В статье рассмотрены особенности почвенно-агрохимического обследования территории питомника с применением геоинформационных технологий. Целью данной работы являлось проведение обследования пахотных дерново-подзолистых средне- или легкосуглинистых почв территории лесного питомника, а также учета засоренности производственных площадей сорными растениями. Особенность данного исследования заключалась в том, что процесс сбора, систематизации и обработки всей получаемой информации был ориентирован на применение современных геоинформационных технологий. Выбор точек обследования осуществлялся по согласованию с администрацией питомника и корректировался по актуальным космоснимкам. Географическая привязка точек опробования осуществлялась с применением технологий глобального позиционирования (GPS, ГЛОНАСС) на базе мобильного приложения NextGIS (ОС Андроид). Фотофиксация полей питомника осуществлялась с применением технологий геотегирования, благодаря которым получаемую графическую информацию можно непосредственно внедрять и визуализировать в среде геоинформационной системы (ГИС). Отобранные в полевых условиях образцы анализировались в почвенной лаборатории по основным показателям почвенного плодородия. На основании полученных данных средствами ГИС были построены картограммы обеспеченности полей питомника основными элементами питания и важнейшими показателями, характеризующими состояние почвенного поглощающего комплекса (кислотность, степень насыщенности основаниями и др.). Изучение засоренности позволило получить тематическую карту, отражающую наличие сорных растений на полях питомника. Вся собранная информация была объединена в комплексную геоинформационную систему, разработанную на базе оболочки Quantum GIS. В результате на основе разработанной ГИС будет осуществляться оперативный мониторинг почвенного плодородия и информационное обеспечение реализуемой в питомнике агротехники выращивая посадочного материала.

Методы цифровой картографии перспективны для создания почвенных карт труднодоступных территорий. Целью работы был поиск оптимальных подходов к построению цифровых моделей почвенного покрова слабо изученной западной части Большеземельской тундры и лесотундры в разных масштабах. В качестве базовой информации о почвах использовались средне- (1 : 200 000) и мелкомасштабные (1 : 1 млн) почвенные карты; актуальная информация о состоянии территории бралась со снимков Landsat 8 (14.08.2013) и модели рельефа ASTER GDEM v.2. После извлечения информации и подбора предикторов проводился анализ моделей, построенных различными алгоритмами – Random Forest (RF), Multinomial Logistic Regression (MLR) и Linear Discriminant Analysis (LDA). Оценивался коэффициент согласованности между построенными моделями и изначальными картами (индекс каппа). Тестирование моделей показало, что лучше всего работает алгоритм Random Forest, который и был выбран для построения конечных карт. Средние значения каппа для сравниваемых моделей мелко- и среднемасштабных карт составили: RF – 0.39 и 0.36; MLR – 0.31 и 0.31; LDA – 0.28 и 0.18 соответственно. После предварительной коррекции контурной и смысловой части среднемасштабной карты значения каппа выросли: RF – 0.39, MLR – 0.35, LDA – 0.30. Проверка новых цифровых карт по независимым полевым данным показала, что уровень совпадения данных не хуже, чем у исходных бумажных карт: для исходной мелкомасштабной карты – 24 %, а цифровой – 26 %; для исходной среднемасштабной карты – 54 %, а цифровой – 43 %. При предварительной коррекции исходной среднемасштабной карты уровень совпадения полевых данных и цифровой модели, построенной с помощью алгоритма RF, повысился до 61 %. Данный способ построения цифровой почвенной карты при аналогичных исходных данных представляется оптимальным.

Изучены факторы, определяющие засоленность почв ключевых участков “Червленое” и “Дубоовражный” Светлоярской оросительной системы (Волгоградская область). Проводился многофакторный дисперсионный анализ зависимости суммы токсичных солей по результатам водной вытяжки (1 : 5) от факторов: рельефа, растительности, пород, способа орошения. Было выявлено, что фактором, определяющим степень засоления почв по сумме токсичных солей, в обоих случаях являются породы. Их вклад в общую дисперсию составил более 80 % для обоих исследуемых участков. На участке “Дубоовражный” значимым фактором также оказался рельеф. Антропогенный фактор – способ орошения – оказался незначимым. Были построены кумулятивные частоты встречаемости степеней засоления почвы по слоям 0–30 см, 30–100 см, 100–150 см, 150–200 см. Верхний слой почвы 0–30 см практически незасолен на обоих участках. На почвах участка “Червленое” встречаются сильные и очень сильные степени засоления, в целом почвы этого участка имеют более высокие значения суммы токсичных солей, чем почвы участка “Дубоовражный”.

Представлены результаты исследования морфологических свойств подводных почв в дельтах Волги, Дона и Кубани. Работа основана на полевых описаниях кернов подводных почв, встречающихся в дельтах. Выделены генетические горизонты, изучены их основные свойства (рН, Eh, электропроводность, гранулометрический состав, содержание органического углерода) и описаны основные типы почв, формирующиеся в различных условиях осадконакопления и под разными типами водной растительности. Название горизонтов и типов почв проведено с учетом предложенной ранее классификацией подводных почв (акваземов) дельты Волги. Изучено многообразие подводных почв трех дельт, проведено сравнение свойств одинаковых типов почв, формирующихся в различных дельтах. Описаны особенности формирования подводных почв; обсуждается отличие факторов подводного и наземного почвообразования. Показано, что количество встречающихся типов почв зависит от разнообразия формирующихся типов аквальных ландшафтов и контрастности условий миграции и аккумуляции вещества. Обсуждаются необходимые условия для формирования подводных почв и возможность отнесения донных отложений к почвенным образованиям. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости изучения донных осадков с почвоподобным профилем с позиции почвоведения и включении акваземов в современную классификацию почв России.

Проводилась апробация модели PEARL 4 на основании данных стока и температуры в Больших лизиметрах почвенного стационара МГУ. Лизиметрические установки используются в экспериментальном почвоведении главным образом для изучения составляющих водного баланса почвы и исследований выноса различных веществ из отдельных почвенных горизонтов или всего почвенного профиля. Модель PEARL 4, водный блок которой построен на основе классической модели SWAP, использует механизм описания преимущественных потоков в почве. Режимные наблюдения в модельных почвах Больших лизиметров МГУ позволили получить обширные данные по динамике температуры, влажности почвы, а также данные по стоку с нижней границы модельной почвы, что является уникальным материалом для адаптации, проверки и настройки любых моделей энерго/массопереноса в почве. Показано, что для достоверного соответствия стока с нижней границы и прогнозных профилей влажности и температуры с реальными значениями параметризованная математическая модель требует настройки путем подбора параметров аппроксимации основной гидрофизической характеристики (ОГХ). Установлено, что в зимний период времени ошибка прогноза всех показателей увеличивается. Таким образом, использование подобных моделей миграции веществ в почве для долгосрочного прогноза, например, для оценки риска загрязнения грунтовых вод агрохимикатами при ежегодном применении в 10-летний период, затруднительно ввиду ежегодного накопления общей ошибки прогноза к периоду весеннего снеготаяния.

Проведена оценка изменений физических и микробиологических свойств копролитов дождевых червей Aporrectodea caliginosa и Lumbricus rubellus в лабораторных опытах с использованием пахотного горизонта миграционно-мицелярного чернозема. В копролитах определяли физические параметры: гранулометрический состав, удельную поверхность, рассчитанную по эффективному диаметру частиц; микробиологические параметры: общую численность культивируемых бактерий и ферментативную кинетику липаз по модели Михаэлиса – Ментен с расчетом максимальной скорости реакции (V_m) и константы Михаэлиса (K_m). Модельный эксперимент включал два этапа: первый этап – дождевые черви двух видов содержались вместе, во втором – раздельно. Контролем была исходная почва и почва с опадом. Анализировали и сравнивали с контролем копролиты и почву, в которой жили дождевые черви. Два вида дождевых червей дают неаддитивный эффект на физические и микробиологические свойства. В зависимости от видового состава характер изменения отличается. Для двух видов, содержащихся совместно, отмечено снижение в копролитах удельной поверхности, увеличение доли фракции тонкого песка за счет снижения долей ила, мелкой и средней пыли. Отдельно для A. caliginosa установлено, что увеличивается удельная поверхность копролитов по сравнению с контролем, увеличивается доля частиц во фракциях: ила, мелкой, средней, крупной пыли за счет существенного уменьшения фракции тонкого песка. Для копролитов L. rubellus показано снижение удельной поверхности, увеличение долей фракций среднего, тонкого песка и крупной пыли за счет снижения доли фракций ила, мелкой и средней пыли. Численность культивируемых гетеротрофных бактерий выше в копролитах, по сравнению с контролем. Наибольшее увеличение наблюдается при совместном содержании двух видов. Липазная активность (V_m) почвы повышается по сравнению с контролем для двух видов и при содержании одного A. caliginosa. Под действием L. rubellus активность снижается. Копролиты отличаются по всем исследованным свойствами от контроля (почвы и почвы с опадом), а также от почвы, где обитали дождевые черви.

Проведено сравнение физических, химических и микробиологических свойств дерново-подзолистой пахотной среднесуглинистой почвы в условиях применения традиционной и нулевой обработки. Объектом исследования были образцы из пахотного слоя почвы (0–10, 10–20, 20–30 см) поля № 2 многолетнего опыта Центра точного земледелия РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева, где в 2018 г. выращивали вико-овсяную смесь. Отбор образцов почвы под двумя способами обработки был проведен в июне 2018 г. в 8-кратной пространственной повторности. Была определена влажность, водоудерживающая способность, pH, процентное содержание углерода и азота. Вегетационный индекс NDVI, определенный с помощью прибора GreenSeeker HandHeld, был использован для оценки интенсивности развития посева. Методом микробиологического посева на питательные среды в образцах была оценена численность эколого-трофических групп микроорганизмов (гетеротрофные аммонификаторы, аэробные и анаэробные азотфиксаторы, денитрификаторы, олиготрофы, целлюлозолитики). Вегетационный индекс NDVI был выше для растений на вспашке. По результатам статистического анализа (t-тест для сравнения независимых выборок) различия численности большинства эколого-трофических групп микроорганизмов при сравнении образцов почвы под нулевой обработкой и под вспашкой были незначимы. В верхнем слое почвы при нулевой обработке наблюдалась бо ́ льшая численность микромицетов, в том числе целлюлозолитических и фитопатогенных, чем при традиционной обработке. Попарное сравнение образцов разных слоев выявило сходное профильное распределение обилия бактерий и грибов при разных способах обработки. Сходство микробиологических характеристик наблюдалось в условиях более высокой влажности и процентного содержания азота в почве при нулевой обработке, по сравнению с почвой под вспашкой.

Цель исследований состояла в изучении состава и свойств красной ферраллитной почвы пятилетней залежи в Республике Чад для определения возможности ее использования под культуру хлопчатника. Дана оценка морфологического строения почвы, изучены гранулометрический и валовой состав, емкость катионного обмена и содержание обменных катионов, агрохимические и агрофизические свойства по почвенным горизонтам. Красные ферраллитные почвы региона обладают большой мощностью почвенного профиля и постепенным переходом между генетическими горизонтами, а также имеют облегченный гранулометрический состав верхней части профиля. Основу валового химического состава красных ферраллитных почв составляют SiO₂, Fe₂O₃ и Al₂O₃, которые по глубине почвенного профиля варьируют в пределах 61.83–82.73 %, 3.50–6.40 % и 11.46–29.25 % соответственно. Почвы характеризуются низкой емкостью катионного обмена (6.6–11.1 cмоль (экв)/кг. Среди обменных катионов определяющим является кальций (Ca²⁺). В верхних почвенных слоях содержание гумуса составляет 1.53–1.66 %. Почвы характеризуются кислой реакцией – от средне кислой в верхних горизонтах до очень сильно кислой в нижнем горизонте. Содержание подвижных соединений фосфора и калия в профиле составляет соответственно 0.76–1.09 мг/100 г и 0.05–1.48 мг/100 г. По своим агрофизическим свойствам почвы могут использоваться для возделывания хлопчатника. В верхнем слое (0–42 см) плотность почвы составляет 1.36–1.45 г/см³, общая пористость – 45.9–48.9 % и наименьшая влагоемкость – 22.4–25.7 %.