vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2024-378-1-92-96vetpress-2911Research ArticleАГРОНОМИЯAGRONOMYИзменение гумусного состояния чернозема типичного при различных способах обработки почвыChange in the humus state of typical chernozem with various methods of tillagehttps://orcid.org/0000-0001-5999-9718ДубовикЕ. В.DubovikE. V.

Елена Валентиновна Дубовик, доктор биологических наук

ул. Карла Маркса, 70Б, Курск, 305021

Elena V. Dubovik, Doctor of Biological Sciences

70B Karl Marx Str., Kursk, 305021

 

dubovikev@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1585-6990ДубовикД. В.DubovikD. V.

Дмитрий Вячеславович Дубовик, доктор сельскохозяйственных наук, профессор РАН

ул. Карла Маркса, 70Б, Курск, 305021

Dmitry V. Dubovik, Doctor of Agricultural Sciences, Professor of the Russian Academy of Sciences

70B Karl Marx Str., Kursk, 305021

dubovikdm@yandex.ruКурский федеральный аграрный научный центрРоссияFederal Agricultural Kursk Research CenterRussian Federation202420012024019296Copyright © Дубовик Е.В., Дубовик Д.В., 20242024Дубовик Е.В., Дубовик Д.В.Dubovik E.V., Dubovik D.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/2911Актуальность

Актуальность. Статья посвящена влиянию различных способов обработки почвы на гумусное состояние чернозема типичного (Haplic Chernozems).

Методы

Методы. Варианты обработки почвы: вспашка с оборотом пласта (20–22 см), комбинированная обработка (дискование 8–10 см + чизель 20–22 см), поверхностная обработка (дискование) до 8 см, прямой посев. Объектом исследования являлся чернозем типичный мощный тяжелосуглинистый.

Результаты

Результаты. По результатам группового и фракционного состава гумуса чернозема типичного (независимо от способа обработки и изучаемого слоя почвы) были установлены, следующие закономерности: преобладание группы гуминовых кислот (ГК — 45–55% от органического углерода (Сорг.), высокая доля гуминовых кислот, связанных с кальцием (ГК-2 — 29–41% от Сорг.), низкое содержание негидролизуемого остатка (НО — 29–36% от Сорг.), гуматный тип гумуса (Сгк:Сфк > 2), очень высокая степень гумификации органического вещества (>4,5). С увеличением глубины пахотного слоя (независимо от способа обработки почвы) отмечаются рост Сгк, Сгк-2 и снижение углерода гуминовых кислот, свободных и связанных с подвижными полуторными R2O3(Сгк-1), углерода гуминовых кислот, связанных с устойчивыми R2O3 (Сгк-3), и углерода фульвокислот (Сфк). В слое 0–20 см отмечается преобладание Сгк-1 (5,5%), и их содержание снижается в зависимости от способа обработки почвы в ряду «комбинированная (5,08%) → поверхностная обработка → прямой посев (4,91)». При применении крайней степени минимизации (прямого посева) в слое 0–20 см по отношению к другим способам обработки почвы отмечается наибольшее количество Сгк-2. Содержание Сгк-3 и Сфк было наибольшим при поверхностной и комбинированной обработке.

Relevance

Relevance. The article is devoted to the influence of various methods of tillage on the humus state of typical chernozem (Haplic Chernozems).

Methods

Methods. Tillage options: plowing with a formation turnover (20–22 cm); combined processing (disking 8–10 cm + chisel 20–22 cm); surface treatment (disking) up to 8 cm; direct sowing. The object of the study was a typical powerful heavy loamy chernozem.

Results

Results. According to the results of the group and fractional composition of typical chernozem humus (regardless of the method of processing and the studied soil layer), the following patterns were established: the predominance of a group of humic acids (HA — 45–55% of organic carbon (Sorg.), a high proportion of humic acids associated with calcium (HA-2 — 29–41% of Sorg.), low content of non-hydrolyzable residue (NO — 29–36% of Sorg.), humate type of humus (Sgc:Sfk > 2), a very high degree of humification of organic matter (>4.5). With an increase in the depth of the arable layer (regardless of the method of tillage), there is an increase in Sgc, Sgc-2 and a decrease in carbon of humic acids free and associated with mobile oneand-a-half R2O3 (Sgc-1), carbon of humic acids associated with stable R2O3 (Sgc-3), and carbon of fulvic acids (Sfk). In the 0-20 cm layer, the predominance of Sgc-1 (5.5%) is noted, and their content decreases depending on the method of tillage in the series “combined (5.08%) → surface treatment → direct sowing (4.91)”. When applying an extreme degree of minimization (direct sowing) in a layer of 0–20 cm in relation to other methods of tillage, the largest amount of Sgk-2 is noted. The content of Sgk-3 and Sfk was highest with surface and combined treatment.

чернозем типичный (Haplic Chernozems)способы обработки почвыорганический углеродфракционно-групповой состав гумусаtypicalchernozem (Haplic Chernozems)methods of tillageorganic carbonfractional and group composition of humusМатериалы подготовлены при поддержке Минобрнауки РФ в рамках государственного задания Федерального государственного бюджетного научного учреждения Курского федерального аграрного научного центра (тема № FGZU-2019-0002)The materials were prepared with the support of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation within the framework of the state assignment of the Federal State Budgetary Scientific Institution of the Kursk Federal Agrarian Scientific Center (topic No. FGZU-2019-0002)ReferencesМокриков Г.В., Минникова Т.В., Мясникова М.А., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Изменение содержания и состава органического вещества черноземов Приазовья при использовании технологии прямого посева. Агрохимия. 2020; (1): 18–24. https://doi.org/10.31857/S0002188120010093Mokrikov G.V., Vinnikova T.V., Myasnikova M.A., Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I. Changes in the content and composition of organic matter of chernozems of the Azov region with the use of direct seeding technology. Agrokhimiya. 2020; (1): 18–24 (In Russian). https://doi.org/10.31857/S0002188120010093Байбеков Р.Ф. Природоподобные технологии — основа стабильного развития земледелия. Земледелие. 2018; (2): 5–8. https://doi.org/10.24411/0044-3913-2018-10201.Baibekov R.F. Nature-like technologies is the basis for sustainable development of agriculture. Zemledelie. 2018; (2): 5–8 (In Russian). https://doi.org/10.24411/0044-3913-2018-10201Martínez I. et al. Two decades of no-till in the Oberacker long-term field experiment: Part I. Crop yield, soil organic carbon and nutrient distribution in the soil profile. Soil and Tillage Research. 2016; 163: 141–145. https://doi.org/10.1016/j.still.2016.05.021Martínez I. et al. Two decades of no-till in the Oberacker long-term field experiment: Part I. Crop yield, soil organic carbon and nutrient distribution in the soil profile. Soil and Tillage Research. 2016; 163: 141–145. https://doi.org/10.1016/j.still.2016.05.021Дедов А.А., Несмеянова М.А., Дедов А.В. Влияние приемов биологизации земледелия и способов обработки почвы на содержание органического вещества в черноземе типичном и продуктивность севооборотов. Агрохимия. 2017; (9): 25–32. https://doi.org/10.7868/S0002188117090022Dedov A.A., Nesmeyanova M.A., Dedov A.V. Impact of biologization practices in agriculture and soil tillage on soil organic matter content and productivity of crop rotations in typical chernozem. Agrokhimiya. 2017; (9): 25–32 (In Russian). https://doi.org/10.7868/S0002188117090022Шарков И.Н., Самохвалова Л.М., Мишина П.В. Изменение органического вещества чернозема выщелоченного при минимизации обработки в лесостепи Западной Сибири. Почвоведение. 2016; 49(7): 824–830. https://doi.org/10.7868/S0032180X16070091Sharkov I.N., Samokhvalova L.M., Mishina P.V. Transformation of soil organic matter in leached chernozemsunder minimized treatment in the forest-steppe of West Siberia. Eurasian Soil Science. 2016; 49(7): 824–830. https://doi.org/10.1134/S1064229316070097Soane B.D., Ball B.C., Arvidsson J., Basch G., Moreno F., Roger-Estrade J. No-till in northern, western and south-western Europe: A review of problems and opportunities for crop production and the environment. Soil and Tillage Research. 2012; 118: 66–87. https://doi.org/10.1016/j.still.2011.10.015Soane B.D., Ball B.C., Arvidsson J., Basch G., Moreno F., Roger-Estrade J. No-till in northern, western and south-western Europe: A review of problems and opportunities for crop production and the environment. Soil and Tillage Research. 2012; 118: 66–87. https://doi.org/10.1016/j.still.2011.10.015Huang G.B. et al. Effects of Stubble Management on Soil Fertility and Crop Yield of Rainfed Area in Western Loess Plateau, China. Applied and Environmental Soil Science. 2012; 2012: 256312. https://doi.org/10.1155/2012/256312Huang G.B. et al. Effects of Stubble Management on Soil Fertility and Crop Yield of Rainfed Area in Western Loess Plateau, China. Applied and Environmental Soil Science. 2012; 2012: 256312. https://doi.org/10.1155/2012/256312Гамзиков Г.П., Сулейменов С.З. Азотминерализующая способность серой лесной почвы Новосибирского Приобья при компостировании и паровании растительных остатков. Почвоведение. 2021; (5): 582‒591. https://doi.org/10.31857/S0032180X21050087Gamzikov G.P., Suleimenov S.Z. Nitrogen Mineralization Capacity of Gray Forest Soil of the Novosibirsk Ob River Region during Composting and Fallowing of Plant Residues. Eurasian Soil Science. 2021; 54(5): 729‒737. https://doi.org/10.1134/S1064229321050082Jha P., Hati K.M., Dalal R.C., Dang Y.P., Kopittke P.M., Menzies N.W. Soil carbon and nitrogen dynamics in a Vertisol following 50 years of no-tillage, crop stubble retention and nitrogen fertilization. Geoderma. 2020; 358: 113996. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.113996Jha P., Hati K.M., Dalal R.C., Dang Y.P., Kopittke P.M., Menzies N.W. Soil carbon and nitrogen dynamics in a Vertisol following 50 years of no-tillage, crop stubble retention and nitrogen fertilization. Geoderma. 2020; 358: 113996. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.113996Шарков И.Н., Самохвалова Л.М., Мишина П.В., Шепелев А.Г. Влияние пожнивных остатков на состав органического вещества чернозема выщелоченного в лесостепи Западной Сибири. Почвоведение. 2014; (4): 473–479. https://doi.org/10.7868/S0032180X1404008XSharkov I.N., Samokhvalova L.M., Mishina P.V., Shepelev A.G. Effect of crop residues on the organic matter composition of a leached chernozem in the Western Siberian forest-steppe. Eurasian Soil Science. 2014; 47(4): 304–309. https://doi.org/10.1134/S1064229314040085Медведева А.М., Бирюкова О.А., Ильченко Я.И., Кучеренко А.В., Кучменко Е.В. Содержание и запас гумуса в черноземе обыкновенном при использовании различных систем основной обработки. Успехи современного естествознания. 2018; (1): 29–34. https://www.elibrary.ru/yodekaMedvedeva A.M., Biryukova O.A., Ilchenko Ya.I., Kucherenko A.V., Kuchmenko E.V. The content and stock of humus in ordinary chernozem when using various basic processing systems. The successes of modern natural science. 2018; (1): 29–34 (In Russian). https://www.elibrary.ru/yodekaSaviozzi A., Vanni G., Cardelli R. Carbon mineralization kinetics in soils under urban environment. Applied Soil Ecology. 2014; 73: 64–69. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2013.08.007Saviozzi A., Vanni G., Cardelli R. Carbon mineralization kinetics in soils under urban environment. Applied Soil Ecology. 2014; 73: 64–69. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2013.08.007Blair G.J., Lefroy R.D.B., Lisle L. Soil carbon fractions based on their degree of oxidation, and the development of a carbon management index for agricultural systems. Australian Journal of Agricultural Research. 1995; 46(7): 1459–1466. https://doi.org/10.1071/AR9951459Blair G.J., Lefroy R.D.B., Lisle L. Soil carbon fractions based on their degree of oxidation, and the development of a carbon management index for agricultural systems. Australian Journal of Agricultural Research. 1995; 46(7): 1459–1466. https://doi.org/10.1071/AR9951459Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Розанова М.С. Дополнительные показатели гумусного состояния почв и их генетических горизонтов. Почвоведение. 2004; (8): 918–926. https://www.elibrary.ru/owplcpOrlov D.S., Biryukova O.N., Rozanova M.S. Revised system of the humus status parameters of soils and their genetic horizons. Eurasian Soil Science. 2004; 37(8): 798–805. https://www.elibrary.ru/likcoj

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