Влияние минеральных и органо-минеральных систем удобрения в Геосети многолетних опытов на формирование углеродного баланса в агроэкосистеме

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.

1. Абдо 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.

2. Башкин В.Н. Эмиссия парниковых газов как мера энергоэффективности при оценке жизненного цикла удобрений // Жизнь Земли. 2024. Т. 46. № 1. С. 20–32.

3. 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.

4. 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.

5. Завалин А.А., Духанина Т.М., Такаева М.А. Оценка эмиссии закиси азота в земледелии Чеченской Республики // Плодородие. 2023. № 1. С. 34–39.

6. Кирюшин В.И. Задачи и программа научно-инновационного обеспечения земледелия и землепользования (методические рекомендации). М.: ООО “Издательство МБА”, 2023. 96 с.

7. 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.

8. Кудеяров В.Н. Эмиссия закиси азота из почв в условиях применения удобрений (аналитический обзор) // Почвоведение. 2020. № 10. С. 1192–1205.

9. Кудеяров В.Н. Эмиссионный фактор азота при применении азотных удобрений в земледелии России // Агрохимия. 2021. № 11. С. 3–15.

10. Методические рекомендации по проведению добровольной инвентаризации объемов выбросов парниковых газов в субъектах Российской Федерации. Минприроды России. 2015. 30 с.

11. 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.

12. Прянишников Д.Н. О сравнении действия навоза и минеральных удобрений // Ежемес. науч.-техн. журн. комитета по химизации НХ СССР. 1929. № 1. С. 35–42.

13. Романенков В.А. Агрохимические опыты в системе исследований Геосети: прошлое, настоящее и будущее // Известия ТСХА. 2012. № 3. С. 54–61.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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.

21. Hanson R.S., Hanson T.E. Methanotrophic bacteria // Microbiological reviews. Vol. 60. 1996. No. 2. Р. 439–471.

22. 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.

23. 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.

24. 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.

25. Paustian K., Six J., Elliot E.T., Hunt H.W. Managementoptionsforreducing CO2 emission from agricultural soils // Biochemistry. 2000. Vol. 48. P. 147–163.

26. Save and Grow. A policymaker’s guide to the sustainable intensification of smallholder crop production. FAO, Rome. 2011. 116 p.

27. WMO Greenhouse Gas Bulletin. 15–25 November 2019.