Сводная информация
Источник финансирования
РФФИ
Год начала
2011
Длительность
2013
Где выполнялась
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения Российской академии наук
Страна
Россия
Территория исследования
Россия
Почвенные угрозы
2
Типы землепользования
12
Аннотация

Связывание углерода в составе почвенного органического вещества (ПОВ) в условиях глобального потепления являются ключевым процессом, позволяющим стабилизировать концентрацию диоксида углерода на современном уровне и не допустить усиления парникового эффекта на планете. Принято считать, что образование гуминовых веществ – природных полимеров с высоким содержанием ароматических фрагментов, обладающих высокой устойчивостью к микробному разложению, является одним из основных механизмов стабилизации углерода в почвах. Исследование структурных особенностей органического вещества с помощью современного метода твердофазного 13С ядерного магнитного резонанса (ЯМР), позволяющего оценивать структуру органических соединений в наименее измененном виде, дает возможность провести сравнительный анализ структуры ГК и ПОВ, а также оценить направленность процессов гумификации при разложении растительных остатков. Сравнительный анализ спектров 13С ЯМР в широком зональном ряду почв Европейской России позволил оценить соотношение лабильных и устойчивых функциональных групп в составе ПОВ. Почвы ряда располагаются в широтном направлении с севера на юг в следующем порядке: тундрово-глеевая, подзол, дерново-подзолистая, серая лесная, чернозем обыкновенный, чернозем южный, каштановая несолонцеватая, бурая полупустынная. По итогам первого года исследований можно сделать следующие выводы: 1. Гумификация растительных остатков сопровождается снижением доли О-алкильных фрагментов,входящих в состав полисахаридов и полипептидов и относительным накоплением незамещенных алкилов, ароматических фрагментов и карбоксильных групп. 2. Наиболее трансформированным пулом органического вещества почвы являются гуминовые кислоты, они отличаются максимальным содержанием ароматических и карбоксильных функциональных групп и минимальным содержанием О-алкилов. 3. Химически устойчивые функциональные группы сконцентрированы не только в пуле ГК. До 46% ароматических фрагментов агросерой почвы содержатся в фульвокислотах и негидролизуемом отстатке, поэтому для идентификации устойчивого пула необходимо оценивать распределение функциональных групп не только в гуминовых кислотах, но и во всем пуле органического вещества почвы. 4. В зональном ряду почв Европейской России содержание О-алкильных и карбоксильных групп не имеет четко выраженного тренда и колеблется в пределах 43-50% и 8-13% Сорг, соответственно. Содержание ароматических функциональных групп увеличивается от тундровых почв до обыкновенных черноземов от 9 до 21%, а затем незначительно снижается до 18% Сорг от черноземов южных до бурых полупустынных почв. Распределение незамещенных алкильных групп по типам почв имеет U-образный характер, снижаясь в ряду от тундрово-глеевой до типичного и южного чернозема от 41 до 22% и увеличиваясь к бурым полупустынным почвам до 31% Сорг.