vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2024-378-1-97-101vetpress-2912Research ArticleАГРОНОМИЯAGRONOMYИзучение в длительном лабораторном эксперименте потенциальной подверженности минерализации органического вещества постагрогенных светло-серых почвStudy in a long-term laboratory experiment of the potential susceptibility to mineralization of organic matter in post-agrogenic light gray soilshttps://orcid.org/0000-0003-4102-2209ГиниятуллинК. Г.GinijatullinK. G.

Камиль Гашикович Гиниятуллин, кандидат биологических наук, доцент

ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008

Kamil G. Giniyatullin, Candidate of Biological Sciences, Associate Professor

18 Kremlevskaya Str., Kazan, 420008

ginijatullin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4339-9704СахабиевИ. А.SakhabievI. A.

Ильназ Алимович Сахабиев, кандидат биологических наук, доцент

ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008

 

 

Ilnaz A. Sakhabiev, Candidate of Biological Sciences, Associate Professor

18 Kremlevskaya Str., Kazan, 420008

ilnasssoil@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6927-6983ОкуневР. В.OkunevR. V.

Родион Владимирович Окунев, кандидат биологических наук, доцент

ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008

 

Rodion V. Okunev, Candidate of Biological Sciences, Associate Professor

18 Kremlevskaya Str., Kazan, 420008

https://orcid.org/0000-0001-8157-5348КадыроваР. Г.KadyrovaR. G.

Резеда Габдулловна Кадырова, старший преподаватель

ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008

 

Reseda G. Kadyrova, Senior Lecturer

18 Kremlevskaya Str., Kazan, 420008

kadrezeda@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7132-5537РыжихЛ. Ю.RyzhikhL. Yu.

Людмила Юрьевна Рыжих, кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель

ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008

Ludmila Yu. Ryzhikh, Candidate of Agricultural Sciences, Senior Lecturer

18 Kremlevskaya Str., Kazan, 420008

ludarigih@mail.ruКазанский (Приволжский) федеральный университетРоссияKazan (Volga region) Federal UniversityRussian Federation2024200120240197101Copyright © Гиниятуллин К.Г., Сахабиев И.А., Окунев Р.В., Кадырова Р.Г., Рыжих Л.Ю., 20242024Гиниятуллин К.Г., Сахабиев И.А., Окунев Р.В., Кадырова Р.Г., Рыжих Л.Ю.Ginijatullin K.G., Sakhabiev I.A., Okunev R.V., Kadyrova R.G., Ryzhikh L.Y.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/2912Актуальность

Актуальность. С 2021 года в России начаты работы по оценке плодородия неиспользуемой пашни и ее вовлечению в сельскохозяйственный оборот. Изменение системы земледелия постагрогенных почв может привести к неконтролируемой минерализации новообразованного под залежной растительностью почвенного органического вещества (ПОВ) и значительной эмиссии СО2 в атмосферу. Исследования характера накопления ПОВ под залежной растительностью и оценки его потенциальной подверженности минерализации являются актуальными, поскольку могут стать основой для разработки агротехнических приемов возвращения неиспользуемых земель в пахотный оборот с максимальным сохранением их плодородия.

Методы

Методы. В длительном лабораторном инкубационном эксперименте изучали динамику изменения показателей интенсивности базального и субстрат-индуцированного дыхания постагрогенных почв для оценки потенциальной подверженности минерализации ПОВ при изменении системы землепользования. Использовали послойные образцы (0–10 и 10–20 см) из старопахотных горизонтов двух залежных участков с различным гумусным состоянием. Проводили сопоставление результатов инкубационного эксперимента с результатами оценки количественного содержания и качественного состава ПОВ.

Результаты

Результаты. В слое 0–10 см показатели интенсивности дыхания выше, чем в слое 10–20 см. Результаты оценки интенсивности дыхания согласуются с оценкой качественного состава ПОВ. Накопление ПОВ происходит преимущественно в верхней части постагрогенных почв за счет подвижных легкоокисляемых органических соединений фульватной природы. При разработке агротехнических приемов возвращения залежных земель в пахотный оборот необходимо ориентироваться прежде всего на технологии основной обработки, обеспечивающие максимальное сохранение накопленного в верхнем слое потенциально легкоминерализуемого ПОВ.

Relevance

Relevance. Since 2021, work has begun in Russia to assess the fertility of unused arable land and its involvement in agricultural circulation. Changes in the farming system of post-agrogenic soils can lead to uncontrolled mineralization of newly formed soil organic matter (SOM) under fallow vegetation and significant CO2 emissions into the atmosphere. Studies of the nature of SOM accumulation under fallow vegetation and assessment of its potential susceptibility to mineralization are relevant, since they can become the basis for the development of agrotechnical methods for returning unused lands to arable circulation with the maximum preservation of their fertility.

Methods

Methods. In a long-term laboratory incubation experiment, we studied the dynamics of changes in the intensity of basal (BR) and substrate-induced respiration (SIR) in postagrogenic soils to assess the potential susceptibility to SOM mineralization with a change in land use. Layered samples (0–10 and 10–20 cm) were used from the old arable horizons of two fallow plots with different humus conditions. The results of the incubation experiment were compared with the results of assessing the quantitative content and qualitative composition of SOM.

Results

Results. In the 0–10 cm layer, the respiration rates are higher than in the 10–20 cm layer. The results of the assessment of the respiration intensity are consistent with the assessment of the qualitative composition of SOM. The accumulation of SOM occurs mainly in the upper part of postagrogenic soils due to mobile easily oxidized organic compounds of a fulvic nature. When developing agrotechnical methods for returning fallow lands to arable circulation, it is necessary to focus primarily on basic processing technologies that ensure maximum preservation of potentially easily mineralized material accumulated in the upper layer.

постагрогенные почвылабораторный инкубационный экспериментбазальное дыхание почвсубстрат-индуцированное дыханиеминерализация органического веществаpostagrogenic soilslaboratory incubation experimentbasal soil respirationsubstrate-induced soil respirationmineralization of organic matterИсследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда, проект № 22-24-00242The research was carried out with the financial support of the Russian Science Foundation, project No. 22-24-00242ReferencesКурганова И.Н., Лопес де Гереню В.О., Швиденко А.З., Сапожников П.М. Изменение общего пула органического углерода в залежных почвах России в 1990–2004 гг. Почвоведение. 2010; (3): 361–368. https://elibrary.ru/lojfkzKurganova I.N., Lopes de Gerenyu V.O., Shvidenko A.Z., Sapozhnikov P.M. Changes in the organic carbon pool of abandoned soils in Russia (1990–2004). Eurasian Soil Science. 2010; 43(3): 333–340. https://doi.org/10.1134/S1064229310030129Люри Д.И., Горячкин С.В., Караваева Н.А., Денисенко Е.А., Нефедова Т.Г. Динамика сельскохозяйственных земель России в XX в. и постагрогенное восстановление растительности и почв. М.: ГЕОС. 2010; 416. ISBN 978-5-89118-500-5 https://elibrary.ru/qugztnLyuri D.I., Goryachkin S.V., Karavaeva N.A., Denisenko E.A., Nefedova T.G. Dynamics of agricultural lands in Russia in the XX century and post-agrogenic restoration of vegetation and soils. Moscow: GEOS. 2010; 416 (In Russian). ISBN: 978-5-89118-500-5 https://elibrary.ru/qugztnИванов А.Л. и др. Агроэкологическое состояние и перспективы использования земель, выбывших из активного сельскохозяйственного производства. М.: Росинформагротех. 2008; 64. https://elibrary.ru/qkzlmfIvanov A.L. et al. Agroecological state and prospects for the use of lands that have retired from active agricultural production. Moscow: Rosinformagrotech. 2008; 64 (In Russian). https://elibrary.ru/qkzlmfKurganova I., Lopes de Gerenyu V., Kuzyakov Y. Large-scale carbon sequestration in post-agrogenic ecosystems in Russia and Kazakhstan. Catena. 2015; 133: 461–466. https://doi.org/10.1016/j.catena.2015.06.002Kurganova I., Lopes de Gerenyu V., Kuzyakov Y. Large-scale carbon sequestration in post-agrogenic ecosystems in Russia and Kazakhstan. Catena. 2015; 133: 461–466. https://doi.org/10.1016/j.catena.2015.06.002Некрич А.С., Люри Д.И. Изменения динамики аграрных угодий России в 1990–2014 гг. Известия РАН. Серия: Географическая. 2019; (3): 64–77. https://doi.org/10.31857/S2587-55662019364-77Nekrich A.S., Lyuri D.I. Changes of the dynamic of agrarian lands of Russia in 1990–2014. Izvestiya Rossiiskoi akademii nauk. Seriya: Geograficheskaya. 2019; (3): 64–77 (In Russian). https://doi.org/10.31857/S2587-55662019364-77Кудеяров В.Н. Почвенно-биогеохимические аспекты состояния земледелия в Российской Федерации Почвоведение. 2019; (1): 109–121. https://doi.org/10.1134/S0032180X1901009XKudeyarov V.N. Soil-Biogeochemical Aspects of Arable Farming in the Russian Federation. Eurasian Soil Science. 2019; 52(1): 94–104. https://doi.org/10.1134/S1064229319010095Kalinina O., Goryachkin S.V., Karavaeva N.A., Lyuri D.I., Giani L. Dynamics of carbon pools in post-agrogenic sandy soils of southern taiga of Russia. Carbon Balance and Management. 2010; 5: 1. https://doi.org/10.1186/1750-0680-5-1Kalinina O., Goryachkin S.V., Karavaeva N.A., Lyuri D.I., Giani L. Dynamics of carbon pools in post-agrogenic sandy soils of southern taiga of Russia. Carbon Balance and Management. 2010; 5: 1. https://doi.org/10.1186/1750-0680-5-1Когут Б.М., Семенов В.М., Артемьева З.С., Данченко Н.Н. Дегумусирование и почвенная секвестрация углерода. Агрохимия. 2021; (5): 3–13. https://doi.org/10.31857/S0002188121050070Kogut B.M., Semenov V.M., Artemyeva Z.S., Danchenko N.N. Humus depletion and soil carbon sequestration. Agricultural Chemistry. 2021; (5): 3–13 (In Russian). https://doi.org/10.31857/S0002188121050070Семенов B.М. и др. Экспериментальное определение активного органического вещества в некоторых почвах природных и сельскохозяйственных экосистем. Почвоведение. 2006; (3): 282–292. https://elibrary.ru/htavpr9. Semenov V.M. et al. Experimental determination of the active organic matter content in some soils of natural and agricultural ecosystems. Eurasian Soil Science. 2006; 39(3): 251–260. https://doi.org/10.1134/S1064229306030033Кудеяров В.Н. Современное состояние углеродного баланса и предельная способность почв к поглощению углерода на территории России. Почвоведение. 2015; (9): 1049–1060. https://doi.org/10.7868/S0032180X15090087Kudeyarov V.N. Current state of the carbon budget and the capacity of Russian soils for carbon sequestration. Eurasian Soil Science. 2015; 48(9): 923–933. https://doi.org/10.1134/S1064229315090070Смирнова Е.В., Окунев Р.В., Гиниятуллин К.Г. Влияние углеродных сорбентов на потенциальную способность почв к самоочищению от нефтяного загрязнения. Георесурсы. 2022; 24(3): 210–218. https://doi.org/10.18599/grs.2022.3.18Smirnova E.V., Okunev R.V., Giniyatullin K.G. Influence of carbon sorbents on the potential ability of soils to self-cleaning from petroleum pollution. Georesursy. 2022; 24(3): 210–218 (In Russian). https://doi.org/10.18599/grs.2022.3Blagodatskaya E., Kuzyakov Y. Active microorganisms in soil: Critical review of estimation criteria and approaches. Soil Biology and Biochemistry. 2013; 67: 192–211. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2013.08.024Blagodatskaya E., Kuzyakov Y. Active microorganisms in soil: Critical review of estimation criteria and approaches. Soil Biology and Biochemistry. 2013; 67: 192–211. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2013.08.024Кузнецова И.В., Тихонравова П.И., Бондарев А.Г. Изменение свойств залежных серых лесных почв. Почвоведение. 2009; (9): 1142–1150. https://elibrary.ru/kwignfKuznetsova I.V., Tikhonravova P.I., Bondarev A.G. Changes in the properties of cultivated gray forest soils after their abandoning. Eurasian Soil Science. 2009; 42(9): 1062–1070. https://doi.org/10.1134/S1064229309090142Kurganova I.N., Kudeyarov V.N., Lopes de Gereny V.O. Updated estimate of carbon balance on Russian territory. Tellus B: Chemical and Physical Meteorology. 2010; 62(5): 497–505. https://doi.org/10.1111/j.1600-0889.2010.00467.xKurganova I.N., Kudeyarov V.N., Lopes de Gereny V.O. Updated estimate of carbon balance on Russian territory. Tellus B: Chemical and Physical Meteorology. 2010; 62(5): 497–505. https://doi.org/10.1111/j.1600-0889.2010.00467.x

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