Аннотация. Цель настоящей работы – изучение эмиссии диоксида углерода с поверхности целинного и пахотного чернозема в течение вегетационного периода Тобол-Ишимского междуречья. Методы. Исследования проводили на целине, в чистом пару, под зерновыми культурами и кукурузой с мая по октябрь. Интенсивность выделения углекислого газа определяли методом Штатнова с титрованием в полевых условиях. Результаты. Исходя из ранее проведенных исследований, на основе научно обоснованных подходов, а также собственных экспериментальных данных изучена взаимосвязь между эмиссией углекислого газа и гидротермическими условиями гумусового слоя (0–30 см), а также определена степень влияния вида угодий и сельскохозяйственных культур на выделение СО2 с поверхности чернозема выщелоченного. Установлено, что черноземы Западной Сибири характеризуются очень низкой биологической активностью в весенние и осенние периоды. Эмиссия СО2 в мае в среднем составила 1,0–1,6 кг/га в час при коэффициенте вариации 8 %. Пик выделения углекислого газа в атмосферу приходится на июнь – июль (2,6–6,5 кг/га в час). Выявлено, что под зерновыми культурами газообразные потери С–СО2 в летний период составляют 4,1–6,5 кг/га в час, а на участке чистого пара – 2,3–3,4 кг/га в час. Определяющую роль в интенсивности выделения углекислого газа играет температура почвы (r = 0,7). За годы исследований засушливые периоды отсутствовали, что не позволило установить достоверное влияние увлажнения почвы на эмиссию CO2, коэффициент корреляции составил 0,2 ед. На основании полученных результатов была выявлена низкая степень (12,8 %) влияния вида угодий (целина/пашня) и культур (зерновые/кукуруза) на интенсивность выделения углекислоты в атмосферу с поверхности чернозема. Максимальная степень влияния была у гидротермических условий почвы (65 %), от которых зависела активность почвенной микробиоты и корневой системы растений. Научная новизна. Впервые для Тобол-Ишимского междуречья была изучена интенсивность выделения диоксида углерода с поверхности чернозема выщелоченного и установлена степень влияния антропогенного фактора на фоне особенностей гидротермического режима почвы.
эмиссия углекислого газа; круговорот углерода; биологическая активность почв; сельскохозяйственная деятельность; экологический мониторинг; антропогенный фактор; почвенное органическое вещество; карбоновый след
1. Quere C. Le. Global carbon budget // Earth System Science Data. 2016. No. 8. Pp. 605-649.
2. Dencső M., Horel Á., Tóth E., Bogunovic I. Effects of environmental drivers and agricultural management on soil CO2 and N2O emissions // Agronomy. 2021. Vol. 11. No. 1. DOI:https://doi.org/10.3390/agronomy11010054.
3. Jain A., Yang X., Kheshgi H., McGuire A.D., Post W., Kicklighter D. Nitrogen attenuation of terrestrial carbon cycle response to global environmental factors // Global Biogeochemistry Cycles. 2009. No. 23. Article number GB4028.
4. Ахтямова А. А. Использование соломы для стабилизации гумусового состояния чернозема выщелоченного лесостепной зоны Зауралья: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. Тюмень, 2018. 18 с.
5. Akhtyamova A. A., Kulyasova O. A. Nutrient Concentration of Straw during its Degradation in the Conditions of Forest-Steppe Zone of Trans-Urals // International scientific and practical conference “AgroSMART - Smart solutions for agriculture” (AgroSMART 2018). Series: Advances in Engineering Research. Tyumen, 2018. Pp. 6-10. DOI:https://doi.org/10.2991/agrosmart-18.2018.2.
6. Мильхеев Е. Ю. Оценка дыхания лугово-болотных почв дельты р. Селенги (Западное Забайкалье) // Агрохимия. 2020. № 1. С. 70-74.
7. Рзаева В. В. Качество основной обработки почвы в Северной лесостепи Тюменской области // Вестник КрасГАУ. 2017. № 12 (135). С. 29-33.
8. Миллер Е. И., Рзаева В. В., Миллер С. С. Агрофизические свойства и урожайность кукурузы в зависимости от основной обработки почвы в Северной лесостепи Тюменской области // Аграрный вестник Урала. 2018. № 9 (176). С. 9-13.
9. Еремин Д. И., Попова О. Н. Влияние минеральных удобрений на интенсивность разложения целлюлозы в пахотном черноземе лесостепной зоны Зауралья // Вестник Государственного аграрного университета Северного Зауралья. 2016. № 4 (35). С. 27-33.
10. Yevdokimov I. V., Larionova A. A., Lopes De Gerenyu V. O. Experimental assessment of the contribution of plant root respiration to the emission of carbon dioxide from the soil // Eurasian Soil Science. 2010. Vol. 43. No. 12. Pp. 1373-1381. DOI:https://doi.org/10.1134/S1064229310120070.
11. Розенберг Г. С., Коломыц Э. Г. Моделирование углеродного баланса лесных экосистем при глобальном потеплении // Вестник экологического образования в России. 2016. Т. 1. С. 10-12.
12. Еремин Д. И. Минеральные удобрения и плодородие Сибирского чернозема. Результаты многолетних исследований // Вестник Курганской ГСХА. 2017. № 4 (24). С. 36-40.
13. Демин Е. А., Барабанщикова Л. Н. Динамика поглощения азота кукурузой, выращиваемой в лесостепной зоне Зауралья // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2021. № 2 (65). С. 9-13.
14. Ульянова О. А., Кураченко Н. Л., Чупрова В. В. Влияние системы удобрения на плодородие чернозема выщелоченного Красноярской лесостепи // Агрохимия. 2010. № 1. С. 10-19.
15. Майсямова Д. Р., Еремин Д. И. Изменение микрофлоры пахотного чернозема лесостепной зоны Зауралья под действием механической обработки // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2020. № 1 (183). С. 17-27.
16. Eremin D. Soils swelling as a regional feature of Western Siberia // MATEC Web of Conferences, St. Petersburg, December 20-22, 2017. St. Petersburg: EDP Sciences, 2018. Article number 02017. DOIhttps://doi.org/10.1051/matecconf/201817002017.
17. Рекомендации по проведению весенне-полевых работ в Тюменской области в условиях 2015 года / Н. В. Перфильев, Е. П. Ренев, В. Н. Тимофеев, О. А. Вьюшина. Тюмень: Типография ООО «Печатник», 2015. 28 с.
18. Eremin D. I., Renev E. P. Dynamics of agrochemical properties of gray forest soil of the Western Siberia’s sub-boreal zone affected by a long-term agricultural exploitation // BIO Web of Conferences: International Scientific and Practical Conference. Tyumen, 2021. Article number 03006. DOI:https://doi.org/10.1051/bioconf/20213603006.
19. Шарков И. Н. Совершенствование абсорбционного метода определения выделения СО2 из почвы в полевых условиях // Почвоведение. 1987. № 1. С. 127-133.
20. Sherstobitov S. The results of the differential mineral fertilization in the automatic mode according to the task map // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering: International Workshop “Advanced Technologies in Material Science, Mechanical and Automation Engineering - MIP: Engineering - 2019”. Krasnoyarsk, 2019. Article number 62011. DOI:https://doi.org/10.1088/1757-899X/537/6/062011.
21. Логинов Ю. П., Казак А. А., Гайзатулин А. С., Симакова Т. В. Влияние элементов технологии возделывания на урожайность сортов картофеля в условиях органического земледелия // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В. Р. Филиппова. 2021. № 1 (62). С. 21-28. DOI:https://doi.org/10.34655/bgsha.2021.62.1.003.
22. Lyubimova A. V., Tobolova G. V., Eremin D. I., Loskutov I. G. Dynamics of the genetic diversity of oat varieties in the Tyumen region at avenin-coding loci // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2020. Vol. 24. No. 2. Pp. 123-130. DOI:https://doi.org/10.18699/VJ20.607.
23. Кравцов Ю. В. Гидротермический режим южных черноземов и лугово-черноземных почв Ишимской степи // Вестник Тюменского государственного университета. 2006. № 5. С. 76-82.
24. Еремина Д. В., Фисунов Н. В., Ахтямова А. А. Оптимизационная модель гумусообразования пахотных черноземов за счет использования соломы зерновых культур // Агропродовольственная политика России. 2017. № 6 (66). С. 15-19.
25. Попова О. Н. Влияние минеральных удобрений на целлюлозоразлагающую способность чернозёма выщелоченного // Научные достижения и открытия современной молодёжи: актуальные вопросы и инновации: сборник статей победителей международной научно-практической конференции. Пенза, 2017. С. 35-39.
26. Иваненко А. С., Кулясова О. А. Агроклиматические условия Тюменской области. Тюмень: изд-во ТГСХА, 2008. 208 с.
27. Перфильев Н. В. Научные основы оптимизации системы обработки темно-серой лесной почвы в Северном Зауралье. Новосибирск: Ареал, 2014. 308 с.
28. Русакова И. В., Еремина Р. Ф., Чуян Н. А. [и др.]. Технологии использования соломы и растительных остатков агроценозов на удобрение. Владимир: Всероссийский научно-исследовательский, конструкторский и проектно-технологический институт органических удобрений и торфа Российской академии сельскохозяйственных наук, 2008. 133 с.
29. Kudeyarov V. N., Kurganova I. N. Respiration of Russian soils: Database analysis, long-term monitoring, and general estimates // Eurasian Soil Science. 2005. Vol. 38. No. 9. Pp. 983-992.
30. Dhaliwal S. S., Naresh R. K., Gupta R. K., Panwar A. S., Mahajan N. C., Singh R., Mandal A. Effect of tillage and straw return on carbon footprints, soil organic carbon fractions and soil microbial community in different textured soils under rice-wheat rotation: a review // Reviews in Environmental Science and Bio/Technology. 2020. Vol. 19 (1). Pp. 103-115. DOI:https://doi.org/10.1007/s11157-019-09520-1.
