О методах определения содержания органического углерода в почвах (критический обзор)
Автор: Когут Б.М., Милановский Е.Ю., Хаматнуров Ш.А.
Журнал: Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева @byulleten-esoil
Рубрика: Статьи
Статья в выпуске: 114, 2023 года.
Бесплатный доступ
Изложены теоретические основы методов определения содержания почвенного органического углерода (ПОУ) прямым способом сухого сжигания на автоматических анализаторах и косвенным - по окисляемости Тюрина и Уолкли-Блэка. Приведены авторские и литературные экспериментальные данные анализов Сорг в различных почвах с помощью этих методов. Сравнительный анализ приведенных данных показал, что в одних случаях содержание ПОУ, определенное по окисляемости, ниже, чем таковое, полученное способом сухого сжигания (в большинстве), а в других - наоборот, выше. Этот вывод находится в полном соответствии с теоретическими взглядами Тюрина о химической природе почвенного органического вещества (ПОВ). Дано схематическое описание определения содержания общего (органического) углерода в некарбонатных почвах способом сухого сжигания на автоматических анализаторах Leco (США) и АН-7529 (Гомель, Беларусь). Указано на сложности определения содержания ПОУ способом сухого сжигания на автоматических анализаторах в карбонатных почвах. Рекомендовано определять содержание неорганического углерода с помощью разложения карбонатов раствором HClO4 на экспресс-анализаторе АН-7529 в этих почвах. Прямой метод определения содержания ПОУ обладает наилучшей метрологической характеристикой по сравнению с таковой косвенного, что убедительно подтверждает авторитетные мнения Шолленберга и Тюрина о приблизительности последнего. Сделан вывод, что показатели, определяемые по методам Тюрина и Уолкли-Блэка и сухого сжигания, являются химически независимыми, характеризующими соответственно окисляемость и содержание органического углерода ПОВ. Рекомендовано при мониторинге содержания и запасов органического углерода в почвах использовать метод сухого сжигания на автоматических анализаторах.
Почвенное органическое вещество, почвенный органический углерод, методы тюрина и уолкли-блэка, метод сухого сжигания на автоматических анализаторах
Короткий адрес: https://sciup.org/143180206
IDR: 143180206 | DOI: 10.19047/0136-1694-2023-114-5-28
Текст научной статьи О методах определения содержания органического углерода в почвах (критический обзор)
Современная проблема глобального изменения климата и связанные с ней исследования циклов углерода в окружающей среде, процессов дегумусирования и почвенной секвестрации углерода, зависящих от количественной оценки пространственновременных изменений запасов почвенного органического углерода (ПОУ) на глобальном и региональном уровне, привела к актуализации изучения методов анализа почв на содержание С орг .
В фундаментальных монографиях И.В. Тюрина (1937) и С.А. Ваксмана (1937) дан глубокий и всесторонний анализ методов определения содержания органического углерода в минеральных, в т. ч. карбонатных, и торфяных почвах. Ими детально рассмотрены теоретические основы и экспериментальные приемы выполнения анализов, представлена информация об истории возникновения и развития методов определения как содержания ПОУ, так и почвенного органического вещества (ПОВ) в целом.
В данной статье авторы ограничатся только обсуждением вопросов, связанных с аналитическими методами определения содержания ПОУ. На Х Международном конгрессе почвоведов (Москва, 1974 г.) М.М. Кононова предложила отказаться от использования показателя “содержание гумуса”, перейдя к более простому и точнее определяемому – “содержание органического углерода” (Когут, Фрид, 1993) . В современной научной литературе по ПОВ последний показатель приобрел доминирующее значение.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В ПОЧВАХ
При определении содержания ПОУ используют прямые и косвенные методы анализа (Теория и практика…, 2006) . К прямым методам относятся способы сухого и мокрого сжигания с последующей фиксацией количества выделившегося диоксида углерода. Наиболее известные в нашей стране – способ сухого сжигания по Густавсону (Тюрин, 1934) и мокрого озоления по Кнопу (Knop ,1872) .
Согласно С.А. Ваксману (Ваксман, 1937, с. 394) “сухое сжи- гание основано на принципе элементарного анализа Либиха; почва прокаливается в печи для сжигания в струе кислорода в присутствии сильно окисленной окиси меди. Углекислый газ поглощается либо во взвешенных натронных трубках, либо титрованными растворами щелочей“.
Применение косвенных методов определения содержания ПОУ по Тюрину и Уолкли–Блэку основано на допущении, предложенным В.И. Ищерековым (1904) и детально разработанном И.В. Тюриным (1931; 1937) . Согласно этому предложению значения содержания С орг , определенные прямым методом сухого сжигания и мокрого озоления, и таковые, полученные косвенным методом по окисляемости, будут совпадать, если степень окисленно-сти органического вещества равна 0.
В экспериментальной работе (Пономарева, Плотникова, 1967) было показано, что при сопоставлении данных, полученных прямым методом мокрого озоления по Кнопу и косвенным методом Тюрина по окисляемости, нулевая степень окисленности ПОВ – скорее исключение, чем правило. Из проанализированных 100 образцов из различных почв России, Эстонии, Франции и Бирмы только в 6 степень окисленности была равна 0.
Анализ данных таблицы 1 показал, что в одних случаях содержание ПОУ, определенное по окисляемости, ниже, чем таковое, полученное способом сухого сжигания (в большинстве), а в других – наоборот, выше.
Приведенные экспериментальные результаты исследований различных авторов полностью соответствуют теоретическим положениям, ранее высказанным И.В. Тюриным (1936) : “ Причины отклонений в ту и другую сторону лежат в различной степени внутримолекулярной окисленности гумуса, состав которого может выражаться в одних случаях формулой C n H 2m O m , в других – C n H 2m O m-x , в третьих, наоборот, – C n H 2m O m+y . Поэтому полное совпадение результатов приблизительных методов (принимая во внимание неполноту окисления) может быть только в первом случае; во втором случае титрометрическое определение должно дать более высокие результаты, так как часть хромовой кислоты израсходуется на окисление водорода, а в третьих случаях,
Таблица 1. Результаты определения содержания органического углерода способом сухого сжигания на автоматических анализаторах, методами Тюрина и Уолкли–Блэка по окисляемости, степени внутримолекулярной окисленности ПОВ, а также неорганического углерода для различных почв
Table 1. Results of determining of organic carbon content for different soils: by dry combustion method using automated analyzers; by Tyurin and Walkley–Black methods based on oxidability, degree of intramolecular oxidation of SOC, and inorganic carbon
Почва, образец |
Мокрое озоление, по окисляемости, С орг |
Сухое сжигание на анализаторах |
Степень окисленности |
Источник |
|||
С 1орг |
С 2орг |
C неорг |
С 3орг |
1ɷ |
2ɷ |
||
Дерново-подзолистая СП-2 |
0.42 |
нет |
0.57 |
26.3 |
“Аналитическое обеспечение…, 1993” Когут, Фрид, 1993 |
||
Дерново-подзолистая супесчаная СДПС-3 |
0.71 |
нет |
0.89 |
20.2 |
|||
Чернозем СП-1 |
3.23 |
нет |
3.67 |
12.0 |
|||
Краснозем СКР-3 |
2.39 |
нет |
3.19 |
25.1 |
|||
Чернозем выщелоченный САЧвП-01 |
1.80 |
нет |
2.22 |
18.9 |
|||
Чернозем карбонатный САЧкП-01 |
2.26 |
0.09 |
2.92 |
22.6 |
Продолжение таблицы 1
Table 1 continued
Почва, образец |
Мокрое озоление, по окисляемости, С орг |
Сухое сжигание на анализаторах |
Степень окисленности |
Источник |
||||
С 1орг |
С 2орг |
C неорг |
С 3орг |
1ɷ |
2ɷ |
|||
Светло-каштановая СП-3 |
1.06 |
0.34 |
1.33 |
20.3 |
Аналитичес кое обеспече ние…, 1993 Когут, Фрид, 1993 |
|||
Засоленная САЗП-01 |
0.91 |
1.27 |
1.22 |
25.4 |
||||
Солонцовая САСолП-01 |
0.93 |
нет |
1.23 |
24.4 |
||||
Серозем карбонатный ССК-3 |
0.27 |
2.32 |
0.42 |
35.7 |
||||
Феррасоль, см |
0–10 |
7.64 |
нет |
22.9 |
22.9 |
Милановский, 2009 |
||
20–30 |
3.23 |
нет |
28.5 |
28.5 |
||||
60–80 |
1.18 |
нет |
38.9 |
38.9 |
||||
Soil FS |
1.48 |
нет |
2.10 |
29.5 |
Ciavatta et al., 1989 |
|||
Soil A |
1.57 |
нет |
2.25 |
30.2 |
||||
Eutric Albeluvisol 92 образца, 0–20 см |
2.05 |
2.14 |
нет |
1.94 |
-5.7 |
-10.3 |
Jankauskas et al., 2006 |
Продолжение таблицы 1
Table 1 continued
Почва, образец |
Мокрое озоление, по окисляемости, С орг |
Сухое сжигание на анализаторах |
Степень окисленности |
Источник |
|||
С 1орг |
С 2орг |
C неорг |
С 3орг |
1ɷ |
2ɷ |
||
Brazilian savannah soils 54 образца, 0–20см |
1.64 |
нет |
2.29 |
28.4 |
Sato et al., 2014 |
||
Дерново-подзолистая легкосуглинистая почва, САДПП-09/4, ОСО 18911 |
0.79 |
0.77 |
нет |
0.98 |
19.4 |
21.4 |
Shamrikova et al., 2022 |
Дерново-подзолистая среднесуглинистая GSO 10413-2014 |
1.07 |
1.02 |
нет |
1.32 |
18.9 |
22.7 |
|
Дерново-подзолистая супесчаная почва, OSO 10904 |
1.66 |
1.52 |
нет |
1.9 |
12.6 |
20.0 |
|
Серая лесная супесчаная, OSO 11201 |
2.13 |
2.09 |
нет |
2.68 |
20.5 |
22.0 |
|
Чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый, OSO 21401 |
3.37 |
3.23 |
нет |
4.01 |
16.0 |
19.5 |
|
Чернозем карбонатный среднесуглинистый OSO 39002 |
3.33 |
3.16 |
?? |
3.93 |
15.3 |
19.6 |
Продолжение таблицы 1
Table 1 continued
Почва, образец |
Мокрое озоление, по окисляемости, С орг |
Сухое сжигание на анализаторах |
Степень окисленности |
Источник |
|||
С 1орг |
С 2орг |
C неорг |
С 3орг |
1ɷ |
2ɷ |
||
Чернозем типичный легкосуглинистый OSO 29106 |
4.15 |
3.94 |
нет |
4.93 |
15.8 |
20.1 |
Shamrikova et al., 2022 |
Pamplona, ES |
1.20 |
2.83 |
1.60 |
25.0 |
Apesteguia et al., 2018 |
||
Typic Haploxerept |
1.23 |
2.83 |
1.56 |
21.2 |
|||
Typic Haploxerept |
0.77 |
4.30 |
0.72 |
-6.9 |
|||
Fluventic Haploxerept |
0.91 |
4.76 |
0.84 |
-8.3 |
|||
Fluventic Haploxerept |
1.07 |
4.62 |
1.11 |
3.6 |
|||
Typic Calcixerept |
0.84 |
0.81 |
0.91 |
7.7 |
|||
Typic Calcixerept |
2.78 |
0.91 |
2.96 |
6.1 |
|||
Petrocalcic Calcixerept |
1.47 |
1.98 |
1.62 |
9.3 |
|||
Typic Calcixerept |
0.75 |
3.79 |
0.99 |
24.2 |
Продолжение таблицы 1
Table 1 continued
Почва, образец |
Мокрое озоление, по окисляемости, С орг |
Сухое сжигание на анализаторах |
Степень окисленности |
Источник |
|||
С 1орг |
С 2орг |
C неорг |
С 3орг |
1ɷ |
2ɷ |
||
Typic Calcixerept |
0.94 |
3.75 |
1.26 |
25.4 |
Apesteguia et al., 2018 |
||
Typic Calcixerept |
0.72 |
4.68 |
0.88 |
18.2 |
|||
Calcic Haploxerept |
1.01 |
4.11 |
0.96 |
-5.2 |
|||
Calcic Haploxerept |
1.49 |
3.98 |
1.67 |
10.8 |
|||
Typic Xerorthent |
0.70 |
4.00 |
0.84 |
16.7 |
|||
Typic Xerorthent |
1.36 |
3.49 |
1.44 |
5.6 |
|||
Petrocalcic Rhodoxeralf |
3.02 |
-0.09 |
3.85 |
21.6 |
|||
Xeric Haplocalcid |
0.79 |
3.72 |
0.88 |
10.2 |
|||
Xeric Haplocalcid |
0.75 |
3.57 |
0.86 |
12.8 |
|||
Xeric Haplocalcid |
1.33 |
2.93 |
1.41 |
5.7 |
Продолжение таблицы 1
Table 1 continued
Почва, образец |
Мокрое озоление, по окисляемости, С орг |
Сухое сжигание на анализаторах |
Степень окисленности |
Источник |
|||
С 1орг |
С 2орг |
C неорг |
С 3орг |
1ɷ |
2ɷ |
||
Xeric Haplocalcid |
1.41 |
2.88 |
1.46 |
3.4 |
Apesteguia et al., 2018 |
Примечание. В некарбонатных почвах способом сухого сжигания определяли С общ = С орг , а в карбонатных почвах способом сухого сжигания определяли С общ , а С орг = С общ – С неорг .
С 3орг , С 1орг, , С 2орг – содержание органического углерода, определенное методами сухого сжигания и по окисляемости Тюрина и Уолкли–Блэка соответственно; 1ɷ, 2ɷ – степень внутримолекулярной окисленности органического вещества почвы, рассчитанная по данным С 3орг , С 1орг и С 2орг по формуле (Пономарева, Плотникова, 1967): 1ɷ = (С 3орг – С 1орг /С 3орг ) × 100%; 2ɷ = (С 3орг – С 2орг /С 3орг ) × 100%.
Note. In non-carbonate soils С total was determined by dry combustion method C total = C org , and in carbonate soils С total was determined by dry combustion, but C org = C total – C inorg .
С 3org , С 1org , С 2org – are organic carbon contents determined by dry combustion and by Tyurin and Walkley–Black oxidation, respectively; 1ɷ, 2ɷ are intramolecular oxidation degree of soil organic matter, calculated from С 3org , С 1org, , С 2org data by the formula (Ponomareva, Plotnikova, 1967):
1ɷ = (C 3org – C 1org /C 3org ) × 100%; 2ɷ = (C 3org – C 2org /C 3org ) × 100%.
наоборот, титрометрическое определение даст более низкие результаты, чем метод сухого сожжения, так как часть углерода в гумусе уже является окисленной за счет избытка кислорода O y ”.
Следует отметить, что помимо степени окисленности ПОВ на надежность определения содержания С орг по методам Тюрина и Уолкли–Блэка могут оказывать влияние и такие факторы, как температура и время мокрого озоления, наличие в почве хлоридов и закисных соединений железа и др. (Ваксман, 1937; Никитин, 1999; Орлов и др., 1996; Титова, Когут, 1991; Тюрин, 1937) . В начале прошлого века разработка альтернативы методам Кнопа– Сабанина и Густавсона и широкое распространение “приблизительного” (Schollenberger, 1927) метода определения С орг по окис-ляемости было вызвано необходимостью обработки “ огромного количества собираемых при полевых исследованиях материалов, в целях общей и агрономической характеристики почв ” (Тюрин, 1931) .
Развитие аналитического приборостроения во второй половине XX века привело к разработке автоматических анализаторов определения содержания С орг , базирующихся на принципе сухого сжигания, не уступающих и даже превосходящих по производительности косвенные методы анализа по Тюрину и Уолкли–Блэку. Так, в 1970 г. Табатабаи и Бремнер (Tabatabai, Bremner, 1970) предложили использовать автоматический анализатор Leco, сконструированный для определения содержания углерода в сталях и сплавах, для анализа почв на общее содержание углерода. Производительность метода составила до 150 анализов в день. Однако, зарубежные анализаторы (Leco, Shimadzu, Perkin-Elmer и др.) характеризовались высокой стоимостью, что существенно ограничивало возможности их широкого внедрения в почвенные и агрохимические исследования.
В начале 80-х годов прошлого века в Почвенном институте им. В.В. Докучаева был испытан экспресс-анализатор АН-7529 (Гомель), также изначально предназначенный для определения углерода в сталях и сплавах, с целью установления содержания общего углерода в почвах (Кочетов и др., 1985). В дальнейшем была разработана и аттестована методика определения содержа- ния общего, органического и неорганического углерода в почвах на базе этого автоматического анализатора с использованием государственных стандартных образцов почвенных масс (Аналитическое обеспечение…, 1993). Стоимость анализатора АН-7529 была в 5–10 раз меньше стоимости зарубежных аналогов, а цена одного анализа на нем – не менее чем в 10 раз ниже, по сравнению с зарубежными приборами.
Здесь следует еще раз отметить, что при использовании вышеуказанными авторами режима сжигания почвенных проб (температура выше 1 000 °C) определяется общее содержание углерода. В случае некарбонатных почв и почв, не получающих карбонаты с мелиорантами и удобрениями, этот параметр будет равен содержанию органического углерода. При определении количества органического углерода в карбонатных почвах необходимо осуществление специальных приемов, позволяющих учесть содержание углерода карбонатов.
В Новой Зеландии (Blakemore et al., 1977) был применен разностный метод определения неорганического углерода в карбонатных почвах на базе автоматического анализатора Leco. В одной навеске почвы при температуре выше 1 000 °C определяют общий углерод. Другую навеску почвы обрабатывают соляной кислотой для освобождения от карбонатов. Образец высушивают при температуре 100 °C в течение 30 мин для удаления паров соляной кислоты, а затем определяют содержание органического углерода методом сухого сжигания на автоматическом анализаторе Leco. По разности величин находят содержание неорганического углерода. Критически оценивая этот способ, который часто рекомендуют использовать и в современных приборах, отметим: во-первых, снижение надежности определения содержания С орг за счет изменения массы навески при обработке ее кислотой; во-вторых, резкое падение производительности анализатора.
В ВИУА (Срапенянц и др., 1979) и в Почвенном институте им. В.В. Докучаева (Рентгенофлуоресцентный энергодисперсионный метод…, 1982) для разработки методики экспрессного определения содержания общего углерода и углерода органической части некарбонатных почв был использован автоматический анализатор DC-12 фирмы Leco (США). Как показали исследования, при определении углерода в органической части карбонатных почв возникают затруднения, связанные с выбором температуры. Была предложена температура 650–700 °C, однако в этом случае не происходит, по-видимому, полного окисления органического вещества почвы. Кроме того, при значительном содержании карбонатов они могут даже при сравнительно низких температурах сжигания почвенного образца вносить заметный вклад в количество определяемого углерода. Существенно искажают результаты анализа и присутствующие в почве карбонаты магния и другие неорганические соединения, способные образовывать CO2 в том же интервале температур, что и органическое вещество почвы.
В Почвенном иснтитуте им В.В. Докучаева на базе автоматического анализатора АН-7529 была предложена методика определения содержания общего, органического и неорганического углерода в карбонатных почвах (Аналитическое обеспечение…, 1993) . В одной навеске почвы при ее сжигании (температура выше 1 000 °C) определяют общий углерод. Другую навеску почвы помещают в специально сконструированную приставку к прибору и обрабатывают раствором HClO 4 . Выделяющийся CO 2 карбонатов почв напрямую, минуя печь, поступает в поглотительный раствор, и его определяют с помощью метода кулонометрического титрования. По разности между количеством общего и неорганического углерода вычисляют органический углерод почвы. Производительность раздельного определения содержания неорганического и органического углерода в карбонатных почвах на анализаторе АН-7529 составила до 50 образцов в рабочую смену.
Особо следует остановиться на сравнительной оценке метрологических характеристик определений содержания углерода прямым способом сухого сжигания на автоматических анализаторах и косвенным методом по окисляемости Тюрина. Необходимо дать некоторые пояснения применяемым метрологическим характеристикам. Воспроизводимость и правильность являются основными показателями качества аналитической информации. Воспроизводимость относится к флуктуациям серии измерений случайной величины относительно центра распределения серии, правильность – к расхождению между результатом измерения и истинным значением измеряемой величины. Проблема правильно- сти информации связана с другими проблемами, как, например, состоятельность информации: способности аналитических процедур адекватно отражать действительность. Надежным способом выявления и обеспечения правильности является создание стандартных образцов, аттестованных в межлабораторном эксперименте по составу и свойствам, и широкое использование их в аналитической практике в качестве калибровочных и контрольных (Большаков, 1992; Большаков и др., 1995; Метрологическое обеспечение…, 1988).
По авторитетному мнению Д.С. Орлова с соавторами (1996) : “ Все предложенные модификации метода Тюрина дают хорошую воспроизводимость результатов, … но не обеспечивают достаточную (примечание авторов) правильность результатов ”. Это заключение следует из анализа данных таблицы 2. Более того, правильность метода сухого сжигания даже в межлабораторном эксперименте превосходит таковую метода Тюрина во внутрила-бораторном (табл. 2 и 3).
Вывод Д.С. Орлова с соавторами (1996) о правильности метода Тюрина хорошо согласуется с таковым Nilson, Sommers (1996) , которые считают, что метод Уолкли–Блэка является приблизительным или полуколичественным для оценки содержания С орг .
В последнее время в международных и отечественных проектах поставлена цель уточнения оценок запасов органического углерода в почвах (Чернова, Голозубов, 2018; Soil Organic carbon mapping…, 2017) . В связи с вышеизложенным совершенно не ясна цель работ Глобальной сети почвенных лабораторий Glosolan, а в нашей стране – коллектива Института биологии Коми НЦ УрО РАН как Национальной референтной лаборатории Российской Федерации (Шамрикова и др., 2022; Shamrikova et al., 2022) по созданию новой модификации метода Тюрина.
Справедливости ради стоит отметить, что эта модификация несколько улучшает метрологические характеристики определения окисляемости ПОВ, но это не имеет никакого отношения к повышению точности определения содержания ПОУ.
Таблица 2. Результаты определения содержания С орг методом Тюрина в различных модификациях во внутрилабораторном эксперименте (Орлов и др., 1996)
Table 2. Results of determination of С org content by Tyurin's method in different modifications in intralaboratory experiment (Orlov et al., 1996)
Метод |
Чернозем выщелоченный, гор. А 1 |
Дерновоподзолистая почва, гор. А 1 |
||
n |
M ± tm |
n |
M ± tm |
|
Сухое сжигание (анализатор АН-7529) |
4 |
5.43 ± 0.01 |
4 |
2.36 ± 0.00 |
Метод Тюрина без катализатора |
4 |
4.17 ± 0.30 |
4 |
1.75 ± 0.06 |
Метод Тюрина с катализатором |
4 |
4.93 ± 0.10 |
4 |
2.14 ± 0.06 |
Метод Тюрина в модификации Никитина, 20 мин, 150 °C |
4 |
3.78 ± 0.03 |
4 |
1.63 ± 0.01 |
Метод Тюрина в модификации Никитина, 30 мин, 160 °C |
4 |
4.23 ± 0.08 |
4 |
1.86 ± 0.03 |
Метод Тюрина в модификации Никитина с катализатором, 30 мин, 160 °C |
4 |
4.69 ± 0.02 |
4 |
1.99 ± 0.05 |
Метод Тюрина в модификации Антоновой, Скалабана, Сучилкиной |
4 |
3.71 ± 0.15 |
4 |
1.55 ± 0.02 |
Таблица 3. Результаты аттестации стандартных образцов СП1 и СП2 на содержание органического углерода способом сухого сжигания в различных организациях (Аналитическое обеспечение…, 1993)
Table 3. Results of certification of standard samples СП1 and СП2 in terms of C org content by dry combustion method in different organizations (Analytical support…, 1993)
Тип анализатора |
Организация |
Статистические параметры |
|||
M |
S |
m |
S |
||
СП-1 Курский чернозем |
|||||
Почвенный институт им. В.В. Докучаева |
3.54 |
0.05 |
0.02 |
1.3 |
|
АН-7529 |
Геологический |
3.69 |
0.05 |
0.02 |
1.3 |
факультет МГУ ИГЕМ* |
3.59 |
0.03 |
0.01 |
0.9 |
|
ПИСХ** Каунас |
3.72 |
0.04 |
0.02 |
1.1 |
|
ВИУА- |
ПИСХ** Харьков |
3.99 |
0.06 |
0.03 |
1.6 |
Хереус |
ПИСХ** Саратов |
3.80 |
0.04 |
0.02 |
1.1 |
ВИУА*** |
3.64 |
0.05 |
0.02 |
1.5 |
|
Почвенный институт |
3.47 |
0.10 |
0.04 |
2.9 |
|
Леко |
им. В.В. Докучаева ВИУА*** |
3.53 |
0.02 |
0.01 |
0.6 |
СП-2 Московская дерново-подзолистая почва |
|||||
Почвенный институт им. В.В. Докучаева |
0.49 |
0.01 |
0.003 |
1.5 |
|
АН-7529 |
Геологический |
0.60 |
0.01 |
0.004 |
1.8 |
факультет МГУ ИГЕМ* |
0.59 |
0.01 |
0.01 |
2.4 |
|
ПИСХ** Каунас |
0.55 |
0.02 |
0.01 |
3.3 |
|
ВИУА- |
ПИСХ** Харьков |
0.61 |
0.01 |
0.01 |
2.1 |
Хереус |
ПИСХ** Саратов |
0.71 |
0.02 |
0.01 |
3.0 |
ВИУА*** |
0.45 |
0.05 |
0.02 |
11.4 |
|
Почвенный институт |
0.63 |
0.03 |
0.01 |
5.4 |
|
Леко |
им. В.В. Докучаева ВИУА*** |
0.39 |
0.02 |
0.01 |
5.6 |
Примечание. *Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, **Проектно-изыскательская станция химизации, ***Всероссийский институт удобрений и агрохимии им. Д.Н. Прянишникова.
Хорошо известно, что ранее было предложено множество модификаций метода Тюрина, но ни одна из них не получила доминирующего распространения как в почвенных исследованиях СССР, стран Восточной Европы, так и в таковых в современной России.
Предлагаемая указанными выше авторами цель обобщения накопленных данных по содержанию ПОУ, определяемых по окисляемости методами Тюрина и Уолкли–Блэка, в почвах России и Мира в современных условиях устарела и не приведет к повышению точности оценок запасов ПОУ на глобальном и региональном уровне. Следует также отметить, что сделанные ранее оценки запасов ПОУ, основанные на базах данных по содержанию ПОУ, определенного по методу Тюрина, в почвах России сильно отличались у разных авторов. Одной из причин этого, по мнению (Когут и др., 2021) , является результат анализа данных, полученных различными вариантами метода Тюрина.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, обоснованность преимущества прямого метода сухого сжигания на автоматических анализаторах, по сравнению с косвенным методом Тюрина по окисляемости, для определения содержания ПОУ, как с теоретических, так и с метрологических позиций не вызывает сомнений. Рекомендовано при мониторинге содержания и запасов органического углерода в почвах использовать метод сухого сжигания на автоматических анализаторах.
Список литературы О методах определения содержания органического углерода в почвах (критический обзор)
- Аналитическое обеспечение мониторинга гумусового состояния почв: Методические указания / Б.М. Когут (сост.). М.: РАСХН, 1993. 74 с.
- Большаков В.А. Надежность анализа почв: проблемы и решения. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 1992. 144 с.
- Большаков В.А., Когут Б.М., Фрид А.С. Переаттестация государственных стандартных образцов почвенных масс // Почвоведение. 1995. № 3. С. 308-313.
- Ваксман С.А. Гумус. Происхождение, химический состав и значение его в природе. М.: Огиз-Сельхозгиз, 1937. 471 с.
- Ищереков В.И. Определение гумуса в почве титрованием хамелеоном // Журнал опытной агрономии. 1904. Т. 5. С. 55.
- Когут Б.М., Фрид А.С. Сравнительная оценка методов определения содержания гумуса в почвах // Почвоведение. 1993. № 9. С. 119-123.
- Когут Б.М., Семенов В.М., Артемьева З.С., Данченко Н.Н. Дегумусирование и почвенная секвестрация углерода // Агрохимия. 2021. № 5. С. 3-13.
- Кочетов А.И., Шевченко А.В., Астапенко Е.В., Марченко Т.И. Определение углерода в почвах на базе экспресс-анализатора АН-7529 // Тез. докл. YII делегат. съезда ВОП. Ташкент, 1985. Ч. 2. С. 122.
- Метрологическое обеспечение аналитических работ в почвоведении. Методические рекомендации / Сост. В.А. Большаков, А.С. Фрид, С.Е. Сорокин. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 1988. 112 с.
- Милановский Е.Ю. Гумусовые вещества почв как природные гидрофобно-гидрофильные соединения. Москва: ГЕОС, 2009. 188 с.
- Никитин Б.А. Метод определения гумуса почвы // Агрохимия. 1999. № 5. С. 91.
- Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации. М.: Наука, 1996. 256 с.
- Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Некоторые данные о степени внутримолекудярной окисленности гумуса разных типов почв (к вопросу о переводном коэффициенте с углерода на гумус) // Почвоведение. 1967. № 7. С. 85-95.
- Рентгенофлуоресцентный энергодисперсионный метод анализа почв в целях контроля качества их загрязненности / Состав. Большаков В.А., Сорокин С.Е., Свищев Л.Е. М.: Почв. ин-т им.В.В.Докучаева, 1982. 48 с.
- Срапенянц С.А., Бродский Е.С., Клягин К.Н., Шевцова Л.К. Экспрессное определение углерода в почвах методом сожжения // Агрохимия. 1979. № 7. С. 132-137.
- Теория и практика химического анализа почв / Под ред. Л.А. Воробьевой). М: ГЕОС, 2006. 400 с.
- Титова Н.А., Когут Б.М. Трансформация органического вещества при сельскохозяйственном использовании почв // Итоги науки и техники (серия почвоведение и агрохимия). Т. 8. М.: Изд-во ВИНИТИ, 1991. 156 с.
- Тюрин И.В. Новое видоизменение объемного метода определения гумуса с помощью хромовой кислоты // Почвоведение. 1931. № 5-6. С. 36-47.
- Тюрин И.В. К вопросу о методике изучения органического вещества почвы в биохимическом отношении // Тр. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 1934. № 10(4). С. 27-37.
- Тюрин И.В. Материалы по сравнительному изучению методов определения органического углерода в почвах. Методы определения общего органического углерода и углекислоты карбонатов // Проблемы современного почвоведения. 1936. №. 2. С. 121.
- Тюрин И.В. Органическое вещество почв и его роль в почвообразовании и плодородии. Учение о почвенном гумусе. М.-Л.: Сельхозгиз, 1937. 287 с.
- Чернова О.В., Голозубов О.М. Всемирная карта запасов органического углерода в 30 см слое почвы для территории России (проект ФАО ООН GSOC17) // Современное состояние черноземов. Мат-лы II Международ. научн. конф. 2018. Т. 1. С. 49-56.
- Шамрикова Е.В., Ванчикова Е.В., Кондратёнок Б.М., Лаптева Е.М., Кострова С.Н. Проблемы и ограничения дихроматометрического метода измерения содержания почвенного органического вещества (обзор) // Почвоведение. 2022. № 7.С. 787-794.
- Apesteguia M., Plante A. F., Virtoc I. Methods assessment for organic and inorganic carbon quantification in calcareous soils of the Mediterranean region // Geoderma Regional. 2018. Vol. 12. P. 39-48.
- Blakemore L.C., Searle P.L., Daly B.K. Methods for chemical analysis of soils // New Zealand Soil Bureau. Scientific Report 10. Dep. of Sci. and Industrial Res. New Zealand, 1977. 112 p.
- Ciavatta C., Vittori L. Antisari, P. Sequi. Determination of organic carbon in soils and fertilizers // Communications in Soil Science and Plant Analysis. 1989. Vol. 20. Iss. 7-8, P. 759-773.
- Jankauskas B., Jankauskiene G., Slepetiene A., Booth C. International Comparison of Analytical Methods of Determining the Soil Organic Matter Content of Lithuanian Eutric Albeluvisols // Commun. Soil Sci. Plant Anal. 2006. Vol. 37. P. 707-720.
- Knop W. Ueber die Bedeutung des Humus // Landw. Vers. Sta. 1872. Vol. 15. P. 13-21.
- Nelson D.W., Sommers L.E. Total carbon, organic carbon, and organic matter // Sparks D.L. et al. (Eds). Methods of Soil Analysis. Part 3. Madison: SSSA Book Series, 1996. P. 961-1010.
- Sato J.H., Figueiredo C.C., Marchão R.L., Madari B.E., Benedito L.E.C., Busato J.G., Souza D.M. Methods of soil organic carbon determination in Brazilian savannah soils // Sci. Agric. 2014. Vol. 71. No. 4. P. 302-308.
- Soil Organic carbon mapping. GSOC Map. cookbook manual / Eds. Y. Yugini, R. Baritz, R.R. Vargas. Rome, 2017.
- Shamrikova E.V., Kondratenok B.M., Tumanova E.A., Vanchikova E.V., Lapteva E.M., Zonova T.V., Lu-Lyan-Min E.I., Davydova A.P., Libohova Z., Suvannang N. Transferability between soil organic matter measurement methods for database harmonization // Geoderma. 2022. Vol. 412. 115547.
- Schollenberger С.J. A rapid approximate method for determining soil organic matter // Soil Science. 1927. No. 1. XXIV.
- Tabatabai M.A., Bremner J.M. Use of the Leco automatic 70-second carbon analyzer for total carbon analyses of soils // Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 1970. Vol. 34. No. 4. P. 608-610.