№ 4 (2024)

Рассмотрены геохимические особенности органо-аккумулятивных (Eutric Regosols (Laomic, Ochric), Cambic Someric Phaeozems (Loamic)) почв, широко распространенных в почвенном покрове подтаежных и подтаежно-лесостепных светлохвойных лесов, образующих нижнюю границу лесного пояса в горных сооружениях Северной Монголии. Приведены данные по микроэлементному составу почвообразующих пород. Установлено, что парагенетическая ассоциация микроэлементов в них представлена Pb, Cu, Zn, Co, V, Cr, Ni, Mn, Mo, Ba, Sr, Zr и В. По сравнению со средним содержанием в литосфере остаточные и переотложенные коры выветривания магматических пород обогащены Zn, Cr, Mo, B, в то же время в них меньше Pb, Co, Mn, Ba, Sr, Zr. Остаточные и переотложенные коры выветривания карбонатных пород обогащены Pb, Cu, Zn, V, Cr, Sr, B, обеднены Co, Ni, Mn, Mo, Ba, Zr. Обсуждены материалы по морфологическому строению почв, их физико-химическим и химическим свойствам, а также по содержанию микроэлементов и их радиальному распределению в рассматриваемых почвах. Полученные данные свидетельствуют о накоплении большинства микроэлементов в поверхностных органогенных и гумусово-аккумулятивных горизонтах почв, что связано как с неоднородностью почвообразующих пород, так и влиянием почвенных процессов, обусловливающих аккумулятивное распределение элементов и их осаждение на органно-сорбционном и карбонатном геохимических барьерах. Показано, что изученные почвы отличаются не только абсолютными значениями концентраций микроэлементов, участвующих в биологическом круговороте, но и интенсивностью их вовлечения в биогенную миграцию.

Изучено участие органических соединений в накоплении Ni, Co, Cu, Cr и Pb в Fe–Mn ортштейнах агротемногумусовых подбелов (Planosols) юга Приморского края при различных видах длительного агротехнического воздействия. Внутрипрофильное изменение уровня содержания С_общ в почвах и ортштейнах указывает на активное депонирование органических соединений в ортштейнах нижней части профиля почв залежного и фитомелиративного вариантов опыта. В ортштейнах почв данных вариантов отмечено преобладание фракций фульвокислот в составе гумуса. Длительное внесение органических удобрений животного происхождения способствовало снижению поступления С_общ в ортштейны и возрастанию в ортштейнах относительной доли гуминовых кислот. Ортштейны почв всех исследованных вариантов опыта характеризовались высоким уровнем накопления Co и Pb. Накопление Ni, Cr и Cu было установлено в ортштейнах отдельных горизонтов исследованных почв. Интенсивность накопления микроэлементов в ортштейнах почв различных вариантов опыта варьировала. В ортштейнах почв всех исследованных вариантов опыта установлено участие органических соединений в процессе накопления Сr, Co, Cu и Pb. Накопление Ni в ортштейнах контролировалось Mn-содержащими соединениями. Наиболее активными сорбционными фазами ортштейнов почв с более длительным периодом трансформации органического вещества (залежь, вариант с внесением органических удобрений) являлись Fe-содержащие и органические соединения.

Представлены результаты оценки отклика почвенного дыхания (R_soil) на засуху на примере шести типичных для средней тайги Западной Сибири олиготрофных болотных биотопов: мочажин с доминированием Eriophorum vaginatum и Scheuchzeria palustris соответственно (мочажина Е, мочажина Ш), сфагнового болота с редкими низкими соснами (открытое болото), олиготрофных гряд, покрытых низкорослой сосной (гряда), и облесенного сосново-кустарничково-сфагнового болота (рослый рям и рям). Для этого была использована регрессионная модель связи R_soil с уровнем болотных вод, позволившая получить кумулятивное почвенное дыхание с июня по август 2021 и 2022 гг. В засушливом 2022 г. значение кумулятивного R_soil(кум) возрастало в ряду от увлажненных участков к более дренированным: мочажина Е, мочажина Ш, открытое болото, гряда, рослый рям и рям: 135 ± 2.3, 139 ± 2.4, 275 ± 7.8, 279 ± 7.5, 466 ± 16.4, 510 ± 18.5 г C/ (м² сезон) соответственно (среднее ± стандартное отклонение). Экстремально малое количество осадков (6 мм), выпавших в июле 2022 г., привело к резкому уменьшению уровня болотных вод в августе и росту R_soil(кум) в исследованных биотопах на 29–54% по сравнению с аналогичным периодом 2021 г. В то же время наиболее интенсивный рост R_soil при падении уровня болотных вод наблюдался на окраине болотного массива (участки рослый рям, рям и открытое болото) в отличие от его центральных участков.

Изучена микробная биомасса, разнообразие культивируемых бактерий и микромицетов, а также численность функциональных генов цикла азота в супрагляциальных системах ледников Альдегонда и Бертель. Биомасса микроорганизмов варьировала от 2.54 до 722 мкг/г субстрата. Впервые показано, что большая часть (78.7–99.8%) микробной биомассы супрагляциальных объектов представлена грибами, а не прокариотами. Основную часть (от 70 до 90%) биомассы грибов составлял мицелий, длина которого изменялась от 6.70 до 537.51 м/г субстрата. Численность прокариот варьировала от 2.4 × 10⁸ до 1.95 × 10⁹ кл./г субстрата. Длина мицелия актиномицетов изменялась от 2.6 до 62.61 м/г субстрата. Численность культивируемых бактерий и актиномицетов варьировала от 3.3 × 10⁴ до 1.2 × 10⁶ КОЕ/г субстрата, а микромицетов – от 2.2 × 10¹ до 1.7 × 10⁴ КОЕ/г субстрата. Доминировали бактерии родов Arthrobacter, Bacillus, Rhodococcus и Streptomyces, а также микромицеты родов Antarctomyces, Cadophora, Hyphozyma, Teberdinia, Thelebolus. Микромицеты Antarctomyces psychrotrophicus, Hyphozyma variabilis и Teberdinia hygrophila обнаружены на Шпицбергене впервые. Численность генов amoA окисляющих аммоний бактерий варьировала от 5.33 × 10⁶ до 4.86 × 10⁹; генов азотфиксации nifH – от 9.89 × 10⁷ до 9.81 × 10¹⁰; генов денитрификации nirK – от 4.82 × 10⁷ до 3.34×10¹⁰ копий генов/г субстрата. Полученные результаты косвенно свидетельствуют о ведущей роли грибов в микробиоме супрагляциальных объектов Шпицбергена и значительном вкладе прокариот в эмиссию из них парниковых газов.

Проведен анализ особенностей солеустойчивых грибов с целью выявления возможности их применения для индикации химического загрязнения засоленных почв и поиска потенциальных тест-видов для лабораторного микотестирования. Приводится перечень представителей галофильных и галотолерантных родов микромицетов, которые могут служить индикаторами загрязнения тяжелыми металлами, нефтепродуктами и другими токсикантами на фоне повышенного засоления почвенных субстратов. Для биотестирования почв со средним уровнем засоления в качестве перспективных предложены микромицеты, относящиеся к умеренным галотолерантным видам. Проанализированы морфологические, физиологические и молекулярные механизмы адаптации галофильных и галотолерантных грибов к условиям повышенного засоления сред обитания. Обсуждаются реакции грибных сообществ на комбинированное воздействие засоления и токсических веществ разной природы. Рассмотрены методические аспекты практического использования солеустойчивых грибов для биодиагностики степени неблагополучия засоленных почв: состав сред, условия культивирования, а также тест-реакции грибных культур, оптимальные для адекватной оценки степени галотолерантности грибов и экотоксичности образцов почв.

Актуальные средне- и мелкомасштабные оценки эрозии почв в России очень малочисленны. В настоящее время сложилась благоприятная ситуация для таких исследований: разработаны эрозионные модели, адаптированные к доступным цифровым моделям рельефа, созданы различные карты сельскохозяйственных угодий и климатические базы данных. В работе оценены темпы и объемы эрозии почв при использовании различных карт пахотных угодий: общедоступных ESA WC, GLCLU и Минсельхоза России, а также авторской условно эталонной карты Алексеевского района. Установлено, что карта Минсельхоза России наиболее близка к средним оценкам площадей пашни. Первые две карты задают максимальные и минимальные значения оценок площадей пашни. Сравнение с условным эталоном показало, что точность карты Минсельхоза России не превосходит 90%, остальных карт – 84 и 83%. Площадь пашни в Белгородской области варьирует слабо (от 1 445 до 1 586 тыс. га), регион благоприятен для эрозионного моделирования. Максимальные отклонения от средних по районам темпов эрозии почв, рассчитанных по разным картам пахотных угодий, в целом по области составили 7%, а в некоторых районах достигли 27%. Таким образом, на сегодняшний день оценки эрозии почв на региональном уровне в таких условиях рельефа и землепользования могут быть проведены со значительной погрешностью только в результате неопределенности картографирования границ пашни. В целом по стране данные о площади пашни колеблются значительно, от 80 до 132 млн га. Следовательно, применение существующих карт пахотных угодий без дополнительной верификации может приводить к существенным неопределенностям осредненных на уровне субъектов РФ и выше оценок эрозии почв.

Изучено загрязнение верхних горизонтов почв г. Байкальска (Иркутская область) под воздействием промышленных выбросов и отходов Байкальского целлюлозно-бумажного комбината (БЦБК). Проанализировано содержание 16 индивидуальных ПАУ в пробах городских и фоновых почв, отобранных в ходе почвенно-геохимической съемки летом 2019 г. В отходах шлам-лигнина БЦБК и золы ТЭЦ установлены относительно невысокие уровни содержания ПАУ. Концентрация суммы ПАУ в золе ТЭЦ достигает 46 мг/кг с преобладанием низкомолекулярных полиаренов (доля нафталина и его гомологов – 24% и 34% от суммы ПАУ соответственно), среди высокомолекулярных ПАУ доминирует 5-ядерный бенз(b)флуорантен (16%). В шлам-лигнине сумма ПАУ равна 7.16 мг/кг с преобладанием бенз(b)флуорантена (83%). В почвах Байкальска среднее содержание ПАУ (38.4 мг/кг) в 5 раз превышает фоновое. В городских почвах доминируют 4–5-ядерные флуорантен (61.1%) и бенз(b)флуорантен (29.4%), что определяет доминирующий тип загрязнения почв как флуорантеновый. Наиболее загрязнены почвы автотранспортной (сумма ПАУ 105 мг/кг) и промышленной (59.5 мг/кг) зон, где сформировались наиболее контрастные аномалии ПАУ. По убыванию суммы ПАУ функциональные зоны города образуют ряд: автотранспортная > промышленная > селитебная одноэтажная > железнодорожная транспортная > селитебная многоэтажная > рекреационная зона. Выделяются несколько локальных аномалий суммы ПАУ, образующие два крупных ореола загрязнения в западной и восточной частях города. Ведущими факторами накопления высокомолекулярных ПАУ в почвах являются кислотно-щелочные условия и органическое вещество почв, а накопление низкомолекулярных полиаренов контролируется преимущественно величиной pH. Экологическая опасность загрязнения ПАУ почв Байкальска на 83.5% обусловлена бенз(b)флуорантеном.