SOIL ORGANIC CARBON POOLS: ISOLATION METHODS, SIZES AND RATIOS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A scheme for the subdivision of soil organic matter (SOM) into structural, process-related, and functional pools has been developed. In particulate organic matter (CPOM) and mineral-associated organic matter (CMAOM) belonging to the group of structural pools of SOM contain, on average, 28% and 70% of total soil organic carbon (CORG), respectively. The carbon contents in the process-related pools of potentially mineralizable organic matter (CPM), microbial biomass (CMB), and chemically oxidizable organic matter (COX) were 4.6%, 1.4%, and 81%, respectively. The sizes of the structural and process carbon pools correlated with each other and with CORG. The three functional SOM pools (active, slow, and passive) contained approximately 5%, 76%, and 19% of CORG, respectively.

About the authors

V. M Semenov

Institute of Physical Chemical and Biological Problems in Soil Science of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: v.m.semenov@mail.ru
Pushchino, Russia

T. N Lebedeva

Institute of Physical Chemical and Biological Problems in Soil Science of the Russian Academy of Sciences

Email: v.m.semenov@mail.ru
Pushchino, Russia

D. A Sokolov

Institute of Physical Chemical and Biological Problems in Soil Science of the Russian Academy of Sciences

Email: v.m.semenov@mail.ru
Pushchino, Russia

N. B Zinyakova

Institute of Physical Chemical and Biological Problems in Soil Science of the Russian Academy of Sciences

Email: v.m.semenov@mail.ru
Pushchino, Russia

V. N Kudeyarov

Institute of Physical Chemical and Biological Problems in Soil Science of the Russian Academy of Sciences

Email: v.m.semenov@mail.ru

Corresponding Member of the RAS

Pushchino, Russia

References

  1. Scharlemann J.P.W., Tanner E.V.J., Hiederer R., Kapos V. Global soil carbon: understanding and managing the largest terrestrial carbon pool // Carbon Management. 2014. V. 5(1). P. 81–91. https://doi.org/10.4155/cmt.13.77
  2. 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.
  3. Bossio D.A., Cook-Patton 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 // Nature Sustainability. 2020. V. 3(5). P. 391–398. https://doi.org/10.1038/s41893-020-0491-z
  4. Рыжова И.М., Романенков В.А., Степаненко В.М Современное развитие моделей динамики органического вещества почв (обзор) // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2024. Т. 79. № 4. С. 122–129. https://doi.org/10.55959/MSU0137-0944-17-2024-79-4-122-129
  5. Poeplau C., Don A., Six J., Kaiser M., Benbi D., Chenu C., Cotrufo M.F., Nieder R. Isolating organic carbon fractions with varying turnover rates in temperate agricultural soils — A comprehensive method comparison // Soil Biology and Biochem. 2018. V. 125. P. 10–26. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2018.06.025
  6. von Lützow M., Kögel-Knabner I., Ekschmitt K., Flessa H., Guggenberger G., Matzner E., Marschner B. ПОВ fractionation methods: Relevance to functional pools and to stabilization mechanisms // Soil Biol. Biochem. 2007. V. 39. P. 2183–2207. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2007.03.007
  7. 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. https://doi.org/10.1002/jpln.200700047
  8. Cotrufo M.F., Ranalli M.G., Haddix M.L., Six J., Lugato E. Soil carbon storage informed by particulate and mineral-associated organic matter // Nature Geoscience. 2019. V. 12. P. 989–994. https://doi.org/10.1038/s41561-019-0484-6
  9. 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. https://doi.org/10.1007/s10533-022-00956-2
  10. Lugato E., Lavallee J.M., Haddix M.L., Panagos P., Corrufo M.F. Different climate sensitivity of particulate and mineral-associated soil organic matter // Nature Geosci. 2021. V. 15. P. 295–300. https://doi.org/10.1038/s41561-021-00744-x
  11. Georgiou K., Jackson R.B., Vinduskovd O., Abramoff R.Z., Ahlström 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 // Nature Communic. 2022. V. 13. Art. No. 3797. https://doi.org/10.1038/s41467-022-31540-9
  12. 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 // Functional Ecol. 2022. V. 36. P. 1411–1429. https://doi.org/10.1111/1365-2435.14040
  13. Gregorich E.G., Beare M.H., McKinn U.F., Skjemsad J.O. Chemical and biological characteristics of physically uncomplexed organic matter // Soil Sci. Soc. Am. J. 2006. V. 70(3). P. 975–985. https://doi.org/10.2136/sssaj2005.0116
  14. 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 Bioogy and Biochem. 2017. V. 107. P. 85–93. https://dx.doi.org/10.1016/j.soilbio.2016.12.025
  15. Семенов В.М., Лебедева Т.Н., Паутова Н.Б. Дисперсное органическое вещество в необрабатываемых и пахотных почвах // Почвоведение. 2019. № 4. С. 440–450. https://doi.org/10.1134/S0032180X19040130
  16. 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 Biology. 2024. V. 30. Art. No. e17619. https://doi.org/10.1111/gcb.17619
  17. Семенов В.М., Когут Б.М., Зинякова Н.Б., Масютенко Н.П., Малюкова Л.С., Лебедева Т.Н., Тулина А.С. Биологически активное органическое вещество в почвах европейской части России // Почвоведение. 2018. № 4. С. 457–472. https://doi.org/10.7868/S0032180X1804007X
  18. 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. https://doi.org/10.31857/S0032180X22601426

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».