WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 9 |

«УДК: 631.8: 550.8.015 ПРОЦЕССЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ КАК ТРАНСФОРМАЦИЯ, МИГРАЦИЯ И АККУМУЛЯЦИЯ ВЕЩЕСТВА, ЭНЕРГИИ И ИНФОРМАЦИИ В.И. Савич, В.А. ...»

-- [ Страница 2 ] --

Благодаря самопроизвольной энергоэкономной направленности развития природных экосистем, их компонентов и биосферы в целом, были сформированы те природные ресурсы, которые потребляют АПК и другие природопользователи. В этой связи обратим внимание на прогностическую работу С.А. Подолинско го «Труд человека и его отношение к распределению энергии» [7], в котором уточнено понимание труда в определении его К. Марксом. Труд в [7] понимается как «такая физическая и психическая работа, которая увеличивает содержание свободной энергии» на поверхности земли. Тем самым обращено внимание на не обходимость учета не только труда человека, но и «труда» природы – созданного в процессе ее прогрессив ной эволюции. Вторым историческим примером внимания к учету в производственной деятельности энерге тики природы является предложение В.И. Вернадского «оценить все производительные силы страны в энер гетических единицах» [8]. Это положение согласуется с законом выживания, принципом энергетической экс тремальности, самоорганизации и прогрессивной эволюции и с необходимостью использования в теории оп тимального управления АПК эксэргетического анализа преобразований техногенной энергии и биоконвер сии природной энергии организмами.

Рассмотренные идеальные свойства прогрессивной эволюции природы могут показаться не правдопо добными, но реальность их подтверждают как теоретические, так и экспериментальные результаты исследова ний. Учет их в обосновании целевых функций оптимального управления в АПК и иных сферах природопользо вания представляется неизбежным.

ВИАПИ им. А.А. Никонова разработаны основные направления и механизмы обеспечения приоритетно го развития сельского хозяйства в условиях возросшей угрозы продовольственной безопасности России. В от чете по этой работе отмечено [9, с. 10]: «Определяющим признаком этой угрозы является беспрецедентные за всю историю России масштабы импорта продовольствия, возросшего в 2,2 раза только за последние три года, тогда как продукция отечественного сельскохозяйственного производства увеличилась на 15 %». Если восста навливать отечественное сельхозпроизводство традиционным эмпирическим путем, то потребуются многие де сятилетия, чтобы приблизится к уровню этого производства передовых стран. Только использование агротех нологий, основанных на новейших достижениях фундаментальной науки, позволят принципиально ускорить достижение продовольственной безопасности РФ.

1. Лачуга Ю. Ф. Точное земледелие и животноводство – генеральное направление развития сельскохозяйственного производства в 21 веке. //Машинные технологии производства продукции в системе точного земледелия и живот новодства, М., ГНУ ВИМ, 2005. с. 8-11.

2. Киотский протокол к Рамочной Конвенции ООН об изменении климата. Япония. Киото. 1997. 27 с.

3. В.Н. Кудеяров. Роль почв в круговороте углерода // Почвоведение. 2005. № 8. с. 915-923.

4. Стребков Д. С. и др. «Оборачивание метода» в энергетике и физике. //Наука: от методологии к онтологии. М., РАН Институт философии, 2009, с. 98 – 122.

5. Свентицкий И.И. Энергосбережения в АПК и энергетическая экстремальность самоорганизации. М., ГНУ ВИЭСХ, 6. Шевелуха В.С.(под ред.). Сельскохозяйственная технология. М., Высшая школа, 2008, 610 с.

7. Подолинский С.А. Труд человека и его отношение к распределению энергии. - Слово. 1880, т. IV-V, с. 135-211.

8. Вернадский В.И. О задачах в организации прикладной научной работы АН СССР. Л. Изд. АН СССР 1928.

9. Итоги работы отделения экономики и земельных отношений за 2009 г, М., Россельхозакадемия, 2010, 150 с.

УДК 631.46:631.

КОНЦЕПЦИИ МИКРОБНОЙ ЭКОЛОГИИ О ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ДИНАМИКЕ

МИКРОБНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ В ПОЧВЕ

Биологический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

В общей экологии сформулировано несколько фундаментальных законов, об экспоненциального росте популяций, самоограничения (лимитированиия) численности популяций и их волнообразного существования и развития. [Турчин, 2002]. Эти законы имеют математическое выражение, что подтверждает их объективность.

Законы объективны для общей микробиологии и экологии микроорганизмов.

Помимо этих законов есть и другие, к которым, принадлежит закон экологической пирамиды (пищевой цепи) и закон взаимоотношения крупных и мелких организмов: более крупные организмы часто эксплуатируют и даже прямо поедают более мелких, а мелкие нередко паразитируют на крупных [Одум, 1986]. Другой закон, закон симбиоза – все организмы сосуществуют друг с другом, и, как бы продолжающий и дополняющий его закон сукцессии. Если внешние нарушения или изменения среды столь велики, то симбиотические связи нару шаются, происходит замещение одних организмов другими, что и обозначается сукцессией.

В экологии микроорганизмов кроме законов известны еще и концепции. Несколько таких концепций, относящихся к почвенной микробиологии, приведены Д.Г. Звягинцевым [1987]. Среди них - концепция мик робного пула и избыточности этого пула в почве и других экосистемах по сравнению объемом доступного пи тательного ресурса. Жизнеспособная часть микробной биомассы превосходит массу доступных питательных веществ и, следовательно, большая часть микроорганизмов не обеспечена питанием и находится в состоянии голодания, а, следовательно, физиологического переживания (dormant state, viable – noncultivable, anabiotic state). Концепция функционального параллелизма среди микроорганизмов или функциональной взаимозаме няемости или функционального дублирования, ярким примером которой является разложение целлюлозы, осу ществляемое как прокариотами, так и эвкариотами. Сбраживание различных веществ, осуществляется дрож жами и бактериями. Концепция микрозональности почвы как среды обитания микроорганизмов наряду с кон цепцией избыточности микробного пула в почве напоминает о том, что интродуцент будет жизнеспособен, ес ли будет находиться в микрозонах, но и субстрат для него должен быть доставлен также в микрозоны.

Концепция эволюционного развития микроорганизмов в сообществе и через сообщество вместе с кон цепцией симбиоза и сукцессии ориентирует теоретика и практика на системный подход в достижении резуль тата. Использование микробных сообществ, устойчивых ассоциаций, консорциумов – путь к управлению при родными микробиологическими процессами.

Концепция зависимости значимости процесса в экосистеме от численности и активности микроорганиз мов его осуществляющих [Заварзин, 1989], обладает глубочайшим смыслом. Обнаружение некоторого количе ства клеток какого-то сапротрофного микроорганизма в каком-то местообитании совершенно не означает важ ности процесса, потенциально способного осуществляться этим микроорганизмом. Даже результат жизнедея тельности высоковирулентного патогенна, проявляется только после достижения им определенной численно сти. Активно эксплуатируемый в литературе феномен, называемый 'кворум сенсинг', всего лишь проявление кон цепции значимости процесса в экосистеме от численности и активности микроорганизмов его осуществляющих.

Однако центральной концепцией микробной экологии является концепция структуры микробного сообщества [Виноградский, 1952. Заварзин, 1970;

Semenov, 1991]. МС – это некая совокупность таксономиче ски разных, но функционально взаимодействующих популяций микроорганизмов, существующих некоторое время в соответствующем месте. Компоненты МС могут быть, как сильно связанными между собой, в том чис ле и физически, а МС – высоко специализированным, так и слабо взаимосвязанными, а МС - низко специали зированным. Динамическая концепция структуры МС обладает прямыми предсказательными функциями [Semenov, 1991]. Важные для промышленной биотехнологии микроорганизмы следует искать среди организ мов с “широкой нормой реакции”, в эконишах с умеренными характеристиками, при этом, микроорганизмы с “узкой нормой реакции” будут доминировать в эконишах с экстремальными характеристиками. [Semenov, 1991;

Семенов, 2005] С концепцией структуры МС взаимосвязаны ряд других концепций. Концепция r –K континуума, как отражение непрерывности и дискретности свойств и разнообразия организмов. Концепция олиготрофии соот носит физиологическое и таксономическое группирование микроорганизмов [Semenov, 1991]. Наряду с кон цепцией функционального параллелелизма эта концепция в своем роде тоже концепция дублирования, разные трофические группы хемоорганогетеротрофов спосбны развиваться при разных концентрациях веществ, от мо лярных до наномолярных. Концепция регуляции активности МС констатирует, что изменение активности при родного МС осуществляется не столько за счет изменения активности каждого его отдельного компонента, сколько за счет смены состава сообщества – через сукцессию. Следовательно, при попытке изменения активно сти процесса, осуществляемого МС нужно быть готовым к тому, что обязательно произойдет изменение и со става микробного сообщества [Семенов, 2005].

Концепция нарушающего воздействия и волнообразного развития микробных популяций (МП) и МС является продолжением и развитием закона общей экологии о волнообразном развития популяций.

Однако, если в общей экологии причиной волнообразного развития традиционно называют взаимоот ношения хищника и жертвы, то в экологии микроорганизмов – это взаимодействие субстрата и потре бителя, следстиием чего является чередование фаз роста и отмирания МП и МС. Роль хищничества в 278   волнообразном развитии МП и МС – вторична. Движущими силами такого волнообразного развития является постоянно возникающие в природе нарушающие воздействия, которые могут быть как внут ренними так и внешними. Волнообразное развитие МП и МС протекает и во времени и в пространстве.

Концепция нарушающего воздействия и волнообразного развития МС явилась основой для разработки способа определения параметра здоровья почвы, компостов и других твердых субстратов. Это достигается пу тем стрессового воздействия на МС исследуемых и контрольных образцов с последующим измерением и срав нением волнообразной ответной реакции МС на стрессовое воздействие. [Semenov 2005;

Van Bruggen, Semenov et al., 2006;

Патент: Семенов, Ван Бругген и др., 2009].

С концепцией нарушающего воздействия и волнообразного развития МП и МС связана концепция круговорота микроорганизмов или микробного цикла [Semenov et al., 2004;

Семенов, 2005, Semenov et al., 2010].

Круговорот микроорганизмов или микробный цикл представляет собой постоянные перемещения (переходы) от дельных клеток, МП и МС через основные естественные среды обитания, такие как почва или вода, растения, жи вотные, экскременты и/или экскреты животных и растений и снова почва или вода. Концепция микробного цикла объединяет разные представления о структуре МС, отражает гибкость МС, сукцессию, способность к адаптации, отбор наиболее приспособленных, связывает нарушающие воздействия и волнообразное развитие МП и МС.

Микробный цикл и перемещение МП и МС вдоль пищевой цепи с образованием цикла и сети является однин из природных источников и перманентно действующих механизмов нарушающих воздействий на МС. Практиче ским аспектом концепции микробного цикла является то, что пересматриваются традиционные эпидемиологиче ские представления о резервуарах, источниках, средах обитания и переносчиках возбудителей инфекций.

Автор благодарит соавторов своих публикаций и патентов. Работа поддержана международным грантом Erasmus Mundus External Cooperation Window 19/11/2009.

1. Турчин П.В. Есть ли общие законы в популяционной экологии?// Ж. общ. биол. -2002. -Т. 63, –С.3-14.

2. Одум Ю. Экология. В 2-х томах. - М.: Мир, 1986. Т.1 - 328с.;

Т.2 - 376 с.

3. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. - М. Изд-во Моск. Ун-та. 1987. - 256 с.

4. Виноградский С. Н. Микробиология почвы. Проблемы и методы. - М. АН СССР. 1952.

5. Заварзин Г.А. К понятию микрофлоры рассеяния в круговороте углерода // Ж. общ. биол. - 1970. –Т. 31, -С.386-393.

6. Заварзин Г.А. Микробное сообщества в прошлом и настоящем // Микробиол. журнал. - 1989. –Т. 51, -С.3-14.

7. Semenov A.M. Physiological bases of oligotrophy of microorganisms and concept of microbial community // Microb. Ecol.

-1991. – V. 22, -P.239-247.

8. Семенов А.М. Трофическое группирование и динамика развития микробных сообществ в почве и ризосфере: Дис....

докт. биол. наук в виде научн. доклада: 03.00.07 / МГУ им. М.В. Ломоносова. - М., 2005. «МАКС Пресс». – 66 с.

9. Van Bruggen A.H.C., Semenov A.M., et al., Relation between soil health, wave-like fluctuations in microbial populations, and soil-borne plant disease management // Europ. J. Plant Path. -2006. –V. 115, -P.105 – 122.

10.. Патент на способ. Способ определения параметра здоровья у образцов почвы, компостов и других твердых суб стратов / Семенов А.М., Ван Бругген А.Х.К., Бубнов И.А., Семенова Е.В. (Россия). - № 2009130742/12 (042941). За явлено 12.08.2009.

11. Semenov A.M., van Bruggen A.H.C., et al. Experiments for risk analysis of the spread of enteropathogens in the environ ment within the microbial cycle // Biotechnology for Environment: Proc. 2nd. Int. Conf. MSU. 2004. M. Sport and Culture Publ. Part II. 2004. P. 163-168.

12. Semenov A.M., Kupriyanov A.A., Van Bruggen A.H.C. Transfer of enteric pathogens to successive habitats within micro bial cycles // Microbial. Ecol. -2010. –Accepted.

УДК: 631.445.

ГЕНЕЗИС И ЭВОЛЮЦИЯ СОЛЕВОГО ПРОФИЛЯ ПОЧВ ЧЕРНОЗЕМНО- СОЛОНЦОВЫХ КОМПЛЕКСОВ

Солонцы с полным основанием можно отнести к уникальным, удивительным, загадочным и парадок сальным почвенным образованьям. Они распространены в широком спектре климатических и экологических условий: от лесостепной зоны до пустынной, формируются как в гидроморфных так и автоморфных условиях, на повышениях и в замкнутых понижениях, на породах различного генезиса, образуются в комплексе с засо ленными и незасоленными почвами. Не один тип почв, несмотря на общность морфологического строения, не отличается такими большими различиями физико-химических свойств: по составу поглощенных катионов, по химизму, степени и глубине засоления.

Существующие концепции генезиса всего разнообразия солонцов в основном базируются на коллоидно химической теории Гедройца, согласно которой они образуются в результате рассоления изначально засолен ных с большим количеством натрия в поглощающем комплексе почв. Однако они не в состоянии в полной мере объяснить такие явления солонцового педогенеза как широкое распространение малонатриевых (иногда даже безнатриевых) солонцов, формирование солонцового горизонта на различной глубине, дисбаланс ила между элювиальной и иллювальной частями профиля. На основе результатов сопряженного структурно функционального анализа ионно-солевых профилей (состава твердых солей, почвенного раствора и поглощающе го комплекса) почв черноземно-солонцовых комплексов юга Ишимской равнины и опубликованных материалов по другим регионам предлагается концепция негаломорфного происхождения солоцовых почв.

Проблема галогенеза в солонцовом педогенезе никогда остро не возникала. Солонцы всегда в той или иной степени засолены. Если затруднения и появлялись, то легко решались выбором из имеющихся подходя щей гипотезы (исходного засоления, палео или современного гидроморфного засоления, выветривания пород, биогенного соленакопления). При этом недооценивался или полностью игнорировался такой повсеместно и по стоянно действующий источник поступления солей в почвы как атмосферные осадки.

Нами на основе структурно-функционального анализа солевых профилей и балансовых расчетов уста новлена ведущая роль солей атмосферных осадков в формировании солевых профилей почв и пород зоны аэрации. Легкорастворимые соли, содержавшиеся в материнских породах в небольшом количестве, в процессе почвообразования были заменены солями атмосферных осадков. Глубина, степень и химизм засоления почв определяются интенсивностью внутрипочвенного стока, величина которой зависит от условий поверхностного увлажнения в зависимости от микрорельефа и влагоемкости почвообразующих пород.

В несолонцеватых глубоко солончаковатых почвах увеличение концентрации солей происходит всегда ниже максимума аккумуляции карбонатов. Здесь же в поглощающем комплексе в заметных количествах начи нает появляться натрий и увеличиваться доля магния. Ниже зоны аккумуляции карбонатов располагается гип сово-аккумулятивная зона. Важно отметить, что эти зоны всегда вплотную примыкают друг к другу, никогда не перекрываются и не разобщаются. Это свидетельствует об устойчивости миграционной и функциональной структуры ионно-солевой системы несолонцеватых почв.

Солонцы, при аналогичном распределении карбонатов и гипса (если он имеется) как и в рядом располо женных и формирующихся в одинаковых условиях несолонцеватых почвах, отличаются повышенной засолен ностью подсолонцовых горизонтов и наличием второго гипсового горизонта в зоне аккумуляции карбонатов.

Солонцовый горизонт всегда формируется в выщелоченной от карбонатов части профиля. На основании этого можно с уверенностью предположить, что солонцовый горизонт формируется в незасоленной, не содержащей поглощенного натрия, части профиля почв. Это тем более очевидно в случае формирования солонцов в замкну тых микропонижениях, где почвы обычно глубоко выщелочены от карбонатов и во всем профиле не содержат легкорастворимых солей.

На предсолонцовой стадии эволюции почв на месте будущего солонцового горизонта в выщелоченной от карбонатов и незасоленной части профиля происходит иллювиальное накопление и синтез гидрофильных коллоидов и высокомолекулярных соединений. Параллельно протекают и усиливаются во времени в лишенном карбонатного цемента горизонте процессы дезагрегирования многопорядковой исходной структуры, уплотне ния и слитизации в результате чередующихся процессов набухания и усадки. Вследствие уменьшения фильт рационной способности образующегося иллювиального горизонта изменяется миграционная, а вместе с этим и функциональная структура ионно-солевой системы почв, ухудшается солевая вентиляция, в верхних горизон тах увеличивается степень испарительного концентрирования солей, поступающих с атмосферными осадками.

Это приводит к преобразованию типичного для незасоленных почв состава поглощенных катионов в специфи ческий солонцовый в иллювиальном горизонте, увеличению степени засоления подсолонцовых горизонтов, смещению зоны аккумуляции гипса в иллювиално-аккумулятивный горизонт.

В Барабинской низменности часто встречаются солонцовые комплексы с участием мало и многонатрие вых солонцов. Малонатриевые солонцы формируются на выровненных поверхностях или на слабо выражен ных повышениях. Они имеют типичный солевой профиль с двумя горизонтами аккумуляции гипса. По хими ческому составу почвенные растворы относятся к сульфатному галогеохимическому типу и фактически не от личаются от состава солей атмосферных осадков. Многонатриевые солонцы формируются в замкнутых нано понижениях. Они отличаются высокой степенью насыщенности поглощающего комплекса натрием (50-60 %), гидрокарбонатным галогеохимическим типом почвенных растворов по всему профилю. Столь кардинальная метаморфизация сульфатного солевого состава атмосферных осадков в профиле этих солонцов происходит в результате активно протекающего процесса бактериальной сульфатредукции. Об этом свидетельствует увели чение хлоридно-сульфатного отношения с 0,5-0,6 в атмосферных осадках до 1,0-2,6 в почвенных растворах.

Частичное удаление сульфатов приводит к преобразованию сульфатов кальция и (важно отметить) магния в карбонаты и их осаждению в связи с малой растворимостью, к образованию соды в почвенных растворах. В со лонцовом и подсолонцовом горизонтах соотношение карбонатов кальция и магния близко к единице, тогда как в иллювиальном карбонатном горизонте и почвообразующей породе оно равняется 8-10.

Согласно предлагаемой концепции, повышенная засоленность, насыщенность поглощающего комплек са натрием и магнием, содовое засоление являются не причиной солонцового педогенеза а его следствием. Она позволяет более обоснованно истолковать ряд феноменов солонцеобразования: формирование солонцов в очень широком спектре природно-климатических, геоморфологических и экологических условий;

образование автоморфных солонцов;

наличие двух гипсовых горизонтов;

различную глубину залегания солонцового гори зонта и ее тесную взаимосвязь с глубиной выщелачивания карбонатов;

высокую степень насыщенности магни ем малонатриевых солонцов, существование кальциевых солонцов.

УДК: 631.417.

ПОЧВЫ ТОРФЯНЫХ БОЛОТ И ЗАБОЛОЧЕННЫХ МЕЛКОТОРФОВАННЫХ ЗЕМЕЛЬ:

ЭМИССИЯ И ПОГЛОЩЕНИЕ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ

В ЕСТЕСТВЕННЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ УСЛОВИЯХ

Торфяные почвы болот (мощность торфяного слоя 30 см) и торфянистые заболоченных мелкооторфо ванных земель (30 см) играют ключевую роль в круговороте углерода. Торфяные болота занимают примерно 3% поверхности суши, тем не менее, их биосферная роль непропорционально выше. Болота встречаются на 280   всех континентах в широком диапазоне природных условий от арктических до аридных, от побережий до вы сокогорий. В России торфяные болота занимают более 8% (1), а вместе с заболоченными мелкооторфованными землями около 22% территории страны (2). Заболоченность ряда субъектов Российской Федерации, например, в Западной Сибири и на северо-западе Европейской территории, может превышать 30% и более. Торфяные почвы страны составляют значительную часть углеродного резервуара болот планеты. Соизмерима их роль в эмиссии и поглощении парниковых газов и, соответственно, в регулировании планетарного климата.

Процессами массопереноса верхние слои торфяных почв связаны с нижележащими горизонтами торфя ной залежи (3). За исключением условий вечной мерзлоты, они в той или иной степени сопряжены друг с дру гом (4-5 и др.) и их необходимо рассматривать как единый биогеохимический объект.

Торфяные болота представляют собой второй по значению (после океанических осадков) резервуар дол говременного (в геологическом масштабе времени) связывания атмосферного углерода. Практически весь уголь и значительная часть нефти и газа являются производными торфяных отложений прошлых геологиче ских эпох. Торфяные болота (торф + растительный покров) связывают существенно больше углерода на едини цу площади, чем все другие сухопутные экосистемы, включая лесные (6).

Поглощение атмосферного углерода и накопление его в торфе является результатом положительного ба ланса между поступлением и распадом органического вещества, который определяется постоянным увлажне нием и заторможенным анаэробным разложением растительных остатков в болотных почвах. Изменение кли матических условий отражается на функционировании болот, на скорости прироста торфа и накоплении угле рода (6-9 и др.). В зависимости от природы торфяных болот, их реакция на изменение климата прошлого могла заметно различаться, что отражалось на интенсивности накопления углерода в торфе (6, 10). Наиболее быстро углерод накапливался в торфянистых почвах заболоченных земель, где он периодически терялся в результате воздействия таких процессов как пожары, последствия которых быстро компенсируются в благоприятные пе риоды (11). Аналогичные реакции можно ожидать и в ответ на современные изменения климата.

Торфяные сильно увлажненные почвы являются одним из основных естественных источников метана, второго по значимости после СО2 парникового газа. Ежегодный вклад северных (нетропических) торфяных бо лот может составлять по разным оценкам до 5% общего поступления метана в атмосферу (6, 9). Метан имеет существенно больший потенциал глобального потепления (ПГП), чем диоксид углерода – в 25 и 72 раза, при 100- и 20-летнем сроке осреднения соответственно (12), и торфяные болота нередко рассматриваются в отрица тельном контексте с точки зрения их влияния на газовый состав атмосферы и изменение климата. Примени мость ПГП в отношении естественных болот, длительность существования которых многократно превышает сроки осреднения, является дискуссионной (6) и, учитывая депонирование углерода атмосферы в торфе, долго временная положительная климатическая роль болот не вызывает сомнения. Однако это не касается хозяйст венных воздействий на болота, имеющих временной масштаб, соизмеримый с используемыми сроками осред нения. В этом случае учет ПГП парниковых газов является необходимым, что повышает относительную значи мость метана для оценки климатических последствий осуществленных и планируемых антропогенных воздей ствий на торфяные почвы.

Значительные площади болот и заболоченных земель были изменены в результате целенаправленного и косвенного влияния хозяйственной деятельности. Основные воздействия связаны с добычей торфа, осушением для сельского и лесного хозяйства, застройкой и созданием дорог и других линейных сооружений. Такого рода воздействия характерны как для России, так и других стран северного полушария, где распространены болота (6, 13-14). Наиболее масштабные антропогенные изменения потоков CO2 и CH4 из торфяных почв связаны с осушением и освоением болот для добычи торфа и сельскохозяйственного использования. При этом осушение не прекращает полностью выделение метана из осушенных почв, и принимая во внимание высокую эмиссию CH4 элементами дренажной сети, этот парниковый газ требует обязательного учета (6, см. также Суворов и др.

в настоящем сборнике).

Особое внимание должно быть обращено на антропогенно измененные торфяники и другие земли с ор ганогенными почвами, которые согласно Рамочной конвенции ООН об изменении климата являются объекта ми добровольного, а в перспективе и обязательного учета как источники и поглотители парниковых газов (15).

Почвы болот и заболоченных земель – важный источник и сток CO2 и CH4, поток которых существенно меняется в зависимости от природных свойств объектов и их трансформации при хозяйственном использова нии. На эти различия накладываются временные вариации потоков, включая сезонные, внутрисезонные и су точные (6, 9), поэтому оценка поглощения и эмиссии парниковых С-газов торфяными почвами требует деталь ного анализа с учетом пространственных и временных изменений, часто разнонаправленных, применительно к разнообразию болот и заболоченных земель конкретного региона.

Без получения достоверных фактических данных о потоках (включая эмиссию, вынос с водой и погло щение) углеродсодержащих парниковых газов не может быть рассчитан их баланс и, следовательно, достовер но оценена роль торфяных и торфянистых почв в поддержании газового состава атмосферы и изменении кли мата. Необходим также учет выноса и изъятия органики в твердой и растворенной формах, которая в соответ ствии с ее последующими трансформациями внесет дополнительный вклад в поток диоксида углерода и мета на. Принципиальное значение имеет региональный уровень исследования, без которого невозможен учет раз нообразия болот и заболоченных земель, их различного, часто разнонаправленного влияния на эмиссию и по глощение парниковых газов, специфики антропогенного воздействия.

Работа выполнена при частичной финансовой Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Биологическое разнообразие» и гранта Президента Российской Федерации для государственной под держки ведущих научных школ Российской Федерации (НШ-4863.2008.4).

1. Торфяные болота России: к анализу отраслевой информации / Под ред. Сирина А.А., Минаевой Т.Ю. М.: Геос, 2. Вомперский С.Э., А.А. Сирин, О.П. Цыганова, Н.А. Валяева, Д.А. Майков. Болота и заболоченные земли России:

попытка анализа пространственного распределения и разнообразия // Известия РАН. Сер. геогр. 2005. № 5. С. 21– 3. Сирин А.А., Шумов Д.Б., Власова Л.С. Изучение водообмена в болотных водах с помощью результатов анализа 3H // Водные ресурсы. 1997. № 6. С. 679–687.

4. Сирин А.А., Нильсон М., Шумов Д.Б., Гранберг Г., Ковалев А.Г. Сезонные изменения растворенного метана в вер тикальном профиле болот Запанодвинской низины// Доклады Академии наук. 1998. Т. 361. № 2. С. 280–283.

5. Кравченко И.К., Сирин А.А. Активность и метаболический контроль образования метана в глубоких слоях торфа бореальных болот // Микробиология. 2007. Т. 76. № 6. С. 888–895.

6. Parish, F., Sirin, A., Charman, D., Joosten, H., Minayeva, T. and Silvius M. (eds.). Assessment on Peatlands, Biodiversity and Climate Change: Main Report. Global Environment Centre, Kuala Lumpur and Wetlands International, Wageningen.

7. Климанов В.А., Сирин А.А. 1997. Динамика торфонакопления болотами северной Евразии за последние 3000 лет // Доклады Академии наук. 1997. Т. 354. № 5. С. 683–686.

8. Minayeva T., Bleuten W., Sirin A., Lapshina E. Eurasian mires of the southern taiga belt: Modern features and response to Holocene paleoclimate. In: Wetlands and natural resource management. Berlin, Heidelberg: SpringerVerlag. Ecol. studies.

2006. V. 190. P. 315–341.

9. Strack M. (ed.) Peatlands and Climate Change, International Peat Society, Saarijrven Offset Oy, Saarijrvi, Finland. 2008.

10. Сирин А.А. Водообмен и структурно-функциональные особенности лесных болот (на примере европейской тай ги). Автореф. дисс. докт. биол. наук. М. Институт лесоведения РАН, 1999. 44 с.

11. Минаева Т.Ю., Трофимов С.Я., Чичагова О.А., Дорофеева Е.И., Сирин А.А., Глушков И.В., Михайлов Д. Н., Кро мер Б. Накопление углерода в почвах лесных и болотных экосистем южного Валдая в голоцене // Известия РАН.

Сер. биол. 2008. № 5. С. 607–616.

12. МГЭИК / Доклад "Изменение климата, 2007: физическая научная основа. Материал Рабочей группы I к Четверто му докладу Межправительственной группы экспертов по изменению климата об оценках". Под. ред. С. Соломон, Д.

Чин, М. Мэннинг, и др. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. 2007. 164 c.

13. Joosten H., Clarke D. (eds.) Wise use of mires and peatlands – background and principles including a framework for deci sion-making. International Mire Conservation Group and International Peat Society. Finland. 2002. 303 pp.

14. Minayeva, T., Sirin, A., Bragg, O. (eds.) A Quick Scan of Peatlands in Central and Eastern Europe. Wetlands International, Wageningen, The Netherlands. 2009. 132 pp.

15. IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories (2006). Volume 4: Agriculture, Forestry and Other Land Use.

Chapter 7: Wetlands. / D. Blain, C. Row, J. Alm, … A. Sirin, et al. pp. 7.1–7.23.

УДК: [631.559.+551.583]:551.509.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА В ХХ И XХI СТОЛЕТИЯХ

НА ПРОДУКТИВНОСТЬ, ВОДНО-ТЕПЛОВОЙ И УГЛЕРОДНЫЙ РЕЖИМЫ

АГРОСФЕРЫ РОССИИ (РЕАНАЛИЗ И ПРОГНОЗ)

Государственное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной Представлена последняя версия имитационной системы КЛИМАТ-ПОЧВА-УРОЖАЙ, используемой более 20 лет для агроклиматических расчетов на территории бывшего СССР [1]. Модель позволяет в ретро спективном (ХХ век) и прогностическом (XХI век) режимах оценивать климатообусловленную динамику:

- запасов продуктивной влаги в почве;

- показателей тепло- и влагообеспеченности агроэкосистем;

- составляющих углеродного баланса, определяющих плодородие почв.

- урожайности важнейших сельскохозяйственных культур;

Помимо мониторинга последствий текущих изменений климата имитационная система дает возмож ность в режиме «год за годом» до конца столетия имитировать динамику состояния агросферы и продуктив ность сельского хозяйства России при реализации заданных сценариев изменений климата, роста содержания СО2 в атмосфере и экономического развития с учетом возможных адаптаций.

Обсуждается проблема идентификации и верификации представленной имитационной системы на осно вании данных многолетних полевых опытов РАСХН, наблюдений Росгидромета и материалов государственной урожайной статистики. Формализуется представление о климате как стохастическом генераторе условий на турного эксперимента для идентификации био(агро)сферных моделей [2].

На материалах за 30-50 лет для Европейской части РФ показано, что разработанная имитационная сис тема обеспечивает необходимую точность расчетов влагозапасов почвы для моделирования продуктивности агроэкосистем. Запасы продуктивной влаги –важнейший фактор, определяющий межгодовую изменчивость урожайности, воспроизводятся с коэффициентом детерминации, превышающим 50 %, для «областного» мас штаба осреднения, что позволяет с привлечением данных о температуре воздуха строить физико статистические зависимости «погода-урожай» с коэффициентами детерминации порядка 50-80 %. Дальнейший рост точности оценок урожайности достигается за счет включения в состав имитационной системы КЛИМАТ ПОЧВА-УРОЖАЙ моделей углеродного цикла агросферы. Используются две модели круговорота почвенного 282   Табл. 1. Климатообусловленные тренды урожайности зерновых культур по федеральным округам России за Обозначение: 1) фактический валовый сбор всех зерновых и зернобобовых культур в среднем за углерода с месячным шагом – двухфондовая (ГУ «ВНИИСХМ») и четырехфондовая ROTHC-26,3 (Ротамстед, Англия), которая адаптирована к информационным возможностям разработанной имитационной системы.

Представлены результаты расчета составляющих углеродного баланса пахотных почв за последние 50 лет для контрастных почвенно-климатических условий. Сопоставляется информационная значимость этих моделей для оценки влияния изменений климата на продуктивность и устойчивость сельского хозяйства.

Вторая часть доклада посвящена следующим проблемам:

- оценке влияния наблюдаемых с 1976 г. по настоящее время изменений климата на сельское хозяйство России;

- сценарному прогнозу возможных последствий ожидаемых изменений климата для аграрного производ ства и продовольственной безопасности России;

- оценке адаптационного потенциала сельского хозяйства России к предстоящим изменениям климата.

Полученные по этой проблематике результаты представлены в наших работах [3,4,5,6] и подготовленных авторами разделах «Оценочного доклада об изменениях климата [7]. Здесь приводим лишь обобщенные по Феде ральным округам оценки приращений урожайности (см. табл. 1) зерновых культур за счет изменений климата.

Наблюдаемые за последние 30 лет изменения климата в целом способствовали росту урожайности зер новых и зернобобовых культур до 17 %, озимой пшеницы до 26 % и ярового ячменя до 6 %. Вместе с тем в Се веро-Западном и на части территории центрального ФО наблюдалась слабовыраженная тенденция к снижению урожайности за счет климатических условий. Положительные климатообусловленные тренды урожайности отмечены также для подсолнечника и сахарной свеклы.

По второй проблеме будут представлены прогнозы возможных изменений климатообусловленной уро жайности при реализации двух сценариев потепления гумидного и аридного (благоприятного и соответственно неблагоприятного для сельского хозяйства). Наряду с этим составлен аналоговый прогноз урожайности при достижении Россией западноевропейского уровня использования биоклиматического потенциала (см. данные табл. 2), свидетельствующий о решающем значении технологического прогресса для роста продуктивности сельского хозяйства.

блеме представлены Табл. 2. Аналоговый прогноз урожайности зерновых культур при достижении западно оценки изменений про- европейского уровня использования биоклиматического потенциала (ц/га) дуктивности сельского хозяйства за счет ожи даемого роста теплообес печенности растений и Область, край, рес- достаточ ду с этим рассмотрены риски и потери сельского ходимые меры для обес печения продовольствен ной безопасности России 1. Сиротенко О.Д. Имита рология и гидрология.

1991. №4. С. 67-73.

2. Сиротенко О.Д., Варчева С.Е. Об использовании климатических данных для оптимизации многолетних агрономи ческих и экологических наблюдений и экспериментов. // Метеорология и гидрология. 1992. №9. С. 97-103.

3. Сиротенко О.Д., Романенков В.А., Грингоф И.Г. Моделирование процессов депонирования атмосферного углерода агросферой. // Метеорология и гидрология. 2006. №11. С. 81-88.

4. Сиротенко О.Д. Методы оценки изменений климата для сельского хозяйства и землепользования. Методическое пособие. М.: Росгидромет. 2007. 77 с.

5. Сиротенко О.Д., Груза Г.В., Ранькова Э.Я., Абашина Е.В., Павлова В.Н. Современные климатические изменения теплообеспеченности, увлажненности и продуктивности агросферы России» // Метеорология и гидрология. 2007.

№8. С. 90-102.

6. Сиротенко О.Д., Абашина Е.В. Современные климатические изменения продуктивности биосферы России и сопре дельных стран. // Метеорология и гидрология. 2008. №4. С. 101-107.

7. Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Том II. По следствия изменений климата. М.: Росгидромет. 2008. 288 с.

УДК 631.4:631.61;

531.

СПОСОБНЫ ЛИ МЫ ОЗДОРОВИТЬ НАШИ ПОЧВЫ?

Российская биологическая корпорация, 117519, Москва, Варшавское шоссе, 132, а/я С сожалением приходится констатировать, что мечта В.А. Ковды (60-е гг. ХХ в.) об удвоении-утроении российских урожаев к началу ХХI в. не осуществлена даже в первом приближении. Одна из главных причин этого – деградация и патология российских почв [1]. Деградация почвы – это кардинальное и, зачастую, необ ратимое ухудшение ее физических, химических и биологических характеристик и как следствие – резкое паде ние ее продуктивности, экологической и экономической привлекательности. Деградация и патология почв – это обострившаяся социально-техногенная проблема второй половины ХХ столетия, реальная угроза национальной и экологической безопасности России [2].

По определению американских почвоведов [3] здоровье почвы – это ее способность неопределенно дол го функционировать в качестве компонента наземной экосистемы, обеспечивая ее биопродуктивность и под держивая качество воды и воздуха, а также здоровье растений, животных и человека. Только здоровым поч вам присущи иммунные, супрессивные и самоочищающие свойства. Плодородие + здоровье – это атрибуты хорошей, качественной почвы. Почвы с высоким бонитетом – плодородные и здоровые – локализованы на территории, удобной и доступной землепользователю. Больная почва (загрязненная, инфицированная) – это больной социум;

как считал Ковда [1] «…деградация и патология почв влечет за собой патологические явления в здоровье, развитии и физиологии человека и даже в его умственной деятельности и психике».

Кто же виновен в деградации российских почв, утрате изначально присущих им потребительских ка честв – плодородия и здоровья? Виноваты промышленники и землевладельцы – земельные собственники, ру ководство АПК и муниципалитетов, и конечно же, землепользователи разных форм хозяйствования. В услови ях капитализации последние заинтересованы лишь в обеспечении скорейшей и максимальной прибыли. Вино ваты и наши парламентарии, поскольку Федеральный закон об охране почвы, предусматривающий серьезные санкции за ее порчу, до сих пор не принят!

Масштабы деградации российских почв [1,2,4] вызывают серьезную озабоченность. Будучи загрязнены, инфицированы и истощены, они зачастую превращаются в бедленды и ксеноценозы, десятки миллионов гекта ров ранее продуктивных пахотных угодий переводятся в залежи. Хотя подобная ситуация характерна и для ря да других стран [5], однако это не облегчает решения актуальнейшей общегосударственной проблемы – ради кального оздоровления деградированных почв.

Почему даже в постсоветский период гласности администраторы и политики всячески замалчивают проблему деградации почв? Этому несколько причин. Во-первых, научная общественность в большинстве сво ем до сих пор не осознала реальных масштабов и необратимых последствий этого явления. Во-вторых, почво веды и экономисты (не зная истинной цены наших земель) еще не научились корректно оценивать экономиче ский ущерб, уже причиняемый почвам в результате их деградации. Наконец, у подавляющего большинства ученых и экспертов отсутствует целостное видение проблемы, а те немногие, кто владеет объективной инфор мацией, ведомственно разобщены. Не случайно В.И.Вернадский подчеркивал, что «…аналитический прием разделения явлений всегда приводит к неполному и неверному представлению, поскольку «природа» является организованным целым» [6]. К подобному «организованному целому» с полным правом можно отнести и наши почвы.

Бонитировочные характеристики качества почвы (педоценоза) реализуются через ее взаимосвязанные функции: биоресурсные (генофонд), продукционные (биопродуктивность) и экологические (ресурсно биотопные) [4]. Они осуществляются благодаря имманентным свойствам почвы – ее экологической устойчиво сти (ЭУ) и экологической емкости. ЭУ изначально присуща природной (но не аномальной!) почве как самоор ганизуемой, «параживой системе» [1]. ЭУ почвы проявляется в форме ее супрессивности, самоочищающей способности, оптимума биоразнообразия, она характеризует степень здоровья почвы, ее способность к само очищению и самооздоровлению. Здоровая почва активно противодействует негативному влиянию на фитопе доценоз биотических и/или абиотических стрессоров – природных и антропогенных. ЭУ обеспечивает, как ми 284   нимум: а) непрерывное функционирование, сбалансированность и структурированность биоты почвы, ее без вредность для человека;

б) биобезопасность (незагрязненность) самой почвы и сопряженных с нею сред – вод ной и воздушной;

в) получение здоровой (нормативно чистой) фитопродукции, не загрязненной, не инфициро ванной или испорченной патогенами и не расхищенной конкурентами [4].

Экологическая емкость определяет продукционную составляющую фитопедоценоза, меру его актуаль ного и потенциального плодородия. Если почва загрязнена, инфицирована, больна, «утомлена», то ее экологи ческая емкость не реализуется в полном объеме. ЭУ почв агроценозов, обеспечивая получение полноценной биопродукции и формирование оптимума биоразнообразия фитопедоценоза (включая индукцию микробных супрессоров и деструкторов поллютантов), создает атмосферу экологического благополучия и самому человеку [4]. Однако при эколого-экономической оценке и сертификации земель это свойство почвы не учитывается [7].

Главными причинами патологии и «утомления» почв являются: а) дегумификация, б) дебиологизация, в) монокультуризация. За подобные нарушения почвенного здоровья, к большому сожалению, землепользователи пока не несут никакой ответственности! Наивно полагать, что рациональное (эффективное и экологичное) ис пользование земельных, почвенных ресурсов будет инициировано рыночными отношениями. Как свидетельст вует мировой опыт, далеко не всегда требования экологизации агропроизводства, экологического благополучия социумов и охраны экосферы совпадают с сиюминутными интересами землепользователей и/или землевла дельцев.

Очевидно, что незамедлительному, активному, терапевтическому оздоровлению наших почв альтерна тивы пока нет. «Хирургия» здесь целесообразна лишь в ограниченных масштабах. Если же вывести больные почвы из оборота и пассивно ожидать их самовосстановления, то этот процесс затянется на многие десятиле тия. Что же реально следует незамедлительно сделать для оздоровления и сохранения почв России?

• Во-первых, научная общественность на основании данных экологического мониторинга (система ко торого должна быть реанимирована!) обязана постоянно информировать администраторов всех уровней о со стоянии здоровья почв, о стоимости реально причиненного им ущерба, о безотлагательных производственно научных мерах по их оздоровлению (см., например, [8]).

• Во-вторых, компетентные ученые в рамках государственного заказа (и конечно на конкурсной осно ве!) с ориентацией на потенциально производимое почвой количество и качество конечного агропродукта, уче том мирового опыта должны оперативно разработать базовую методику оценки стоимости агролесохозяйст венных земель, включающую мероприятия по их мониторингу и комплексному оздоровлению.

• В-третьих, все без исключения агротехнологии экономически значимых сельскохозяйственных куль тур должны быть почвоулучшающими;

их основу должны составлять длинноротационные севообороты, орга номинеральные удобрения, арсенал средств и методов агротехнической и биологической защиты растений.

• В-четвертых, крайне важна поддержка законодательной инициативы наших ведущих почвоведов в части скорейшего принятия Федерального закона прямого действия «Об охране и оздоровлении почв России».

В нем следует предусмотреть как штрафные санкции к загрязнителям – физическим и юридическим лицам, так и бонусы (налоговые и иные льготы) добросовестным землепользователям. Аналоги имеются: близкий по со держанию закон принят и успешно реализуется на Украине [9].

• Наконец, учитывая чрезвычайную важность проблемы оздоровления почв, следовало бы посвятить ей специальную общероссийскую научно-производственную конференцию либо очередной съезд Российского общества почвоведов.

Успешное решение государственной проблемы спасения и оздоровления наших почв возможно как на основе законодательного регулирования, так и путем принятия специальных оперативных мер. Первый подоб ный шаг – это организация при Правительстве РФ или Счетной Палате специальной почвенной (земельной) службы или Агентства, как это предлагал В.А. Ковда. Однако самое главное – это реализация стратегического аспекта российской программы «устойчивого развития» [10]: с позиций ноосферной концепции Докучаева– Вернадского необходимо незамедлительно прекратить «проедать» плодородие и здоровье наших почв, парази тируя за счет будущих поколений. Бережно расходуя «проценты с почвенного капитала», следует повсеместно оздоровлять, сохранять и приумножать плодородие и здоровье наших почв!

1. Ковда В.А. Патология почв и охрана биосферы планеты (препринт). Пущино. ОНТИ НЦБИ АН СССР. 1989. 35 с.

2. Проблемы деградации и восстановления продуктивности земель сельскохозяйственного назначения в России / Под ред. А.В. Гордеева, Г.А.Романенко. – М. РАСХН. 2008. ФГНУ Росинформагротех. 68 с.

3. Doran J.W. et al. Soil health and sustainability//Advances in Agronomy.1996.V.56.P.1-54.

4. Соколов М.С. и др.Здоровая почва как национальное достояние // Почвоведение. 2010. № 7 (в печати).

5. Добровольский Г.В. Педосфера – оболочка жизни планеты Земля // Биосфера. 2009. Т. 1. № 1. С. 6-14.

6. Вернадский В.И. Биосфера. Избр. соч. М. Изд-во АН СССР. 1960. Т. 5.

7. Макаров О.А., Каманина И.З. Экономическая оценка и сертификация почв и земель. М.: МАКСПресс. 2008. 240 с.

8. Соколов М.С., Марченко А.И. Здоровая почва агроценоза – неотъемлемое условие реализации его экологических и продукционных функций//Агро ХХI.2009.№ 10-12. С. 3-5.

9. Балюк С.А. и др. Принципы экологического нормирования допустимой антропогенной нагрузки на почвенный по кров Украины// Почвоведение. 2008. №12. С.1501-1508.

10. Кирюшин В.И. В.В. Докучаев и современная парадигма природопользования // Почвоведение. 2006. №11. С. УДК 631.

class='zagtext'> РОЛЬ НЕСИЛИКАТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЖЕЛЕЗА И АЛЮМИНИЯ В ФОРМИРОВАНИИ КИСЛОТНО

ОСНОВНОЙ БУФЕРНОСТИ РАЗНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ГОРИЗОНТОВ ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ

Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119991 г. Москва При проведении непрерывного потенциометрического титрование водных суспензий почв большую роль играют реакции протонирования и депротонирования гидроксильных групп на поверхности частиц мине ралов оксидов и гидроксидов Fe и Al, которые рассматриваются как реакции образования поверхностных ком плексов [Stumm, 1992]. Эта концепция была разработана и получила экспериментальное подтверждение на ос нове результатов опытов на чистых минералах оксидов и гидроксидов металлов. Поскольку в составе твердой фазы почв в виде индивидуальных минералов почти всегда присутствуют оксиды-гидроксиды Fe, а иногда и других металлов, логично предполагать, что в процессе титрования почвенного материала кислотой или осно ванием поверхностные гидроксильные группы этих минералов будут принимать участие в формировании ки слотно-основной буферности почвы. Основной целью данного исследования была проверка справедливости та кого предположения путем сравнения буферных характеристик основных генетических горизонтов подзоли стых почв в исходном состоянии и после обработки по Мера и Джексону и по Тамму.

Объектами исследования были образцы из основных генетических горизонтов двух разрезов подзоли стых почв в Центральном лесном заповеднике. Химические анализы почв выполняли общепринятыми метода ми [Воробьева, 1998]. Буферность к кислоте и к основанию до и после обеих обработок оценивали, используя титратор Меттлер Толедо, методом непрерывного потенциометрического титрования водных суспензий от рН начальной точки титрования (НТТ) до значения рН 3 при титровании кислотой и от рН НТТ до значения рН при титровании основанием. По полученным кривым титрования рассчитывали 2 показателя, которыми харак теризовали буферность. 1)Общую буферность к кислоте и к основанию оценивали как количество титранта, ко торое нужно добавить к известной навеске почвы при известном разбавлении суспензии, чтобы довести значе Табл. 1. Некоторые химические свойства исследованных Табл. 2. Буферные характеристики и состав обменных катионов                                                               Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, № гранта 08-04-00159а.   286   Буферность, ммоль/кг Буферность, ммоль/кг Рис. 1. Зависимость буферности от рН по интервалам значений рН, равным 0,25 единицы рН, для образцов разных генетических горизонтов подзолистых почв до (1) и после (2) обработки по Мера и Джексону в разрезе 3-2007.

сколько снижается в органоминеральном горизонте АЕ и резко уменьшается в горизонте подстилающей породы (табл. 1).

В органогенных горизонтах буферность и к кислоте, и к основанию измеряется первыми сотнями ммоль экв/кг. При переходе от горизонтов подстилки к минеральным горизонтам эта величина убывает на порядок и более.

Общая буферность к кислоте исходной почвы в горизонтах подстилки сопоставима с суммой обменных оснований, хотя и несколько меньше последней (табл. 2).

Буферность, ммоль/кг Буферность, ммоль/кг Рис. 2.  Зависимость буферности от рН по интервалам значений рН, равным 0,25 единицы рН, для образцов разных генетических горизонтов подзолистых почв до (1) и после (2) обработки по Мера и Джексону в разрезе 9-2007.

Общая буферность к кислоте после каждой из обработок изменяется по-разному в разных горизонтах и в разных разрезах: она может увеличиваться, уменьшаться или оставаться на том же уровне в связи с воздействи ем ряда факторов, приводящих к противоположным результатам: смещения рН НТТ в сторону более высоких значений, увеличения степени дисперсности почвенного материала и растворения некоторых наиболее тонко дисперсных буферных компонентов (табл. 2).

Общая буферность к основанию при титровании до рН 8,25 во всех горизонтах оказалась во много раз выше обменной кислотности вследствие участия кислотных компонентов твердой фазы в процессе титрования (табл. 2). Обе обработки во всех горизонтах по всем интервалам значений рН приводят к резкому снижению буферности к основанию, которое в горизонтах Е достигает 70-90% (рис. 1, 2). При этом обработка по Мера и Джексону вызывает бльшее снижение буферности, чем обработка по Тамму.

Выявлена высокая прямая линейная корреляция между разностью общей буферности к основанию до и после каждой из обработок и содержанием Fe вытяжке Тамма (r = 0,91). На основе этих результатов сделан вы вод о том, что тонкодисперсные гидроксиды Fe во всех горизонтах являются главным компонентом твердой фазы, обеспечивающим буферность к основанию, а реакция депротонирования гидроксильных групп на по верхности гидроксидов Fe – важнейшей буферной реакцией при титровании основанием.

Воробьева Л.А. Химический анализ почв. Изд. МГУ, М., 1998, -272 стр.

Толпешта И.И., Соколова Т.А. Алюмосиликаты в минеральных горизонтах как источник алюминия в растворе. Те зисы доклада на Международной конференции «Глины и глинистые минералы» Пущино, Россия, 26-30 июня Stumm W. Chemistry of the Solid-Water Interface. John Wiley & Sons, Inc. New York / Chichester / Brisbane / Toronto / Singapore 1992, – 428 p.

УДК

ПЛАНИРОВАНИЯ ПОЛЕВОГО ЭКСПЕРИМЕНТА В ЗЕМЛЕДЕЛИИ

НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ КАРТ ПОТОКОВЫХ ПОЧВЕННЫХ СТРУКТУР

Институт биологического приборостроения РАН, г. Пущино Московской обл., проспект Науки, д. Для проектирования полевых работ, точного учета полученных на них результатов и последующего их перевода с одной площади на другую, необходимо использовать теорию физического подобия (Кирпичев,1953).

Эта теория сходство опытных результатов рассматривает с помощью критериев подобия, особенно критерия формы. Для того чтобы теория подобия стала основой опытного земледелия, важно унифицировать геометро динамические критерии.

Для опытных полей разработана технология составления потоковых карт с унифицированными грани цами (изолинии нулевой и ненулевой кривизны) и таксонами почв: выпуклостей (нормальные), вогнутостей (анормальные) с переходами между ними. Таксоны - единицы классификации, соподчиненные общностью свойств, показывающих их класс и место в потоковой системе. Их функция - свести почвенное многообразие в упорядоченную связную систему.

Карты потоковых структур, помимо их назначения быть обычной почвенной картой, могут служить также Почвенные структуры (фигуры F1-5) и характеризующие их символы симметрии в виде соче-тания фигур по эле ментам симметрии и формул симметрии (внизу). Тонкие горизонтальные линии – оси переносов (а);

толстые линии – обыкновенные плоскости m, проходящие перпенди кулярно к чертежу;

штриховые линии – плоскости сколь зящего отражения;

двоеточие ( )в символах означает пер пендикулярность, одна точка () – параллельность.

288   тиках урожая, что позволяет на формализованном уровне создавать научные земледельческие прогнозы.

1. Кирпичев М.В. Теория подобия, М. Изд-во АН СССР, 1953, с.96.

2. Степанов И.Н. Теория пластики рельефа и новые тематические карты. М., Наука, 3. Лопачев Н.А. Экспериментально-теоретические основы использования потоковой структуры агроэкосистем в прецизионном земледелии. Автореф. доктор. Диссертации. Орел., 2008, 42 с.

4. Дмитриев Е.А. Концепция пластики рельефа и почвоведение// Почвоведение. 1998. № 3. С.370 – 381.

5. Прохорова З.А., Фрид А.С. Изучение и моделирование плодородия почв на базе длительного полевого опыта. М., 6. Прасолов Л.И., Герасимов И.П. Почвенная карта Европейской части СССР. М 1:2 520 000. 1949.

УДК.631.

СОСТАВ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ЧЕРНОЗЕМОВИДНЫХ ПОЧВ ТАМБОВСКОЙ РАВНИНЫ

И ДИАГНОСТИКА СТЕПЕНИ ЗАБОЛОЧЕННОСТИ ПО ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ

РАЗЛИЧНЫХ ВЫТЯЖЕК

Количественная оценка степени переувлажнения разрабатывается на основе аналитической оценки хи мических особенностей таких свойств твердой фазы почв, которые подвержены достоверным изменениям под влиянием прогрессирующего (в пространстве) гидроморфизма [2]. Для почв таежно-лесной зоны, в зависимо сти от эколого-гидрологической ситуации и почвообразующих пород были предложены несколько критериев степени гидроморфизма и заболоченности почв, основанные на соотношении различных групп соединений же леза [2]. Для почв лесостепной зоны таких критериев не существует.

В связи с тем, что проблема переувлажнения почв в черноземной зоне России приобрела особую акту альность в последние десятилетия [1,3,4,5,7], вопрос разработки количественного критерия степени гидромор физма становится первоочередным. Наиболее сложным при почвенном картировании является выделение уча стков распространения черноземовидных почв поверхностного заболачивания, поскольку в отдельные годы и сезоны очаги переувлажнения могут исчезать. Это создает трудности при выявлении площадей почв с неблаго приятным водным режимом.

Цель настоящей работы – на основании данных о фракционном составе гумуса черноземовидных почв поверхностного заболачивания обосновать возможность использования для их диагностики коэффициента гид роморфизма по отношению оптической плотности щелочной вытяжки к оптической плотности щелочной пи рофосфатной вытяжке из гумусовых горизонтов.

Непосредственным объектом исследований послужили выщелоченный и типичный черноземы и черно земовидные почвы водоразделов Тамбовской равнины, расположенные на территории землепользования двух хозяйств: учхоз «Комсомолец» - на севере и ООО «Уваровская Нива» на юге рассматриваемого района. В апре ле, мае и июне 2009г отобрали образцы с глубины 10-20см. В них определили оптическую плотность следую щих вытяжек: нейтральной пирофосфатной (рН – 7), щелочной пирофосфатной (рН - 13) и щелочной (0.1н NaOH, рН-13).

Для оценки водного режима и степени заболоченности были опробованы два коэффициента:

где D1 – оптическая плотность нейтральной пирофосфатной вытяжки (44.4г Na4P2O7 9H2O до 1л), D2 – оптическая плотность щелочной вытяжки (0.1н NaOH), D3 –оптическая плотность щелочной пирофосфатной вы тяжки (44.4г Na4P2O7 9H2O и 4г NaOH до 1л), F1, F2 и F3 – соответствующие разведения. Измерения проводи лись при длине волны = 440 нм. Использование в качестве критерия диагностики соотношение оптических плот ностей разных вытяжек позволяет значительно снизить систематическую ошибку и исключает необходимость по строения калибровочного графика. Фракционный состав гумуса определяли по Пономаревой и Плотниковой.

Поверхностное увлажнение оказывает сильное влияние на органическую часть почвы. В черноземовид ных почвах севера и юга Тамбовской равнины по сравнению с автоморфными черноземами в составе гумуса увеличивается доля гуминовых кислот и фульвокислот I фракции, связанных с полуторными окислами (табл. 1).

Из трех рассматриваемых показателей наиболее изменчивым является оптическая плотность нейтраль ной пирофосфатной вытяжки, в которую переходит активная быстроразлагающаяся часть органического веще ства. Ее значения закономерно возрастают с начала весны до середины лета. В ранневесенний период высокие значения данного показателя характерны для черноземовидных почв высокой степени гидроморфизма. Наибо лее высокие значения оптической плотности этой вытяжки характерны для типичного чернозема юга Тамбов ской равнины.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 9 |
 




Похожие материалы:

«Посвящается 60–летию Ботанического сада-института ДВО РАН RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES FAR EASTERN BRANCH BOTANICAL GARDEN-INSTITUTE PLANTS IN MONSOON CLIMATE Proceedings of V Scientific Conference Plants in Monsoon Climate (Vladivostok, October 20–23, 2009) V Vladivostok 2009 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ БОТАНИЧЕСКИЙ САД-ИНСТИТУТ РАСТЕНИЯ В МУССОНОМ КЛИМАТЕ Материалы V научной конференции Растения в муссонном климате (Владивосток, 20–23 октября 2009 г.) V Владивосток УДК ...»

«2nd International Scientific Conference Applied Sciences in Europe: tendencies of contemporary development Hosted by the ORT Publishing and The Center For Social and Political Studies “Premier” Conference papers June 22, 2013 Stuttgart, Germany 2nd International Scientific Conference “Applied Sciences in Europe: tendencies of contemporary development”: Papers of the 1st International Scientific Conference. June 22, 2013, Stuttgart, Germany. 168 p. Edited by Ludwig Siebenberg Technical Editor: ...»

«Национальная академия наук Беларуси Центральный ботанический сад Отдел биохимии и биотехнологии растений Биологически активные вещества растений – изучение и использование Материалы международной научной конференции (29–31 мая 2013 г., г. Минск) Минск 2013 Организационный комитет конференции: УДК 58(476-25)(082) Титок В.В., доктор биологических наук, доцент (председатель) ББК 28.5(4Беи)я43 (Беларусь) О-81 Решетников В.Н., академик, доктор биологических наук, профес сор (сопредседатель) ...»

«Национальная академия наук Беларуси Институт экспериментальной ботаники им. В.Ф. Купревича Научно-практический центр по биоресурсам Центральный ботанический сад Институт леса Материалы II-ой международной научно-практической конференции ПРОБЛЕМЫ СОХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ Минск, Беларусь 22–26 октября 2012 г. Минск Минсктиппроект 2012 УДК 574 П 78 Редакционная коллегия: В.И. Парфенов, доктор биологических наук, академик НАН Беларуси В.П. ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Международная академия авторов научных открытий и изобретений (МААНОИ) ФГБОУ ВПО Горский государственный аграрный университет Республиканская общественная организация АМЫРАН МАТЕРИАЛЫ VIII Международной научно-практической конференции АКТУАЛЬНЫЕ И НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ (Часть 2) посвященной 75-летию со дня рождения ученого - микробиолога и агроэколога, Заслуженного работника высшей школы РФ, Заслуженного деятеля науки ...»

«- ЦИ БАЙ-ШИ Е.В.Завадская Содержание От автора Бабочка Бредбери и цикада Ци Бай-ши Мастер, владеющий сходством и несходством Жизнь художника, рассказанная им самим Истоки и традиции Каллиграфия и печати, техника и материалы Пейзаж Цветы и птицы, травы и насекомые Портрет и жанр Эстетический феномен живописи Ци Бай-ши Заключение Человек — мера всех вещей Иллюстрации в тексте О книге ББК 85.143(3) 3—13 Эта книга—первая, на русском языке, большая монография о великом китайском художнике XX века. ...»

«УДК 821.0(075.8) ББК 83.3(5 Кит)я73 Г. П. Аникина, И. Ю. Воробьёва Китайская классическая литература: Учебно- методическое пособие. В пособии предпринята попытка представить китайскую классическую литературу как важнейшую часть культуры Китая. Главы, посвящённые поэзии, прозе и драматургии, дают представление об общем процессе развития китайской литературы, об её отдельных памятниках и представителях. В пособии прослеживается одна из главных особенностей китайской культуры – преемственность и ...»

«ЧЕРЕЗ ПЛАМЯ ВОЙНЫ 1941 - 1945 КУРГАНСКАЯ ОБЛАСТЬ ПРИТОБОЛЬНЫЙ РАЙОН Парус - М, 2000 К 03(07) 55-летию Победы посвящается Через пламя войны Составители: Г. А. Саунин, Е. Г. Панкратова, Л. М. Чупрова. Редакционная комиссия: Е.С.Черняк (председатель), С.В.Сахаров(зам. председателя), : Н.И.Афанасьева, Л.Н.Булычева, Ю.А.Герасимов, Н.В.Катайцева, А.Д.Кунгуров, Л.В.Подкосов, С.И.Сидоров, Н.В.Филиппов, Н.Р.Ярош. Книга издана по заказу и на средства Администрации Притобольного района. Администрация ...»

«Белорусский государственный университет Географический факультет Кафедра почвоведения и геологии Клебанович Н.В. ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ Пособие для студентов специальностей география географические информационные системы Минск – 2005 УДК 631.8 ББК Рецензенты: доктор сельскохозяйственных наук С.Е. Головатый кандидат сельскохозяйственных наук Рекомендовано Ученым советом географического факультета Протокол № Клебанович Н.В. Основы химической мелиорации почв: курс лекций для студентов ...»

« Делоне Н.Л. Человек Земля, Вселенная Моей дорогой дочери Татьяне посвящаю. Д е л о н е Н.Л. ЧЕЛОВЕК, ЗЕМЛЯ, ВСЕЛЕННАЯ 2 - е и з д а н и е(исправленноеавтором) Особую благодарность приношу Анатолию Ивановичу Григорьеву, без благородного участия которого не было бы книги. Москва-Воронеж 2007 Сайт Н.Л. Делоне: www.N-L-Delone.ru Зеркало сайта: http://delone.botaniklife.ru УДК 631.523 ББК 28.089 Д295 Человек, Земля, Вселенная. 2-е издание / Делоне Н.Л. - Москва-Воронеж, 2007. - 148 с. ©Делоне Н.Л., ...»

«Президентский центр Б.Н. Ельцина М.Р. Зезина О.Г. Малышева Ф.В. Малхозова Р.Г. Пихоя ЧЕЛОВЕК ПЕРЕМЕН Исследование политической биографии Б.Н. Ельцина Москва Новый хронограф 2011 Оглавление УДК 32(470+571)(092)Ельцин Б.Н. ББК 63.3(2)64-8Ельцин Б.Н. Предисловие 6 Ч-39 Часть 1. УРАЛ Глава 1. Детство Издано при содействии Президентского центра Б.Н. Ельцина Хозяева и Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям Курс — на ликвидацию кулачества как класса Высылка Колхозники Запись акта о ...»

«АССОЦИАЦИЯ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО КЛЕТОЧНЫМ КУЛЬТУРАМ ИНСТИТУТ ЦИТОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ISSN 2077 - 6055 КЛЕТОЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ ВЫПУСК 30 CАНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2014 -2- УДК 576.3, 576.4, 576.5, 576.8.097, М-54 ISSN 2077-6055 Клеточные культуры. Информационный бюллетень. Выпуск 30. Отв. ред. М.С. Богданова. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2014. — 99 с. Настоящий выпуск посвящен памяти Георгия Петровича Пинаева — выдающегося ученого, доктора биологических наук, профессора, ...»

«Стратегия независимости 1 Нурсултан Назарбаев КАЗАХСТАНСКИЙ ПУТЬ КАЗАХСТАНСКИЙ ПУТЬ 2 ББК 63.3 (5 Каз) Н 17 Назарбаев Н. Н 17 Казахстанский путь, – Караганда, 2006 – 372 стр. ISBN 9965–442–61–4 Книга Главы государства рассказывает о самых трудных и ярких моментах в новейшей истории Казахстана. Каждая из девяти глав раскрывает знаковые шаги на пути становления молодого независимого государства. Это работа над Стратегией развития Казахстана до 2030 года, процесс принятия действующей Конституции ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.