The change in carbonate state and other properties in chronosequences of abandoned soils in different parent rocks in the reserve «Galich'ia Gora» in the Lipetsk oblast
DOI:
https://doi.org/10.21638/spbu07.2021.306Abstract
The article considers the change in the properties of Haplic Chernozems (Aric) on loess-like loams and Calcaric Phaeozems (Aric) on Paleogene, Neogene red-colored sands with limestone eluvium of the Lipetsk region when they are transferred from cropland to fallow. Attention is paid primarily to the change in the carbonate status of soils. According to the results of the study, it was found that the transformation of both types of soils formed on different rocks obeys a single trend. Carbonates in Chernozems during their time in fallow are washed down the profile; stable forms of carbonate pedofeatures gradually disappear. The content and stocks of carbonate carbon in the 0-200 cm layer in Haplic Chernozems (Aric) decrease by 27.5 t/ha by 25 years of fallow state. In Calcaric Phaeozems (Aric), changes in the carbonate status are less pronounced; nevertheless, it was found that in the arable soil on the fragments of limestone, secondary carbonate films in the form of acicular calcite are formed on top of clay films, which was not observed in the abandoned soils. When the soil is in the fallow, the physical and mechanical properties of the soil improve: the structure of the arable horizons improves and density decreases. Also, the organic carbon content is reduced. This is an atypical result of postagrogenic transformation of Haplic Chernozems (Aric). In the fallow soils of other regions of the steppe and forest-steppe, we observed the process of accumulation of organic carbon. The decrease in soil organic carbon while in the fallow is associated with the use of soil-saving technologies for agricultural use. The radiocarbon age of humus in subsurface horizons increases when soil is in the fallow. The radiocarbon age of carbonates in soils varies depending on the amount of lithogenic calcite inclusion.
Keywords:
fallow, cropland, pedogenic carbonates, radiocarbon dating, Chernozem, Phaeozem
Downloads
References
Барашкова, З. К., Красненков, Р. В. (сост.) (1998). Геологическая карта четвертичных отложений Липецкой области. М. 1:500 000. С. М. Шик, ред., МПР РФ. Центральный региональный геологический центр.
Булышева, А. М., Хохлова, О. С., Бакунович, Н. О., Русаков, А. В., Мякшина, Т. Н., Рюмин, А. Г. (2020). Изменение карбонатного состояния черноземов Приазовья при переходе их из пашни в залежь. Почвоведение, (8), 1025-1038. https://doi.org/10.31857/S0032180X2008002X
Булышева, А. М., Хохлова, О. С., Русаков, А. В., Мякшина, Т. Н. (2018). Изменение карбонатного состояния пахотных и залежных почв юга лесостепной зоны Среднерусской возвышенности (заповедный участок «Лес-на-Ворскле»). Вестник Томского государственного университета. Биология, 41, 6-26. https://doi.org/10.17223/19988591/41/1
Воробьева, Л. А. (1998). Химический анализ почв. Москва: Изд-во Московского ун-та.
Герасимов, И. П. (1969). Абсолютный и относительный возраст почв. Почвоведение, (5), 27-32.
Козловский, Ф. И, Чаплин, В. А. (1994). Агродеградация черноземов. В: Степи Русской равнины: состояние, рационализация аграрного освоения. Москва: Наука, 174-191.
Мильков, Ф. Н. (1966). Ландшафтная география и вопросы практики. Москва: Мысль.
Михно, В. Б., Кучин, А. В. (2005). К вопросу создания ландшафтно-экологического каркаса Задонского района Липецкой области. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология, (2), 19-28.
Нестеров, Ю. А. (2017). Ландшафтные особенности. В: В. С. Сарычев, под ред., Природа долины реки Сухая Лубна. Уникальные природные территории Липецкой области. Воронеж: Научная книга, 6-23.
Природа Липецкой области и ее охрана. (1996). Сборник статей. Вып. 8. Липецк.
Растворова, О. Г. (1983). Физика почв (практическое руководство). Ленинград: Изд-во Ленингр. ун-та.
Русанов, А. М., Тесля, А. В., Саягфарова, А. М. (2011). Восстановление гумусного состояния степных черноземов под многолетней залежью. Вестник Оренбургского государственного университета, 12 (131), 132-134.
Саблина, О. А. (2016). Гумусное состояние черноземов сельскохозяйственных угодий Южного Зауралья. Международный научно-исследовательский журнал, 11 (53), часть 2, 138-140. https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.53.228
Савин, И. Ю., Чендев, Ю. Г. (1994). Изменение во времени содержания гумуса в пахотных лесостепных почвах. Почвоведение, (5), 88-92.
Стриганова, Б. Р. (2005) Пространственные вариации функциональной структуры сообществ животного населения степных почв Европейской России. Поволжский экологический журнал, (3), 268-276.
Шишов, Л. Л., Тонконогов, В. Д., Лебедева, И. И., Герасимова, М. И. (2004). Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена.
Шпедт, А. А., Вергейчик, П. В. (2014). Оценка скорости восстановления гумусного состояния почв Красноярского края в условиях залежи. Вестник АГАУ, 6 (116), 48-52.
Arevalo, J. R., Fernandez-Lugo, S., Reyes-Betancort, J. A., Tejedor, M., Jimenez, C. and Diaz, F. J. (2017). Relationships between soil parameters and vegetation in abandoned terrace fields vs. nonterraced fields in arid lands (Lanzarote, Spain): An opportunity for restoration. Acta Oecologica, 85, 77-84. https://doi.org/10.1016/j.actao.2017.09.014
Bruun, T. B., Elberling, B., de Neergaard, A. and Magid, J. (2015). Organic carbon dynamics in different soil types after conversion of forest to agriculture. Land Degradation & Development, 26 (3), 272-283. https://doi.org/10.1002/ldr.2205
Francaviglia, R., Benedetti, A., Doro, L., Madrau, S. and Ledda, L. (2014). Influence of land use on soil quality and stratification ratios under agro-silvo-pastoral Mediterranean management systems. Agriculture, Ecosystems & Environment, 183, 86-92. https://doi.org/10.1016/j.agee.2013.10.026
IUSS Working Group WRB. (2015). World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. In: World Soil Resources Reports, no. 106. Rome: FAO.
Kalinina, O., Krause, S. E., Goryachkin, S. V., Karavaeva, N. A., Lyuri, D. I. and Giani, L. (2011). Selfrestoration of post-agrogenic chernozems of Russia: Soil development, carbon stocks, and dynamics of carbon pools. Geoderma, 162 (1-2), 196-206. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2011.02.005
Khokhlova, O. S., Chendev, Yu. G. and Myakshina, T. N. (2014). Change in pedogenic carbon stocks under different types and duration of agricultural management practices in the central Russian forest steppe. In: M. Oelbermann, ed., Sustainable Agroecosystems in Climate Change Mitigation. Wageningen Academic Publishers, 33-52. https://doi.org/10.3920/978-90-8686-788-2_2
Khokhlova, O. S., Chendev, Yu. G., Myakshina, T. N., Alexandrovskiy, A. L. and Khokhlov, A. A. (2015). Evolution of Chernozems in the southern forest-steppe of the Central Russian Upland under long-term cultivation examined in the agro-chronosequences. Quaternary International, 365, 175-189. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2014.10.012
Khokhlova, O. S., Myakshina, T. N., Chendev, Y. G. and Shishkov, V. A. (2013). The pool of pedogenic carbon in the soils of different types and durations of use as croplands in the forest-steppe of the Central Russian Upland. Eurasian Soil Science, 46, 530-540. https://doi.org/10.1134/S1064229313050062
Kuznetsova, A. M., Khokhlova, O. S., Chendev, Yu. G. and Aleksandrovskii, A. L. (2010). Evolution of the Carbonate State of Agrogenically Transformed Dark Gray Forest Soils in the Central Forest-Steppe. Eurasian Soil Science, 43, 1527-1534. https://doi.org/10.1134/S1064229310130119
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Articles of "Vestnik of Saint Petersburg University. Earth Sciences" are open access distributed under the terms of the License Agreement with Saint Petersburg State University, which permits to the authors unrestricted distribution and self-archiving free of charge.
