Буроземы юга Витимского плоскогорья: гумусовые карманы, морфология, свойства, микробиом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучена структура микробоценоза, физико-химические характеристики почвенного профиля буроземов и материала гумусовых карманов. Для буроземов (Cambisols), расположенных на юге Витимского плоскогорья, характерна особенность морфологического строения – наличие морозобойных трещин, которые образуют гумусовые карманы клиновидной формы, резко сужающиеся вниз по профилю. Гумусовые карманы заполнены гумусированным материалом темно-коричневого цвета с черными полосами, которые резко контрастируют по цвету и свойствам с окружающим почвенным профилем. По сравнению с профилем буроземов на соответствующих глубинах, почвенная масса из гумусовых карманов менее уплотнена. Увеличение общей пористости приводит к повышению водопроницаемости гумусированной массы морозобойных трещин. Выявлены особенности структуры микробоценоза и углерода микробной биомассы буроземов в почвенном профиле и в почвенном материале карманов. В почвенном материале карманов содержание органического углерода и суммы поглощенных оснований распределено относительно равномерно, тогда как в профиле почвы показатели резко уменьшаются вниз по профилю.

Об авторах

Э. О. Чимитдоржиева

Институт общей и экспериментальной биологии Сибирского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: erzhena_ch@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0227-5433
Россия, ул. Сахьяновой, 6, Улан-Удэ, 670047

Ц. Д-Ц. Корсунова

Институт общей и экспериментальной биологии Сибирского отделения Российской академии наук

Email: erzhena_ch@mail.ru
Россия, ул. Сахьяновой, 6, Улан-Удэ, 670047

Ю. Б. Цыбенов

Институт общей и экспериментальной биологии Сибирского отделения Российской академии наук

Email: erzhena_ch@mail.ru
Россия, ул. Сахьяновой, 6, Улан-Удэ, 670047

Г. Д. Чимитдоржиева

Институт общей и экспериментальной биологии Сибирского отделения Российской академии наук

Email: erzhena_ch@mail.ru
Россия, ул. Сахьяновой, 6, Улан-Удэ, 670047

Список литературы

  1. Абакумов Е.В., Гагарина Э.И. Очерк лесных почв Самарской луки // Самарская Лука. 2007. Т. 16. № 3(21). С. 444–462.
  2. Аккумуляция углерода в лесных почвах и сукцессионный статус лесов / Под ред. Лукиной Н.В. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2018. 232 с.
  3. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1975. 488 с.
  4. Бадмаев Н.Б., Конюшков Д.Е., Куликов А.И., Лесовая С.Н., Мергелов Н.С., Титова А.А., Турова И.В., Горячкин С.В. Почвы и температурные режимы центральной Бурятии и Восточного Прибайкалья (Путеводитель научных экскурсий V Междунар. Конф. по криопедологии). М.: ИГ РАН, 2009. 54 с.
  5. Балсанова Л.Д., Гынинова А.Б., Цыбикдоржиев Ц.Ц., Гочиков Б-М.Н., Шахматова Е.Ю. Генетические особенности почв бассейна озера Котокельское (Восточное Прибайкалье) // Почвоведение. 2014. № 7. С. 1–9.
  6. Буроземообразование псевдооподзоливание в почвах Русской равнины / Отв. ред. Зонна С.В. М.: Hаука, 1974. 275 с.
  7. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв М.: Агропромиздат, 1986. 415 с.
  8. Гагарина Э.И. Опыт изучения выветривания обломков карбонатных пород в почве // Почвоведение. 1968. № 9. С. 150–165.
  9. Гагарина Э.И. Литологический фактор почвообразования: на примере Северо-Запада Русской равнины. СПб.: Изд-во СПб. ун-та, 2004. 257 с.
  10. Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А., Байбеков Р.Ф. Практикум по почвоведению. М.: Агроконсалт, 2002. 280 с.
  11. Герасимова М.И., Губин С.В., Шоба С.А. Микроморфология почв природных зон СССР. Пущино, 1992. 200 с.
  12. Гуреева М.В., Грабович М.Ю. Экология микроорганизмов. Воронеж: Издательский дом ВГУ, 2021. С. 104–106.
  13. Дымов А.А., Жангуров Е.В., Старцев В.В. Почвы северной части Приполярного Урала: морфология, физико-химические свойства, запасы углерода и азота // Почвоведение. 2013. № 5. С. 507–516.
  14. Заварзин Г.А., Кудеяров В.Н. Почва как главный источник углекислоты и резервуар органического углерода на территории России // Вестник РАН. 2006. Т. 76. № 1. С. 14–29.
  15. Завьялова Н.Е., Васбиева М.Т., Фомин Д.С. Микробная биомасса, дыхательная активность и азотфиксация в дерново-подзолистой почве Предуралья при различном сельскохозяйственном использовании // Почвоведение. 2020. № 3. С. 372–378.
  16. Загуральская Л.М., Морозова Р.М. Микробные комплексы в почвах на шунгитах острова Кижи // Почвоведение. 2002. № 9. С. 1060–1065.
  17. Козлова А.А. Разнообразие почв Южного Предбайкалья в условиях палеокриогенного микрорельефа, их трансформация при агропедогенезе: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. Иркутск, 2021. 44 с.
  18. Корсунова Ц.Д-Ц. Углерод микробной биомассы в профиле мерзлотных почв юга Витимского плоскогорья // Научная жизнь. 2023. Т. 18. № 5. С. 741–747. https://doi.org/10.35679/1991-9476-2023-18-5-741-747
  19. Макеев О.В. Криология почв. М.: Изд-во РАН, 2019. 464 с.
  20. Мельничук Н.Л. Геокриологические условия южной части Витимского плато. Геокриологические условия Забайкалья и Предбайкалья. М.: Наука, 1967. 222 с.
  21. Мергелов Н.С., Таргульян В.О. Процессы накопления органического вещества в минеральной толще мерзлотных почв приморских низменностей Bосточной Cибири // Почвоведение. 2011. № 3. С. 275-287.
  22. Мухина Л.И. Витимское плоскогорье (природные условия и районирование). Улан-Удэ: Бур. Книжное изд-во, 1965. 68 с.
  23. Наумов В.Д. Почвоведение и география почв. М.: РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2023. 344 с.
  24. Нимаева С.Ш. Микробиология криоаридных почв (на примере Забайкалья). Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1992. 176 с.
  25. Определитель растений Бурятии / Под ред. Аненхонова О.А. Улан-Удэ: Ин-т общ. и эксперим. биологии СО РАН, 2001. 670 с.
  26. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации. М.: Наука, 1996. 253 с.
  27. Полевой определитель почв России. М.: Почв. ин-т В. В. Докучаева, 2008. 182 с.
  28. Полянская Л.М., Гейдебрехт В.В., Звягинцев Д.Г. Биомасса грибов в различных типах почв // Почвоведение. 1995. № 5. С. 566–572.
  29. Полянская Л.М., Суханова Н.И., Чакмазян К.В., Звягинцев Д.Г. Особенности изменения структуры микробной биомассы почв в условиях залежи // Почвоведение. 2012. № 7. С. 792.
  30. Почвенная карта РСФСР масштаб 1 : 2 500000 / Под ред. Фридланда В.М. М.: Главное управление геодезии и картографии при Совете министров СССР, 1988.
  31. Рейнтам Л.Ю. Морфология и регрессия между генетическими горизонтами почв буроземного, псевдоподзолистого и дерново-подзолистого типов // Почвоведение. 1970. № 12. С. 154–169.
  32. Рейнтам Л.Ю. Новое о почвах с двучленно-дифферцированным профилем // Почвоведение. 1986. № 3. С. 53–65.
  33. Рейнтам Л.Ю., Раукас А.В. Об изменении механического, минералогического и химического состава дерново-подзолистых почв на карбонатной красно-бурой морене // Почвоведение. 1965. № 3. С. 29–38.
  34. Смоленцев Б.А., Смоленцева Е.Н. Буроземы Кузнецкого Алатау, их свойства и разнообразие // Вестн. Томск. гос. ун-та. Биология. 2020. № 50. С. 6–27. https://doi.org/10.17223/19988591/50/1.
  35. Сымпилова Д. П., Бадмаев Н.Б. Почвообразование в ландшафтах тайги и степи Селенгинского среднегорья (Западное Забайкалье) // Почвоведение. 2019. № 2. С. 140–151.
  36. Терпелец В.И., Слюсарев В.Н. Агрофизические и агрохимические методы исследования почв. учебно-методическое пособие. Краснодар: КубГАУ, 2016. 65 с.
  37. Цыбжитов Ц.Х., Убугунова В.И. Генезис и география таежных почв бассейна озера Байкал. Улан-Удэ: Бурят. кн. изд-во, 1992. 237 с.
  38. Шхапацев А.К., Казеев К.Ш., Козунь Ю.С., Солдатов В.П., Федоренко А.Н., Колесников С.И. Биологическая активность буроземов старовозрастных вырубок Западного Кавказа // Лесной вестник. 2023. Т. 27. № 4. С. 47–59.
  39. Altshuler I., Goordial J., Whyte L.G. Microbial life in permafrost // Psychrophiles: From Biodiversity to Biotechnology, 2017. Р. 153–179. https://doi.org/10.1007/978-3-319-57057-0_8
  40. Badmaev N.B., Gyninova A.B., Tsybenov Yu.B. Soil temperature field and dynamics of freezing-thawing processes in the south of the Vitim Plateau (Transbaikal region) // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. V. 862. P. 012039. https://doi.org/10.1088/1755-1315/862/1/012039
  41. Baker C.C.M., Barker A.J., Douglas T.A., Doherty S.J., Barbato R.A. Seasonal variation in near-surface seasonally thawed active layer and permafrost soil microbial communities // Environ. Res. Lett. 2023. V. 18. P. 055001. https://doi.org/10.1088/1748-9326/acc542
  42. Bayranvand M., Akbarinia M., Jouzani G., Gharechahi J., Alberti G. Dynamics of humus forms and soil characteristics along a forest altitudinal gradient in Hyrcanian forest // Biogeosciences and Forestry. 2021. V. 14. P. 26–33. https://doi.org/https://doi.org/10.3832/ifor3444-013
  43. Bhargava P., Singh A.K., Goel R. Microbes: bioresource in agriculture and environmental sustainability // Plant-microbe interactions in agro-ecological perspectives. 2017. P. 361–376. https://doi.org/10.1007/978-981-10–5813-4_18
  44. Dang Ch., Wu Z., Zhang M., Li X., Sun Y., Wu R., Zheng Y., Xia Y. Microorganisms as biofilters to mitigate greenhouse gas emissions from high altitude permafrost revealed by nanopore based metagenomics // iMeta. 2022. V. 1. P. 24. https://doi.org/10.1002/imt2.24
  45. Driessen P.M., Dudal R. Lecture notes on the major soils of the world (Wageningen-Leuven) 1989. 295 p.
  46. Ernakovich J.G., Barbato R.A, Rich V.I., Schädel C., Hewitt R.E., Doherty S.J., Whalen E.D., Abbott B.W., Barta J. et al. Microbiome assembly in thawing permafrost and its feedbacks to climate // Glob. Chang. Biol. 2022. V. 28. P. 5007–5026. https://doi.org/10.1111/gcb.16231
  47. Gerasimova M.I., Konyushkov D.E., Ananko T.V. Interpretation of Cambisols on the soil map of the Russian Federation // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. V. 862. P. 012006. https://doi.org/10.1088/1755-1315/862/1/012006
  48. Gittel A., Bárta J., Kohoutová I., Mikutta R., Owens S., Gilbert J., Schnecker J., Wild B., et al. Distinct microbial communities associated with buried soils in the Siberian tundra. ISME J. 2014. 8(4). P. 841–953. https://doi.org/10.1038/ismej.2013.219
  49. Gyninova A.B., Badmaev N.B., Tsybenov Yu.B., Gonchikov B.N., Mangataev A.Ts., Kulikov A.I., Sympilova D.P. Soils of the Darkhitui catena in the southern Vitim Plateau and their micromorphological features // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2021. № 862. P. 012068. https://doi.org/10.1088/1755-1315/862/1/012068
  50. Huang H., Tian D., Zhou L., Su H., Ma S., Feng Y., Z. Tang, Zhu J., Ji C., Fang J. Effects of afforestation on soil microbial diversity and enzyme activity: A meta-analysis // Geoderma. 2022. V. 423. P. 115961. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2022.115961
  51. Jacoby R., Peukert M., Succurro A., Koprivova A., Kopriva S. The role of soil microorganisms in plant mineral nutrition–current knowledge and future directions // Frontiers in Plant Science. 2017. V. 8. P. 1617. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01617
  52. Kogel-Knabner I., Amelung W. Soil organic matter in major pedogenic soil groups // Geoderma. 2021. V. 384. P. 114785. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114785
  53. Kroyan S. The Contemporary State of the Humus Nutrion of the Cambisols of Republic of Armenia // Adv. Biotechnol. Microbiol. 2018. V. 11. https://doi.org/10.19080/AIBM.2018.11.555815
  54. Luláková P., Perez-Mon C., Šantrůčková H., Ruethi J., Frey B. High-Alpine Permafrost and Active-Layer Soil Microbiomes Differ in Their Response to Elevated Temperatures // Front Microbiol. 2019. V. 10. P. 668. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.00668
  55. Mackelprang R., Burkert A., Haw M., Mahendrarajah T., Conaway C. H., Douglas T. A., Waldrop M.P. Microbial survival strategies in ancient permafrost: insights from metagenomics // ISME J. 2017. V. 11. P. 2305–2318. https://doi.org/10.1038/ismej.2017.93
  56. Malcheva B., Nustorova M., Zhiyanski M., Yaneva R., Abakumov E. Microbial biomass carbon and enzymes-degraders of carbohydrates in polar soils from the area of Livingston Island, Antarctica // Soil Sci. Annual. 2022. V. 73(2). P. 156042. https://doi.org/10.37501/soilsa/156042
  57. Müller O., Bang-Andreasen T., White R. A., Elberling B., Taş N., Kneafsey T., Оvreås L. Disentangling the complexity of permafrost soil by using high resolution profiling of microbial community composition, key functions and respiration rates // Environ. Microbiol. 2018. https://doi.org/10.1111/1462-2920.14348
  58. Perez-Mon C., Stierli B., Plötze M., Frey B. Fast and persistent responses of alpine permafrost microbial communities to in situ warming // Sci. Total Environ. 2022. V. 807. P. 150720. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.150720.
  59. Rasulić N., Delić D., Stajković-Srbinović O., Buntić A., Kuzmanović Đ., Knežević M., Sikirić B. Microbiological and basic agrochemical properties of Eutric Cambisols in western and southwestern Serbia // Zemljiste i biljka. 2021. V. 70. P. 1–9. https://doi.org/10.5937/ZemBilj2102001R 1
  60. Scheel M., Zervas A., Jacobsen C.S., Christensen T.R. Microbial Community Changes in 26,500–Year-Old Thawing Permafrost // Front. Microbiol. 2022. V. 13. P. 787146. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.787146
  61. Schnecker J., Spiegel F., Li Y., Richter A., Sandén T., Spiegel H., Zechmeister-Boltenstern S., Fuchslueger L. Microbial responses to soil cooling might explain increases in microbial biomass in winter // Biogeochemistry. 2023. V. 164. P. 521–535. https://doi.org/10.1007/s10533-023-01050-x
  62. Zaitseva S., Badmaev N., Kozyreva L., Dambaev V., Barkhutova D. Microbial Community in the Permafrost Thaw Gradient in the South of the Vitim Plateau (Buryatia, Russia) // Microorganisms. 2022. V. 10. P. 2202. https://doi.org/10.3390/ microorganisms10112202
  63. Zhou W., Ma T., Yin X., Wu X., Li Q., Rupakheti D., Xiong X., Zhang Q., Mu C., de Foy B., Rupakheti M., Kang Sh., Qin D. Dramatic Carbon Loss in a Permafrost Thaw Slump in the Tibetan Plateau is Dominated by the Loss of Microbial Necromass Carbon // Environ. Science Technol. 2023. V. 57. P. 6910–6921. https://doi.org/10.1021/acs.est.2c07274

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Карта-врезка района исследования.

Скачать (875KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Фотографии почвенных профилей буроземов оподзоленных юга Витимского плоскогорья.

Скачать (217KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Пространственное варьирование мощности гумусовых карманов буроземов.

Скачать (88KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сеть полигонов на буроземах.

Скачать (489KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Запасы углерода и показатели микробиологической активности в буроземах: 1 – гумусовый карман; 2 – профиль почвы.

Скачать (221KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024