Preview

Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева

Расширенный поиск

Оценка насыщенности почвы органическим углеродом

https://doi.org/10.19047/0136-1694-2020-102-103-124

Полный текст:

Аннотация

Сформулированы новые дефиниции понятий “секвестрация” и “депонирование” органического углерода почвами на количественной основе, учитывающие период полного оборота аккумулированного органического вещества и его распределение по почвенному профилю. Определены уровни углеродпротекторной емкости ряда почв европейской части России согласно Hassink (1997) и Six et al. (2002), базирующиеся на информации по содержанию тонкодисперсных фракций и минералогическому составу почв. Рассчитаны степени насыщенности этих почв углеродом и их углеродсеквестрирующий потенциал по Meyer et al. (2017) и Wiesmeier et al. (2014). Установлено, что серые лесные и каштановые почвы относятся к мало насыщенным органическим углеродом, луговая слитизированная и пойменная луговая – к умеренно насыщенным, а черноземы – к насыщенным. Показано, что углеродсеквестрирующий потенциал серой лесной почвы составляет около 30 т С га-1, каштановой – не превышает 25 т С га-1, луговых почв равен 15–20 т С га-1, а черноземов – менее 5 т С га-1. Приводятся критические замечания к инициативе “4 промилле”.

Об авторах

Б. М. Когут
ФИЦ “Почвенный институт им. В.В. Докучаева”
Россия
119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2


В. М. Семенов
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН – обособленное подразделение ФИЦ «Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук»
Россия
142290, Пущино, Институтская ул., 2


Список литературы

1. Единый государственный реестр почвенных ресурсов России. Версия 1.0. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2014. 768 с.

2. Когут Б.М. Изменение содержания, состава и природы гумусовых веществ при сельскохозяйственном использовании типичного мощного чернозема: Автореф. дис. … канд. с.-х. наук. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 1982. 24 с.

3. Королев В.А. Современное физическое состояние черноземов центра Русской равнины. Воронеж: Воронежская областная типография – издательство им. Е.А. Болховитинова, 2008. 313 с.

4. Малюкова Л.С. Оптимизация плодородия бурых лесных почв и применения минеральных удобрений при выращивании чая в условиях черноморского побережья России: Дис. … докт. биол. наук. Сочи: ГНУ ВНИИ цветоводства и субтропических культур РАСХН, 2013. 382 с.

5. Семенов В.М., Когут Б.М. Почвенное органическое вещество. М.: ГЕОС, 2015. 233 с.

6. Семенов В.М., Иванникова Л.А., Кузнецова Т.В., Семенова Н.А., Тулина А.С. Минерализуемость органического вещества и углеродсеквестрирующая емкость почв зонального ряда // Почвоведение. 2008. № 7. С. 819–832.

7. Семенов В.М., Лебедева Т.Н., Паутова Н.Б. Дисперсное органическое вещество в необрабатываемых и пахотных почвах // Почвоведение. 2019. № 4. С. 440–450. DOI: 10.1134/S0032180X19040130.

8. Семенов В.М., Паутова Н.Б., Лебедева Т.Н., Хромычкина Д.П., Семенова Н.А., Лопес де Гереню В.О. Разложение растительных остатков и формирование активного органического вещества в почве инкубационных экспериментов // Почвоведение. 2019. № 10. С. 1172–1184. DOI: 10.1134/S0032180X19100113.

9. Чичагова О.А. Радиоуглеродное датирование гумуса почв / Метод и его применение в почвоведении и палеогеографии. М.: Наука, 1985. 143 с.

10. Amundson R., Biardeau L. Soil carbon sequestration is an elusive climate mitigation tool // PNAS. 2018. Vol. 115. No. 46. P. 11652–11656. DOI: 10.1073/pnas.1815901115.

11. Baveye P.C. Bypass and hyperbole in soil research: Worrisome practices critically reviewed through examples // Eur. J. Soil Sci. 2020. Vol. 36. No. 1. P. 1–20. DOI: 10.1111/ejss.12941.

12. Cambardella C.A., Elliott E.T. Particulate Soil Organic-Matter Changes across a Grassland Cultivation Sequence // Soil Sci. Soc. Am. J. 1992. Vol. 56. No. 3. P. 777–783. DOI: 10.2136/sssaj1992.03615995005600030017x.

13. Castellano M.J., Mueller K.E., Olk D.C., Sawyer J.E., Six J. Integrating plant litter quality, soil organic matter stabilization, and the carbon saturation concept // Global Change Biology. 2015. Vol. 21. No. 9. P. 3200–3209. DOI: 10.1111/gcb.12982.

14. Chung H., Grove J.H., Six J. Indications for Soil Carbon Saturation in a Temperate Agroecosystem // Soil Sci. Soc. Am. J. 2008. Vol. 72 (4). P. 1132–1139. DOI: 10.2136/sssaj2007.0265.

15. Chung H., Ngo K.J., Plante A., Six J. Evidence for Carbon Saturation in a Highly Structured and Organic-Matter-Rich Soil // Soil Sci. Soc. Am. J. 2010. Vol. 74 (1). P. 130–138. DOI: 10.2136/sssaj2009.0097.

16. Cotrufo M.F., Soong J.L., Horton A.J., Campbell E.E., Haddix M.L., Wall D.H., Parton W.J. Formation of soil organic matter via biochemical and physical pathways of litter mass loss // Nature Geoscience. 2015. Vol. 8. P. 776–779. DOI: 10.1038/ngeo2520.

17. Cotrufo M.F., Wallenstein M.D., Boot C.M., Denef K., Paul E. The Microbial Efficiency-Matrix Stabilization (MEMS) framework integrates plant litter decomposition with soil organic matter stabilization: do labile plant inputs form stable soil organic matter? // Global Change Biol. 2013. Vol. 19. No. 4. P. 988–995. DOI: 10.1111/gcb.12113.

18. Hassink J. The capacity of soils to preserve organic C and N by their association with clay and silt particles // Plant and Soil. 1997. Vol. 191. P. 77–87. DOI: 10.1023/A:1004213929699.

19. The “4 per 1000” Initiative. Soils for food security and climate. 2020. URL: https://www.4p1000.org/.

20. Hu Y., Zheng Q., Noll L., Zhang S., Wanek W. Direct measurement of the in situ decomposition of microbial-derived soil organic matter // Soil Biology and Biochemistry. 2020. Vol. 141. No. 107660. P. 1–10. DOI: 10.1016/j.soilbio.2019.107660.

21. Kögel-Knabner I., Ekschmitt K., Flessa H., Guggenberger G., Matzner E., Marschner B., von Lützow M. An integrative approach of organic matter stabilization in temperate soils: Linking chemistry, physics, and biology // J. Plant Nutr. and Soil Sci. 2008a. Vol. 171 (1). P. 5–13. DOI: 10.1002/jpln.200700215.

22. Kögel-Knabner I., Guggenberger G., Kleber M., Kandeler E., Kalbitz K., Scheu S., Eusterhues K., Leinweber P. Organo-mineral associations in temperate soils: Integrating biology, mineralogy, and organic matter chemistry // J. Plant Nutr. and Soil Sci. 2008b. Vol. 171 (1). P. 61–82. DOI: 10.1002/jpln.200700048.

23. Körschens M. Soil – Humus – Climate. Practically relevant results of 79 long-term field experiments // Vortrag zum 2. Symposium “Wahrnehmung und Bewertung von Bödenin der Gesellschaft am 12 Oktober 2018 im UFZ Leipzig”. 2018. 12 p.

24. Kurganova I.N., Lopes de Gerenyu V.J., Six J., Kuzyakov Y. Carbon cost of collective farming collaps in Russia // Glob. Change Biol. 2014. Vol. 20 (3). P. 938–947. DOI: 10.1111/gcb.12379.

25. Lal R. Managing Soils and Ecosystems for Mitigating Anthropogenic Carbon Emissions and Advancing Global Food Security // BioScience. 2010. Vol. 60. P. 708–721. DOI: 10.1525/bio.2010.60.9.8.

26. Lal R. Soil carbon sequestration to mitigate climate change // Geoderma. 2004. Vol. 123. P. 1–22. DOI: 10.1016/j.geoderma.2004.01.032.

27. Meyer N., Bornemann L., Welp G., Schiedung H., Herbst M., Amelung W. Carbon saturation drives spatial patterns of soil organic matter losses under long-term bare fallow // Geoderma. 2017. Vol. 306. P. 89–98. DOI: 10.1016/j.geoderma.2017.07.004.

28. Minasny B., Malone B.P., McBratney A.B., Angers D.A., Arrouays D., Chambers A., Chaplot V., Chen Z.S., Cheng K. et al. Soil carbon 4 per mille // Geoderma. 2017. Vol. 292. P. 59–86. DOI: 10.1016/j.geoderma.2017.01.002.

29. Sanderman J., Hengl T., Fiske G.J. Soil carbon debt of 12,000 years of human land use // PNAS. 2017. Vol. 114 (36). P. 9575–9580. DOI: 10.1073/pnas.1706103114.

30. Six J., Conant R.T., Paul E.A., Paustian K. Stabilization mechanisms of soil organic matter: Implications for C-saturation of soils // Plant and Soil. 2002. Vol. 241. P. 155–176. DOI: 10.1023/A:1016125726789.

31. Stockmann U., Adams M.A., Crawford, J.W. Field D.J., Henakaarchchi N., Jenkins M., Minasny B., McBratney A.B., de Courcelles V.R., Singh K., Wheeler I., Abbott L., Angers D.A., Baldock J., Bird M., Brookes P.C., Chenu C., Jastrow J.D., Lal R., Lehmann J., O’Donnell A.G., Parton W.J., Whitehead D., Zimmermann M. The knowns, known unknowns and unknowns of sequestration of soil organic carbon // Agriculture, Ecosystems and Environment. 2013. Vol. 164. P. 80–99. DOI: 10.1016/j.agee.2012.10.001.

32. Von Lützow M., Kögel-Knabner I., Ekschmitt K., Matzner E., Guggenberger G., Marschner B., Flessa H. Stabilization of organic matter in temperate soils: Mechanisms and their relevance under different soil conditions – a review // Eur. J. Soil Sci. 2006. Vol. 57. P. 426–445. DOI: 10.1111/j.1365-2389.2006.00809.x.

33. Wiesmeier M., Hübner R., Spörlein P., Geuß U., Hangen E., Reischl A., Schilling B., von Lützow M., Kögel-Knabner I. Carbon sequestration potential of soils in southeast Germany derived from stable soil organic carbon saturation // Global Change Biology. 2014. Vol. 20 (2). P. 653–665. DOI: 10.1111/gcb.12384.

34. Wiesmeier M., Munro S., Barthold F., Steffens M., Schad P., Kögel-Knabner I. Carbon storage capacity of semi-arid grassland soils and sequestration potentials in northern China // Global Change Biology. 2015. Vol. 21. No. 10. P. 3836–3845. DOI: 10.1111/gcb.12957.


Для цитирования:


Когут Б.М., Семенов В.М. Оценка насыщенности почвы органическим углеродом. Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2020;(102):103-124. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2020-102-103-124

For citation:


Kogut B.M., Semenov V.M. Estimation of soil saturation with organic carbon. Dokuchaev Soil Bulletin. 2020;(102):103-124. (In Russ.) https://doi.org/10.19047/0136-1694-2020-102-103-124

Просмотров: 118


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0136-1694 (Print)
ISSN 2312-4202 (Online)