CC BY
5
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2022. No. 4-2
Научная статья
УДК 631.43:631.417.2(571.63)
doi: 10.18522/1026-2237-2022-4-2-28-37
ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИХ ФРАКЦИЙ И ЕГО РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИИ МОРФОГЕНЕТИЧЕСКОГО СВОЕОБРАЗИЯ БУРОЗЕМОВ ОСТРОВА РУССКИЙ
Лариса Алексеевна Латышева
Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, Владивосток, Россия l.a.lat@mail.ru
Аннотация. Охарактеризованы особенности закрепления гумусовых веществ отдельными гранулометрическими фракциями почвенных частиц для основных типов буроземов острова Русский. Показано, что диагностическим показателем морфологического разнообразия островных буроземов, отражающим различную интенсивность развития аккумулятивно-гумусового и иллювиально-гумусового процессов почвообразования в их профиле, является уровень аккумуляции углерода во фракциях ила и тонкой пыли, долевое участие углерода этих фракций в структуре общего гумуса и особенности его профильной динамики. Установлено, что в буроземах типичных основная масса углерода приурочена к фракции ила, роль которого в закреплении органического вещества с глубиной только возрастает. В буроземах темных содержание углерода илистой фракции увеличивается почти в два раза по сравнению с буроземами типичными, а его доля в составе общего углерода почвы уменьшается. При этом возрастает насыщенность органического вещества верхнего гумусового горизонта углеродом фракции тонкой пыли. Наиболее существенные изменения в структуре общего углерода и в уровне его накопления по отдельным гранулометрическим фракциям отмечаются для буроземов темных ил-лювиально-гумусовых. Важной диагностической особенностью буроземов темных иллювиально-гумусовых является то, что тонкопылеватая фракция участвует в накоплении органического вещества больше, чем илистая фракция, как в верхнем гумусовом горизонте, так и в подгумусовом. В нижней части профиля всех буроземов концентрация гумуса в иле возрастает почти в два раза, составляя больше половины его валового содержания в почве.
Ключевые слова: буроземы, остров, физическое фракционирование, органическое вещество, гранулометрические фракции, морфологическое разнообразие
Для цитирования: Латышева Л.А. Органическое вещество гранулометрических фракций и его роль в формировании морфогенетического своеобразия буроземов острова Русский // Известия вузов. СевероКавказский регион. Естественные науки. 2022. № 4-2. С. 28-37.
Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY4.0).
Original article
ORGANIC MATTER OF PARTICLE-SIZE FRACTIONS AND ITS ROLE IN THE FORMATION OF MORPHOGENETIC SPECIFICITY OF BUROZEMS ON RUSSKY ISLAND
Larisa A. Latysheva
Pacific Institute of Geography, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok, Russia l.a.lat@mail.ru
© Латышева Л.А., 2022
Abstract. The features of the fixation of humus substances by particle-size fractions of soil for the main types of burozems of the Russky Island are characterized. It is shown that the diagnostic indicator of the morphological diversity of island burozems soils, reflecting the different intensity of the development of accumulative-humus and illuvial-humus processes of soil formation in their profile, is the level of carbon accumulation in the fractions of silt and fine dust, the share of carbon of these fractions in the structure of the total humus and the features of its profile dynamics. It has been established that in typical burozem, the bulk of carbon is confined to the fraction of silt, with depth the role of silt in fixing the organic matter of these soils only increases. In dark burozem, the carbon content of the silty fraction increases almost twice as compared to typical brown soils, and its share in the composition of total soil carbon decreases. At the same time, the saturation of the organic matter of the upper humus horizon with carbon of the fine dust fraction increases. The most significant changes in the structure of total carbon and in the level of its accumulation by particle-size fractions are noted for dark illuvial-humus burozem. An important diagnostic feature of dark illuvial-humus burozem is that the fine-dusty fraction participates in the accumulation of organic matter more than the silty fraction, both in the upper humus horizon and in the sub-humus horizon. In the lower part of the profile of all burozems, the concentration of humus in the silt increases almost twice, accounting for more than half of its gross content in the soil.
Keywords: burozem (Cambisol), island, physical fractionation of the soil, organic matter, particle-size fractions, morphological diversity
For citation: Latysheva L.A. Organic Matter of Particle-Size Fractions and Its Role in the Formation of Mor-phogenetic Specificity of Burozems on Russky Island. Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Natural Science. 2022;(4-2):28-37. (In Russ.).
This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY4.0).
Введение
Островные территории юга Приморья в силу биоклиматических особенностей условий почвообразования отличаются определенной спецификой проявления зонального процесса бурозе-мообразования. Исследованиями показано, что основными факторами, влияющими на формирование морфологического своеобразия островных буроземов, являются состав и динамика растительного покрова островов и морской гидротермически-импульверизационный режим увлажнения их территории [1, 2]. В проявлении интенсивности процессов почвообразования, прежде всего гумусообразования, хорошо прослеживается зависимость от расположения участков острова относительно береговой линии, движения воздушных масс, преобладающего направления ветров, а также стадии антропогенной сукцессии растительности, под которой формируются распространенные здесь буроземы, что отражается в их морфологических и химических характеристиках. Наиболее важным и чувствительным индикатором изменения природных условий почвообразования является органическое вещество почв, его количество, качество и структура. Ранее нами уже рассматривалось влияние антропогенной трансформации лесной растительности на формирование морфологического разнообразия буроземов острова Русский, проявляющееся в динамике содержания и состава их гумуса [3]. Однако современные исследования по изучению органического вещества почв напрямую связаны с представлениями о наличии в его составе различных фракций, отличающихся по прочности связи с минеральными компонентами почв. Качество и количество органического вещества, аккумулируемого отдельными гранулометрическими фракциями почвенных частиц, являются важной характеристикой, отражающей особенности и направленность почвообразовательного процесса. Поэтому для определения состава, свойств и динамики углерода в последние десятилетия активно используют физические, денси-метрические методы фракционирования и их сочетания, позволяющие выявлять степень участия отдельных фракций элементарных почвенных частиц в закреплении почвенного гумуса, и их значимость в формировании его количества и качества [4, 5]. На территории Приморского края работы по изучению углерода на уровне отдельных фракций почвенных частиц не проводились, что и обусловило направление наших исследований. В настоящей публикации приводятся результаты исследований органического вещества буроземов острова Русский методом физического фракционирования, расширяющие представления о специфике процессов гумусообразова-ния в островных буроземах и природе различий их морфологического строения и свойств.
Материалы и методики исследований
Остров Русский является самым крупным из островов в заливе Петра Великого. Его географические координаты - 42°59'44" с.ш., 131°50'48" в.д., площадь - около 100 км2. Климатические условия острова формируются под влиянием холодных и сухих воздушных масс материкового происхождения, которые господствуют над его пространством в зимнее время (зимний муссон), и более теплых и влажных, морских воздушных масс, преобладающих в летнее время (летний муссон). Зима сухая и холодная, с сильными ветрами; лето влажное и теплое. За год выпадает до 830 мм осадков, из них до 85 % приходится на лето, когда ливневые дожди сочетаются с большим количеством дней с моросящими дождями и туманами. На территории острова хорошо прослеживаются микроклиматические различия. Во время летнего муссона на наветренной юго-восточной стороне острова чаще туманы, гуще морось и ниже температура воздуха, чем на северозападной стороне [6]. При этом юго-западные склоны наиболее подвержены низовым пожарам и более теплообеспечены в вегетационный период.
Активное рекреационное использование территории острова и частые низовые пожары предопределили антропогенную трансформацию ее растительности, которая представлена преимущественно вторичными дубовыми, дубово-липовыми лесами, часто разреженными с хорошо развитым травяно-кустарниковым ярусом. Кустарниково-полукустарниковые заросли представлены леспедечниками или смешанными леспедецево-гмелинополынными зарослями. На открытых склонах морских террас широко распространены злаково-разнотравные сообщества, зачастую с преобладанием в составе полыни Гмелина [7].
В почвенном покрове острова доминируют буроземы, обладающие значительным разнообразием морфологических признаков и химических свойств. Диагностику и классификационное положение их проводили согласно современной классификации почв России и региональным разработкам [1, 3, 8, 9]. Для изучения структуры органического вещества почв методом физического фракционирования были исследованы образцы наиболее широко распространенных здесь подтипов буроземов: буроземов типичных, буроземов темных типичных и буроземов темных иллю-виально-гумусовых. Последние были выделены среди типа буроземы темные на основании данных региональных исследований.
Буроземы типичные формируются на участках острова, занятых дубовыми лесами с очень слабо развитым травяно-кустарниковым ярусом. Они имеют следующее строение почвенного профиля: O-AY-BM-BC. Почвенный профиль, как правило, маломощный (50-65 см). Лесная подстилка сменяется аккумулятивно-гумусовым горизонтом AY темно-серого с буроватым оттенком цвета. Под ним залегает структурно-метаморфический горизонт BM с хорошо выраженной комковато-зернистой структурой, среднесуглинистого или глинистого состава. В средней части профиля отмечается присутствие обломков скелета крупного размера (7-15 см), доля которого увеличивается с глубиной и в горизонте BC может доходить до 80 % от объема почвы.
Морфологический облик буроземов темных типичных характеризуется наличием в верхней части их профиля темно-гумусового горизонта AU темно-серого цвета, который сменяется структурно-метаморфическим горизонтом BM или переходным AUBM с коричнево-бурой или буровато-серой окраской, который постепенно переходит в горизонт BMC. В итоге формируется профиль со следующим набором генетических горизонтов: O-AU-AUBM-BMC. Подобные почвы приурочены к изреженным дубовым лесам с примесью мелколиственных пород и сравнительно хорошо развитым травяно-кустарниковым ярусом.
Под изреженными дубовыми лесами с хорошо развитым травяно-кустарниковым ярусом (преимущественно из лещины) распространены буроземы темные иллювиально-гумусовые с набором горизонтов: O-AU-AUBMhi-BMhi-C. Главной особенностью морфологии этих почв является наличие под темногумусовым горизонтом AU хорошо выраженного иллювиально-гу-мусового горизонта BMhi (или переходного AUBMhi) c различной интенсивностью серых цветов окраски. Присутствие в горизонте BMhi гумусированных затеков и органоминеральных кутан на гранях почвенного скелета позволяет диагностировать его как иллювиально-гумусовый.
В ходе исследований использовались сравнительно-географический и профильно-генетический методы. Выделение гранулометрических фракций из почвенных образцов проводилось по методу Горбунова путем разминания образца до пастообразного состояния в водной среде без применения химических диспергаторов [10]. Содержание общего углерода в почве и в отдельных гранулометрических частицах определялось по методу Тюрина.
Результаты и обсуждение
Одним из факторов гумификации, определяющих важнейшие характеристики почвенного гумуса, является ее гранулометрический состав. Гумусовые вещества, аккумулируемые различными гранулометрическими фракциями почвенных частиц, значительно отличаются по своему составу, свойствам и формам связи с минеральными компонентами почв. Исследователи отмечают, что органическое вещество песчаных фракций состоит в основном из слабо- и среднераз-ложившихся остатков растительности и почвенной фауны. Оно наиболее подвержено минерализации и представляет собой самую лабильную часть органического вещества почв. В пылеватых частицах содержатся легкие фракции органического вещества гуматного и гуматно-фульватного типа, непрочно связанные с кристаллической решеткой минералов и наиболее чувствительные к изменению экологической ситуации окружающей среды. Органическое вещество илистой фракции представлено адсорбционными комплексами гумусовых веществ (преимущественно фуль-ватного состава) с глинистыми минералами и оксидами-гидрооксидами железа и алюминия, достаточно устойчивых к биодеградации [11-19]. Считается, что для генетического типа лесных почв характерен более высокий уровень аккумуляции гумуса во фракции ила, для почв лесостепной и степной зоны - во фракции тонкой пыли. Изменение содержания и количественного соотношения пылеватых и илистых частиц, аккумулирующих разнокачественный гумус, свидетельствует о смещении признаков гуматности (фульватности) гумуса и смене направленности процессов гумификации в почвах [11, 12, 17-19].
Исследованные нами буроземы острова Русский характеризуются повышенной оглиненно-стью средней или нижней частей почвенной толщи, с хорошо выраженным элюво-иллювиаль-ным характером профильного распределения ила и физической глины (таблица). В составе мелкозема всех подтипов буроземов преобладает фракция крупной пыли, составляющая от 25 до 34 % от общей почвенной массы. Основные различия в гранулометрическом составе рассматриваемого ряда буроземов отмечены в содержании и профильном распределении илистой и мелко-пылеватой фракций. Буроземы типичные характеризуются легкоглинистым составом почвенного профиля и более высокой степенью насыщенности физической глины илом по сравнению с другими буроземами острова. Буроземы темные имеют более легкий гранулометрический состав и относятся к суглинку среднему в аккумулятивно-гумусовом горизонте, который сменяется суглинком тяжелым в переходном горизонте AUBM. В профиле буроземов темных, как и буроземов темных иллювиально-гумусовых, наблюдается более высокая степень насыщенности физической глины фракцией тонкой пыли, чем илом по всей почвенной толще, с общей тенденцией к увеличению этого показателя вниз по профилю. Данная закономерность наиболее выражена в буроземах темных иллювиально-гумусовых, что обусловливает утяжеление их гранулометрического состава до тяжелосуглинистого в AU горизонте и легкоглинистого в BMhi.
Гранулометрический состав буроземов острова Русский / Particle-size distribution of the Russky Island Burozems
Горизонт Глубина, см Содержание фракций, %
1-0,25 0,25-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 <0,001 <0,01
Размер частиц, мм
Бурозем типичный, разрез 27
AY 0,5-8(15) 10,59 11,68 27,25 13,57 19,08 17,83 50,48
BM 8(15)-38 12,21 8,05 24,41 16,16 17,38 21,79 55,33
BMC 38-46 30,13 10,28 11,23 12,02 15,77 20,57 48,36
Бурозем темный, разрез 21
AU 2,5-13(27) 9,98 20,28 30,97 14,58 16,25 8,04 38,87
AUBM 13(27)-35 2,91 20,58 33,96 12,62 16,90 13,03 42,55
BMC 35(40)-58 1,85 23,31 33,38 11,69 17,47 12,30 41,46
Бурозем темный иллювиально-гумусовый, раз рез 23
AU 5-16 7,40 14,29 32,18 12,82 19,79 13,52 46,13
AUBMhi 16-25(27) 4,46 15,36 31,01 11,95 20,55 16,67 49,17
BMhi 25(27)-53 1,92 20,92 25,54 12,13 21,03 18,46 51,62
В условиях хорошо выраженной муссонности климата острова Русский и повышенной ске-летности почвенной толщи исследуемых буроземов, обеспечивающей свободный внутрипочвен-ный дренаж, создаются предпосылки для пептизации и миграции пылевато-глинистых частиц и связанного с ними гумуса [20, 21]. Осаждение иллювиируемого материала происходит не только в мелкоземе, но и на поверхности щебня в форме органоминеральных кутан. Процессы миграции и суспензионного переноса органоминеральных соединений по профилю буроземов обусловливают дифференциацию параметров их гумусовой системы и контролируются динамикой ще-лочно-кислотного состояния их почвенных растворов, отражающих пространственно-сезонное варьирование химического состава атмосферных осадков, импульверизацию морских вод и функционирование биоты [1, 20]. Ранее нами было установлено [9], что в ходе антропогенной трансформации растительности острова и сопряженного нарастания на этом фоне геохимического воздействия моря в ряду почв от буроземов типичных к буроземам темным и буроземам темным иллювиально-гумусовым наблюдается рост содержания гумуса в их аккумулятивно-гумусовых (11,02-14,05-14,92 %) и подгумусовых горизонтах (2,0-3,41-6,23 %). Наряду с этим отмечается увеличение содержания в них обменных оснований (28,93-40,4-36,02 мг-экв/100 г почвы) и снижение величины гидролитической кислотности (12,32-11,87-7,61 мг-экв/100 г почвы). Проведенные исследования органического вещества данных почв методом физического фракционирования показали, что при изменении условий гумусообразования изменяются не только их физико-химические показатели, качественный состав гумуса, но и его структура. Для лучшего понимания закономерностей распределения органического вещества по фракциям почв был сделан перерасчет содержания углерода на количество каждой из рассматриваемых фракций. Полученные результаты представлены на рисунке.
Буроземы типичные приурочены к дубово-широколиственным лесам со слаборазвитым напочвенным покровом и участкам дренируемых вершин и подветренных позиций склонов со слабым геохимическим воздействием моря. Они выделяются более кислыми условиями среды и меньшей степенью насыщенности основаниями по сравнению с другими буроземами острова, что способствует более низкому уровню стабилизации углерода в их профиле. Концентрация углерода в составе илистой фракции верхнего гумусового горизонта этих почв равна 9 %, а вклад фракции в общее содержание органики в почве занимает лидирующие позиции и составляет чуть выше 25 %. Это объясняет гуматно-фульватный тип гумификации в этой части профиля буроземов типичных (Сгк/Сфк равно 0,8) [3]. При этом содержание гумуса во фракции тонкой пыли также достаточно высоко (7,6 %). Вниз по профилю прослеживается заметное увеличение доли C илистой фракции (68 %), тип гумуса изменяется на фульватный (Сгк/Сфк равно 0,29). Согласно имеющимся литературным данным, во фракции ила накапливаются преимущественно фульвокис-лоты [11, 12, 14, 17-19]. Наши исследования также показали, что илистая фракция отличается преобладанием фульвокислот в составе ее гумуса [22]. В верхнем горизонте буроземов типичных отмечается наиболее высокий уровень накопления C фракции среднего и мелкого песка в составе общего C по сравнению с другими буроземами острова. Это, скорее всего, связано с превалированием поступления свежего органического вещества над процессами его минерализации на участках формирования данных почв [4, 11, 12]. Вниз по профилю содержание органики, сосредоточенной в грубых фракциях, резко снижается, и основная роль в закреплении почвенного гумуса приходится на илистую фракцию (67 %). В целом выявленные особенности распределения гумуса по гранулометрическим фракциям и профилю буроземов типичных характерны для почв лесного ряда и подтверждаются исследованиями целого ряда авторов [11, 12, 15-19].
Под антропогенными сукцессиями дубовых лесов наветренных склонов, в профиле буроземов активизируются процессы гумусонакопления, что способствует формированию более мощного, чем в буроземах типичных (8 см), темно-гумусового горизонта AU (38 см). Содержание гумуса по профилю возрастает, изменяется его структура. Уровень концентрация органического углерода во фракциях средней и мелкой пыли, а также илистой возрастает в 1,5-1,7 раза по сравнению с таковыми в буроземах типичных. Как и в буроземах типичных, в буроземах темных абсолютное содержание гумуса в илистой фракции выше (14,75 %), чем во фракции тонкой пыли (12,65 %). Однако, несмотря на это, долевое участие пылеватых частиц (25 %) в общем балансе углерода верхнего горизонта в них превышает вклад C илистой фракции (15 %). С этим фактом связан и фульватно-гуматный состав их гумуса (Сгк/Сфк равно 1,03).
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2022. No. 4-2
Содержание углерода в гранулометрических фракциях буроземов: а - содержание углерода, % от веса фракции; в - содержание углерода, % от валового содержания в почве / Carbon content in the particle-size fractions of burozems: a - C, % from fraction weight; b - C, % from total content
Известно, что во фракции тонкой пыли накапливаются гуматы в результате обменных реакций гумусовых веществ с обменными катионами, что хорошо согласуется с данными по относительному росту содержания гуматов кальция в составе гумуса этих буроземов [3, 22]. При переходе к горизонту AUBM количество почвенного углерода, связанного с фракцией тонкой пыли, постепенно падает (23 %), а углерода илистой фракции - возрастает (44 %). Повышение содержания гумуса илистой фракции в составе общего C иллювиального горизонта буроземов темных обеспечивает рост доли фульвокислот в составе их гумуса и гуматно-фульватный тип гумусооб-разования. Вниз по профилю степень концентрации гумуса в иле только увеличивается, составляя в горизонте BMC более половины (57 %) от всей почвенной органики. При этом прослеживается практически однородное распределение по почвенной толще относительной доли углерода тонкопылеватой фракции от его общего количества в почве, в то время как уровень закрепления гумуса этой фракцией снижается резко вниз по профилю. Такая закономерность профильного распределения этой фракции в составе почвенной органики буроземов тёмных отражает
начальную стадию развития в их профиле иллювиально-гумусового процесса почвообразования. Об этом свидетельствуют гумусовые затеки в нижней части аккумулятивно-гумусового горизонта, буровато-серый цвет AUBM горизонта, а также присутствие органоминеральных кутан на нижней стороне щебня в горизонте BMC [1, 9, 20].
Более существенные изменения в структуре почвенного гумуса наблюдаются в профиле буроземов темных иллювиально-гумусовых. Уменьшение сомкнутости древостоя и увеличение в напочвенном покрове разнотравья способствуют активизации процессов гумусонакопления за счет поступления быстроразлагающихся растительных остатков, с одной стороны, и изменения гидротермического режима почв, обусловленного их геоморфологическим положением в нижней части наветренного склона в зоне активного капельно-импульверизационного привноса морских вод - с другой. Слабокислая реакция среды, высокое содержание поглощенных кальция и магния создает благоприятные условия для образования значительного количества подвижных органоминеральных соединений и активного передвижения их вниз по профилю этих буроземов. Содержание гумуса по профилю высокое, тип гумуса фульватно-гуматный как в аккумулятивно-гумусовом горизонте, так и в иллювиально-гумусовом. Наши исследования показали, что уровень концентрации углерода во фракции тонкой пыли этих буроземов (16 %) выше, чем в илистой (13 %). Доля этой фракции в составе углерода поверхностного горизонта преобладает и составляет 36 %. С ростом данного показателя связаны увеличение содержания гуминовых кислот в качественном составе их гумуса и, как следствие, фульватно-гуматный тип гумусообразования (Сгк/Сфк равно 1,15). Обращает на себя внимание более низкое абсолютное и относительное содержание в профиле углерода песчаных фракций по сравнению с другими буроземами острова. Это свидетельствует об усилении процессов минерализации растительных остатков на участке их формирования. Важной диагностической особенностью буроземов темных иллювиально-гу-мусовых является усиление роли тонкопылеватой фракции в закреплении почвенного органического вещества в их иллювиально-гумусовых горизонтах. Доля углерода, связанного с тонкопы-леватой фракцией, возрастает до 45 % в горизонте AUBhi, что объясняет фульватно-гуматный (Сгк/Сфк равно 1,09) тип гумусообразования в этой части их почвенного профиля. Так как считается, что во фракции мелкой и средней пыли сосредоточено до 60 % общего количества гуми-новых кислот почвы. О повышении подвижности гумусовых соединений предилистой фракции и усилении их профильной миграции вследствие развития иллювиально-гумусового процесса свидетельствуют данные исследований В.С. Аржановой и П.В. Елпатьевского [21]. Ими было установлено увеличение пылеватых накоплений мелкозема наряду с органоминеральными соединениями в составе пленочных кутан на поверхности щебня в иллювиальном горизонте буроземов япономорского побережья. Рост углерода фракции тонкой пыли в составе органического вещества иллювиального горизонта отмечал также и В.А. Кузьмин, изучавший дерново-подзолистые почвы со вторым гумусовым горизонтом, и связывал это с закреплением гумусовых веществ на поверхности пылеватых частиц и процессами их миграции вниз по профилю [23]. На распространение буроземов с высокой гумусированностью профиля под разреженными дубовыми лесами с хорошо развитым травянистым покровом на островах юга Дальнего Востока впервые обратил внимание С.В. Зонн [24]. Им отмечалось повышенное содержание в составе гумуса этих буроземов гуматов и фульватов кальция, являющихся определяющими фракциями фуль-ватно-гуматного типа гумификации, характерного для почв лесостепной зоны. Эти данные согласуются с полученными нами ранее [3, 22, 25] и подтверждаются новыми результатами гранулометрического фракционирования органического вещества буроземов островных территорий. Более высокое содержание углерода фракции тонкой пыли по сравнению с илистой фракцией в общем содержании гумуса в почве характерно для степного и лесостепного почвообразования.
Заключение
Использование метода гранулометрического фракционирования в исследовании основных типов буроземов острова Русский позволило выявить ряд закономерностей и отличий в накоплении и закреплении гумуса отдельными гранулометрическими фракциями этих почв. Установлено, что наиболее информативно значимыми показателями для оценки различий в процессах гумусообразования в буроземах острова и формировании их морфологического разнообразия являются содержание углерода в илистой и тонкопылеватой фракциях и долевое участие этих
фракций в составе почвенного органического вещества. Уровень аккумуляции углерода в гранулометрических фракциях обследованных буроземов регулируется составом и динамикой растительности островов, интенсивностью геохимического воздействия моря на участках их формирования. Для буроземов типичных характерна преимущественная роль илистой фракции в связывании и закреплении органического вещества почв. В буроземах темных также наблюдается преимущественная аккумуляция гумуса илистой фракцией, в то время как долевое участие фракции пыли в формировании общего органического вещества в верхней части их профиля выше, чем илистой фракции. С глубиной степень концентрации гумуса в иле возрастает, что совпадает с ростом его фульватизации. Важной диагностической характеристикой буроземов темных ил-лювиально-гумусовых острова Русский является то, что тонкопылеватая фракция участвует в накоплении органики в большей степени, чем илистая, как в аккумулятивно-гумусовом горизонте, так и в иллювиально-гумусовом. Доля углерода фракции тонкой пыли от его валового содержания в почве возрастает почти в полтора раза по сравнению с другими исследованными буроземами. Это объясняет фульватно-гуматный тип гумусообразования в верхней и средней частях профиля этих буроземов. Выявленные особенности структуры органического вещества буроземов острова Русский и ее профильной динамики предопределяют своеобразие их морфологического облика и могут быть в дальнейшем использованы для решения спорных вопросов в диагностике данных почв.
Список источников
1. Пшеничникова Н.Ф., Пшеничников Б.Ф. Специфика формирования буроземов на островах залива Петра Великого (юг Дальнего Востока) // Вестн. ДВО РАН. 2013. № 5. С. 87-96.
2. Иванов А.Н., Иванов А.В. О специфике островного почвообразования (на примере островов СевероЗападной Пацифики) // Вестн. Московского ун-та. Почвоведение. 2020. № 2. С. 10-16.
3. Латышева Л.А. Влияние антропогенной трансформации лесной растительности на динамику содержания и состав гумуса в буроземах островных территорий юга Приморья // Вестн. Томского гос. ун-та. Биология. 2014. № 2 (26). С. 23-32.
4. Ерохова А.А., Макаров М.И., Моргун Е.Г., Рыжова И.М. Изменение состава органического вещества дерново-подзолистых почв в результате естественного восстановления леса на пашне // Почвоведение.
2014. № 11. С. 1308-1314.
5. Ванюшина А.Я., Травникова Л.С. Органоминеральные взаимодействия в почвах (обзор литературы) // Почвоведение. 2003. № 4. С. 418-428.
6. Ластовецкий Е.И., Якунин Л.П. Гидрометеорологическая характеристика Дальневосточного государственного морского заповедника // Цветковые растения островов Дальневосточного морского заповедника. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1981. С. 18-33.
7. Урусов В.М., Чипизубова М.Н. Динамика растительного покрова Дальнего Востока. Владивосток: Дальневосточный фед. ун-т, 2013. 126 с.
8. Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
9. Пшеничников Б.Ф., Пшеничникова Н.Ф., Латышева Л.А. Антропогенная динамика морфологического строения и лесорастительных свойств буроземов острова Русский // Вестн. КрасГАУ. 2010. № 12 (51). С. 24-28.
10. Горбунов Н.И. Высокодисперсные минералы и методы их изучения. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 302 с.
11. Тищенко С.А., Безуглова О. С. Гумусное состояние почв локально переувлажненных ландшафтов Нижнего Дона // Почвоведение. 2012. № 2. С. 156-165.
12. Трофименко К.И., Кизяков Ю.Е. Органическое вещество отдельных гранулометрических фракций основных типов почв Предкавказья // Почвоведение. 1967. № 2. С. 82-90.
13. Asano M., Wagai R. Distinctive organic matter pools among particle-size fractions detected by solid-state 13C-NMR, 513C and 515N analyses only after strong dispersion in an allophanic Andisol // Soil Science and Plant Nutrition. 2015. Vol. 61, № 2. P. 242-248.
14. Tarchitzky J., Hatcher P.G., Chen Y. Properties and distribution of humic substances and inorganic structure-stabilizing components in particle-size fractions of cultivated Mediterranean soils // Soil Science. 2000. Vol. 165, № 4. P. 328-342.
15. Kanda T., Tamura K., Asano M., Tsunekawa A., Nakamura T. The 13C and 15N natural abundances to characterize soil organic matter associated with clay minerals in Eurasian steppe soils // J. of Arid Land Studies.
2015. Vol. 25, № 3. P. 153-156.
16. Grüneber E., Schöning I., Hessenmöller D., Schulze E.D., Weisser W. W. Organic layer and clay content control soil organic carbon stocks in density fractions of differently managed German beech forests // Forest Ecology and Management. 2013. Vol. 303. P. 1-10.
17. Овчинникова М.Ф. Влияние длительного осушения на содержание и состав гумуса в дерново-подзолистых почвах и их механических фракций // Вестн. Московского ун-та. Почвоведение. 2016. № 4. С. 2432.
18. Овчинникова М.Ф. Особенности трансформации гумусовых веществ дерново-подзолистой почвы, нарушенной строительством трассы магистрального трубопровода // Вестн. Московского ун-та. Почвоведение. 2019. № 1. С. 35-41.
19. Крыщенко В.С., Рыбянец Т.В., Замулина И.В., Бирюкова О.А., Кравцова Н.Е. Моделирование отношений элементов полидисперсной системы почв с использованием эталона сравнения // Живые и биокосные системы. 2013. № 2. С. 9.
20. Пшеничников Б.Ф., Пшеничникова Н.Ф. Генезис и эволюция приокеанических буроземов (на примере япономорского побережья). Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2002. 292 с.
21. Аржанова В.С., Елпатьевский П.В. Геохимия ландшафтов и техногенез. М.: Наука, 1990. 196 с.
22. Латышева Л.А. Роль органического вещества илистой фракции в динамике качественного состава гумуса буроземов острова Рейнеке // Вестн. Томского гос. ун-та. Биология. 2015. № 3 (31). С. 17-26.
23. Кузьмин В.А. Органическое вещество механических фракций дерново-подзолистых почв со вторым гумусовым горизонтом Окско-Ангарского междуречья // Почвоведение. 1969. № 6. С. 3-11.
24. Зонн С.В. Особенности аллитного почвообразования на островах Приморья и Дальнего Востока // Изучение и освоение природной среды. М.: Наука, 1976. С. 125-137.
25. Латышева Л.А. Органическое вещество отдельных гранулометрических фракций и его роль в антропогенной динамике буроземов острова Рейнеке // Вестн. КрасГАУ. 2013. № 1. С. 35-39.
References
1. Pshenichnikova N.F., Pshenichnikov B.F. Specificity of burozems formation on the Peter the Great Bay Island (south of the Russian Far East). Vestn. DVO RAN = Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences. 2013;(5):87-96. (In Russ.).
2. Ivanov A.N., Ivanov A.V. About specifics of the Island soil formations (on the example of the Islands of Northwest Pacific). Vestn. Moskovskogo un-ta. Pochvovedenie = Moscow University Bulletin. Soil Science. 2020;(2):10-16. (In Russ.).
3. Latysheva L.A. Influence of forest vegetation anthropogenic transformation on dynamics of humus content and composition in burozems of the island territory in the southern part of Primorsky Krai (Russia). Vestn. Tomskogo gos. un-ta. Biologiya = Tomsk State University Journal of Biology. 2014;(2):23-32. (In Russ.).
4. Erokhova A.A., Makarov M.I., Morgun E.G., Ryzhova I.M. Effect of the natural reforestation of arable land of the organic matter composition in soddy-podzolic soils. Eurasian Soil Science. 2014;(11): 1110-1106.
5. Vanyushina A.Ya., Travnikova L.S. Organic-mineral interaction in soils: a review. Eurasian Soil Science. 2003;36(4):379-387.
6. Lastovetskiy E.I., Yakunin L.P. Hydrometeorological characteristics of the Far Eastern State Marine Reserve. Flowering plants of the Far Eastern Islands Marine Reserve. Vladivostok: Far Eastern Scientific Center of the USSR Press; 1981:18-33. (In Russ.).
7. Urusov V.M., Chipizubova M.N. The dynamics of the vegetation cover of the Far East. Vladivostok: Far Eastern Federal University Press; 2013. 126 p. (In Russ.).
8. Shishov L.L., Tonkonogov V.D., Lebedeva I.I., Gerasimova M.I. Russian soil classification system. Smolensk: Oikumena Publ.; 2004. 342 p. (In Russ.).
9. Pshenichnikov B.F., Pshenichnikova N.F., Latysheva L.A. Antropogennous dynamics of burozem morphological structure and properties for forest growing in the Russian island. Vestnik KrasGA U = Bulletin of KrasGA U. 2010;(12):24-28. (In Russ.).
10. Gorbunov N.I. Highly dispersed minerals and methods of their study. Moscow: USSR Academy of Sciences Press; 1963. 302 p. (In Russ.).
11. Tishchenko S. A., Bezuglova O.S. The humus state of the soils of locally hydromorphic landscapes in the lower reaches of the Don river. Eurasian Soil Science. 2012;45(2):132-140.
12. Trofimenko K.I., Kizyakov Yu.E. Organic matter of separate granulometric fractions of the main types of Ciscaucasian soils. Pochvovedenie = Soil Science. 1976;(2):82-90. (In Russ.).
13. Asano M., Wagai R. Distinctive organic matter pools among particle-size fractions detected by solid-state 13C-NMR, 513C and 515N analyses only after strong dispersion in an allophanic Andisol. Soil Science and Plant Nutrition. 2015;61(2):242-248.
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2022. No. 4-2
14. Tarchitzky J., Hatcher P.G., Chen Y. Properties and distribution of humic substances and inorganic structure-stabilizing components in particle-size fractions of cultivated Mediterranean soils. Soil Science. 2000;165(4):328-342.
15. Kanda T., Tamura K., Asano M., Tsunekawa A., Nakamura T. The 13C and 15N natural abundances to characterize soil organic matter associated with clay minerals in Eurasian steppe soils. Journal of Arid Land Studies. 2015;25(3):153-156.
16. Grüneberg E., Schöning I., Hessenmöller D., Schulze E.D., Weisser W.W. Organic layer and clay content control soil organic carbon stocks in density fractions of differently managed German beech forests. Forest Ecology and Management. 2013;303:1-10.
17. Ovchinnikova M.F. Effect of long-term drainage on the content and composition of humus in soddy-pod-zolic soils and their mechanical fractions. Vestn. Moskovskogo un-ta. Pochvovedenie = Moscow University Bulletin. Soil Science. 2016;(4):24-32. (In Russ.).
18. Ovchinnikova M.F. Peculiarities of transformation of humus substances in the soddy-podzolic soil, disturbed by the main pipeline constraction. Vestn. Moskovskogo un-ta. Pochvovedenie = Moscow University Bulletin. Soil Science. 2019;(1):35-41. (In Russ.).
19. Kryshchenko V.S., Rybyanets T.V., Zamulina I.V., Biryukova O.A., Kravtsova N.E. Simulation of correlation the elements of a polydisperse soil system based on a reference standart. Zhivye i biokosnye sistemy = Living andBiocontainable Systems. 2013;(2):9. (In Russ.).
20. Pshenichnikov B.F., Pshenichnikova N.F. Genezis and evolution of maritime burozems (at the example of the Japanese Sea coast). Vladivostok: Far Eastern University Press; 2022. 292 p. (In Russ.).
21. Arzhanova V.S., Elpat'evskii P.V. Geochemistry of landscapes and technogenesis. Moscow: Nauka Publ.; 1990. 196 p. (In Russ.).
22. Latysheva L.A. The role of clay fraction organic matter in the dynamics of the qualitative composition of humus burozems of Reineke Island. Vestn. Tomskogo gos. un-ta. Biologiya = Tomsk State University Journal of Biology. 2013;(3):17-26. (In Russ.).
23. Kuzmin V.A. The organic matter of mechanical fractions of OB-Angara inter-fluve soddy-podzolic soils with second humus horizon. Pochvovedenie = Soil Science. 1976;(6):3-11. (In Russ.).
24. Zonn S.V. Specifics of allitic soil formation on the island of the Primorye and the Far East. Study and development of the natural environment. Moscow: Nauka Publ.; 1976:125-137. (In Russ.).
25. Latysheva L.A. Organic matter of separate granulometric fraction and its role in antropogenic dynamic of humus status of burozem of Reineke Island. VestnikKrasGAU = Bulletin of KrasGAU. 2013;(1):35-39. (In Russ.).
Информация об авторе
Л.А. Латышева - научный сотрудник, лаборатория биогеографии и экологии. Information about the author
L.A. Latysheva - Researcher, Laboratory of Biogeography and Ecology.
Статья поступила в редакцию 06.06.2022; одобрена после рецензирования 30.06.2022; принята к публикации 15.11.2022. The article was submitted 06.06.2022; approved after reviewing 30.06.2022; accepted for publication 15.11.2022.
