Рассмотрены результаты систематизации и анализа различных источников, содержащих информацию о процессах переувлажнения почв (земель) и подтопления земель на территории Центрального региона России. Наиболее отчетливо процессы переувлажнения и подтопления проявляются в зонах дерново-подзолистых, серых лесных почв и черноземов в пределах Тверской, Смоленской, Московской, Рязанской, Брянской, Воронежской, Курской, Тамбовской, Ярославской, Калужской областей Центрального Федерального округа. Установлены причины возникновения и развития этих процессов и интенсивность их проявления. Показано, что активизация процессов переувлажнения почв (земель) и подтопления земель на территории изучаемого региона происходит как в силу естественных причин, так и за счет инженерно-хозяйственной деятельности человека. В частности, временное переувлажнение почв формируется в результате частых и интенсивных дождей и весенних паводков и половодий, которые имеют практически ежегодную повторяемость, и как следствие подъема уровня грунтовых вод при строительстве гидротехнических сооружений и нерациональном использовании мелиорированных земель (орошаемых, осушенных). Постоянное переувлажнение земель (заболачивание и подтопление) развивается под воздействием как указанных выше природных и антропогенных факторов, так и вследствие интенсивного городского строительства, сопровождающегося нарушением естественного дренажа грунтовых вод. Обращается внимание на обязательность при опасности возникновения и развития переувлажнения почв (земель) и подтопления, заболачивания земель или отдельных объектов разработки и реализации комплекса мероприятий по предотвращению или устранению отрицательных воздействий этих опасных природных процессов.

На основе информации, полученной со спутниковой системы GRACE, проведен анализ динамичности общей обводненности территории за период с 2003-2012 гг. Сравнивались спутниковые данные с информацией о динамике уровня грунтовых вод по отдельным скважинам. Для контроля и сравнения использовано 12 скважин, равномерно распределенных по региону исследований (Центральный Федеральный и Северо-Кавказский Федеральный округа России). Для территории европейской части России выявлена хорошая ковариация между спутниковыми данными и глубиной грунтовых вод. Геоинформационный анализ тренда общей обводненности, полученного по спутниковым данным, показал, что он является положительным на северо-западе территории исследований и отрицательным на юге и юго-востоке. Обнаруживается периодичность в многолетних изменениях общей обводненности на всей территории исследований. Величина периода изменяется от 3 до 8-9 лет. Более длинные периоды наблюдаются в центре и на северо-западе европейской части России, а менее длинные - на севере и юго-востоке. Полученные данные свидетельствуют о том, что при сохранении выявленной периодичности, минимум обводненности на востоке Северного Кавказа, в Вологодской, Ярославской, Московской и Костромской областях будет достигнут в 2016 гг., в центральной части региона исследований и Краснодарском крае в 2018-2019 гг., в Кировской области и Пермском крае в 2016-2017 гг. Полученные данные могут быть использованы при долгосрочном прогнозировании урожайности сельскохозяйственных культур, проведении почвенно-картографических работ, а также закладке новых плодовых насаждений.

Изучены уровни ферментативной (пероксидазной, полифенолоксидазной и каталазной) активности в воздушно-сухих структурных отдельностях 1-2 мм и выделенных из них водоустойчивых агрегатов. В работе использованы образцы дерново-подзолистой почвы (под лесом и в пахотном варианте) и типичных тяжелосуглинистых черноземов (Курская область) многолетних полевых опытов: бессменный черный пар с 1964 г., залежь с 1998 г. после бессменного черного пара с 1964 г., ежегоднокосимая степь. Пероксидазная и полифенолоксидазная активности имели примерно одинаковый уровень и высокую изменчивость от 5 до 22 и от 2 до 30 ммоль/(г ч) соответственно, каталазная активность была ниже от 2 до 7 ммоль/(г ч). В большинстве случаев ферментативная активность в водоустойчивых агрегатах была выше по сравнению с сухими структурными отдельностями. Пероксидазную активность в водоустойчивых агрегатах можно рассматривать как индикатор смещения равновесия в процессах круговорота органического вещества в почвах. В дерново-подзолистых почвах полифенолоксидазная активность была сосредоточена в водоустойчивых агрегатах, а в черноземах она более равномерно распределена между структурными отдельностями. Каталаза в отличие от ферментов углеродного цикла (пероксидазы и полифенолоксидазы) не отражала ни типовую принадлежность почв, ни особенности их использования.

Исследован ряд из трех почв, залегающих на широких плоских водоразделах с суффозионными западинами (Каменная степь, Таловский район, Воронежская обл., Россия) и отличающихся проявлением избыточного сезонного увлажнения: чернозем миграционно-мицелярный (Haplic Chernozem (Clayic, Pachic)) на выпуклом элементе микрорельефа; чернозем глинисто-иллювиальный элювиированный глубокослабоглееватый (Luvic Stagnic Phaeozem (Clayic, Pachic)) в мелкой западине с сезонным затоплением до двух недель в год; чернозем глинисто-иллювиальный квазиглеевый элювиированный слитизированный (Luvic Vertic Stagnic Phaeozem (Epiloamic, Endoclayic, Pachic)) в глубокой западине с сезонным затоплением от одного до трех месяцев. Исследовали комплекс эколого-трофических групп микроорганизмов (амилолитики, актиномицеты, микромицеты, денитрификаторы и аэробные азотфиксаторы) по профилю почв при одновременном отборе образцов в конце лета (август). Установлено, что избыточное увлажнение влияет на следующие группы микроорганизмов: микроскопические грибы (сухопутные аэробные микроорганизмы), актиномицеты (континентальная ветвь прокариот широкой экологической амплитуды), денитрификаторы (типичные анаэробные формы). Численность микромицетов снижается от 5.6 до 3.5 lg КОЕ/г почвы по мере нарастания анаэробных условий, актиномицетов - возрастает до 4.2 lg КОЕ/г почвы во влажных горизонтах гидроморфных разновидностей черноземов, денитрификаторы проявляют свою активность (2.5-3.6 lg КОЕ/г почвы) только в почвах западин со следами сезонного затопления. Длительность сезонного увлажнения является фактором изменения структуры микробного сообщества и выражается в смене доминантов в группах микроорганизмов. Соотношение групп микроорганизмов потенциально можно использовать для оценки степени аэробных/анаэробных условий среды обитания почв степной зоны.

Каждая экологическая группа растений (гигрофиты, мезофиты и ксерофиты) характеризуется определенным, свойственным только ей, узким интервалом потенциала почвенной влаги, при котором значения относительной транспирации не опускаются ниже оптимального уровня (1.0-0.9). Эти интервалы учитывают как влияние свойств почв (через потенциал влаги), так и метеорологические условия (через транспирацию) и могут быть использованы в качестве оптимального показателя влагообеспеченности растений. Выявлены особенности потребления почвенной влаги растениями, заключающиеся в том, что объем почвенной влаги и интенсивность ее потребления увеличиваются, а “мертвый” запас уменьшается в направлении от гигрофитов к мезофитам и далее к ксерофитам. Показано, что снижение роста и накопление полезной продукции растениями проявляется уже при уменьшении содержания почвенной влаги до нижней границы оптимального увлажнения. Дальнейшее уменьшение влажности почвы приводит сначала к перманентному, а затем и устойчивому завяданию растений. Установлены интервалы значений потенциала почвенной влаги, соответствующие влажности устойчивого завядания растений разных экологических групп. Салат (гигрофит) погибает при содержании влаги, равном 1.5, овес (мезофит) - при 1.0, а ксерофитные растения - ниже 1.0 влажности завядания. Широко используемый метод “вегетационных миниатюр” является несовершенным и может быть использован лишь для ориентировочных представлений о нижнем пределе доступности почвенной влаги растениям.

Рассмотрены история и принципы составленных двух классификаций: “Классификации и диагностики почв СССР” (1977) и “Классификации и диагностики почв России” (2004) вместе с составленным на ее основе “Полевым определителем почв России” (2008). Отмечены достоинства и недостатки обеих классификаций. При этом особое внимание уделено новой классификации, в которой впервые помимо целинных почв классифицированы и почвы, используемые в сельском хозяйстве. Классификация 1977 г., основанная на эколого-генетических принципах, несколько устарела. Принципы построения новой классификации опираются на субстантивно-генетический подход и анализ слагающих почву генетических горизонтов. Анализ экологических условий формирования почв исключен. Вместе с тем, оценка и типизация агропочв, которые предназначены для возделывания различных сельскохозяйственных культур, требуют учета и наличия экологических характеристик. Уничтожение при распашке важных диагностических горизонтов делает неприемлемым применение только субстантивно-генетического подхода при классификации агропочв и приводит к присвоению одинаковых названий почвам разных типов и даже отделов (агроземы) и как следствие потере важной информации о свойствах исходных почв. Она должна быть составлена на принципах, которые позволят определить, диагностировать исходные, природные почвы с сохранением их названия, таксономического уровня и указанием, что они распаханы. Для этих целей помимо анализа профиля, строения почвы можно привлечь анализ факторов почвообразования и сравнительно географический метод. А классификация пахотных почв, построенная на ее основе, сохраняет не только субстантивно-генетический подход, благодаря восстановлению названия распаханных целинных почв, но и их экологические характеристики. Благодаря этому она становится более информативной для решения производственных задач.

Виды Tamarix (тамарикс, гребенщик) являются яркими представителями криногалофитов, которые способны дифференцировано накапливать и выделять водорастворимые соли. Проведен сопряженный анализ химического состава легкорастворимых солей в грунтовых водах, водорастворимых солей в солевых корках солончаков, тканях и выцветах (выделениях солей на поверхности веточек) Tamarix ramosissima , произрастающего на участках с различным уровнем засоления. Почвы на изученных участках являются гидроморфными солончаками с мощностью солевых корок 5 и 0.1 см и содержанием токсичных солей 32.4 и 57.6% с сульфатно-натриевым химизмом засоления. Сравнительный анализ содержания изученных анионов и катионов в тканях растений T. ramosissima и на поверхности (в выцветах) показал, что их количество в выцветах по сравнению с тканями существенно (в 3.2-7.7 раз) больше. Выявлена общая закономерность по количественному содержанию изученных катионов и анионов в выцветах T. ramosissima с разных участков, которая представлена следующими рядами: Na⁺ > Mg²⁺ > Ca²⁺ > K⁺ и Cl^- > SO₄^2-. Обнаружено, что максимальное выделение Na⁺ и Cl^- в солевых выцветах не связано с содержанием данных ионов в грунтовых водах. Можно предположить, что содержание Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ и SO₄^2- в солевых выцветах в определенной степени связано с концентрацией этих катионов в солевых корках изученных солончаков. Установлено, что выделение Cl^- в процентном соотношении сопоставимо с выделением Na⁺ и не зависит от содержания хлора в грунтовой воде и солевых корках солончаков. Таким образом, в естественных условиях не наблюдается прямой зависимости между выделением ионов растениями в виде солевых выцветов и химизмом, а также количественным содержанием солей в почве (солевой корке) и в грунтовой воде.

На основании обзора отечественной и зарубежной литературы рассмотрены основные вехи и перспективы развития методов оценки и картографирования засоленности почв засушливых регионов. Показан вклад отдела засоленных почв Почвенного института им. В.В. Докучаева в развитие методов оценки и картографирования засоленных почв России и Средней Азии на протяжении второй половины XX в. и в настоящее время. Анализируя состояние проблемы по оценке и учету засоленных почв на территории России на начало XXI в., можно констатировать следующее: сведения по оценке свойств и распространению засоленных почв, приведенные в публикациях последних лет, опираются в основном на материалы 30-летней давности. Несомненно, что эти данные требуют обновления на основе современных методов и подходов, широко используемых в мировой практике. Должны быть разработаны новые единые методические рекомендации по оценке засоления почв России, учитывающие подходы других стран. Такие методические рекомендации необходимы для учета засоленных почв, а также для создания базы данных по засоленным почвам России, которая могла бы войти в единую базу данных по засоленным почвам мира. Должна быть разработана методика картографирования и учета площадей засоленных почв, базирующаяся на едином подходе к оценке засоления почв и на специальной методике по крупномасштабному картографированию засоленности почв, основанной на анализе материалов дистанционного зондирования и изучении засоленности почв с помощью контактных методов электромагнитной индукции.