Accumulation of Atmospheric Carbon by Crop Rotation Crops and the Effect of Fertilizer Systems on the Accumulation of Organic Carbon by Arable Sod-Podzolic Soil
- Authors: Zavyalova N.E.1, Vasbieva M.T.1, Yamaltdinova V.R.1, Kazakova I.V.1
-
Affiliations:
- Perm Federal Research Center Ural Brunch Russian Academy of Sciences
- Issue: No 6 (2023)
- Pages: 47-56
- Section: Agroecology
- URL: https://journals.rcsi.science/0002-1881/article/view/139617
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002188123060121
- EDN: https://elibrary.ru/QPEMYE
- ID: 139617
Cite item
Abstract
Experimental data on the accumulation and loss of organic carbon in sod-podzolic soil over 6 rotations of a long stationary experiment are presented. It was found that during the growing season during photosynthesis, spring barley plants were bound into organic compounds 2.84–3.25 t/ha from the atmosphere (10.3–11.6 t CO2/ha) during the growing season, meadow clover of the second year of use – 4.23–5.19 t C/ha (15.1–18.6 t CO2/ha) depending on the experience options. During the rotation of the 8‑field crop rotation, cultivated crops were sequestered from the atmosphere 82.28–99.31 tons of CO2/ha or 22.4–27.1 tons C/ha, depending on the soil fertilization system. Long-term use of arable land without fertilizers led to a decrease in the carbon content in the soil by 13.5% relative to the initial level. The soil of the stationary experiment was characterized by the maximum content and reserves of organic carbon when the arable land was saturated with manure at a dose of 20 t/ha and an equivalent amount of NPK. The carbon content for 6 rotations of crop rotation increased in the 0–20 cm layer by 15% of the initial one, carbon reserves in this layer increased by 5 t/ha, in the 0–100 cm layer – by 32.0 t/ha. The average value of the carbon-protective capacity of the studied soil varied from 29 to 31 g/kg in a layer of 0–20 cm of soil and did not depend on the applied fertilizer systems. The quantity and qualitative composition of biomass entering the soil with its various fertilizers had a significant impact on the accumulation of organic carbon.
About the authors
N. E. Zavyalova
Perm Federal Research Center Ural Brunch Russian Academy of Sciences
Author for correspondence.
Email: nezavyalova@gmail.com
Russia, 614532, Perm Krai, d. Lobanovo, ul. Kultury 12
M. T. Vasbieva
Perm Federal Research Center Ural Brunch Russian Academy of Sciences
Email: nezavyalova@gmail.com
Russia, 614532, Perm Krai, d. Lobanovo, ul. Kultury 12
V. R. Yamaltdinova
Perm Federal Research Center Ural Brunch Russian Academy of Sciences
Email: nezavyalova@gmail.com
Russia, 614532, Perm Krai, d. Lobanovo, ul. Kultury 12
I. V. Kazakova
Perm Federal Research Center Ural Brunch Russian Academy of Sciences
Email: nezavyalova@gmail.com
Russia, 614532, Perm Krai, d. Lobanovo, ul. Kultury 12
References
- Заварзин Г.А., Кудеяров В.Н. Почва как главный источник углекислоты и резервуар органического углерода на территории России // Вестн. РАН. 2006. Т. 76. № 1. С. 14–29.
- Кудеяров В.Н. Почвенно-биохимические аспекты состояния земледелия в Российской Федерации // Почвоведение. 2019. № 1. С. 109–121.
- Семенов В.М., Когут Б.М. Почвенное органическое вещество. М.: ГЕОС. 2015. С. 233.
- Кудеяров В.Н., Заварзин Г.А., Благодатский С.А. Пулы и потоки углерода в наземных экосистемах России. М.: Наука, 2007. С. 315.
- Когут Б.М., Семенов В.М., Артемьева З.С., Данченко Н.Н. Дегумификация и почвенная секвестрация углерода // Агрохимия. 2021. № 5. С. 3–13.
- Кудеяров В.Н. Дыхание почв и биогенный сток углекислого газа на территории России (Аналит. обзор) // Почвоведение. 2018. № 6. С. 634–658.
- Кудеяров В.Н. Современное состояние углеродного баланса и предельная способность почв к поглощению углерода на территории России // Почвоведение. 2015. № 9. С. 1049–1060.
- Семенов В.М., Иванникова Л.А., Кузнецова Т.В., Семенова Н.А., Тулина А.С. Минерализуемость органического вещества и углеродсеквестрирующая емкость почв зонального ряда // Почвоведение. 2008. № 7. С. 819–832.
- Семенов В.М., Лебедева Т.Н. Проблема углерода в устойчивом земледелии: Агрохимические аспекты // Агрохимия. 2015. № 11. С. 3–12.
- Благовещенский Г.В., Конанчук В.В., Тимошенко С.М. Углеродная секвестрация в травяных экосистемах // Кормопроизводство. 2019. № 9. С. 17–21.
- Стрижева Ф.М., Царева Л.Е., Титов Ю.Н. Растениеводство: учеб. пособ. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2008. С. 219.
- Hassink J. The capacity of soils to preserve organic C and N by their association with clay and silt particles // Plant and Soil. 1997. V. 191. P. 77–87.
- Six J., Conant R.T., Paul E.A., Paustian K. Stabilization mechanisms of soil organic matter: Implications for C-saturation of soils // Plant and Soil. 2002. V. 241. P. 155–176.
- Kogut B.M., Semenov V.M. Estimation of soil saturation with organic carbon // Dokuchaev Soil Bul. 2020. V. 102. P. 103–124.
- Сычев В.Г., Налиухин А.Н., Шевцова Л.К., Рухович О.В., Беличенко М.В. Влияние систем удобрения на содержание почвенного органического углерода и урожайность сельскохозяйственных культур: результаты длительных полевых опытов Географической сети России // Почвоведение. 2020. № 12. С. 1521–1536.
- Левин Ф.И. Количество растительных остатков в посевах полевых культур и его определение по урожаю основной продукции // Агрохимия. 1977. № 8. С. 36–42.
- Завьялова Н.Е. Углеродпротекторная емкость дерново-подзолистой почвы естественных и агроэкосистем Предуралья // Почвоведение. 2022. № 8. С. 1046–1055.
- Бойцова Л.В., Непримерова С.В., Зинчук Е.Г. Влияние различных систем удобрений на секвестрацию органического углерода в дерново-глеевой почве // Пробл. агрохим. и экол. 2019. № 4. С. 15–20.
- Schlesinger W.H., Andrews J.A. Soil respiration and the global carbon cycle // Biogeochemistry. 2000. V. 48. P. 7–20.
- Wiesmeier M., Hübner R., Spörlein P., Geuß U., Hangen E., Reischl A., Schilling B., von Lützow M., Kögel-Knabner I. Carbon sequestration potential of soils in southeast Germany derived from stable soil organic carbon saturation // Global Change Biol. 2014. V. 20 (2). P. 653–665.
- Сычев В.Г., Налиухин А.Н. Изучение потоков 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.
- Завьялова Н.Е. Гумусное состояние дерново-подзолистых почв Предуралья при различном землепользовании и длительном применении удобрений и извести: Автореф. дис. … д-ра биол. наук. М.: ВНИИА, 2007. С. 36.
- Сычев В.Г., Налиухин А.Н. Изменение климата и углеродная нейтральность: современные вызовы перед аграрной наукой // Плодородие. 2021. № 5. С. 3–7.
- Сычев В.Г., Шевцова Л.К., Беличенко М.В., Рухович О.В., Иванова О.И. Влияние длительного применения различных систем удобрения на органопрофиль основных зональных типов почв. Сообщ. 1. Дерново-подзолистые почвы // Плодородие. 2019. № 2(107). С. 3–7.
- Körschens M. Soil–Humus–Climate. Practically relevant results of 79 long-term field experiments // Vortrag zum 2. Symp. “Wahrnehmung und Bewertung von Bödenin der Gesellschaft am 12 Oktober 2018 im UFZ Leipzig”. 2018. P. 12.
