МГУ–2014: Факультет почвоведения

Юбилеи. Исполнилось 40 лет кафедре химии почв. Кафедрой руководили профессора Н.Г.Зырин, Д.С.Орлов, д.б.н. С.Я.Трофимов; с 2014 г. – д.б.н. И.И.Толпешта. Направления научной работы кафедры:

– органическое вещество почв: химические свойства и экологические функции;

– микроэлементы в почвах: почвенно-химические и географические закономерности их распространения;

– химический состав, химические свойства почв;

– глинистые минералы в почвах;

– оценка влияния загрязнения нефтью на функционирование наземных и водных экосистем

Работают 4 доктора и 22 кандидата наук. Обучение ведётся по профилям подготовки «Химия почв» и «Экологический менеджемент и экобезопасность». Преподаватели читают потоковые лекции по 6 дисциплинам; разработаны 48 спецкурсов; проводятся практические и семинарские занятия по 3-м предметам, учебные и производственные практики.

Более 75% выпускников работают по специальности в области почвоведения и экологии.

 

26 августа исполнилось 80 лет со дня рождения профессора кафедры химии почв, Заслуженного профессора Московского университета Соколовой Татьяны Алексеевны. Работает на факультете с 1969 г., специалист в области изучения глинистых минералов почв, сорбционных свойства почв, проблем почвенной кислотности и кислотно-основной буферности почв. Проводит стационарные исследования почв ненарушенных биоценозов южной тайги в Центрально-Лесном заповеднике (Тверская обл.), является руководителем производственной практики студентов в Центрально-лесном государственном природном биосферном заповеднике. Читает курсы «Глинистые минералы в почвах», «Сорбционные свойства почв», «Почвенная кислотность и кислотно-основная буферность почв», «Использование природных и модифицированных глинистых минералов для ремедиации природных сред». Лауреат премии им. М.В.Ломоносова за педагогическую деятельность (2010).

Лауреат премии Госкомобразования за работу «Современные методы исследования почв» (1985).

 

18 августа исполнилось 75 лет со дня рождения профессора кафедры агроинформатики, Заслуженного профессора Московского университета Пахненко Екатерины Петровны. Работает в МГУ с 1971 г., специалист в области изучения роли агрохимических средств и свойств почв в регулировании фитосанитарной ситуации в агроценозах; микробных трансформаций органических продуктов и биотехнологии, способов применения нового поколения био- и нетрадиционных удобрений, ведения агропроизводства в условиях загрязнения окружающей среды. Подготовила учебно-методические комплексы: «Современные технологии получения и использования нетрадиционных удобрений», «Формирование качества растительной продукции и система ее сертификации», «Устойчивое развитие и экологическая безопасность агроландшафтов», «Особенности агропроизводства в условиях загрязнения окружающей среды», «Биотехнологии в сельском хозяйстве».

 

2 ноября исполнилось 70 лет со дня рождения доцента кафедры общего почвоведения, Заслуженного преподавателя Московского университета Богатырёва Льва Георгиевича. Специалист в вопросах биогеохимии гумидных областей. Им сделан существенный вклад в разработку теории детритогенеза, включая классификацию детрита, сформулирована биогеохимическая концепция поведения углерода, на основе которой с использованием ГИС технологий создана карта поведения углерода на территорию России (соавт.). Читает курсы «Бонитировка почв», «Учение о биосфере», «Геохимия ландшафта», «Оценка земель», «Биогеохимия почв», «Основы изучения биологической продуктивности», «Биологический круговорот и его роль в почвообразовании». Участвует в организации и проведении учебной зональной практики по маршруту Москва-Кавказ, в практике по почвоведению на УОПЭЦ «Чашниково», летней практики по курсу «Геохимия ландшафта». Лауреат премии им. М.В.Ломоносова за педагогическую деятельность (2003).

Лауреат премии Президента РФ в области образования (2003) за научно-практическую разработку «Создание и реализация российской научно-социальной программы для молодёжи и школьников “Шаг в будущее”».

 

5 июля исполнилось 60 лет со дня рождения доцента кафедры общего почвоведения Ульяновой Татьяны Юрьевны. Специалист в области почвообразования в условиях высокогорий: биогеохимический круговорот элементов в различных растительных сообществах высокогорий. Участвовала в исследованиях по изучению особенностей круговорота элементов в системе почва-растения в рамках изучения почвенных процессов в искусственных экосистемах почвенных лизиметров. Изучает применение цифровых методов в крупномасштабном картографировании. Читает курсы «Картография почв», «Почвоведение»; ведёт семинарские и практические занятия по дисциплинам «Биогеохимия почв», «Процессы почвообразования». Участвует в проведении учебных практик: по «Картографии почв», «Почвоведению», «Зональной».

 

Научная и учебная работа кафедр. Научно-исследовательские работы выполнялись в соответствии с тематическим планом НИР по 16 бюджетным темам по приоритетному направлению «Почва и почвенный покров России как основа её устойчивого развития» и при поддержке грантов РНФ, РФФИ, Президента РФ, по международным проектам.

 

На кафедре агроинформатики (зав. проф. Д.М.Хомяков) работы ведутся по теме «Системы поддержки принятия решений в агрикультуре и природоохранные технологии: разработка, апробация и подготовка к внедрению» (рук. проф. Д.М.Хомяков). Завершён этап 2014 г. «Активные формы кремния в технологиях повышения устойчивости культур».

Определены основные механизмы влияния активных форм кремния на поведение фосфатов в почве. Доказано, что повышение концентрации монокремниевой кислоты в почвенном растворе приводит к реакции замещения фосфат-аниона на силикат-анион при рН среды более 2 ед. для фосфатов кальция, а при рН более 4 ед. – для фосфатов магния. Показана возможность адсорбции подвижных фосфатов на поверхности кремниевых удобрений, что обеспечивает снижение перемещения и миграции фосфатов из верхних горизонтов лёгких почв. Данный эффект приводит к повышению эффективности фосфорных удобрений. Впервые показано, что кремниевые удобрения могут при определённых условиях повышать солеустойчивость древесных культур.

Комплексное использование кремниевых удобрений совместно с традиционными минеральными удобрениями позволяет повышать эффективность агрохимических средств, обеспечивает большую продуктивность и лучшее качество сельскохозяйственной продукции.

Апробирована технология активации природных фосфатов, которая позволяет повысить в них долю доступного для растений фосфора и снизить подвижность тяжёлых металлов. В результате созданы новые формы фосфорно-кремниевых удобрений, которые могут быть использованы для ведения земледелия на загрязнённой территории, в целях мелиорации и для обеспечения получения не загрязнённой поллютантами высококачественной продукции.

 

Кафедра агрохимии и биохимии растений (зав. акад. РАСХН В.Г.Минеев) работала по теме «Исследование эволюции плодородия почв и качества культур в агроэкосистемах» (рук. акад. РАСХН В.Г.Минеев). В длительных вегетационных и полевых опытах изучено воздействие моделируемого загрязнения почвы сульфатами меди и цинка на уровне 5 и 25 ПДК на состояние системы «почва-растение». На примере систем «дерново-подзолистая тяжелосуглинистая почва – Hordeum vulgare L.» и «тёмно-серая лесная тяжелосуглинистая почва – Hordeum vulgare L.» впервые изучено воздействие моделируемого загрязнения почвы сульфатами меди и цинка на уровне 5 и 25 ПДК на показатели состояния почвы и растений в течение 3 лет с момента загрязнения. Установлено, что загрязнение почвы на уровне 5 и 25 ПДК Zn и Cu в виде сульфатов влияет на её агрохимические свойства: возрастают показатели кислотности, снижается содержание подвижных фосфатов. Внесение агрохимических средств нивелирует негативное изменение указанных параметров, происходящее при загрязнении. С течением времени прослеживается тенденция к частичному восстановлению свойств в вариантах загрязнения. Выявлен основной тренд трансформации соединений Zn и Cu в почве в течение всего времени исследования с момента загрязнения. Установлено уменьшение с течением времени фитотоксичности загрязнённой почвы по отношению к растениям Hordeum vulgare L., которое проявлялось в большей степени, чем уменьшение в почве количества подвижных соединений Zn и Cu. Выявлено, что накопление в растениях Hordeum vulgare L. основных макро- и микроэлементов в условиях загрязнения почвы соединениями цинка и меди в зависимости от его уровня может иметь противоположную направленность.

Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования методики проведения опытов с экспериментальным загрязнением почв растворимыми солями ТМ с целью моделирования и прогнозирования реальных ситуаций, а также при создании системы мероприятий по рекультивации почв, загрязнённых отходами предприятий горно-обогатительной промышленности и цветной металлургии.

 

Кафедра биологии почв (зав. чл.-корр. РАН И.Ю.Чернов) проводила исследования по теме «Биоразнообразие и ценотические связи почвенных микроорганизмов в наземных экосистемах» (рук. чл.-корр. РАН И.Ю.Чернов). Завершены работы по этапу 2014 г. Изучено разнообразие и физиологическое состояние микробных комплексов растительного и почвенного ярусов побережья острова Куба. Объектами исследования служили зелёные листья и цветки доминирующих видов растений, образцы подстилки и верхнего горизонта почвы. Показано, что численность бактерий, длина грибного и актиномицетного мицелия была несколько ниже, чем в ранее изученных почвах умеренной зоны. При этом на поверхности почвы (подстилка) были зафиксированы более низкие (в 2–4 раза) показатели общей численности бактерий и длины грибного мицелия (в 2–5 раз), чем в верхнем горизонте. Доля жизнеспособных клеток бактерий составляла 55–60%. Определение численности и содержания фильтрующихся форм бактерий (наноформ) показало присутствие их во всех исследованных образцах. При этом было обнаружено уменьшение содержания наноформ в ряду: растение → подстилка → верхний горизонт. Таким образом, микробные сообщества исследованных образцов характеризовались достаточно низкой численностью бактерий и длиной грибного мицелия и высокой численность наноформ бактерий.

Исследована круглогодичная динамика численности и таксономического состава дрожжевых сообществ в дерново-подзолистых почвах под инвазивными зарослями борщевика Сосновского (Heracleum sosnowskyi). Установлено, что дрожжевые группировки, которые формируются в почве под сплошными зарослями борщевика, имеют существенные отличия от аборигенных дрожжевых сообществ под соседней луговой растительностью. Таким образом, показано, что активный захват Heracleum sosnowskyi луговых фитоценозов на территории Московской агломерации приводит к снижению биоразнообразия видов растений и микроорганизмов, обеднению почв и нарушению сложившегося биотического круговорота.

Изучена коллекция штаммов эврибионтного вида дрожжевых грибов Rhodotorula mucilaginosa, выделенных из различных местообитаний в различных природных зонах от тундры до тропиков. Идентификация штаммов осуществлялась с помощью анализа консервативных регионов рДНК с одновременным изучением морфологических и физиологических характеристик штаммов. Полученные данные показывают наличие у эврибионтного вида Rh. mucilaginosa физиологической вариабельности, связанной с географическим распределением штаммов.

В рамках темы «Роль геохимической деятельности почвенных микроорганизмов в поддержании стабильности наземных экосистем» (рук. проф. М.М.Умаров) в результате проведённого анализа влияния разных экологических факторов на разложение верхового торфа установлено, что кислая реакция среды, низкие температуры и недостаток питательных элементов не являются главными факторами, тормозящими деструкцию торфа. Ограничение по кислороду в толще торфяников ведёт к резкому снижению мицелиальных микроорганизмов и падению активности гидролитических и окислительных ферментов. Главным фактором, ограничивающим деструкцию сфагнума, является его механико-химическая устойчивость, заключающаяся как в отсутствии почвенных животных, измельчающих сфагнум, так и в особом составе полисахаридов сфагнума, который с трудом поддаётся разрушению даже грибами. Токсичность фенольных соединений, проявляемая в анаэробных условиях торфяной толщи, ингибирует деятельность всех гидролитических ферментов, и является основной причиной, как медленной деструкции сфагнового торфа, так и длительного сохранения остатков тел и пищи, обнаруженных в верховых торфяниках.

Получены новые данные о роли почвообитающих (геобионтных) видов муравьёв в поддержании теплового и влажностного режимов почв и обогащении подповерхностных горизонтов соединениями азота не только за счёт фуражной деятельности насекомых (как считалось ранее), но и при активизации процесса биологической азотфиксации, что прежде не учитывалось. Показано, что суммарным итогом деятельности муравьёв на заброшенных полях (где плотность муравейников достигает 2000 гнёзд на гектар) является не только сохранение их плодородия, но и его достоверное увеличение. Выявлены и охарактеризованы закономерности изменения структурно-функционального состояния почвенного микробного населения на участках, заселённых грызунами (полёвками), что впервые позволило подойти к обоснованию показателей биологического состояния таких почв (наряду с хорошо известными физико-химическими и морфологическими).

Кафедра завершила работу над «Вторым оценочным докладом об изменениях климата и их последствиях на территории РФ» (А.А.Романовская, О.А.Анисимов, И.Н.Курганова, А.С.Комаров, Л.В.Мухортова, Л.А.Поздняков, В.А.Романенков, А.А.Сирин, А.Л.Степанов, Н.В.Хабаров, А.З.Швиденко, Д.Г.Щепащенко). Суммируя оценки баланса и запасов углерода, сделанные для почв различных типов экосистем России, сделано заключение о том, что в долгосрочной перспективе при изменении климата на большей части территории страны будут складываться условия для увеличения эмиссии СО₂ почвами и сокращения запасов почвенного углерода. При этом географическое распределение изменений неоднородно: выделяются регионы, теряющие углерод, и также обнаруживаются области интенсивной аккумуляции углерода в почвах. Ожидаемое повышение влажности почв на преобладающей территории России может привести к усилению метаногенеза и интенсивности денитрификации, то есть, в конечном счёте, к росту эмиссий CH₄ и N₂O.

 

Кафедра географии почв (зав. чл.-корр. РАН С.А.Шоба) работала по теме «Землепользование и картография почв на основе геоинформационных систем» (рук. чл.-корр. РАН С.А.Шоба). Работы направлены на инвентаризацию и формализацию имеющихся почвенных данных России, получение новых материалов по отдельным регионам и включение их в Почвенно-географическую базу данных РФ. Создана предварительная электронная иллюстрированная энциклопедия почвенных карт как справочное учебно-научное пособие, содержащее коллекцию почвенных карт, изданных с 1851 г. Энциклопедия включает 108 почвенных карт на территории Российской империи, СССР и РФ: В.В.Докучаева, Н.М.Сибирцева, К.Д.Глинки, С.С.Неуструева, Л.И.Прасолова, И.П.Герасимова, Н.Н.Розова, М.А.Глазовской, белорусских почвоведов, молдавских почвоведов (И.А.Крупенникова). В энциклопедию включены работы зарубежных почвоведов на территории Европы (53 карты), Северной и Латинской Америки (7 карт), Африки (11 карт), Азии (6 карт) и Австралии (3 карты) (Ж.Булена, М.Жаманя и др.). Проведён сравнительно-географических обзор основных алгоритмов составления почвенных карт в России и за рубежом. Получены новые данные на ряд регионов.

Разработана концептуальная модель генезиса слабодифференцированных мезоморфных почв Западной и Восточной Сибири, уточнены ареалы их распространения.

В рамках решения задачи по формализации почвенных данных разработана версия 1.0 пакета программного обеспечения для работы с Цифровой моделью описания почв OpenSoil.

Продолжены работы по совершенствованию и обеспечению функционирования Информационной системы Почвенно-географической базы данных РФ, на базе которой осуществляется формализованный сбор данных по почвенным профилям и объединение географической и профильно-атрибутивной баз данных на единой вычислительной платформе в Интернет.

В рамках темы «Эколого-функциональная география почв естественных и антропогенно-преобразованных экосистем» (рук. проф. А.А.Бобров) исследованы антропогенно-преобразованные почвы на примере городских почв, почв исторических парков и почв сельскохозяйственного использования центра Русской равнины.

Изучены и оценены состояние почв, растительности, почвенной мезофауны природно-исторического парка «Кузьминки-Люблино». Проведённый анализ показал возможность сохранения природных режимов и формирования растительных сообществ в крупном мегаполисе при условии сохранения и поддержания природного режима, а также целевого использования земель особо охраняемых природных территорий.

Рассмотрены газогеохимическое состояние (образование, транспорт, поглощение, эмиссия), экологические функции городских почв и техногенных поверхностных образований при воздействии различных факторов и источников. Выявлены скорости биофильтрации в почвенных конструкциях, предназначенных для охраны приземной атмосферы от эмиссии парниковых газов.

Сделаны ландшафтные описания фоновых участков Самотлорского месторождения (Нижневартовский район ХМАО-Югры) и участка за пределами месторождения. Основной фон почвенного покрова – болотные верховые торфяные почвы. Все описания снабжены результатами химического анализа поверхностных горизонтов почвы (в т.ч. содержания в золе торфа ряда щелочноземельных, тяжёлых металлов и галогенов).

Разработаны новые спецкурсы для бакалавров III–IV курсов в профиле подготовки «Земельные ресурсы и функционирование почв»: Кадастры природных ресурсов и бонитировка почв (ст. препод. Н.В.Орешникова); Продовольственная безопасность: значение деградации и рациональное использование почв (проф. П.В.Красильников); Теоретические и практические основы цифровой почвенной картографии (асс. И.А.Мартыненко, ст.н.с. М.А.Конюшкова).

 

Кафедра земельных ресурсов и оценки почв (зав. проф. А.С.Яковлев) работала в рамках темы «Научно-теоретические основы экологического нормирования, оценки качества компонентов окружающей среды и управления в области землепользования и охраны почв» (рук. проф. А.С.Яковлев). Проведены обследования буровых шлаковых амбаров в различных природно-климатических зонах: тундра (п-в Ямал), лесотундра (Северная часть ЯНАО, Пуровский район), северная тайга (Нижневартовский район ХМАО), которые различались периодом эксплуатации, степенью загрязнения размещённых в амбаре буровых шламов остатками буровых растворов и нефтепродуктами, способом обработки бурового шлама перед его складированием в шлаковом амбаре. В полевых условиях изучен комплекс физических и физико-химических свойств (плотность, влагоёмкость, запасы влаги, скорость испарения, влагопроводность, электропроводность (засоленность), щёлочность) буровых шламов разного возраста. В лабораторных условиях получены базовые физические и технологические показатели (удельная поверхность, основные гидрофизические характеристики, коэффициенты влагопроводности, зависимости удельных объёмов от влажности) образцов буровых шламов при разных уровнях засоления дисперсионной среды. Дан комплексный анализ поведения буровых шламов как тонкодисперсных набухающих систем с использованием представлений и моделей современной теории физического состояния почв. Найдены способы мелиорации физических и физико-химических свойств буровых шламов и проведена их апробация для оценки эффективности в условиях лабораторного вегетационного опыта.

Разработана технология утилизации буровых шламов в качестве потенциально-плодородного грунта без изоляции от окружающей среды. Для реализации поставленной цели решены следующие задачи: предложены дополнительные способы мелиорации физических и физико-химических свойств буровых шламов в различных геоморфологических и технологических условиях разрабатываемых месторождений нефти и газа; дан прогноз физического поведения грунтов-продуктов обезвреживания буровых шламов в природных условиях с использованием представлений и моделей современной теории физического состояния почв; разработаны технологические схемы получения мелиорированных буровых шламов (грунтов-продуктов обезвреживания) и грунтовых конструкций определённого состава с требуемыми физическими параметрами; апробированы предложенные способы мелиорации, разработанные технологические схемы и полученные грунтовые конструкции в полевых условиях (на месторождении). Было установлено, что интенсивность заселения буровых шламов микроорганизмами зависит от их возраста; из загрязняющих веществ существенное негативное воздействие на состояние микроорганизмов оказывает содержание легкорастворимых солей, содержание нефтепродуктов до 20 г/кг негативного воздействия не оказывает. Разбавление буровых шламов инертным разбавителем – песком приводит к улучшению показателей состояния микроорганизмов, заселяющих буровые шламы. Предварительная обработка буровых шламов перед складированием, заключающаяся в применении физико-механических способов их обсушки (центрифугировние, термодесорбция), приводит к улучшению их водно-физических свойств, но одновременном к концентрированию загрязняющих веществ. В этой связи, предварительно обработанные буровые шламы обладают более неблагоприятными свойствами для заселения их микроорганизмами.

Получен грант РНФ «Контроль деградации земель в Евразийском регионе» (П.В.Красильников, О.А.Макаров, И.Ю.Савин, А.В.Жоголев, Г.С.Куст, Р.Р.Кинжаев, А.С.Горленко, М.В.Евдокимова, А.С.Яковлев, А.С.Строков, Н.А.Флесс, Е.А.Шишконакова, А.М.Мирзабаев, С.В.Киселёв, Э.Н.Молчанов). Проект направлен на решение актуальной задачи экономической оценки деградации земель. Работы в национальном и наднациональном масштабе основаны на анализе имеющихся данных по обследованию земель в разных регионах и странах, обработке данных дистанционного зондирования, анализе политической, экономической и социальной ситуации в странах и регионах. На региональном уровне используется моделирование на основе статистических данных, картографических материалов, а также данных дистанционного зондирования. На уровне отдельных хозяйств проводятся работы, как на основании имеющихся статистических данных, так и на базе полевых обследований хозяйств и опросов региональных специалистов. Экономика деградации земель – новое и бурно развивающееся направление на стыке экономических и естественных наук, не имеющее пока аналогов в России.

 

Кафедра общего земледелия и агроэкологии (зав. проф. П.Н.Балабко) вела исследования по теме «Разработка теоретических основ современных систем земледелия и их элементов в различных регионах России» (рук. проф. П.Н.Балабко). В условиях 4х-польного севооборота исследовано влияние дефеката (отход сахарного производства) на урожайность, качество картофеля и свойства дерново-подзолистых кислых почв Подмосковья. Сделан вывод о том, что использование отходов сахарного производства дефеката на культурной дерново-подзолистой почве создает более благоприятные условия для выращивания картофеля, что приводит к увеличению его урожайности и позволяет сохранить плодородие почвы.

Для изучения деятельности почвенных животных, в первую очередь кротов, приводящей к постоянному нарушению почвенного покрова и выносу на поверхность почвы материала более глубоких горизонтов, а вглубь почвенного профиля – материала верхних горизонтов, на территории Брянского ополья в лесополосе рядом с полем картофеля была заложена трансекта размером 6´30 м, в пределах которой в четыре срока (июнь, июль, август и сентябрь) был проведен учёт кротовин. Фиксировали кротовины разного возраста. Оказалось, что наибольшая активность кротов отмечается в начале июня и конце августа – начале сентября. Для оценки масштабов педотурбаций почвенного покрова вследствие деятельности почвенных животных в качестве метки использовали радионуклид Cs-137, т.к. исследуемая территория попадает в зону Чернобыльского заражения. Для оценки степени миграции радионуклидов при участии кротов был заложен разрез и отобраны пробы почвы в кротовине и вне неё. В пробах было определено содержание радиоактивных элементов Сs-137, Th-232, Ra-226 и К-40. Оказалось, что в пределах кротовины содержание Сs-137 было примерно в два раза выше, чем в почвенной массе вне кротовины. Колебания содержаний остальных элементов находились в пределах ошибки определения. Проведённое исследование показывает важность учёта турбирующей деятельности почвенных животных не только в формировании пространственных почвенных структур, но и для прогнозов степени миграции загрязняющих веществ в профиле почвы.

Было исследовано влияние ГВ и их силанольных производных на растения пшеницы в условиях дефицита азотного питания. Всего было исследовано 4 производных ГВ, включая ГВ торфа и угля, силилированных с использованием 3-аминопропилтриэтоксисилана (АПТЭС) или 1-аминогексаметилен-6-аминометилентриэтоксисилана (АГАТС). Для оценки влияния АПТЭС и АГАТС производных на растения проводили лабораторно-вегетационный опыт с использованием в качестве тест-культуры мягкой пшеницы Triticum aestivum L., сорт «Московская-39». На основании анализа флуоресценции хлорофилла пшеницы показано, что внесение ГВ и их силанольных производных приводит к повышению эффективности фотосинтеза: коэффициент потребления световой энергии возрастает с 0,232 до 0,256–0,302 и не отличается значимо от варианта с внесением азота в аммонийной форме (0,296). Внесение ГВ и их силанольных производных приводило также к увеличению биомассы растений пшеницы; максимальной эффективностью характеризовались силанольные производные ГВ угля. На основании проведённых мелкоделяночных испытаний на дерново-подзолистой почве с использованием в качестве тест-объекта картофеля сорта Жуковский ранний было показано, что трёхкратная обработка культуры (опрыскивание клубней перед посадкой и 2 обработки по вегетации в период массовой бутонизации и начала цветения) силанольными производными ГВ угля ГВ-АПТС приводит к увеличению массы клубней с 1 куста на 12% за счёт повышения содержания фракции товарного картофеля (масса клубня более 80 г) и снижению содержания мелкой фракции (25–50 г).

 

На кафедре общего почвоведения (зав. проф. М.И.Макаров) выполнялись работы по теме «Антропогенная эволюция и деградация почв» (рук. проф. М.И.Макаров). Показано, что на урбанизированной территории почвы по сравнению с природными аналогами подвержены существенной трансформации. Наряду с абсолютными изменениями показателей отдельных свойств почв в 1,5–3 раза возрастает их вариабельность. Реакция среды смещается в нейтральную сторону (на 0,3–1,7 ед. рН), прослеживается тренд накопления легкорастворимых солей (в 2–7 раз, но засоление отсутствует), возрастает плотность сложения (до 1,45–1,70 г/см³), часто увеличивается содержание Сорг (в 2–3 раза), снижается реальная (БД) и потенциальная (СИД) биологическая активность почв (в 1,5–7 раз); в 2–4 раза увеличивается варьирование численности (20–600 экз/м²) и биомассы (10–140 г/м²) почвенных беспозвоночных, снижается их разнообразие (в 2–6 раз). Причинами отмеченных изменений является общее атмотехногенное загрязнение городской пылью, содержащей карбонаты, сажу, копоть и локальное (вдоль автотрасс и во дворах) – тяжёлыми металлами, углеродсодержащими соединениями и антигололёдными реагентами. Рекреационная нагрузка способствует вытаптыванию лесной подстилки и уплотнению верхних горизонтов почв городских парков. Определённая роль принадлежит и прямому воздействию человека, проявляющемуся в формировании на отдельных участках новых верхних горизонтов (слоёв) почв при их конструировании. Направление, уровень и причины трансформации свойств почв зависят от принадлежности территории к ЭГЛ, то есть от целевого её использования и степени воздействия человека. Минимальному преобразованию подвержены почвы лесопарков и парков. В верхних 0–20 см почвы содержание Сорг (1–3,5%), реакция среды (рН=4,7–6,9), электропроводность почвенных паст (Ес=0,1–0,25 mSm/sm), плотность сложения (0,8–1,2 г/см³), БД и СИД (2,2–3,5 и 7–12 мкг СО₂-С/ г почвы в час), численность (400–600 экз/м²), биомасса (120–160 г/м²) и разнообразие (6 групп) почвенных беспозвоночных сопоставимы с показателями природных экосистем.

Интенсивное, прямое и разнообразное антропогенное влияние на селитебных и селитебно-транспортных участках определяет более существенное (статистически достоверное), часто разнонаправленное изменение свойств почв при высокой их вариабельности. В этом же слое почвы содержание Сорг значительно колеблется (1,6–6,9%), реакция среды сдвигается в нейтральную сторону, (рН=6,6–7,25), Ес возрастает (0,2–0,8 mSm/sm), БД и СИД (0,7–2,7 и 3–10 мкг СО₂-С/ г почвы в час) снижаются, наблюдается значительная деградация сообществ почвенных беспозвоночных: уменьшается их численность (30–200 экз/м²), биомасса (20–120 г/м²) и разнообразие (2–3 группы из 6) при доминировании дождевых червей и многоножек.

Об ухудшении условий произрастания древесных насаждений свидетельствует увеличение показателя стабильности развития (ПСР) липы мелколистной, который варьирует от 0,022 до 0,062 (вне города – 0,017). Показана прямая зависимость увеличения ПСРЛ от уровня антропогенного воздействия. По мере увеличения уровня антропогенного воздействия (от парково-рекреационных и агротехногенных ЭГЛ до селитебных и селитебно-транспортных) ПСРЛ возрастает с 0,025–0,049 до 0,058 и 0,062, одновременно повышаясь от окраин к центру города. С усилением рекреационной нагрузки в 4–5 раз снижается доля деревьев в хорошем состоянии, а в неудовлетворительном – возрастает и достигает к 5 стадии дигрессии 44–46%. Динамика изменений зависит от видового состава древостоя. Это связано с меньшей устойчивостью к рекреационной нагрузке хвойных пород по сравнению с лиственными. Одной из причин ухудшения состояния древостоя под влиянием рекреации является оголение и повреждение его корней. Особенно сильно страдают породы с поверхностной корневой системой.

Теоретические основы антропогенной эволюции городских почв в настоящее время ещё не до конца разработаны. На основании проведённых исследований высказывается гипотеза, что в зависимости от уровня преобразования почв человеком их развитие и эволюция будут различны. В лесопарках, где антропогенное воздействие минимально, развитие почв может идти по более южным (для Москвы) вариантам – серые лесные и бурозёмы, а на искусственно созданных почвах – по дерновому типу.

Оценка экологического состояния городских почв по разным методикам свидетельствует о некотором его ухудшении, которое в целом остается относительно благоприятным. Сделан вывод, что для экологической оценки городских почв наиболее адаптированной является методика М.Н.Строгановой. Согласно ей определённый с учётом весового вклада каждого свойства комплексный показатель экологического состояния почв (Ре) снижается с 5 до 3,6–4,9. Наибольший негативный вклад вносят изменения химических (рН) и биологических (биологическая активность и разнообразие почвенной фауны) свойств почв. Локальное уплотнение, снижение мощности гумусовой толщи и запасов гумуса являются дополнительными отрицательными факторами. Однако для более удобного и адекватного использования этой методики следует произвести минимизацию числа параметров и изменить весовые коэффициенты значимости отдельных свойств.

 

Кафедра радиоэкологии и экотоксикологии (зав. проф. А.И.Щеглов) занималась изучением поведения различных экотоксикантов в природных и антропогенных экосистемах в рамках темы «Биогеохимия радионуклидов и экотоксикантов в наземных экосистемах» (рук. проф. А.И.Щеглов). В 2014 г. завершены исследования по анализу миграционных потоков тяжёлых металлов, нефтяных уголеводородов, а также естественных и техногенных радионуклидов в почвах фоновых природных и агрогенных наземных экосистемах Европейской части России. Исследования проводились в Тверской, Ярославской, Ивановской, Тульской и Курской областях Центрального ФО.

Показано, что среднее содержание тяжелых металлов, нефтепродуктов, естественных радионуклидов (⁴⁰К, ²²⁶Ra и ²³²Th), а также техногенного ¹³⁷Cs в обследованных почвах центрально-европейской части России остаётся близко к величинам, принимаемым в нормативных документах в качестве фоновых. При этом современные средние уровни фонового содержания в почвах тяжёлых металлов и нефтяных углеводородов, а также естественных радионуклидов однотипных ландшафтах на исследуемой территории различаются незначительно, что указывает на относительно однородную антропогенную нагрузку в пределах центра Европейской части России. В отношении же загрязнения почв ¹³⁷Cs, который является основным дозообразующим радионуклидом техногенного происхождения, сохраняется контрастность пространственного распределения в наземных ландшафтах районов исследования, созданная неравномерностью поступления чернобыльских выпадений из атмосферы. В частности, остаются повышенно загрязнёнными почвы Плавского радиоактивного пятна Тульской области, плотность загрязнения которых варьирует от 162±36 кБк/м² в центральной части ореола загрязнения до 55±4 кБк/м² в его периферической зоне, что свидетельствует о значимом загрязнении почв этого региона радиоцезием на современном этапе.

Размах варьирования содержания исследуемых загрязнителей в почвах различных ландшафтов на мезоуровне достаточно велик – коэффициенты вариации концентраций поллютантов в почвах, объединённых принадлежностью к какой-либо административной области, в основном больше 100%, а в ряде случаев превышают 300–400%. Ореолы повышенных концентраций тяжёлых металлов, нефтепродуктов и ¹³⁷Cs в почвах природных и природно-антропогенных экосистем приурочены к пониженным элементам рельефа, где дополнительная аккумуляция экотоксикантов происходит за счёт латеральной миграции из элювиальных и транзитных ландшафтов. Это определяет обязательность включения почв подобных геохимически подчинённых участков рельефа в систему комплексного фонового мониторинга. Дополнительной аккумуляции загрязняющих веществ в почвах типичных агроландшафтов Европейской части России не отмечается.

С позиций санитарно-гигиенического и радиоэкологического нормирования (ПДК и ОДК, суммарный показатель загрязнения, НРБ-99), современный уровень аккумуляции поллютантов химической природы в почвах обследованных территорий определяется как удовлетворительный, что не накладывает экологических ограничений на природопользование или употребление продукции сельского и лесного хозяйства. Содержание в почвах ¹³⁷Cs в пределах ореолов, загрязнённых после аварии на Чернобыльской АЭС, превышает нормы радиационной безопасности, что определяет необходимость контроля растительной продукции из этих районов в целях предотвращения или снижения миграции радионуклидов по пищевым цепям.

Учебно-информационный ресурс EcoRadMod, посвящённый проблемам радиоэкологии и радиобиологии (www.EcoRadMod.narod.ru), в 2014 г. был расширен за счёт введения англоязычного подраздела, расширены списки литературы по данной тематике и добавлены публикации в PDF-формате.

 

Кафедра физики и мелиорации почв (зав. проф. Е.В.Шеин) вела работу в рамках темы «Фундаментальные и прикладные исследования физических свойств и процессов в почвах» (рук. проф. Е.В. Шеин). Проведено научное обоснование фундаментальных теоретических основ структурообразования. Теоретически и рядом экспериментов обоснована гипотеза водоустойчивости почвенного агрегата, которая связана со свойствами поверхности (гидрофильная – гидрофобная) органических и минеральных компонентов твёрдой фазы агрегата. Устойчивое функционирование почвенной структуры связано с увеличением агрегирующей роли амфифильного органического вещества (ОВ) почв. Экспериментально показано, что для устойчивого функционирования и образования водоустойчивых агрегатов необходимо определённое соотношение в ОВ гидрофильных и гидрофобных компонентов. Экспериментальные исследования направлены на изучение ОВ чернозёмных почв в связи с повсеместной их деградацией и необходимостью восстановления агрегатной структуры чернозёмных почв, так и с увеличением использования природных органических веществ в почвенном структурообразовании, закреплением и сохранением их в почвах, тем самым снижением вклада ОВ почв в планетарный «парниковый эффект». Эта проблема относится к вызовам, требующим принятия своевременных научно-обоснованных мер, связанных с восстановлением структуры чернозёмных почв и запуском новых механизмов секвестирования углерода.

Ведётся научно-исследовательская работа по теме «Почвы и ландшафты Европейской России: генезис, мелиорация, рекультивация» (рук. проф. Ф.Р.Зайдельман). Выполнены исследования деградации минеральных почв на объектах мелиорации в основных природных зонах России и сопредельных стран: в тундре и лесотундре, в таёжной, лесостепной, степной зонах, в субтропиках, тропической зоне и в зоне пустынь. Особое внимание было сосредоточено на изучении трансформации свойств и режимов почв в условиях орошения, дренажа, глубокого рыхления и других способов мелиорации.

В учебном процессе развивается новый профиль «Физика, мелиорация и эрозия почв». Профиль включает новые профильные дисциплины, такие как «Почвенные ресурсы РФ: оценка, использование, охрана» (вед.н.с. П.М.Сапожников), «Экологические основы мелиорации почв и ландшафтов» (проф. Ф.Р.Зайдельман), «Рекультивация земель» (к.б.н. М.Е.Гинзбург), «Агрофизика» (доц. В.М.Гончаров), новые дисциплины по выбору: «Теоретические основы и конструкции современной почвенно-аналитической техники» (н.с. Н.А.Шнырев), «Моделирование газовой динамики в почвах и ландшафтах» (проф. А.В.Смагин), «Твёрдая фаза и поровое пространство почв» (проф. Е.В.Шеин), «Основы земельного права» (вед.н.с. П.М.Сапожников), новые практикумы и полевые учебные и производственные практики.

 

Кафедра химии почв (зав. д.б.н. И.И.Толпешта) работала над темой «Почвенно-химические основы экологической устойчивости почв природных и техногенных ландшафтов» (рук. проф. Г.В.Мотузова). На основе обобщения теоретических положений и экспериментальных данных разработаны основные положения концепции об экологической устойчивости почв в условиях внешнего воздействия тяжёлых металлов и об информативности показателей подвижности металлов в почве (в т.ч. в составе жидких фаз почв).

Изучена роль глинистых минералов в сорбции тяжёлых металлов. Выполнены работы, направленные на разработку методов детоксикации загрязнённых металлами почв. В модельном лабораторном опыте искусственно-загрязнённая Zn, Cu, Pb дерново-подзолистая почва была инкубирована с палыгорскитовой глиной, обладающей высокой сорбционной способностью. Внесение глины в дозах, эквивалентных 10 и 20 тонн/га и на суглинистых, и на супесчаных дерново-подзолистых почвах обеспечивает повышение рН, увеличение содержания обменного Са и снижение обменной и гидролитической кислотности. В результате снижается подвижность Cu, Zn и Pb в исследуемых почвах. Это связано с влиянием двух факторов: 1) повышения рН, что способствует осаждению тяжёлых металлов в форме труднорастворимых соединений и закреплению их в форме органо-минеральных соединений; 2) созданию дополнительных сорбционных центров, на которых закрепляются ионы тяжёлых металлов. В результате выполненных исследований разработаны основные положения концепции о роли жидкой фазы почв в формировании их экологической устойчивости.

Введены новые спецкурсы для студентов, обучающихся по профилю «Экологическая безопасность»: «Факторы уязвимости компонентов экосистем к воздействию кислотных и щелочных реагентов», «Рекультивация и ремедиация загрязнённых и нарушенных территорий и акваторий», «Осадки сточных вод: состав, свойства, применение», «Проблемы экологической безопасности при нефтедобыче», «Роль элементов с переменной валентностью в трансформации поллютантов», «Органические загрязняющие вещества в экосистемах промышленных зон и урбоэкосистемах», «Экологическая опасность и риск применения пестицидов и агрохимикатов».

Введены новые спецкурсы для студентов, обучающихся по профилю «Химия почв»: «Биосферные функции гуминовых веществ», «Окислительно-восстановительные процессы в почвах», «Химия пестицидов в почвах».

 

Кафедра эрозии и охраны почв (зав. акад. РАСХН М.С.Кузнецов) проводила исследования по теме «Моделирование межручейковой эрозии почв при дождевании» (рук. акад. РАСХН М.С.Кузнецов). Завершён четвёртый этап выполнения этой темы – «Изучение критической скорости падения капель дождя для дерново-подзолистых почв». На лабораторной дождевальной установке было проведено определение величины критической (неразбрызгивающей) скорости падения капель дождя по методике, разработанной ранее, на образцах дерново-подзолистых средне- и легкосуглинистых почв УОПЭЦ «Чашниково» под разными культурами. Анализ результатов показал существование линейной зависимости с коэффициентом пропорциональности, равным 12,9, между полученными величинами и значениями донной размывающей скорости потока, рассчитанными по уравнению, разработанному ранее для почв основных типов Европейской части России (в т.ч. дерново-подзолистых) и включающему показатель водопрочности структуры почв и межагрегатного сцепления. Теоретический анализ явления внедрения капли в почву показал, что основными аргументами уравнения критической (неразбрызгивающей) скорости падения капель являются вес отрываемых частиц почвы в брызгах и сцепление между агрегатами почвы, подвергающейся дождеванию. Если предположить, что диаметр разбрызгиваемых частиц почвы и, следовательно, их вес, зависит от водопрочности структуры почвы, то полученная тесная зависимость критической (неразбрызгивающей) скорости падения капель дождя от донной размывающей скорости потока становится очевидной. Таким образом, полученная зависимость даёт возможность рассчитать величину критической (неразбрызгивающей) скорости падения капель дождя, в частности, для исследованных дерново-подзолистых почв, используя уравнения размывающей скорости потока.

На основании системы глобальных индикаторов, предложенных Конвенцией ООН по борьбе с опустыниванием, проведена адаптация этой системы для условий России. На базе адаптированных индикаторов проф. Г.С.Кустом подготовлено и представлено в Конвенцию ООН по борьбе с опустыниванием Национальное сообщение/отчёт России по выполнению задач КБО ООН на национальном уровне.

 

Конференции. Организованы и проведены:

– Ломоносовские чтения. Секция «Почвоведение» (25 дек.);

– ХI Зыринские научные чтения (31 марта);

– международная молодёжная школа «Технологии биотестирования в экологической оценке агроценозов и гуминовых веществ» (21–23 нояб.).

 

Кандидаты наук 2014 г. Инженер кафедры общего почвоведения Ильяшенко Мария Александровна защитила кандидатскую диссертацию «Почвы и растительный покров структурно-функциональных компонентов парка музея-усадьбы Архангельское» (биологические науки).

 

Персоналии. Акад. РАСХН В.Г.Минееву присуждена премия им. Д.Н.Прянишникова за серию монографий «История и состояние агрохимии на рубеже XXI в. В 3-х кн.» и монографию «Агрохимия в Московском университете».

 

Публикации. Опубликовано 14 монографий, 279 статей в российских и зарубежных журналах, 13 учебных и учебно-методических пособий, в т.ч.:

 

Балабко П.Н., Хуснетдинова Т.И., Карпова Д.В. и др. Фундаментальные и прикладные науки, проблемы и перспективы;

Водяницкий Ю.Н. Биогеохимия загрязнённых почв;

Градусова О.Б., Пеленёва М.В., Нестерина Е.М. Атлас микровключений в почвах;

Зенова Г.М., Звягинцев Д.Г., Судницын И.И. Развитие актиномицетов при низкой влажности окружающей среды;

Кондакова Г.В., Верховцева Н.В. Микроорганизмы и их функционирование в глубинных водах. Классическая микробиология и масс-спектрометрическая диагностика;

Макаров О.А., Савватеева О.А., Каманина И.З. и др. Проблемы оценки экологических рисков для окружающей среды и населения;

Манучарова Н.А. Гидролитические прокариотные комплексы наземных экосистем;

Поздняков А.И., Ковалёв Н.Г., Мусекаев Д.А. и др. Торф и эутрофные торфозёмы при длительном сельскохозяйственном использовании;

Приходько В.Е., Иванов И.В., Зданович Д.Г. и др. Аркаим – укреплённое поселение эпохи бронзы степного Зауралья: почвенно-археологические исследования;

Снакин В.В., Лаптева Е.М., Комарова Н.Г. и др. Учебно-научные станции Московского университета: Каталог выставки, посвящённой 300-летию со дня рождения М.В.Ломоносова / под ред. А.В.Смурова, В.В.Снакина, Н.Н.Колотиловой, С.Ю.Ливанцовой;

Судницын И.И., Степанов А. Почва – вода – растения – микроорганизмы;

Урусевская И.С., Матинян Н.Н. Антропогенно-преобразованные почвы островных средневековых монастырей таёжно-лесной зоны России;

Единый государственный реестр почвенных ресурсов России. Версия 1.0 / А.Л.Иванов, С.А.Шоба, В.С.Столбовой;

Эволюция почв и почвенного покрова. Теория, разнообразие природной эволюции и антропогенных трансформаций почв / И.В.Иванов, А.Л.Александровский, А.О.Макеев.

 

 

Балабко П.Н., Басевич В.Ф., Виноградов Д.В. и др. Рекультивация земель;

Белюченко И.С., Федоненко Е.В., Смагин А.В. и др. Биомониторинг состояния окружающей среды;

Горшкова И.А., Гонгальский К.Б., Филимонова Ж.В. и др. Оценка токсичности почв по реакциям беспозвоночных животных – энхитреид (Olygоchaeta, Enchytraeidae);

Егоров В.С. Расчёт и оценка состояния баланса питательных веществ и гумуса в агроценозах;

Зайдельман Ф.Р. Деградация мелиорированных почв России и сопредельных стран в результате изменения их водного режима и способы защиты;

Манучарова Н.А. Молекулярно-биологические методы в почвоведении и экологии;

Шеин Е.В., Мазиров М.А., Гончаров В.М. и др. Агрофизика;

Manucharova N. Ecophysiology of hydrolytical microbial communities in terrestrial ecosystems.

 

Адрес официальной страницы: www.soil.msu.ru