качества ОВ.

Представлены результаты исследования валового содержания и содержания подвижных форм Cd, Pb, Zn, Cu, Ni, Co и Cr. Исследования проводили на территории Брянской области, Россия, в ландшафтах поймы реки Десны. Отбор почвенных образцов проводили методом почвенных ключей (92 почвенных разреза). Показана высокая вариабельность валового содержания и подвижных форм Cd, Pb, Zn, Cu, Ni, Co и Cr в аллювиальных почвах р. Десны. Установлено наличие корреляционной связи между валовым содержанием тяжелых металлов в почве и ее гранулометрическим составом. По величине кларка концентрации элементы сгруппированы в убывающий ряд: Cu > Pb > Zn > Co > Ni > Cr > Cd, аналогичный для аллювиальных почв других рек региона. Составлен геохимический индекс пойменных почв р. Десны, который позволяет судить о потенциальном запасе тяжелых металлов. Установлен ряд подвижности тяжелых металлов: Cd > Ni > Pb > Zn > Cu > Co > Cr, аналогичный почвам другого генезиса. Установлено наличие корреляционной связи между содержанием подвижных форм Cd, Cu, Ni и Co и содержанием физической глины в почве. Показана степень обеспеченности Zn, Cu и Co пойменных почв реки Десны. Отмечена необходимость в дополнительном их количестве при выращивании сельскохозяйственной продукции.