Гумусное состояние почв Ростовской агломерации

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

О. С. Безуглова, С. Н. Горбов,

П. Н. Скрипников

ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВ 

РОСТОВСКОЙ АГЛОМЕРАЦИИ 

Монография

Ростов-на-Дону – Таганрог 

Издательство Южного федерального университета

2022

УДК 631.417.2(470.61)(035.3)
ББК 40.310(235.7)я73

Б40    

Печатается по решению Комитета при Ученом совете Южного федерального 

университета по естественнонаучному и математическому направлению науки 

и образования (протокол № 8 от 6 июля 2022 г.)

Рецензенты:

доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой физики почв 

Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова А. Б. Умарова;

доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой почвоведения и оценки 

земельных ресурсов Южного федерального университета Т. М. Минкина

Безуглова, О. С. 

Б40 Гумусное состояние почв Ростовской агломерации : моногра
фия / О. С. Безуглова, С. Н. Горбов, П. Н. Скрипников ; Южный 
федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2022. – 138 с.

ISBN 978-5-9275-4252-9
DOI 10.18522/801300097

В монографии обобщены результаты исследований по гумусному состоянию 

городских почв Ростовской агломерации – самой крупной на юге России. Использованы современные методы изучения этого важнейшего показателя состояния 
почв, что позволило углубить понимание процессов, идущих в почвах под влиянием антропогенного воздействия. 

Книга предназначена для научных работников, специалистов, занимающихся 

мониторинговыми исследованиями почвенного покрова Юга России, испытывающего избыточное антропогенное влияние. Она также может быть полезна для работников градостроительных и природоохранных структур, студентов вузов.

Исследования выполнены при финансовой поддержке Министерства науки и 

высшего образования Российской Федерации в рамках госзадания (Южный федеральный университет, проект № 0852-2020-0029). Изучение гумусного состояния 
почв парково-рекреационной зоны выполнено при финансовой поддержке РФФИ 
в рамках научного проекта № 20-34.

УДК 631.417.2(470.61)(035.3)

ББК 40.310(235.7)я73

ISBN 978-5-9275-4252-9
© Южный федеральный университет, 2022
© Безуглова О. С., Горбов С. Н., Скрипников П. Н., 2022
© Оформление. Макет. Издательство

Южного федерального университета, 2022

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ .........................................................................................................4

1. ПОЧВЫ РОСТОВСКОЙ АГЛОМЕРАЦИИ ......................................................8
1.1. Особенности почвенного покрова «Большого Ростова» ........................8
1.2. Методика исследования и методы определения свойств почв ...........16
1.3. Определение содержания органического углерода 
в городских почвах .........................................................................................25

2. ОСОБЕННОСТИ ГУМУСНОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ ГОРОДСКИХ 
ТЕРРИТОРИЙ СТЕПНОЙ ЗОНЫ.....................................................................31
2.1. Специфика накопления и миграции органического 
вещества в почвах урболандшафтов.............................................................31

2.1.1. Особенности гумусного состояния естественных и 
антропогенно-преобразованных почв «Большого Ростова» ..............32
2.1.2. Особенности фракционно-группового состава гумуса 
естественных почв Ростовской агломерации ......................................47
2.1.3. Особенности фракционно-группового состава гумуса 
антропогенно-преобразованных почв «Большого Ростова» ..............53
2.1.4. Содержание водорастворимого органического вещества 
в почвах Ростовской агломерации ........................................................58
2.1.5. Гуминовые кислоты естественных и антропогеннопреобразованных почв степной зоны...................................................65

3. БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ 
ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ............................................................................85
3.1. Ферментативная активность городских почв .......................................85
3.2. Микробиологическая активность запечатанных почв.......................109

ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................................118
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................121
ПРИЛОЖЕНИЕ...............................................................................................133

С какой бы стороны мы не рассматривали почву, с 
точки ли зрения ее происхождения, ее состава, ее химических и физических свойств и процессов, в ней происходящих, будем ли рассматривать вопрос о плодородии почвы, или о содержании в ней питательных веществ, станем ли рассуждать об обработке почвы, об 
удобрении ее, об осушении или орошении – всюду сейчас же выплывает вопрос об органических веществах 
почвы, как о главном факторе, определяющем весь характер, все свойства, всю физиономию почвы.

В. Р. Вильямс (Этюды о гумусе, 1940)

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшей составной частью почвы, кардинально отличающей 

ее от горных пород, является органическое вещество – гумус. Неудивительно, что гумус вызывал интерес ученых задолго до рождения 
науки о почвах. Внимание к почвенному органическому веществу 
привлекла гумусовая теория питания растений, разработанная 
немецким естествоиспытателем Альбрехтом Тэером (Albrecht Daniel 
Thaer, 1809). И хотя позже она была признана несостоятельной, в 
настоящее время благодаря исследованиям с мечеными атомами, доказавшими факт поступления углерода гумуса в клетки растений, 
тэеровская теория питания растений предстала в ином свете: было 
доказано, что в гумусе сосредоточены многие элементы питания, 
медленно высвобождающиеся в ходе минерализации. Иными словами, гумус, по сути, представляет собой своеобразную кладовую, до 
поры сохраняющую в себе химические элементы, защищающую их 
от растворения и вымывания из почвы. Влияя на такие свойства 
почвы как сложение, окраска, структура, а следовательно, на водновоздушный и тепловой режимы, гумус обеспечивает и условия для оптимального использования этого запаса. Был также вскрыт один из аспектов физиологической роли гумуса, прямо влияющий на усвоение 
элементов минерального питания. Так, многими исследованиями 

Введение
5

было показано, что при совместном использовании минеральных 
удобрений с гуминовыми препаратами КПД удобрений возрастает. 
В частности, в присутствии гумусовых веществ растения эффективнее 
используют азот минеральных удобрений (Кононова, Александрова, 
1973; Кулаковская,1978; Çelik et al., 2010), что связывают с активизацией микроорганизмов ризосферной зоны. И наоборот, ряд авторов 
(Александрова, 1977; Кудеяров, 1982; Шевцова и др., 1987; Окорков, 
2012) акцентируют внимание на ограниченном использовании азота 
гумуса и повышении его усвоения в присутствии минеральных и органических удобрений. Связано это с тем, что внесение удобрений в оптимальных дозировках активизирует микроорганизмы, и это способствует минерализации гумуса и мобилизации азота.

В почвенном гумусе аккумулируются значительные запасы дру
гого важнейшего элемента питания растений – фосфора. Запасы 
фосфора в почве на 50 % представлены органическими формами, а 
его содержание в гумусе в среднем составляет 1 % (Тюрин, 1965). Количество органического фосфора тесно связано с генезисом почв и 
находится в зависимости от общего содержания органических веществ. А. А. Бацула и Г. М. Кривоносова (1973), изучая содержание 
фосфора в гуминовых кислотах и фульвокислотах некоторых почв 
Украины, нашли, что основная часть фосфора входит в состав периферических цепочек гумусовых кислот. Д. С. Йоши и С. Н. Саксена 
(Joshi, Saxena, 1972) установили, что наибольшее количество органического фосфора связано с фульвокислотами – 10–25 %. Гуминовые кислоты содержат 3–12 %, гумины, по их данным, фосфора не 
содержат. По данным М. И. Макарова (2004), «гуминовая кислота содержит около 0,2 % Р в виде ковалентно связанных биологических 
фосфорсодержащих молекул или их фрагментов (фосфолипидов, 
нуклеиновых кислот и продуктов их гидролиза)». Однако большая 
часть фосфора сосредоточена в составе органоминеральных комплексов в виде индивидуальных соединений, связанных с молекулами гуминовых кислот посредством металлических мостиков. В то 
же время в отношении фульвокислот М. И. Макаров высказывается 

Гумусное состояние почв Ростовской агломерации

осторожно: «Количественно понятие "фосфор фульвокислот" неопределенно и зависит как от интенсивности гидролиза и перераспределения органических фосфатов между фракциями гумусовых 
кислот (интенсивность кислотной обработки перед щелочной экстракцией, переосаждение гуминовых кислот), так и от методологического смысла понятия "фульвокислота" (тип используемого сорбента)» (Макаров, 2004, с. 42). 

Гуминовые удобрения и препараты повышают доступность фос
форных соединений для растений, что особенно актуально на черноземах карбонатных, в которых валовое количество фосфора достаточно велико, а подвижность его соединений благодаря присутствию 
в среде кальция снижена (Полиенко и др., 2016; 2017; Bezuglova et al., 
2019; Безуглова и др., 2019; Наими и др., 2020).

Важную роль в почвенном плодородии играет сера (Аристархов, 

2016). Растительные организмы, захватывая серу из почвы, синтезируют белковые вещества в форме содержащих серу аминокислот. 
Аминокислоты, участвуя в биохимических функциях растений, влияют не только на величину урожая, но и на его качество. Д. Н. Прянишников ставил серу в один ряд с азотом, фосфором, калием. Сера в незасоленных почвах находится преимущественно в органической форме 
и только 10–15 % ее от общего содержания представлено минеральными соединениями. Концентрация серы в гумусе в 10–25 раз выше, 
чем в почвенной массе незасоленной почвы в целом (Маданов, 1946).

Таким образом, из краткого обзора по этому вопросу следует, что 

гумус имеет чрезвычайно важное значение для формирования почвенного плодородия, при этом группы гумусовых веществ играют не равнозначные роли. Наиболее доступными для растений оказываются 
азот, фосфор и сера, связанные с фульвокислотами почвенного гумуса.

Однако в условиях города особую актуальность приобретает дру
гая функция гумусовых веществ – защитная, выражающаяся в связывании и нейтрализации вредных соединений (Орлов, 1993). Тем самым гумус защищает живые организмы от токсичных веществ и 
обеспечивает устойчивое развитие экосистем (Дергачева, 2022). 

Введение
7

С учетом того факта, что площади открытых почв в городах 
неуклонно сокращаются, а нагрузка на эти почвы так же неуклонно 
растет, протекторная функция почвы становится не только ведущей, 
но и чрезвычайно важной. Причем интерес с этой точки зрения представляют не только поверхностные горизонты, но и погребенные 
почвы, и даже находящиеся под плотным покрытием, так как доказано, что и в экранированных (запечатанных) почвах «протекает слабый водо-, тепло- и газообмен с атмосферой и породой, продолжается жизнедеятельность микроорганизмов» (Прокофьева, 1998, с. 22). 

Именно поэтому в данной работе уделено большое внимание не 

только гумусному состоянию дневных горизонтов естественных и 
антропогенно-преобразованных почв Ростовской агломерации, но и 
погребенным черноземам, доля которых, как показали наши исследования, в урбанизированных ландшафтах Ростовской агломерации 
очень велика (Горбов, Безуглова, 2019).

Следует отметить, что большая часть аналитической работы, ре
зультаты которой приведены в данной монографии, выполнена 
С. Н. Горбовым в рамках коллаборации с Рурским университетом 
(Ruhr-Universitaet Bochum, Германия) и Университетом г. Оснабрюк 
(Hochschule Osnabrueck, Германия), авторы выражают глубокую признательность профессору Bernd Marschner, доктору Lutz Makowsky и 
к.б.н. Марине Анисимовой за помощь в организации работ и оказание содействия в подготовке отдельных публикаций. А также сотрудникам Южного федерального университета доценту кафедры биохимии и микробиологии, к.б.н. А. В. Горовцову и магистранту кафедры 
почвоведения и оценки земельных ресурсов К. В. Чурсиновой за помощь в исследованиях микробиологических свойств. 

Особую признательность за помощь в описании микроморфоло
гических шлифов и интерпретации полученных результатов авторы 
выражают заведующей лабораторией минералогии и микроморфологии почв ФГБНУ ФИЦ «Почвенный институт им. В. В. Докучаева» 
доктору сельскохозяйственных наук М. П. Лебедевой (Вербе).

Ростов – ворота на Кавказ!
Ростов – судьба моя живая!
Еще припомню я не раз,
Твою заставу проезжая,
Год возвращенья – трудный год...
Не знала я в тот год лихой,
Родным полям и солнцу рада:
Здесь центр галактики степной,
Сюда пролягут автострады.
И ловит мой пытливый глаз
Тот путь, что в дальней дымке тает,
И указатель «На Кавказ»
Взлет спутника напоминает.

Наталья Образцова
(У Ростовской заставы, 1965, с. 22)

1. ПОЧВЫ РОСТОВСКОЙ АГЛОМЕРАЦИИ

1.1. Особенности почвенного покрова 
«Большого Ростова»

До активного развития процессов урбанизации на территории, за
нимаемой городами Ростов-на-Дону, Аксай и Батайск, господствовали черноземы обыкновенные карбонатные
(Классификация…

1977), впервые описанные Л. И. Прасоловым (2016) под наименованием приазовские черноземы. Позже длительное время они были известны как североприазовские черноземы, встречались в статьях и 
монографиях применительно к этим почвам и такие названия как 
черноземы карбонатные, черноземы мицелярно-карбонатные. Наконец, в классификации почв России (2004) этот подтип черноземов получил наименование черноземы миграционно-сегрегационные. Города Ростов-на-Дону, Аксай и Батайск представляют ядро Ростовской агломерации (рис. 1). Здесь на водоразделах формировались 
черноземы обыкновенные карбонатные различной мощности и гумусированности, а  по долинам Дона и ее притоков – Темерника и 

Почвы Ростовской агломерации
9

Аксая – на заливных лугах и заболоченных участках поймы разнообразные аллювиальные, пойменные темноцветные, лугово-черноземные и черноземно-луговые, иловато-болотные почвы. С ростом городов площадь естественного почвенно-растительного покрова сокращалась, а сами почвы преобразовывались и трансформировались в 
урбистратифицированные черноземы, либо в случаях полной утраты 
педоклимаксных признаков зональных почв – в урбостратоземы 
(Горбов, 2018).

Рисунок 1
–
Картосхема Ростовской области с выделенным регионом 

исследований (ядро Ростовской агломерации «Большой Ростов») 

И те, и другие почвы отличает от естественных почв наличие гори
зонта урбик (используется индекс UR), представляющего собой антропогенный субстрат синлитогенного генезиса, содержащий строительный мусор и артефакты в количестве более 10 %. Принято считать достаточной для выделения собственно городской почвы – урбостратозема мощность горизонта урбик, равную либо превышающую 40 см 
(Прокофьева и др., 2014). Для мощных урбистратов (наслоений) старой 

Глава 1

части городов характерно выделение нескольких подгоризонтов урбик. Варианты горизонта урбик могут быть обусловлены свойствами, 
не в полной мере соответствующими диагностическим требованиям, 
необходимым для определения их как горизонтов. Для горизонта урбик в условиях Юга России, как дневного горизонта гумусово-аккумулятивной природы, соответствующими квалификаторами могут быть: 
ay (серогумусированный), aj (светлогумусированный), ao (грубогумусированный), au (темногумусированный) (Классификация и диагностика 
почв России, 2004; Полевой определитель почв России, 2008). Кроме 
квалификаторов, связанных с проявлениями особенностей органической части горизонта, добавляются и другие, соответствующие «природным» процессам: карбонатность (ca), засоление (s), глееватость (g) и 
ожелезнение (f), встречающиеся чаще других. Эти малые индексы добавляются к основному индексу горизонта (UR) в тех случаях, когда в 
горизонте отчетливо диагностируются соответствующие морфоны.

Для описания разнообразных почв и почвоподобных тел в горо
дах требуется введение и других диагностических горизонтов. В сущности, это слои техногенных материалов различного характера, стихийно или сознательно создаваемые человеком на территории города. Однако в силу особенностей городской среды, отмечаемых во 
многих исследованиях (Горбов, 2002; Раппопорт, Строганова, 2004; 
Васенев, 2011; Иванников и др., 2012, 2013; Горбов, Безуглова, 2013), 
все подобные материалы очень динамичны, быстро преобразуются 
почвенными процессами, регулярно получают твердофазные «добавки» непосредственно из воздуха или с поверхностным стоком, а 
также искусственным путем, так что различия между городской почвой и «непочвой» нередко расплывчаты. 

Для Ростовской агломерации в силу зональных особенностей из та
ких диагностических горизонтов характерны только техногенный горизонт (TCH) и рекультивационный компостно-гумусовый горизонт 
(RAT), при этом последний до целенаправленного перемещения его в 
городскую среду чаще всего представлял собой гумусово-аккумулятивный горизонт черноземов или аллювиальных почв. Техногенный (TCH)