–

–

Почвенная спектроскопия (Soil Spectroscopy) – понятие, в настоящее время закрепившееся за моделированием химических, физических и иных свойств почв на основе данных спектров отражения в видимом, ближнем и среднем ИК-диапазонах. Почвенная спектроскопия активно поддерживается и развивается ФАО, и к сегодняшнему дню накоплен большой объем информации об опыте создания и успешного применения таких моделей. Однако, моделирование свойств почв требует создания объемных спектральных библиотек и требует вложения значительных ресурсов (в т.ч. специального оборудования), что ограничивает применимость почвенной спектроскопии для широкого круга специалистов, изучающих почву. Решение этой проблемы предлагает инициативная группа учёных Soil Spectroscopy for Global Good на основе открытой спектральной библиотеки Open Soil Spectral Library (OSSL) и связанного с ней веб-сервиса (https://explorer.soilspectroscopy.org). OSSL позволяет использовать модели, обученные на большом массиве спектральных данных, для предсказания различных свойств почвы. Веб-сервис позволяет загружать пользовательские спектры и получать результат моделирования без необходимости самостоятельной работы с моделями. Однако, основной массив данных для обучения моделей был получен для почв США и ЕС, что может негативно отразиться на качестве моделирования свойств почв, характерных для территории Российской Федерации. Цель исследования: изучить возможность применения OSSL для моделирования некоторых химических свойств почв России. В качестве моделируемых свойств почв были выбраны содержание неорганического углерода, содержание органического углерода, актуальная кислотность (pH водной суспензии). Выбор этих свойств связан с тем, что соединениям углерода на инфракрасных спектрах почв соответствуют определенные пики (неорганические – 2500 см-1, не перекрываются с пиками почвенных минералов и адсорбированной воды, органические – область 1000-1800 см-1, частично перекрываются с пиками почвенных минералов), в то время как актуальная кислотность не имеет собственных пиков на спектрах, вследствие чего эти три свойства могут служить показателями работы моделей для разных типов свойств. Спектральная библиотека для оценки моделей OSSL была собрана из анонимных образцов разных типов почв, отобранных на территории Европейской части России и проанализированных Испытательным лабораторным центром Почвенного института имени В.В. Докучаева. Объем библиотеки составил примерно 1800 спектров. Исследование показало, что несмотря на присутствие в базе OSSL почв, схожих по свойствам с почвами России, результаты предсказания свойств почв по моделям OSSL являются неудовлетворительными. Улучшение качества работы моделей OSSL возможно путем отбора наиболее репрезентативных спектров для калибровки, а также дообучения моделей на спектрах региональной спектральной библиотеки. Разные методы предобработки спектров (сглаживание, коррекция рассеяния, производные) не отличаются по своему влиянию на точность прогноза моделей OSSL для почв России. Наиболее точные результаты предсказания были получены при калибровке моделей на выборке из созданной для проверки моделей OSSL спектральной библиотеки почв России. Авторами предложен новый алгоритм предобработки спектров, основанный на автоматическом извлечении интенсивности пиков, размеченных по вторыми производным спектров. Применение этого подхода к региональной и глобальной библиотекам позволил увеличить точность предсказания содержания органических и неорганических соединений углерода. Таким образом, несмотря на неоднократно доказанную эффективность почвенной спектроскопии для создания методов быстрого, дешёвого и надёжного анализа различных свойств почвы, применение почвенной спектроскопии в России требует создания национальной спектральной библиотеки.

–

Пётр Самсонович Коссович (1862-1915) — один из наиболее заметных почвоведов начала XX века, директор Императорского лесного института (1905-1907, 1909-1911), профессор, основатель и редактор одного из первых периодических научных изданий, посвященных вопросам почвоведения, агрономии, агрохимии и др. — «Журнала опытной агрономии». Помимо активной организаторской и преподавательской деятельности, П.С. Коссович также активно занимался исследованиями в области микробиологии, физиологии растений, агрохимии, агрономии и почвоведения. Однако, вклад П.С. Коссовича в развитие науки о почвах обсуждается в литературе по истории почвоведении относительно редко и кратко.
П.С. Коссович вырос в семье агронома, директора Московской земледельческой школы С.С. Коссовича. С ранних лет он проявлял интерес к естествознанию и агрономии и обучался на физико-математическом отделении Московского университета, а также в Петровской сельскохозяйственной академии у В.В. Марковникова, К.А. Тимирязева, а также у своего родственника И.А. Стебута. Также стажировался в институте Пастера и у Р. Коха.
Первые научные труды П.С. Коссовича были посвящены преимущественно агрономии и агрохимии, и уже в них проявились такие черты его личности как трудолюбие, изобретательность, строгость и требовательность к себе и своим выводам, желание досконально разобраться в сути вещей. Возможно, именно эти качества привели его к рассмотрению сначала частных вопросов почвоведения, возникших при проведении агрономических и агрохимических изысканий — таких как химический анализ почв и интерпретация его результатов, круговорот некоторых химических элементов, а в последствии и более фундаментальных, таких как природа процессов почвообразования, классификация почв, роль почвенных растворов в почвообразовании, время как фактор («деятель») почвообразования и др.
Основное достижение П.С. Коссовича в области почвоведения С.А. Захаров выразил следующими словами: «...он подвел химический фундамент и до известной степени наполнил химическим содержанием то стройное, но быстро и смело воздвигнутое здание почвоведения, которое было создано трудами... Докучаева и Сибирцева». П.С. Коссович отмечал, что «...физико-химические процессы, совершающиеся в почвенной массе, являются тем моментом, в котором выражаются наиболее характерные черты почвообразования...», а почвы следует классифицировать в первую очередь по процессам, а не по факторам почвообразования. По Коссовичу почва — это «...все же поверхностные горизонты твердых горных пород, в которых совершаются физико-химические процессы как под влиянием деятелей, так и при участии растений и животных...». С.С. Неуструев писал о нём: "Коссович в последние годы мог считаться столпом Докучаевской школы... он развивает и углубляет это учение, причем особенно разрабатывает вопрос о почвообразовательных процессах как основе почвенной классификации, давая толчком работам Гедройца в этом направлении…".
Идеи П.С. Коссовича во многом послужили основой для дальнейшего развития химии почв и учения о процессах почвообразования. К его основным трудам в области почвоведения можно отнести «Основы учения о почве», «Краткий курс общего почвоведения», «К вопросу о генезисе почв и об основах генетический почвенной классификации». П.С. Коссович оставил после себя плеяду учеников и последователей, к которым можно отнести К.К Гедройца, Б.Б. Полынова, С.А. Захарова, Н.М. Тулайкова, А.А. Красюка, С.С. Неуструева, И.П. Герасимова, А.Н. Сабанина.