Органическое вещество погребенной торфяной почвы на острове Белый (Карское море) | Почвенный институт им. В.В. Докучаева

Органическое вещество погребенной торфяной почвы на острове Белый (Карское море)

З.С. Артемьева1, А.А. Юртаев2, А.Л. Александровский3, Э.П. Зазовская3

1Почвенный институт им В.В. Докучаева, Россия, 119017 Москва, Пыжевский пер., 7 стр. 2
2Тюменский государственный университет, Россия, 625003 Тюмень, ул. Семакова, 10
3Институт географии РАН, Россия, 119017 Москва, Старомонетный пер., 21

Состав органического вещества погребенных торфяных горизонтов с западного берега о. Белый (Карское море) исследован с помощью метода грануло-денсиметрического фракционирования, позволяющего детализировать распределение разных пулов органического вещества в почвенной матрице, уточнять их функции в процессах почвообразования, а также факторы, регулирующие их формирование и изменение под влиянием внешних условий. Выявлена значительная оторфованность изученных погребенных горизонтов, степень выраженности которой увеличивается с глубиной. По данным радиоуглеродного датирования торф сформировался в раннем голоцене. Большая древность органического вещества исследованных погребенных горизонтов свидетельствует об очень медленном протекании процесса гумификации, что может быть связано с экстремальными условиями среды: низкими средними температурами и малой продолжительностью периода положительных температур. Наличие бóльшего количества слаборазложившихся растительных остатков в составе легких фракций нижнего погребенного горизонта, залегающего на глубине 70–80 см по сравнению с вышележащим (40–50 см) свидетельствует о различии условий разложения органического вещества в период 8950–8580 лет назад, а именно о менее благоприятных условиях для микробиологической деятельности в нижнем горизонте. Это могло быть связано с локальной сменой гидрологических условий, повлиявшей на изменение темпов гумификации растительных остатков на протяжении этого относительно непродолжительного отрезка времени.

Ключевые слова: торфяные почвы, Арктика, физическое фракционирование органического вещества, легкие фракции, экстремальные условия среды, радиоуглеродный возраст.

DOI: 10.19047/0136-1694-2016-85-36-56


THE ORGANIC MATTER OF THE BURIED PEAT SOILS ON BELY ISLAND (KARA SEA)

Z.S. Artemyeva1, A.A. Yurtaev2, A.L. Alexandrovskiy3, E.P. Zazovskaya3

1V.V. Dokuchaev Soil Science Institute, Russia, 119017 Moscow, Pyzhevskii 7, bld. 2
2Tyumen State University, Russia, 625003 Tyumen, ul. Semakova 10

3Institute of Geography of RAS, Russia, 119017, Moscow, Staromonetniy per., 29

The organic matter composition of buried peat horizons from the west coast of White lake (Kara Sea) was investigated using the method of dency-metric fractionation. Considerable amount of peat in studied buried horizons, the amount of which increases with depth was revealed. According to radiocarbon dating of peat was formed in the early Holocene. Great ancientry of organic matter in studied buried horizons indicates a very slow humification process. This is due to the extreme environmental conditions: lower average temperatures and short duration period of positive temperatures. The presence of a larger number poorly decomposed plant residues in the composition of the light fractions in low part of the buried horizon indicates the difference between the conditions of the decomposition of organic matter in the period of 8950–8580 years ago, namely, the less favorable conditions for microbial activity in low horizon. This could be due to the change of the local hydrological conditions that influenced the change in the rate of humification of plant residues during this relatively short period of time.

Key words: peat soils, Arctic, physical fractionation of organic matter, light fractions, extreme environmental conditions, radiocarbon age.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Артемьева З.С. Органическое вещество и гранулометрическая система почвы. М.: ГЕОС, 2010. 240 с.
2. Артемьева З.С., Федотов Г.Н. Состав функциональных пулов легкоразлагаемого органического вещества автоморфных зонального ряда
почв центра Русской равнины // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение. 2013. № 4. С. 3–10
3. Архив погоды на метеостанции им. М.В. Попова [Официальный сайт], 2016. http://rp5.ru (дата обращения 20.04.2016).
4. Кононова М.М. Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы изучения. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 315 с.
5. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1974. 333 с.
6. Слагода Е.А., Лейбман О.М., Хомутов А.В., Орехов П.Т. Криолитологическое строение первой террасы острова Белый в Карском море (часть 1) // Криосфера Земли. 2013. Т. XVII. № 4. С. 11–21.
7. Слагода Е.А., Курчатова А.Н., Опокина О.Л., Томберг И.В., Ходжер Т.В., Фирсова А.Д., Родионова Е.В., Попов К.А., Никулина Е.Л. Криолито-
логическое строение первой террасы острова Белый в Карском море: Геокриологическая история и изменения природных условий (часть 3) // Криосфера Земли. 2014. Т. XVIII. № 3. С. 33–45.
8. Травникова Л.С., Артемьева З.С. Физическое фракционирование органического вещества почв с целью изучения его устойчивости к биодеградации // Экология и почвы. Избр. лекции 10-й Всерос. школы. Т. IV.
Пущино, 1987. С. 337–346.
9. Трофимова И.Е., Балыбина А.С. Классификация климатов и климатическое районирование Западно-Сибирской равнины // География и природные ресурсы. 2014. № 2. С. 11–21.
10. Тюрин И.В. Органическое вещество почвы и его роль в почвообразовании и плодородии. М.–Л.: Сельхозгиз, 1937. 285 с.
11. Чичагова О.А. Радиоуглеродное датирование гумуса почв. М.: Наука, 1985. 158 с.
12. Чичагова О.А., Хохлова О.С., Зазовская Э.П., Горячкин С.В. Радиоуглеродный анализ и проблемы памяти почв // Память почв. Почва как
память биосферно-геосферно-атропосферных взаимодействий. М., 2008. С. 182–203.
13. Ashman M.R., Hallett P.D., Brookes P.C. Are the links between soil aggregate size class, soil organic matter and respiration rate artefacts of the fractionation
procedure // Soil Biol. Biochem. 2003. V. 35. P. 435–444.
14. Blanco-Canqui H., Lal R. Mechanisms of Carbon Sequestration in Soil Aggregates // Critical Reviews in Plant Sciences. 2004. V. 23. P. 481–504.
15. Christensen B.T. Physical fractionation of soil and organic matter in primary particle size and density separates // Advances in Soil Sci. 1992. V. 20. P. 1–90.
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 NMP spectroscopy and scanning electron microscopy // Austr. J. Soil Res. 1994. V. 32. P. 285–309.
17. Golchin A., Oades J.M., Skjemstad J.O., Clarke P. Structural and dynamic properties of soil organic matter as reflected by 13C natural abundence, pyrolysis mass spectrometry and solid-state 13C NMR spectroscopy in density fractions of an Oxisol under forest and pasture // Aust. J. Soil Res. 1995. V. 33. P. 59–76.
18. Golchin A., Baldock J.A., Oades J.M. A model linking organic matter decomposition, chemistry, and aggregate dynamic // Soil Processes and the Carbon Cycle / Lal R., Kimble J.M., Follett R.F., Stewart B.A. CRC Press, Boca Raton, 1997. P. 245–266.
19. Guggenberger G., Zech W., Haumaier L., Christensen B.T. Land-use effects on the composition of organic matter in particle-size separates of soils: I. Lignin and carbohydrate signature // Europ. J. Soil Sci. 1995. V. 46. P. 147–158.
20. Olk D.C., Gregorich G. Overview of the Symposium Proceedings, “Meaningful Pools in Determining Soil Carbon and Nitrogen Dynamics” // Soil Sci. Soc. Am. J. 2006. V. 70. P. 967–979.