О методах определения содержания органического углерода в почвах (критический обзор)

Изложены теоретические основы методов определения содержания почвенного органического углерода (ПОУ) прямым способом сухого сжигания на автоматических анализаторах и косвенным – по окисляемости Тюрина и Уолкли–Блэка. Приведены авторские и литературные экспериментальные данные анализов С_орг в различных почвах с помощью этих методов. Сравнительный анализ приведенных данных показал, что в одних случаях содержание ПОУ, определенное по окисляемости, ниже, чем таковое, полученное способом сухого сжигания (в большинстве), а в других – наоборот, выше. Этот вывод находится в полном соответствии с теоретическими взглядами Тюрина о химической природе почвенного органического вещества (ПОВ). Дано схематическое описание определения содержания общего (органического) углерода в некарбонатных почвах способом сухого сжигания на автоматических анализаторах Leco (США) и АН-7529 (Гомель, Беларусь). Указано на сложности определения содержания ПОУ способом сухого сжигания на автоматических анализаторах в карбонатных почвах. Рекомендовано определять содержание неорганического углерода с помощью разложения карбонатов раствором HClO₄ на экспресс-анализаторе АН-7529 в этих почвах. Прямой метод определения содержания ПОУ обладает наилучшей метрологической характеристикой по сравнению с таковой косвенного, что убедительно подтверждает авторитетные мнения Шолленберга и Тюрина о приблизительности последнего. Сделан вывод, что показатели, определяемые по методам Тюрина и Уолкли–Блэка и сухого сжигания, являются химически независимыми, характеризующими соответственно окисляемость и содержание органического углерода ПОВ. Рекомендовано при мониторинге содержания и запасов органического углерода в почвах использовать метод сухого сжигания на автоматических анализаторах. 

1. Аналитическое обеспечение мониторинга гумусового состояния почв: Методические указания / Б.М. Когут (сост.). М.: РАСХН, 1993. 74 с.

2. Большаков В.А. Надежность анализа почв: проблемы и решения. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 1992. 144 с.

3. Большаков В.А., Когут Б.М., Фрид А.С. Переаттестация государственных стандартных образцов почвенных масс // Почвоведение. 1995. № 3. С. 308–313.

4. Ваксман С.А. Гумус. Происхождение, химический состав и значение его в природе. М.: Огиз-Сельхозгиз, 1937. 471 с.

5. Ищереков В.И. Определение гумуса в почве титрованием хамелеоном // Журнал опытной агрономии. 1904. Т. 5. С. 55.

6. Когут Б.М., Фрид А.С. Сравнительная оценка методов определения содержания гумуса в почвах // Почвоведение. 1993. № 9. С. 119–123.

7. Когут Б.М., Семенов В.М., Артемьева З.С., Данченко Н.Н. Дегумусирование и почвенная секвестрация углерода // Агрохимия. 2021. № 5. С. 3–13.

8. Кочетов А.И., Шевченко А.В., Астапенко Е.В., Марченко Т.И. Определение углерода в почвах на базе экспресс-анализатора АН-7529 // Тез. докл. YII делегат. съезда ВОП. Ташкент, 1985. Ч. 2. С. 122.

9. Метрологическое обеспечение аналитических работ в почвоведении. Методические рекомендации / Сост. В.А. Большаков, А.С. Фрид, С.Е. Сорокин. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 1988. 112 с.

10. Милановский Е.Ю. Гумусовые вещества почв как природные гидрофобно-гидрофильные соединения. Москва: ГЕОС, 2009. 188 с.

11. Никитин Б.А. Метод определения гумуса почвы // Агрохимия. 1999. № 5. С. 91.

12. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации. М.: Наука, 1996. 256 с.

13. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Некоторые данные о степени внутримолекудярной окисленности гумуса разных типов почв (к вопросу о переводном коэффициенте с углерода на гумус) // Почвоведение. 1967. № 7. С. 85–95.

14. Рентгенофлуоресцентный энергодисперсионный метод анализа почв в целях контроля качества их загрязненности / Состав. Большаков В.А., Сорокин С.Е., Свищев Л.Е. М.: Почв. ин-т им.В.В.Докучаева, 1982. 48 с.

15. Срапенянц С.А., Бродский Е.С., Клягин К.Н., Шевцова Л.К. Экспрессное определение углерода в почвах методом сожжения // Агрохимия. 1979. № 7. С. 132–137.

16. Теория и практика химического анализа почв / Под ред. Л.А. Воробьевой). М: ГЕОС, 2006. 400 с.

17. Титова Н.А., Когут Б.М. Трансформация органического вещества при сельскохозяйственном использовании почв // Итоги науки и техники (серия почвоведение и агрохимия). Т. 8. М.: Изд-во ВИНИТИ, 1991. 156 с.

18. Тюрин И.В. Новое видоизменение объемного метода определения гумуса с помощью хромовой кислоты // Почвоведение. 1931. № 5–6. С. 36–47.

19. Тюрин И.В. К вопросу о методике изучения органического вещества почвы в биохимическом отношении // Тр. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 1934. № 10(4). С. 27–37.

20. Тюрин И.В. Материалы по сравнительному изучению методов определения органического углерода в почвах. Методы определения общего органического углерода и углекислоты карбонатов // Проблемы современного почвоведения. 1936. №. 2. С. 121.

21. Тюрин И.В. Органическое вещество почв и его роль в почвообразовании и плодородии. Учение о почвенном гумусе. М.-Л.: Сельхозгиз, 1937. 287 с.

22. Чернова О.В., Голозубов О.М. Всемирная карта запасов органического углерода в 30 см слое почвы для территории России (проект ФАО ООН GSOC17) // Современное состояние черноземов. Мат-лы II Международ. научн. конф. 2018. Т. 1. С. 49–56.

23. Шамрикова Е.В., Ванчикова Е.В., Кондратёнок Б.М., Лаптева Е.М., Кострова С.Н. Проблемы и ограничения дихроматометрического метода измерения содержания почвенного органического вещества (обзор) // Почвоведение. 2022. № 7.С. 787–794.

24. Apesteguia M., Plante A. F., Virtoc I. Methods assessment for organic and inorganic carbon quantification in calcareous soils of the Mediterranean region // Geoderma Regional. 2018. Vol. 12. P. 39–48.

25. Blakemore L.C., Searle P.L., Daly B.K. Methods for chemical analysis of soils // New Zealand Soil Bureau. Scientific Report 10. Dep. of Sci. and Industrial Res. New Zealand, 1977. 112 p.

26. Ciavatta C., Vittori L. Antisari, P. Sequi. Determination of organic carbon in soils and fertilizers // Communications in Soil Science and Plant Analysis. 1989. Vol. 20. Iss. 7–8, P. 759–773.

27. Jankauskas B., Jankauskiene G., Slepetiene A., Booth C. International Comparison of Analytical Methods of Determining the Soil Organic Matter Content of Lithuanian Eutric Albeluvisols // Commun. Soil Sci. Plant Anal. 2006. Vol. 37. P. 707–720.

28. Knop W. Ueber die Bedeutung des Humus // Landw. Vers. Sta. 1872. Vol. 15. P. 13–21.

29. Nelson D.W., Sommers L.E. Total carbon, organic carbon, and organic matter // Sparks D.L. et al. (Eds). Methods of Soil Analysis. Part 3. Madison: SSSA Book Series, 1996. P. 961–1010.

30. Sato J.H., Figueiredo C.C., Marchão R.L., Madari B.E., Benedito L.E.C., Busato J.G., Souza D.M. Methods of soil organic carbon determination in Brazilian savannah soils // Sci. Agric. 2014. Vol. 71. No. 4. P. 302–308.

31. Soil Organic carbon mapping. GSOC Map. cookbook manual / Eds. Y. Yugini, R. Baritz, R.R. Vargas. Rome, 2017.

32. Shamrikova E.V., Kondratenok B.M., Tumanova E.A., Vanchikova E.V., Lapteva E.M., Zonova T.V., Lu-Lyan-Min E.I., Davydova A.P., Libohova Z., Suvannang N. Transferability between soil organic matter measurement methods for database harmonization // Geoderma. 2022. Vol. 412. 115547.

33. Schollenberger С.J. A rapid approximate method for determining soil organic matter // Soil Science. 1927. No. 1. XXIV.

34. Tabatabai M.A., Bremner J.M. Use of the Leco automatic 70-second carbon analyzer for total carbon analyses of soils // Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 1970. Vol. 34. No. 4. P. 608–610.