Почвоведение, 2024, № 6

Российская академия наук
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
№ 6       2024        Июнь
Основан в январе 1899 г. 
Выходит 12 раз в год 
ISSN: 0032-180Х
Журнал издается под руководством 
Отделения биологических наук РАН
Главный редактор
П.В. Красильников
Редакционная коллегия:
М.И. Герасимова (ответственный секретарь), 
А.Н. Геннадиев (заместитель главного редактора), 
Н.Б. Хитров (заместитель главного редактора), 
А.О. Алексеев, Б.Ф. Апарин, Р.У. Арнольд (США), 
В.Е.Х. Блюм (Австрия), А.Г. Болотов,
К.Б. Гонгальский, С.В. Горячкин, Г. Жан (Китай), 
А.Л. Иванов, Э. Костантини (Италия),
В.Н. Кудеяров, А. МакБратни (Австралия), О.В. Меняйло, 
А. Мермут (Турция), Т.М. Минкина, И.Ю. Савин,
А.Л. Степанов, А. Хартеминк (США), 
С.Н. Чуков, Е.В. Шеин, К. Штар (Германия),
С.А. Шоба, А.С. Яковлев
Зав. редакцией Е.В. Манахова
Е-mail: esoils@yandex.ru
Адрес редакции: 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 12
Москва
ФГБУ «Издательство «Наука»
 
© Российская академия наук, 2024
© Редколлегия журнала “Почвоведение” 
     (составитель), 2024

СОДЕРЖАНИЕ
Номер 6, 2024
ХИМИЯ ПОЧВ
Водоэкстрагируемое органическое вещество почв разной степени смытости  
и намытости на малом водосборе в центральной лесостепи  
Среднерусской возвышенности: распахиваемые почвы
В. А. Холодов, Н. В. Ярославцева, А. Р. Зиганшина, Н. Н. Данченко,  
Ю. Р. Фарходов, С. В. Максимович, А. П. Жидкин	
783
Динамика содержания водорастворимых форм углерода и азота почв  
в первые годы после сплошной рубки
В. В. Старцев, Д. А. Севергина, А. А. Дымов	
797
ФИЗИКА ПОЧВ
Реологические свойства таежных полугидроморфных почв:  
взаимосвязь с физико-химическими свойствами и температурными условиями
Ю. В. Холопов, Д. Д. Хайдапова, А. Б. Новаковский, Е. М. Лаптева	
813
Влияние различных синтетических смол на нано- и микроструктуру почвы
Р. Э. Мусаэлян, К. Н. Абросимов, К. А. Романенко	
831
Промерзание почвенного комплекса меловых криоморфных почв в Оренбургской области: 
температурный режим и проявление криогенных процессов в почвенном профиле
Д. Г. Поляков, А. Г. Рябуха, Т. А. Архангельская, И. В. Ковда	
845
БИОЛОГИЯ ПОЧВ
Особенности пула гидролитических ферментов в почвах земледельческих террас  
Восточного Кавказа
Е. В. Чернышева, Ф. Форназьер	
861
Доминирующие бактериальные таксоны в черноземах и факторы,  
влияющие на их долю в бактериальном сообществе
К. С. Бояршин, В. В. Адамова, В. Чжен, Е. В. Никитинская,  
О. Ю. Обухова, М. В. Колкова, В. А. Нестеренко, О. С. Беспалова,  
В. В. Клюева, К. А. Дегтярева, Л. В. Нестерук, Ю. Н. Куркина,  
О. А.Маканина, Е. С. Иванова, Чж. Ли, И. В. Батлуцкая	
876
ДЕГРАДАЦИЯ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ И ОХРАНА ПОЧВ
Экосистемные сервисы, реализуемые городскими почвами, и их оценка (обзор)
К. С. Орлова, И. Ю. Савин	
889
Эколого-токсикологическая оценка почвенно-растительного покрова некосимой части  
участка «Стрелецкая степь» Центрально-Черноземного заповедника им. В.В. Алехина
В. С. Анисимов, С. В. Фесенко, Г. П. Глазунов, Л. Н. Анисимова,  
А. И. Санжаров, С. В. Коровин, Д. В. Крыленкин, Ю. Н. Корнеев,  
Н. В. Новикова, М. В. Мезина, Д. А. Желтов	
903

Contents
No 6, 2024
SOIL CHEMISTRY
Water-Extractable Organic Matter of Soils with Different Degree of Degradation  
from Erosion and Sedimentation in a Small Catchment in the Central Forest-Steppe Part  
of the Central Russian Upland (Tillage Soils)
V. A. Kholodov, N. V. Yaroslavtseva, A. R. Ziganshina, N. N. Danchenko,  
Y. R. Farkhodov, S. V. Maksimovich, and A. P. Zhidkin	
783
Dynamics of the Content of Water-Soluble Forms of Carbon  
and Nitrogen in Soils in the First Years after Logging
V. V. Startsev, D. A. Severgina, and A. A. Dymov	
797
SOIL PHYSICS
Rheological Properties of Boreal Semihydromorphic Soils:  
Relationship with Physico-Chemical Properties and Temperature Conditions
Y. V. Kholopov, D. D. Khaydapova, A. B. Novakovskiy, and E. M. Lapteva	
813
Effect of Different Synthetic Resins on Soil Nano- and Microstructure
R. E. Musaelyan, K. N. Abrosimov, and K. A. Romanenko	
831
Freezing of Chalk Cryomorphic Soil Complexes of the Orenburg Region:  
Temperature Regime and Cryogenic Processes in the Soil Profile
D. G. Polyakov, A. G. Ryabukha, T. A. Arkhangelskaya, and I. V. Kovda	
845
SOIL BIOLOGY
Particularities of Hydrolytic Enzymes Pool in Soils of Agricultural Terraces  
in the Eastern Caucasus
E. V. Chernysheva, and F. Fornasier	
861
Dominant Bacterial Taxa of Chernozems and Factors Affecting  
Their Abundance in the Bacterial Community
K. S. Boyarshin, V. V. Adamova, W. Zheng, E. V. Nikitinskaya,  
O. Yu. Obukhova, M. V. Kolkova, V. A. Nesterenko, O. S. Bespalova,  
V. V. Klyueva, K. A. Degtyareva, L. V. Nesteruk, Yu. N. Kurkina,  
O. A. Makanina, E. S. Ivanova, Zh. Li, and I. V. Batlutskaya	
876
DEGRADATION, REHABILITATION, AND CONSERVATION OF SOILS
Ecosystem Services Provided by Urban Soils and Their Assessment: A Review
K. S. Orlova, and I. Yu. Savin	
889
Ecological and Toxicological Assessment of the Soil and Vegetation Cover  
at the Site “Streletskaya Steppe” of the Central Chernozem Reserve Named after V.V. Alekhine
V. S. Anisimov, S. V. Fesenko, G. P. Glazunov, L. N. Anisimova,  
A. I. Sanzharov, S. V. Korovin, D. V. Krylenkin, Yu. N. Korneev,  
N. V. Novikova, M. V. Mezina, and D. A. Zheltov	
903

ПОЧВОВЕДЕНИЕ,  2024, № 6,  с. 783–796
ХИМИЯ ПОЧВ
УДК 631.459.2 631.417
ВОДОЭКСТРАГИРУЕМОЕ ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО  
ПОЧВ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ СМЫТОСТИ И НАМЫТОСТИ 
НА МАЛОМ ВОДОСБОРЕ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЛЕСОСТЕПИ 
СРЕДНЕРУССКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ: РАСПАХИВАЕМЫЕ ПОЧВЫ
© 2024 г.  В. А. Холодовa, * (http://orcid.org/0000-0002-6896-7897), Н. В. Ярославцеваa, 
А. Р. Зиганшинаa, Н. Н. Данченкоa, Ю. Р. Фарходовa, С. В. Максимовичa, А. П. Жидкинa
aПочвенный институт им. В.В. Докучаева, Пыжевский пер., 7, стр. 2, Москва, 119017 Россия
*e-mail: vkholod@mail.ru
Поступила в редакцию 09.10.2023 г.
После доработки 09.01.2024 г.
Принята к публикации 10.01.2024 г.
Проведена оценка оптических свойств водоэкстрагируемого органического вещества (ВЭОВ) в 
пахотных почвах разной степени смытости и намытости в распахиваемом малом водосборе Курской области. Изучали ВЭОВ несмытого и среднеэродированного пахотных типичных черноземов и их намытого аналога – агростратозема темно-гумусового водноаккумулятивного. ВЭОВ 
выделяли из агрегатов 2–1 и глыб >10 мм. Водные вытяжки характеризовали по содержанию 
органического углерода и азота. Оптические свойства оценивали на основании данных спектров 
поглощения и трехмерных спектров флуоресценции. Показано, что по основным количественным показателям почвенного органического вещества – содержанию органического углерода и 
азота, а также величине рН – смытая и намытая почва были близки друг к другу и существенно 
отличались от несмытого чернозема. В то же время и количественные, и качественные показатели ВЭОВ демонстрировали другую тенденцию: ВЭОВ стратозема существенно отличалось от 
смытого и ненарушенного черноземов. Некоторые показатели ВЭОВ: содержание азота, SUVA254, 
S350–400 и SR – зависели от размеров агрегатов, из которых было получено ВЭОВ (2–1 или >10 мм). 
Флуоресцентные свойства ВЭОВ также зависят от размера агрегатов. Полученные данные позволяют сделать заключение, что свойства ВЭОВ на малом водосборе центральной лесостепи 
изменчивы и во многом определяются процессами разрушения неводоустойчивых агрегатов 
и консолидации их частиц, а также вымыванием водорастворимого органического вещества. 
При разрушении водой агрегатов, их частицы мигрируют с потоками по склону, а органическое 
вещество подвергается разложению. В понижениях частицы аккумулируются и консолидируются 
в глыбистые структурные отдельности, при этом свойства ВЭОВ почв существенно изменяются, 
как из-за деградации органического вещества, так и в результате его вымывания.
Ключевые слова: Chernozems (Novic), типичные черноземы, агростратоземы, растворенное органическое вещество, трехмерные спектры флуоресценции
DOI: 10.31857/S0032180X24060019 , EDN: YCIMQQ
ВВЕДЕНИЕ
РОВ откликается на процессы, происходящие в 
почве [25] и эта фракция почвенного ОВ более отзывчива на вид использования почв, особенности 
обработки сельскохозяйственных культур, чем ОВ 
в целом или его другие фракции [46]. Например, 
анализ РОВ позволил выявить переход от лесной 
почвы под естественной растительностью к почве 
агроландшафта и также выделить почвы, на которых возделывали пропашные культуры [52].
Растворенное органическое вещество (РОВ) – 
конституционная составляющая почвенного органического вещества (ОВ). РОВ играет важную 
роль в круговороте углерода [32], оказывает влияние на подвижность питательных веществ и тяжелых металлов, органических ксенобиотиков, радионуклидов, наночастиц [2, 7, 16, 17, 20, 45, 49, 51]. 
783

ХОЛОДОВ и др.
Выбор объекта исследования обусловлен следующими причинами: а) наличием относительно 
однородного почвенного покрова с доминированием черноземов типичных; б) высокой степенью 
изученности эрозионно-аккумулятивных процессов на водосборе; г) высокой степенью репрезентативности факторов, темпов и пространственной 
структуры протекания эрозионно-аккумулятивных 
процессов в малом водосборе относительно окружающих территорий.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
При глобальных оценках круговорота углерода 
РОВ не всегда учитывается. Особенно часто недоучитываются потери, связанные с вымыванием РОВ 
в глубину почвенного профиля или в сопредельные 
среды. Наиболее популярные модели круговорота 
углерода рассматривают его потери преимущественно в виде минерализации до СО2 [40, 41, 48].
Изменения содержания и состава ОВ почв происходят под влиянием различных природных и антропогенных процессов [8]. В значительной степени дегумификация почв на распахиваемых землях 
обусловлена эрозионными процессами. Влияние 
эрозии на дегумификацию почв столь значительно, что, несмотря на существенные допущения [11], 
даже проводятся оценки темпов эрозионно-аккумулятивных процессов на основе изменения валовых запасов ОВ в почвах на разных элементах рельефа [3, 12].
Таким образом, миграция ОВ в целом определяется интенсивностью перемещения твердофазного 
вещества почв с поверхностными водными потоками, т.е. в результате эрозионно-аккумулятивных 
процессов. Вероятно, в свою очередь РОВ в значительной степени перемещается с внутрипочвенным 
стоком. Скорее всего, миграция и аккумуляция ОВ 
и его растворенных форм протекает по-разному и 
в каждом случае имеет свои геохимические особенности. На сегодняшний день практически отсутствуют работы, посвященные исследованиям 
РОВ в почвах разной степени смытости и намытости. Отметим, что особую актуальность для России представляет изучение эрозионных процессов 
в черноземах – самых плодородных почвах.
Терминологически РОВ относят к природному 
растворенному органическому веществу, как оно 
есть in situ в почвенном растворе, поэтому его прямое изучение имеет сложности, связанные с выделением ненарушенного почвенного раствора [9]. 
В связи с этим исследование РОВ проводится по составу водоэкстрагируемого органического вещества 
(ВЭОВ), которое извлекается водной вытяжкой.
Оптимальными для изучения ВЭОВ являются 
оптические методы: спектроскопия в ультрафиолетовом (УФ)–видимом спектре и флуоресцентная 
спектроскопия. Оба метода быстрые, недорогие, 
высоко информативные и обладают хорошей воспроизводимостью, что делает их удобным инструментом для изучения ОВ почв и сопредельных сред. 
Например, оптическими методами отслеживали 
процессы разложения соломенной мульчи в разных 
условиях [19]. Показан вклад пахотных почв в РОВ 
малых водотоков [23].
Цель работы – оценка оптических свойств водоэкстрагируемого органического вещества в пахотных почвах разной степени смытости и намытости в распахиваемом малом водосборе Курской 
области.
Малый водосбор “Хвощин лог” расположен в 
Курском районе Курской области. В 2013–2018 гг. 
на данном водосборе проводили детальные исследования эрозионно-аккумулятивных процессов 
преимущественно в пределах агроландшафтов [6]. 
В 2022–2023 гг. исследования были продолжены в 
днище балки водосбора. В регионе выполнялось 
большое количество исследований эрозионно-аккумулятивных процессов [1].
Малый водосбор “Хвощин Лог” относится к 
одноименной балочной системе и принадлежит 
бассейну р. Сейм. Он расположен в 2 км к востоку 
от пос. Березка, вблизи участка Стрелецкая степь 
Центрально-Черноземного заповедника. Водосбор имеет ассиметричный рельеф. Распахиваемые 
склоны северной экспозиции почти вдвое длиннее 
(в среднем около 700 м), чем склоны южной экспозиции. Перепад высот составляет 55 м. Среднегодовое количество осадков равно 570 мм. Характер 
выпадения атмосферных осадков преимущественно ливневой, что провоцирует эрозионные события в теплый период. Максимум выпадений дождя 
приурочен к июню (69 мм). Высота снежного покрова небольшая, около 20–40 см [35].
В почвенном покрове преобладают черноземы 
типичные и выщелоченные среднемощные среднесуглинисто-пылеватого состава. Мощность горизонтов Апах + А1 в среднем составляет 55 см, 
нижняя граница переходного горизонта AB – 77 см, 
BA – 105 см. Глубина залегания карбонатов варьирует в широких пределах от 40 до 107 см. На приводораздельных участках развиты преимущественно 
черноземы типичные, на склонах – черноземы типичные разной степени эродированности на лёссовидных суглинках. В днищах распахиваемых ложбин встречаются черноземы выщелоченные разной 
степени намытости. В  нераспахиваемом днище 
балки развиты сильнонамытые почвы (стратоземы), выщелоченные от карбонатов. Черноземы пахотных почв характеризуются среднесуглинистым 
пылеватым гранулометрическим составом [6].
Суммарная площадь водосбора составляет 
183 га, из которых бо́льшая часть (157 га) распахивается. Длительность освоения данного водосбора относительно небольшая и составляет около 
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
№ 6
2024

	
Водоэкстрагируемое органическое вещество почв 
785
150 лет, так как на карте Генерального межевания 
(1792 г.) данная территория была под сенокосом. 
Относительно недавнее освоение территории определило небольшое долевое участие средне- и сильноэродированных почв [6].
Для данного исследования были выбраны участки, расположенные в максимально контрастных 
условиях проявления эрозионно-аккумулятивных 
процессов. Были изучены три точки на пашне:
а) чернозем типичный [5] – Haplic Chernozem 
(Aric, Loamic, Pachic) [31] неэродированный на условно эталонном приводораздельном участке (P);
б) чернозем типичный [5] – Haplic Chernozem 
(Aric, Loamic) [31] среднесмытый в средней части 
склона северно-восточной экспозиции (E);
в) намытая почва – агростратозем темно-гумусовый водно-аккумулятивный [5] – Luvic Chernozem (Aric, Loamic, Novic, Pachic) [31] в днище распахиваемой ложбины (S). Глубина гумусированной 
толщи в указанных почвах представлены на рис. 1.
Отбор образцов проводили в августе 2022  г. 
В момент отбора на пашне произрастала озимая 
пшеница (Triticum aestivum). Пробоотбор осуществляли с глубины 0–20 см.
Кроме того, для расширения выборки были отобраны образцы наносов из трех точек в нераспахиваемом нижележащем днище балке. 3D-спектры 
флуоресценции этих образцов использовали в ходе 
параллельного факторного анализа (PARAFAC) 
для разложения спектров. Подход требует достаточно большой выборки спектров для адекватного 
построения модели [36].
Образцы высушивали до воздушно-сухого состояния. Из среднего образца просеиванием на ситах отбирали фракции: глыб – структурных отдельностей >10 мм – и агрегатов 2–1 мм. Эти фракции 
составляют более 50% вещественного состава изучаемых черноземов. Повторность – трехкратная. 
Общий объем выборки составил 18 образцов.
Анализ содержания общего углерода и азота в почве проводили методом сухого сжигания в токе кислорода на автоматическом анализаторе Vario Macro 
CN [29]. В связи с тем, что рН всех почв был <7, 
а реакция с HCl на карбонаты была отрицательная, 
весь определенный углерод был отнесен к органическому (OC) [10].
Водную вытяжку получали ультрачистой водой первого типа с удельным сопротивлением 
>18 MOм. Массовое отношение почва : вода было 
1 : 5. Суспензию встряхивали 8 ч, затем отделяли ВЭОВ от осадка центрифугированием. После 
фильтровали через целлюлозную мембрану 0.2 мкм. 
Образцы, приготовленные для определения растворенного С, подкисляли до рН 2 соляной кислотой для вытеснения CO2. В вытяжках, предназначенных для измерения оптических свойств, дополнительно измеряли рН.
Определение содержания водоэкстрагируемых 
углерода (ВЭОС) и азота (ВЭN) в ВЭОВ проводили 
на анализаторе Shimadzu ТОС-L CSN [30].
Оптические исследования ВЭОВ черноземов осуществляли методом УФ-видимой спектроскопии 
и спектрофлуоресценции. УФ-видимые спектры 
были получены на спектрофотометре Shimadzu 
UV-1800 в диапазоне 220–800 нм, раствором сравнения служила ультрачистая вода. На основе полученных данных рассчитывали основные оптические показатели SUVA254, а254, E2/E3, E4/E6, 
a350, S275–295, S350–400, S300–700 и SR. SUVA254 (Specific 
ultraviolet absorbance) рассчитывали как оптическую плотность при длине волны 254 нм, нормированную на содержание углерода (л/(мг см)), 
Рис. 1. Схема глубин гумусированной толщи в 
несмытом черноземе (P), среднеэродированном 
черноземе (E), стратоземе (S).
-
S275–295 – это крутизна (спад S – slope) графика оптической плотности на участке от 275 до 295 нм; 
S350–400 и S300–700  – аналогичные показатели для 
участков 350–400 и 300–700 нм соответственно; 
SR – отношение S275–295 к S350–400 [28].
Спектры флуоресценции получали в диапазоне возбуждения 220–480 нм с шагом 2 нм, спектр 
эмиссии фиксировали при длинах волн от 300 до 
550 нм. Ширина щели возбуждения и эмиссии – 
5  нм. Съемку проводили на спектрофлуориметре Shimadzu RF-6000, скорость сканирования 
60 000 нм/мин. Для обработки спектров использовали пакет StaRdom для языка R. Обработку 
проводили согласно рекомендациям обработки 
матрицы возбуждения–эмиссии флуоресцентных спектров [36, 43]. Она включала в себя инструментальную коррекцию спектра, вычитание 
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
№ 6
2024

ХОЛОДОВ и др.
содержание ВЭОВ. Таким образом, выявленная в 
данных исследованиях близость pH смытой и намытой почвы может являться частным случаем.
Содержание ВЭОС было наибольшим в водной 
вытяжке среднесмытого чернозема (475 мг/кг почвы), что было значимо больше, нежели в стратоземе (402 мг/кг). При  этом ВЭОС в несмытом 
черноземе занимал промежуточное положение: 
его значение (444 мг/кг) значимо не отличалось 
ни от среднесмытого, ни от стратозема. Следует 
обратить внимание, что высокие значения ВЭОС 
растворителя (вода типа I с удельным сопротивлением больше 18 МОм), коррекцию на внутренний фильтр по данным спектров поглощения, 
нормализацию на Рамановские единицы (Raman 
Units, RU), вычитание Рамановского и Рэлеевского рассеяния, интерполяцию и PARAFAC анализ  [36, 43]. Была выбрана пятикомпонентная 
модель, для ее апробации использовали split-half 
анализ (при котором выборка разделяется пополам и вновь проводится PARAFAC, эта процедура 
повторяется несколько раз, если результаты сходятся – модель апробирована).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Рис. 2. Содержание в пахотных горизонтах почв 
органического углерода (ОС), азота (N); величина 
рН водной вытяжки и количество растворенного 
органического углерода, извлекаемое водной вытяжкой 1 : 5 (ВЭОС). Обозначения по оси Х: Р – 
несмытый чернозем; E – среднесмытый чернозем; 
S  – стратозем. Одинаковые строчные латинские 
буквы у столбцов гистограмм указывают на незначимость различий средних по группам (дисперсионный анализ при α = 0.05).
Для большинства рассмотренных почвенных 
показателей – содержание в черноземах органического углерода (ОС), азота (N), величины рН 
водной вытяжки (рН) и содержание водоэкстрагируемого органического углерода в вытяжке 1 : 5 
(ВЭОС) – не обнаружено значимых различий между агрегатами 2–1 мм и глыбами >10 мм. Поэтому 
данные по структурным отдельностям были объединены для каждого варианта, их средние и стандартные отклонения показаны на рис. 2.
Для почв в целом содержание органического 
углерода значимо больше в несмытом черноземе 
(3.67%) по сравнению со среднесмытым (3.35%), 
что было ожидаемо. Несколько неожиданным оказалось минимальное содержание органического 
углерода в стратоземе (3.24%). Вероятно, это обусловлено частичной минерализацией ОВ в процессе транспортировки и переотложения наносов. Аналогичная тенденция была выявлена для 
содержания азота: наибольшее значения в несмытом черноземе (0.33%), среднее (0.30%) – в среднесмытом, и минимальное – в стратоземе (0.29%). 
Атомное отношение С/N во всех вариантах было 
одинаковым и составило 13. Таким образом, существенного преобразования ОВ (нерастворимого) 
по склону не наблюдается.
Величина рН значимо меньше в несмытой почве 
(6.1) по сравнению с двумя остальными (6.7–6.8). 
Увеличение pH в эродированной почве очевидно 
связано с подступанием к поверхности карбонатных лёссовидных суглинков. В свою очередь увеличение pH в стратоземе, вероятно, связано с привносом вещества эродированных почв. Этим  же 
объясняется близость значения pH в пахотных горизонтах эродированного чернозема и стратозема. Однако отметим, что теоретически в стратозем 
может поступать материал, смытый с почв разной 
степени эродированности различных частей ложбинного водосбора, т.е. с отличающимися значениями pH. Кроме того, днище ложбины в значительной степени промывается поверхностными и внутрипочвенными растворами, что очевидно должно 
влиять на щелочно-кислотные условия, состав и 
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
№ 6
2024

	
Водоэкстрагируемое органическое вещество почв 
787
На спектре видно, что у ВЭОВ стратозема в 
области от 240 до 420 нм поглощение существенно ниже по сравнению с вариантами черноземов. 
Спектры ВЭОВ черноземов несмытого и эродированного, в свою очередь, весьма близки друг к другу. Все полученные зависимости характерны для 
ВЭОВ черноземов и схожих почв [14, 15, 53]. Спектральные данные использовали для расчета основных оптических характеристик (табл. 1). Основные 
оптические показатели спектров поглощения были 
близки к ранее полученным для ВЭОВ черноземов 
и к природному РОВ [14, 15 34, 53]. В целом, показатели ВЭОВ стратозема значимо отличались 
от ВЭОМ двух других вариантов, которые между 
собой не различались. Для индексов поглощения 
был проведен двухфакторный дисперсионный анализ с факторами ВЭОВ из варианта почвы и ВЭОВ 
из агрегатов 2–1 или > 10 мм. Для трех показателей: SUVA254, S350-400 и SR наряду с зависимостью от 
Рис. 3. Содержание водоэкстрагируемого азота 
в агрегатах 2–1 мм и глыбах >10 мм пахотных 
горизонтов почв. Р  – несмытый чернозем; E  – 
среднесмытый чернозем; S – стратозем.
Рис. 4. Усредненные спектры поглощения ВЭОВ пахотных горизонтов почв. Приведены средние значения со стандартными отклонениями коэффициентов 
абсорбции Напиериана α(λ) – Napierian absorption 
coefficients в зависимости от длины волны. Р  – 
несмытый чернозем; E – среднесмытый чернозем; 
S – стратозем.
в среднесмытом черноземе, вероятно, указывают 
на возможные потери углерода в растворенном 
виде в процессе эрозии. В связи с разрушением 
почвенных агрегатов, вызванным эрозией, увеличивается доступность микроорганизмам ОВ [50]. 
В процессе разложения, видимо, увеличивается 
его растворимость, что отражается в увеличении 
содержания ВЭОС, а также в повышении мобильности ОВ и, соответственно, в возможном вымывании углерода.
При этом в стратоземе такая картина не наблюдается, так как в нем присутствует много переотложенного почвенного материала, который был уже 
промыт при транспортировке наносов, а также 
продолжает в большей степени относительно других почв промываться в связи с большими расходами воды в днище распахиваемой ложбины.
Особое внимание следует уделить содержанию водоэкстрагируемого азота (ВЭN) в водных 
вытяжках (рис. 3). Этот показатель по результатам двухфакторного дисперсионного анализа, во 
всех рассматриваемых случаях, продемонстрировал значимую зависимость и от степени смытости 
и намытости распахиваемых почв, и от размеров 
структурных отдельностей (2–1 или >10 мм).
Во всех вариантах водоэкстрагируемого азота 
больше содержится в агрегатах 2–1 мм по сравнению с глыбами. По содержанию ВЭN черноземы 
образуют ряд: стратозем > несмытый чернозем > 
среднесмытый чернозем. В  то  же время ряд по 
убыванию содержания ВЭОС совершенно другой 
(рис. 2): среднесмытый чернозем > несмытый чернозем > стратозем. Видимо, это указывает на повышенную мобильность в эродированном варианте свежепоступившего ОВ с низким содержанием 
азота. Следует отметить, в эродированном черноземе весьма вероятно вымывание растворенных 
минеральных форм, которые должны мигрировать 
быстрее ОВ, что также снижает этот показатель.
Перенося эти рассуждения на структурные отдельности, можно сделать вывод, что вероятно 
большее содержание ВЭN в агрегатах 2–1 мм связано с их гораздо большей водоустойчивостью по 
сравнению с глыбами. Водоустойчивость способствует меньшим потерям растворимого азота, часть 
которого заключена внутри агрегатов и, соответственно, не вымывается. Конечно, при получении 
водной вытяжки, агрегаты разрушаются, поэтому в 
ходе эксперимента азота вымывается больше. Вероятно, свежее ОВ, окклюдированное внутри агрегата, растворяется гораздо хуже.
Оптические свойства ВЭОВ черноземов оценивали по спектрам поглощения и флуоресценции в 
УФ-видимой области. На рис. 4 приведены усредненные спектры поглощения ВЭОВ в зависимости 
от расположения по склону.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
№ 6
2024

ХОЛОДОВ и др.
Таблица 1. Характеристики спектров поглощения ВЭОВ пахотных горизонтов почв (средние по вариантам, 
n = 6)
Чернозем
SUVA254, мг/(л м)
a254
a350
E2/E3
S275–295, нм–1
S3500–400, нм–1
SR
Несмытый
3.35
74
19
5.18
0.0141
0.0168
0.84
Среднесмытый
3.24
76
19
5.23
0.0143
0.0168
0.85
Стратозем
2.61
54
14
5.28
0.0133
0.0181
0.74
воздействию солнечного света, а глыбистые структурные отдельности могут неопределенно долго 
размываться и слипаться обратно. Существенные 
различия между глыбами и агрегатами в стратоземе 
объясняются привносом уже разрушенных частиц 
из вышележащих почв, которые откладываются в 
ложбине и формируют глыбы.
Отношение SR связывают с молекулярной массой ОВ и фотохимической деструкцией [28]. Скорее всего, различия в ВЭОВ агрегатов и глыб стратозема, в данном случае производная от изменения 
показателя S350–400.
Помимо спектров поглощения были получены трехмерные спектры флуоресценции ВЭОВ 
рассматриваемых почв (рис. 6). В целом спектры 
Рис. 5. Показатели SUVA254, S350–400 и SR ВЭОВ 
агрегатов 2–1 мм и глыб >10 мм пахотных горизонтов 
почв. Р – несмытый чернозем; E – среднесмытый 
чернозем; S – стратозем.
варианта почвы была обнаружена значимая зависимость их величин от структурных отдельностей, 
из которых были получены вытяжки (рис. 5).
SUVA254 тесно связан с содержанием ароматических структур в органическом веществе [34]. 
Показатель значимо больше в ВЭОВ глыбистых 
образцов по сравнению с агрегатами 2–1 мм для 
вариантов несмытого чернозема и стратозема. Известно, что при интенсивном разложении ОВ в 
нем накапливаются наиболее устойчивые структуры, существенную роль в которых играют ароматические соединения [9]. Агрегаты 2–1 мм более 
водоустойчивые, поэтому они не разрушаются под 
воздействием воды и физически предохраняют заключенное внутри них ОВ от микробных атак, поэтому их ВЭОВ меньше обогащено ароматическими соединениями. В то же время структурные отдельности >10 мм практически неводоустойчивы: 
при увлажнении они легко разрушаются – в связи 
с этим ОВ в них более доступно для разложения, в 
ходе которого оно относительно обогащается ароматическими структурами. Кроме того, дисперсионный однофакторный анализ показывает, что 
величины SUVA254 ВЭОВ агрегатов 2–1 мм несмытого и среднесмытого чернозема значимо не отличаются от показателя для глыб >10 мм стратозема. 
Опираясь на эти данные, можно сделать предположение о биогеохимичекой связи ВЭОВ из агрегатов 2–1 мм, расположенных выше по склону, с ОВ 
глыбистых структурных отдельностей стратозема. 
Возможно, их материал состоит преимущественно 
из агрегатов, которые были разрушены, перенесены по склону и отложены в днище распахиваемой ложбины, где они самособрались в глыбы [13]. 
В целом более низкие величины SUVA254 в ВЭОМ 
стратозема указывает на преимущественно вымывание обедненных ароматическими соединениями 
ОВ, которые задерживаются в днище ложбины на 
границе пашни.
Спад в области 350–400 (S350–400) отражает фоточувствительность ОВ: при облучении солнечным светом этот показатель существенно падает [28]. Возможно, большая его величина в агрегатах 2–1 мм объясняется их водоустойчивостью: 
водоустойчивые агрегаты не разрушаются водой, 
соответственно ОВ внутри них не подвержено 
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
№ 6
2024

	
Водоэкстрагируемое органическое вещество почв 
789
Наиболее наглядно анализировать полученные 
флуоресцентные данные методом главных компонент (МГК). На рис. 8 черноземы и их структурные 
отдельности классифицированы в пространстве 
главных компонент (ГК).
По флуоресцентным показателям ВЭОВ все 
почвы хорошо классифицируются в пространстве 
ГК, образуя неперекрывающиеся области (кластеры). Черноземы близки друг к другу: их области 
различаются только по второй главной компоненте (ГК2). Обе эти почвы по первой ГК (ГК1) 
расположены в положительной области, что существенно отличает их от стратозема, который локализован в отрицательной области. Отличия по 
первой компоненте обеспечиваются показателями С1–C3: они вызывают сдвиг в положительную 
область и связаны с нюансами строения устойчивого ОВ (табл. 2). Легкоразлагаемое вещество (С4) 
вносит наименьший вклад в ГК1, а С5 – триптофаноподобный компонент – не вносит вклада в 
ГК1. Увеличение С5 вызывает смещение объектов 
Рис. 6. Примеры трехмерных спектров флуоресценции ВЭОВ пахотных горизонтов почв. Р  – 
несмытый чернозем; E – среднесмытый чернозем; 
S – стратозем, RU – Рамановские единицы.
флуоресценции в изученных почвах схожи, можно 
лишь отметить большую интенсивность флуоресценции в несмытом и среднесмытом черноземах по 
сравнению со стратоземом. Трехмерные спектры 
были обработаны параллельным факторным анализом – PARAFAC [36, 43]. В ходе анализа спектры 
были разложены на пять независимых компонентов (рис. 7).
Выделенные компоненты (С1–С5) были сопоставлены с базой данных OpenFluor [37], которая 
позволяет искать совпадения компонентов с ранее 
опубликованными. Для каждого компонента были 
выявлены схожие на 95% и выше (табл. 2).
Компонент С1 имеет пики поглощения при 
312 нм, и второй – больше 220 нм, которым соответствует пик эмиссии с максимумом 420 нм. Ранее подобные составляющие спектра относили к 
гуминоподобным веществам морского происхождения [21, 22, 57]. Доля компонента снижается при 
увеличении молекулярной массы ОВ [24] и при 
возрастании солености воды [56]. Так как в черноземах не следует ожидать ОВ морского происхождения, вероятно С1 можно отнести к фракции ОВ 
с относительно небольшой молекулярной массой, 
но при этом достаточно гидрофобной, чтобы реагировать на увеличение ионной силы.
С2 поглощает при 362 нм и, менее интенсивно, 
при 274 нм, максимум эмиссии при 470 нм. Этот 
компонент большинство исследователей-океанологов связывают с гуминовыми веществами терригенного происхождения [22, 24, 60]. В работе [39] 
его относят к производным танинов, которые имеют тенденцию сохраняться в почве. При исследовании арктических рек схожий компонент был отнесен к фенолам лигнинного происхождения [56]. 
Таким образом, в случае черноземов, С2 вероятно, 
отражает содержание продуктов преобразования 
танинов и лигнинов в ВЭОВ.
Компонент С3 вероятно наиболее устойчив, 
в том числе к фоторазложению, гуминоподобная 
часть ОВ, хинонной природы, склонная к адсорбции на глинистых минералах [23, 27, 33, 59].
С4 компонент поглощает при 300 нм, и в области меньше 220 нм соответствующий максимум 
эмиссии наблюдается при 515 нм. К этому компоненту относят гуминоподобные, биоразлагаемые, 
в том числе большого размера, компоненты ОВ, 
исходя из того, что они плохо задерживаются PPL 
картриджами типа Bond Elute PPL, вероятно полисахаридной природы [18, 47, 55, 58].
Для компонента С5 характерно поглощение 
при 280 нм и меньше 220 нм, которые соотносятся 
с эмиссией при максимуме в 325 нм и с меньшим 
пиком – при 305 нм. Эта область характерна для 
флуоресценции триптофана и, соответственно, 
отражает содержание белковых компонентов [26, 
38, 42, 60].
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
№ 6
2024