Запасы, состав и трансформация органического вещества в пахотных почвах Средней Сибири

В. В. Чупрова

Красноярский государственный аграрный университет, Россия, 660049, Красноярск, пр. Мира, 90

Рассмотрены состав и агрогенная трансформация органического вещества в черноземах Средней Сибири (в пределах Красноярского края, Хакасии и Тывы). Исследования основаны на научных идеях академика И.В. Тюрина, в творческой деятельности которого был красноярский период. Минерализуемый (трансформируемый) пул органического вещества в черноземах (19–28 т С/га) характеризуется совокупностью растительных остатков, микробной биомассы и подвижного гумуса. Поступление растительных остатков в почву зернопаропропашного севооборота составляет 3.32 т С/га в год, зернотравяного – 3.89 т С/га в год. Вклад живых корней достигает 40–70% годичных запасов растительных остатков. Поступление дополнительных порций “свежего” растительного материала с соломой и сидератами способствует увеличению количества минерализуемого пула органического вещества и интенсивности его разложения. Величина микробной биомассы в пахотном слое черноземов колеблется от 1.5 до 3.0 т С/га. Разложение растительных остатков протекает с кинетическим потенциалом k = 0.37–0.44 год–1. Доля подвижного гумуса (водо- и щелочнорастворимые соединения) в составе минерализуемого органического вещества черноземов достигает 69–77%. Сезонная изменчивость концентрации подвижного гумуса определяется неодинаковой скоростью отмирания, поступления и разложения растительных остатков, различной интенсивностью их трансформации в новообразованные гумусовые вещества. Потери подвижных соединений гумуса в почвах Красноярского края (0.23 т С/га в год) составляют около 7% его затрат на формирование чистой первичной продукции и компенсируются здесь новообразованным гумусом на 91%, в почвах Хакасии – на 34%, Тывы – только на 16%.

Ключевые слова: минерализуемое органическое вещество, подвижный гумус, параметры гумусного состояния, мортмасса

DOI10.19047/0136-1694-2017-90-96-115

Ссылки для цитирования

Чупрова В.В. Запасы, состав и трансформация органического вещества в агропочвах Средней Сибири // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2017. Вып. 90. С. 96-115. doi: 10.19047/0136-1694-2017-90-96-115

Chuprova V.V. The Organic Matter Pool, Composition and Transformation in Soils of Middle Siberia, Byulleten Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchaeva, 2017, Vol. 90, pp. 96-115. doi: 10.19047/0136-1694-2017-90-96-115


THE ORGANIC MATTER POOL, COMPOSITION AND TRANSFORMATION IN SOILS OF MIDDLE SIBERIA

V. V. Chuprova

Krasnoyarsk State Agrarian University, pr. Mira, 90, Krasnoyarsk, 660049, Russia

The structure and agrogenic transformation of organic substance in chernozems of Middle Siberia are considered (within Krasnoyarsk Krai, Khakassia and Tuva). The comparative-geographic, comparative-analytical and stationary observation methods are used in this work. These investigations are based on ideas of academician I.V. Tyurin, who had a Krasnoyarsk period in his creative work. All of the forms of humic compounds of chernozem type are presented in the studied soils. The mineralized (transformed) pool of organic matter in chernozems (19–28 t C/ha) is characterized by set of the plant residues, microbial biomass and a mobile humus. The entrance of plant residues into the soil of a graminae-fallow-hoed crop rotation makes 3.32 t C/ha per year, graminae-grass – 3.89 C/ha per year. The contribution of living roots reaches 40–70% of year stocks of the plant residues. The entrance of additional portions of "fresh" plant material with straw and green manure increases the mineralized pool of the organic matter and its decomposition intensity. The amount of microbial biomass in an arable layer of chernozems fluctuates from 1.5 to 3.0 t C/ha. The decomposition of plant residues occurs at k = 0.37–0.44. The share of a mobile humus (water-  and alkaline-soluble compounds) as a part of the mineralized chernozems OM reaches 69–77%. The seasonal variability of mobile humus concentration is determined by the unequal rate of plants death, the entrance into the soil and decomposition of plant residues, different intensity of their transformation in neoformed humic substances. Losses of humus mobile compounds in soils of Krasnoyarsk Krai (0.23 t C/ha per year) contain about 7% of his expenses on the forming of net primary production and are compensated here by a neoformed humus at 91%, in soils of Khakassia – at 34%, Tuva – only at 16%.

Keywords: chernozem, soil organic matter, mineralized organic matter, mobile humus, pool, parameters of humus state, mortmass, decomposition, loss of mobile humus


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.   Бугаков П.С., Чупрова В.В. Содержание и качественный состав гумуса в основных почвах Красноярской лесостепи // Почвоведение. 1970. №12. С.46–55.

2.    Ведрова Э.Ф. Деструкционные процессы в углеродном цикле лесных экосистем Енисейского меридиана. Дис. … докт. биол. наук в виде научного доклада. Красноярск, 2005. 60 с.

3.    Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А. Гумусообразование и агрономическая оценка органического вещества почв. М.: Агроконсалт, 1997. 82 с.

4.    Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А., Флоринский М.А. Легкоразлагаемые органические вещества почв // Химизация сельского хозяйства. 1990. №1. С.53–55.

5.    Гришина Л.А. Гумусообразование и гумусное состояние почв.М.: Изд-во Моск. ун-та,1986.243 с.

6.    Зонн С.В. Роль И.В. Тюрина в развитии лесного почвоведения //Почвоведение. 1992. №10. С.25–32.

7.    Когут Б.М. Принципы и методы оценки содержания трансформируемого органического вещества в пахотных почвах // Почвоведение. 2003. №3. С. 308–316.

8.    Когут Б.М., Семенов В.М. Трансформируемый пул органического вещества типичного чернозема и его экспериментальная оценка // Почвоведение в России: вызовы современности, основные направления развития: Мат-лы Всерос. научно-пр. конф. с междунар. участием к 85-летию Почвенного института им. В.В. Докучаева. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2012. С. 332–336.

9.    Кононова М.М. Исследования академика И.В. Тюрина в области изучения органического вещества почвы // Почвоведение. 1962. №12. С. 1–7.

10. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990. 332 с.

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

12. Тейт Р. Органическое вещество почвы: биологические и экологические аспекты: Пер. с англ. М.: Мир, 1991. 400 с.

13. Титлянова А.А., Тихомирова Н.А., Шатохина Н.Г. Продукционный процесс в агроценозах. Новосибирск, 1982. 184 с.

14. Тюрин И.В. Вопросы генезиса и плодородия почв. М.: Наука, 1966. 287 с.

15. Чупрова В.В. Углерод и азот в агроэкостистемах Средней Сибири. Красноярск: Краснояр. гос. ун-т, 1997. 166 с.

16. Чупрова В.В. Поступление и разложение растительных остатков в агроценозах Средней Сибири // Почвоведение. 2001. №2. С.204–214.

17. Чупрова В.В., Белоусов А.А., Едимеичев Ю.Ф. Влияние агрогенных воздействий на трансформацию легкогидролизуемого органического вещества в черноземе Красноярской лесостепи // Сиб. вестник сельскохозяйственных наук. 2005. № 1. С. 3–8.

18. Шарков И.Н. Минерализация и баланс органического вещества в почвах агроценозов Западной Сибири. Автореф. дис. … докт. биол. наук. Новосибирск, 1997. 37 с.

19. Chebakova N.M., Chuprova V.V., Parfenova E.I. Evaluating the Agroclimaticpotential of Central Siberia // Novel Methods for Monitoring and Managing Land and Water Resources in Siberia. Springer International Publishing Switzerland, 2016. P. 287–307.

REFERENCES

1.   Bugakov P.S., Chuprova V.V. Content and qualitative composition of humus in major soil of Krasnoyarsk forest-steppe zone,Pochvovedenie, 1970, No. 12, pp. 46–55. (in Russian)

2.    Vedrova E.F. Destruction processes in the carbon cycle of forest ecosystems of the Yenisei MeridianDoctor’s thesis. Sciences in a scientific report. Krasnoyarsk, 2005, 60 p. (in Russian)

3.    Gangara N.F., Borisov B.A. Golosovanie and agronomic assessment of soil organic matter, Moscow, Agrokonsalt Publ., 1997, 82 p. (in Russian)

4.   Gangara N.F., Borisov B.A., Florinsky M.A. Legkonastraivaemy of soil organic matter, Chemicalization of agriculture, 1990, No. 1, pp. 53–55. (in Russian)

5.   Grishina L.A. Golosovanie and humus status of soilsMoscow, MGU Publ., 1986, 243 p. (in Russian)

6.   Zonn S.V. the Role of I. V. Tyurin development of forest soil science, Pochvovedenie, 1992, No. 10, pp. 25–32. (in Russian)

7.   Kogut B.M. Principles and methods of evaluation of the content of transformable organic matter in arable soils, Pochvovedenie,2003, No. 3, pp. 308–316. (in Russian)

8.   Kogut B.M., Semenov V.M. Transformable pool of organic matter of typical Chernozem and its experimental evaluation, Soil science in Russia: challenges of modernity, the main directions of development: Mat-ly. scientific-practical Conf. with int. participation to the 85th anniversary of the Soil Institute. V.V. Dokuchaev. Moscow, Soil. in-t im. V.V. Dokuchaev Publ., 2012, pp. 332–336. (in Russian)

9.   Kononova M.M. Research of the academician I.V. Tyurin in the study organicheskogo matter in the soil, Pochvovedenie, 1962. No. 12, pp. 1–7. (in Russian)

10. Orlov D.S. Gumusovyye kisloty pochv i obshchaya teoriya gumifikatsiiMoscow, MGU Publ., 1990. 332 p. (in Russian)

11. Semenov V.M., Kogut B.M. Pochvennoye organicheskoye veshchestvoMoscow, GEOS, Publ., 2015. 233 p. (in Russian)

12. Teyt R. Organicheskoye veshchestvo pochvy: biologicheskiye i ekologicheskiye aspekty. M.: Mir, 1991. 400 p. (in Russian)

13.  Titlyanova A.A., Tikhomirova N.A., Shatokhina N.G. Produktsionnyy protsess v agrotsenozakhNovosibirsk, 1982. 184 p. (in Russian)

14. 14. Tyurin I.V. Voprosy genezisa i plodorodiya pochvMoscow, Nauka Publ., 1966. 287 p. (in Russian)

15. Chuprova V.V. Uglerod i azot v agroekologicheskoy khimii Sredney Sibiri / KrasnoyarskKrasnoyarsk. gos. Un-t Publ., 1997. 166 p. (in Russian)

16. Chuprova V.V. Flow and decomposition of plant residues in agrocenoses of Central SiberiaPochvovedenie, 2001. No. 2, pp. 204–214. (in Russian)

17. Chuprova V.V., Belousov A.A., Eineichem Y.F. Influence agrogenic influences on the transformation of hydrolyzable organic matter in the soil of Krasnoyarsk forest-steppe, Sib. Bulletin of agricultural Sciences, 2005. No. 1, pp. 3–8. (in Russian)

18.  Sharkov I.N. Mineralization and balance of organic matter in soils of agricultural lands of Western SiberiaExtended abstract of candidate’s thesisNovosibirsk, 1997. 37 p. (in Russian)

19.  Chebakova N.M., Chuprova V.V., Parfenova E.I. Evaluating the Agroclimatic potential of Central Siberia, Novel Methods for Monitoring and Managing Land and Water Resources in Siberia. Springer International Publishing Switzerland, 2016, pp. 287–307.

adultsearch.com