Элементный состав и структурные особенности гуминовых кислот пойменных почв дельты реки Селенга (Забайкалье, Россия) | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2023. № 63. DOI: 10.17223/19988591/63/1

Элементный состав и структурные особенности гуминовых кислот пойменных почв дельты реки Селенга (Забайкалье, Россия)

Проведено исследование элементного состава и структуры гуминовых кислот пойменных почв дельты р. Селенга, впадающей в оз. Байкал. Территория исследований представляет собой лугово-болотный дельтовый ландшафт в лесостепной зоне. Здесь почвы и растительность являются природными биофильтрами. На генезис почв крупной дельты влияют биоклиматические условия, режим грунтовых вод и состав аллювиальных отложений. Индикатором суммы всех этих процессов является состав гумуса и гуминовых кислот почв дельты. В качестве объектов исследований выбраны аллювиальные (луговые, лугово-болотные, луговые солончаковатые) почвы, по классификации WRB -Fluvisols. Данные ЯМР-спектроскопии показали, что гуминовые кислоты аллювиальной луговой почвы более обогащены ароматическими фрагментами, чем гуминовые кислоты лугово-болотных и луговых солончаковатых почв. Несколько большая степень ароматичности в аллювиальной луговой и лугово-болотной почве связана с экологическими условиями и компонентным составом предшественников гумификации. Возрастание доли алифатических структур и снижение доли ароматических фрагментов в составе препаратов ГК луговой солончаковой почвы позволяют судить об упрощении строения гуминовой кислоты. Грунтовое увлажнение в совокупности с засолением заметно снижает скорость трансформации почвенного ОВ и приводит к увеличению доли неокисленных алифатических фрагментов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 8

Ключевые слова

Fluvisols, аллювиальные почвы, гумусовые вещества, ¹³С ЯМР-спектроскопия

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Мильхеев Евгений Юрьевич	Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН	канд. биол. наук, н.с. лаборатории биохимии почв	evg-milh@rambler.ru
Чимитдоржиева Галина Доржиевна	Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН	д-р с.-х. наук, профессор, в.н.с. лаборатории биохимии почв	galdorj@gmail.com
Балданов Нимбу Доржижапович	Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова	канд. биол. наук, доцент, зав. кафедрой мелиорации и охраны земель	nimbu_bald@mail.ru

Всего: 3

Ссылки

Martin M.V., Gebuhr C., Daniel O., Wiltshire K.H. Characterization of a humic acid extracted from marine sediment and its influence on the growth of marine diatoms // Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom. 2014. Vol. 94 (5). PP. 895906.

Fernandes A.N., Giovanela M., Esteves V.I. Elemental and spectral properties of peat and soil samples and their respective humic substances //j. Mol. Str. 2010. Vol. 971. PP. 33.

Nebbioso A., Piccolo A. Molecular characterization of dissolved organic matter (DOM): a critical review // Anal. Bioanal. Chem. 2013. Vol. 405. PP. 109-124. 10.1007/s00216- 012-6363-2.

Schaeffer A., Nannipieri P., Kastner M. et al. From humic substances to soil organic matter-microbial contributions. In honour of Konrad Haider and James P. Martin for their outstanding research contribution to soil science // J Soils Sediments. 2015. Vol. 15. PP. 18651881.

Hayes M.H.B., Swift R.S. An appreciation of the contribution of Frank Stevenson to the advancement of studies of soil organic matter and humic substances // J Soils Sediments. 2018. Vol. 18. PP. 1212-1231.

Kleber M., Lehmann J. Humic substances extracted by alkali are invalid proxies for the dynamics and functions of organic matter in terrestrial and aquatic ecosystems //j. Environ. Qual. 2019. Vol. 48. PP. 207-216.

Dou S., Shan J., Song X., Cao R., Wu M., Li C., Guan S. Are humic substances soil microbial residues or unique synthesized compounds? A perspective on their distinctiveness // Pedosphere. 2020. Vol. 30(2). PP. 159-167.

Nobili M., Bravo C., Chen Y. The spontaneous secondary synthesis of soil organic matter components: a critical examination of the soil continuum model theory // Appl. Soil Ecol. 2020. Vol. 154. p. 103655.

Simpson A.J., Kingery W.L., Hayes M.H., Spraul M., Humpfer E., Dvortsak P., Kers-sebaum R., Godejohann M., Hofmann M. Molecular structures and associations of humic substances in the terrestrial environment // Naturwissenschaften. 2002. Vol. 89. PP. 84-88.

Lehmann J., Kleber M. The contentious nature of soil organic matter // Nature. 2015. Vol. 528. PP. 60-68.

Rigobello E.S., Dantas A.D.B., Di Bernardo L, Vieira E.M. Influence of the apparent molecular size of aquatic humic substances on colour removal by coagulation and filtration // Environmental Technology. 2011. Vol. 32. PP. 1767-1777.

Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во МГУ, 1990. 324 с.

Дергачева М. И. Методы почвоведения в археологических исследованиях. Новосибирск: Новосибирский гос. ун-т, 2007. 96 с.

Hatcher P.G., Dria K.J., Kim S., Frazier S.W. Modern analytical studies of humic substances // Soil Sci. 2001. Vol. 166. PP. 770-794.

Leenheer J.A. Systematic approaches to comprehensive analyses of natural organic matter // Ann. Environ. Sci. 2009. Vol. 3. PP. 1-130.

Stevenson F.J. Humus chemistry: genesis, composition, reactions. New York: John Wiley and Sons, 1994. 512 p.

Claridge T.D.W. High-resolution NMR techniques in organic chemistry. Amsterdam: Elsevier Ltd., 2016. 541 p.

Hedges J.I., Eglinton G., Hatcher P.G., Kirchman D.L., Arnosti C., Derenne S., Evershed R.P., Kogel-Knabner I., De Leeuw J.W., Littke R., Michaelis W., Rullkotter J. The molecularly-uncharacterized component of nonliving organic matter in natural environments // Org. Geo-chem. 2000. Vol. 31. PP. 945-958. 10. 1016/S0146-6380(00)00096-6.

Калабин Г.А., Каницкая Л.В., Кушнарев Д.Ф. Количественная спектроскопия ЯМР природного органического сырья и продуктов его переработки. М.: Химия, 2000. 408 с.

Чуков С. Н. Структурно-функциональные параметры органического вещества почв в условиях антропогенного воздействия. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2001. 216 с.

Mao J., Cao X., Olk D.C., Chu W., Schmidt-Rohr K. Advanced solid-state NMR spectroscopy of natural organic matter // Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. 2017. Vol. 100. PP. 17-51.

Чуков С.Н., Лодыгин Е.Д., Абакумов Е.В. Использование 13С ЯМР-спектроскопии в исследовании органического вещества почв (обзор) // Почвоведение. 2018. № 8. C. 952-964.

Kogel-Knabner I., Rumpel C. Advances in Molecular Approaches for Understanding Soil Organic Matter Composition, Origin, and Turnover: A Historical Overview // Adv. Agron. 2018. Vol. 149. PP. 1-48.

Гынинова А.Б., Корсунов В.М. Почвы Селенгинского дельтового района Прибайкалья // Почвоведение. 2006. № 3. С. 273-281.

Макушкин Э.О. Сравнительная оценка гумусного состояния почв пастбищ и фоновых участков дельты р. Селенга // Агрохимия. 2015. № 12. С. 28-36.

Макушкин Э.О., Сорокин Н.Д., Корсунов В.М. Состояние микробных сообществ почв в различных условиях их поемности в дельте Селенги. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2007. 160 с.

Сорокин Н.Д., Макушкин Э.О., Корсунов В.М., Афанасова Е.Н., Шахматова Е.Ю. Микробные комплексы гидроморфных почв дельты Селенги (Байкальский регион) // Почвоведение. 2006. № 7. С. 855-860.

Шахматова Е.Ю., Макушкин Э.О., Корсунов В.М. Особенности химического состава почвенно-грунтовых вод пойменных почв дельты Селенги (Байкальский регион) // Почвоведение. 2009. № 6. С. 674-679.

Polyakov V., Abakumov E., Lodygin E., Vasilevich R., Lapidus A. Distribution of Molecular Weight of Humic Substances Isolated from Soils of Tallgrass Temperate Rainforests (Chernevaya Taiga) // Agronomy. 2022. Vol. 12 (8). Р. 1760.

Abakumov E.V., Polyakov V.I., Chukov S.N. Approaches and Methods for Studying Soil Organic Matter in the Carbon Polygons of Russia (Review) // Eurasian Soil Science. 2022. Vol. 55 (7). PP. 849-860.

Lodygin E., Abakumov E. The Impact of Agricultural Use of Retisols on the Molecular Structure of Humic Substances // Agronomy. 2022. Vol. 12 (1). Р. 144.

Polyakov V., Loiko S., Istigechev G., Lapidus A., Abakumov E. Elemental and molecular composition of humic acids isolated from soils of tallgrass temperate rainforests (Cherne-vaya taiga) by1H-13C HECTCOR NMR spectroscopy // Agronomy. 2021. Vol. 11 (10). Р. 1998.

Polyakov V.I., Chegodaeva N.A., Abakumov E.V. Molecular and elemental composition of humic acids isolated from selected soils of the Russian Arctic // Vestnik Tomskogo Gosudarstvennogo Universiteta, Biologiya. 2019. Vol. 47. PP. 6-21.

Chalov S., Thorslund J., Kasimo N., Aybullatov D., Ilyicheva E., Karthe D., Kositsky A., Lychagin M., Nittrouer J., Pavlov M., Pietron J., Shinkareva G., Tarasov M., Garmaev E., Akhtman Y., Jarsjo E. The Selenga River delta: a geochemical barrier protecting Lake Baikal waters // Regional Environmental Change. 2016. PP. 1-15.

Жуков В. М. Климат Бурятской АССР. Улан-Удэ: Бурят. кн. изд-во, 1960. 188 с.

Гынинова А.Б., Шоба С.А., Балсанова Л.Д., Гынинова Б.Д. Почвы дельты реки Селенги (генезис, география, геохимия). Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2012. 344 с.

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. Rome: FAO, 2015. 192 p.

Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. 656 с.

Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1981. 273 с.

Orlov D.S. Humic Substances of Soils and General Theory of Humification. 1st ed. London, UK: Taylor & Francis, 1995. 325p.

Убугунова В. И., Убугунов Л.Л., Корсунов В.М., Балабко П.Н. Аллювиальные почвы речных долин бассейна р. Селенги. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 1998. 290 с.

Кленов Б.М. Устойчивость гумуса автоморфных почв Западной Сибири. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. 173 с.

Дергачева М.И., Некрасова О.А., Оконешникова М.В., Васильева Д.И., Гаврилов Д.А., Очур К.О., Ондар Е.Э. Соотношение элементов в гуминовых кислотах как источник информации о природной среде формирования почв // Сибирский экологический журнал. 2012. № 5. С. 643-647.

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

Winkler A., Haumaier L., Zech W. Insoluble alkyl carbon components in soils derive mainly from cutin and suberin // Org. Geochem. 2005. Vol. 36 (4). PP. 519-529.

Knicker H., Hilscher A., Gonzalez-Vila F.J., Almendros G. A new conceptual model for the structural properties of char produced during vegetation fires // Org. Geochem. 2008. Vol. 39(8). PP. 935-939.

Simpson A.J., Simpson M.J. Nuclear magnetic resonance analysis of natural organic matter. Biophysico-chemical processes involving natural nonliving organic matter in environmental systems / eds. by N. Senesi, B. Xing, P.M. Huang. New Jersey: John Wiley & Sons Inc., 2009. PP. 589-650.

Ковалева Н.О., Ковалев И.В. Лигниновые фенолы в почвах как биомаркеры палеорастительности // Почвоведение. 2015. № 9. С. 1073-1086.

Чимитдоржиева Г. Д. Особенности органического вещества криогенных почв // Почвоведение. 1991. № 11. С. 125.

Лодыгин Е. Д., Безносиков В. А., Василевич Р. С. Молекулярный состав гумусовых веществ тундровых почв (13С-ЯМР-спектроскопия) // Почвоведение. 2014. № 5. С. 546552.

Ибраева М.А., Шаухарова Д.Е., Джуманова М. Влияние засоления почв на микробиологическую активность // Почвоведение и агрохимия. 2020. № 2. С. 71-78.