References

resar

Природные ресурсы Арктики и Субарктики

Arctic and Subarctic Natural Resources

2618-97122686-9683

Академия наук Республики Саха (Якутия)

10.31242/2618-9712-2023-28-1-78-93

resar-10

Research Article

Общая биология. Экология

General biology. Ecology

Элементный химический состав почв и растений Северной Якутии, его эколого-биогеохимическая оценка

Elemental chemical composition of soils and plants of Northern Yakutia, its ecological and biogeochemical assessment

https://orcid.org/0000-0003-4954-4052

Сысо

А. И.

Syso

A. I.

СЫСО Александр Иванович, доктор биологических наук, заведующий лабораторией биогеохимии почв

г. Новосибирск

Author ID: 6507085911

Researcher ID: I-4231-2016

SUSO, Alexander Ivanovych, Dr. Sci. (Biology), Head of the Laboratory

Novosibirsk

Author ID: 6507085911

Researcher ID: I-4231-2016

sysol@issa-siberia.ru

https://orcid.org/0000-0002-1289-5433

Десяткин

Р. В.

Desyatkin

R. V.

ДЕСЯТКИН Роман Васильевич, доктор биологических наук, главный научный сотрудник

г. Якутск

Author ID: 6507832825

Researcher ID: K-5281-2018

DESYATKIN, Roman Vasilievich, Dr. Sci. (Biology), Chief Researcher

Yakutsk

Author ID: 6507832825

Researcher ID: K-5281-2018

rvdes@ibpc.ysn.ru

https://orcid.org/0000-0002-0160-2295

Николаева

М. Х.

Nikolaeva

M. Ch.

НИКОЛАЕВА Майя Христофоровна, младший научный сотрудник

г. Якутск

Author ID: 34875605400

Researcher ID: N-6732-2019

NIKOLAEVA, Maya Christophorovna, Junior Researcher

Yakutsk

Author ID: 34875605400

Researcher ID: N-6732-2019

mayan34@yandex.ru

https://orcid.org/0000-0002-8501-6807

Иванова

А. З.

Ivanova

A. Z.

ИВАНОВА Александра Зуевна, младший научный сотрудник

г. Якутск

Researcher ID: J-6741-2018

IVANOVA, Alexandra Zuevna, Junior Researcher

Yakutsk

Researcher ID: J-6741-2018

madalexia@mail.ru

https://orcid.org/0000-0003-0463-3123

Филиппов

Н. В.

Filippov

N. V.

ФИЛИППОВ Николай Васильевич, инженер-исследователь

г. Якутск

Author ID: 57202088215

Researcher ID: J-6803-2018

FILIPPOV, Nikolai Vasilievich, Research Engineer

Yakutsk

Author ID: 57202088215

Researcher ID: J-6803-2018

finiva88@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-9597-999X

Десяткин

А. Р.

Desyatkin

A. R.

ДЕСЯТКИН Алексей Романович, старший научный сотрудник, PhD

г. Якутск

Scopus ID: 160215-000377

Researcher ID: G-1918-2016

DESYATKIN, Alexey Romanovich, PhD, Senior Researcher

Yakutsk

Author ID: 160215-000377

Researcher ID: G-1918-2016

desyatkinar@rambler.ru

https://orcid.org/0000-0002-0431-0757

Худяев

С. А.

Khudyaev

S. A.

ХУДЯЕВ Сергей Анатольевич, кандидат биологических наук, научный сотрудник

г. Новосибирск

Scopus ID: 55553643800

Researcher ID: S-3872-2017

KHUDYAEV, Sergey Vasilievich, Cand. Sci. (Biology), Researcher

Novosibirsk

Author ID: 55553643800

Researcher ID: S-3872-2017

khudayev@issa-siberia.ru

Институт почвоведения и агрохимии СО РАНРоссияInstitute of Soil Science and Agrochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation

Институт биологических проблем криолитозоны СО РАНРоссияInstitute for Biological Problems of Cryolithozone, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation

Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН; Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАНРоссияInstitute for Biological Problems of Cryolithozone, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Melnikov Permafrost Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation

2023

04042023

2817893

2023

Сысо А.И., Десяткин Р.В., Николаева М.Х., Иванова А.З., Филиппов Н.В., Десяткин А.Р., Худяев С.А.

Syso A.I., Desyatkin R.V., Nikolaeva M.C., Ivanova A.Z., Filippov N.V., Desyatkin A.R., Khudyaev S.A.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://resar.elpub.ru/jour/article/view/10

В естественных биогеоценозах тундры и северной тайги приморских низменностей арктической зоны Северной Якутии почвы и растения имеют региональные особенности содержания химических элементов, их агрохимического, биогеохимического и гигиенического статуса. На примере Усть-Янского и Нижнеколымского районов изучены состав и свойства основных типов почв, общее содержание в почвах и ресурсных растениях биологически важных химических элементов (N, P, K, Ca, Mn, Zn, Cu, Co, Mo, B, As, Be, Cd, Cr, Ni, Pb, Hg, V, Sb, Sr), а также концентрация в почвах подвижных в разных экстрагентах форм S, P, K, Fe, Mn, Zn, Cu, Co, Cd, Cr, Cr, Ni, Pb. Выявлены различные подвижность химических элементов в почвах и их доступность растениям. Общее количество в почвах Mn, Zn, Cu, Co, Mo, Sr по агрохимическим и биогеохимическим нормативам находится в пределах нормального уровня содержания для жизни растений и животных, а бора превышает его. Гигиенически нормируемое содержание Mn, Zn, Cu, Cd, Ni, Pb, Hg, V, Sb в почвах ниже значений ПДК и ОДК. По сравнению с кларками элементов в растительности суши, агрохимически и биогеохимически нормальным их содержанием, в растениях Северной Якутии низки концентрации K, Ca, Cu, Mo, Pb, Cr, Be и высоки – Fe, Mn, Hg, Cd.

This study investigated the composition and properties of the main soil types in the natural biogeocenoses of tundra and taiga in the coastal lowlands of the Arctic zone of Northern Yakutia. We have identified the total content of biologically important chemical elements in the soils and resource plants (N, P, K, Ca, Mn, Zn, Cu, Co, Mo, B, As, Be, Cd, Cr, Ni, Pb, Hg, V, Sb, and Sr), and the concentration of mobile forms of S, P, K, Fe, Mn, Zn, Cu, Co, Cd, Cr, Cr, Ni, and Pb in different extractants. We also specified the influence of soil composition and properties on the content of macro- and microelements. Various mobilities of chemical elements in soils and their availability to plants have been revealed. The amounts of chemical elements in the studied soils and plants were estimated according to agrochemical, biogeochemical and hygienic criteria and standards.

Арктикатундрасеверная тайгапочвырастениямакро- и микроэлементы

Arctictundranorthern taigasoilsplantsmacro- and microelements

Работа выполнена при поддержке Гранта РФФИ по теме номер 19-29-05151; регистрационный номер АААА-А20-120061190009-9, также под эгидой FWRS-2021-0026; номер гос.регистрации в ЕГИСУ: АААА-А21-121012190036-6; номер гос.регистрации в ЕГИСУ: 1021052103985-7-1.6.23, также под эгидой FWGR-2021-0006.

This study was supported by the RFBR grant theme number 19-29-05151; registration number AAAA-A20-120061190009-9, and state program FWRS-2021-0026; registration number АААА-А21-121012190036-6; project number 1021052103985-7-1.6.23, and state program FWRS-2021-0006.

References1

Ермаков В.В., Тютиков С.Ф. Геохимическая экология животных. М.: Наука; 2008. 315 с.

Yermakov V.V., Tyutikov S.F. Geochemical ecology of animals. M.: Nauka; 2008. 315 p. (In Russ.)

Егоров А.Д., Григорьева Д.В., Курилюк Т.Т., Сазонов Н.Н. Микроэлементы в почвах и лугопастбищных растениях мерзлотных ландшафтов Якутии. Якутск; 1970. 288 с.

Yegorov A.D., Grigoreva D.V., Kurilyuk T.T., Sazonov N.N. Trace elements in soils and grassland plants of permafrost landscapes of Yakutia. Yakutsk; 1970. 288 p. (In Russ.)

Саввинов Д.Д., Сазонов Н.Н. Микроэлементы в северных экосистемах: на примере Республики Саха (Якутия). Новосибирск: Наука; 2006.208 с.

Savvinov D.D., Sazonov N.N. Trace elements in northern ecosystems: on the example of the Republic of Sakha (Yakutia). Novosibirsk: Nauka; 2006. 208 p. (In Russ.)

Андрианова Г.А. Микроэлементы в почвах и растениях Центральной Якутии. Геохимия. 1971; 4: 463–476.

Andrianova G.A. Trace elements in soils and plants of Central Yakutia. Geokhimiya. 1971; 4: 463–476. (In Russ.)

Егорова Г.А. Оценка элементного статуса взрослого населения, проживающего в разных медико-географических зонах Республики Саха (Якутия). Экология человека. 2007;1: 55–59.

Egorova G. A. Evaluation of the elemental status of the adult population living in different medical and geographical zones of the Republic of Sakha (Yakutia). Ecologia cheloveka. 2007;1:55-59. (In Russ.)

Еловская Л.Г., Петрова Е.И., Тетерина Л.В. Почвы Северной Якутии. Новосибирск: Наука; 1979. 304 с.

Elovskaya L.G., Petrova E.I., Teterina L.V. Soils of Northern Yakutia. Novosibirsk: Nauka: 1979; 304 p. (In Russ.)

Губин С.В., Лупачев А.В. Почвы суглинистых водоразделов приморских тундр Севера Якутии: условия и процессы формирования. Почвоведение. 2017; 2:147–157. https://doi.org/10.7868/S0032180X17020046

Gubin S.V., Lupachev A.V. Soils of loamy watersheds of the coastal tundras of the North of Yakutia: conditions and processes of formation. Pochvovedenie. 2017;2:147–157. (In Russ.) https://doi.org/10.7868/S0032180X17020046

Губин С.В., Лупачев А.В. Почвы и отложения озерно-аласных котловин тундр Колымской низменности. Почвоведение. 2020;7:775–790. https://doi.org/10.7868/S0032180X17020046

Gubin S.V., Lupachev A.V. Soils and deposits of lacustrine-alas basins in the tundra of the Kolyma Lowland. Pochvovedenie. 2020;7:775–790. (In Russ.) https:// doi.org/10.7868/S0032180X17020046

Губин С.В., Лупачев А.В. Почвообразование в тундровой зоне приморских низменностей северо-востока Сибири. Почвоведение. 2020;10: 1182–1191. https://doi.org/10.31857/S0032180X20100081

Gubin S.V., Lupachev A.V. Soil formation in the tundra zone of the coastal lowlands of northeastern Siberia. Pochvovedenie. 2020;10:1182–1191. (In Russ.) https:// doi.org/10.31857/S0032180X20100081

Десяткин Р.В., Иванова А.З., Оконешникова М.В., Десяткин А.Р., Филиппов Н.В. Почвы криогенных форм микрорельефа тундровой и лесотундровой зон Северо-Восточной Якутии. Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2022;27(1):98–108. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2022-27-1-98-108.

Desyatkin R.V., Ivanova A.Z., Okoneshnikova M.V., Desyatkin A.R., Filippov N.V. Soils of cryogenic forms of the microrelief of the tundra and forest-tundra zones of North-Eastern Yakutia. Arctic and Subarctic Natural Resources. 2022;27(1):98–108. (In Russ.) https://doi.org/10.31242/2618-9712-2022-27-1-98-108

Десяткин Р.В. Почвообразование в термокарстовых котловинах – аласах криолитозоны. Новосибирск: Наука; 2008. 324 с.

DesyatkinR.V. Soil formation in thermokarst depressions – alases in the permafrost zone. Novosibirsk: Nauka; 2008. 324 p. (In Russ.)

Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена; 2004. 341 с.

Classification and diagnostics of Russian soils. Smolensk: Oikumena; 2004. 341 p. (In Russ.)

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. World Soil Resources Reports No. 106. FAO, Rome.

Яковлева М.В., Козина Е.А. Растения, используемые в кормлении оленей. Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. 2014;2(7):654–657.

Yakovleva M.V., Kozina E.A. Plants used in reindeer feeding.Collection of scientific works of the Stavropol Research Institute of Animal Husbandry and Forage Production. 2014;2(7):654–657. (In Russ.)

Опекунова М.Г., Опекунов А.Ю., Кукушкин С.Ю., Ганул А.Г. Фоновое содержание химических элементов в почвах и донных осадках Севера Западной Сибири. Почвоведение. 2019;4:422–439. https://doi.org/10.1134/S0032180X19020114

Opekunova M.G., Opekunov A.Yu., Kukushkin S.Yu., Ganul A.G. Background content of chemical elements in soils and bottom sediments of the North of Western Siberia. Pochvovedenie. 2019;4:422–439. (In Russ.) https:// doi.org/10.1134/S0032180X19020114

Сысо А.И., Колпащиков Л.А., Ермолов Ю.В., Черевко А.С., Сиромля Т.И. Элементный химический состав почв и растений Западного Таймыра. Сибирский экологический журнал. 2014;6:855–862.

Syso A.I., Kolpashchikov L.A., Ermolov Yu.V., Cherevko A.S., Siromlya T.I. Elemental chemical composition of soils and plants of Western Taimyr. Siberian Ecological Journal. 2014;6:855–862. (In Russ.)

Crock J.G., Gough L.P., Wanty R.B., Day W.C., Wang B., Gamble B.M., Henning M., Brown Z.A., Meier A.L. Regional Geochemical Results from the Analyses of Rock, Water, Soil, Stream Sediments, and Vegetation Samples—Fotymile River Watershed, East-Central, Alaska. U.S. Geological Survey Open-File Report 99-33. 1999; 83 p. https://doi.org/10.3133/ofr9933

Кabata-Pendias A. Trace elements in soils and plants. 4th edition. Boca-Raton, London, New York: CRC Press, Taylor & Francis Group; 2010; 548 p. https://doi.org/10.1201/b10158

Касимов Н.С., Власов Д.В. Кларки химических элементов как эталоны сравнения в экогеохимии. Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2015;2:7–17.

Kasimov N.S., Vlasov D.V. Clarks of chemical elements as comparison standards in ecogeochemistry. «Vestnik Moskovskogo Universiteta. Seria 5, Geografia». 2015; 2:7–17. (In Russ.)

Методические указания по агрохимическому обследованию и картографированию почв на содержание микроэлементов. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева; 1976. 80 с.

Guidelines for agrochemical survey and mapping of soils for the content of trace elements. M.: Dokuchaev Soil Institute;1976. (In Russ.)

Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения. М.: ФГНУ «Росинформагротех»; 2003. 240 с.

Guidelines for the comprehensive monitoring of soil fertility of agricultural land. M.: FGNU “Rosinformagrotech”; 2003. (In Russ.)

Санитарные правила и нормы СанПиН 1.2.3685-21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. Утверждены Постановлением Главного гос. сан. врача РФ № 2 от 28.01.2021. М.: 2021.

Sanitary rules and norms SanPiN 1.2.3685-21 Hygienic standards and requirements for ensuring the safety and (or) harmlessness of environmental factors for humans. Approved by the Decree of the Chief State Doctor of the Russian Federation No. 2 dt. 01/28/2021. M.: 2021; (In Russ.)

Опекунова М.Г., Гизетдинова М.Ю. Использование лишайников в качестве биоиндикаторов загрязнения окружающей среды. Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 7. Геология. География. 2014;1:79–94.

Opekunova M.G., Gizetdinova M.Yu. The use of lichens as bioindicators of environmental pollution. Vestnik of Saint Petersburg University. Geology. Geography. 2014;1:79–94. (In Russ.)

Церлинг В.В. Диагностика питания сельскохозяйственных культур: Справочник. М.: Агропромиздат; 1990.235 с.

Zerling V.V. Diagnostics of nutrition of agricultural crops: Handbook. Moscow: Agropromizdat; 1990. (In Russ.)

Narwal R.P., Dahiya R.R., Malik R.S. Pollutant elements in soil-plant-animal system in India and future thrust areas. Eur. Chem. Bull. 2013;2(1):38–45.

Романкевич Е.А. Живое вещество Земли (биогеохимические аспекты проблемы). Геохимия. 1988;2: 292–306.

Romankevich E.A. Living matter of the Earth (biogeochemical aspects of the problem). Geochemistry. 1988;2: 292–306. (In Russ.)

Елькина Г.Я., Денева С.В., Лаптева Е.М. Тяжелые металлы в системе почва-растение в биогеоценозах Большеземельской тундры. Теоретическая и прикладная экология. 2019;3:41–47. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2019-3-041-047

Elkina G.Ya., Deneva S.V., Lapteva E.M. Heavy metals in the soil-plant system in biogeocenoses of the Bolshezemelskaya tundra. Theoretical and applied ecology. 2019;3:41–47. (In Russ.) https://doi.org/10.25750/1995-4301-2019-3-041-047

Gough L.R., Sanzolone R.F., Crock J.G., Foster A.L., Ager C.M., Gent C.A. Biogeochemical and biochemical pathway investigations of Cadmium in subarctic ecosystems using a Cadmium Accumulator Species (willow) USGS Numbered Series. Bulletin 2191-4. U.S. Geological Survey;2010. https://doi.org/10.3133/b21914

Ермолов Ю.В., Лебедева М.А., Бондарь М.Г., Колпащиков Л.А., Черевко А.С., Смоленцев Н.Б. Особенности аккумулирования химических элементов в биогеохимической пищевой цепи северной части Норильского плато. Геохимия. 2020;65(5):499–510. https://doi.org/0.31857/S0016752520040032

Ermolov Yu.V., Lebedeva M.A., Bondar M.G., Kolpashchikov L.A., Cherevko A.S., Smolentsev N.B. Features of the accumulation of chemical elements in the biogeochemical food chain of the northern part of the Norilsk Plateau. Geochemistry. 2020;65(5):499–510. (In Russ.) https://doi.org/0.31857/S0016752520040032

The authors declare that there are no conflicts of interest present.