В статье рассмотрены логика и периоды развития Почвенного института им. В.В. Докучаева, их движущая сила, важнейшие итоги и задачи на ближайшее будущее. В истории Института выделено четыре периода: становление, устойчивое развитие, выживание, возрождение. За индикаторы периодов приняты научно-организационная структура учреждения, вклад в развитие теоретического и прикладного почвоведения. В его структуре в период становления просматривается приоритет фундаментальных исследований почв по ведущим направлениям: физика, химия, генезис, биология и т. д. Опережающее развитие теоретических исследований позволяло ученым оперативно отвечать на актуальные запросы развивающейся страны : поиск почвенных ресурсов для возделывания технических культур, освоения новых территорий, мелиоративного и гидротехнического строительства. К 70-м годам прошлого столетия в Институте окончательно сформировалась устойчивая научно-организационная структура. В начале 90-х годов Почвенный институт вступил в критическую фазу развития. Второе десятилетие XXI в. стало поворотным в его судьбе. Была необходима новая стратегия в развитии научной деятельности Института. Она состояла из трех взаимосвязанных элементов. Первый – модернизация материально-технической базы научных исследований; второй – укрепление кадрового потенциала за счет привлечения мотивированной к науке молодежи; третий – выстраивание эффективных одно- и многосторонних взаимодействий между партнерами – потребителями знаний. Главными областями взаимодействия являлись актуальные проблемы: продовольственная безопасность, глобальное изменение климата и их последствия для страны. Показано, что только при постоянном потоке информации с использованием арсенала разнообразных средств и методов научные исследования получают признание и поддержку общества. Подтверждением значимости почвоведения как фундаментальной дисциплины в социальноэкономическом развитии страны стало Постановление Правительства (2022 г.) о праздновании 100-летия Почвенного института им. В.В. Докучаева. Современная ноосферная парадигма почвоведения ставит новые проблемы перед наукой, на переднем крае которой находится Почвенный институт им. В.В. Докучаева.

На примере образцов пахотных горизонтов трех почв (дерново-подзолистой, серой лесной и чернозема выщелоченного) исследованы особенности отражения электромагнитных волн от их фракций разных размеров. Выделение фракций путем сухого просеивания проведено с использованием машины для просеивания Retsch AS 200 BASIC. Выделено 14 фракций размером от менее 20 мкм до размера более 5 000 мкм. Для каждой фракции и для образца почв до просеивания была определена спектральная отражательная способность в диапазоне электромагнитных волн от 350 до 2 500 нм с использованием полевого спектрорадиометра SR-6500 (Spectral Evolution, USA). Проведен анализ сходства и различий полученных кривых спектральной отражательной способности отдельных фракций с использованием их визуального анализа, метода построения дендрограмм сходства, а также регрессионный анализ между отражением света и размером фракций. Подтверждено, что на более детальном уровне анализа, по сравнению с проведенным другими исследователями ранее, общие закономерности отражения света образцами не изменяются. Наблюдается более высокое отражение волн более тонкими фракциями и меньшее отражение – более крупными фракциями. При этом кривые спектрального отражения для отдельных фракций выбиваются из общей закономерности, изменяется выраженность локальных экстремумов кривых. Это подтверждает отличие вещественного состава, формирующего цвет почв, этих фракций от других. Также это свидетельствует о том, что цвет смешанного образца является спектральной смесью цвета его отдельных гранулометрических фракций, каждая из которых обладает своими особенностями отражения света. Предположительно, именно это является основной причиной такого явления как изменение спектральной отражательной способности открытой поверхности почв под воздействием атмосферных осадков.

Анализ биологических и энзиматических свойств почв является важным аспектом экологии почв, однако на результаты исследований могут сильно влиять условия хранения образцов. Разнообразие в методах и продолжительности хранения в различных исследованиях снижаю т способность точно интерпретировать данные и сравнивать результаты между собой. В данной работе представлено исследование влияния различных условий и времени хранения на результаты активности ферментов класса гидролаз (уреазы, фосфатазы) и класса оксидоредуктаз (каталазы, пероксидазы и полифенолоксидазы) черноземовидной почвы Зейско-Буреинской равнины. Для исследований был заложен лабораторный опыт, в котором использовались естественно-влажные и воздушно-сухие образцы, хранимые в различных условиях: комнатная температура (+23 – +25 °С), низкая положительная температура (холодильник, +10 °С), отрицательная температура (морозильная камера, –10 °С) в течение 7, 28, 90 и 365 дней. В результате установлено, что высушивание почвенных образцов сразу после отбора ведет к увеличению активности уреазы, фосфатазы, пероксидазы и полифенолоксидазы. Состояние почвенных образцов (влажность) оказывает большее влияние на изменение активности ферментов, чем условия (температура) хранения. При выборе срока хранения необходимо руководствоваться целью исследований. Для оценки актуальной ферментативной активности рекомендуется использовать естественно-влажные почвенные образцы сразу после отбора; для оценки потенциальной ферментативной активности рекомендуется высушивать почву и хранить не более 7 дней. Результаты данного исследования предоставляют полезную информацию о влиянии условий хранения образцов для исследователей активности ферментов в сходных климатических условиях и способствуют дальнейшему рассмотрению и обсуждению последствий хранения образцов.

Анализ почвенного покрова России по карте масштаба 1 : 2.5 млн с использованием новой субстантивно-генетической классификации проведен на уровне отделов почв. Высокий уровень классификационной генерализации позволяет выявить наиболее общие закономерности географии почв страны и ее почвенных ресурсов, оценить изменения, произошедшие в результате перевода содержания каждого контура карты на язык новой классификации. По составленной карте отделов почв посчитаны их площади. Всего в легенде карты – 24 отдела: 21 отдел природных почв и 3 отдела антропогенно-преобразованных почв (агроземы, торфоземы, стратоземы). Отделы агроабраземов, хемоземов и турбоземов, выделенные в классификации, на карте не представлены. Как и на большинстве карт, отчетливо видны зональные закономерности почвенного покрова на Восточно-Европейской равнине и его высокая литогенная мозаичность в Средней и Восточной Сибири. В новой легенде появились ранее не выделявшиеся почвы: криоземы, криометаморфические и гидрометаморфические, литоземы, криоабраземы, криотурбоземы, урбостратоземы, органо-аккумулятивные. Преобладают почвы, характерные для гумидных условий: альфегумусовые (319.2 млн га или 19% от общего земельного фонда страны), глеевые (223.9 млн га, 13%), текстурно-дифференцированные (190.8 млн га, 11%) и торфяные (143.5 млн га, 8%), занимающие в совокупности более половины территории России. Аккумулятивно-гумусовые почвы, наиболее пригодные под пахотные угодья, занимают 103.6 млн га (6%). Значительные площади занимают почвы отдела криоземов (111.4 млн га), а также группы “метаморфических” отделов (железисто-метаморфические – 92.7 млн га, структурно-метаморфические – 47.3 млн га, палево-метаморфические – 12.8 млн га, гидрометаморфические – 4.3 млн га, криометаморфические – 3.4 млн га), что соответствует огромной территории континентальных районов со сбалансированными условиями увлажнения. Самостоятельно отражены почвы с ограниченными возможностями использования в сельском хозяйстве (литоземы, слаборазвитые), но играющие важную биосферную роль и нуждающиеся в охране.

Водоэкстрагируемое органическое вещество – это наиболее активная и подвижная составляющая углерода почвы. Другой активной фракцией и чрезвычайно биолабильной является углерод, входящий в состав микроорганизмов. Обе эти фракции играют существенную роль как в агроценозах, так и в глобальном цикле углерода на нашей планете. Целью работы было оценить содержание углерода в водоэкстрагируемом органическом веществе, а также углерода микробного происхождения в типичных черноземах разного вида использования. Были исследованы образцы типичных черноземов, отобранные на полях многолетних опытов с различными видами землепользования : бессменный черный пар в течение 55 лет (с 1964 г.); традиционная обработка – четырехпольный севооборот, первая ротация; прямой посев – аналогичный прямому посеву плодосмен, первая ротация; 21-летняя залежь (с 1998 г.) после 34 лет черного парования (с 1964 г.). Определили содержание углерода водоэкстрагируемого органического вещества и содержание углерода микробного происхождения. В рассматриваемом ряду изученных вариантов доля углерода водоэкстрагируемого органического вещества от общего содержания органического вещества в верхнем горизонте (0–15 см) составила 0.69, 0.85, 1.01 и 0.98% соответственно, а углерода микробного происхождения – 0.27, 0.55, 0.53 и 1.52%. Отмечено, что на фоне увеличения содержания общего органического углерода при прямом посеве, по сравнению с традиционной обработкой, микробная биомасса в этом варианте не увеличивается. Для варианта залежь, в отличие от всех остальных видов землепользования, характерна большая доля микробного углерода, по сравнению с углеродом водоэкстрагируемого органического вещества.

Ключевой особенностью технологии прямого посева (no-till) является сохранение на поверхности почвы растительных остатков. Их количественная оценка является важной задачей при внедрении технологии в производство. На основании полевых исследований и данных дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) рассмотрены разные подходы к этой оценке. Исследования проводились в Буденновском районе Ставропольского края на полях хозяйств, использующих как традиционную технологию (ТТ), так и технологию прямого посева (ПП). В качестве данных ДЗЗ использовались снимки системы Sentinel-2, на основании которых были рассчитаны спектральные индексы NDTI и NDVI. Для оценки проективного покрытия растительными остатками использовалось три метода: 1) весовой учет растительных остатков на единице площади; 2) полевое определение проективного по крытия методом линейных трансект; 3) камеральный анализ фотографий поверхности почвы. По полученным результатам строились модели линейной зависимости значений NDTI от проективного покрытия растительными остатками поверхности почв. Также проанализирована возможность количественного учета растительных остатков только на основании данных ДЗЗ. Наиболее высокий коэффициент детерминации (R² = 0.97) при наименьшем квадратном корне среднеквадратической ошибки (RMSE = 7.93) был получен при моделировании на основе анализа фотографий поверхности почвы, покрытой растительными остатками. На основании модели зависимости значений NDTI от проективного покрытия растительными остатками, полученными в результате анализа фотографий по спутниковым данным Sentinel-2 за вегетационный сезон 2020–2021, получены данные о динамике значений покрытия почвы растительными остатками (CRC) в масштабе отдельно взятого поля и разных технологий обработки. В качестве апробации подхода и оценки его использования для решения производственных задач анализировалась динамика проективного покрытия растительными остатками при разных культурах и разных условиях рельефа. Анализ динамики значений CRC позволил выделять различные этапы возделывания культур при ТТ и ПП, а также в масштабе отдельного поля выявил неоднородность проективного покрытия почв растительными остатками, связанную с особенностями мезорельефа.

В работе представлена динамика промерзания и оттаивания почвы в агролесоландшафте сухостепной зоны. Эти процессы в зимы с неустойчивым снежным покровом имеют свои особенности. Целью данного исследования стало изучение характера промерзания и оттаивания почвы в агролесоландшафте в условиях малоснежной зимы. Наблюдения проводились в зимний период 2020–2021 г. на действующем стоково-эрозионном стационаре в г. Волгоград. Изучение динамики промерзания и оттаивания почвы осуществлялось с помощью мерзлотомеров Данилина, установленных в поле и в центре четырехрядной лесополосы. Одновременно проводили замеры высоты снежного покрова в трехкратной повторности снегомерной рейкой. Погодные условия отличались чередованием оттепелей, способствующих сходу снежного покрова, с заморозками, приводившими к увеличению глубины промерзания почвы. Формирование снежного покрова высотой 10–15 см не повлияло на различия в промерзании почвы. При отсутствии снега на фоне непродолжительной оттепели нижняя граница промерзшего слоя в поле уменьшилась на 11 см, по сравнению с насаждением, которое даже в безлиственном состоянии повлияло на поступление тепловой энергии солнца. Среднее промерзание в конце зимы составило в поле 85 см, в лесополосе – 67 см. Оттаивание в поле происходило быстрее. За первые две недели скорость оттаивания почвы в поле составило в среднем 2.3 см/день, а в лесополосе – 1.3 см/день. После чего глубина промерзания во всем агролесоландшафте сравнялась. За последующие две недели скорость оттаивания увеличилась в два раза. После полного оттаивания почвы в поле в лесной полосе мощность замерзшего слоя составила в среднем 32 см.