© Чимитдоржиева Э.О., Корсунова Ц.Д-Ц., Чимитдоржиева Г.Д., Цыбенов Ю.Б., Аюрова Д.Б., 2025
УДК 631.4
DOI: 10.24412/2712-8628-2025-4-123-138
СТЕПНЫЕ ПОЧВЫ ЗАБАЙКАЛЬЯ: МОРФОЛОГИЯ И СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМОВ, С-БИОМАССЫ, ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ
*Э.О. Чимитдоржиева1, Ц.Д-Ц. Корсунова1, Г.Д. Чимитдоржиева1, Ю.Б. Цыбенов1, Д.Б. Аюрова2
1Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Россия, Улан-Удэ
2Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова, Агротехнический колледж,
Россия, Улан-Удэ
e-mail: *erzhena_ch@mail.ru
Аннотация: В работе дана сравнительная характеристика морфологии черноземов Забайкалья. Цель исследования заключалась в изучении черноземов Забайкалья с комплексным анализом их морфологических характеристик, физико-химических показателей, содержания и распределения С-биомассы, а также элементного состава гуминовых кислот (ГК). Формирование различных подтипов черноземов Забайкалья происходило в условиях контрастных биоклиматических режимов и на разных материнских породах, что предопределило их морфологические и химические различия. Дисперсно-карбонатные черноземы характеризуются сплошным карбонатным горизонтом на глубине около 50 см, квазиглеевые – участками неравномерного распределения карбонатов вследствие криотурбационных и инволюционных процессов, бескарбонатные черноземы полностью лишены карбонатного горизонта. Содержание органического углерода в среднем составляет: в дисперсно-карбонатных – 3,1 %, в квазиглеевых – 4,0 %, в бескарбонатных – 3,7 %. Квазиглеевые черноземы обогащены обменным кальцием и магнием и имеют тяжелый гранулометрический состав, тогда как дисперсно-карбонатные и бескарбонатные отличаются легким гранулометрическим составом и низким содержанием обменных Са и Мg. Определение С-биомассы позволило выявить уровень биологической активности, а исследование гуминовых кислот показало особенности их структуры, степень устойчивости и роль в почвообразовании. Элементный состав ГК показал, что его состав и структура существенно различаются в зависимости от подтипа почвы. В условиях низких температур и периодического переувлажнения (квазиглеевые черноземы) ГК характеризуются слабым развитием алифатической части с преобладанием циклических структур. В бескарбонатных и дисперсно-карбонатных черноземах преобладают гуминовые кислоты с меньшей степенью конденсации. Установленные закономерности подтверждают тесную зависимость между биоклиматическими факторами, свойствами почв и особенностями структурной организации ГК. Результаты исследования уточнили понимание процессов формирования черноземов в Забайкалье.
Ключевые слова: органический углерод, С-биомасса, чистая первичная продукция, гуминовые кислоты, степень бензоидности, черноземы, Haplic Chernozems Pachic, Turbic Chernozem Molliglossic, Haplic Phaeozems.
STEPPE SOILS OF TRANSBAIKALIA: MORPHOLOGY AND PROPERTIES OF CHERNOZEM SOILS, C-BIOMASS, ELEMENTAL COMPOSITION OF HUMIC ACIDS
*E. Chimitdorzhieva1, Ts. Korsunova1, G. Chimitdorzhieva1, Yu. Tsybenov1, D. Ayurova2
1Institute of General and Experimental Biology, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Russia, Ulan-Ude
2 Buryat State Agricultural Academy named after V.R. Filippov, Agrotechnical College, Russia, Ulan-Ude
e-mail: *erzhena_ch@mail.ru
Abstract: This paper presents a comparative analysis of the morphology of chernozems in Transbaikalia. The aim of this study was to investigate the chernozems of Transbaikalia, with a comprehensive analysis of their morphological characteristics, physicochemical parameters, C-biomass content and distribution, and the elemental composition of humic acids (HA). The formation of various chernozem subtypes in Transbaikalia occurred under contrasting bioclimatic conditions and on various parent rocks, which determined their morphological and chemical differences. Dispersed-carbonate chernozems have a continuous carbonate horizon at a depth of approximately 50 cm, quasigley chernozems have areas of uneven carbonate distribution due to cryoturbation and involution processes, while non-carbonate chernozems are completely devoid of any carbonate horizon. The average organic carbon content in dispersed-carbonate chernozems is: 3.1 %, in quasigley chernozems it is 4.0 %, and in non-carbonate chernozems it is also 3.7 %. Quasigley chernozems are enriched in exchangeable calcium and magnesium, and have a heavy granulometric composition. Dispersed-carbonate and non-carbonate chernozems are characterized by a light texture and low content of exchangeable Ca and Mg. Determining C-biomass reveals the level of biological activity, and studying humic acids shows their structural features, degree of stability, and role in soil formation. Elemental composition of humic acids reveals that their composition and structure vary significantly depending on the soil subtype. In conditions of low temperatures and periodic waterlogging (quasigley chernozems), humic acids have a weak development of aliphatic components with a predominance of cyclic structures. Non-carbonate and dispersed-carbonate chernozems are dominated by humic acids with a lower degree of condensation. The established patterns confirm the close relationship between bioclimatic factors, soil properties, and the structural organization of humic acids. The results of the study have clarified understanding of the processes of chernozem formation in Transbaikalia.
Key words: organic carbon, C-biomass, net primary production, humic acids, benzenoid degree, chernozems, Haplic Chernozems Pachic, Turbic Chernozem Molliglossic, Haplic Phaeozems.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Цыбжитов Ц.Х., Цыбжитов А.Ц. Почвы бассейна озера Байкал. Т. 2. Генезис, география и классификация степных и лесостепных почв. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2000. 165 с.
2. Русский чернозем: 100 лет после Докучаева. М.: Наука, 1983. 304 с.
3. Наумов В.Д. Почвоведение и география почв. М.: РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2023. 344 с.
4. Kõlli R., Köster T. Interrelationships of humus cover (pro humus form) with soil cover and plant cover: Humus form as transitional space between soil and plant // Appl. Soil Ecology. 2018. Vol. 123. P. 451-454.
5. Chen S., Yin X., Wang S., Wu J. Effects of Organic Material Types on Temporal Changes in Characteristics of Humic Acids Extracted from a Chernozem // Sustainability. 2019. Vol. 11. P. 5683.
6. Piccolo A. The supramolecular structure of humic substances // Advances in Agronomy. 2002. Vol. 75. P. 57-134.
7. Weber J., Chen Y., Jamroz E., Miano T. Preface: Humic substances in the environment // J. Soils Sediments. 2018. Vol. 18. P. 2665-2667.
8. Орлов Д.С. Гуминовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во МГУ, 1990. 325 с.
9. Chendev Y.G., Sauer T.J., Ramirez G.H., Burras C.L. History of East European Chernozem Soil Degradation, Protection and Restoration by Tree Windbreaks in the Russian Steppe // Sustainability. 2015. Vol. 7. P. 705-724.
10. Plotnikova O.O., Demidov V.V., Farkhodov Y.R., Tsymbarovich P.R., Semenkov I.N. Influence of Water Erosion on Soil Aggregates and Organic Matter in Arable Chernozems: Case Study // Agronomy. 2024. Vol. 14. P. 1607.
11. Savin I., Prudnikova E., Chendev Y., Bek A., Kucher D., Dokukin P. Detection of Changes in Arable Chernozemic Soil Health Based on Landsat TM Archive Data // Remote Sens. 2021. Vol. 13. P. 2411
12. Suleymanov A., Suleymanov R., Polyakov V., Dorogaya E., Abakumov E. Conventional Tillage Effects on the Physico-Chemical Properties and Organic Matter of Chernozems Using 13C-NMR Spectroscopy // Agronomy. 2022. Vol. 12. P. 2800.
13. Горбов С.Н., Безуглова О.С. Элементный состав гуминовых кислот почв урбанизированных территорий (на примере г. Ростова-на-Дону) // Почвоведение. 2013. № 11. С. 1316-1324.
14. Debicka M. The Role of Organic Matter in Phosphorus Retention in Eutrophic and Dystrophic Terrestrial Ecosystems // Agronomy. 2024. Vol. 14. P. 1688.
15. Lodygin E., Abakumov E. The Use of Spectroscopic Methods to Study Organic Matter in Virgin and Arable Soils: A Scoping Review // Agronomy. 2024. Vol. 14. P. 1003.
16. Polyakov V., Nizamutdinov T., Abakumov E. Molecular Composition of Humic Acids of Different Aged Fallow Lands and Soils of Different Types of Use in Northwest of Russia // Agronomy. 2024. Vol. 14. P. 996.
17. Lisetskii F.N., Buryak Z.A., Marinina O.A., Ukrainskiy P.A., Goleusov P.V. Features of Soil Organic Carbon Transformations in the Southern Area of the East European Plain // Geosciences. 2023. Vol. 13. P. 278.
18. Mikhailova E.A., Bryant R.B., Galbraith J.M., Wang Y., Post C.J., Khokhlova O.S., Schlautman M.A., Cope M.P., Shen Z. Pedogenic Carbonates and Radiocarbon Isotopes of Organic Carbon at Depth in the Russian Chernozem // Geosciences. 2018. Vol. 8. P. 458.
19. Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
20. IUSS Working Group WRB. International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria, 2022. URL: https://wrb.isric.org/files/WRB_fourth_edition_2022-12-18.pdf (дата обращения: 22.12.2024).
21. Ногина Н.А. Почвы Забайкалья. М.: Наука, 1964. 314 с.
22. Аринушкина Е.А. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Московского университета, 1970. 487 с.
23. Титлянова А.А., Шибарева С.В. Продуктивность травяных экосистем: справочник. М.: Изд-во МБА, 2020. 100 с.
24. Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А., Байбеков Р.Ф. Практикум по почвоведению. М.: Агроконсалт, 2002. 280 с.
25. Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса. М.: Изд-во МГУ, 1981. 271 с.
26. Horwath W.R. The Role of the Soil Microbial Biomass in Cycling Nutrients // Microbial Biomass: A Paradigm Shift in Terrestrial Biogeochemistry. Singapore: World Scientific, 2017. P. 41-66.
27. Tate K.R. (Ed.) Microbial Biomass: A Paradigm Shift in Terrestrial Biogeochemistry. Singapore: World Scientific, 2017. 327 p.
28. Naumova N., Barsukov P., Baturina O., Rusalimova O., Kabilov M. West-Siberian Chernozem: How Vegetation and Tillage Shape Its Bacteriobiome // Microorganisms. 2023. Vol. 11. P. 2431.
29. Chimitdorzhieva E.O., Chimitdorzhieva G.D. Accumulation and dynamics of carbon-biomass in the krioarid soils of Transbaikalia // Arid Ecosyst. 2014. Vol. 4. P. 69-74.
30. Кленов Б.М. Устойчивость гумуса в автоморфных почвах Западной Сибири. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. 173 с.
31. Чуков С.Н. Структурно-функциональные показатели органического вещества почв в условиях антропогенного воздействия. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2001. 216 с.
Для цитирования: Чимитдоржиева Э.О., Корсунова Ц.Д-Ц., Чимитдоржиева Г.Д., Цыбенов Ю.Б., Аюрова Д.Б. Степные почвы Забайкалья: морфология и свойства черноземов, С-биомассы, элементный состав гуминовых кислот // Вопросы степеведения. 2025. № 4. С. 123-138. DOI: 10.24412/2712-8628-2025-4-123-138
