Влияние изменения климата на уплотнение почвы

В статье рассматривается влияние современных климатических изменений на процессы уплотнения почвы как одного из ключевых факторов снижения продуктивности агроэкосистем. Показано, что изменение климата в России проявляется не только в росте температуры (до 0,47°C за десятилетие), но и в трансформации гидротермического режима включая повышение частоты экстремальных осадков, изменение сезонности и рост климатической нестабильности. Установлено, что основным механизмом усиления уплотнения почвы является изменение водного режима почв: при увеличении доли ливневых осадков ухудшается инфильтрация влаги, усиливаются поверхностный сток и эрозия, формируется почвенная корка. Особое внимание уделено изменению физических свойств почвы. Уплотнение почвы сопровождается повышением плотности сложения (с 1,1-1,2 до 1,4-1,6 г/см³), снижением общей пористости (с 50-55 до 35-40%), ухудшением структуры и разрушением агрегатов. Это приводит к снижению водопроницаемости, ухудшению аэрации и нарушению газообмена, что ограничивает поступление кислорода к корням растений и почвенной биоте. Изменение соотношения твердой, жидкой и газовой фаз почвы ухудшает условия развития корневой системы и снижает эффективность использования влаги и элементов питания. Отмечается, что сочетание повышенной влажности почвы и роста массы сельскохозяйственной техники приводит к формированию устойчивых уплотненных горизонтов включая плужную подошву, что вызывает потери урожайности до 10-40%. Дополнительно рассматривается роль почвенной биоты, чувствительной к изменениям физического состояния почвы. В работе показано, что уплотнение почвы в условиях климатических изменений носит накопительный характер, формируя замкнутый цикл деградации, и требует комплексных мер адаптации сельского хозяйства

1. Lobell D.B., Schlenker W., Costa-Roberts J. Climate trends and global crop production since 1980 // Science. 2011. Vol. 333, № 6042. Pр. 616-620. DOI: 10.1126/science.1204531

2. Росгидромет. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации. М., 2022. 104 с.

3. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (IPCC). Изменение климата 2021: Физическая научная основа. Женева: IPCC, 2021. 2391 с.

4. Hatfield J.L., Prueger J.H. Temperature extremes: Effect on plant growth and development // Weather and Climate Extremes. 2015. Vol. 10. Pр. 4-10. DOI: 10.1016/j.wace.2015.08.001

5. Порфирьев Б.Н., Катцов В.М., Рогинко С.А. и др. Экономические эффекты изменения климата в России // Экономика региона. 2017. Т. 13, № 2. С. 431-444 EDN: DRXHSW

6. Иванов А.Л., Кирюшин В.И. Адаптация сельского хозяйства к изменениям климата. М.: Росинформагротех, 2019. 384 с.

7. Oztas T., Fayetorbay F. Effect of freezing and thawing processes on soil aggregate stability // Soil & Tillage Research. 2003. Vol. 72, № 1. P. 1. DOI: 10.1016/S0167-1987(03)00015-9

8. Cheng Y., Wang J., Li X., Zhang H. et al. Effects of freezethaw cycles on soil structure and physical properties // Agriculture. 2025. Vol. 15, № 22. P. 2369. DOI: 10.3390/agriculture15222369

9. Qin Y., Zhang H., Liu Z., Wang X. et al. Freeze-thaw effects on soil structure and pore system: A review // Applied Sciences. 2026. Vol. 16, № 5. P. 2589. DOI: 10.3390/app16052589

10. Ge Z., Peng X., Horn R. Impact of freeze–thaw cycles on soil aggregation and pore structure // Geoderma. 2025. Vol. 448. P. 116865. DOI: 10.1016/j.geoderma.2025.116865

11. Colombi T., Torres L.C., Walter A., Keller T. Root growth in compacted soils: A review // Plant and Soil. 2018. Vol. 423. Pр. 1-17. DOI: 10.1007/s11104-017-3514-2

12. Левшин А.Г., Гаспарян И.Н., Голубев И.Г. Развитие мобильной энергетики с учетом агротехнологических ограничений // Агроинженерия. 2023. Т. 25, № 4. С. 26-32. DOI: 10.26897/2687-1149-2023-4-26-32 EDN: BGHYWD

13. Li T., Zhang Y., Wang X. et al. From soil health to agricultural productivity: The critical role of soil constraints // Agricultural Systems. 2025. Vol. 210. P. 103789. DOI: 10.1016/j.agsy.2025.103789

14. Zhang B., Jia Y., Fan H., Guo C., Fu J., Li S. et al. Soil compaction due to agricultural machinery impact: A systematic review // Land Degradation & Development. 2024. Vol. 35, № 3. Pр. 945-962. DOI: 10.1002/ldr.4765

15. Fischer G., Tubiello F.N., van Velthuizen H., Wiberg D. Climate change impacts on irrigation water requirements: Effects of mitigation, 1990-2080 // Global Environmental Change. 2007. Vol. 17, № 3-4. Pр. 485-497. DOI: 10.1016/j.gloenvcha.2006.05.002

16. Ahmad N.F.A., Nasir N.M., Yusop Z. Sensitivity analysis of FAO Penman-Monteith reference evapotranspiration to climatic variables // Jurnal Teknologi. 2017. Vol. 79, № 6. Pр. 63-69. DOI: 10.11113/jt.v79.8377

17. Horn R., Domżal H., Słowińska-Jurkiewicz A., van Ouwerkerk C. Soil compaction processes and their effects on the structure of arable soils // Soil & Tillage Research. 1995. Vol. 35, № 1-2. Pр. 23-36. DOI: 10.1016/0167-1987(95)00479-C

18. Daryanto S., Wang L., Jacinthe P.A. Global synthesis of drought effects on cereal, legume, tuber and root crops production: A review // Agricultural Water Management. 2017. Vol. 179. Pр. 18-33. DOI: 10.1016/j.agwat.2016.04.022

19. Longepierre M., Blagodatskaya E., Kuzyakov Y. Limited resilience of the soil microbiome to mechanical compaction // Soil Biology and Biochemistry. 2021. Vol. 160. P. 108349. DOI: 10.1016/j.soilbio.2021.108349

20. Whalen J.K., Hamel C. Effects of key soil organisms on nutrient dynamics in temperate agroecosystems // Journal of Crop Improvement. 2008. Vol. 22, № 1. Pр. 1-28. DOI: 10.1080/15427520801911397

21. Asseng S., Ewert F., Martre P. et al. Rising temperatures reduce global wheat production // Nature Climate Change. 2015. Vol. 5. Pр. 143-147. DOI: 10.1038/nclimate2470