esoilБюллетень Почвенного института имени В.В. ДокучаеваDokuchaev Soil Bulletin0136-16942312-4202V.V. Dokuchaev Soil Science Institute10.19047/0136-1694-2025-125-157-180esoil-936Research ArticleСтатьиВлияние минеральных и органо-минеральных систем удобрения в Геосети многолетних опытов на формирование углеродного баланса в агроэкосистемеThe influence of mineral and organo-mineral fertilizer systems in the Geonet of long-term experiments on the formation of carbon balance in the agroecosystemhttps://orcid.org/0009-0002-8635-6501ЗаниловА. Х.ZanilovA. Kh.

Занилов Амиран Хабидович - старший научный сотрудник.

360004, Кабардино-Балкарская Республика, Нальчик, ул. Чернышевского,173; 360024, Кабардино-Балкарская Республика, Нальчик, ул. Кирова, 224

173 Chernyshevsky Str., Nalchik 360004, Kabardino-Balkarian Republic; 224 Kirov Str., Nalchik 360024, Kabardino-Balkarian Republic

amiran78@inbox.ruКабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова; Институт сельского хозяйства – филиал Кабардино-Балкарского научного центра Российской академии наукРоссияFederal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Kabardino-Balkarian State University named after H.M. Berbekov”; The Institute of Agriculture – a branch of the Kabardino-Balkarian Scientific Center of the Russian Academy of SciencesRussian Federation2025091120250125157180Copyright © Занилов А.Х., 20252025Занилов А.Х.Zanilov A.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.esoil.ru/jour/article/view/936

Целью работы являлась оценка влияния минеральной и органо-минеральной систем удобрения озимой пшеницы (2021–2024 гг.) в условиях степной зоны Кабардино-Балкарской республики (Терский район, с. Опытное) на участке многолетних опытов, входящих в Геосеть (№ 037), на баланс парниковых газов (СО2 и N2O) в агроэкосистеме. Почва участка представлена черноземом обыкновенным мицеллярно-карбонатным. Расчет баланса диоксида углерода производился в соответствии с методическими рекомендациями Минприроды России (Приказ № 371 от 22.05.2022 г.). Объемы выбросов закиси азота определялись в соответствии с рекомендациями Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Сопоставлением данных баланса СО2-экв. в агроэкоксистеме и СО2-экв., соответствующего объему эмитированного N2O, сформированного за счет содержащегося в растительных остатках и удобрениях азота, а также минерализуемого азота почвы, установлена наиболее благополучная с климатической точки зрения (углерод-секвестрирующая способность) система питания растений – органо-минеральная. Объем СО2-экв., накопленного в системе “почва–растение”, в среднем за 4 года при органо-минеральной системе удобрения составил 98.5 т/га и 28.7 т/га при минеральной системе. Данные показатели отражают разницу углеродного баланса по отношению к контрольному варианту, в котором не использовались какие-либо удобрения. Основной сток СО2 обеспечивался накоплением органического вещества в почве как в пахотном, так и подпахотном горизонтах (0–40 см). При органо-минеральной системе накопление углерода в почве составило 25.2 т/га (92.2 т/га СО2-экв.), при минеральной – 7.3 т/га, или 26.7 т/га СО2-экв.

The purpose of the work was to assess the effect of mineral and organo-mineral fertilizer systems on the balance of greenhouse gases (CO2 and N2O) in the agroecosystem wile winter wheat producing. The experiment was conducted 2021–2024 in the steppe zone of the Kabardino-Balkarian Republic (Tersky District, Opytnoye Village) on a site of long-term experiments included in the Geosystem (No. 037). The soil of the site is represented by ordinary micellar-carbonate chernozem. The calculation of the carbon dioxide balance was carried out in accordance with the methodological recommendations of the Ministry of Natural Resources and Environment of the Russian Federation (Order No. 371 dated May 22, 2022). The volumes of nitrous oxide emissions were determined in accordance with the recommendations of the Intergovernmental Panel on Climate Change. By comparing the CO2-eq balance data in the agroecosystem and the CO2-eq corresponding to the amount of N2O emitted from the nitrogen contained in plant residues and fertilizers, as well as the mineralizable nitrogen in the soil, the most climate-friendly (carbon sequestration capacity) system was identified. The average amount of CO2-eq accumulated in the “soil–plant” system over 4 years under the organo-mineral fertilizer system was 98.5 t/ha, compared to 28.7 t/ha under the mineral system. These figures reflect the difference in carbon balance compared to the control option, which did not use any fertilizers. The main absorber of CO2 was the soil, both in the topsoil and in the subsoil (0–40 cm). In the organic-mineral system, the accumulation of carbon in the soil was 25.2 t/ha (92.2 t/ha CO2-eq). In the mineral system, it was 7.3 t/ha or 26.7 t/ha CO2-eq.

минеральные удобренияорганические удобренияпарниковые газыуглеродный балансГеосеть многолетних опытовклиматический проектmineral fertilizersorganic fertilizersgreenhouse gasescarbon balancelong-term experimentsGeonetРабота выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки РФ, мнемокод FZZR-2023-0010.The work was carried out within the framework of the state assignment of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation, mnemonic code FZZR-2023-0010.ReferencesАбдо Ай, Сунь Д., Янг К., Ли У., Ши З., Абдалла В.Е., Эль-Собки ЕАОС, Вэй Х., Чжан Дж., Кузяков Ю. Углеродный след синтетического азота под основными культурами: первый анализ от начала до конца // Глобальная биология. 2024. № 30(4). e17277. DOI: https://doi.org/10.1111/gcb.17277.Abdo Aj, Sun' D., Jang K., Li U, Shi Z., Abdalla VE, Jel'-Sobki EAOS, Vjej H., Chzhan Dzh., Kuzjakov Ju., Uglerodnyj sled sinteticheskogo azota pod osnovnymi kul'turami: pervyj analiz ot nachala do konca (Carbon footprint of synthetic nitrogen under major crops: a first end-to-end analysis), Global'naja biologija, 2024, No. 30(4), e17277, DOI: https://doi.org/10.1111/gcb.17277.Башкин В.Н. Эмиссия парниковых газов как мера энергоэффективности при оценке жизненного цикла удобрений // Жизнь Земли. 2024. Т. 46. № 1. С. 20–32.Bashkin V.N., Jemissija parnikovyh gazov kak mera jenergojeffektivnosti pri ocenke zhiznennogo cikla udobrenij (Greenhouse gas emissions as a measure of energy efficiency in fertilizer life cycle assessment), Zhizn' Zemli, 2024, Vol. 46, No. 1, pp. 20–32.Баздырев Г.И., Лошаков В.Г., Пупонин А.И., Рассадин А.Я., Сафонов А.Ф., Туликов А.М. Земледелие. М.: Изд-во “Колос”, 2000. 549 с.Bazdyrev G.I., Loshakov V.G., Puponin A.I., Rassadin A.Ja., Safonov A.F., Tulikov A.M., Zemledelie (Agriculture), M.: Izd-vo “Kolos”, 2000, 549 p.Глуховченко А.Ф. Агрохимическое обоснование продуктивности кукурузы на зерно при разных дозах удобрений и способах обработки почвы: Дис. … к. с.-х. н. Белгород, 2019. 166 с.Gluhovchenko A.F., Agrohimicheskoe obosnovanie produktivnosti kukuruzy na zerno pri raznyh dozah udobrenij i sposobah obrabotki pochvy: Diss. … kand. s.-kh. nauk (Agrochemical substantiation of grain corn productivity with different fertilizer rates and tillage methods, Cand. Agri. Sci. thesis), Belgorod, 2019, 166 p.Завалин А.А., Духанина Т.М., Такаева М.А. Оценка эмиссии закиси азота в земледелии Чеченской Республики // Плодородие. 2023. № 1. С. 34–39.Zavalin A.A., Duhanina T.M., Takaeva M.A., Ocenka jemissii zakisi azota v zemledelii Chechenskoj Respubliki (Assessment of nitrous oxide emissions in agriculture of the Chechen Republic), Plodorodie, 2023, No.1, pp. 34–39.Кирюшин В.И. Задачи и программа научно-инновационного обеспечения земледелия и землепользования (методические рекомендации). М.: ООО “Издательство МБА”, 2023. 96 с.Kiryushin V.I., Zadachi i programma nauchno-innovatsionnogo obespecheniya zemledeliya i zemlepol'zovaniya (metodicheskiye rekomendatsii) (Objectives and program of scientific and innovative support for agriculture and land use (methodological recommendations)), Moscow: OOO “Izdatel'stvo MBA”, 2023, 96 p.Климова А.Ю., Степанов А.Л., Манучарова Н.А. Особенности трансформации соединений азота и углерода в олиготрофной торфяной почве // Почвоведение. 2019. № 10. С. 1198–1202.Klimova A.Ju., Stepanov A.L., Manucharova N.A., Osobennosti transformacii soedinenij azota i ugleroda v oligotrofnoj torfjanoj pochve (Features of the transformation of nitrogen and carbon compounds in oligotrophic peat soil), Pochvovedenie, 2019, No. 10, pp. 1198–1202.Кудеяров В.Н. Эмиссия закиси азота из почв в условиях применения удобрений (аналитический обзор) // Почвоведение. 2020. № 10. С. 1192–1205.Kudejarov V.N., Emissija zakisi azota iz pochv v uslovijah primenenija udobrenij (analiticheskij obzor) (Nitrous oxide emission from soils under conditions of fertilizer application (analytical review)), Pochvovedenie, 2020, No. 10, pp. 1192–1205.Кудеяров В.Н. Эмиссионный фактор азота при применении азотных удобрений в земледелии России // Агрохимия. 2021. № 11. С. 3–15.Kudejarov V.N., Emissionnyj faktor azota pri primenenii azotnyh udobrenij v zemledelii Rossii (Nitrogen emission factor during the application of nitrogen fertilizers in agriculture in Russia), Agrohimija, 2021, No. 11, pp. 3–15.Методические рекомендации по проведению добровольной инвентаризации объемов выбросов парниковых газов в субъектах Российской Федерации. Минприроды России. 2015. 30 с.Methodological recommendations for conducting a voluntary inventory of greenhouse gas emissions in the constituent entities of the Russian Federation. Ministry of Natural Resources of Russia, 2015, 30 p.Простаков П.Е. Наблюдения над динамикой водного и пищевого режима в 10-польном травопольном севообороте на предкавказских карбонатных черноземах при орошении. Отчет Южного института гидротехники и мелиорации. Ч. 1. Новочеркасск, 1950. 72 с.Prostakov P.E., Nabljudenija nad dinamikoj vodnogo i pishhevogo rezhima v 10-pol'nom travopol'nom sevooborote na predkavkazskih karbonatnyh chernozemah pri oroshenii (Observations on the dynamics of the water and food regime in a 10-field grassland crop rotation on irrigated Ciscaucasian carbonate chernozems), Report of the Southern Institute of Hydroengineering and Land Reclamation, Part 1, Novocherkass, 1950, 72 p.Прянишников Д.Н. О сравнении действия навоза и минеральных удобрений // Ежемес. науч.-техн. журн. комитета по химизации НХ СССР. 1929. № 1. С. 35–42.Prjanishnikov D.N., O sravnenii dejstvija navoza i mineral'nyh udobrenij (On the comparison of the effects of manure and mineral fertilizers), Ezhemes. nauch.-tehn. zhuri. komiteta po himizacii NH SSSR (Monthly scientific and technical journal of the committee on chemicalization of the USSR National Economy), Moscow: 1929, No. 1, pp. 35–42.Романенков В.А. Агрохимические опыты в системе исследований Геосети: прошлое, настоящее и будущее // Известия ТСХА. 2012. № 3. С. 54–61.Romanenkov V.A., Agrohimicheskie opyty v sisteme issledovanij Geoseti: proshloe, nastojashhee i budushhee (Agrochemical experiments in the Geonet research system: past, present, and future), Izvestija TSHA, 2012, No. 3, pp. 54–61.Романенков В.А. Динамика запасов почвенного углерода в агроценозах европейской территории России (по данным длительных агрохимических опытов): Автореф. дис. … докт. биол. н. М., 2011. 47 с.Romanenkov V.A., Dinamika zapasov pochvennogo ugleroda v agrocenozah evropejskoj territorii Rossii (po dannym dlitel'nyh agrohimicheskih opytov): Avtoref. dis. … dokt. biol. nauk (Dynamics of soil carbon reserves in agrocenoses of the European territory of Russia (based on long-term agrochemical experiments): Extended Abstract of Cand. Biol. Sci. thesis), Moscow, 2011, 47 p.Столбовой В.С., Гребенников А.М., Шилов П.М., Духанин Ю.А. Развитие национальной модели управления бюджетом гумуса (углерода) в почвах агроэкосистем Российской Федерации // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2024. Вып. 120). С. 6–47. DOI: https://doi.org/10.19047/0136-1694-2024-120-6-47.Stolbovoy V.S., Grebennikov A.M., Shilov P.M., Dukhanin Yu.A., Towards a national model of humus (carbon) budget management in soils of agroecosystems in the Russian Federation, Dokuchaev Soil Bulletin, 2024, Vol. 120, pp. 6–47, DOI: https://doi.org/10.19047/0136-1694-2024-120-6-47.Сычев В.Г., Налиухин А.Н. Изучение потока углерода и азота в длительных полевых опытах Геосети с целью снижения выбросов парниковых газов и повышения депонирования диоксида углерода агроценозами // Плодородие. 2021. № 6. С. 38–41.Sychev V.G., Naliuhin A.N., Izuchenie potok ugleroda i azota v dlitel'nyh polevyh opytah Geoseti s cel'ju snizhenija vybrosov parnikovyh gazov i povyshenija deponirovanija dioksida ugleroda agrocenozami (Study of carbon and nitrogen flux in long-term field experiments of the Geonet to reduce greenhouse gas emissions and increase carbon dioxide sequestration by agrocenoses), Plodorodie, 2021, No. 6, pp. 38–41.Сычёв В.Г., Налиухин А.Н., Ерегин А.В., Шарапова Н.Р., Демидов Д.В. Углерод-секвестрирующая оценка различных систем удобрения и определение эмиссии СО2 в длительном полевом опыте // Плодородие. 2022. № 6. С. 73–77.Sychev V.G., Naliuhin A.N., Eregin A.V., Sharapova N.R., Demidov D.V., Uglerod-sekvestrirujushhaja ocenka razlichnyh sistem udobrenija i opredelenie jemissii CO2 v dlitel'nom polevom opyte (Carbon sequestration assessment of various fertilization systems and determination of CO2 emissions in a long-term field experiment), Plodorodie, 2022, No. 6, pp. 73–77.Фиапшев Б.Х., Хачетлов Р.М., Шхацева С.Х. О влиянии длительного удобрения на элементы плодородия обыкновенного мицелярно-карбонатного остаточно-луговатого (предкавказского террасового) чернозема // Материалы конференции “Научные основы рационального использования почв Северного Кавказа и пути повышения их плодородия”. 1969. Нальчик, 1971. C. 31–325.Fiapshev B.H., Hachetlov R.M., Shhaceva S.H., O vlijanii dlitel'nogo udobrenija na jelementy plodorodija obyknovennogo miceljarno-karbonatnogo ostatochno-lugovatogo (predkavkazskogo terrasovogo) chernozema (On the influence of long-term fertilization on the fertility elements of ordinary micellar-carbonate residual-meadow (Ci-Caucasian terrace) chernozem), Materialy konferencii “Nauchnye osnovy racional'nogo ispol'zovanija pochv Severnogo Kavkaza i puti povyshenija ih plodorodija” (Proc. of the conf. “Scientific foundations of rational use of soils of the North Caucasus and ways to increase their fertility”), 1969, Nal'chik, 1971, pp. 31–325.Charles A., Rochette P., Whalen J.K., Angers D.A., Chantigny M.H., Bertrand N. Global nitrous oxide emission factors from agricultural soils after addition of organic amendments: A meta-analysis // Agriculture. Ecosystems and Environment. 2017. Vol. 236. P. 88–98.Charles A., Rochette P., Whalen J.K., Angers D.A., Chantigny M.H., Bertrand N., Global nitrous oxide emission factors from agricultural soils after addition of organic amendments: A meta-analysis, Agriculture, Ecosystems and Environment, 2017, Vol. 236, pp. 88–98.Gebrewahid Y., Gebre-Egziabhier T.B. Carbon stock potential of scattered trees on farmland along an altitudinal gradient in Tigray, Northern Ethiopia // Ecological Processes. 2018. Vol. 7. No. 1. P. 2–8.Gebrewahid Y., Gebre-Egziabhier T.B., Carbon stock potential of scattered trees on farmland along an altitudinal gradient in Tigray, Northern Ethiopia, Ecological Processes, 2018, Vol. 7, No. 1, pp. 2–8.Hanson R.S., Hanson T.E. Methanotrophic bacteria // Microbiological reviews. Vol. 60. 1996. No. 2. Р. 439–471.Hanson R.S., Hanson T.E., Methanotrophic bacteria, Microbiological reviews, Vol. 60, 1996, No. 2, pp. 439–471.IPCC, 2013. Climate Change: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Eds. Stocker T.F. et al. N.Y.: Cambridge University Press, 2013. 1535 p.Stocker T.F. et al. (Eds.), IPCC, 2013. Climate Change: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, N.Y.: Cambridge University Press, 2013, 1535 p.Klemedtsson L., Klemedtsson A.K., Moldan F. Nitrous oxide emission from Swedish forest soils in relation to liming and simulated increased N-deposition // Biol. Fertil. Soils. 1997. Vol. 25. P. 290–295.Klemedtsson L., Klemedtsson A.K., Moldan F., Nitrous oxide emission from Swedish forest soils in relation to liming and simulated increased N-deposition, Biol. Fertil. Soils, 1997, Vol. 25, pp. 290–295.Körshens M. Soil – Humus – Climate. Practically relevant results of 79long-term field experiments / Vortrag zum 2. Symp. “Wahrnehmung und Bewertung von Böden in der Gesellschaft am 12. Oktober 2018 in UFZ Leipzig”. 2018. 12 p.Körshens M., Soil – Humus – Climate. Practically relevant results of long-term field experiments, Vortrag zum 2. Symp. “Wahrnehmung und Bewertung von Böden in der Gesellschaft am 12. Oktober 2018 im UFZ Leipzig”, 2018, 12 p.Paustian K., Six J., Elliot E.T., Hunt H.W. Managementoptionsforreducing CO2 emission from agricultural soils // Biochemistry. 2000. Vol. 48. P. 147–163.Paustian K., Six J., Elliot E.T., Hunt H.W., Management options for reducing CO2 emission from agricultural soils, Biochemistry, 2000, Vol. 48, pp. 147–163.Save and Grow. A policymaker’s guide to the sustainable intensification of smallholder crop production. FAO, Rome. 2011. 116 p.Save and Grow, A policymaker’s guide to the sustainable intensification of smallholder crop production. FAO, Rome, 2011, 116 p.WMO Greenhouse Gas Bulletin. 15–25 November 2019.WMO Greenhouse Gas Bulletin, 15–25 November 2019.

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