Сорбция лабильных гумусовых веществ структурно-агрегатными фракциями эродированных черноземов
Аннотация
Эрозионные процессы являются главной причиной деградации черноземов, которая происходит в основном в результате потери почвами органического вещества и ухудшения структурно-агрегатного состояния. Основная часть органического углерода (Сорг.) сосредоточена в макроагрегатах, поэтому деструкция макроагрегатных фракций является главной причиной потерь Сорг. при развитии эрозионных процессов. Способность почв сохранять водоустойчивую структуру обусловлена сорбцией в них гумусовых веществ, обладающих амфифильными свойствами. В наибольшей степени такими свойствами обладают молодые фракции лабильных гумусовых веществ (ЛГВ), находящиеся в адсорбированном состоянии в микроагрегатах. Следовательно, количественное содержание ЛГВ в структурно-агрегатных фракциях является надежным индикатором их противоэрозионной устойчивости.
Целью исследований являлось оценить роль адсорбированных ЛГВ в структурно-агрегатных фракциях черноземов в отношении их противоэрозионной устойчивости.
Задачи: провести полевые исследования эродированных черноземов; произвести отбор почвенных образцов и провести в них ряд лабораторных исследований по выявлению сорбционных свойств структурно-агрегатных фракций в отношении Сорг. и ЛГВ; доказать, что сорбция ЛГВ структурно-агрегатными фракциями играет существенную роль в сохранении водопрочной структуры черноземов.
Установлено, что в эродированных черноземах происходит деградация структурно-агрегатного состояния, сопровождающаяся ухудшением микроструктурности, снижением количества мезоагрегатов и коэффициента структурности, а также утратой водопрочной структуры. Показано, что сорбция ЛГВ структурно-агрегатными фракциями играет существенную роль в сохранении водопрочной структуры черноземов. Установлено, что главную роль в сорбции Сорг. играют мезоагрегаты размером 5-1 мм, которые быстро утрачиаются почвой приразвитии эрозионных процессов.
Скачивания
Литература
Gusarov A.V., Golosov V.N., Sharifullin A.G., Gafurov A.M. Contemporary trend in erosion of arable southern chernozems (haplic chernozems pachic) in the west of Orenburg oblast (Russia). Eurasian Soil Science. 2018; 5 (51): 561-575. https://doi.org/10.1134/S1064229318050046
Plotnikova O.O., Demidov V.V., Lebedeva M.P. Deystviye melkovodnykh potokov na poverkhnostnyye gorizonty chernozema tipichnogo razlichnoy stepeni smytosti. Byulleten pochvennogo instituta im. V. V. Dokuchayeva. 2018; 91: 85-109. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2018-91-85-109
Semenov V.M., Kogut B.M. Pochvennoye organicheskoye veshchestvo. GEOS. 2015; 233. (In Russ.)
Shpedt A.A., Zharinova N.Y., Trubnikov Y.N. Agrogenic degradation of soils in Krasnoyarsk forest-steppe. Eurasian Soil Science. 2017; 10 (50): 1209-1216. https://doi.org/10.1134/S106422931710012X
Zaydelman F.R. Zashchita pochv ot degradatsii. Vestnik Rossiyskoy akademii nauk. 2008; 78(8): 693-703. (In Russ.)
Kogut B. M. Otsenka urovney erodirovannosti chernozemov po otnositelnoy stepeni ikh gumusirovannosti. Byulleten Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchayeva. 2015; 78: 59-69. (In Russ.)
Molchanov E.N., Savin I.Y., Bulgakov D.S., Yakovlev A.S., Makarov O.A. National approaches to evaluation of the degree of soil degradation. Eurasian Soil Science. 2015; 11 (48): 1268-1277. https://doi.org/10.1134/S1064229315110113 (In Russ.)
Gosudarstvennyy (natsionalnyy) doklad o sostoyanii i ispolzovanii zemel v Rossiyskoy federatsii v 2017 godu.
Kuznetsov M.S., Glazunov G.P. Eroziya i okhrana pochv. Kolos. 2004; 352. (In Russ.)
John B., Yamashita T., Ludwig B., Flessa H. Storage of organic carbon in aggregate and density fractions of silty soils under different types of land use. Geoderma. 2005; 128: 63-79.
Six J., Paustian K., Elliott E. T., Combrink C. Soil structure and soil organic matter: I. Distribution of aggregate size classes and aggregate associated carbon. Soil Sci. Soc. Am. J. 2000; 64: 681-689.
Semenov V.M., Ivannikova L.A., Semenova N.A., Khodzhaeva A.K., Udal'tsov S.N. Organic matter mineralization in different soil aggregate fractions. Eurasian Soil Science. 2010; 2 (43): 141-148. https://doi.org/10.1134/S1064229310020031
Oades J.M., Waters A.G. Aggregate hierarchy in soils. Australian J. Soil Res. 1991; 29(6): 815-828.
Schulten H.R., Leinweber P. New insights into organic-mineral particles: composition, properties and models of molecular structure. Biology Fertility Soils. 2000; 30: 399-432.
Milanovskiy E.Yu. Gumusovyye veshchestva pochv kak prirodnyye gidrofobno-gidrofilnyye soyedineniya GEOS. 2009; 186. (In Russ.)
Milanovskii E.Yu., Shein E.V. Functional role of amphiphilic humus components in humus structure formation and soil genesis. Eurasian Soil Science. 2002; 10(35): 1064-1075.
Wershaw R.L. Model for humus in soils and sediments. Environmental Science and Technol. 1993; 27: 814-816.
von Wandruszka R. The micellar model of humic acid: evidence from pyrene fl uorescence measurements. Soil Sci. 1998; 163: 921-930.
Wershaw R.L. Molecular aggregation of humic substances. Soil Sci. 1999; 164: 803-813.
Kleber M., Sollins P., Sutton R. A conceptual model of organo-mineral interactions in soils: self-assembly of organic molecular fragments into zonal structures on mineral surfaces. Biogeochemistry. 2007; 85: 9-24.
Jastrow J.D., Miller R.M., Boutton T.W. Carbon dynamics of aggregate-associated organic matter estimated by carbon-13 natural abundance. Soil Sci. Soc. Am. J. 1996; 60: 801-807.
Milanovskii E.Yu., Shein E.V. Functional role of amphiphilic humus components in humus structure formation and soil genesis. Eurasian Soil Science. 2002; 10(35): 1064-1075.
Klassifikatsiya i diagnostika pochv SSSR. Kolos.1977; 221. (In Russ.)
World reference base for soil resources 2014. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports No. 106. FAO. Rome.
Shcheglov D.I., Gromovik A.I., Gorbunova N.S. Osnovy khimicheskogo analiza pochv. Izdatelskiy dom VGU. 2019; 332. (In Russ.)
Bronick C.J., Lal R. Soil structure and management: a review. Geoderma. 2005; 124: 3-22.
Six J., Bossuyt H., Degryze S., Denef K. A history of research on the link between (micro) aggregates, soil biota, and soil organic matter dynamics. Soil Tillage Res. 2004; 79: 7-31.
Angers D.A., Recous S., Aita C. Fate of carbon and nitrogen in water-stable aggregates during decomposition of 13C15N-labeled wheat straw in situ. European J. Soil Sci. 1997; 48: 295-300.
Gale W.J., Cambardella C.A. Carbon dynamics of surface residue – and root-derived organic matter under simulated notill. Soil Sci. Soc. Am. J. 2000; 64: 190-195.
Bossuyt H., Six J., Hendrix P.F. Aggregate-protected carbon in no-tillage and conventional tillage agroecosystems using carbon-14 labeled plant residue. Soil Sci. Soc. Am. J. 2002; 66: 1965-1973
