Динамику органического вещества (ПОВ) пахотных почв Ямала анализировали с помощью вычислительных экспериментов с моделью ROMUL, а температуры и влажности почвы – с помощью модели SCLISS. Почва – агрозем иллювиально-железистый агрогенно-аккумулятивный. Мощность гумусового горизонта PY 30 см. Запасы для 0–20 и 0–30 см: ПОВ – 9.32 и 13.75; N – 0.46 и 0.66 кг/м2 соответственно. Фон: ерниково-зеленомошная тундра около г. Салехард. Почва дерново-подбур: подстилка (О, 2 см) и гумусово-аккумулятивный (AY, 4 см) и иллювиально-железистый (BF, 6 см) горизонты. Запасы для 0–2 и 2–6 см, кг/м2: ПОВ – 1.38 и 2.69; N – 0.03 и 0.18 соответственно. Количество и качество опада фона оценивали по литературным данным. Уточнение количества опада проводили методом решения обратной задачи (spin-up). Имитировали торфование: стартовое 12 кг/м2 и поддерживающие (каждые 6 лет) – 4, 8 и 12 кг/м2, N 1%. Внесение минеральных удобрений в дозе: N 4 г/м2 (40 кг/га) в годы торфования и внесение той же дозы азота ежегодно. Ретроспектива вычислительных экспериментов 30 и 90 лет. Вычислительные эксперименты показали, что после стартового торфования, 12 кг/м2, дерново-подбура через 30 лет остается детрита 15% от внесенного. Поддерживающее торфование, 8–12 кг/м2 (80–120 т/га), приводит к увеличению запасов ПОВ до 20–30 кг/м2 и избыточному накоплению детрита. Внесение 4 кг/м2 (40 т/га) торфа раз в 6 лет в течение 90 лет показывает динамику запасов ПОВ от дерново-подбура до агрозема, что подтверждается данными полевых исследований. Внесение минерального азота раз в 6 лет не влияет на запасы ПОВ. Ежегодное внесение минерального азота вызывает рост запасов ПОВ за счет усиления гумификации. Этот факт требует экспериментальной проверки.
The goal of this work is to analyze the dynamics of soil organic matter (SOM) in arable soils of Yamal using computational experiments with the ROMUL model. Soil temperature and moisture dynamics were simulated using the SCLISS model. The Yamal experimental station was organized in 1932. The soil is Plaggic Podzol. The thickness of humus horizon (PY) is 30 cm. Pools, kg/m2: SOM – 9.32 and 13.75; N – 0.46 and 0.66 for 0–20 and 0–30 cm respectively. Background: soddy-green-moss tundra near Salekhard. Soil: Folic Podzol: litter (O, 2 cm) and humus-accumulative (AY, 4 cm) and illuvial ferruginous (BF, 6 cm) horizons. Pools, kg/m2: SOM – 1.38 and 2.69, N – 0.03 and 0.18 for 0–2 and 2–6 cm respectively. The quantity and quality of background fall was estimated according to literature data. Clarification of the amount of fall was carried out by the method of inverse problem solving (spin-up). Peat application was simulated: starting application in the dose of 12 kg/m2 and maintenance (every 6 years) in doses 4, 8 and 12 kg/m2, N 1%. Application of mineral fertilizers, 2 variants: a) N 4 g/m2 (40 kg/ha) in peatting years and b) application of the same dose of nitrogen every year. The duration of computational experiments is 30 and 90 years. Computational experiments showed that after the starting peatting of Folic Podzol at the rate of 12 kg/m2 after 30 years, only 15% of the applied detritus remained. Maintenance peatting of 8–12 kg/m2 leads to an increase in SOM pool to 20–30 kg/m2 and excessive accumulation of detritus. Application of 4 kg/m2 of peat once every 6 years for 90 years shows the dynamics of SOM pools from Folic Podzol to Plaggic Podzol which is confirmed by field survey data. Application of mineral nitrogen (4 g/m2) once every 6 years does not affect SOM pools. Annual application of mineral N (4 g/m2) increases SOM pools due to intensified humification. This fact requires experimental verification.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.