Разработаны нормативы изменения физических свойств пахотных черноземов степной, каштановых почв сухостепной и светло-каштановых почв пустынно-степной зон европейской территории России в зависимости от характера антропогенного воздействия. Установлены пределы оптимальных, допустимых и критических значений физических свойств этих почв для роста и развития растений. Для каждой зоны приведены экспертные оценки распределения площадей почв с оптимальными, допустимыми и критическими значениями показателей основных физических свойств почв. Наибольшие отличия наблюдаются в плотности сложения и структурном составе почв разных почвенно-климатических зон. В степной зоне среди обыкновенных черноземов преобладают почвы с оптимальными значениями плотности пахотного слоя (1.0-1.2 г/см³); среди предкавказских и южных черноземов - со значениями 1.25-1.35 г/см³. Среди каштановых почв сухостепной зоны наиболее распространены разности с допустимыми значениями равновесной плотности (1.30-1.40 г/см³); в пустынно-степной зоне преобладают светло-каштановые почвы с допустимыми (1.35-1.45 г/см³) и критическими значениями (>1.45 г/см³) равновесной плотности. В пахотном слое почв каждой отдельной зоны агрофизические свойства в значительной мере снивелированы агротехническими мероприятиями и близкими требованиями возделываемых в зоне культур. Нормативы изменения физических свойств могут служить руководством для оценки современного физического состояния пахотных почв и базовой основой для разработки региональных систем сохранения и воспроизводства плодородия почв.

Установлены закономерности поведения влаги в системе приземный воздух-растительный покров-почва с использованием потенциала влаги. Показано, что потенциал влаги в почве, листьях растений, перепады потенциала влаги в системе почва-растение, и относительная транспирация связаны между собой функциональными зависимостями. Достоверно обосновано, что каждая группа растений (гигрофиты, мезофиты и ксерофиты) характеризуется определенным узким интервалом потенциала почвенной влаги, при котором значения относительной транспирации не опускаются ниже оптимального уровня (1.0-0.9). Этот интервал практически не зависит от свойств почв и метеорологических условий и может быть использован в качестве оптимального критерия влагообеспеченности растений.

Рассмотрен микроэлементный состав системы вода-донные отложения-водоросли-макрофиты-ихтиофауна р. Амур. Установлены минимальные и максимальные концентрации микроэлементов в отдельных ее компонентах. Показано, что в биологических объектах содержание микроэлементов закономерно уменьшается в следующем порядке: водоросли > макрофиты > ихтиофауна. Наиболее информативным биологическим объектом аккумуляции микроэлементом в экосистеме Амура являются водоросли. Аккумуляция Fe, Mn, Zn и Cu в донных отложениях связана с образованием поверхностных комплексов катионов металлов с глинистыми минералами и с их накоплением диатомовыми водорослями

Методами оптической и электронной микроскопии изучено поведение глинистых минералов (смектита и каолинита) под влиянием растворимых солей. Это взаимодействие приводит к образованию глинисто-солевых микроагрегатов. Упаковка частиц, размеры, форма и оптические свойства глинисто-солевых микроагрегатов зависят от природы минерала и свойств соли, участвующих в агрегации.

В России в качестве ориентировочно допустимой концентрации (ОДК) используются фиксированные значения концентраций тяжелых металлов/металлоидов. Предложенный в 1987 г. СанПиНом и развитый в 1997 г. в Нидерландах принцип гибкого подхода к оценке ОДК*, позволяет устранить многие недостатки фиксированной ОДК, поскольку он основан на суммировании локального фонового содержания металла и предельно допустимой добавки. На данном этапе гибкий подход к оценке ОДК* не учитывает всех особенностей поведения поллютанта в почве, хотя сам переход от концепции фиксированных нормативов к гибким представляет собой движение в верном направлении. Предложено развитие гибкого подхода к оценке ОДК, учитывающего инертную фракцию поллютанта. Примеры показали, что загрязнение почв тяжелыми металлами оказывается в ряде случаев значительно выше при оценке с помощью гибкого критерия ОДК*. Применение гибкого критерия ОДК**, учитывающего содержание инертной фракции в почве, станет возможным после усовершенствования системы химического экстрагирования сильнозагрязненных почв.

Изучение металлов в торфе, загрязненном нефтью, имеет двоякое значение. Во-первых, диагностическое, как удобный и простой прием мониторинга состояния почвы, во-вторых, экологическое - для прогноза состояния торфяника, как элемента биоценоза. Все элементы-поллютанты в загрязненных торфах делятся на две группы. Одни из них (Ti, V, Cr, Ni, Zr, Ba, Y, La, Ce, Nd) накапливаются в верхнем, битуминозном слое торфа. Другие элементы (галоген хлор, а также металлы: Ca, Мn, Zn, Cu, Sr), напротив, мигрируют вглубь торфяной толщи вместе с легкими фракциями углеводородов. Для улавливания особо подвижных металлов Cu, Zn необходимо устройство искусственных геохимических барьеров, предотвращающих попадание поллютантов в грунтовые воды и открытые водоемы

На основе полевых исследований авторов, выполненных в 2005-2009 гг., охарактеризованы химические свойства почв солонцовых комплексов восточной части Ергеней в пределах республики Калмыкии. На Ергенях доля почв, засоленных в верхнем метре, составляет 50-75%; солонцов - 10-25%, местами до 25-50 и 50-75% от площади комплекса. Солонцы изученной территории относятся к поверхностно-засоленным. Почвы сильно засолены начиная с 20 (мелкие солонцы) или 50 см (глубокие солонцы). В светло-каштановых почвах засоление появляется глубже 1 м, реже с 50 см. По составу солей солонцы относятся к хлоридным и хлоридно-сульфатным; светло-каштановые почвы - к сульфатным разновидностям.