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

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

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

  1. 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.
  2. Кудеяров В.Н. Почвенно-биохимические аспекты состояния земледелия в Российской Федерации // Почвоведение. 2019. № 1. С. 109–121.
  3. Семенов В.М., Когут Б.М. Почвенное органическое вещество. М.: ГЕОС. 2015. С. 233.
  4. Кудеяров В.Н., Заварзин Г.А., Благодатский С.А. Пулы и потоки углерода в наземных экосистемах России. М.: Наука, 2007. С. 315.
  5. Когут Б.М., Семенов В.М., Артемьева З.С., Данченко Н.Н. Дегумификация и почвенная секвестрация углерода // Агрохимия. 2021. № 5. С. 3–13.
  6. Кудеяров В.Н. Дыхание почв и биогенный сток углекислого газа на территории России (Аналит. обзор) // Почвоведение. 2018. № 6. С. 634–658.
  7. Кудеяров В.Н. Современное состояние углеродного баланса и предельная способность почв к поглощению углерода на территории России // Почвоведение. 2015. № 9. С. 1049–1060.
  8. 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.
  9. Семенов В.М., Лебедева Т.Н. Проблема углерода в устойчивом земледелии: Агрохимические аспекты // Агрохимия. 2015. № 11. С. 3–12.
  10. Благовещенский Г.В., Конанчук В.В., Тимошенко С.М. Углеродная секвестрация в травяных экосистемах // Кормопроизводство. 2019. № 9. С. 17–21.
  11. Стрижева Ф.М., Царева Л.Е., Титов Ю.Н. Растениеводство: учеб. пособ. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2008. С. 219.
  12. 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.
  13. 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.
  14. Kogut B.M., Semenov V.M. Estimation of soil saturation with organic carbon // Dokuchaev Soil Bul. 2020. V. 102. P. 103–124.
  15. 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.
  16. Левин Ф.И. Количество растительных остатков в посевах полевых культур и его определение по урожаю основной продукции // Агрохимия. 1977. № 8. С. 36–42.
  17. Завьялова Н.Е. Углеродпротекторная емкость дерново-подзолистой почвы естественных и агроэкосистем Предуралья // Почвоведение. 2022. № 8. С. 1046–1055.
  18. 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.
  19. Schlesinger W.H., Andrews J.A. Soil respiration and the global carbon cycle // Biogeochemistry. 2000. V. 48. P. 7–20.
  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.
  21. 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.
  22. 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.
  23. Сычев В.Г., Налиухин А.Н. Изменение климата и углеродная нейтральность: современные вызовы перед аграрной наукой // Плодородие. 2021. № 5. С. 3–7.
  24. 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.
  25. 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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (57KB)
3.

Download (45KB)

Copyright (c) 2023 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».