Закономерности минерализации органических веществ почвенных растворов подзолистой почвы

Аннотация

Исследован процесс минерализации органических веществ почвенных растворов, выделенных методом вакуумных лизиметров из горизонтов подзолистой почвы. Устойчивость растворенных органических веществ (РОВ) различается в зависимости от горизонта. Наибольшее количество устойчивых к биодеструкции РОВ (минерализуется < 50%) содержится в верхних органогенных горизонтах, вниз по профилю оно уменьшается. Доля минерализованного углерода обратно пропорциональна относительному содержанию в составе РОВ гидрофобной фракции и фенольных соединений. Самую низкую долю (23%) минерализуемого углерода имеют вещества из гор. ЕLhi, где максимально содержание гидрофобной фракции (44%). В ходе окислительной трансформации повышается степень ароматичности РОВ: коэффициент экстинкции (Е-280) увеличивается в 2-12 раз, доля фенольных соединений возрастает в 2-10 раз, до 5-5,5 кДа уменьшается молекулярная масса. Эти признаки интенсивнее изменяются в растворах из нижних горизонтов. Таким образом, неразлагаемый остаток этих РОВ представлен веществами, максимально устойчивыми к разложению.

Литература

1. Ведрова Э.Ф., Корсупов В.М. Состав лизиметрических вод в дерново-палево-подзолистых почвах Западной Сибири // Почвоведение. 1985. № 6.

2. Кауричев И. С., Яшин И.М., Черников В.Л. Теория и практика метода сорбционных лизиметров в экологических исследованиях. М., 1996.

3. Bending G.D., Read D.J. Effects of the soluble polyphenol tannic acid on the activities of ericoid and ectomycorrhizal fungi // Soil Biol. Biochem. 1996. Vol. 28.

4. Bjorklund K., Li L.Y. Sorption of DOM and hydrophobic organic compounds onto sewage-based activated carbon //Water Sci. Technol. 2016. Vol. 74.

5. Boissier J.M., Fontvieille D. Biodegradable dissolved organic carbon in seepage waters from two forest soils // Soil Biol. Biochem. 1993. Vol. 25.

6. Freeman C., Fenner N., Ostle N. et al. Export of dissolved organic carbon from peatlands under elevated carbon dioxide levels I I Nature. 2004. Vol. 430.

7. Ganjegunte G.K., Condron L.M., Clinton P.W. etal. Effects of the addition of forest floor extracts on soil carbon dioxide efflux 11 Biol. Fertil. Soils. 2006. Vol. 43.

8. Golea D.M., Upton A., Jarvis P. et al. THM and HAA formation from NOM in raw and treated surface waters // Water Res. 2017. Vol. 1.

9. Jaffrain J., Gerard F., Meyer M., Ranger J. Assessing the Quality of DOM in Forest Soils using Ultraviolet Absorption Spectrophotometry // Soil Sci. Soc. Amer. J. 2007. Vol. 71.

10. Kaiser K., Guggenberger G. Storm flow flushing in a structured soil changes the composition of dissolved organic matter leached into the subsoil // Geoderma. 2005. Vol. 127.

11. Kaiser K., Guggenberger G. The role of DOM sorption to mineral surfaces in the preservation of organic matter in soils // Org. Geochem. 2000. Vol. 31.

12. Kaiser K., Guggenberger G., Zech W. Sorption of DOM and DOM fractions to forest soils // Geoderma. 1996. Vol. 74.

13. Kalbitz K., Schmenvitz J., Schwesig D., Matzner E. Biodegradation of soil derived DOM as related to its properties // Geoderma. 2003. Vol. 113.

14. Kawahigashi M., Prokushkin A., Noguchi A. et al. Influence of temperature on solutes release from organic horizons in Siberian permafrost terrain // 19th World Congress of Soil Science: Soil Solutions for a Changing World. Brisbane, Australia. 1—6 August. Brisbane, 2010. Vol. 2.

15. Kiikkila O., Kitunen V., Smolander A. Dissolved soil organic matter from surface organic horizons under birch and conifers: degradation in relation to chemical characteristics // Soil Biol. Biochem. 2006. Vol. 38.

16. Kiikkila O., Kitunen V., Smolander A. Properties of dissolved organic matter derived from silver birch and Norway spruce stands: degradability combined with chemical characteristics // Soil Biol. Biochem. 2011. Vol. 43.

17. Lumsdon D., Stutter M., Cooper R., Manson J. Model assessment of biogeochemical controls on DOC partitioning in an acid organic soil I I Environ. Sci. Technol. 2005. Vol. 39.

18. Marschner B., Kalbitz К. Controls of bioavailability and biodegradabihty of dissolved organic matter in soils // Geoderma. 2003. Vol. 113.

19. Michalzik B., Tipping E., Mulder J. et al. Modelling the production and transport of DOC in forest soils // Biogeochemistry. 2003. Vol. 66.

20. Neff J.C., Asner G.P. Dissolved organic carbon in terrestrial ecosystems: synthesis and a model // Ecosystems. 2001. Vol. 4.

21. Prokushkin A.S., Kajimoto T., Prokushkin S.G. Climatic factors influencing fluxes of dissolved organic carbon from the forest floor in a continuous-permafrost Siberian watershed // Can. J. For. Res. 2005. Vol. 35.

22. Reber H., Schara A. Degradation sequences in wheat straw extracts inoculated with soil suspensions // Soil Biol. Biochem. 1971. Vol. 3.

23. Ritson J.P., Graham N.J., Templeton M.R. et al. The impact of climate change on the treatability of dissolved organic matter (DOM) in upland water supplies: A UK perspective // Sci. Total Environ. 2014. Vol. 473—474.

24. Wershaw R.L., Rutherford D.W., Leenheer J.A. et al. Biogeochemical processes that produce dissolved organic matter from wheat straw // U.S. Geological Survey Water-Resources Investigations. Report № 03-4213. 2003. URL: http://pubs.water.usgs.gov/wri034213 (дата обращения: 22.10.2018).

25. Yanai Y., Toyota K. Effects of soil freeze-thaw cycles on microbial biomass and organic matter decomposition, nitrification and denitrification potential of soils // Symptom of environmental change in Siberian permafrost region. Proc. of the Intern. Symp. of JSPS Core to Core Program between Hokkaido University and Martin Luther University Halle-Wittenberg in 29—30 November 2005. Sapporo, Japan, 2006.