МГУ–2016: Факультет почвоведения

Юбилеи. 13 сентября исполнилось 75 лет со дня рождения профессора кафедры эрозии и охраны почв академика РАН Кузнецова Михаила Сергеевича. Специалист в области эрозиоведения и охраны почв от эрозии. Основатель перспективного направления – эколого-агрофизического эрозиоведения, характеризующегося логичным и последовательным объединением достижений, идей и методов почвоведения, гидрологии, механики многофазных сред, земледелия и мелиорации. Автор фундаментальных исследований в области теории противоэрозионной стойкости почв, ряда моделей водной эрозии почв. Рекомендации учёного по критическим скоростям потока для основных типов почв и угодий, используются для расчета линейных рубежей, составляющих каркас почвозащитной системы земледелия. Важную роль в охране окружающей среды играют его работы по горизонтальной миграции радионуклидов Чернобыльского выброса с продуктами эрозии почв и мерам по предотвращению вторичного загрязнения почв радионуклидами. Большое значение имеют разработанные им новые методы расчёта элементов почвозащитной технологии полива по бороздам и дождеванием. М.С.Кузнецовым дан прогноз развития эрозионных процессов в центральных районах Европейской части России в связи с глобальным изменением климата, разработан новый метод определения допустимых экологических пределов эрозии почв на основе данных по их гумусовому состоянию и балансу гумуса. Впервые даны допустимые пределы эрозии почв для ряда областей РФ в зависимости от запасов гумуса в почве, используемого севооборота и урожайности культур.

Лауреат премии Правительства РФ (2000), премии им. М.В.Ломоносова (2002). Заслуженный профессор Московского университета (1994), премии им. В.Р.Вильямса (1991, 1999). Награждён бронзовой (1986), серебряной (1983) и золотой (1987) медалями ВДНХ.

 

10 марта исполнилось 75 лет со дня рождения доцента кафедры химии почв Горшковой Елены Ивановны. Выпускница биолого-почвенного факультета, работает в МГУ с 1970 г. Специалист в области химии почв, органического вещества почв, окислительно-восстановительных процессов в почвах, фосфатного и калийного состояния почв. Одной из первых в нашей стране использовала термодинамические подходы для характеристики калийного и фосфатного состояния почв и ввела соответствующие задачи в студенческий практикум по изучению буферных и электрохимических свойств почв. Ведёт занятия в практикумах по химии почв и экологическому мониторингу, проводит семинары по химии почв. Читает спецкурс «Окислительно-восстановительные режимы почв».

Заслуженный преподаватель Московского университета (2002).

 

Новое в структуре. Создана лаборатория экологического почвоведения в составе кафедры географии почв (приказ №110, 11.02.2016).

 

Научная и учебная работа кафедр. Научно-исследовательские работы выполнялись в соответствии с тематическим планом по 18 бюджетным темам по двум приоритетным направлениям «Почва и почвенный покров России как основа её устойчивого развития» и «Исследование функций почв и разработка методов их регулирования в целях устойчивого использования почвенных ресурсов». Исследования проводились 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 2016 г. «Оценка, подготовка, утилизация ОСВ в агрикультуре и зеленом строительстве».

Показано, что применение реагентных осадков и компостов на их основе, а также безреагентных компостов, является экологически безопасным методом их утилизации, эффективным способом сохранения и повышения уровня плодородия почвы. Сравнительное изучение агрохимических, токсикологических и санитарно-эпидемиологических свойств реагентных осадков очистных сооружений Южного Бутова и безреагентных осадков Курьяновской станции аэрации г. Москвы показывает преимущество использования реагентных осадков, т.к. они получаются на основе современной технологии очистки стоков и могут являться экологически безопасным эффективным органическим удобрением. Предложенная и апробированная технология принудительного термофильного компостирования безреагентных осадков с древесной щепой (2:1) снижает санитарно-эпидемиологическую нагрузку на территорию и делает компост пригодным к использованию в агроценозах в качестве удобрения и мелиоранта. Осадки сточных вод длительного срока хранения на иловых картах г. Сергиев Посад Московской области целесообразно использовать в озеленении, рекультивации дорог и зелёном строительстве на городских территориях.

 

Кафедра агрохимии и биохимии растений (зав. акад. РАН В.Г. Минеев: д.б.н. В.А. Романенков) работала по теме «Исследование эволюции плодородия почв и качества культур в агроэкосистемах» (рук. акад. РАН В.Г. Минеев, д.б.н. В.А.Романенков) этап «Динамика биогенных микроэлементов и токсичных металлов в агроэкосистемах».

Проведённые исследования позволили сформулировать общие закономерности динамики и состояния тяжёлых металлов (ТМ) и микроэлементов (МЭ) в агроценозах на дерново-подзолистых почвах различного гранулометрического состава при длительном внесении разных форм удобрений, содержащих примеси. Набор и содержание примесей химических элементов в минеральных удобрениях зависят от состава исходного сырья и технологии его переработки. Основные примеси в фосфорных удобрениях из отечественного сырья – стронций и фтор. Уровень ТМ и, особенно кадмия, в удобрениях из отечественного сырья значительно ниже, чем в удобрениях из сырья зарубежных месторождений. При значительных различиях в количестве атмосферных выпадений ТМ, а также в системе применяемых минеральных удобрений по основным источникам поступления в агроэкосистемы, расположенные вблизи крупных городов, выделены 3 группы ТМ и неметаллов:

1) в поступлениях основная роль принадлежит атмосферным выпадениям – свинец и цинк;

2) главная приходная статья – удобрения (стронций, фтор (фосфорные), в меньшей степени кадмий);

3) уровень поступления из удобрений и атмосферных выпадений для агроэкосистем сопоставим, за исключением агроландшафтов с повышенной аэротехногенной нагрузкой, где доминируют, как источник поступления, атмосферные выпадения – большинство ТМ.

Длительное применение удобрений на дерново-подзолистых почвах вызывает в пахотных горизонтах достоверное накопление многих ТМ, МЭ и др. элементов, приводит к усилению внутрипочвенного выветривания, что сопровождается усилением профильной дифференциации по содержанию многих ТМ и МЭ, особенно в лёгких почвах, изменяется фракционный состав соединений ТМ в почвах и приводит к снижению количества фракции ТМ и МЭ, связанных с силикатными минералами, то есть к повышению ближнего резерва МЭ и ТМ в почвах. Величина накопления ТМ и МЭ зависит от форм применяемых удобрений (для стронция, марганца, титана, цинка, хрома, мышьяка и фтора), исходного сырья удобрений (для циркония, бора) и наиболее чётко проявляется в почвах тяжёлого гранулометрического состава. Периодическое известкование приводит к значительному снижению количества свободного железа (и интенсивности внутрипочвенного выветривания). Накопление ТМ сельскохозяйственными культурами зависит от уровня аэротехногенной нагрузки на растения, биологических особенностей культуры и связанного с ними типа поглощения ТМ (отражательный, индикаторный и аккумулятивный).

 

Кафедра биологии почв (зав. проф. А.Л. Степанов) проводила исследования по теме «Биоразнообразие и ценотические связи почвенных микроорганизмов в наземных экосистемах» (рук. проф. А.Л. Степанов).

В рамках этапа 2016 г. объектом исследования выступали микробные сообщества, развивающиеся в почвах урбанизированных территорий Москвы и Московской области, различающихся по уровню антропогенного воздействия. Целью работы было проведение комплексных исследований бактериальных и грибных (в т.ч. дрожжевых) сообществ городских почв с использованием современных методов почвенной микробиологии. Получены данные о значительных изменениях в структурно-функциональной организации бактериальных сообществ городских загрязнённых почв, что отражается на реализации экологических функций почв. Впервые подробно изучено влияние теплового загрязнения на почвенное дрожжевое сообщество, которое выражается в подъёме численности и разнообразия и снижении доли краснопигментированных видов, что может указывать на достаточно благоприятные условия для развития дрожжевых грибов. Обнаружено снижение видового богатства микроскопических мицелиальных грибов в урбанозёмах по сравнению с фоновыми почвами, которое может быть отчасти восстановлено только регулярным внесением природных растительных субстратов. При этом для сообществ целлюлозолитических грибов, формирующихся при повышении почвенных температур, выявлено расширение спектра доминирующих и типичных, частых видов по сравнению с сообществами контрольных почв с естественным температурным режимом. Полученные результаты могут быть использованы в целях биодиагностики состояния городской среды и биоиндикации отдельных видов антропогенного воздействия.

По теме «Роль геохимической деятельности почвенных микроорганизмов в поддержании стабильности наземных экосистем» (рук. проф. М.М. Умаров) проводились экспериментальные исследования содержания, состава и активности почвообитающих микробных сообществ, участвующих в круговороте азота, с использованием классических методов выделения и учёта микроорганизмов, инструментальных методов оценки метаболической активности пула микроорганизмов, и новейших мелекулярно-филогенетических подходов. Предложены модификации методов для возможности анализов почвенных образцов. В результате исследования впервые показано, что:

1) активность почвенных микробных сообществ может определяться средообразующей деятельностью почвообитающих животных-фитофагов (бобров, песчанок, муравьёв) в местах их обитания;

2) существенную роль в процессе нитрификации, помимо автотрофных и гетеротрофных микроорганизмов, играют амонийокисляющие археи, особенно в ненарушенных экоценозах и в кислых почвах. Проведён анализ нитрифицирующей активности архей в основных типах почвах европейской части России;

3) хитинолитический прокариотный комплекс вносит значительный вклад в разложение хитина в почвенном, наземном и надземном ярусах зональных типов почв Евразии. Для его функциональной активности увлажнение является определяющим экологическим фактором. Проведена оценка численности и выявлен филогенетический состав метаболически активных бактериальных хитинолитических комплексов наземных экосистем. Полученные данные позволяют уточнить составляющие баланса биологического азота в почвах, а также изменения характера трансформации азота в почвах в условиях меняющегося климата и антропогенной трансформации почв.

 

Кафедра географии почв (зав. чл.-корр. РАН С.А. Шоба) работала по двум приоритетным направлениям.

– «Почва и почвенный покров России как основа ее устойчивого развития».

Подтема 1. «Землепользование и картография почв на основе геоинформационных систем» (рук. чл.-корр. РАН С.А. Шоба). Завершён этап 2016 г. «Методические подходы по гармонизации данных региональных БД и единой ПГБД России». Завершена разработка структуры и принципов функционирования национальной сети региональных институтов почвенной информации. Направление работ связано с адаптацией информационной вычислительной системы почвенно-географической базы данных (ИС ПГБД) РФ к международным стандартам обмена почвенной информацией с учётом опыта международных проектов (INSPIRE и GlobalSoilMap). В основу функционирования ИС положены следующие принципы: распределённость (накопление и обработка почвенных данных в местах), информационный обмен по принципу «ответ по запросу» и обеспечение сопоставимости почвенных данных с помощью алгоритмов гармонизации, применяемых для всех видов почвенных данных. На примере ростовского и белгородского агрохимцентров апробирована схема работы распределённой регионально-национальной почвенно-географической базы данных, выявлены основные трудности в унификации почвенной информации, возникающие, несмотря на стандартный набор проводимых аналитических исследований почв. Для гармонизации почвенных данных в целях обеспечения их сопоставимости в распределённой регионально-национальной почвенно-географической базе данных необходимо приведение структур данных, экспортируемых из локальных БД, к структурам головной модели ПГБД России.

Подтема 2. «Эколого-функциональная география почв естественных и антропогенно-преобразованных экосистем» (рук. проф. А.А. Бобров). Завершён этап «Влияние современных приёмов создания и поддержания городских почв на состояние комплексов почвенной биоты (мезофауны)». Обнаружена разнообразная фауна крупных почвенных беспозвоночных, животных – 21 систематическая группа из 6 классов беспозвоночных: Oligochaeta, Gastropoda, Arachnida, Crustacea, Myriapoda, Insecta. В парковых насаждениях она сравнима по набору групп с фауной природных зональных ландшафтов. Только четыре группы мезофауны встречаются в почвах всех пробных участков на парковых территориях. Это дождевые черви (Lumbriсidae), многоножки геофилиды (Geophilidae), пауки (Aranei) и хищные коротконадкрылые жуки стафилиниды (Staphylinidae). В почвах парков часто встречаются многоножки диплоподы (Diplopoda). Встречаемость остальных групп меняется в зависимости от типа почв внутри парковых территорий и удалённости парков от периферии города. В почвах зоны жилой застройки разнообразие почвенных беспозвоночных существенно сокращается, притом, что численность и биомасса могут быть сравнимы с таковыми для лесопарковой зоны. Для оценки трансформации естественных экосистем на пробных площадях в парке и в заповеднике проводилось единовременное сравнительное изучение комплексов почвенной мезофауны. Параметры почвенной мезофауны в городских лесных экосистемах сохраняют свои естественные черты. Антропогенная трансформация растительного и почвенного покровов отражается на почвенном населении беспозвоночных. Выявлены следующие сходства:

а) показатели общей численности мезофауны сопоставимы между собой и соответствуют фоновым значениям;

б) показатели общей численности и биомассы выше в осенний период, чем в весенний;

в) показатели биомассы без учёта дождевых червей схожи между собой;

г) происходит увеличение группового состава в осенний период.

Выявлены следующие различия:

а) как правило, показатели биомассы почвенной мезофауны за счёт высокой численности дождевых червей выше в природно-историческом парке «Кузьминки-Люблино»;

б) существенное сезонное изменение состава доминантных комплексов в парке «Кузьминки-Люблино», в заповеднике доминантный комплекс стабилен;

в) максимальные значения индекса Бергера-Паркера в парке говорят о доминировании в групповом составе почвенной мезофауны только одной обильной группы в общем составе: дождевых червей;

г) индекс Симпсона показывает выровненное распределение почвенных индивидов между таксономическими группами на территории заповедника;

д) в парке «Кузьминки-Люблино» в трофической структуре отмечена повышенная роль сапрофагов, что связано с увеличенной численностью дождевых червей.

– «Исследование функций почв и разработка методов их регулирования в целях устойчивого использования почвенных ресурсов» завершена работа по двум темам:

Подтема 1. «Исследование функций почв и разработка методов их регулирования в целях устойчивого использования почвенных ресурсов» (рук. член-корр. РАН С.А. Шоба) позволили впервые установить, что уплотнение в почвах степной зоны является полигенетическим процессом, обусловленным антропогенными (механическая обработка почв) и природными явлениями (слитизация и осолонцевание). Генетические различия уплотнения при осолонцевании, слитогенезе и агроуплотнении связаны с особенностями строения порового пространства и заполнения пор агрегатов уплотнённых горизонтов, что выявляется только при сопряжённых томографических и микроморфологических исследованиях. На основании изучения состава и строения агрегатов различных агрогенных почв юга степной зоны Европейской территории России показано, что комплекс исследований (от макро до микроуровня) позволяет диагностировать проявления уплотнения, обусловленные разными элементарными почвенными процессами: осолонцеванием, слитогенезом и механическим (агро-) переуплотнением в орошаемых и богарных условиях. В результате изучения способов обработки семян в целях увеличения их всхожести разработан комплексный препарат на основе АПД, включающий в свой состав гиббереллины и гуматы с хорошими эксплуатационными свойствами, применение которого для предпосевной обработки семян зерновых и некоторых овощных культур должно быть особенно эффективно во всех случаях, когда семена в своем развитии сталкиваются с недостатком влаги. На основе выполненных исследований оформлена серия патентов. Изучение роли почв в обеспечении экологической безопасности, выполненное на территории заповедника «Басеги» (Пермский край) позволило впервые установить основные стадии эволюции почв и ландшафтов западного макросклона Среднего Урала в голоцене. Полученная палеоклиматическая информация станет источником сведений для прогнозирования климатических изменений в будущем, а информация о структуре почвенного покрова Среднего Урала послужит целям землепользования и ресурсологии. Изучение палеоэкологической роли почв в распространении древнего человека по территории Евразии позволило впервые установить гидроморфный характер ландшафтов обитания древних племен на Восточном Кавказе и реконструировать природную обстановку саванноидного типа на Лорийском плато Малого Кавказа. Полученные результаты послужат объективизации археологических данных региона. В ходе обобщения данных по археологическим памятникам различных природных зон Русской равнины подтверждено, что для региона исследований (центр Русской равнины) были характерны значительные ритмические колебания климата тысячелетнего и векового разного ранга c чередованием более холодных и более теплых, более аридных и более гумидных эпох.

Подтема 2. «Развитие системы образования и просвещения населения в области экологического почвоведения и охраны почвенных ресурсов» (рук. вед.н.с. Н.О. Ковалева). Отработаны предложенные ранее оригинальные авторские методики экологического образования в разных сферах жизни (организации телекоммуникационных конференций, проведения летних выездных молодёжных школ, интерактивные игры со школьниками и т.д.). В географию просветительской деятельности в области экологии и почвоведения включён регион Крыма. Успешно проведена молодёжная научная междисциплинарная международная школа-конференция «Технологии обеспечения продовольственной и экологической безопасности» в Никитском ботаническом саду (Крым). Организована и проведена научная молодёжная школа по палеопочвоведению в рамках съезда Общества почвоведов России. Разработан новый цикл лекций «Экология цивилизаций» для Университетских суббот программы «МГУ-школе». Его расширенный вариант будет предложен для межфакультетских курсов факультета почвоведения. Разработаны и внедрены новые формы дополнительного образования, в частности, по проведению школьного, муниципального и регионального этапов Всероссийской олимпиады по экологии, интеллектуальных конкурсов для жителей г. Москвы, для школьников из воспитательных колоний ФСИН РФ. Продолжена работа телекоммуникационного проекта «Экологическое содружество» и проведена XVII всероссийской с международным участием конференции экологических исследовательских проектов школьников «Природу России сохранят дети». Просветительская деятельность в 2016 г. стала осуществляться в соцсетях благодаря созданию специального форума почвоведов-экологов (н.с. В.А.Кириллова).

 

Кафедра земельных ресурсов и оценки почв (зав. проф. А.С. Яковлев) завершила этап «Разработка и апробация комплексной методики оценки территории объектов прошлого экологического ущерба, основанной на методологии оценки рисков» по теме «Научно-теоретические основы экологического нормирования, оценки качества компонентов окружающей среды и управления в области землепользования и охраны почв» (рук. проф. А.С. Яковлев). Разработаны научно-методические подходы к выявлению и оценке объектов прошлого экологического ущерба, определению необходимого уровня очистки объектов прошлого экологического ущерба с целью последующего функционального использования территорий с учётом географических, природно-климатических условий, а также с учётом целевого назначения участков земель и вида целевого использования («Методические рекомендации определения необходимой степени очистки территорий и объектов для их последующего целевого использования»). Разработаны требования к типизации территорий с прошлым экологическим ущербом по следующим критериальным параметрам:

– по виду и характеру негативного антропогенного воздействия, обуславливающего возникновение прошлого экологического ущерба;

– по приуроченности территорий с прошлым экологическим ущербом к природно-климатическим зонам;

– по устойчивости компонентов окружающей среды территорий с прошлым экологическим ущербом к фактору негативного антропогенного воздействия;

– по категории земель и видам хозяйственного использования территорий с прошлым экологическим ущербом.

Предложен алгоритм выбора перечня компонентов окружающей среды, для которых должны быть установлены нормативы экологического качества, при достижении которого они могут быть использованы по целевому назначению. Предложен перечень показателей экологического состояния компонентов окружающей среды, по которым определяется их качество, а также критерии экологической оценки и нормирования допустимого безопасного остаточного содержания загрязняющих веществ в компонентах окружающей среды с учётом буферной способности почв, сорбционных свойств почв, способности почв к самовосстановлению и самоочищению, миграции загрязняющих веществ из почвы в сопредельные среды, способности почв к выполнению экологических функций. Даны рекомендации по содержанию экспериментальных работ для установления нормативов допустимого безопасного остаточного содержания загрязняющих веществ в компонентах окружающей среды и алгоритм их проведения. Получено теоретическое обоснование методики интерпретации и анализа дозовых зависимостей для целей экологического нормирования компонентов окружающей среды и оценки экологических рисков от воздействия объектов прошлого экологического ущерба.

 

Кафедра общего земледелия и агроэкологии (зав. проф. П.Н. Балабко) проводила исследования по теме «Разработка теоретических основ современных систем земледелия и их элементов в различных регионах России» (рук. проф. П.Н. Балабко) В рамках этапа 2016 г. «Агроэкологическая оценка различных сортов картофеля в условиях Московской области» проведено сравнение способности картофеля различных сортов российской и иностранной селекции давать миниклубни в условиях микроклонального размножения. Показано, что при размножении картофеля микроклубнями в условиях теплицы максимальное количество миниклубней с 1 куста можно получать со среднеранних и ранних сортов (10–15 шт./куст), тогда как для среднепоздних сортов эта величина значительно меньше (4,7 шт./куст);

– из исследованных сортов картофеля наибольшее число миниклубней товарной фракции было получено для сорта Лилея (3,1 шт./куст) и Импала (2,8 шт./куст); наименьший выход клубней данной фракции был отмечен у сорта Жуковский (0,3 шт./куста);

– наибольшей урожайностью характеризовался среднеранний сорт Лилея белорусская.

В рамках этапа «Поиск зависимостей между свойствами почв и спектрами отражения» установлена зависимость между содержанием органического углерода и спектральной отражательной способностью образцов в видимом и инфракрасном диапазоне и выявлено, что наилучшие результаты для предсказания содержания органического углерода в антропогенно-ненарушенных гумусовых горизонтах могут быть получены при использовании коэффициента отражения Карманова.

Исследования в рамках этапа «Изучение влияния гуминовых веществ на токсичность наночастиц по отношению к высшим растениям» показали, что при корневом внесении наноалмазы поступают в надземную часть растений и могут ингибировать фотосинтез растений в условиях недостаточного или избыточного освещения; гуминовые вещества способны снижать негативное влияние наноалмазов на фотосинтез растений, при этом гуминовые кислоты характеризуются более выраженной детоксицирующей активностью, чем фульвокислоты.

 

На кафедре общего почвоведения (зав. проф. М.И. Макаров) выполнялись работы по двум темам.

По теме «Антропогенная эволюция и деградация почв» (рук. проф. М.И. Макаров) завершён этап «Биогеохимия природных вод и детритогенез как важнейшие характеристики антропогенной эволюции почв». На основе сходства детритогенеза в условиях стационарных почвенных лизиметров факультета почвоведения и насаждений Ботанического сада МГУ сделано заключение о нормальном функционировании фитоценозов в условиях ограниченного пространства лизиметров. Детритогенез является пусковым механизмом для направленного процесса гумусообразования и предваряет начальные стадии эволюции почв. В условиях антропогенеза впервые установлена контрастность лизиметрических вод, обусловленная влиянием противогололёдных препаратов вне их зоны влияния состав лизиметрических вод близок к составу природных вод. Показано, что в условиях лизиметров эволюция почв характеризуется начальными стадиями развития, без ярких признаков проявления почвенных процессов, что связано с повышенной плотностью покровного суглинка, преимущественно вертикальными потоками воды и отсутствием латерального стока. В условиях Ботанического сада МГУ превалирует тип развивающейся эволюции. В условиях естественных ландшафтов Московской области (УОПЭЦ МГУ «Чашниково») на пахотных угодьях господствует наследующаяся эволюция. Выдвинута гипотеза о биогеохимической эволюции, предшествующей стадии развития полного профиля почв.

По теме «Почвообразование и функционирование почв в естественных и антропогенных ландшафтах» (рук. проф. И.М. Рыжова) завершён этап «Трансформация экосистем Севера при антропогенном воздействии». Установлены ведущие биотические и абиотические факторы, определяющие пространственную неоднородность свойств и параметров функционирования почв (продукция СО₂) в условиях островной криолитозоны, охарактеризованы изменения растительного покрова, гидротермических условий и эмиссии парниковых газов вдоль линейных сооружений и определена температурная чувствительность разложения органического вещества торфяных почв криолитозоны. При активном освоении криолитозоны России, в первую очередь севера Западной Сибири, происходит быстрая трансформация почв и адаптация к новым условиям экосистем, оказавшихся в зоне влияния линейных сооружений. Проведены исследования по оценке влияния строительства и эксплуатации газопроводов на функционирование бугристых торфяников островной криолитозоны северной тайги Западной Сибири (на примере линейных сооружений трассы газопровода Надым-Пунга, Ямало-Ненецкий АО). В результате мониторинговых исследований установлена экспансия древесной растительности вдоль газопроводов на север. Отмечаются изменения почвенных свойств и показателей их биологической активности, в частности активизируются процессы трансформации и минерализации органического вещества почв, о чём свидетельствуют изменения в динамике содержания лабильного углерода в почве и увеличение продукции парниковых газов. Величина изменений определяется характером воздействий при строительстве и эксплуатации газопроводов, типом экосистем, а также динамикой гидротермических параметров функционирования почв и экосистем. С учётом протяжённости линейных сооружений на севере Западной Сибири, площадь трансформированных экосистем в зоне их воздействия достигает значительных величин, что может оказывать влияние на углеродный баланс этого региона.

В рамках данной темы разрабатывается направление, связанное с точным определением цвета почвенных объектов. Завершён этап получения цветовых характеристик в оптической системе CIE–L*a*b*, принятой Международным оптическим комитетом в качестве универсальной системы для определения цвета природных веществ, путём анализа цифровых изображений, сделанных фотокамерой. Впервые найден способ определения цветовых характеристик почвы по цифровому изображению, включающий создание набора цветовых шкал, отличающийся тем, что шкалы размещают на одном листе, крепят на пластмассовой пластине 10х15 см, размещают рядом с образцом, затем снимают цифровой фотокамерой образец почвы с выбранной шкалой, при этом одновременно сравнивают со всеми цветовыми чипами и по калибровочным таблицам находят значение цвета образца. Изобретение защищено патентом «Способ определения цветовых характеристик почвы по цифровому изображению» (Н.П. Кириллова, М.М. Иванова, З.С. Артемьева).

 

Кафедра радиоэкологии и экотоксикологии (зав. проф. А.И. Щеглов) в рамках темы «Биогеохимия радионуклидов и экотоксикантов в наземных экосистемах» (рук. проф. А.И. Щеглов) завершила этап «Радиоэкологический мониторинг наземных и водных экосистем в зонах влияния АЭС». Изучено воздействие технологических выбросов Смоленской, Нововоронежской и Кольской АЭС на компоненты окружающей среды. Показано, что на современном этапе радиоэкологическая ситуация в зоне влияния этих объектов является вполне удовлетворительной: ни по одному обследованному параметру не обнаружено превышения нормативов радиационной безопасности. В 30-километровых зонах влияния уровни загрязнения природных экосистем по референтным радионуклидам ¹³⁷Сs и ⁶⁰Со не выходят за пределы допустимых. Наблюдаемая неоднородность распределения радионуклидов в наземных экосистемах 30-километровых зон влияния этих АЭС во многом определяются ландшафтными условиями, типами биогеоценозов, структурой сформированных здесь растительных сообществ и расстоянием от станции. Прослеживается определённая зависимость снижения запасов радионуклидов в почвах по мере удаления от АЭС Наибольшая интенсивность миграции ¹³⁷Сs отмечается в почвах гидроморфных и полугидроморфных ландшафтов и лиственных лесов с маломощной или фрагментарно выраженной подстилкой. В водных экосистемах исследованных территорий особенности распределения ¹³⁷Сs и ⁶⁰Со, как правило, определяются расположением слоя воды (приповерхностная или придонная зона) и мощностью донных отложений. При этом удельная активность и запасы исследуемых радионуклидов в толще воды невелики и не превышают пределы допустимых. В донных отложениях наибольшие величины удельной активности и запасов исследуемых радионуклидов отмечаются в поверхностном 0–10 см слое. При этом максимальные показатели наблюдаются в отложениях, отобранных в непосредственной близости от АЭС. Однако удельная активность и запасы исследуемых радионуклидов также не превышают допустимых значений. Показано, что накопление данных радионуклидов в воде и донных отложениях водоёмов территории исследуемых АЭС связано в основном с их аэральным поступлением. Среди компонентов биоты максимальным уровнем накопления ¹³⁷Сs характеризуются макромицеты, меньшим – представители мохового покрова, затем травяно-кустарничкового яруса и минимальным – компоненты древесного яруса. При этом в каждом из исследуемых компонентов выделены виды и структуры-концентраторы ¹³⁷Сs. В наземных экосистемах: в древесном ярусе – ассимилирующие органы текущего года формирования и кора внутренняя; в травяно-кустарничковом ярусе – представители семейства папоротниковых; в моховом покрове – сфагновые мхи, а из зелёных мхов – плевроций Шребера; среди высших грибов – желчный гриб. В водных экосистемах – растения-гидатофиты (в частности роголистник погруженный).

 

Кафедра физики и мелиорации почв (зав. проф. А.Б. Умарова) вела работу по двум темам.

– «Фундаментальные и прикладные исследования физических свойств и процессов в почвах» (рук. проф. Е.В. Шеин) завершён этап «Физические основы устойчивой продуктивности почвенного покрова и сохранение экологически благоприятной окружающей среды». На этапе 2016 г. основные усилия были направлены на изучение, разработку и обоснование физических основ и подходов к формированию устойчивой продуктивности почвенного покрова. Проведены теоретические, методические, экспериментальные исследования, направленные на выявление основных физических параметров управления плодородием почвенного покрова при поддержании и сохранении экологически благоприятной окружающей среды. Изучение физических свойств и режимов почв проводилось на почвах разного генезиса, особое внимание было уделено почвам чернозёмного ряда, являющихся эталоном оптимальности почвенных свойств и обладающих высоким плодородием. Наряду с естественными почвами большое количество исследований было связано с модельными почвами – специально разрабатываемыми вариантами лабораторных и полевых моделей, позволивших детально изучить отдельные элементы водного баланса, устойчивости физических свойств на разных уровнях организации почв, процессов трансформации свойств почв при засолении, осолонцевании, загрязнении. Определены и разработаны позиции физических основ устойчивой продуктивности почвенного покрова и сохранение экологически благоприятной окружающей среды.

– «Почвы и ландшафты Европейской России: генезис, мелиорация, рекультивация» (рук. проф. Ф.Р. Зайдельман). Работа в 2016 г. проводилась в рамках этапа «Факторы, лимитирующие применение кротового дренажа и глубокого мелиоративного рыхления». На основании полевых исследований показана тесная связь генетических свойств почв и их физических свойств с особенностями и устойчивостью агрегатов размером 3–5 мм. Разработка экспериментальных данных, отражающих зависимость между водопрочностью агрегатов и сроками стабильности и устойчивости земляных дрен, показала, что дрены, безусловно, устойчивы, если остаток образца после просеивания в воде имеет массу 10–20 г. Предложена конструкция прибора, которая позволяет в лабораторных и полевых условиях определять устойчивость и сроки стабильного функционирования земляных кротовых дрен. Предложена новая технология вторичного восстановления целесообразной порозности и плотности после работ по глубокому рыхлению тяжёлых минеральных оглеенных почв. В процессе исследований было обнаружено 8 факторов, исключающих возможность применения рыхлителей в условиях Нечернозёмной зоны. Подготовлены и проверены рекомендации по выполнению результатов НИР, и показана надёжность определения стабильности кротовых дрен и сроков повторного рыхления по рекомендуемой методике. Проверено влияния глубокого мелиоративного рыхления на основных почвообразующих породах почв Нечернозёмной зоны. В полевых условиях произведено сопоставление эффективности работ по глубокому мелиоративному рыхлению тяжёлых оглеенных почв с помощью отечественных рыхлителей пассивного действия и немецких рыхлителей активного действия.

 

Кафедра химии почв (зав. проф. И.И. Толпешта) разрабатывала темы:

– «Химические основы экологической устойчивости почв природных и техногенных ландшафтов» (рук. доц. Д.В. Ладонин). Работа проводилась с целью исследования редкоземельных элементов в почвах. Изучено загрязнение редкоземельными элементами почв, находящихся в зоне воздействия металлургического предприятия и мегаполиса. Изучены особенности специфической сорбции и формы соединений редкоземельных элементов в различных типах почв.

– «Органические и органоминеральные соединения природных и техногенно-нарушенных экосистем» (рук. проф. С.Я. Трофимов). Изучалось использование органических и минеральных сорбентов для очистки вод от нефтяного загрязнения и ремедиации нефтезагрязнённых почв. Проведена сравнительная оценка эффективности использования органических и минеральных сорбентов для очистки от нефтяного загрязнения природных вод и ремедиации почв. Выявлены наиболее эффективные среди органических и синтетических сорбентов как по визуальной оценке, так и по остаточной концентрации нефтепродуктов в воде. В то же время установлено, что ни один из исследованных минеральных промышленных сорбентов не сорбирует нефть в количестве, заявленном производителем.

 

Кафедра эрозии и охраны почв (зав. проф. Г.С. Куст) начала работы по новой теме «Исследование эрозии почв и опустынивания в целях охраны почв и устойчивого использования почвенных ресурсов» (рук. проф. Г.С. Куст). В рамках завершенного в этом году этапа «Разработка структуры банков данных по эрозии почв и опустыниванию» обосновано новое определение понятия «опустынивания почв», впервые включающее объяснение физического смысла этого природно-антропогенного явления как сопровождающегося снижением доступности почвенной влаги растениям. Физический смысл опустынивания почв раскрыт в многообразии деградационных явлений в почвах засушливых регионов: засолении, осолонцевании, эрозии, дегумификации, уплотнении и опесчанивании. Проведён всесторонний анализ комплекса методик и индикаторов для отражения в информационном банке данных по опустыниванию земель. Разработаны списки и классификаторы индикаторов опустынивания для отражения в базе данных. Разработан алгоритм диагностики проявлений опустынивания почв по актуальным признакам деградации почв, что позволило сформулировать рабочие гипотезы для идентификации почвенно-экологических рисков устойчивого землепользования и показателей нейтральной деградации земель.

 

Учебная работа. Разработаны и внедрены в учебный процесс новые курсы, практики, практикумы:

– Научно-педагогическая практика магистров (А.А. Рахлеева, И.А. Мартыненко, Н.В. Орешникова, М.Е. Рыхликова, В.А. Кириллова);

– Прикладная биогеохимия почв (для аспирантов);

– на кафедре общего земледелия и агроэкологии: производственная практика «Экология агроценозов» (М.И. Кондрашкина, В.Ф. Басевич); «Метрология в почвоведении и экологии» (В.П. Самсонова);

– на кафедре химии почв для магистров, обучающихся по профилю «Экологический менеджмент и экобезопасность» – «Контроль качества вод спектральными методами»; по профилю «Химия почв»: «Методы хроматографического анализа в почвоведении», «Изотопный состав тяжёлых металлов в почвах», «Методы молекулярной спектроскопии», «Щёлочность почв и карбонатные равновесия в почвах», «Биохимические основы гумусообразования»;

– на кафедре общего почвоведения: «Основы цифровой почвенной картографии» (Н.И. Кириллова);

– на кафедре радиоэкологии и экотоксикологии: «Экономика природопользования», «Экономика и управление природопользованием» и спецкурсы: для магистров: «Математическое моделирование в радиобиологии и радиоэкологии»; «Геохимия техногенных радионуклидов»; для сопровождения подготовленных курсов и спецкурсов по экологической экономике создан специализированный сайт https://ecoeconomy.ru/.

– на кафедре эрозии и охраны почв «Учебная практика по эрозии и охране почв».

В учебном процессе приняли участие: Freddy Nachtergaele (Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединённых Наций, ФАО), Этан Янг и Розеанна Авенто (Массачусетский университет в Амхерсте, США).

 

Конференции. Организованы и проведены:

– Ломоносовские чтения. Секция «Почвоведение» (19 апр.);

– международный симпозиум «Биодиагностика и оценка качества природной среды: подходы, методы, критерии и эталоны сравнения в экотоксикологии» (25–28 окт.);

– XXVI международная междисциплинарная молодёжная научная школа-конференция «Человек и природа: технологии обеспечения продовольственной и экологической безопасности» (19–25 сент.);

– симпозиум «Почвообразование в экстремальных условиях: разнообразие, география и роль в эволюции педосферы Земли» в рамках VII съезда Общества почвоведов им. В.В.Докучаева;

– III открытый научно-методологический семинар «Экосистемные сервисы почв и земель» (26 апр.);

– II Универсиада «Ломоносов» по почвоведению и экологии (1 марта – 21 апр.).

 

Доктора и кандидаты наук 2016 г. Вед.н.с. лаборатории экологического почвоведения кафедры географии почв Алябина Ирина Олеговна защитила докторскую диссертацию «Оценка роли почвообразующего потенциала природных факторов в формировании почвенного покрова на основе геоинформационных технологий». Впервые получены картографические оценки различных характеристик факторов почвообразования: параметров температурного режима почв; потоков биологической продукции, поступления органического углерода с растительными остатками и его закрепления в почвенном покрове; содержания преобладающих фракций в поверхностных породах, дробности пород; а также рассчитаны величины ряда частных почвообразующих потенциалов. Интегральный почвообразующий потенциал природных факторов (ПППФ) исследован через характеристики комплексной устойчивости и разнообразия почвенного покрова. Впервые на основе цифровых карт М 1:2,5 млн получена оценка разнообразия почвенного покрова России. Показано, что максимально сложноорганизованный и устойчивый к внешним воздействиям почвенный покров сформирован в зоне серых лесных почв. Разработаны и апробированы новые методы исследования ПППФ, оригинальные картографические алгоритмы. Собраны, обобщены, систематизированы разномасштабные картографические, литературные и полевые материалы, созданные разными научными школами и в разное время, для формирования единой цифровой базы данных почвенной ГИС России.

Ст.н.с. кафедры физики и мелиорации почв Ковалёв Иван Васильевич защитил докторскую диссертацию «Биохимия лигнина в почвах». Предложена концепция, объясняющая генезис гумуса почв отдельных типов с позиций биохимического состава растений; разработана системная методология исследования трансформации лигнина в ряду: ткани растений–опад–подстилка–почва–гуминовая кислота; предложена типизация процессов биохимических превращений лигниновых фенолов в почвах зонального ряда: лесной, степной, луговый, тропический, агро-антропогенный типы; доказано, что структура молекулы гуминовой кислоты во многом определяется филогенетическим происхождением лигнина; введены к использованию новые термины (лигниновые параметры – С/V, S/V, K/F, VSC, кислоты/альдегиды, степень трансформации боковых цепочек по отношению к исходным растительным тканям). Изложена новая идея о том, что главным источником ароматических фенольных соединений в почвах является лигнин надземной и подземной биомассы высших растений. При этом доминирующая роль принадлежит подземным органам растений; раскрыты пути и механизмы стабилизации продуктов окисления лигнина на различных уровнях организации педосферы: геохимически сопряжённых катенах, по профилю почв, в почвенных агрегатах и конкреционных новообразованиях, в гранулометрических фракциях, на уровне молекулярных взаимодействий. Изучена устойчивость лигнина в почвах к сельскохозяйственному воздействию. Проведена модификация метода «мягкого» щелочного окисления лигнина с применением высокоточного химико-аналитического оборудования. Результаты позволяют идентифицировать фенольные соединения и сертифицировать гуминовые препараты при решении проблем биоконверсии отвалов целлюлозно-бумажной промышленности, при разработке технологий применения органических удобрений, при интегральной оценке уровня плодородия почв в разных системах земледелия, в построении моделей круговорота углерода в целях регулирования содержания парниковых газов и смягчения глобального изменения климата. Разработаны методические рекомендации использования лигниновых фенолов в качестве биомаркеров палеорастительности и условий среды.

Доцент кафедры химии почв Ладонин Дмитрий Вадимович защитил докторскую диссертацию «Формы соединений тяжёлых металлов в техногенно-загрязнённых почвах». Впервые детально изучен фракционный состав большого числа ТМ в почвах, подверженных техногенному загрязнению, совместно с определением кислоторастворимых и подвижных форм ТМ. Выявлены закономерности изменения состава форм соединений большого набора ТМ, связанные с техногенным загрязнением. Доказано изменение изотопного состава различных форм соединений свинца в почвах, связанное с техногенным загрязнением. Впервые предложены методические подходы для выявления источников загрязнения почв свинцом на основе совместного использования данных об изотопном составе и содержании форм соединений свинца в почвах. Изучены закономерности распределения по формам соединений 14-и редкоземельных элементов (лантаноидов) и 5-и элементов платиновой группы в почвах, подверженных техногенному воздействию. Выявлены источники загрязнения почв ЭПГ. Разработаны методические подходы к определению содержания большого набора ТМ в почвах и вытяжках из них методом ИСП-МС. Изучено вторичное поглощение ионов ТМ при проведении последовательного фракционирования, приводящее к искусственному перераспределению ТМ между фракциями. Предложено и обосновано совместное использование результатов последовательного фракционирования ТМ и определения содержания кислоторастворимых и подвижных форм ТМ для оценки загрязнения почв. Проведено сравнительное исследование фракционного состава ТМ в дерново-подзолистой почве и чернозёме выщелоченном в зависимости от формы поступления техногенных соединений ТМ. Предложенные и использованные в работе методические подходы к изучению загрязнения почв ТМ могут быть применены для оценки степени и выявления источников загрязнения почв большим набором химических элементов, в т.ч. тех, для которых нет ПДК. Разработана и прошла метрологическую аттестацию методика выполнения измерений массовой доли ТМ в почвах и других природных объектах методом ИСП-МС. Проведена группировка ТМ по условиям их извлечения из почв при кислотном разложении. Предложена научно-обоснованная схема последовательного фракционирования соединений ТМ в почвах. Детально изучены причины перераспределения ТМ в ходе выполнения анализа, искажающие фракционную картину.

Кандидатские диссертации защитили: инженер кафедры общего почвоведения Бобрик Анна Александровна («Закономерности эмиссии парниковых газов почвами северотаёжных и лесотундровых экосистем Западной Сибири»); мл.н.с. кафедры географии почв Бондаренко Елена Валерьевна («Опыт учёта экосистемных сервисов почв при оценке деградации земель: на примере УО ПЭЦ МГУ»); мл.н.с. кафедры географии почв Буйволова Анна Юрьевна («Трансформация естественных лесных экосистем г. Москвы: на примере природно-исторического парка “Кузьминки-Люблино”»); ст.н.с. лаборатории экологического почвоведения Лузянина Оксана Антоновна («Эволюция почвенного покрова заповедника «Басеги» в голоцене: западный макросклон Среднего Урала»); техник кафедры физики и мелиорации почв Николаева Евгения Ивановна («Устойчивость почвенных агрегатов к водным и механическим воздействиям»); ст.н.с. кафедры географии почв Сорокин Алексей Сергеевич («Проявления признаков уплотнения разного генезиса в почвах степной зоны: на примере юга Европейской территории России»); н.с. кафедры физики и мелиорации почв Шнырев Николай Андреевич («Режимные наблюдения и оценка газообмена на границе почвы и атмосферы: на примере потоков метана болотного стационара средне-таёжной зоны Западной Сибири “Мухрино”»).

 

Персоналии. Акад. РАН М.С. Кузнецов награждён дипломом «DIPLOMA DI MERITO 2016» Европалаты «за заслуги в развитии сельскохозяйственных наук».

 

Публикации. Опубликовано 13 монографий, 379 статей в российских и зарубежных журналах, 23 учебных и учебно-методических пособий.

 

 

Бирюков М.В., Закалюкина Ю.В. Формирование микробиомов на первичных стадиях почвообразования;

Благодатская Е.В., Семёнов М.В., Якушев А.В. Активность и биомасса почвенных микроорганизмов в изменяющихся условиях окружающей среды;

Демидов В.В. Закономерности формирования эрозионных процессов при снеготаянии в лесостепной зоне центральной России: Теория и экспериментальные исследования;

Драгавцева И.А., Савин И.Ю., Загиров Н.Г. и др. Ресурсный потенциал земель Северного Кавказа для плодоводства;

Зайдельман Ф.Р. Глееобразование – глобальный почвообразовательный процесс. Теория процесса и практика применения;

Киселёв С.В., Петриков А.В., Хубиев К.А. и др. Система государственной поддержки сельского хозяйства в условиях членства России в ВТО;

Сабодина Е.П., Никитин Е.Д., Шоба С.А. Экодвижения и охрана почв и биосферы;

Стасюк Н.В. Мониторинг временных изменений и деградации почвенного покрова с использованием дистанционных материалов;

Трифонова Т.А., Ильина М.Е. Жизненный цикл и его оценка как инструмент экологического менеджмента;

Трифонова Т.А., Мищенко Н.В., Климов И.А. Оценка адаптационного состояния студентов;

Чижикова Н.П., Верховец И.А., Первова Н.Е. и др. Начальные стадии почвообразования на покровном суглинке. Экспериментальное моделирование;

Шоба С.А., Макаров О.А., Кулачкова С.А. Инноватика в биосферных науках;

Яковлев А.С., Макаров О.А., Киселёв С.В. и др. Эколого-экономическая оценка деградации земель.

 

 

Верховцева Н.В., Пашкевич Е.Б., Романычева А.А. Агрохимия и сообщества ризосферных микроорганизмов агроценоза;

Кондрашкина М.И. Растениеводство;

Косолапова А.И., Фомин Д.С., Тетерлев И.С. и др. Эффективность длительного применения удобрений на дерново-подзолистых почвах Предуралья. Бюллетень Географической сети опытов с удобрениями. Вып. 24;

Надежкина Е.В., Надежкина Е.С., Тушавина О.В. и др. Основные загрязнители и здоровье человек;

Надежкина Е.В., Семёнов В.В., Надежкина Е.С. и др. Экология и космос. Антропогенное воздействие на окружающую среду;

Пестрякова Л.А., Николаев А.Н., Субетто Д.А. и др. Палеоэкология. Методологические основы палеоэкологии;

Сорокин А.Е., Метечко Л.Б., Надежкина Е.С. и др. Общая экология. Экологический практикум;

Сорокин А.Е., Метечко Л.Б., Хуснетдинова Т.И. и др. Прикладная экология. Экологический практикум;

Тимофеев М.А., Вавилова В.М., Кожевин П.А. и др. Методика измерений индекса экологической токсичности проб питьевых, поверхностных, грунтовых и сточных вод, водных вытяжек проб почв, почвогрунтов, осадков сточных вод и отходов производства по изменению респираторной активности дрожжевых культур;

Федосеева Е.В., Сапункова Н.Ю., Терехова В.А. Практическая экотоксикология: оценка чувствительности биотест-культур;

Федотов Г.Н., Шалаев В.С. Вводно-ознакомительный курс лекций по классической теории решения изобретательских задач;

Федотов Г.Н., Шалаев В.С. Изобретательские задачи с решениями по АРИЗ-77;

Шеин Е.В., Рыжова И.М. Математическое моделирование в почвоведении;

Шеин Е.В., Мазиров М.А., Корчагин Е.В. и др. Регрессионный анализ в почвоведении;

Шеин Е.В., Мазиров М.A., Зинченко С.И. и др. Агрофизика;

Щур А.В., Виноградов Д.В., Казаченок Н.Н. и др. Экология.

Sokolova T.A. Soil Acidity and the Acid-Base Buffering of Soils;

Tolpeshta I.I. Aluminum compounds in soils.

 

Адрес официальной страницы: www.soil.msu.ru