Постагрогенная трансформация структурного состояния черноземов Курской области под лесными насаждениями тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.03, кандидат наук Фомин Дмитрий Сергеевич

• Фомин Дмитрий Сергеевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Фомин Дмитрий Сергеевич

Введение

1. Современное состояние проблемы

1.1 Трансформация черноземов под лесной растительностью

1.1.1 История изучения влияние лесной растительности на черноземы

1.1.2 Изменение почвенной структуры черноземов под лесными насаждениями

1.2 Структурная организация почв

1.2.1 Развитие представлений о почвенной структуре

1.2.2 Микроструктура почв

1.2.3 Макроструктура почв

1.3 Постагрогенные изменения почвенной структуры при зарастании растительностью

2. Объекты и методы

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы исследования

2.2.1 Методология исследования

2.2.2 Методы полевых измерений

2.2.4 Оценка микроструктурного состояния почвы и пулов органического углерода

2.2.5 Анализ порового пространства почвы

2.2.6 Физико-химические свойства почв

2.2.7 Оценка взаимосвязей между уровнями структурной организации черноземов при постагрогенном зарастании лесной растительностью

2.2.8 Методы обработки результатов

3. Результаты и обсуждение

3.1 Изменение почвенного покрова при зарастании лесной растительностью

3.1.1 Почвенный покров

3.1.1 Неоднородность почвенного покрова черноземов Курской области

3.2 Изменение базовых свойств черноземов при постагрогенном зарастании лесной растительностью

3.2.1 Плотность почвы

3.2.2 Коэффициент впитывания

3.2.3 Кислотность

3.2.4 Органический и карбонатный углерод

3.2.5 Запасы общего, органического и карбонатного углерода

3.2.6 Влияние лесной растительности на динамику основных физических свойств и запасов углерода

3.3 Изменение микроструктуры черноземов при постагрогенном зарастании лесной растительностью

3.3.1 Уровень первичных минеральных частиц

3.3.2 Уровень элементарных почвенных частиц

3.3.3 Уровень микроагрегатов

3.3.4 Влияние лесной растительности на динамику микроструктуры черноземов

3.4 Изменение макроструктуры черноземов при постагрогенном зарастании лесной растительностью

3.4.1 Водоустойчивость почвенных агрегатов

3.4.2 Агрегатный состав

3.4.3 Влияние лесной растительности на динамику макроструктуры черноземов

3.5 Изменение порового пространства гумусового горизонта черноземов при постагрогенном зарастании лесной растительности

3.5.1 Поровое пространство

3.5.2 Влияние корневых систем растений на морфологию порового

пространства гумусового горизонта черноземов

3.6 Взаимосвязь уровней структурной организации черноземов при постагрогенном зарастании лесной растительностью

3.6.1 Схема иерархии почвенной структуры

3.6.2 Оценка взаимосвязей между функциональными блоками модели

3.6.3 Оценка качества модели

3.6.4 Моделирование иерархии структурной организации почв

Выводы

Перспективы дальнейшей разработки темы

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований

Почвенная структура является одним из ключевых аспектов плодородия почв, поскольку выполняет ряд функций: транспорт и запасание влаги, обеспечение растений питательными веществами, опорная функция, секвестрация углерода и т.д. Черноземы являются редким примером почв, в которых почвенная структура исходных экосистем лучше, чем после окультуривания. В естественном состоянии черноземы характеризуются большим содержанием углерода, превосходными оструктуренностью и водоустойчивостью агрегатов, широким разнообразием экологических ниш различного масштаба. Длительная сельскохозяйственная обработка приводит к деградации структуры почв, снижению их водоустойчивости и, как результат, переуплотнению (Pagliai, Vignozzi, 2002). Изучение постагрогенной трансформации структуры черноземов под лесными насаждениями крайне важно для понимания механизмов влияния лесной растительности на почвенный покров, и почвенную структуру, в частности. Длительное (десятки и сотни лет) влияние лесной растительности на почвенный покров экосистем, в которых древесная растительность не является исторически естественным компонентом среды, в полной мере не изучено. В свете глобального изменения климата, требующего новых решений в сферах диагностики качества почв и разработки технологий обработки почв, способствующих сохранению и накоплению органического вещества (Minasny et al., 2017), количественная оценка изменения структурной организации почв необходима для разработки соответствующих индикаторов функций почв в экосистемах, особенно, для оценки функции секвестрации углерода в почве (Добровольский, Никитин, 1986; Rabot et al., 2018). Крайне важно оценить эффект лесной растительности на депонирующие свойства экосистемы в свете предложений по внедрению секвестрирующих агротехнологии, основанных на введении лесонасаждений (Иванов и др., 2021).

Степень разработанности темы исследования

Одним из фундаментальных положений агрономической науки является определяющая роль почвенной структуры в формировании плодородия и управлении качеством окружающей среды. Феномен почвенной структуры занимал и продолжает занимать одно из основных мест в поисковых исследованиях агрономов и почвоведов. Происхождение, формирование, устойчивость структуры почвы и, напротив, процессы деградации почвенной структуры - это процессы, непосредственно включающие сложные физико-химические и биологические процессы в почвах. Одним из итогов развития представлений о почвенной структуре стало создание концепции иерархии структурной организации почв (Розанов, 1975, 1983; Воронин, 1984). Согласно концепции, почвенное тело можно разделить на ряд иерархических уровней, а критерием выделения уровня служит изменение характера взаимодействия и специфичные механизмы стабилизации между элементами внутри уровня (Amezketa ^ б1., 2003).

Черноземы являются почвами, плодородие которых обусловлено уникальными макро- и микроструктурой и высоким запасом органического вещества (Когут и др., 2012). Черноземные почвы являются самым плодородным и интенсивно используемым почвенным ресурсом нашей страны (Милащенко и др., 1998). Изменение внешних факторов при сельскохозяйственном использовании приводит к нарушению их естественного функционирования и, несмотря, на то, что содержание питательных элементов, может оставаться высоким, происходит деградация почвенной структуры, обуславливающая изменение физических свойств, провоцирующих ухудшение агрофизических характеристик. Деградация черноземов, прежде всего, изменение их уникальной структуры, приводит не только к потере их плодородия, водной и ветровой эрозии, но и к трансформации экологических функций этих почв в биосфере, в частности, их гидрологической роли, значения в секвестровании биосферного углерода. Именно поэтому основным объектом

исследования выбраны черноземы. В то же время отсутствие вспашки и зарастание растительностью может привести к восстановлению исходной структуры черноземов (Королев и др., 2012). Эффект и результат восстановления почвенной структуры сильно зависит от растительности, которая формирует экосистему (Lal, 2005; Laganiere et al., 2010). В 1950-х - 1960-х годах для повышения урожая, предотвращения засух и эрозии был реализован план по созданию сети лесополос общей протяженностью более 5300 км (Сукачев, 1950; Ковда, 1952). В ходе реализации плана на черноземах многократно была увеличена площадь лесных насаждений. Поскольку лесная растительность не является типичной для степной зоны, то появления новых лесных экосистем привело к изменению процессов почвообразования под пологом леса и в контуре влияния лесополос. За более чем 50 лет произрастания лесной растительности почвенный покров претерпевает изменения, которые отражаются на почвенной структуре и почвенной органическом веществе в почве (Jandl et al., 2007).

Данный факт критически важен, поскольку основной запас органического углерода современных экосистем суши сосредоточен в органическом веществе почв, а диоксид углерода, образующийся при минерализации органического вещества, вносит существенный вклад в баланс парниковых газов (Anderson, 1991; Jobbagy, Jackson, 2000; Lal, 2004). Потери углерода в пахотных почвах всегда выше, чем в аналогичных почвах под естественной растительностью, в которых органическое вещество преимущественно локализовано внутри почвенных агрегатов и микроагрегатов (Golchin et al.,1994, Angers et al., 1997, John et al., 2005, Steffens et al., 2009). Изучение почвенной структуры может дать оценку секвестрирующих способностей почвы и экосистем в целом. Что актуально в связи с социальным заказом общества: с предотвращением негативного воздействия изменений климата, с методами оценки природного и антропогенного риска, с системами экологического мониторинга, с методиками управления качеством окружающей среды. Таким

образом, структура почвы - ключевой фактор функционирования почв в биосфере, благоприятного состояния окружающей среды, способности обеспечивать жизнедеятельность растений и животных, регулировании экологической обстановки (водный, воздушный, тепловой и питательный режимы), обеспечивать секвестрацию биосферного углерода и качество воды.

Цель исследования

Количественное описание взаимосвязей между структурным состоянием и запасами органического углерода черноземов типичных Курской области при постагрогенном зарастании древесной растительностью.

Задачи исследования

• Оценить влияние постагрогенного изменения черноземов под лесной растительностью на содержание и запасы почвенного углерода.

• Количественно описать динамику почвенной микроструктуры, которая включает структурные уровни первичных минеральных частиц, элементарных почвенных частиц и микроагрегатов.

• Количественно описать изменения почвенной макроструктуры, которая включает структурные уровни водоустойчивых и полевых агрегатов.

• На основе метода компьютерной томографии количественно описать трансформацию порового пространства гумусового горизонта черноземов в ходе постагрогенных изменений под влиянием лесной растительности.

• Построить статистическую математическую модель иерархии уровней структурной организации почв и с её помощью количественно описать взаимосвязи между видом землепользования, возрастом леса, базовыми почвенными свойствами и структурой.

Научная новизна

В работе впервые для изучения динамики структуры почв от микро- до макромасштаба применен сопряженный анализ образцов почв ненарушенного и нарушенного сложения методами автоматического рассева на приборе AS 200 Control (Retsch, GmbH), лазерной дифракции на экспресс-анализатор размеров частиц Microtrac Bluewave (Microtrac, USA) и рентгеновской томографии на керновом томографе РКТ-180 (Геологика, Россия). Впервые современными методами исследовано структурное состояние черноземов под разновозрастными лесными насаждениями. Впервые создана математическая модель иерархии уровней структурной организации почв, с помощью которой проведена количественная оценка влияния факторов экосистемы на структуру почвы и взаимовлияния структурных уровней.

Теоретическая и практическая значимость

Результаты работы раскрывают особенности и механизмы постагрогенной трансформации структуры и изменения запасов углерода черноземов под дубовыми насаждениями. Полученные знания о механизмах структурообразования могут быть использованы при разработке и обосновании мероприятий и практических мер по снижению темпов деградации и улучшению структуры черноземов, секвестрации углерода атмосферы в почве.

Методология исследования

Работа реализована в рамках концепции системного подхода (Розанов 1983; Воронин 1984; Hoosbeek, Bryant, 1992; Левенчук, 2018). В диссертационной работе за основу взяты сравнительно-географический метод и метод полевых исследований (Ковда, Розанов, 1988). Также в работе использованы традиционные для исследования в области почвоведения профильный, сравнительный и морфологический методы, а также метод хронорядов. Для получения данных в лаборатории использован комплекс современных физических, физико-химических, химических аналитических методов.

Обработка результатов и построение математической модели осуществлена статистическими методами.

Защищаемые положения

1. Оценку динамики запасов общего, органического и карбонатного углерода черноземов рекомендуется проводить с учетом изменения содержания углерода в слое 0-100 см. Анализ запасов в меньшем слое не дает понимания процессов секвестрации углерода в почве при смене землепользования и растительности на черноземах.

2. В течение первых 50-60 лет формирования чернозема под лесной растительностью отмечается значимая потеря карбонатного углерода и незначительное накопление органического углерода в 1-метровом слое. В долговременной перспективе (100 лет и более) облесение черноземов приводит к снижению общих запасов углерода в почве.

3. Постагрогенное зарастание чернозёмов лесом приводит к восстановлению почвенной макроструктуры в бывшем пахотном слое. За период до 100 лет включительно наблюдается увеличение водоустойчивости макроагрегатов более чем в 5 раз, и агрономической ценности структуры более чем в 20 раз.

4. В течение первых 50-60 лет произрастания леса ведущим фактором формирования порового пространства почвы является рост и развитие корневых систем древесной растительности. Для чернозема под лесом в гумусовом горизонте происходит увеличение в 14 раз объема и в 8 раз связности (т.е. количества пор-каналов) почвенных макропор.

Степень достоверности

Исследования проведены на современном оборудовании с использованием методов, широко применяющихся в почвоведении. Полученные экспериментальные данные с учетом особенностей экспериментов и выборок обработаны

статистическими методами с помощью программы RStudio. Выводы достоверны при принятой доверительной вероятности P =

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Постагрогенная трансформация структурного состояния черноземов Курской области под лесными насаждениями»

Апробация работы

Основные положения и результаты исследования были представлены автором в виде устных и стендовых докладов на 9 международных и всероссийских конференциях, в их числе: Открытые конференции молодых ученых Почвенного института им. В.В. Докучаева «Почвоведение: Горизонты будущего» (Москва 2017, 2018, 2019, 2020), Всероссийская конференция с международным участием «Морфология почв: от макро- до субмикроуровня» (Москва, 2016), VII съезд Общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Белгород, 2016), International Congress on "Soil Science in International Year of Soil 2015" (Сочи, 2015), European Geosciences Union General Assembly 2018, 2019 (Австрия, Вена, 2018, 2019). Также во время обучения в аспирантуре результаты работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ (20142018 гг.).

Организация исследования и личный вклад соискателя

Автор начал работу над диссертацией в аспирантуре МГУ им. М.В. Ломоносова факультета почвоведения в рамках темы «Изменение некоторых физических свойств и режимов черноземов типичных при современном облесении». Параллельно с обучением в аспирантуре и до настоящего времени автор работает в Почвенном институте им. В.В. Докучаева, где выполнялись все необходимые для выполнения диссертации экспериментальные исследования. После окончания аспирантуры диссертационная работа была завершена в Почвенном институте им. М.В. Докучаева в Лаборатории физики и гидрологии почв в рамках НИР «Изучить структуру, поровое пространство, гидрологические свойства и закономерности изменения минералого-кристаллохимических и микроморфологических показателей почв под влиянием

природных и антропогенных факторов». Автором вместе с научным руководителем были спланированы экспедиции и проведены полевые исследования (2015-2016 гг.). Автору принадлежит подбор и обобщение литературного материала. Также автором были проведены все измерения, эксперименты, описанные в работе, проведена статистическая обработка данных, обобщение и интерпретация полученных результатов, подготовка публикаций и настоящей рукописи.

Выполнение работы было поддержано грантами РНФ 14-16-00065 «Научные основы формирования, функционирования и технологии восстановления устойчивой агрегатной структуры черноземных почв», в котором автор выступал в качестве исполнителя, и РФФИ мол_а 18-316-00139 «Особенности трансформации поверхности твердой фазы миграционно-мицеллярных черноземов под лесополосами (Quercus robur)», в котором автор выступал в качестве руководителя.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 16 научных работ, из них 8 статьи в рецензируемых журналах из списков Scopus, Web of Science, RSCI Web of science и дополнительного списка рецензируемых научных изданий из Перечня рекомендованных Минобрнауки России и 8 статей в сборниках и тезисов докладов.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа состоит из 8 разделов: введения, обзора литературы, объектов и методов исследования, результатов и обсуждения, заключения, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 141 странице машинописного текста, содержит 29 рисунков и 4 таблиц. Список литературы включает 231 источников, из них 79 на русском и 153 на иностранных языках.

Благодарности

Автор признателен своему первому научному руководителю в школе Нехорошковой С.И. за вход в мир естественных наук, первому научному

руководителю в Московском университете Карпачевскому Л.О. за широту кругозора и возможность обсудить идеи. Автор выражает огромную благодарность Юдиной А.В. за помощь и поддержку на всех этапах реализации и написания диссертации. Автор благодарен своему научному руководителю Шеину Е.В. за его доброту, неутомимость и веру в людей. Автор глубоко признателен Скворцовой Е.Б. за внимательное и доброжелательное наставничество как в научной сфере, так и в жизни; Белоброву В.П. за терпение; Иванову А.Л. и Козлову Д.Н. за доверие и поддержку; Милановскому Е.Ю. за уникальные идеи; Хитрову Н.Б. за активные дискуссии и закалку; Абросимову К.А., Коросту Д.В., Герке К.М., Романенко К.А. за помочь с освоением и реализацией компьютерной томографии и математического моделирования; Клюевой В.В. за помощь в полевых исследованиях.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

1.1 Трансформация черноземов под лесной растительностью 1.1.1 История изучения влияние лесной растительности на черноземы Изучение влияние леса на почву началось одновременно с развитием научного почвоведения, а лесонасаждения являлись классическими объектами для изучения процессов почвообразования. Один из первых проектов лесных полос в целях изменения климата был заложен В. В. Докучаевым на территории Каменной степи в рамках Особой степной экспедиции. С того момента возрос интерес к изучению почвенного покрова под лесной растительностью. В своих трудах Высоцкий (1899a, 1899Ь) и Морозов (1899) пишут, что при работе с лесными насаждениями необходимо изучать почвы, находящиеся под лесом. Также в ряде масштабных работ по Велико-Анадолю, Шипову лесу, Удельному лесу и другим территориям активно изучается вопрос изменения гидрологического режима под лесными насаждениями (Высоцкий, 1899^ Высоцкий, 1899d; Отоцкий, 1899; Морозов, 1900). В дальнейшем данную тему в цикле работ развили Герцык с соавторами (Герцык, и др., 1978; 1979a; 1979Ь;1980). Статьи авторов посвящены многолетнему изучению разнообразных аспектов гидрологического режима черноземов. Благодаря накоплению зимних осадков в весенний период влаги больше под лесной растительностью, чем на степных участках. После периода летнего иссушения осенью под травянистой растительностью запасы влаги оказываются выше. Также отмечается, что глубина влияния лесной растительности на водный режим почвы превышает глубину влияния травянистой растительности. Большая работа проведена Адамовым (1900a,1900b) по изучению температурного режима черноземов пахотных и покрытых растительностью.

В 1950-х - 1960-х годах в ходе реализации Сталинского плана преобразования природы, проводимого на территории Советского Союза, был создан комплекс лесополос общей протяженностью более 5300 км (Сукачев, 1950; Ковда, 1952). Целью

плана было изменение климата степной и лесостепной природных зон для повышения урожая, предотвращения засух и эрозии.

Одним из востребованных направлений почвоведения является изучение влияния леса на почвы, в частности, чернозёмы, и круговорота элементов в лесных биогеоценозах. Экспедиции по изучению влияния лесополос в сухостепной зоне проводились МГУ с 1949 года (Качинский и др., 1975). Силами исследователей были заложены 5 опытных лесополос в зоне светло-каштановых почв на Ергенях в районе Волгограда и Тингуты (Качинский и др., 1975). Породы деревьев - дуб черешчатый, клен ясенелистным, ясень зеленый (пенсильванский), вяз мелколистный и вяз обыкновенный. Отмечено, что для роста и развития лесополос и эффективного выполнения ими мероприятия по регуляции осадков и противодействию эрозии необходимо ухаживать за лесополосами и проводить регулярную прополку и культивацию межполосного пространства. Хайдапова с соавторами (1988) сосредоточили внимание на исследовании влагопереноса и водного потенциала в почвах лесополос Волгоградской области. В целом, в ряде работ показано заметное улучшение состояния почвенного покрова под лесополосами, особенно в поверхностном слое (Кретинин, и др., 1978; Господарская, и др., 1980; Карпачевский, и др., 1991). Еще более ранние работы освещали результаты исследования лесных полос в Каменной степи. На основе многолетнего опыта Каменно-Степной опытной станции лесополосы, состоящие из дуба, по сравнению с другими видами больше соответствуют росту леса в лесостепи, т.е. нормально прирастают, плодоносят и возобновляются (Шаповалов, 1930). Зонн (1954) отмечает, что корневая система дуба проникает в среднем на 3-4 м в глубину, до 11-44 метров при недостатке влаги. Исследования, проведенные на Камышинском лесомелиоративном опорном пункте Всесоюзного научно-исследовательского института агролесомелиорации, отмечают, что в ходе развития деревьев происходит процесс срастания корней деревьев, что ускоряет рост и развитие растений (Бескаравайный, 1955). В случае, если срастаются

корни деревьев одного вида, то у них повышается выносливость к негативным изменениям среды, увеличивается скорость развития, а также возрастает влияние корней на почву. В своей работа Мина (1965) говорит об изменении химического состава атмосферных вод, проходящих через полог деревьев. Интенсивность выщелачивания и специфичность выносимых веществ зависит от вида растений, условий произрастания, количества осадков, а также от части растения, с которой взаимодействует атмосферная влага. Хайфец (1961) отмечает, что черноземы, находящиеся под пологом леса, более обеспечены питательными веществами в сравнении с черноземами «некосимой» степи и пашни. На примере лесных насаждений Мариупольской лесной опытной станции участка Чони (1971) показывает, что для одних и тех же почв с разным видовым составом древесной растительности существенных различий в гранулометрическом и микроагрегатном составе не наблюдается. После посадки лесной растительности заметное влияние лесных насаждений на почву проявляется в течение 10 лет (Растворова, 1974). Интенсивность влияния древесной растительности в искусственных насаждениях на почву возрастает от фазы свободного стояния деревьев к фазе рядкового смыкания, достигает максимума в фазу полного смыкания (межрядкового) насаждений. При дальнейшем развитии лесного сообщества (фазы приспевающего и спелого леса) интенсивность влияния деревьев на почву снижается. Наибольшая скорость процессов наблюдается на поверхности почвы. В слое 0-20 см черноземов под пологом древесной растительности происходит увеличение активности микроорганизмов, что сопровождается увеличением в более чем в 2 раза содержания ДНК и содержания углерода микробной биомассы по сравнению с пашней (Благодатский и др., 2008). Масштабная работа, посвященная изучению динамике углерода под лесополосами в России и США в слоях 0-100 см, показывает интенсивное накопление углерода в почве под лесополосами (Чендев и др., 2015). В Стрелецкой, Ямской и Каменной степи в метровом слое за 55 лет произрастания

лесополос накапливается 72.1, 80.2 и 39.6 т/га углерода, соответственно. Схожие масштабы накопления органического углерода в почвенном профиле наблюдаются в США. Изучение черноземов выщелоченных, расположенных в Белгородской области, в контексте сопряженных ландшафтов показало, что под лесополосами слой 0-20 см отличается меньшей плотностью и большими запасами органического углерода по сравнению с прилегающей территорией пашни (Чендев и др., 2020). Однако в трехметровом слое запасы органического углерода между пашней и лесополосой не отличаются. Примечательно, что авторы работы установили закономерность, по которой запасы карбонатного углерода трехметровом слое под лесополосой на 87 т/га выше, чем на пашне.

В работе Растворовой (1974) высказывается гипотеза, согласно которой дуб является породой, вызывающей усиленную деградацию черноземов. Степные почвы под влиянием леса приближаются по своим свойства к почвам северных широт, но не к подзолистым, а скорее к темносерым или черноземам выщелоченным (Растворова, 1974). Это связано с высокой активностью дернового процесса, в ходе которого происходит увеличение содержания органического вещества, обменных оснований, но заметно снижение рН почвы и повышенная подвижность фосфора. Данный факт подтверждается современным работами. При оценке полного почвенного профиля отмечено, что в долговременной перспективе произрастание лесной растительности на черноземах приводит к существенному снижению запасов органического и карбонатного углерода в двухметровой толще (Хохлова и др. 2013).

Кроме прямого влияния на почвенный покров под пологом деревьев, лесные полосы влияют на прилегающую территорию. На черноземах Тимашевского агролесомелиоративного опорного пункта в опыте с разновозрастными лесополосами с 1953 по 1958 гг. сравнивались высота снежного покрова и глубина промерзания в лесной полосе и на пашне на расстоянии менее 25 м от и более 25 м от лесополос (Сурмач, 1971). Для всех лесополос в среднем по годам влияние в лесополосах

мощность снежного покрова значительно выше (90 см), а глубина промерзания значительно ниже (31 см), чем на пашне (48 см и 53 см, соответственно). При этом влияние лесополос на территорию пашни, прилегающую к лесополосам (менее 25 м от лесополос), эффективность снегонакопления и регуляция глубины промерзания в 2 раза выше, чем для открытой территории. Влияние лесополос на почвенные свойства распространяется на 50-60 м и особенно проявляется в изменение в пахотном слое с расстоянием запасов ила (Чендев и др., 2020). Отмечается, что за 55 лет неоднородность почвенного покрова появляется не только на сопредельных территориях, а также внутри лесополосы формируются неоднородности от центра к краям лесополосы.

1.1.2 Изменение почвенной структуры черноземов под лесными насаждениями

Актуальным по сей день является изучение изменений почвенной структуры, которые происходят или происходили в чернозёмных почвах после посадки лесных насаждений. Изменение физических свойств и почвенной структуры темносерой почвы было исследовано на территории Теллерманского лесничества (Зонн, 1954). В гумусовом горизонте (0-40 см) тёмно-серых лесных почв в дубравах от 60-70-летнего до 200-летнего возраста содержание воздушно-сухих агрегатов размером 1 -10 мм не изменилось за 130-140 лет (93 и 92%, соответственно), а содержание водоустойчивых агрегатов снизилось на 7% (с 81 до 75%, соответственно) (Зонн, 1954). Не смотря на низкую плотность почвы под 60-70-летним лесом фь = 0.68 и 1.00 г/см3 для слоев 3-7 и 10-17 см, соотв.), после 130 лет под лесом плотность почвы продолжает снижаться Фь = 0.66 и 0.91 г/см3 для слоев 3-7 и 12-16 см, соотв.). Подобные изменения в плотности приводят к сильному увеличению фильтрационных характеристик почвы, где коэффициент фильтрации в слое 3-7 см 200-летнней дубравы в 2 раза выше, чем для аналогичного слоя в почве 60-70-летней дубравы. С глубиной различия фильтрации снижаются, и на глубине 30-40 см коэффициенты фильтрации практически равны. Также влияние лесной растительности было исследовано на

черноземах Деркульсой научно-исследовательская станции по полезащитному лесоразведения АН СССР (бывший Старобельский участок экспедиции проф. Докучаева) в Ворошиловской области (Зонн, 1954). В верхней части гумусового горизонта (0-30 см) черноземов под 50-летней дубовой лесополосой по сравнению с пашней, находящейся в межполосном пространстве, содержание воздушно-сухих агрегатов размером 1-10 мм в 1.33 раза (42 и 56% для пашни и лесополосы, соответственно), содержание водоустойчивых агрегатов в 2.77 раза (17 и 47% для пашни и лесополосы, соответственно) и содержание органического углерода в 1.24 раза (3.63 и 4.5% для пашни и лесополосы, соответственно) увеличилось, а плотность почвы на 30% уменьшился (1.12 и 0.76 г/см3 для пашни и лесополосы, соответственно). Для сравнения, в целинных непаханых чернозёмах содержание воздушно-сухих агрегатов размером 1 -10 мм равно 68% и содержание водоустойчивых агрегатов равно 60%. Глубина весеннего проматывания почвы во влажный год под лесополосой составляет 280 см, что на 100 см глубже чем под 15-летней лесополосой и на 180 см глубже, чем на пашне. Расход влаги в 4.5 метровом слое с апреля по октябрь 1951 года под 50-летней лесополосой составляют 617 мм, что 65 мм больше, чем под 15-летней лесополосой, и на 306 мм больше, чем под пашней. Подобные расходы влаги обоснованы высокой транспирацией влаги под взрослыми лесными полосами (198 мм), и на 20% меньшей транспирацией под молодыми лесными полосами (158 мм).

Черноземы типичные Окско-Донской низменности под лесополосами характеризуются более высокой оструктуренностью по сравнению с аналогами под пашней при схожих агрофизических свойствах (Ахтырцев, Лепнин, 1987). Плотность и пористость почвы слоя 0-25 под пашней и лесополосой фактически равны (рь = 1.07 и 1.08 г/см3 и Е = 58.0 и 57.6% для пашни и леса соответственно). В то же время в слое 0-10 см содержание неагрегированной массы (<0.25 мм) и глыб (>10 мм) на пашне выше более чем в 2.3 и в 1.4 раза, соответственно, по сравнению с черноземами под

лесополосами. Водоустойчивость черноземов под лесополосами на 7% выше, чем под пашней. Разница особенно заметна для фракции водоустойчивых агрегатов размером более 1 мм, которой под лесополосами в 1.5 раза больше, чем на пашне. Повышенная агрегированность и водоустойчивость почвенной структуры черноземов под лесополосами оказывает влияние на фильтрацию влаги слое 0-30 см, которая в более чем в 2 раза выше ^^-г = 0.98 м/сут), чем под пашней ^^-г = 0.42 м/сут). При заметных различия в структуре и водно-физических свойства в верхней части гумусового горизонта, различия между черноземами на пашне и под лесополосами нивелируются с глубиной.

В большем исследовании Кретинина (1983) было изучение влияние разновозрастных лесополос на почвенную структуру в сравнении с пахотными аналогами. Для слоя 0-10 см черноземов (от выщелоченных до южных) под лесополосами (от 25 до 82 лет посадки деревьев) количество неагрегированной массы (>0.25 мм) и глыб (>10 мм), полученной после сухого просеивания, в среднем меньше на 5 и 6 %, соответственно, что обеспечивает более чем 10% прибавку в количестве агрономически ценных аггрегатов. Водоустойчивость черноземов пол лесополосами почти на 30% выше, чем под пашней. Изменения почвенной структуры сказываются на изменениях содержания органического углерода в почве. В слое 0-10 см под лесополосами в среднем на 1.1% выше органического углерода, чем на пашне. Наиболее яркие различия проявляются в лесополосах возрастом более 50 лет, где количество глыб 38 раз ниже и содержание углерода на 28% ваше, чем на пашне.

Широкопрофильное изучение почвенной структуры было реализовано в современной работе, посвященной влиянию лесных полос на черноземы в Каменной степи (Королев и др. 2012). Исследование проводилось с учетом изменений на нескольких структурных уровнях: гранулометрический, микроагрегатный состав, на водоустойчивость и полевую структуру почв. Состояние почв под лесополосами сравнивалось с пахотными угодьями и залежью. В работе показано, что длительное

произрастание лесной растительности не оказывает влияние на микроструктуру: гранулометрический и микроагрегатный составы. В тоже время при длительном произрастании лесной растительности наблюдается заметная трансформация макроструктуры в верхней части гумусового горизонта. В слое 0-20 см под лесополосами в 6 раз снижается количество неагрегированной массы (сухое просеивание, <0.25 мм) при одинаково низком количестве глыб (>10 мм), а также возрастает водоустойчивость на 20% по сравнению с пашней. Черноземы Каменной степи даже при длительной сельскохозяйственной обработке имеют высокое плодородие и хорошую почвенную структуру. Под лесными насаждениями почвенная структура становится еще лучше.

После реализации Сталинского плана преобразования природы площадь лесных насаждений на черноземах увеличилась многократно, что привело к изменению процессов почвообразования на огромной территории (Кретинин, 2004). На данный момент большинство лесных насаждений произрастают уже более 50 лет, и за это время почвенный покров претерпевает изменения, которые отражаются на базовых почвенных свойства, почвенной структуре и запасах углерода в почве.

1.2 Структурная организация почв 1.2.1 Развитие представлений о почвенной структуре

История развития представлений о почвенной структуре

Понятие почвенной структуры использовалось еще Докучаевым (1892) при описании причин засух и неурожаев на черноземах. В первую очередь понимание почвенной структуры происходило через описание состояния почв в поле, т.е. через агрегаты. Самой первой количественной характеристикой полевой структуры является агрегатный состав, т.е. распределение полевых агрегатов по размерам. Вильямс (1897) в своих ранних работах дает классификацию почв по структуре и подробное количественное описание структурных элементов почвы. Согласно данной классификации почвы имеют: глыбистое строение, грубо комковатое строение -

наличие комков более 3 мм, нежно комковатое строение - наличие комков 0.25-3 мм в диаметре. Также в данной работе Вильямс (1897) приводит методику определения строения почвы. Для анализа берут 1 куб. дециметр почвы, крупные глыбы отбирают руками, раскладывают крупные глыбы и мелкую почву на бумаге и сушат до воздушно-сухого состояния. После сушки почву просеивают через сита 5, 3, 1 и 0.5 мм и выделяют структурные отдельности размером 5-3 мм - крупные комки, 3-1 мм -средние комки, 1-0.5 мм - мелкие комки, <0.5 мм - распыленная почва. В следующих работах Вильямс (1901, 1910, 1927) уточняет верхнюю классификационную границу агрегатов: «..крупность комков по данным опытов лежит около 2-3 мм, но практически они принимаются от 3 до 5 мм. Отдельности крупнее 10 мм называются глыбами». Саввинов (1931) дополняет методику и предлагает разделять образец воздушно-сухой почвы на 8 фракций путем просеивания на ситах с диаметром отверстий 10, 5, 3, 2, 1, 0.5, 0.25 мм. Виленский (1935) акцентирует внимание, что структурный анализ почвы является первой стадией работы с агрегатами. В своей работе Виленский дополняет методику Саввинова, предлагая проводить анализ агрегатного состава навески почвы в воздушно-сухом состоянии методом фракционирования на ситах с размером отверстий 15, 10, 9, 8, 7, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5 мм. После просеивания для дальнейших анализов было предложено объединять некоторые соседние фракции и работать с диапазоном размеров агрегатов от 1 до 10 мм. Позже небольшие комментарии о процессе просеивания почвы были высказаны Ревутом (1960): «..образец помещается в верхнее сито колонки сит и легким встряхиванием разделяется на фракции агрегатов разных размеров». Через год Вадюниной и Корчагиной (1961) также было введено уточнение по методике «сухого» просеивания: «Анализируемую почву небольшими порциями помещают на верхнее, самое крупное, сито и осторожными наклонами всего набора сит рассеивают. Не следует сита сильно встряхивать. При разъединении каждое сито еще раз встряхивают осторожным постукиванием по его ребру ладонью руки, для того чтобы освободить

из отверстий застрявшие в них агрегаты». То есть с учетом последних комментариев процедура просеивания состояла из двух частей: (1) производится встряхивание всего набора сит с почвой; (2) каждое сито с оставшимися агрегатами индивидуально подвергается дополнительному воздействию. Качинский (1965) обосновывает актуальность стандартизации методики «сухого» просеивания: «Результаты анализа весьма грубы. На них влияет степень раздробленности воздушно-сухой почвы перед анализом, энергия толчков при просеивании, диапазон качания сит и др. Лучшие результаты получаются при механизации процесса просеивания: со стандартизацией размаха качания сит, частоты качаний в единицу времени, длительности процесса просеивания». Таким образом, на протяжении 19 и первой половины 20 вв. в почвоведении главенствовало представление о структуре почв как о комках, на которые распадается почва при механическом воздействии.

Далее понятие структуры почвы было развито Розановым (1975, 1983) и Ворониным (1984) до концепции иерархии структурной организации почв. В рамках данной концепции почва представляется как система уровней, выделяемых на основе происходящих в них процессов превращения веществ и энергии. Каждый из уровней имеет собственную динамику, определяющую временные рамки существования структурных элементов. Структурные элементы почв на каждом уровне формируются в результате процессе почвообразования под влиянием связующих агентов. Первичные элементы почв образуют вторичные почвенные частицы, которые в свою очередь формируют более крупные агрегаты (Воронин, 1984; ОИе77еИе1, 2012; ИвёаИ, ОаёеБ, 1982). У Розанова (2004) критерием выделения уровня служит изменение характера взаимодействия. Для каждого из структурных уровней почв характерны свои механизмы стабилизации (Amezketa е1 а1., 2003). И под почвенной структурой стали понимать физическое строение почвы, обусловленное размерами, формой, количественным соотношением, характером взаимосвязи и

расположения элементарных почвенных частиц и состоящих из них агрегатов (Воронин, 1984).

Разграничить уровни по механизмам агрегации довольно сложно. Не во всех почвах могут быть выделены все уровни организации (Dexter, 1988). Поэтому настоящее время учение о структуре почвы опирается в основном на операционализм (Chang, 2009). Операционализм означает, что мы определяем явление не через установленные механизмы образования структурных элементов различного прядка, а через методы (или операции), используемые для их измерения. Границы между структурными уровнями почвы опираются в первую очередь на способ пробоподготовки и поэтому являются условными. Например, почвенные макроагрегаты обычно описываются через процедуры фракционирования и соответственно делятся на водоустойчивые и воздушно-сухие агрегаты согласно просеиванию в разных средах - жидкости и на воздухе, соответственно. А микроагрегаты по Эдвардсу и Брюмнеру (Edwards, Bremner, 1967) и элементарные почвенные частицы по Воронину (1984) и Шеину (2005) для многих почв могут совпадать по своей сути. Более того, методы пробоподготовки к анализу сильно отличаются в зависимости от школы почвоведения или поставленной задачи (Юдина и др., 2018).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Фомин Дмитрий Сергеевич, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Адамов Н. П. Температура чернозема (продолжение) // Почвоведение. 1900. 3(8). С. 190-200.

2. Адамов Н. П. Температура чернозема// Почвоведение. 1900. 2(7). С. 83-98.

3. Ахтырцев Б.П., Лепинин И.А. Агрофизические и водные свойства типичных черноземов Окско-Донской низменности и их изменение при сельскохозяйственного использовании // Повышение плодородия почв в условиях интенсивного земледелия: Межвуз. сб. науч. тр. 1987 С. 2437

4. Бескаравайный М.М. Срастание корней некоторых древесных пород в районе г. Камышин / Агробиология 1955 № 3 С. 78-89

5. Благодатский С. А., Богомолова И. Н., Благодатская Е. В. Микробная биомасса и кинетика роста микроорганизмов в черноземах при различном сельскохозяйственном использовании //Микробиология. 2008. Т. 77. №. 1. С. 113-120.

6. Вадюнина А. Ф., Корчагина З. А. Методы определения физических свойств почв и грунтов //М.: Высш. шк. 1961. С. 416.

7. Васильев А.М. Исследования физических свойств почв. Кишинев: Гос. изд-во Молдавии. 1952. 300 с.

8. Виленский Д. Г. К методике исследования прочности почв при изучении почвенной эрозии, Почвоведение. 1935. № 115. Вып. 5-6. С. 789-796.

9. Вильямс В. Р. Курс общего земледелия (общая культура), ред. Гильтебрандт Д. И // Москва: Типография Г. Лисснера и А. Гешеля. 1901. С. 190

10. Вильямс В. Р. Курс общего земледелия, ред. Андриевский И. К, Москва // Издательство студенческого Агрономического Кружка по изучению Смоленской губернии. 1910. С. 203.

11.Вильямс В. Р. Лекции по почвоведению // Москва: Типография общества распространения полезных книг. 1897. С. 260.

12.Вильямс В. Р. Общее земледелие с основами почвоведения // МоскваА Новый агроном. 1927. С. 494.

13.Воробьева Л. А. Теория и методы химического анализа почв //М.: Изд-во Моск. ун-та. 1995.

14.Воронин А. Д. Структурно-функциональная гидрофизика почв, ред. Розанов Б. Г. и Судницын И. И // Москва: Издательство Московского университета. 1984. С. 204.

15.Высоцкий Г. Н. Гидрологические и гео-биологические наблюдения в Велико-Анадоле. II Структура почвы и грунта // Почвоведение. 1899. 2(2). С. 85-97.

16.Высоцкий Г. Н. Гидрологические и гео-биологические наблюдения в Велико-Анадоле. III Влажность почвы и грунта // Почвоведение. 1899. 3(3). С. 165-181.

17.Высоцкий Г. Н. Гидрологические и гео-биологические наблюдения в Велико-Анадоле. IV Поверхность воды // Почвоведение. 1899. 4(4). С. 239-254.

18.Высоцкий Г. Н. Почвенные зоны Евр. России с связи с соленостью грунтов и характером лесной растительности // Почвоведение. 1899. 1(1). С. 19-26.

19.Гедройц К.К. Почва как культурная среда для сельскохозяйственных растений// Носовская сельскохозяйственная опытная станция. 1926. 42 с.

20.Герке К. М., Скворцова Е. Б., Корост Д. В. Томографический метод исследования порового пространства почв: состояние проблемы и изучение некоторых почв России //Почвоведение. 2012. №. 7. С. 781-781.

21.Герцык В. В., Роде А. А. Элементы баланса влаги в целинных черноземах в некосимой степи и дубовом лесу // Почвоведение. 1978. 7(591). С. 77-86.

22.Герцык В. В., Роде А. А. О соотношении между количеством атмосферных осадков и величиной расхода влаги целинными мощными черноземами под некосимой степью и дубовым лесом // Почвоведение. 1979. 11(607). С. 140-147.

23.Герцык В. В., Роде А. А. Послойный режим и баланс влаги в целинных мощных черноземах под некосимой степью и дубовым лесом // Почвоведение. 1979. 3(599). С. 59-75.

24.Герцык В. В., Роде А. А. Статистическая характеристика элементов баланса влаги черноземов под некосимой степью и дубовым лесом // Почвоведение. 1980. 7(615). С. 101-111.

25.Господарская Н. Д., Ерусалимская В. И. Преобразцющее влияние широких лесополос в сухой степи // Почвоедение. 1980. 11(619). С. 109-115.

26. Дмитриев Е. А. Математическая статистика в почвоведении. URSS, 2008.

27.Докучаев В. В. Наши степи прежде и теперь. СПб., 1892 //Избр. соч. 1949. С. 224.

28.Егоров В. В. и др. Классификация и диагностика почв СССР. Рипол Классик, 1977.

29.Зонн С.В. Влияние леса на почву / Москва: Издательство академии наук СССР 1954 159 с.

30.Иванов А. Л. и др. Глобальный климат и почвенный покров-последствия для землепользования России //Бюллетень Почвенного института имени ВВ Докучаева. 2021. №. 107. С. 5-32.

31.Иванов А. Л., Шеин Е. В., Скворцова Е. Б. Томография порового пространства почв: от морфологической характеристики к структурно-функциональным оценкам //Почвоведение. 2019. №. 1. С. 61-69.

32.Иванов И. В., Александровский А. Л. Методы изучения эволюции почв //Почвоведение. 1987. №. 1. С. 112-121.

33.Карпачевский Л. О., Травлеев А. П. Лесные почвы и сильватизация ландшафта // Почвоведение. 1991. 4(743). С. 12-18.

34.Качинский Н. А. Физика почв // Москва: Высшая школа. 1965. С. 319.

35.Качинский Н.А. Сущность структурообразования в почвах // Физика, химия, биология и минералогия почв СССР / Ред. И.П. Герасимов. М.: Наука. 1964.

36.Качинский Н.А., Вадюнина А.Ф., Боровинская Л.Б. Итоги многолетних исследований комплексной экспедиции МГУ по проблеме "Полезащитное полосное лесоразведение в каштановой почвенной зоне юго-востока Европейской частиц СССР" / Вестник Московского Университета. Серия 6 Биология, Почвоведение 1975. № 4. С. 78-94

37.Ковда В. А. Великий план преобразования природы. -1952.

38.Ковда В. А., Розанов Б. Г. (ред.). Почвоведение: В 2-х ч. Ч. 2, Типы почв, их география и использование. Высшая школа, 1988.

39.Когут Б. М., Семенов В. М. Оценка насыщенности почвы органическим углеродом //Бюллетень Почвенного института им. ВВ Докучаева. 2020. №. 102.

40.Когут Б. М., Сысуев С. А., Холодов В. А. Водопрочность и лабильные гумусовые вещества типичного чернозема при разном землепользовании //Почвоведение. 2012. №. 5. С. 555-555.

41.Королев В. А., Громовик А. И., Йонко О. А. Изменение физических свойств почв Каменной степи под влиянием полезащитных лесополос // Почвоведение. 2012. № 3. С. 745-751.

42.Кретинин В. М., Леонов В. В. Изменение степных почв Алтая под влиянием лесополос // Почвоведение. 1978. № 10. С. 100-108.

43.Кретинин, В.М. Влияние лесных полос на структурные и механические элементы почв // Почвоведение. 1983. № 5. С. 50-57.

44.Кретинин В. М. Влияние лесомелиорации на аккумуляцию гумуса и биофильных элементов в почвах различных природных зон России // Почвоведение. 2004. № 6. С. 745-751.

45.Кузнецова И. В. О некоторых критериях оценки физических свойств почв //Почвоведение. 1979. №. 3. С. 81-88.

46.Левенчук А. И. Системное мышление //Москва: Издательские решения. 2018.

47.Милановский Е. Ю. и др. Практикум по физике твердой фазы почв. 2011.

48.Милановский Е. Ю. и др. Пространственное распределение содержания органического вещества в почвах агроландшафтов центрального черноземья // Вестник ОГУ. 2015. № 6. С. 116-119.

49.Милащенко Н. З. и др. Плодородие черноземов России. 1998.

50. Мина В. Н. Выщелачивание некоторых веществ атмосфорными осадками из древесных растений и его значение в биологическом круговороте // Почвоведение. 1965. № 6. С. 7-17.

51.Морозов Г. Ф. К вопросу о влажности лесной почвы // Почвоведение. 1900. 2(7). С. 122-130.

52.Морозов Г. Ф. Почвоведение и лесоводство // Почвоведение. 1899. 1(1). С. 1-19. 53.Отоцкий П. В. О влиянии леса на грунтовые воды [Journal] // Почвоведение.

1899. № 2. С. 101-116.

54.Растворова О.Г. О взаимодействии древесных пород с почвами Труды Петергофского биологического института. Вопросы генезиса почв лесной зоны и лесостепья 1974. № 23. С. 53-74

55.Ревут И. Б. Физика в земледелии, ред. Иоффе А. Ф Москва: Физматгиз, 1960. С. 400.

56.Розанов Б. Г. Генетическая морфология почв. МГУ, 1975.

57.Розанов Б. Г. Морфология почв: Учебное пособие. МГУ, 1983.

58.Розанов Б.Г. Морфология почв. М.: Академический проект, 2004. 432 с. ISBN: 5-8291-0451-2.

59.Саввинов Н. И. Структура почвы и ее прочность на целине, перелоге и старопахотных участках, ред. Вильямс В. Р, Москва, Сельколхозгиз, 1931, С. 46.

60. Семенов В. М. и др. Почвенное органическое вещество. 2015.

61. Скворцова Е. Б. Изменение геометрического строения пор и агрегатов как показатель деградации структуры пахотных почв //Почвоведение. 2009. №. 11. С. 1345-1353.

62.Скворцова Е. Б., Уткаева В. Ф. Строение порового пространства как геометрический показатель почвенной структуры //Почвоведение. 2008. №. 11. С. 1354-1361.

63. Сорокина Н. П. Структура почвенного покрова пахотных земель (Типизация, картографирование, агроэкологическая оценка): дис. Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 2003.

64. Сукачев В. Н. Великий Сталинский план преобразования природы степных и лесостепных районов нашей страны //Вопросы географии. Сб. девятнадцатый. 1950. С. 5-22.

65.Сурмач Г.П. Водорегулирующая и противоэрозионная роль лесных насаждений / Москва: Издательство "Лесная промышленность". 1971. 112 с.

66.Хайдапова Д. Д., Карпачевский Л. О. Закономерности влагопереноса в светло-каштановой почве под лесополосами в Волгоградской области // Почвоведение. 1988. № 9. С. 85-92.

67.Хейфец Д. М. О питательном режиме мощных черноземов под лесом, степью и пашней в районе Курского заповедника // Почвоведение. 1961. № 2. С. 18

68.Хитров Н.Б. Структура почвенного покрова Каменной степи // Разнообразие почв Каменной степи. М: 2009. С.41-71

69.Хохлова О. С. и др. Карбонатный пул педогенного углерода при разных типах и длительности использования пашни в Среднерусской лесостепи //Почвоведение. 2013. №. 5. С. 583-583.-25.

70.Чендев Ю. Г. и др. Накопление органического углерода в черноземах (моллисолях) под полезащитными лесными насаждениями в России и США//Почвоведение. 2015. №. 1. С. 49-49.

71.Чендев Ю. Г. и др. Изменение лесостепных черноземов под влиянием лесополос на юге Среднерусской возвышенности //Почвоведение. 2020. №. 8. С. 934-947.

72.Чони Л. И. Изменение строения черноземов под влиянием лесных насаждений (на примере Мариупольской лесной опытной станции) // Почвоведение. 1971. № 2. С. 37-41.

73.Шаповалов А.А. Влияние состава насаждений на развитие древесных пород в лесных полосах Каменной Степи / Воронеж: Издательство "Коммуна". 1930. 39 с.

74.Шеин Е. В. и др. Теории и методы физики почв. 2007.

75.Шеин Е. В. Курс физики почв, ред. Владыченский А. С. и Бондарев А, Москва, Издательство Московского университета. 2005. С. 432. ISBN 5-211-05021-5.

76.Шишов Л. Л. и др. Классификация почв России //Смоленск: Изд-во Ойкумена. 1997. 342 с

77. Юдина А. В., Милановский Е. Ю. Микроагрегатный анализ почв методом лазерной дифракции: особенности пробоподготовки и интерпретации результатов //Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2017. №. 89. С. 3-20.

78.Юдина А. В. и др. От понятия элементарной почвенной частицы к гранулометрическому и микроагрегатному анализам (обзор) //Почвоведение. 2018. №. 11. С. 1340-1362.

79.Юдина А. В. Лазерная дифрактометрия в почвоведении: методические аспекты и диагностическое значение: дис. Московский государственный университет им. МВ Ломоносова, 2018.

80.Abrosimov K. N. et al. Tomography in Soil Science: From the First Experiments to Modern Methods (A Review) //Eurasian Soil Science. 2021. Т. 54. №. 9. С. 1385-1399.

81.Adler P. Porous media: geometry and transports. Elsevier, 2013.

82.Afrasiabi F. et al. Comparison of alternative soil particle-size distribution models and their correlation with soil physical attributes //Journal of Hydrology and Hydromechanics. 2019. T. 67. №. 2. C. 179-190.

83.Alexander E. B. Soils in natural landscapes. CRC Press, 2013. 319 p.

84.Aluko O. B., Koolen A. J. The essential mechanics of capillary crumbling of structured agricultural soils //Soil and Tillage Research. 2000. T. 55. №. 3-4. C. 117126.

85.Amezketa E. et al. Macro-and micro-aggregate stability of soils determined by a combination of wet-sieving and laser-ray diffraction //Spanish Journal of Agricultural Research. 2003. №. 4. C. 83-94.

86.Amezketa E. Soil aggregate stability: a review //Journal of sustainable agriculture. 1999. T. 14. №. 2-3. C. 83-151.

87.Ananyeva K. et al. Can intra-aggregate pore structures affect the aggregate's effectiveness in protecting carbon? //Soil Biology and Biochemistry. 2013. T. 57. C. 868-875.

88.Anderson J. M. The effects of climate change on decomposition processes in grassland and coniferous forests //Ecological Applications. 1991. T. 1. №. 3. C. 326-347.

89.Angers D. A., Recous S., Aita C. Fate of carbon and nitrogen in water-stable aggregates during decomposition of 13C15N-labelled wheat straw in situ //European Journal of Soil Science. 1997. T. 48. №. 2. C. 295-300.

90.Bach E. M., Hofmockel K. S. A time for every season: soil aggregate turnover stimulates decomposition and reduces carbon loss in grasslands managed for bioenergy //Gcb Bioenergy. 2016. T. 8. №. 3. C. 588-599. DOI: 10.1111/gcbb.12267

91.Baumert V. L. et al. Root exudates induce soil macroaggregation facilitated by fungi in subsoil //Frontiers in Environmental Science. 2018. T. 6. C. 140.

92.Baveye P. C. et al. Emergent properties of microbial activity in heterogeneous soil microenvironments: different research approaches are slowly converging, yet major challenges remain //Frontiers in Microbiology. 2018. T. 9. C. 1929.

93.Bear J. Dynamics of fluids in porous media. Courier Corporation, 2013.

94.Berthrong S. T. et al. Afforestation alters the composition of functional genes in soil and biogeochemical processes in South American grasslands //Applied and environmental microbiology. 2009. T. 75. №. 19. C. 6240-6248.

95.Bottinelli N. et al. Why is the influence of soil macrofauna on soil structure only considered by soil ecologists? //Soil and Tillage Research. 2015. T. 146. C. 118-124.

96.Braunack M. V., Dexter A. R. Soil aggregation in the seedbed: a review. I. Properties of aggregates and beds of aggregates //Soil and Tillage Research. 1989. T. 14. №. 3. C. 259-279. DOI: 10.1016/0167-1987(89)90013-5

97.Braunack M. V., Dexter A. R. Soil aggregation in the seedbed: a review II. Effect of aggregate sizes on plant growth //Soil and Tillage Research. 1989. T. 14. №. 3. C. 281-298.

98.Brewer R. Fabric and mineral analysis of soils //Soil Science. 1965. T. 100. №. 1. C. 73.

99.Bronick C. J., Lal R. Soil structure and management: a review //Geoderma. 2005. T. 124. №. 1-2. C. 3-22.

100. Chan K. Y., Heenan D. P. Microbial-induced soil aggregate stability under different crop rotations //Biology and fertility of soils. 1999. T. 30. №. 1. C. 29-32. doi: 10.1007/s003740050583

101. Chandler K. R., Chappell N. A. Influence of individual oak (Quercus robur) trees on saturated hydraulic conductivity //Forest Ecology and Management. 2008. T. 256. №. 5. C. 1222-1229.

102. Chang, H. (2009). Operationalism. In E. N. Zalta (Ed.) // The Stanford encyclopedia of philosophy (2009 ed.). Retrieved from http://plato .stanford.edu/archives/fall2009/entries/operationalism

103. Chen R., Ng C. W. W. Impact of wetting-drying cycles on hydro-mechanical behavior of an unsaturated compacted clay //Applied clay science. 2013. T. 86. C. 3846.

104. Chepil W. S. Properties of soil which influence wind erosion: II. Dry aggregate structure as an index of erodibility //Soil Sci. 1950. T. 69. C. 403-414. DOI: 10.1097/00010694-195005000-00006

105. Chepil W. S. Properties of soil which influence wind erosion: IV. State of dry aggregate structure //Soil Science. 1951. T. 72. №. 5. C. 387-402. DOI: 10.1097/00010694-195111000-00007

106. Christensen B. T. Matching measurable soil organic matter fractions with conceptual pools in simulation models of carbon turnover: revision of model structure //Evaluation of soil organic matter models. 1996. C. 143-159. DOI: 10.1007/978-3-642-61094-3_11

107. Colazo J. C., Buschiazzo D. E. Soil dry aggregate stability and wind erodible fraction in a semiarid environment of Argentina //Geoderma. 2010. T. 159. №. 1-2. C. 228-236. DOI: 10.1016/j.geoderma.2010.07.016

108. Coleman D. C. From peds to paradoxes: linkages between soil biota and their influences on ecological processes //Soil Biology and Biochemistry. 2008. T. 40. №.

2. C. 271-289. DOI: 10.1016/j.soilbio.2007.08.005

109. Currie W. S. et al. Vertical transport of dissolved organic C and N under long-term N amendments in pine and hardwood forests //Biogeochemistry. 1996. T. 35. №.

3. C. 471-505.

110. de Mendiburu F. agricolae tutorial (Version 1.3-5). 2021.

111. de Mendiburu F., de Mendiburu M. F. Package 'agricolae' //R Package, Version. 2019. C. 1-2.

112. Denef K. et al. Influence of dry-wet cycles on the interrelationship between aggregate, particulate organic matter, and microbial community dynamics //Soil Biology and Biochemistry. 2001. T. 33. №. 12-13. C. 1599-1611.

113. Dexter A. R. Advances in characterization of soil structure //Soil and tillage research. 1988. T. 11. №. 3-4. C. 199-238. DOI: 10.1016/0167-1987(88)90002-5

114. Dexter A. R. et al. Clay dispersion from soil as a function of antecedent water potential //Soil Science Society of America Journal. 2011. T. 75. №. 2. C. 444-455.

115. Doerr S. H., Shakesby R. A., Walsh R. P. D. Soil water repellency: its causes, characteristics and hydro-geomorphological significance //Earth-Science Reviews. 2000. T. 51. №. 1-4. C. 33-65.

116. Dorodnikov, M., Blagodatskaya, E., Blagodatsky, S., Marhan, S., Fangmeier, A., Kuzyakov, Y. (2009). Stimulation of microbial extracellular enzyme activities by elevated CO2 depends on soil aggregate size. Global Change Biology, 15, 1603-1614. DOI: 10.1111/j.1365-2486.2009.01844.x

117. Edwards A.P. Bremner J.M. Dispersion of soil particles by sonic vibration // J. Soil Sci. 1967. № 18. P. 47-63

118. Edwards A.P., Bremner J.M. Microaggregates in soils // J. Soil Sci. T. 18 № 1. 1967. C. 64-73. doi: 10.1111/j.1365-2389.1967.tb01488.x

119. Edwards A.P., Bremner J.M. Use of sonic vibration for separation of soil particles // Can. J. Soil Sci. 1964. № 44. P. 366.

120. Emerson W. W., Chi C. L. Exchangeable calcium, magnesium and sodium and the dispersion of illites in water. II. Dispersion of illites in water //Soil Research. 1977. T. 15. №. 3. C. 255-262.

121. Esmaeelnejad L. et al. The best mathematical models describing particle size distribution of soils //Modeling Earth Systems and Environment. 2016. T. 2. №. 4. C. 1-11.

122. Farley K. A., Jobbágy E. G., Jackson R. B. Effects of afforestation on water yield: a global synthesis with implications for policy //Global change biology. 2005. T. 11. №. 10. C. 1565-1576.

123. Fomin D. et al. Energy-based indicators of soil structure by automatic dry sieving //Soil and Tillage Research. 2021. T. 214. C. 105183.

124. Fredlund M. D., Fredlund D. G., Wilson G. W. An equation to represent grain-size distribution //Canadian Geotechnical Journal. 2000. T. 37. №. 4. C. 817-827.

125. Gajic B., Burovic N., Dugalic G. Composition and stability of soil aggregates in Fluvisols under forest, meadows, and 100 years of conventional tillage //Journal of plant nutrition and soil science. 2010. T. 173. №. 4. C. 502-509.

126. Gerke K. M. et al. Finite-difference method Stokes solver (FDMSS) for 3D pore geometries: Software development, validation and case studies //Computers & geosciences. 2018. T. 114. C. 41-58.

127. Gerke K. M., Skvortsova E. B., Korost D. V. Tomographic method of studying soil pore space: Current perspectives and results for some Russian soils //Eurasian Soil Science. 2012. T. 45. №. 7. C. 700-709.

128. Ghezzehei T.A. Soil structure // Handbook of Soil Sciences: Properties and Processes / Eds.: P. Huang, Y. Li, M. Sumner. Boca Raton: CRC Press, 2012. V. 2.

129. Golchin A. et al. Study of free and occluded particulate organic matter in soils by solid state 13C CP/MAS NMR spectroscopy and scanning electron microscopy //Soil Research. 1994. T. 32. №. 2. C. 285-309.

130. Guimarâes B. C. M. et al. Microbial services and their management: recent progresses in soil bioremediation technology //Applied Soil Ecology. 2010. T. 46. №. 2. C. 157-167. DOI: 10.1016/j.apsoil.2010.06.018

131. Harrigan T. P., Mann R. W. Characterization of microstructural anisotropy in orthotropic materials using a second rank tensor //Journal of Materials Science. 1984. T. 19. №. 3. C. 761-767.

132. Heilmayr R., Echeverría C., Lambin E. F. Impacts of Chilean forest subsidies on forest cover, carbon and biodiversity //Nature Sustainability. 2020. T. 3. №. 9. C. 701-709.

133. Hernandez-Ramirez G. et al. Carbon sources and dynamics in afforested and cultivated corn belt soils //Soil Science Society of America Journal. 2011. T. 75. №. 1. C. 216-225.

134. Hildebrand T., Rüegsegger P. A new method for the model-independent assessment of thickness in three-dimensional images //Journal of microscopy. 1997. T. 185. №. 1. C. 67-75.

135. Hong S. et al. Divergent responses of soil organic carbon to afforestation //Nature Sustainability. 2020. T. 3. №. 9. C. 694-700.

136. Hoosbeek M. R., Bryant R. B. Towards the quantitative modeling of pedogenesis—a review //Geoderma. 1992. T. 55. №. 3-4. C. 183-210.

137. Horn R., Smucker A. Structure formation and its consequences for gas and water transport in unsaturated arable and forest soils //Soil and Tillage Research. 2005. T. 82. №. 1. C. 5-14.

138. ISO 11277:2009. Soil quality Determination of particle size distribution in mineral soil material Method by sieving and sedimentation. Geneva: International Organization for Standardization, 2009.

139. Jackson R. B. et al. Belowground consequences of vegetation change and their treatment in models //Ecological applications. 2000. T. 10. №. 2. C. 470-483.

140. Jandl R. et al. How strongly can forest management influence soil carbon sequestration? //Geoderma. 2007. T. 137. №. 3-4. C. 253-268.

141. Jarvis N., Larsbo M., Koestel J. Connectivity and percolation of structural pore networks in a cultivated silt loam soil quantified by X-ray tomography //Geoderma. 2017. T. 287. C. 71-79.

142. Jobbagy E. G., Jackson R. B. The vertical distribution of soil organic carbon and its relation to climate and vegetation //Ecological applications. 2000. T. 10. №. 2. C. 423-436.

143. John B. et al. Storage of organic carbon in aggregate and density fractions of silty soils under different types of land use //Geoderma. 2005. T. 128. №. 1 -2. C. 6379.

144. Juma N. G. Interrelationships between soil structure/texture, soil biota/soil organic matter and crop production //Soil Structure/Soil Biota Interrelationships. Elsevier, 1993. C. 3-30

145. Karsanina M. V. et al. Compressing soil structural information into parameterized correlation functions //European Journal of Soil Science. 2021. T. 72. №. 2. C. 561-577.

146. Karsanina, M. V., Gerke, K. M., Skvortsova, E. B., Ivanov, A. L., Mallants, D. (2018). Enhancing image resolution of soils by stochastic multiscale image fusion. Geoderma, 314, 138-145. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017.10.055

147. Kemper W. D., Chepil W. S. Size distribution of aggregates //Methods of soil analysis: Part 1 physical and mineralogical properties, including statistics of measurement and sampling. 1965. T. 9. C. 499-510. DOI: 10.2134/agronmonogr9.1.c39

148. Kemper W. D., Rosenau R. C. Aggregate stability and size distribution. 1986. DOI: 10.2136/sssabookser5.1.2ed.c17

149. Korost D. et al. Technologies for the Study of Full-Size Core with CT and Numerical Simulation Methods //SPE Russian Petroleum Technology Conference. OnePetro, 2019.

150. Kozlov D. N., Levchenko E. A., Lozbenev N. I. Soil combinations as an object of DSM: a case study in chernozems area of the Russian Plain //Proceedings of the Global Soil Map 2017 Conference. 2017. С. 81-88.

151. Kravchenko A. N. et al. Intra-aggregate pore structure influences phylogenetic composition of bacterial community in macroaggregates //Soil Science Society of America Journal. 2014. Т. 78. №. 6. С. 1924-1939.

152. Kravchenko A. N. et al. Protection of soil carbon within macro-aggregates depends on intra-aggregate pore characteristics //Scientific Reports. 2015. Т. 5. №. 1. С. 1-10.

153. Kravchenko A. N., Guber A. K. Soil pores and their contributions to soil carbon processes //Geoderma. 2017. Т. 287. С. 31-39.

154. Kuzyakov Y., Friedel J. K., Stahr K. Review of mechanisms and quantification of priming effects //Soil Biology and Biochemistry. 2000. Т. 32. №. 11-12. С. 14851498.

155. Kuzyakov Y., Zamanian K. Reviews and syntheses: Agropedogenesis-humankind as the sixth soil-forming factor and attractors of agricultural soil degradation //Biogeosciences. 2019. Т. 16. №. 24. С. 4783-4803.

156. Laganiere J., Angers D. A., Pare D. Carbon accumulation in agricultural soils after afforestation: a meta-analysis //Global change biology. 2010. Т. 16. №. 1. С. 439-453.

157. Lal R. Forest soils and carbon sequestration //Forest ecology and management. 2005. Т. 220. №. 1-3. С. 242-258.

158. Lal R. Soil carbon sequestration impacts on global climate change and food security //science. 2004. Т. 304. №. 5677. С. 1623-1627.

159. Lal R. Soil structure and sustainability //Journal of sustainable agriculture. 1991. Т. 1. №. 4. С. 67-92.

160. Le Bissonnais Y. Aggregate stability and assessment of soil crustability and erodibility: I. Theory and methodology //European Journal of soil science. 1996. T. 47. №. 4. C. 425-437. DOI: 10.1111/j.1365-2389.1996.tb01843.x

161. Lucas M. et al. Soil structure formation along an agricultural chronosequence //Geoderma. 2019. T. 350. C. 61-72.

162. Marquez C. O. et al. Aggregate-size stability distribution and soil stability //Soil Science Society of America Journal. 2004. T. 68. №. 3. C. 725.

163. Matthews M.D. The effect of pretreatment on size analysis. Principles, methods and application of particle size analysis. Cambridge University Press, 2007.

164. Mbagwu J. S. C., Bazzoffi P. Soil characteristics related to resistance of breakdown of dry soil aggregates by water-drops //Soil and Tillage Research. 1998. T. 45. №. 1-2. C. 133-145. DOI: 10.1016/S0933-3630(96)00133-X

165. Mendes I. C. et al. Microbial biomass and activities in soil aggregates affected by winter cover crops //Soil Science Society of America Journal. 1999. T. 63. №. 4. C. 873-881. DOI: 10.2136/sssaj1999.634873x

166. Miller R. M., Jastrow J. D. Mycorrhizal fungi influence soil structure //Arbuscular mycorrhizas: physiology and function. Springer, Dordrecht, 2000. C. 318.

167. Minasny B. et al. Soil carbon 4 per mille //Geoderma. 2017. T. 292. C. 59-86.

168. Ngom N. F. et al. Extraction of three-dimensional soil pore space from microtomography images using a geometrical approach //Geoderma. 2011. T. 163. №. 1-2. C. 127-134.

169. Nichols K. A., Toro M. A whole soil stability index (WSSI) for evaluating soil aggregation //Soil and Tillage Research. 2011. T. 111. №. 2. C. 99-104. DOI: 10.1016/j.still.2010.08.014

170. Nimmo J. R., Perkins K. S. 2.6 Aggregate stability and size distribution //Methods of soil analysis: part. 2002. T. 4. C. 317-328. DOI: 10.2136/sssabookser5.4.c14

171. Nunan N. et al. Investigating microbial micro-habitat structure using X-ray computed tomography //Geoderma. 2006. T. 133. №. 3-4. C. 398-407.

172. Obour P. B. et al. Predicting soil workability and fragmentation in tillage: a review //Soil Use and Management. 2017. T. 33. №. 2. C. 288-298.

173. Odgaard A., Gundersen H. J. G. Quantification of connectivity in cancellous bone, with special emphasis on 3-D reconstructions //Bone. 1993. T. 14. №. 2. C. 173182.

174. Or D., Keller T., Schlesinger W. H. Natural and managed soil structure: On the fragile scaffolding for soil functioning //Soil and Tillage Research. 2021. T. 208. C. 104912.

175. Pachepsky Y. A., Rawls W. J. Soil structure and pedotransfer functions //European Journal of Soil Science. 2003. T. 54. №. 3. C. 443-452.https://doi.org/10.1046/j.1365-2389.2003.00485.x

176. Pachepsky Y., Hill R. L. Scale and scaling in soils //Geoderma. 2017. T. 287. C. 4-30. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2016.08.017

177. Pagliai M., Vignozzi N. The soil pore system as an indicator of soil quality //Advances in GeoEcology. 2002. T. 35. C. 69-80.

178. Papadopoulos A. et al. Investigating the effects of organic and conventional management on soil aggregate stability using X-ray computed tomography //European Journal of Soil Science. 2009. T. 60. №. 3. C. 360-368.

179. Perfect E. et al. Comparison of functions for characterizing the dry aggregate size distribution of tilled soil //Soil and tillage research. 1993. T. 28. №. 2. C. 123 -139.

180. Peth S. et al. Three-dimensional quantification of intra-aggregate pore-space features using synchrotron-radiation-based microtomography //Soil Science Society of America Journal. 2008. T. 72. №. 4. C. 897-907.

181. Poeplau C. et al. Isolating organic carbon fractions with varying turnover rates in temperate agricultural soils-A comprehensive method comparison //Soil Biology and Biochemistry. 2018. T. 125. C. 10-26.

182. Protz R., Arnaud J.St. The evaluation of four pretreatments used in particle-size distribution analyses // Can. J. Soil Sci. 1964. № 44. P. 345-351.

183. Quideau S. A. et al. Organic carbon sequestration under chaparral and pine after four decades of soil development //Geoderma. 1998. T. 83. №. 3-4. C. 227-242.

184. Rabot E. et al. Soil structure as an indicator of soil functions: A review //Geoderma. 2018. T. 314. C. 122-137.

185. Ran Y. et al. A higher river sinuosity increased riparian soil structural stability on the downstream of a dammed river //Science of The Total Environment. 2022. T. 802. C. 149886.

186. Rémy É., Thiel É. Medial axis for chamfer distances: computing look-up tables and neighbourhoods in 2D or 3D //Pattern Recognition Letters. 2002. T. 23. №. 6. C. 649-661.

187. Rillig M. C. Arbuscular mycorrhizae, glomalin, and soil aggregation //Canadian Journal of Soil Science. 2004. T. 84. №. 4. C. 355-363.

188. Roger-Estrade J. et al. Tillage and soil ecology: partners for sustainable agriculture //Soil and Tillage Research. 2010. T. 111. №. 1. C. 33-40. DOI: 10.1016/j.still.2010.08.010

189. Russell M. B., Feng C. L. Characterization of the stability of soil aggregates //Soil science. 1947. T. 63. №. 4. C. 299-304. DOI: 10.1097/00010694-19470400000006

190. Sahimi M. Heterogeneous Materials I: Linear transport and optical properties. Springer Science & Business Media, 2003. T. 22. https://doi.org/10.1007/b97507

191. Sanchez G. et al. Package 'plspm' //Citeseer: State College, PA, USA. 2013.

192. Sanchez G. PLS Path Modeling with R Trowchez Editions. // Berkeley. 2013. http://www.gastonsanchez.com/PLS Path Modeling with R.pdf

193. Sanchez G., Trinchera L., Russolillo G. Introduction to the R package plspm //Retrieved. 2014. T. 20. C. 2021.

194. Sarkar D. Physical and chemical methods in soil analysis. New Age International, 2005. 211 p.

195. Sauer T. J., Cambardella C. A., Brandle J. R. Soil carbon and tree litter dynamics in a red cedar-scotch pine shelterbelt //Agroforestry Systems. 2007. T. 71. №. 3. C. 163-174.

196. Schlüter S. et al. Image processing of multiphase images obtained via X-ray microtomography: a review //Water Resources Research. 2014. T. 50. №. 4. C. 36153639.

197. Schlüter S. et al. Image processing of multiphase images obtained via X-ray microtomography: a review //Water Resources Research. 2014. T. 50. №. 4. C. 36153639.

198. Schmidt M. W. I., Rumpel C., Kögel-Knabner I. Evaluation of an ultrasonic dispersion procedure to isolate primary organomineral complexes from soils //European Journal of Soil Science. 1999. T. 50. №. 1. C. 87-94.

199. Schulte P. et al. Influence of HCl pretreatment and organo-mineral complexes on laser diffraction measurement of loess-paleosol-sequences //Catena. 2016. T. 137. C. 392-405.

200. Schulte P., Lehmkuhl F. The difference of two laser diffraction patterns as an indicator for post-depositional grain size reduction in loess-paleosol sequences //Palaeogeography, palaeoclimatology, palaeoecology. 2018. T. 509. C. 126-136.

201. Schulze E. D. et al. Rooting depth, water availability, and vegetation cover along an aridity gradient in Patagonia //Oecologia. 1996. T. 108. №. 3. C. 503-511.

202. Sexstone A. J. et al. Direct measurement of oxygen profiles and denitrification rates in soil aggregates. 1985.

203. Six J. et al. A history of research on the link between (micro) aggregates, soil biota, and soil organic matter dynamics //Soil and tillage research. 2004. T. 79. №. 1. C. 7-31.

204. Six J. et al. Aggregation and soil organic matter accumulation in cultivated and native grassland soils. 1998.

205. Six J. et al. Measuring and understanding carbon storage in afforested soils by physical fractionation //Soil science society of America journal. 2002. T. 66. №. 6. C. 1981-1987.

206. Six J., Elliott E. T., Paustian K. Soil macroaggregate turnover and microaggregate formation: a mechanism for C sequestration under no-tillage agriculture //Soil Biology and Biochemistry. 2000. T. 32. №. 14. C. 2099-2103.

207. Skidmore E. L., Powers D. H. Dry soil-aggregate stability: Energy-based index //Soil Science Society of America Journal. 1982. T. 46. №. 6. C. 1274-1279. DOI: 10.2136/sssaj1982.03615995004600060031x

208. Soto-Gómez D. et al. Percolation theory applied to soil tomography //Geoderma. 2020. T. 357. C. 113959.

209. Steffens M., Kolbl A., Kogel-Knabner I. Alteration of soil organic matter pools and aggregation in semi-arid steppe topsoils as driven by organic matter input //European Journal of Soil Science. 2009. T. 60. №. 2. C. 198-212.

210. Tisdall J. M., Smith S. E., Rengasamy P. Aggregation of soil by fungal hyphae //Soil Research. 1997. T. 35. №. 1. C. 55-60.

211. Tisdall J.M., Oades J.M. Organic matter and waterstable aggregates in soils // J. Soil Sci. 1982. № 33. P. 141-163.

212. Torquato, S. (2002). Random heterogeneous materials: Microstructure and macroscopic properties. New York: Springer-Verlag. https://doi.org/10.1007/978-1-4757-6355-3

213. Totsche K. U. et al. Microaggregates in soils //Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 2018. T. 181. №. 1. C. 104-136.

214. Uteau D. et al. Root and time dependent soil structure formation and its influence on gas transport in the subsoil //Soil and Tillage Research. 2013. T. 132. C. 69-76.

215. van Leeuwen, M. M. W. J., Heuvelink, G. B. M., Wallinga, J., de Boer, I. J. M., van Dam, J. C., van Essen, E. A., Moolenaar, S. W., Verhoeven, F. P. M., Stoorvogel, J. J., Stoof, C. R. (2018). Visual soil evaluation: reproducibility and correlation with standard measurements. Soil and Tillage Research, 178, 167-178. DOI: 10.1016/j.still.2017.11.012

216. Van Looy K. et al. Pedotransfer functions in Earth system science: challenges and perspectives //Reviews of Geophysics. 2017. T. 55. №. 4. C. 1199-1256. https://doi.org/10.1002/2017RG000581

217. Velasquez E. et al. This ped is my ped: visual separation and near infrared spectra allow determination of the origins of soil macroaggregates //Pedobiologia. 2007. T. 51. №. 1. C. 75-87. DOI: 10.1016/j.pedobi.2007.01.002

218. Vesterdal L. et al. Carbon and nitrogen in forest floor and mineral soil under six common European tree species //Forest Ecology and Management. 2008. T. 255. №. 1. C. 35-48.

219. Vogel H. J., Weller U., Schlüter S. Quantification of soil structure based on Minkowski functions //Computers & Geosciences. 2010. T. 36. №. 10. C. 1236-1245.

220. Vogel, H. J., Roth, K. (2003). Moving through scales of flow and transport in soil. Journal of Hydrology, 272(1-4), 95-106. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(02)00257-3

221. Wang W. et al. Intra-aggregate pore characteristics: X-ray computed microtomography analysis //Soil Science Society of America Journal. 2012. T. 76. №2. 4. C. 1159-1171.

222. Waters A. G., Oades J. M. Organic matter in water-stable aggregates //Advances in soil organic matter research: The impact on agriculture and the environment. 1991. T. 90. C. 163-174.

223. Wickham H. ggplot2 //Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Statistics. 2011. T. 3. №. 2. C. 180-185.

224. Wiesmeier M. et al. Soil organic carbon storage as a key function of soils-A review of drivers and indicators at various scales //Geoderma. 2019. T. 333. C. 149 -162.

225. Wu Z. et al. Environmental factors shaping the diversity of bacterial communities that promote rice production //BMC microbiology. 2018. T. 18. №. 1. C. 1-11.

226. Yi J. et al. Disentangling drivers of soil microbial nutrient limitation in intensive agricultural and natural ecosystems //Science of The Total Environment. 2021. C. 150555.

227. Yoder R. E. A direct method of aggregate analysis of soils and a study of the physical nature of erosion losses 1 //Agronomy Journal. 1936. T. 28. №. 5. C. 337 -351. DOI: 10.2134/agronj1936.00021962002800050001x

228. Yudina A. V. et al. From the notion of elementary soil particle to the particle-size and microaggregate-size distribution analyses: A review //Eurasian soil science. 2018. T. 51. №. 11. C. 1326-1347.

229. Yudina A., Kuzyakov Y. Saving the face of soil aggregates //Global change biology. 2019. T. 25. №. 11. C. 3574-3577.

230. Zhao D. et al. Quantification of soil aggregate microstructure on abandoned cropland during vegetative succession using synchrotron radiation-based micro-computed tomography //Soil and Tillage Research. 2017. T. 165. C. 239-246.

231. Zhou H. et al. Effects of organic and inorganic fertilization on soil aggregation in an Ultisol as characterized by synchrotron-based X-ray micro-computed tomography //Geoderma. 2013. T. 195. C. 23-30.

232. Zobeck T. M. et al. Aggregate-mean diameter and wind-erodible soil predictions using dry aggregate-size distributions //Soil Science Society of America Journal. 2003. T. 67. №. 2. C. 425-436. DOI: 10.2136/sssaj2003.4250