Preview

Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева

Расширенный поиск

Выход денсиметрических фракций из типичных черноземов разного землепользования

https://doi.org/10.19047/0136-1694-2020-103-85-107

Полный текст:

Аннотация

Одним из наиболее обоснованных и востребованных подходов к выделению пулов органического вещества (ОВ) почвы является фракционирование с использованием тяжелых жидкостей. Проблема такого подхода состоит в достаточно больших потерях на стадии отмывки минеральной фракций от тяжелой жидкости, для преодоления этого затруднения предложено использовать вместо дистиллированной воды слабый раствор соляной кислоты. Выявлено, что такой подход позволит снизить потери почвенных частиц с 15 до 5% и потери углерода с 7.5 до 2.5%. В работе приводится подробный протокол денсиметрического фракционирования с помощью растворов поливольфрамата натрия, адаптированный для выделения из типичных черноземов четырех денсиметрических фракций: свободного и окклюдированного ОВ с плотностью <1.6 г/см3, окклюдированного ОВ – 1.6–2.0 г/см3 и минеральной фракции – >2.0 г/см3. Для проведения денсиметрического фракционирования использовали образцы типичных черноземов различного землепользования. Было показано, что процессы восстановления и деградации почв существенно сказываются на содержании легкого окклюдированного почвенного ОВ.

Об авторах

Ю. Р. Фарходов
ФИЦ "Почвенный институт имени В.В. Докучаева"
Россия

м.н.с. Почвенного института имени В.В. Докучаева, аспирант кафедры земледелия и защиты растений МГУ им. М.В. Ломоносова 

119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2



Н. В. Ярославцева
ФИЦ "Почвенный институт имени В.В. Докучаева"
Россия
119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2


М. А. Яшин
ФИЦ "Почвенный институт имени В.В. Докучаева"
Россия
119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2


С. Ф. Хохлов
ФИЦ "Почвенный институт имени В.В. Докучаева"
Россия
119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2


Б. С. Ильин
Курский федеральный научный центр
Россия
305526, Курская область, Курский район, п. Черeмушки, 10.


В. И. Лазарев
Курский федеральный научный центр
Россия
305526, Курская область, Курский район, п. Черeмушки, 10.


В. А. Холодов
ФИЦ "Почвенный институт имени В.В. Докучаева"
Россия
119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2


Список литературы

1. Айдинян Р.Х. Краткая инструкция. Извлечение ила из почвы. М.: Гипроводхоз, 1960. 10 с.

2. Когут Б.М., Сысуев С.А., Холодов В.А. Водопрочность и лабильные гумусовые вещества типичного чернозема при разном землепользовании // Почвоведение. 2012. № 5. С. 555–561.

3. Когут Б.М., Фрид А.С., Масютенко Н.П., Куваева Ю.В., Романенков В.А., Лазарев В.И., Холодов В.А. Динамика содержания органического углерода в типичном черноземе в условиях длительного полевого опыта // Агрохимия. 2011. № 12. C. 37–44.

4. Соколова Т.А., Трофимов С.Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный обмен. Тула: Гриф и К, 2009. 174 c.

5. Травникова Л.С., Артемьева З.С., Сорокина Н.П. Распределение гранулоденсиметрических фракций в дерново-подзолистых почвах, подверженных плоскостной эрозии // Почвоведение. 2010. № 4. С. 495–504.

6. Харитонова Г.В., Шеин Е.В., Шестеркин В.П., Юдина А.В., Дембовецкий А.В., Остроухов А.В., Бердников Н.В., Якубовская А.Я. Гранулометрический состав донных отложений р. Буреи района Нижне-Бурейской ГЭС // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2017. № 1. С. 24–34.

7. Холодов В.А., Ярославцева Н.В., Фарходов Ю.Р., Белобров В.П., Юдин С.А., Айдиев А.Я., Лазарев В.И., Фрид А.С. Изменение соотношения фракций агрегатов в гумусовых горизонтах черноземов в различных условиях землепользования // Почвоведение. 2019. № 2. С. 184–193. –10.1134/S0032180X19020060.

8. Холодов В.А., Ярославцева Н.В., Фарходов Ю.Р., Яшин М.А., Лазарев В.И., Ильин Б.С., Филиппова О.И., Воликов А.Б., Иванов А.Л. Оптические характеристики экстрагируемых фракций органического вещества типичных черноземов в многолетних полевых опытах // Почвоведение. 2020. № 6. С. 691–702. DOI: 10.31857/S0032180X20060052.

9. Холодов В.А., Ярославцева Н.В., Лазарев В.И., Фрид А.С. Интерпретация данных агрегатного состава типичных черноземов разного вида использования методами кластерного анализа и главных компонент // Почвоведение. 2016. №. 9. С. 1093–1100. DOI: 10.7868/S0032180X16090070.

10. Шаймухаметов М.Ш., Воронина К.А. Методика фракционирования органо-глинных комплексов с помощью лабораторных центрифуг // Почвоведение. 1972. T. 8. C. 134–138.

11. Шеин Е.В., Карпачевский Л.О. Теории и методы физики почв. М.: Гриф и К, 2007. 616 c.

12. Cerli C., Celi L., Kalbitz K., Guggenberger G., Kaiser K. Separation of light and heavy organic matter fractions in soil – Testing for proper density cut-off and dispersion level. Geoderma. 2012. Vol. 170. P. 403–416. DOI: 10.1016/j.geoderma.2011.10.009.

13. Eckmeier E., Gerlach R., Gehrt E., Schmidt M.W.I. Pedogenesis of Chernozems in Central Europe – A review. Geoderma. 2007. Vol. 139. No. 3–4. P. 288–299. DOI: 10.1016/j.geoderma.2007.01.009.

14. Helfrich M., Ludwig B., Buurman P., Flessa H. Effect of land use on the composition of soil organic matter in density and aggregate fractions as revealed by solid-state C-13 NMR spectroscopy. Geoderma. 2006. Vol. 136. No. 1–2. P. 331–341. DOI: 10.1016/j.geoderma.2006.03.048.

15. IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports No. 106. FAO, Rome.

16. Golchin A., Oades J.M., Skjemstad J.O., Clarke P. Study of free and occluded particulate organic matter in soils by solid state 13C Cp/MAS NMR spectroscopy and scanning electron microscopy. Australian Journal of Soil Research. 1994. Vol. 32. No. 2. P. 285–309. DOI: 10.1071/SR9940285.

17. Golchin A., Oades J.M., Skjemstad J.O., Clarke P. Soil structure and carbon cycling. Australian Journal of Soil Research. 1994. Vol. 32. No. 5. P. 1043–1068. DOI: 10.1071/SR9941043.

18. Gregorich E.G., Kachanoski R.G., Voroney R.P. Ultrasonic dispersion of aggregates: distribution of organic matter in size fractions. Canadian Journal of Soil Science. 1988. Vol. 68. No. 2. P. 395–403. DOI: 10.4141/cjss88-036.

19. Griepentrog M., Schmidt M.W.I. Discrepancies in utilization of density fractionation along with ultrasonic dispersion to obtain distinct pools of soil organic matter. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 2013. Vol. 176. No. 4. P. 500–504. DOI: 10.1002/jpln.201200469.

20. Gruenewald G., Kaiser K., Jahn R., Guggenberger G. Organic matter stabilization in young calcareous soils as revealed by density fractionation and analysis of lignin-derived constituents. Organic Geochemistry. 2006. Vol. 37. No. 11. P. 1573–1589. DOI: 10.1016/j.orggeochem.2006.05.002.

21. 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. Vol. 128. No. 1–2. P. 63–79. DOI: 10.1016/j.geoderma.2004.12.013.

22. Kramer M. G., Lajtha K., Thomas G., Sollins P. Contamination effects on soil density fractions from high N or C content sodium polytungstate. Biogeochemistry. 2009. Vol. 92. No. 1–2. P. 177–181. DOI: 10.1007/s10533-008-9268-6.

23. Krull E.S., Baldock J.A., Skjemstad J.O. Importance of mechanisms and processes of the stabilisation of soil organic matter for modelling carbon turnover. Functional Plant Biology. 2003. Vol. 30. No. 2. P. 207–222. DOI: 10.1071/FP02085.

24. Lal R. Soil carbon sequestration impacts on global climate change and food security. Science. 2004. Vol. 304. No. 5677. P. 1623–1627. DOI: 10.1126/science.1097396.

25. Mentler A., Schomakers J., Kloss S., Zechmeister-Boltenstern S., Schuller R., Mayer H. Calibration of ultrasonic power output in water, ethanol and sodium polytungstate. International Agrophysics. 2017. Vol. 31. No. 4. P. 583–588. DOI: 10.1515/intag-2016-0083.

26. Plaza C., Giannetta B., Benavente I., Vischetti C., Zaccone C. Density-based fractionation of soil organic matter: effects of heavy liquid and heavy fraction washing. Scientific Reports. 2019. Vol. 9. 10146. DOI: 10.1038/s41598-019-46577-y.

27. Poeplau C., Don A., Six J., Kaiser M., Benbi D., Chenu C., Cotrufo M. F., Derrien D., Gioacchini P., Grand S., Gregorich E., Griepentrog M., Gunina A., Haddix M., Kuzyakov Y., Kuhnel A., Macdonald L. M., Soong J., Trigalet S., Vermeire M. L., Rovira P., van Wesemael B., Wiesmeier M., Yeasmin S., Yevdokimov I., Nieder R. Isolating organic carbon fractions with varying turnover rates in temperate agricultural soils – A comprehensive method comparison. Soil Biology and Biochemistry. 2018. Vol. 125. P. 10–26. DOI: 10.1016/j.soilbio.2018.06.025.

28. 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. No. 2. P. 155–176. DOI: 10.1023/A:1016125726789.

29. Six J., Elliott E.T., Paustian K. Aggregate and soil organic matter dynamics under conventional and no-tillage systems. Soil Science Society of America Journal. 1999. Vol. 63. No. 5. P. 1350–1358. DOI: 10.2136/sssaj1999.6351350x.

30. Six J., Schultz P.A., Jastrow J.D., Merckx R. Recycling of sodium polytungstate used in soil organic matter studies. Soil Biology and Biochemistry. 1999. Vol. 31. No. 8. P. 1193–1196.

31. Sollins P., Swanston C., Kleber M., Filley T., Kramer M., Crow S., Caldwell B.A., Lajtha K., Bowden R. Organic C and N stabilization in a forest soil: Evidence from sequential density fractionation. Soil Biology and Biochemistry. 2006. Vol. 38. No. 11. P. 3313–3324. DOI: 10.1016/j.soilbio.2006.04.014.

32. Torresan M.E. The use of sodium polytungstate in heavy mineral separations. Menlo Park, California, 1987. 18 p.

33. Viret F., Grand S. Combined Size and Density Fractionation of Soils for Investigations of Organo-Mineral Interactions. Jove-Journal of Visualized Experiments. 2019. No. 144. URL: https://www.jove.com/video/58927/combined-size-density-fractionation-soils-for-investigations-organo.

34. von Lutzow M., Kogel-Knabner I., Ekschmittb K., Flessa H., Guggenberger G., Matzner E., Marschner B. SOM fractionation methods: Relevance to functional pools and to stabilization mechanisms. Soil Biology and Biochemistry. 2007. Vol. 39. No. 9. P. 2183–2207. DOI: 10.1016/j.soilbio.2007.03.007.

35. von Luetzow M., Koegel-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. European Journal of Soil Science. 2006. Vol. 57. No. 4. P. 426–445. DOI: 10.1111/j.1365-2389.2006.00809.x.

36. Wagai R., Mayer L.M., Kitayama K. Nature of the “occluded” low-density fraction in soil organic matter studies: A critical review. Soil Science and Plant Nutrition. 2009. Vol. 55. No. 1. P. 13–25. DOI: 10.1111/j.1747-0765.2008.00356.x.

37. The original non-toxic heavy liquid. Sodium Polytungstate. URL: www.sometu.de.


Для цитирования:


Фарходов Ю.Р., Ярославцева Н.В., Яшин М.А., Хохлов С.Ф., Ильин Б.С., Лазарев В.И., Холодов В.А. Выход денсиметрических фракций из типичных черноземов разного землепользования. Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2020;(103):85-107. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2020-103-85-107

For citation:


Farkhodov Yu.R., Yaroslavtseva N.V., Yashin M.A., Khokhlov S.F., Iliyn B.S., Lazarev V.I., Kholodov V.A. The yield values of densimetric fractions from typical chernozems of different land use types. Dokuchaev Soil Bulletin. 2020;(103):85-107. (In Russ.) https://doi.org/10.19047/0136-1694-2020-103-85-107

Просмотров: 111


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


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