pbibeПродовольственная безопасность и биоэкономикаFood Safety and BioeconomyDSTUpbibe-20Research ArticleПочвоведениеSoil ScienceВаловой химический состав антропогенно-преобразованных почв федеральной территории «Сириус»Total Chemical Composition of Anthropogenically Transformed Soils of the Sirius Federal Territoryhttps://orcid.org/0000-0001-7840-365XСальникН. В.SalnikN. V.

Надежда Владимировна Сальник, кандидат биологических наук, научный сотрудник международного научного центра в области экологии и вопросов изменения климата Научно-технологического университета «Сириус», младший научный сотрудник Академии биологии и медицины им. Д.И. Ивановского Южного федерального университета

354340, Краснодарский край, федеральная территория «Сириус», Олимпийский проспект, 1

344090, г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 194/1

Scopus ID: 57212678520

ResearcherID: HHM-5046-2022

Nadezhda V. Salnik, Cand. Sci. (Biol.), Researcher, International Scientific Center for Ecology and Climate Change, Sirius University of Science and Technology; Junior Researcher, D.I. Ivanovsky Academy of Biology and Medicine, Southern Federal University

1 Olimpiyskiy Ave., Sirius Federal Territory, Krasnodar Krai, 354340

194/1 Stachki Ave., Rostov-on-Don, 344090

Scopus ID: 57212678520

ResearcherID: HHM-5046-2022

salnik@sfedu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0174-1631ГорбовС. Н.GorbovS. N.

Сергей Николаевич Горбов, доктор биологических наук, руководитель группы Международного научного центра в области экологии и вопросов изменения климата, Научно-технологического университета «Сириус», профессор кафедры ботаники Южного федерального университета

354340, Краснодарский край, федеральная территория «Сириус», Олимпийский проспект, 1

344090, г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 194/1

Scopus ID: 6507967988

ResearcherID: R-4916-2016

Sergey N. Gorbov, Dr. Sci. (Biol.), Head of the Research Group, International Scientific Center for Ecology and Climate Change, Sirius University of Science and Technology; Professor, Department of Botany, Southern Federal University

1 Olimpiyskiy Ave., Sirius Federal Territory, Krasnodar Krai, 354340

194/1 Stachki Ave., Rostov-on-Don, 344090

Scopus ID: 6507967988

ResearcherID: R-4916-2016

gorbov.sn@talantiuspeh.ruhttps://orcid.org/0009-0006-2397-0714БузинД. И.BuzinD. I.

Даниил Игоревич Бузин , лаборант-исследователь международного научного центра в области экологии и вопросов изменения климата

354340, Краснодарский край, федеральная территория «Сириус», Олимпийский проспект, 1

Daniil I. Buzin, Research Laboratory Assistant, International Scientific Center for Ecology and Climate Change

1 Olimpiyskiy Ave., Sirius Federal Territory, Krasnodar Krai, 354340

buzin.di@talantiuspeh.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8497-8684ЛобзенкоИ. П.LobzenkoI. P.

Илья Павлович Лобзенко, младший научный сотрудник международного научного центра в области экологии и вопросов изменения климата

354340, Краснодарский край, федеральная территория «Сириус», Олимпийский проспект, 1

Scopus ID: 57211446510

Ilya P. Lobzenko, Junior Researcher, International Scientific Center for Ecology and Climate Change

1 Olimpiyskiy Ave., Sirius Federal Territory, Krasnodar Krai, 354340

Scopus ID: 57211446510

lobzenko.ip@talantiuspeh.ruНаучно-технологический университет «Сириус»; Южный федеральный университетРоссияSirius University of Science and Technology, Sirius Federal Territory; Southern Federal UniversityRussian FederationНаучно-технологический университет «Сириус»РоссияSirius University of Science and Technology, Sirius Federal TerritoryRussian Federation202605102026112532Copyright © Сальник Н.В., Горбов С.Н., Бузин Д.И., Лобзенко И.П., 20262026Сальник Н.В., Горбов С.Н., Бузин Д.И., Лобзенко И.П.Salnik N.V., Gorbov S.N., Buzin D.I., Lobzenko I.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.food-donstu.ru/jour/article/view/20Введение

Введение. Антропогенно-преобразованные почвы федеральной территории «Сириус» сформированы в условиях масштабной инженерной планировки, проведённой при подготовке Олимпийских игр 2014 года и последующего градостроительного развития Имеретинской низменности. Поверхностные горизонты этих почв сложены привезённым материалом тёмногумусового горизонта (AU) чернозёма миграционно-сегрегационного, который в условиях влажного субтропического климата подвергается не свойственной чернозёмам трансформации. Цель работы — оценить особенности валового химического состава антропогенно-преобразованных почв ФТ «Сириус» и характер ранней стадии трансформации чернозёмного материала с применением геохимических индексов выветривания и педогенеза.

Материалы и методы

Материалы и методы. Объекты исследования — антропогенно-преобразованные почвы территорий ФТ «Сириус», функционирующие 10–12 лет. Эталонные объекты — горизонты AU и Cca чернозёма миграционно-сегрегационного. Валовое содержание макроэлементов определяли методом рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) портативным анализатором «МеталлТест». Для интерпретации применены индексы CIA, Ki, Kr.

Результаты исследования

Результаты исследования. В рекультивационно-гумусовом горизонте RAT установлено статистически значимое снижение SiO2 при одновременном повышении Al2O3 и Fe2O3 по сравнению с генетически однородным горизонтом AU. По CaO, MgO и K2O значимых различий не выявлено. По всем интегральным коэффициентам и большинству макроэлементов установлены достоверные различия RAT–Cca, что подтверждает существенную трансформацию чернозёмного материала за 10–12 лет.

Обсуждение и заключение

Обсуждение и заключение. Выявленный сдвиг отражает раннюю стадию субтропического гипергенеза: декарбонатизацию, вынос оснований и относительное накопление полуторных оксидов в условиях промывного водного режима при сохранении карбонатно-щёлочного резерва, наследуемого от исходного чернозёма. Полученные результаты обосновывают необходимость регулярного геохимического мониторинга городских почв ФТ «Сириус» и могут быть использованы при разработке регламентов рекультивации в зонах влажных субтропиков.

Introduction

Introduction. Anthropogenically transformed soils of the Sirius Federal Territory were formed followingof large-scale engineering levelling carried out during preparation for the 2014 Olympics and subsequent urban development of the Imeretinskaya Lowland. The surface horizons of these soils are composed of imported material from the dark-humus horizon (AU) of Halpic Chernozem, which, under the humid subtropical climate, undergoes transformation atypical of chernozems. The aim of the study is to assess the features of the bulk chemical composition of the anthropogenically transformed soils of the Sirius Federal Territory and the nature of the early stage of transformation of the chernozem material using geochemical indices of weathering and pedogenesis.

Materials and Methods

Materials and Methods. The study objects are anthropogenically transformed soils of the Sirius Federal Territory that have been functioning for 10–12 years. The reference objects are the AU and Cca horizons of Halpic Chernozem. The bulk content of macroelements was determined by X-ray fluorescence (XRF) analysis using a portable MetallTest ana-lyzer. The CIA, Ki, and Kr indices were used for interpretation.

Research Results

Research Results. A statistically significant decrease in SiO2 along with a simultaneous increase in Al2O3 and Fe2O3 was established in the reclamation–humus horizon RAT compared with the genetically homogeneous AU horizon. No significant differences were detected for CaO, MgO, and K2O. For all integral coefficients and most macroelements, significant RAT–Cca differences were found, which confirms the substantial transformation of the chernozem material over 10–12 years.

Discussion and Conclusion. The observed shift reflects the early stage of subtropical hypergenesis: decarbonatization, leaching of bases, and relative accumulation of sesquioxides under a leaching water regime, while preserving the car-bonate–alkaline reserve inherited from the original Halpic Chernozem. The results obtained substantiate the need for regular geochemical monitoring of urban soils of the Sirius Federal Territory and can be used in the development of reclamation regulations for humid subtropical zones.

валовой химический составмакроэлементырекультивационный горизонтурбопедогенезантропогенно-преобразованные почвыиндексы выветриваниячернозёмИмеретинская низменностьbulk chemical compositionmacroelementsreclamation horizonurbopedogenesisanthropogenically transformed soilsweathering indicesChernozemImeretinskaya LowlandРезультаты получены при финансовой поддержке проекта, реализуемого в рамках государственной программы федеральной территории «Сириус» «Научно-технологическое развитие федеральной территории «Сириус» (Соглашение № 3-03 от 18.02.2025).The results were obtained with the financial support of the project implemented within the framework of the state programme of the Sirius Federal Territory "Scientific and Technological Development of the Sirius Federal Territory" (Agreement No. 3-03 of 18.02.2025).ReferencesГончарова О.Ю., Семенюк О.В., Стома Г.В. Исследование почв на урбанизированных территориях: анализ методических аспектов и подходов (на примере г. Москвы). Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2021;(4):4–12.Goncharova OYu, Semenyuk OV, Stoma GV. Study of soils in urbanized territories: analysis of methodological aspects and approaches (on the example of Moscow). Bulletin of Moscow University. Series 17. Soil Science. 2021;(4):4–12. (In Russ.)Прокофьева Т.В., Герасимова М.И. Городские почвы: диагностика и классификационное определение по материалам научной экскурсии конференции SUITMA-9 по Москве. Почвоведение. 2018;(9):1057–1070. https://doi.org/10.1134/S0032180X18090095Prokofyeva TV, Gerasimova MI. Urban Soils: Diagnostics and Taxonomic Position according to Materials of Scientific Excursion in Moscow at the Suitma-9 Workshop. Eurasian Soil Science. 2018;51(9):995–1007. https://doi.org/10.1134/S1064229318090090Чижикова Н.П., Гуров И.А. Минералогический состав элювиально-глеевых желтозёмов (на примере почв дендрария г. Сочи). Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2011;(69):60–76. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2012-69-60-76Chizhikova NP, Gurov IA. Mineralogical Composition of Eluvial-gleyzheltozems (on the Example of Soils of the Sochi Arboretum). Bulletin of the VV Dokuchaev Soil Institute. 2011;(69):60–76. (In Russ.) https://doi.org/10.19047/0136-1694-2012-69-60-76Zakharikhina LV, Malyukova LS, Ryndin AV. Genesis and Geochemistry of the Soils of Urban Landscapes of the Black Sea Coast of Russia. CATENA. 2022;210:105881. https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105881Zakharikhina LV, Malyukova LS, Ryndin AV. Genesis and Geochemistry of the Soils of Urban Landscapes of the Black Sea Coast of Russia. CATENA. 2022;210:105881. https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105881Gerasimova MI, Gurov IA. Micromorphology of Zheltozems on Hard Sedimentary Rocks and Products of Their Decomposition: Pedogenic and Lithogenic Features (With the Sochi Arboretum as an Example). Eurasian Soil Science. 2012;45(1):22–32. https://doi.org/10.1134/S106422931201005XGerasimova MI, Gurov IA. Micromorphology of Zheltozems on Hard Sedimentary Rocks and Products of Their Decomposition: Pedogenic and Lithogenic Features (With the Sochi Arboretum as an Example). Eurasian Soil Science. 2012;45(1):22–32. https://doi.org/10.1134/S106422931201005XVasenev V, Kuzyakov Y. Urban Soils as hot Spots of Anthropogenic Carbon Accumulation: Review of Stocks, Mechanisms and Driving Factors. Land Degradation & Development. 2018;29(6):1607–1622. https://doi.org/10.1002/ldr.2944Vasenev V, Kuzyakov Y. Urban Soils as hot Spots of Anthropogenic Carbon Accumulation: Review of Stocks, Mechanisms and Driving Factors. Land Degradation & Development. 2018;29(6):1607–1622. https://doi.org/10.1002/ldr.2944Ivashchenko K, Lepore E, Vasenev V, Ananyeva N, Demina S, Khabibullina F et al. Assessing Soil-Like Materials for Ecosystem Services Provided by Constructed Technosols. Land. 2021;10(11):1185. https://doi.org/10.3390/land10111185Ivashchenko K, Lepore E, Vasenev V, Ananyeva N, Demina S, Khabibullina F et al. Assessing Soil-Like Materials for Ecosystem Services Provided by Constructed Technosols. Land. 2021;10(11):1185. https://doi.org/10.3390/land10111185Tagiverdiev SS, Gorbov SN, Bezuglova OS, Skripnikov PN. The Content and Distribution of Various Forms of Carbon in Urban Soils of Southern Russia on the Example of Rostov Agglomeration. Geoderma Regional. 2020;21:00266. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2020.e00266Tagiverdiev SS, Gorbov SN, Bezuglova OS, Skripnikov PN. The Content and Distribution of Various Forms of Carbon in Urban Soils of Southern Russia on the Example of Rostov Agglomeration. Geoderma Regional. 2020;21:00266. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2020.e00266Skripnikov PN, Gorbov SN, Tagiverdiev SS, Salnik NV, Kozyrev DA, Terekhov IV et al. Carbon Accumulation Features in Different Functional Zones of Cities in the Steppe Zone. Environmental Monitoring and Assessment. 2024;196(7):601. https://doi.org/10.1007/s10661-024-12773-1Skripnikov PN, Gorbov SN, Tagiverdiev SS, Salnik NV, Kozyrev DA, Terekhov IV et al. Carbon Accumulation Features in Different Functional Zones of Cities in the Steppe Zone. Environmental Monitoring and Assessment. 2024;196(7):601. https://doi.org/10.1007/s10661-024-12773-1Минкина Т.М., Мотузова Г.В., Назаренко О.Г. Состав соединений тяжелых металлов в почвах. Ростов-на-Дону. «Эверест», 2009: 208.Minkina TM, Motuzova GV, Nazarenko OG. Composition of Heavy Metal Compounds in Soils. Rostov-on-Don. Everest, 2009: 208. (In Russ.)Salnik NV, Gorbov SN, Tagiverdiev SS, Skripnikov PN, Bezuglova OS. On basic elementary soil-forming processes in urban soils of Rostov. Forest Science Issues. 2024;7(1):140. https://doi.org/10.31509/2658-607x-202471-140Salnik NV, Gorbov SN, Tagiverdiev SS, Skripnikov PN, Bezuglova OS. On basic elementary soil-forming processes in urban soils of Rostov. Forest Science Issues. 2024;7(1):140. https://doi.org/10.31509/2658-607x-202471-140Ravansari R, Wilson SC, Tighe M. Portable X-ray Fluorescence for Environmental Assessment of Soils: Not Just a Point and Shoot Method. Environment International. 2020;134:105250. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.105250Ravansari R, Wilson SC, Tighe M. Portable X-ray Fluorescence for Environmental Assessment of Soils: Not Just a Point and Shoot Method. Environment International. 2020;134:105250. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.105250Nesbitt HW, Young GM. Early Proterozoic Climates and Plate Motions Inferred From Major Element Chemistry of Lutites. Nature. 1982;299:715–717. https://doi.org/10.1038/299715a0Nesbitt HW, Young GM. Early Proterozoic Climates and Plate Motions Inferred From Major Element Chemistry of Lutites. Nature. 1982;299:715–717. https://doi.org/10.1038/299715a0Harnois L. The CIW index: A new Chemical Index of Weathering. Sedimentary Geology. 1988;55(3–4):319–322. https://doi.org/10.1016/0037-0738(88)90137-6Harnois L. The CIW index: A new Chemical Index of Weathering. Sedimentary Geology. 1988;55(3–4):319–322. https://doi.org/10.1016/0037-0738(88)90137-6Fedo CM, Nesbitt HW, Young GM. Unraveling the Effects of Potassium Metasomatism in Sedimentary Rocks and Paleosols, With Implications for Paleoweathering Conditions and Provenance. Geology. 1995;23(10):921–924. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1995)023<0921:UTEOPM>2.3.CO;2Fedo CM, Nesbitt HW, Young GM. Unraveling the Effects of Potassium Metasomatism in Sedimentary Rocks and Paleosols, With Implications for Paleoweathering Conditions and Provenance. Geology. 1995;23(10):921–924. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1995)023<0921:UTEOPM>2.3.CO;2Price JR., Velbel MA. Chemical Weathering Indices Applied to Weathering Profiles Developed on Heterogeneous Felsic Metamorphic Parent Rocks. Chemical Geology. 2003;202(3–4):397–416. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2002.11.001Price JR., Velbel MA. Chemical Weathering Indices Applied to Weathering Profiles Developed on Heterogeneous Felsic Metamorphic Parent Rocks. Chemical Geology. 2003;202(3–4):397–416. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2002.11.001Алексеев А.О., Калинин П.И., Алексеева Т.В. Почвенные индикаторы параметров палеоэкологических условий на юге Восточно-Европейской равнины в четвертичное время. Почвоведение. 2019;4:389–399. https://doi.org/10.1134/S0032180X19040026Alekseev AO, Kalinin PI, Alekseeva TV. Soil Indicators of Paleoenvironmental Conditions in the South of the East European Plain in the Quaternary Time. Eurasian Soil Science. 2019;52:349–358. https://doi.org/10.1134/S1064229319040021Глушакова А.М., Лысак Л.В., Умарова А.Б., Прокофьева Т.В., Подушин Ю.В., Быкова Г.С. и др. Бактериальные комплексы урбанозёмов некоторых южных городов России. Почвоведение. 2021;(2):224–231. https://doi.org/10.31857/S0032180X21020052Glushakova AM, Lysak LV, Umarova AB, Prokof'eva TV, Bykova GS, Podushin YV et al. Bacterial Complexes of Urbanozems in Southern Cities of Russia. Eurasian Soil Science. 2021;54(2):257–263. https://doi.org/10.1134/S1064229321020058Прокофьева Т.В., Мартыненко И.А., Иванников Ф.А. Систематика почв и почвообразующих пород Москвы и возможность их включения в общую классификацию. Почвоведение. 2011;(5):611–623.Prokofyeva TV, Martynenko IA, Ivannikov FA. Classification of Moscow soils and parent materials and its possible inclusion in the classification system of Russian soils. Eurasian Soil Science. 2011;44(5):561–571. https://doi.org/10.1134/S1064229311050127Herrmann DL, Schifman LA, Shuster WD. Urbanization Drives Convergence in Soil Profile Texture and Carbon Content. Environmental Research Letters. 2020;15(11):114001. https://doi.org/10.1088/1748-9326/abbb00Herrmann DL, Schifman LA, Shuster WD. Urbanization Drives Convergence in Soil Profile Texture and Carbon Content. Environmental Research Letters. 2020;15(11):114001. https://doi.org/10.1088/1748-9326/abbb00

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