IX Всероссийская конференция молодых ученых с международным участием «Почвоведение: Горизонты будущего. 2025»

Зиганшина Алия Рустамовна

Федеральный исследовательский центр "Почвенный институт имени В.В. Докучаева"


Сессии

25.09
12:15
15мин
Флуоресцентный показатель BIX и другие оптические дескрипторы как индикатор накопления органического вещества в агродерновой мелиорируемой почве
Зиганшина Алия Рустамовна

Было проведено исследование агродерново-подзолистой почвы в рамках многолетнего опыта по изучению продуктивности мелиорированных агродерново-подзолистых почв с увеличивающимся гидроморфизмом, заложенного на опытных полях Всероссийского НИИ мелиорированных земель (ВНИИМЗ). Устройство опытного поля позволяет изучать изменения почвенных процессов по рельефу и по технологии возделывания (с внесением удобрений и без внесения). Образцами служили пробы почвы, отобранные в апреле 2025 г. с глубины 0-20 см. Нами было изучено растворённое органическое вещество почвы путём выделения из образцов водоэкстрагируемого органического вещества, в котором измеряли относительное содержание хромо- и флуорофоров, величины оптических и флуориметрических индексов, относительную интенсивность характерных флуоресцентных пиков, а также содержание распространённых органических и неорганических ионов, углерода и азота. Была обнаружена выраженная отрицательная корреляция биологического индекса флуоресценции BIX с содержанием Ca2+ (R = –0,68, p < 0,001). Также была выявлена сильная корреляция BIX с валовым содержанием азота (R = –0,64, p < 0,001), но при этом нет достоверной корреляции с содержанием растворённого N. Дисперсионный анализ и множественное сравнение показали, что в варианте с применением удобрений чаще проявляются катенарные изменения оптических дескрипторов. Выраженная отрицательная корреляция BIX с содержанием Ca2+ может быть объяснена тем, что в результате известкования или из-за выклинивания и припахивания в части катены карбонатной морены почва обогащается ионами Ca2+, который, в свою очередь, связывается со сложным, микробно переработанным органическим веществом (которое характеризуется BIX), в результате чего пропадает из почвенного раствора. Также можно предположить более интересную, но имеющую допущения и требующую экспериментальной проверки следующую гипотезу. При связывании с Са часть растворённого органического вещества почвы переходит в нерастворимую форму. Можно предположить, что не связанную Са, попавшую в вытяжку, часть растворённого органического вещества отражает BIX. Следовательно, отрицательная корреляция между Са и BIX возможна только при условии избытка Са, что и является допущением. Действительно ли BIX представляет не связывающуюся с Са часть растворённого органического вещества исследуемой почвы необходимо проверить экспериментально. Корреляция BIX с общим N вероятно связана с тем, что BIX хорошо коррелирует с общим C, а общий C очень сильно коррелирует с общим N (R = 0,93, p < 0,001). Получается, корреляция BIX и общего N обусловлена связью BIX и общего C. Отсутствие корреляции BIX с растворённым N вероятно обусловлено тем, что показатель содержания растворённого N отражает почвенные процессы, происходящие в конкретный небольшой промежуток времени. В то время как BIX – это одна из характеристик микробно переработанного органического вещества, хоть и свежего. Следовательно, BIX отражает более длительные процессы, чем содержание растворённого N. Более частое проявление различий оптических дескрипторов различных элементов рельефа в варианте с удобрениями вероятно обусловлено тем, что удобрения стимулируют микробную деятельность, подразумевающую трансформацию органического вещества. В результате, микроорганизмы трансформируют более широкий спектр субстратов, по сравнению с микробиомом неудобряемой половины катены. Вероятно, так удобрения способствуют реализации способности оптических дескрипторов реагировать на катенарные особенности. При этом достоверные различия величин индексов, меняющихся вдоль части катены с экстенсивной технологией возделывания, схожи с пространственной динамикой значений индексов удобренной части. Это позволяют отметить, что, вне зависимости от влияния технологий, в почвах на склонах идут похожие процессы: меняется лишь степень их выраженности. В нашем исследовании оптические дескрипторы и, особенно, BIX проявили себя как перспективные показатели для оценки стабилизации органического вещества.

1.4. Роль органического вещества в обеспечении биосферных функций почвы
Актовый зал (4 этаж)
25.09
14:25
15мин
Эсперанто для почвоведов: стандартные имена внутри цифрового двойника почвы
Зиганшина Алия Рустамовна

Данная работа проведена рабочей группой по стандартным именам в рамках проекта Цифровой двойник почвы. Рабочей группой были изучены перечни стандартных имён, относящиеся к международным проектам по моделированию глобального климата и прогнозированию погодных явлений, составлению почвенных баз данных, моделированию сельскохозяйственных практик. В качестве примеров для построения собственной универсальной системы стандартных имён свойств мы использовали такие проекты, как Harmonized World Soil Database (HWSD), The Community Surface Dynamics Modeling System (CSDMS), Global Gridded Crop Model Intercomparison от Agricultural Model Intercomparison and Improvement Project (AgMIP-GGCMI), CF (Climate and Forecast) Metadata Conventions, CMIP6 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 6). Собрав наиболее удобные практики и совместив их, мы остановились на следующей методике составления стандартных имён свойств: стандартное имя свойства имеет иерархическую структуру и составляется по уровням Объект_Свойство_Описание-свойства (Object_Property_Adjective), где иерархические уровни соединяются символом «_»; иерархический уровень "Объект" представляет собой описание объекта окружающей среды, для которого составлено стандартное имя свойства: soil (почва), rock (почвообразующая, подстилающая или иная горная порода), water (природные или ирригационные воды, почвенный раствор), air (воздух атмосферы или почвенный воздух), relief (рельеф и пространственные характеристики), а также management (землепользование, внесение агрохимикатов, полив и дренаж); иерархический уровень "Свойство" соответствует свойству объекта окружающей среды. Иерархический уровень "Описание-свойства" соответствует уточнению свойства объекта окружающей среды. Так, для свойства "содержание углерода" (в стандартном имени представлено как "carbon") существуют такие уточнения как "total", "organic", "inorganic" и т.д.; в случае, если название уровня состоит из нескольких элементов, то слова внутри одного элемента соединяются символом «-» (например, acetate-ammonium-buffer), а элементы в рамках одного уровня соединяются символом «~» (например, soil_aluminium_exchangeable~salt-alkaline). Таким образом, структура стандартных имён и их перечня имеет систематический характер, что призвано обеспечить стабильность функционирования при добавлении новых свойств в Проект. Каждое стандартное имя имеет англо- и русскоязычное описание, а также индивидуальное для каждого имени сокращение (как правило аббревиатура или акроним). При наполнении списка стандартных имён используются нормативные документы, научные статьи в рецензируемых изданиях, учебные пособия, списки стандартных имён существующих проектов.

1.9. Информационные технологии и математическое моделирование в почвоведении и науках о Земле
Актовый зал (4 этаж)