ОБНАгрохимия Agricultural Chemistry

  • ISSN (Print) 0002-1881
  • ISSN (Online) 3034-4964

СТРУКТУРНЫЕ, ПРОЦЕССНЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПУЛЫ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ПОЧВАХ РАЗНЫХ ТИПОВ И ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЙ ЕВРОПЕЙСКОЙ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ

Код статьи
S3034496425110011-1
DOI
10.7868/S3034496425110011
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Том/ Выпуск
Том / Номер выпуска 11
Страницы
3-16
Аннотация
Почвенное органическое вещество рассматривают как систему взаимосвязанных пулов. Структурные (твердые органические частицы (C–POM), минерально-ассоциированное органическое вещество (C–MAOM) и химически инертное органическое вещество (C–IN)) и процессные (потенциально-минерализуемое органическое вещество (C–PM), микробная биомасса (C–MB) и химически окисляемое органическое вещество (C–OX)) пулы выделяются биофизико-химическим фракционированием, а функциональные (активный, медленный, пассивный) – концептуально, исходя из разной скорости оборачиваемости углерода, содержащегося в этих пулах. Сельскохозяйственное использование ведет к потере пахотной почвой органического углерода и пропорциональному истощению всех пулов углерода по сравнению с целинными угодьями. Органическая система удобрения, по сравнению с минеральной системой, способствует рекарбонизации пахотной почвы с накоплением углерода преимущественно в POM и в медленном пуле почвенного органического вещества. Предложены градации низкого, среднего и высокого содержания в почвах углерода структурных и процессных пулов.
Ключевые слова
органический углерод твердые органические частицы минерально-ассоциированное органическое вещество потенциально-минерализуемое органическое вещество микробная биомасса химически окисляемое органическое вещество химически инертное органическое вещество активный пул медленный пул пассивный пул
Дата публикации
22.03.2026
Год выхода
2026
Всего подписок
0
Всего просмотров
65

Библиография

  1. 1. Friedlingstein P., O'Sullivan M., Jones M.W., Zeng J. Global carbon budget 2024 // Earth Syst. Sci. Data. 2025. V. 17(3). P. 965–1039. https://doi.org/10.5194/essd-17-965-2025
  2. 2. Jobbágy E.G., Jackson R.B. The vertical distribution of soil organic carbon and its relation to climate and vegetation // Ecol. Appl. 2000. V. 10(2). P. 423–436.
  3. 3. Scharlemann J.P.W., Tanner E.V.J., Hiederer R., Kapos V. Global soil carbon: understanding and managing the largest terrestrial carbon pool // Carbon Manag. 2014. V. 5(1). P. 81–91. DOI: 10.4155/cmt.13.77
  4. 4. Шарков И.Н., Данилова А.А., Прозоров А.С., Самоходова Л.М., Бушмелева Т.Н., Шепелев А.Г. Воспроизводство гумуса как составная часть системы управления плодородием почвы. Новосибирск: РАСХН, 2010. 36 с.
  5. 5. Oldfield E.E., Bradford M.A., Wood S.A. Global meta-analysis of the relationship between soil organic matter and crop yields // SOIL. 2019. V. 5. № 1. P. 15–32. DOI: 10.5194/soil-5-15-2019
  6. 6. Ma Y., Woolf D., Fan M., Qiao L., Li R., Lehmann J. Global crop production increase by soil organic carbon // Nat. Geosci. 2023. V. 16. P. 1159–1165. DOI: 10.1038/s41561-023-01302-3
  7. 7. Campos-Cáliz A., Valencia E., Plaza C., Garland G., Edlinger A., Herzog C., van der Heijden M.G.A., Banerjee S., Rillig M.C., Hallin S., Saghai A., Maestre F.T., Pescador D.S., Philippot L., Spor A., Romdhane S., Garcia-Palaci P. The Positive effects of soil organic carbon on European cereal yields level off at 1.4% // J. Sustain. Agricult. Environ. 2024. V. 3. № e70017. DOI: 10.1002/sae2.70017
  8. 8. Bossio D.A., Cook-Raton S.C., Ellis P.W., Fargione J., Sanderman J., Smith P., Wood S., Zomer R.J., von Unger M., Emmer I.M., Griscom B.W. The role of soil carbon in natural climate solutions // Nat. Sustain. 2020. V. 3(5). P. 391–398. DOI: 10.1038/s41893-020-0491-z
  9. 9. Amelung W., Bossio D., de Vries W., Kögel-Knabner I., Lehmann J., Amundson R., Bol R., Collins C., Lal R., Leifeld J., Minasny B., Pan G., Paustian K., Rumpel C., Sanderman J., van Groenigen J.W., Mooney S., van Wesemael B., Wander M., Chabbi A. Towards a global-scale soil climate mitigation strategy // Nat. Commun. 2020. V. 11. № 5427. DOI: 10.1038/s41467-020-18887-7
  10. 10. Lal R. Soil organic matter content and crop yield // J. Soil Water Conserv. 2020. V. 75(2). P. 27A–32A. DOI: 10.2489/jswc.75.2.27A
  11. 11. Семенов В.М., Лебедева Т.Н., Паупова Н.Б. Почвенно органическое вещество как источник эмиссии CO и резервуар секвестируемого углерода // Эволюция, функционирование и экологическая роль почв как компонента биосферы. Пущино: Товарищ-во научн. изданий КМК, 2020. С. 164–181.
  12. 12. Завадзина А.Г., Даниенко Н.Н., Демин В.В., Артемьева З.С., Кохун Б.М. Гуминовые вещества – гипотезы и реальность (обзор) // Почвоведение. 2021. № 12. С. 1449–1480. DOI: 10.31857/S0032180X21120169
  13. 13. Холодов В.А., Рогова О.Б., Лебедева М.П., Вараков Е.Б., Волков Д.С., Закалишна А.Р., Ярославчева Н.В. Органическое вещество и минеральная матрица почв: современные подходы, определения терминов и методы изучения (обзор) // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2023. № 117. С. 52–100. DOI: 10.19047/0136-1694-2023-117-52-100
  14. 14. Lehmann J., Kleber M. The contentious nature of soil organic matter // Nature. 2015. V. 528. P. 60–68. DOI: 10.1038/nature16069
  15. 15. Paul E.A. The nature and dynamics of soil organic matter: Plant inputs, microbial transformations, and organic matter stabilization // Soil Biol. Biochem. 2016. V. 98. P. 109–126. https://doi.org/10.1016/j.solibio.2016.04.001
  16. 16. Basile-Doelsch I., Balesdent J., Pellerin S. Reviews and syntheses: The mechanisms underlying carbon storage in soil // Biogeosciences. 2020. V. 17(21). P. 5223–5242. https://doi.org/10.5194/bg-17-5223-2020
  17. 17. Rocci K.S., Corrúp M.F., Ernakovich J., Foster E., Frey S., Georgiou K., Grandy A.S., Malhotra A., Reich P.B., Schleeman E.P., Wieder W.R. Bridging 20 years of soil organic matter frameworks: Empirical support, model representation, and next steps // J. Geophys. Res.: Biogeosci. 2024. V. 129. № e2023JG007964. DOI: 10.1029/2023JG007964
  18. 18. Kögel-Knabner I., Ekschmitt K., Flessa H., Guggenberger G., Matzner E., Marschner B., von Lützow M. An integrative approach of organic matter stabilization in temperate soils: Linking chemistry, physics, and biology // J. Plant Nutr. Soil Sci. 2008. V. 171. P. 5–13. DOI: 10.1002/jpln.200700215
  19. 19. von Lützow M., Kögel-Knabner I., Ekschmitt K., Flessa H., Guggenberger G., Matzner E., Marschner B. SOM fractionation methods: Relevance to functional pools and to stabilization mechanisms // Soil Biol. Biochem. 2007. V. 39. P. 2183–2207. DOI: 10.1016/j.solibio.2007.03.007
  20. 20. von Lützow M., Kögel-Knabner I., Ludwig B., Matzner E., Flessa H., Ekschmitt K., Guggenberger G., Marschner B., Kalbitz K. Stabilization mechanisms of organic matter in four temperate soils: Development and application of a conceptual model // J. Plant Nutr. Soil Sci. 2008. V. 171. P. 111–124. DOI: 10.1002/jpln.200700047
  21. 21. Рыжкова И.М., Романенков В.А., Степанович В.М. Современное развитие моделей динамики органического вещества почв (обзор) // Вестн. МГУ. Сер. 17. Почвоведение. 2024. T. 79. № 4. C. 122–129. DOI: 10.55959/MSU0137-0944-17-2024-79-4-122-129
  22. 22. Campbell E.E., Paustian K. Current developments in soil organic matter modeling and the expansion of model applications: a review // Environ. Res. Let. 2015. V. 10(12). № 123004. DOI: 10.1088/1748-9326/10/12/123004
  23. 23. Abramoff R., Xu X.F., Hartman M., O'Brien S., Feng W.T., Davidson E., Finzi A.C., Moorhead D., Schimel J., Torn M., Mayes M.A. The Millennial model: in search of measurable pools and transformations for modeling soil carbon in the new century // Biogeochemistry. 2018. V. 137. P. 51–71. DOI: 10.1007/s10533-017-0409-7
  24. 24. Garsia A., Moinet A., Vazquez C., Creamer R.E., Moinet G.Y.K. The challenge of selecting an appropriate soil organic carbon simulation model: A comprehensive global review and validation assessment // Glob. Change Biol. 2023. V. 29(20). P. 5760–5774. DOI: 10.1111/gcb.16896
  25. 25. Семенов В.М., Кохун Б.М. Почвенно органическое вещество. М.: ГЕОС, 2015. 233 с.
  26. 26. Иванов А.Л., Кохун Б.М., Семенов В.М., Тюрина-Обераловна М.И., Васкман Шамбекер Н. Развитие учения о гумусе и почвенном органическом веществе: от Тюрина и Васкмана до наших дней // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2017. Вып. 90. С. 3–38. DOI: 10.19047/0136-1694-2017-90-3-38
  27. 27. Strosser E. Methods for determination of labile soil organic matter: An overview // J. Agrobiol. 2010. V. 27(2). P. 49–60. DOI: 10.2478/s10146-009-0008-x
  28. 28. Baigai Y., Hultagalle N., Kristiansen P., McHenry M. Developments in fractionation and measurement of soil organic carbon: A Review // Open J. Soil Sci. 2013. V. 3(8). P. 356–360. DOI: 10.4236/ojss.2013.38041
  29. 29. Poeplau C., Don A., Six J., Kaiser M., Benbi D., Chenu C., Corrúp M.F., Derrien D., Gioacchini P., Grand S., Gregorich E., Griepentrog M., Gunina A., Hadzik M., Kuzvakov Y., Kilmel A., Macdonald L.M., Soong J., Trigalet S., Vermeire M.-L., Rovira P., van Wesemael B., Wiesmeier M., Yeasmin S., Yevdokimov I., Nieder R. Isolating organic carbon fractions with varying turnover rates in temperate agricultural soils – A comprehensive method comparison // Soil Biol. Biochem. 2018. V. 125. P. 10–26. DOI: 10.1016/j.solibio.2018.06.025
  30. 30. John B., Yamashita T., Ludwig B., Flessa H. Storage of organic carbon in aggregate and density fractions of silty soils under different types of land use // Geoderma. 2005. V. 128(1–2). P. 63–79. DOI: 10.1016/j.geoderma.2004.12.013
  31. 31. Artemyeva Z., Danchenko N., Kolyagin Y., Kirillova N., Kogut B. Chemical structure of soil organic matter and its role in aggregate formation in Haptic Chernozern under the contrasting land use variants // Catena. 2021. V. 204. № 105403. DOI: 10.1016/j.catena.2021.105403
  32. 32. Just C., Poeplau C., Don A., van Wesemael B., Kögel-Knabner I., Wiesmeier M.A. Simple approach to isolate slow and fast cycling organic carbon fractions in central european soils – importance of dispersion method // Front. Soil Sci. 2021. V. 1. Art. No. 692583. DOI: 10.3389/fsoil.2021.692583
  33. 33. Liu Y., Zhang L., Lou Y., Hu N., Li Z., Zhang H., Zhu P., Li D., Gao H., Zhang S., Lu S., Bhattacharyya R., Kuzyakov Y., Wang Y. Soil organic carbon pools under long-term mineral and organic amendments: a multisite study // Carbon Res. 2024. V. 3. № 29. DOI: 10.1007/s44246-024-00121-4
  34. 34. Семенов В.М., Лебедева Т.Н., Соколов Д.А., Зинякова Н.Б., Лопес де Геренко В.О., Семенов М.В. Измерение почвенных пулов органического углерода, выделенных био-физико-химическими способами фракционирования // Почвоведение. 2023. № 9. С. 1155–1172. DOI: 10.31857/S0032180X23600427
  35. 35. Лебедева Т.Н., Соколов Д.А., Семенов М.В., Зинякова Н.Б., Удальцов С.Н., Семенов В.М. Распределение органического углерода между структурными и процессными пулами в серой лесной почве разного землепользования // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2024. Вып. 118. С. 79–127. DOI: 10.19047/0136-1694-2024-118-79-127
  36. 36. Wiesmeier M., Schad P., von Lützow M., Poeplau C., Spörlein P., Geug U., Hangen E., Reischl A., Schilling B., Kögel-Knabner I. Quantification of functional soil organic carbon pools for major soil units and land uses in southeast Germany (Bavaria) // Agricult. Ecosyst. Environ. 2014. V. 185. P. 208–220. DOI: 10.1016/j.agec.2013.12.028
  37. 37. Wani O.A., Kumar S., Hussain N., Wani A.I.A., Babu S., Alam P., Rashid M., Popescu S.M., Mansoor S. Multi-scale processes influencing global carbon storage and land-carbon-climate nexus: A critical review // Pedosphere. 2023. V. 33(2). P. 250–267. https://doi.org/10.1016/j.pedsph.2022.07.002
  38. 38. Соколов Д.А., Дмитревская И.И., Паупова Н.Б., Лебедева Т.Н., Черников В.А., Семенов В.М. Исследование стабильности почвенного органического вещества методами дервигаторации и длительной инкубации // Почвоведение. 2021. № 4. С. 407–419. DOI: 10.31857/S0032180X21040146
  39. 39. Семенов М.В., Ксенофонтов А.И., Никитин Д.А., Тамахова А.К., Лукин С.М. Микробиологические показатели дерново-подзолистой почвы и ее ризосферы в полувековом полевом опыте с применением разных систем удобрения // Почвоведение. 2023. № 6. С. 715–729. DOI: 10.31857/S0032180X22601220
  40. 40. Хитров Н.Б., Никитин Д.А., Иванова Е.А., Семенов М.В. Пространственно-временная изменчивость содержания и запасов органического вещества почвы: Аналит. обзор // Почвоведение. 2023. № 12. С. 1493–1521. DOI: 10.31857/S0032180X23600841
  41. 41. Зинякова Н.Б., Соколов Д.А., Лебедева Т.Н., Удальцов С.Н., Семенов В.М. Влияние многолетнего применения минеральных удобрений и навоза на агрохимические свойства серой лесной почвы, продуктивность культур и секретаршия углерода // Агрохимия. 2024. № 4. С. 14–34. DOI: 10.31857/S000218812404033
  42. 42. Семенов В.М., Лебедева Т.Н., Паупова Н.Б. Дисперсное органическое вещество в необрабатываемых и пахотных почвах // Почвоведение. 2019. № 4. С. 440–450. DOI: 10.1134/S0032180X19040130
  43. 43. Семенов В.М., Иванишкова Л.А., Кузнецова Т.В. Структурно-функциональное состояние органического вещества почвы // Почвенные процессы и пространственно-временная организация почв. М.: Наука, 2006. С. 230–247.
  44. 44. Семенов В.М., Красченко И.К., Иванишкова Л.А., Кузнецова Т.В., Семенова Н.А., Гислерги М., Пардиш Дж. Экспериментальное определение активного органического вещества почвы природных и сельскохозяйственных экосистем // Почвоведение. 2006. № 3. С. 282–292.
  45. 45. Ананьева Н.Д., Суслин Е.А., Гавриленко Е.Г. Особенности определения углерода микробной биомассы почвы методом субстрат-индуцированного дыхания // Почвоведение. 2011. № 11. С. 1327–1333.
  46. 46. Heffrich M., Flessa H., Mikutta R., Dreves A., Ludwig B. Comparison of chemical fractionation methods for isolating stable soil organic carbon pools // Eur. J. Soil Sci. 2007. V. 58. P. 1316–1329. DOI: 10.1111/j.1365-2389.2007.00926.x
  47. 47. Corrújo M.F., Ranalli M.G., Hadáix M.L., Six J., Lugato E. Soil carbon storage informed by particulate and mineral-associated organic matter // Nat. Geosci. 2019. V. 12. P. 989–994. DOI: 10.1038/s41561-019-0484-6
  48. 48. Islam M.R., Singh B., Dijkstra F.A. Stabilisation of soil organic matter: interactions between clay and microbes // Biogeochemistry. 2022. V. 160. P. 145–158. DOI: 10.1007/s10533-022-00956-2
  49. 49. Song F., Hu N., Lou Y., Zhang H., Zhu P., Li D., Gao H., Zhang S., Wang Y. Divergent chemical compositions of soil organic matter size fractions under long-term amendments across a climate gradient // Soil Till. Res. 2024. V. 242. № 106156. https://doi.org/10.1016/j.still.2024.106156
  50. 50. Lugato E., Lavallee J.M., Haddix M.L., Panagos P., Coruño M.F. Different climate sensitivity of particulate and mineral-associated soil organic matter // Nat. Geosci. 2021. V. 14. P. 295–300. DOI: 10.1038/s41561-021-00744-x
  51. 51. Georgiou K., Jackson R.B., Vindusková O., Abramoff R.Z., Ahkirám A., Feng W., Harden J.W., Pellegrini A.F.A., Polley H.W., Soong J.L., Riley W.J., Torn M.S. Global stocks and capacity of mineral-associated soil organic carbon // Nat. Communic. 2022. V. 13. № 3797. DOI: 10.1038/s41467-022-31540-9
  52. 52. Sokol N.W., Whalen E.D., Jilling A., Kallenbach C., Petr-Ridge J., Georgiou K. Global distribution, formation and fate of mineral-associated soil organic matter under a changing climate: a trait-based perspective // Funct. Ecol. 2022. V. 36. P. 1411–1429. DOI: 10.1111/1365-2435.14040
  53. 53. Gregorich E.G., Beare M.H., McKim U.F., Skjemsiad J.O. Chemical and biological characteristics of physically uncomplexed organic matter // Soil Sci. Soc. Am. J. 2006. V. 70(3). P. 975–985. DOI: 10.2136/sssaj2005.0116
  54. 54. Xiao W., Feng S., Liu Z., Su Y., Zhang Y., He X. Interactions of soil particulate organic matter chemistry and microbial community composition mediating carbon mineralization in karst soils // Soil Biol. Biochem. 2017. V. 107. P. 85–93. DOI: 10.1016/j.solibio.2016.12.025
  55. 55. Лебедева Т.Н., Масюченко Н.П., Семенов В.М., Коzym Б.М., Зинякова Н.Б., Акименко А.С. Действие биологических способов оптимизации плодородия типичного чернозема на качество почвенного органического вещества // Агрохимия. 2018. № 7. С. 12–21. DOI: 10.1134/S0002188118070086
  56. 56. Guo Z., Liu J., He L., Rodrigues J.L.M., Chen N., Zuo Y., Wang N., Zhu X., Sun Y., Zhang L., Song Y., Zhang D., Yuan F., Song C., Xu X. Dominant edaphic controls on particulate organic carbon in global soils // Global Change Biol. 2024. V. 30. № e17619. DOI: 10.1111/geb.17619
  57. 57. Семенов В.М., Коzym Б.М., Зинякова Н.Б., Масюченко Н.П., Малюкова Л.С., Лебедева Т.Н., Тушина А.С. Биологически активное органическое вещество в почвах европейской части России // Почвоведение. 2018. № 4. С. 457–472. DOI: 10.7868/S0032180X1804007X
  58. 58. Чимсикова Н.П., Ушакова Р.Н., Белобргани Н.И. Влияние удобрений на минералогический состав агросерой почвы // Агрохимия. 2012. № 11. С. 3–8.
  59. 59. Matocha C.J., Grove J.H., Karathanasis T.D., Vandiviere M. Changes in soil mineralogy due to nitrogen fertilization in an agroecosystem // Geoderma. 2016. V. 263. P. 176–184. DOI: 10.1016/j.geoderma.2015.09.002
  60. 60. Wander M. Soil Organic matter fractions and their relevance to soil function // Soil organic matter in sustainable agriculture // Eds. F. Magdoff, R.R. Weil. Boca Raton, etc: CRC Press, 2004. P. 67–102. DOI: 10.1201/9780203496374
  61. 61. Коzym Б.М., Яшин М.А., Семенов В.М., Адфеева Т.Н., Маркина Л.Г., Лукин С.М., Тарасов С.И. Распределение трансформированного органического вещества в структурных отдельностях дерново-подзолистой супесчаной почвы // Почвоведение. 2016. № 1. С. 52–64.
  62. 62. Семенов В.М., Лебедева Т.Н., Зинякова Н.Б., Соколов Д.А. Размеры и соотношения пулов органического углерода в серой лесной почве при многолетнем применении минеральных и органических удобрений // Почвоведение. 2023. № 4. С. 482–501. DOI: 10.31857/S0032180X22601426
  63. 63. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Розанова М.С. Дополнительные показатели гумусного состояния почв и их генетических горизонтов // Почвоведение. 2004. № 8. С. 918–926.
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека