Формы соединений железа в таежных и тундровых почвах криолитозоны России
- Авторы: Васильчук Ю.К.1, Гинзбург А.П.1,2,3, Геннадиев А.Н.1, Буданцева Н.А.1, Васильчук А.К.1, Васильчук Д.Ю.1, Терская Е.В.1
-
Учреждения:
- МГУ им. М.В. Ломоносова
- Пущинский научный центр биологических исследований Российской Академии наук
- Научный центр изучения Арктики
- Выпуск: № 2 (2025)
- Страницы: 214–228
- Раздел: ХИМИЯ ПОЧВ
- URL: https://journals.rcsi.science/0032-180X/article/view/287503
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X25020052
- EDN: https://elibrary.ru/COSMCJ
- ID: 287503
Цитировать
Аннотация
Изучен состав соединений железа почв тундровых и таежных ландшафтов криолитозоны России. Валовое содержание железа измерено методом рентгеновской флуоресценции. Стандартными методами исследованы химические, физико-химические и физические свойства почв и концентрации силикатных, несиликатных, окристаллизованных и связанных с органическим веществом соединений железа. Изученные почвы относятся к криометаморфическим (Haplic Cryosols), криоземам (Turbic Cryosols) и торфяно-криоземам (Histic Turbic Cryosols), глееземам (Reductic Gleysols) и торфяно-глееземам (Histic Reductaquic Cryosols), подзолистым (Albic Retisols), а также дерново-подбурам и подзолам (Entic Podzols and Albic Podzols). Глубина залегания многолетнемерзлых пород в почвах варьирует от 0.3 до 1.7 м и глубже. Валовое содержание железа варьирует в среднем от 1.2 до 4.5%, максимально достигая 10.2%. До 85% от валового железа представлено силикатными соединениями из-за слабого педогенного преобразования почв. Содержание несиликатного железа не превышает 1.2%. Его повышенные содержания проявляются морфологически в верхних горизонтах минеральной части почв, а также в почвах склонов в виде красновато-рыжих пятен и прослоев. Это коррелирует с повышенными значениями коэффициента латеральной дифференциации от 1.1 до 2.3. Надмерзлотные горизонты на глубинах до 1 м демонстрируют аккумуляцию несиликатного железа, концентрации окристаллизованных и связанных с органическим веществом соединений составляют 0.6–0.8 и 0.2–0.4% соответственно. Предположительно, это связано с накоплением органического вещества, сорбцией на глинистых частицах почвы и восстановительной средой над горизонтом многолетней мерзлоты.
Полный текст

Об авторах
Ю. К. Васильчук
МГУ им. М.В. Ломоносова
Email: alla-vasilch@yandex.ru
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991
А. П. Гинзбург
МГУ им. М.В. Ломоносова; Пущинский научный центр биологических исследований Российской Академии наук; Научный центр изучения Арктики
Email: alla-vasilch@yandex.ru
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991; Институтская ул., 2, Пущино, Московская область, 142290; ул. Республики, 20, Салехард, Ямало-Ненецкий автономный округ, 629007А. Н. Геннадиев
МГУ им. М.В. Ломоносова
Email: alla-vasilch@yandex.ru
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991
Н. А. Буданцева
МГУ им. М.В. Ломоносова
Email: alla-vasilch@yandex.ru
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991
А. К. Васильчук
МГУ им. М.В. Ломоносова
Автор, ответственный за переписку.
Email: alla-vasilch@yandex.ru
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991
Дж. Ю. Васильчук
МГУ им. М.В. Ломоносова
Email: alla-vasilch@yandex.ru
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991
Е. В. Терская
МГУ им. М.В. Ломоносова
Email: alla-vasilch@yandex.ru
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991
Список литературы
- Алексеев А.О. Оксидогенез железа в почвах степной зоны. Автореф. дис. … докт. биол. наук. М., 2010. 51 с.
- Апарин Б.Ф., Касаткина Г.А., Матинян Н.Н., Сухачева Е.Ю. Красная книга почв Ленинградской области. СПб.: Аэроплан, 2007. 320 с.
- Белоус И.Н., Быкова О.Г. Зимняя внутрипочвенная миграция влаги и солеперенос в засоленных почвах Барабы // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2012. С. 11–13.
- Васильевская В.Д., Иванов В.В., Богатырев Л.Г. Почвы севера Западной Сибири. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986. 229 с.
- Васильчук Ю.К., Гинзбург А.П. Латеральная и радиальная дифференциация химического состава криогенных почв долины реки Вилюй, Центральная Якутия // Арктика и Антарктика. 2023. № 1. С. 65–84. https://doi.org/10.7256/2453-8922.2023.1.40034
- Васильчук Ю.К., Гинзбург А.П. Латеральная и радиальная дифференциация геохимического состава криогенных почв учебно-научного полигона Хановей, Большеземельская тундра // Арктика и Антарктика. 2023. № 1. С. 88–114. https://doi.org/10.7256/2453-8922.2023.1.40136
- Водяницкий Ю.Н. Гидроксиды железа в почвах (обзор литературы) // Почвоведение. 2010. № 11. С. 1341–1352.
- Водяницкий Ю.Н. Железо в гидроморфных почвах. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова. М.: АПР, 2017. 160 с.
- Водяницкий Ю.Н. Соединения железа и их роль в охране почв. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2010. 155 с.
- Водяницкий Ю.Н. Тяжелые металлы и металлоиды в почвах. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2008. 85 с.
- Водяницкий Ю.Н., Кириллова Н.П., Манахов Д.В., Карпухин М.М. Соединения железа и цвет почв о. Сахалин // Почвоведение. 2018. С. 165–178. https://doi.org/10.7868/S0032180X18020041
- Водяницкий Ю.Н., Мергелов Н.С., Горячкин С.В. Диагностика оглеения в условиях низкого содержания оксидов железа (на примере почв тундры Колымской низменности) // Почвоведение. 2008. № 3. С. 261–279.
- Водяницкий Ю.Н., Шоба С.А. Биогеохимия углерода, железа и тяжелых металлов в переувлажненных почвах (аналитический обзор) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2015. № 3. С. 3–12.
- Гравис Г.Ф. Морозобойное растрескивание грунтов и образование гумусовых потоков // Многолетнемерзлые породы и сопутствующие им явления на территории Якутской АССР. М.: Изд-во АН СССР, 1962. С. 112–123.
- Губин С.В., Лупачев Ф.В. Роль пятнообразования в формировании и развитии криоземов приморских низменностей севера Якутии // Почвоведение. 2017. № 11. С. 1283–1295. https://doi.org/10.7868/S0032180X17110077
- Гуторова О.А., Шеуджен А.Х., Зубкова Т.А. Процессы трансформации соединений железа в почвах рисовых агроценозов Кубани // Изв. ОГАУ. 2017. С. 201–205.
- Ершов Э.Д. Общая геокриология. М.: Изд-во МГУ, 2002. 628 с.
- Загурский А.М. Специфика микростроения и генезиса магнитных соединений железа в почвах. Дис. … канд. биол. наук. М., 2008. 124 с.
- Зонн С.В. Железо в почвах (генетические и географические объекты). М.: Наука, 1982. 207 с.
- Зубкова О.А., Шихова Л.Н. Изменение содержания подвижных соединений железа в подзолистой и дерново-подзолистой почвах в течение вегетационного периода // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2013. № 6. С. 30–33.
- Иванищев В.В. Доступность железа в почве и его влияние на рост и развитие растений // Изв. ТулГУ. 2019. Вып. 3. С. 127–138.
- Иванов А.В. Магнитное и валентное состояние железа в твердой фазе почв. Дис. … докт. биол. наук. М., 2003. 272 с.
- Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. 439 с.
- Караваева Н.А. Почвы тайги Западной Сибири. М.: Наука, 1973. 172 с.
- Киселева Н.Д., Двуреченский В.Г. Формы железа в почвах естественных ландшафтов Верхнего Приангарья // Изв. ИГУ. Сер. “Биология. Экология”. 2021. Т. 37. С. 89–100. https://doi.org/10.26516/2073-3372.2021.37.89
- Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
- Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985. 263 с.
- Ковда И.В., Моргун Е.Г., Жоне А.-М., Тессье Д. Опыт субмикроскопического исследования железистых новообразований в слитоземах центрального Предкавказья // Почвоведение. 1998. № 6. С. 658–668.
- Копылова Л.В. Аккумуляция железа и марганца в листьях древесных растений в техногенных районах Забайкальского края // Изв. Самарского НЦ РАН. 2010. Т. 12. № 1. С. 709–712.
- Кречетов П.П., Дианова Т.М. Химия почв. Аналитические методы исследования. М.: Изд-во МГУ, 2009. 147 с.
- Краснощеков Ю.Н. Геохимические особенности криогенных и альфегумусовых почв горной тайги северной Монголии // Почвоведение. 2021. № 1. С. 31–44. https://doi.org/10.31857/S0032180X21010068
- Литвинович А.В., Павлова О.Ю., Лаврищев А.В., Белимов А.А. Миграционная подвижность Al, Mn и Fe в мелиорированных дерново-подзолистых почвах // Агрохимия. 2021. № 1. С. 55–61. https://doi.org/10.31857/S0002188121010075
- Лопатовская О.Г. Особенности педогалогенеза эколого-мелиоративных комплексов Западного Прибайкалья. Автореф. дис. … докт. биол. наук. Иркутск, 2019. 42 с.
- Лупачев А.В. Взаимосвязь криоземов тундр Колымской низменности с верхним слоем многолетнемерзлых отложений. Автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2010. 32 с.
- Лянгузова И.В., Гольдвирт Д.К., Фадеева И.К. Трансформация полиметаллической пыли в органогенном горизонте Al-Fe-гумусового подзола (полевой эксперимент) // Почвоведение. 2015. № 7. С. 804–815. https://doi.org/10.7868/S0032180X15050056
- Макеев О.В. Биосфера, криосфера, почва. Пущино, 1975. 20 с.
- Макеев О.В. Криология почв. М., 2019. 464 с.
- Матышак Г.В. Особенности формирования почв севера Западной Сибири в условиях криогенеза. Автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2009. 24 с.
- Наумов Е.М. Градусов Б.П., Цюрупа И.Г. О таежном почвообразовании на северо-востоке Сибирской мерзлотной области // Почвенный криогенез. М.: Наука, 1974. С. 34–78.
- Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1999. 768 с.
- Полевой определитель почв России. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2008. 182 с.
- Ривкина Е.М., Федоров-Давыдов Д.Г., Захарюк А.Г., Щербакова В.А., Вишнивецкая Т.А. Свободное железо и железовосстанавливающие микроорганизмы в почвах и многолетнемерзлых отложениях северо-востока Сибири // Почвоведение. 2020. № 10. С. 1247–1261. https://doi.org/10.31857/S0032180X20100160
- Савич В.И., Скрябина Д.С., Норовсурэн Ж. Влияние криогенеза на генезис и плодородие мерзлотных и мерзлотно-таежных почв // Известия ТСХА. 2015. № 2. С. 5–14.
- Самофалова И.А., Рогова О.Б., Лузянина О.А. Использование группового состава соединений железа для диагностики горных почв среднего Урала // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2015. Вып. 79. С. 111–136.
- Семенов В.А. Геохимия алюминия и железа в ландшафтах Хибинского и Ловозерского массивов. Дис. … канд. геогр. наук. М., 2002. 154 с.
- Скрябина Д.С. Состояние соединений железа в мерзлотно-таежных почвах. Автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2016. 20 с.
- Таргульян В.О. Почвообразование и выветривание в холодных гумидных областях. М.: Наука, 1971. 270 с.
- Тентюков М.П. Ожелезнение поверхности тундр Центрального Ямала // Криосфера Земли. 2005. Т. IX. № 4. С. 18–28.
- Тентюков М.П. Геохимия ландшафтов равнинных тундр (на примере Ямала и Большеземельской тундры). Сыктывкар: Изд-во Коми НЦ УрО РАН, 2010. 260 с.
- Теория и практика химического анализа почв: практическое руководство / Под ред. Воробьевой Л.А. М.: ГЕОС, 2006. 400 с.
- Умарова А.Б., Бутылкина М.А., Сусленкова М.М., Александрова М.С., Ежелев З.С., Хмелева М.В., Шхапацев А.К., Гасина А.И. Агрегатная структура естественных и пахотных почв разного генезиса: морфологические и реологические характеристики // Почвоведение. 2021. № 9. С. 1019–1032. https://doi.org/10.31857/S0032180X21090136
- Федоров-Давыдов Д.Г., Губин С.В., Макеев О.В. Содержание подвижного железа и возможность оглеения в почвах Колымской низменности // Почвоведение. 2004. № 2. С. 158–170.
- Хитров Н.Б., Герасимова М.И. Предлагаемые изменения в классификации почв России: диагностические признаки и почвообразующие породы // Почвоведение. 2022. № 1. С. 3–14. https://doi.org/10.31857/S0032180X22010087
- Цомаева Е.В., Артемьева З.С., Засухина Е.С., Варламов Е.Б. Несиликатное железо минерально-ассоциированного органического вещества агрочерноземов разной локализации на склоне // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2023. Вып. 115. С. 54–86. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2023-115-54-86
- Чапыгина Н.В. Геохимия северотаежных ландшафтов и индикаторная роль железа: на примере Северодвинско-Мезенского междуречья. Дис. … канд. геогр. наук. М., 2006. 153 с.
- Чевычелов А.П., Алексеев А.А., Кузнецова Л.И. Магнитная восприимчивость мерзлотных почв лесной катены Центральной Якутии // Сибирский лесной журнал. 2021. № 2. С. 32–42. https://doi.org/10.15372/SJFS20210203
- Шеуджен А.Х., Бондарева Т.Н., Гуторова О.А., Галай Н.С., Лебедовский И.А., Осипов М.А., Есипенко С.В. Содержание и состояние железа в черноземе выщелоченном Западного Предкавказья в условиях агрогенеза // Научный журнал КубГАУ. 2015. № 107. 17 c.
- Элементарные почвообразовательные процессы: опыт концептуального анализа, характеристика, систематика. М.: Наука, 1992. 184 с.
- Bascomb C.L. Distribution of pyrophosphate – extractable iron and organic carbon in soils of various groups // J. Soil Sci. 1968. V. 19. P. 251–268.
- Gubin S.V., Lupachev A.V. Suprapermafrost horizons of the accumulation of raw organic matter in tundra cryozems of Northern Yakutia // Eurasian Soil Science. 2018. V. 51. P. 772–781. https://doi.org/10.1134/S1064229318070049
- Gubin S.V., Lupachev A.V., Khodzhaeva A.K. Soils of Accumulative Coasts of the East Siberian Sea // Eurasian Soil Science. 2022. V. 55. P. 1173–1184. https://doi.org/10.1134/S106422932209006X
- He L., Huang Y., Xie Z., Guan W., Zeng Y. Adsorption Characteristics of Iron on Different Layered Loess Soils // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2022. V. 19. https://doi.org/10.3390/ijerph192416653
- Jones E.L., Hodson A.J., Redeker K.R., Christiansen H.H., Thornton S.F., Rogers J. Biogeochemistry of low- and high-centered ice-wedge polygons in wetlands in Svalbard // Permafrost and Periglacial Processes. 2023. V. 34. P. 359–369. https://doi.org/10.1002/ppp.2192
- Lupachev A.V., Gubin S.V. Soil formation and the underlying permafrost // Eurasian Soil Science. 2008. V. 41. P. 574–585. https://doi.org/10.1134/S1064229308060021
- Lupachev A., Abakumov E., Gubin S. The influence of cryogenic mass exchange on the composition and stabilization rate of soil organic matter in Cryosols of Kolyma Lowland (North Yakutia, Russia) // Geosciences. 2017. V. 7. P. 24. https://doi.org/10.3390/geosciences7020024
- Lupachev A.V., Gubin S.V., Gerasimova M.I. Problems of the Cryogenic Soils’ Diagnostics in the Recent Russian Soil Classification System // Eurasian Soil Science. 2019. V. 52. P. 1170–1174. https://doi.org/10.1134/S1064229319080106
- Lupachev A., Danilov P., Lodygin E., Tikhonravova Ya., Butakov V., Usacheva A., Ksenofontova M. Approaches for the complex assessment of polychemical pollution of permafrost-affected soils and the upper layer of permafrost // Environ. Monit. Assess. 2022. V. 194. P. 594. https://doi.org/10.1007/s10661-022-10270-x
- Mehra O.P., Jackson, M.L. Iron Oxide Removal from Soils and Clay by a Dithionite-Citrate System Buffered with Sodium Bicarbonate // Clays and Clay Minerals. 1960. V. 7. P. 317–327. http://dx.doi.org/10.1346/CCMN.1958.0070122
- Peng X., Yan X., Zhou H., Zhang Y.Z., Sun H. Assessing the contributions of sesquioxides and soil organic matter to aggregation in an Ultisol under long-term fertilization // Soil Till. Res. 2015. V. 146. P. 89–98.
- Rudnick R., Gao S. Composition of the Continental Crust // Treatise on Geochemistry. Oxford. P. 1–51. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-095975-7.00301-6
- Schwertmann U. Occurrence and formation of iron oxides in various pedoenvironment // Iron in soils and clay minerals. V. 217. Dordrecht: Reidel, 1988. P. 267–308.
- Tamm O. Method for the estimation of the inorganic compounds of the gel-complex in soils // Medd. Statens. Skoysforsksanstant. Stockholm, 2022. V. 19. P. 387–404.
- Vodyanitskii Yu.N., Savichev A.T. Transformation of Fe-minerals in Hydromorphic Soils // Moscow University Soil Bulletin. 2020. V. 75. P. 1–7.
- Vodyanitskii Yu.N., Savichev A.T. Analysis of heavy metals phases-carriers in soils // Annals of agrarian science. 2020. V. 18. P. 179–188.
- Wu X., Wei Y., Wang J., Wang D., She L., Wang J., Cai C. Effects of soil physicochemical properties on aggregate stability along a weathering gradient // Catena. 2017. V. 156. P. 205–215.
- Yao Y., Wang L., Peduruhewa J.H., Van Zwieten L., Gong L., Tan B., Zhang G. The coupling between iron and carbon and iron reducing bacteria control carbon sequestration in paddy soils // Catena. 2023. V. 223. P. 106937. https://doi.org/10.1016/j.catena.2023.106937
Дополнительные файлы
