Simulating Сarbon Dioxide Emissions when Cultivating Soil

Мұқаба


Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Introduction. The urgency of the study is related to the problem of reducing emissions of climate-impacting substances used on agricultural areas. According to current estimates of scientists, 25–40% of climate-impacting gases (especially nitrous oxide and carbon dioxide ) are of soil origin. The methods of soil cultivation together with temperature and humidity significantly affected the emissions of climate-impacting gases from plowed lands. In this regard, mathematical simulation of carbon dioxide emissions when using different methods of soil cultivation is a topical task.
Aim of the Study. The study is aimed at developing a mathematical model for determining and forecasting carbon dioxide emissions from soil cultivated with different methods.
Materials and Methods. In the study, there were used the methods of mathematical simulation of the carbon dioxide emission process taking into account the data on gas emission assessing through using the chamber and the sensor CDD 24 HTL.
Results. A mathematical model has been developed for assessing and forecasting carbon dioxide emission from soil cultivated with different methods. Based on the experimental data, there have been obtained the constant values and angular coefficients characterizing the intensity of carbon dioxide emission in specific conditions of basic moldboard soil cultivation. For the technological process of basic moldboard soil cultivation, the carbon dioxide emission was in the range from 11.3 to 92.4 kg from 1 ha of area (or from 1.13 to 9.23 g per 1 m2 ).
Discussion and Сonclusion. The carbon dioxide emission into the atmosphere caused by human activities and by using different methods of soil cultivation in producing crop products has a negative impact on the environment. The soil and climatic features of the region influence the emission values, so these values can vary significantly. This fact requires the study of the emission value for the conditions of a particular region. The study is aimed at improving the methods for assesing and forecasting gas emissions and can be used in crop production.

Толық мәтін

Введение

Технологии возделывания сельскохозяйственных культур связаны с обработкой почвы различными способами и техническими средствами, оказывающими определенное негативное влияние на окружающую среду. При обработке почвы движители машино-тракторных агрегатов создают значительное давление, из-за чего происходит переуплотнение поверхности поля, изменение в структурно-агрегатном состоянии почвы. Обработка почвы меняет ее биологические свойства (главным образом состав и численность микроорганизмов) и влияет на содержание в ней гумуса. Также обработка почвы оказывает существенное воздействие на выделение парниковых газов.

Необходимость обеспечения населения продуктами питания и получения продукции на экспорт вынуждает сельскохозяйственных производителей наращивать объемы производства. Это происходит за счет применения интенсивных технологий в растениеводстве и увеличения поголовья скота. Данные действия способствуют повышению антропогенного воздействия на окружающую среду. Использование химических удобрений и пестицидов с нарушением правил их применения наносит существенный вред природе и негативно сказывается на здоровье человека [1].

Для снижения негативного влияния технологических процессов и технических средств на окружающую среду необходимо контролировать текущее состояние и прогнозировать эмиссию климатически активных веществ, а на основании прогноза управлять процессами выбросов. Разработка высоко вероятностных моделей прогнозирования выбросов парниковых газов позволит создать эффективные технико-технологические решения по их снижению во время возделывания сельскохозяйственных культур.

Целью работы является моделирование эмиссии СО2 при различных способах обработки почвы.

Обзор литературы

Глобальное изменение климата ученые связывают с увеличением поступления парниковых газов в атмосферу. Основным источником данного поступления считается деятельность человека, имеющая тенденцию к постоянному росту. Объемы выделения в атмосферу климатически активных веществ (КАВ) от агропромышленного комплекса Российской Федерации занимают третье место и составляют порядка 121,28 млн т CO2-экв. (по состоянию на 2021 г.), что соответствует 5,6 % от общих выбросов [1]. Для сокращения поступления КАВ необходимо проведение работ по изучению факторов, влияющих на их возникновение применительно ко всем отраслям производства, включая растениеводство.

Одним из направлений в растениеводстве, ориентированным на снижение негативной нагрузки на окружающую среду, является возделывание растений в органическом земледелии. Это связано с запретом на использование минеральных удобрений и пестицидов. При этом особое внимание уделяется применению научно обоснованных севооборотов и приемам обработки почвы, способствующих сокращению количества эмиссии газов. Необходимо учитывать, что переход на органическое земледелие, в силу действующих ограничений на законодательном уровне, влечет снижение урожайности и увеличение себестоимости конечной продукции минимум на первоначальном этапе [1].

Актуальность проблемы, связанной с увеличением эффекта парниковых газов привлекла внимание ученых всего мира. В настоящее время имеется целый ряд исследований, посвященных данной проблеме. Экспериментально установлено, что на выбросы газов влияют водный и температурный режимы почвы, нормы вносимых удобрений, способы обработки почвы и сезонные колебания температуры [2; 3]. Мульчирование поверхности поля влияет на водный режим в почве, что способствует снижению выбросов парниковых газов [4]. Данный вариант может быть рассмотрен в качестве мер по снижению выбросов КАВ в растениеводстве. Минерализация растительных остатков происходит с участием микроорганизмов, скорость работы которых зависит от влияния факторов окружающей среды [5]. Установлено, что растительные остатки играют очень важную роль в сельском хозяйстве, поскольку они могут быть использованы как в качестве экологически безопасной стратегии управления отходами, так и в качестве средства повышения органического вещества в почве. Минерализация растительных остатков в почве требует соответствующих стратегий управления, которые поддерживают растениеводство и защищают качество поверхностных и грунтовых вод. При этом нехватка воды и выбросы CO2 могут серьезно угрожать устойчивости сельского хозяйства [6]. Авторы данной работы считают, что интегрированная система может повысить урожайность и улучшить сбор воды, одновременно увеличивая потенциал поглощения углерода растениями.

Одной из важных задач обеспечения баланса потребления и выделения углекислого газа является поддержание здоровья почвы. Одним из возможных вариантов является мульчирование растительных остатков, которое способствует сохранению здоровья почвы и повышению продуктивности культур за счет умеренного влияния на температурный режим почвы и усиленного удержания влаги [7]. Мульчирование соломой способствует поддержанию сравнительно более высокого содержания влаги в почве (примерно на 2 %) и снижению температуры почвы (примерно на 1,72 °C) в период роста культуры. Одними из факторов, оказывающих влияние на эмиссию КАВ из почвы, являются варианты внесения навоза под различные культуры и способы обработки почвы. При проведении исследований влияния указанных факторов на пахотных темно-каштановых почвах наблюдались высокие значения выбросов парниковых газов [8]. Значения эмиссии СО2 зависят от температуры почвы и воздуха, однако авторами [9] выявлено, что большее влияние оказывает влажность почвы, которая напрямую зависит от количества выпадающих осадков.

В растениеводстве, с точки зрения изучения величины выбросов КАВ в атмосферу, особое внимание необходимо уделять виду и дозам внесеных удобрений, а также способам обработки почвы. При сравнении воздействия на величину парникового эффекта применение удобрений оказывается выше, чем от проведения технологических операций обработки почвы [10]. Каждый из способов обработки почвы (отвальная вспашка, мелкая безотвальная обработка и т. д.) по-своему оказывает влияние на эмиссию азота из серых лесных среднесуглинистых почв. Вспашка с применением минеральных удобрений приводит к наиболее высокой эмиссии N2O. В теплый период года эмиссия СО2 может до 4,5 раз превышать эмиссию в холодный период1. Концентрация СО2 повышается с увеличением глубины участка. На глубине порядка 50 см наблюдается наибольшая концентрация. При этом содержание кислорода при увеличении глубины снижается [11].

Процессы, протекающие в почве и оказывающие влияние на выбросы, зависят не только от способов ее обработки, но и от возраста почвы. При разработке мер по снижению эмиссии КАВ в технологии производства продукции растениеводства необходимо учитывать погодные условия, особенно количество выпадающих осадков [12; 13]. Применение нулевой обработки почвы позволяет сократить на 7,6 % выделение парниковых газов с сохранением урожайности культуры, по сравнению с традиционной обработкой почвы. Помимо доз внесения удобрений на выбросы оказывают влияние физико-химические свойства почвы и соотношение C:N [14]. Ежегодное проведение отвальной обработки почвы способствует возникновению наибольшей эмиссии N2O, по сравнению с другими видами обработки почвы [15]. В процессе вспашки происходит нарушение целостности пласта, что приводит к немедленному высвобождению CO2 из почвы [16]. Пики потоков N2O увеличиваются при отвальной обработке почвы в период с относительно теплыми и влажными погодными условиями [17; 18]. Сокращение интенсивности обработки почвы затрудняет переработку органического вещества микроорганизмами и снижает потери углерода и азота из почвы, а любое механическое вмешательство способствует ускорению минерализации азота, увеличивая его эмиссию [19]. При возделывании различных культур требуется применение различных доз и типов удобрений, а также приемов подготовки почвы, что по-разному сказывается на величину эмиссии парниковых газов2. Обеспечение изоляции материала отвала от доступа кислорода при рекультивации почвы позволяет снизить поступление КАВ в атмосферу3. Обеспечение данного условия также может быть использовано как один из вариантов снижения эмиссии КАВ при обработке почвы.

Для реализации возможности определения объемов выбросов и прогнозирования КАВ необходимо создание моделей, полученных на основании многочисленных эмпирических данных, причем в различных регионах данные модели могут иметь различную адекватность. Авторы исследования [20] разработали модель для оценки эмиссии парниковых газов из органических почв как с природным растительным фоном, так и при возделывании продукции растениеводства. Модель позволяет учитывать поступление углерода в почву, связанное с разложением растительных остатков и органики почвы. Специфика выделения и поглощения газов растениями, особенности природно-климатических условий, суточные колебания эмиссии усложняют получение достоверных данных. Оценка эмиссии климатически активных веществ, проведенная только за период вегетации растений, может оказаться заниженной из-за того, что газ перераспределяется и скапливается в толще почвы [21].

Авторами для проведения данного исследования на первоначальном этапе была проведена классификация критериев экологической безопасности технических средств [22], обоснованы основные показатели оценки эффективности технологий в растениеводстве [23], на их основе получена математическая модель для прогнозирования эмиссии парниковых газов от уровня применяемых технологий [24]. В дальнейшем разработана методика оценки и прогнозирования негативного влияния машинно-тракторных агрегатов на окружающую среду, а также методика уровня выбросов парниковых газов при возделывании сельскохозяйственных культур [25; 26], которые являются сформированной базовой составляющей для моделирования процессов выделения КАВ в технологической системе обработки почвы.

Материалы и методы

Объектом исследований является технологический процесс обработки почвы отвальным, безотвальным и минимальным способами. Закономерности изменения потоков углекислого газа (СО2) при различных способах обработки почвы на соответствующих им агрофонах являются предметом исследования.

При проведении настоящих исследований применялись методы математического моделирования, обобщения экспериментальных данных в процессе исследования эмиссии СО2 в зависимости от вида обработки почвы.

Для проверки адекватности предлагаемой математической модели на агроэкологическом полигоне опытной станции ИАЭП – филиала ФГБНУ ФНАЦ ВИМ в 2024 г. были проведены измерения эмиссии СО2 при различных способах обработки почвы. Измерения проводили на опытных делянках размером 120×80 м при следующих условиях: температура воздуха 24–26 °С; влажность почвы 18 %; скорость ветра 1–3 м/с; атмосферное давление 767 мм рт. ст.; тип почвы – дерново-подзолистая на карбонатном суглинке; наклон рельефа поля не более 2°.

До начала обработки твердость почвы в слое 0...10 см составляла 0,54 МПа; в слое 10...20 см – 0,73 МПа; в слое 20...30 см – 2,93 МПа.

На рисунках 1–3 представлено проведение отвальной, безотвальной и минимальной обработки почвы с соответствующими почвообрабатывающими орудиями при агрегатировании трактором МТЗ-82.1.

Измерение величины выбросов СО2 из почвы при проведении различных операций выполняли, используя метод закрытых камер. Камера выполнена из элемента трубы с раструбом и заглушки (d = 160 мм), изготовленной из поливинилхлорида. Внутри камеры размещена измерительная часть серийно выпускаемого датчика CDD 24 HTL, позволяющая одновременно с СО2 измерять температуру и влажность внутри камеры (рис. 4).

Рис. 1. Вспашка почвы агрегатом МТЗ-82.1+ПКМП-3-40Р

Fig. 1. Plowing the soil with the MTZ-82.1+PKMP-3-40R unit

Рис. 2.  Глубокое рыхление почвы агрегатом МТЗ-82.1+УКПА 2.4-2

Fig. 2. Chiseling the soil with the MTZ-82.1+UKPA 2.4-2 unit

Рис. 3. Культивация  агрегатом МТЗ-82.1+Kombi-3

Fig. 3. Cultivation with the MTZ-82.1+Kombi-3 unit

Рис. 4. Оборудование для измерения величины выбросов СО2 из почвы

Fig. 4. Equipment for measuring the CO2 emissions from soil

 

Источник: фотографии для рисунков 1–4 сделаны А. В. Добриновым при проведении эксперимента по измерению эмиссии СО2 при различных способах обработки почвы (03.09.2024 г.).

Source: photographs for figures 1–4 were taken by the A. V. Dobrinov during an experiment to measure CO2 emissions with using various soil cultivation methods on 03.09.2024.

 

Стандартную ошибку выборочного среднего значения массы выбросов СО2 в эксперименте рассчитывали по формуле:

SM¯ПГ=σMПГn,

где σMПГ – среднее квадратическое отклонение массы СО2, г·ч/га; n – объем выборки.

Ошибка выборочного среднего значения SM¯ПГ  массы СО2 варьировалась в пределах от 3,37 до 6,02 г·ч/га.

Полученные в процессе экспериментальных исследований опытные данные обрабатывались по стандартной методике системы Excel.

Результаты исследования

Выделение климатически активных веществ из почвы зависит от таких весомых факторов, как температура, влажность, степень биологической активности, способов обработки почвы, а также вида, нормы и приемов внесения удобрений.

Разрабатываемая математическая модель должна описывать формализированный процесс эмиссии КАВ из почвы, характерные его закономерности изменения и охватить влияние основных факторов, перечисленных выше, не затрагивая несущественные второстепенные показатели.

Для этого рассмотрим в качестве детерминированной функции f  (x) характер эмиссии СО2 из почвенного горизонта, установленный на основе экспериментальных данных в зависимости от времени начала и окончания технологического процесса обработки, температуры и влажности почвы. Аппроксимировав данные линейной функцией и разбив ее на три отрезка прямых (рис.5), получим:

Y=f(x)=f1(x)=A1+B1(x) при x≤x1;f2(x)=A2+B2(x) при x1≤x≤x2;f3(x)=A3+B3(x) при x2≤x≤x3,        (1)

где A1, A2, A3 – постоянные величины, которые определяются по формулам:

A 1=CO2e(x0);        (2)
A 2=CO2e(x2)+CO2e(x2)−CO2e(x1)(x2−x1);             (3)
A 3=CO2e(x3)+CO2e(x3)−CO2e(x2)(x3−x2);          (4)

B1, B2, B3– угловые коэффициенты, которые определяются из выражений:

B1=CO2e(x1)−CO2e(x0)(x1−x0);                    (5)
B2=CO2e(x2)−CO2e(x1)(x2−x1);                    (6)
B3=CO2e(x3)−CO2e(x2)(x3−x2),                     (7)

где x0 – значение аргумента, соответствующее началу измерений эмиссии до обработки почвы; x1–значение аргумента, соответствующее началу проведения технологической операции интенсивному выбросу из почвы; x2 – значение аргумента, соответствующее окончанию интенсивного выброса из почвы;  x3 – значение аргумента, соответствующее началу последующей технологической операции; CO2e(x0  ) – выбросы углекислого газа в начале измерений до обработки почвы, г·ч/га; CO2e(x1  ) – выбросы углекислого газа в начале проведения технологической операции, г·ч/га; CO2e(x2  ) – выбросы углекислого газа, соответствующие окончанию интенсивности от проведения операции, г·ч/га; CO2e(x3  ) –выбросы углекислого газа в начале последующей операции, г·ч/га.

Из выражения (1) и рисунка 5 видно, что выбросы СО2 из почвы определяются линейной зависимостью, то есть Y = A + Bx. При нормальном законе распределения аргумента (времени начала и окончания процесса) имеем:

Y ¯ =A+B m x .

Таким образом, математическое ожидание (или среднее значение) выходного показателя, то есть выделение СО2 из почвы совпадает с детерминированной функцией.

 

Рис. 5. Зависимости эмиссии СО2 из почвы от времени проведения технологической операции

Fig. 5. Dependence of CO2 emission from soil on the time of the technological operation

Источник: графики для рисунков 5, 6 составлены авторами статьи.
Source: the graphs for figures 5, 6 were compiled by the authors of the article.

Примечание: x0...x1 – участок, соответствующий выбросам СО2 в период от начала измерений до начала обработки почвы; x1…x2 – участок, соответствующий выбросам СО2 в период от начала обработки почвы до окончания их интенсивного выделения; x2…x3 – участок, соответствующий выбросам СО2 в период от окончания их интенсивности до начала следующей обработки почвы.
Note: x0…x1 – interval corresponding to CO2 emissions in the period from the beginning of measurements to the beginning of soil cultivation; x1…x2 – interval corresponding to CO2 emissions during the period from the beginning of soil cultivation to the end of their intensive emission;  x2…x3 – interval corresponding to CO2 emissions from the end of their intensity until the beginning of the next soil cultivation.

 

С учетом выражения (1) общее количество выбросов СО2 с поля, где возделывается сельскохозяйственная культура, можно определить по формуле:

CO2e=(A1+B1x1)+(A2+B2x2)+(A3+B3x3), г ⋅ ч/га,                        (8)

где A1, A2, A3, B1, B2, B3 – постоянные величины и угловые коэффициенты (2)–(7).

Необходимо отметить, что исходным материалом для определения постоянных величин A1, A2, A3 и угловых коэффициентов B1, B2, B3 служат случайные числа – CO2e(x0  ), CO2e(x1  ), CO2e(x2  ), CO2e(x3  ) и x0, x1, x2, x3, которые определяются экспериментальным путем для конкретных условий проведения технологических процессов.

В качестве примера произведем расчет эмиссии СО2  по результатам полученных значений эмиссии СО2 в процессе основной отвальной обработки почвы, проведенной на агроэкологическом полигоне опытной станции (рис. 1).

В результате расчета определены постоянные величины и угловые коэффициенты, соответствующие почвенно-рельефным и климатическим условиям исследований.

В результате расчета определены постоянные величины, г·ч/га: A1 – 1 030,00; A2 – 18 711,50; A3 – 19 357,25. Также определены угловые коэффициенты, г/га: B1 – 2 057,00; B2 – 4 510,50; B3 – 1 036,25, соответствующие почвенно-рельефным и климатическим условиям проведения исследований.

Наличие математической модели (8) позволяет спрогнозировать эмиссию и по другим способам обработки почвы с учетом интервалов времени до и после выполнения процесса.

В результате расчета эмиссии СО2 по конкретным периодам во время вспашки почвы пахотным агрегатом МТЗ-82.1+ПКМП-3-40Р получены следующие значения: эмиссия СО2 до начала обработки почвы (в течение 5 ч) – 11,3 кг/га; эмиссия СО2 от начала обработки почвы до окончания его интенсивного выделения (в течение 7 ч) – 61,6 кг/га; эмиссия СО2 от окончания его интенсивности до начала следующей обработки почвы (в течение 11 ч) – 92,3 кг/га.

Таким образом, для рассматриваемого технологического процесса в конкретных условиях его выполнения эмиссия СО2 варьирует в пределах от 11 315 до 92 356 г с 1 га площади (или от 1,13 до 9,23 г с 1 м2) в течение 11 ч перед началом вспашки до начала последующей технологической операции.

На основе полученных значений была построена зависимость усредненной суммарной эмиссии СО2 от продолжительности технологического процесса основной отвальной обработки почвы пахотным агрегатом (рис.6).

 

 

Рис. 6. Зависимость усредненной суммарной эмиссии СО2 от продолжительности технологического процесса основной обработки почвы пахотным агрегатом МТЗ-82.1+ПКМП-3-40Р

Fig. 6. Dependence of the average total CO2 emission on the duration of the technological process of primary soil cultivation by the plowing unit MTZ-82.1+PKMP-3-40R

 

Представленная закономерность для конкретных условий функционирования процесса вспашки пахотным агрегатом МТЗ-82.1+ПКМП-3-40Р описывается эмпирическим выражением:

CO2e=−390,58t2+12 791,06t−1 085,48.

Аналогичным образом на основании данных характеристики почвы, ее температуры, влажности, степени биологической активности, уровня минерального питания и временных составляющих технологического процесса с помощью разработанной модели можно определить и спрогнозировать выделение КАВ, в частности СО2, для процессов глубокого безотвального рыхления и мелкой поверхностной обработки почвы.

Обсуждение и заключение

Разработана математическая модель для определения и прогнозирования выбросов углекислого газа при различных способах обработки почвы и приведен пример расчета эмиссии СО2 от вспашки. Предложенная модель позволяет описать закономерность выделения газа за весь период проведения отдельной технологической операции.

Для повышения точности вычислений требуются дополнительные экспериментальные исследования по уточнению значений постоянных величин, угловых коэффициентов предложенной модели для различных способов обработки почвы с учетом почвенно-рельефных и климатических условий конкретной зоны возделывания сельскохозяйственных культур. Полученные значения должны быть учтены и структурированы в определенную базу данных о потоках СО2 при производстве сельскохозяйственной продукции растениеводства.

Для решения проблемы прогнозирования выбросов климатически активных веществ от технологий возделывания сельскохозяйственных культур на основе предложенной модели необходимо разработать обобщенную математическую модель с учетом временных, почвенных и погодных условий региона. Обобщенная математическая модель должна обеспечить с высокой вероятностью прогнозирование суммарной эмиссии климатически активных веществ от начала полевых работ до уборки урожая.

 

 

1 Павлик С. В. Оценка эмиссии парниковых газов из сельскохозяйственных почв при использовании различных агротехнологий : автореф. дис. ... канд. биол. наук. СПб., 2012. 26 с.

2 Карашаева А. С. Оценка размеров эмиссии парниковых газов при выращивании сельскохозяйственных культур // Развитие современной аграрной науки: актуальные вопросы, достижения и инновации : Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти заслуженного деятеля науки РСФСР, д-ра сельскохозяйственных наук, проф. П. Г. Лучкова (8 февраля 2024 г., г. Нальчик). Нальчик : Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В. М. Кокова, 2024. С. 92–98. https://elibrary.ru/hgvyhh

3 Рекультивированные отвалы как депонирующая среда актуального и отложенного углеродного следа / П. П. Кречетов [и др.] // Почвы и окружающая среда : Всеросс. науч. конф. с междунар. участием, посвящ. 55-летию Института почвоведения и агрохимии СО РАН (2 – 6 октября 2023 г., г. Новосибирск). Новосибирск : Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт почвоведения и агрохимии Сибирского отделения РАН, 2023. С. 543–548. https://elibrary.ru/yzfupm

 

×

Авторлар туралы

Nozim Jabborov

Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production
(IEEP) branch of Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: nozimjon-59@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8910-2625
ResearcherId: А-7780-2019

Dr.Sci. (Eng.), Professor, Leading Researcher of the Department of Agroecology in Crop Production

Ресей, 3 Filtrovskoye Shosse, Tiarlevo, St. Petersburg 196625

Aleksandr Dobrinov

Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) branch of Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: a.v.dobrinov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3242-1235
ResearcherId: ААС-9655-2020

Cand.Sci. (Eng.), Associate Professor, Senior Researcher of the Department of Agroecology in Crop Production

Ресей, 3 Filtrovskoye Shosse, Tiarlevo, St. Petersburg 196625

Aleksei Mishanov

Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) branch of Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: amishanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9838-5508

Senior Researcher of the Department of Agroecology in Crop Production

Ресей, 3 Filtrovskoye Shosse, Tiarlevo, St. Petersburg 196625

Anatoliy Savelyev

National Research Mordovia State University

Email: tbsap52@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0361-0827
ResearcherId: AAB-2078-2021

Dr.Sci. (Eng.), Professor, Professor of the Chair of Life Safety

Ресей, 68 Bolshevistskaya St., Saransk 430005

Әдебиет тізімі

  1. Akhmetshina L.G., Porvadov M.G., Shangutov A.O. Assessment of Greenhouse Gas Emissions from the Cultivation of Agricultural Land in the Concept of State Environmental Policy. International Agricultural Journal. 2023;66(6):566–571. (In Russ., abstract in Eng) https://doi.org/10.55186/25876740_2023_66_6_566
  2. Mühlbachová G., Kusá H., Růžek P., Vavera R. CO2 Emissions in a Soil Under Different Tillage Practices. Plant, Soil and Environment. 2022;68(6):253–261. https://doi.org/10.17221/110/2022-PSE
  3. Wang W., Akhtar K., Ren G., Yang G., Feng Y., Yuan L. Impact of Straw Management on Seasonal Soil Carbon Dioxide Emissions, Soil Water Content, and Temperature in a Semi-Arid Region of China. Science of The Total Environment. 2019;652:471–482. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.10.207
  4. Nishigaki T., Sugihara S., Kilasara M., Funakawa S. Carbon Dioxide Flux and Soil Carbon Stock as Affected by Crop Residue Managementand Soil Texture in Semi-Arid Maize Croplands in Tanzania. Soil Useand Management. 2021;37(1):83–94. https://doi.org/10.1111/sum.12680
  5. Grzyb A., Wolna-Maruwka A., Niewiadmska A. Environmental Factors Affecting the Mineralization of Crop Residues. Agronomy. 2020;10(12):1951. https://doi.org/10.3390/agronomy10121951
  6. Guo Y., Yin W., Chai Q., Fan Z., Hu F., Fan H., et al. No Tillage with Previous Plastic Covering Increases Water Harvesting and Decreases Soil CO2 Emissions of Wheat in Dry Regions. Soil and Tillage Research. 2021;208:104883. https://doi.org/10.1016/j.still.2020.104883
  7. Noor M.A., Nawaz M.M., Ma W., Zhao M. Wheat Straw Mulch Improves Summer Maize Productivity and Soil Properties. Italian Journal of Agronomy. 2021;16(1):1623. https://doi.org/10.4081/ija.2020.1623
  8. Kussainova M.D., Toishimanov M.R., Tamenov T.B., Syzdyk A.B., Jiquan C. Studying the Climate Mitigation Efficiency of Various Land-Use Systems by Measuring Greenhouse Gas Emissions. Central Asian Journal of Water Resources Research. 2023;9(2):17–34. (InRuss., abstract in Eng.) https://doi.org/10.29258/CAJWR/2023-R1.v9-2/17-34
  9. Spynu M.T., Tikhonova M.V., Glushkova E.M., Buzylev A.V., Zhigalova Ya.C. [Dynamics of Greenhouse Gas Emissions in Soils of the Ecological Station of the Russian State Agrarian University-Moscow Agricultural Academy named after K. A. Timiryazeva]. AgroEcoInfo. 2022;(4). (In Russ.) https://doi.org/10.51419/202124429
  10. Shao H. Agricultural Greenhouse Gas Emissions, Fertilizer Consumption, and Technological Innovation: A Comprehensive Quantile Analysis. Science of the Total Environment. 2024;926:171979. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171979
  11. Kidin V.V., Prasolova A.A. Gaseous Nitrogen Losses and Soil Breath Dynamics of Different Layers from Sod-Podzolic Soils. Agrochemical Herald. 2014;(5):29–31. (In Russ., abstract in Eng.) https://elibrary.ru/stilot
  12. Bhattacharyya S.S., Dorilêo Leite F.F.G., France C.L., Adekoya A.O., Ros G.H., de Vries W., etal. Soil Carbon Sequestration, Greenhouse Gas Emissions, and Water Pollution Under Different Til­lage Practices. Science of the Total Environment. 2022;826:154161. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.154161
  13. Zhao J., Hu Ya., Wang J., Gao W., Liu D., Yang M., et al. Greenhouse Gas Emissions from the Growing Season are Regulated by Precipitation Events in Conservation Tillage Farmland Ecosystems of Northeast China. Science of the Total Environment. 2024;948:174716. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.174716
  14. Shakoor A., Shahbaz M., Farooq T.H., Sahar N.E., Shahzad S.M., Altaf M.M., et al. A Global Meta-Analysis of Greenhouse Gases Emission and Crop Yield Under No-Tillageas Compared to Conventional Tillage. Science of the Total Environment. 2021;750;142299. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142299
  15. Zinchenko S.I., Buchkina N.P. Influence of Gray Forest Soil Tillage Methods on Nitrogen Oxide Emission. Vladimir Agricolist. (In Russ., abstract in Eng.) 2018;(4):7–11. https://doi.org/10.24411/2225-2584-2018-10032
  16. Willems A.B., Augustenborg C.A., Hepp S., Lanigan G., Hochstrasser T., Kammann C., et al. Carbon Dioxide Emissions from Spring Ploughing of Grassland in Ireland. Agriculture, Ecosystems and Environment. 2011;144(1):347–351. https://doi.org/10.1016/j.agee.2011.10.001
  17. Bleken M.A., Rittl T.F. Soil pH-Increase Strongly Mitigated N2O Emissions Following Ploughing of Grass and Clover Swards in Autumn: A Winter Field Study. Science of the Total Environment. 2022;828:154059. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.154059
  18. Gong Y., Li P., Lu W., Nishiwaki J., Komatsuzaki M. Response of Soil Carbon Dioxide Emissions to No-Tillageand Moldboard Plow Systems on Andosols in a Humid, Subtropical Climate, Japan. Geoderma. 2021;386:114920. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114920
  19. Sokolov M.S., Glinushkin A.P., Spiridonov Yu.Ya., Toropova E.Yu., Filipchuk O.D. Technological Features of Soil-Protecting Resource-Saving Agriculture (in Development of the FAO Concept). Agrochemistry. 2019;(5):3–20. (In Russ., abstract in Eng.) Available at: https://sciencejournals.ru/view-article/?j=agro&y=2019&v=0&n=5&a=Agro1905003Cokolov (accessed 28.09.2024).
  20. Polevoy A.N., Mykytiuk A.Yu. Modeling Emissions of CO2, CH4, NO, N2O from Organic Soils (Peat-GHG-Model). Problems of Ecological Monitoring and Ecosystem Modelling. 2016;27(1):5–26. (In Russ., abstract in Eng.) https://doi.org/10.21513/0207-2564-2016-1-5-26
  21. Smagin A.V., Sadovnikova N.B., Sherba T.E., Shnyrev N.A. Abiotic Factors of Soil’s Respiration. The North Caucasus Ecological Herald. 2010;6(1):5–13. (In Russ., abstract in Eng.) Available at: http://ecokavkaz.ru/en/journal/2010/t-6-1 (accessed 28.09.2024).
  22. Dzhabborov N.I., Mishanov A.P., Dobrinov A.V. Forecasting of Greenhouse Gas Emissions in Crop Production Depending on Applied Technology Level. AgroEcoEngineering. 2024;(1):70–82. (In Russ., abstract in Eng.) https://doi.org/10.24412/2713-2641-2024-1118-70-82
  23. Dzhabborov N.I., Semenova G.A. Classification of Criteria for Assessing the Environmental Friendliness of Machines and Equipment in Crop Production. AgroEcoEngineering. 2022;(1):84–102. (In Russ., abstract in Eng.) https://doi.org/10.24412/2713-2641-2022-1110-84-102
  24. Dobrinov A.V., Dzhabborov N.I., Sukhoparov A.I. Indicators for Assessing the Efficiency and Environmental Safety of Technologies, Machines and Equipment for Crop Production. AgroEcoEngineering. 2022;(3):39–50. (In Russ., abstract in Eng.) https://doi.org/10.24412/2713-2641-2022-3112-39-50
  25. Dzhabborov N.I., Zakharov A.M., Zhuykov I.I. Methodology for Assessing and Forecasting the Adverse Effect of Machine-Tractor Units on the Environment. AgroEcoEngineering. 2023;(2):82–97. (In Russ., abstract in Eng.) https://doi.org/10.24412/2713-2641-2023-2115-82-96
  26. Dzhabborov N.I., Mishanov A.P., Zakharov A.M., Dobrinov A.M. Methodology for Assessing the Level of Greenhouse Gas Emissions in Agricultural Crops Production. Agricultural Machinery and Technologies. 2024;18(3):75-81. (In Russ., abstract in Eng.) https://doi.org/10.22314/2073-7599-2024-18-3-75-81

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Plowing the soil with the MTZ-82.1+PKMP-3-40R unit

Жүктеу (808KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Chiseling the soil with the MTZ-82.1+UKPA 2.4-2 unit

Жүктеу (791KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Cultivation with the MTZ-82.1+Kombi-3 unit

Жүктеу (750KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Equipment for measuring the CO2 emissions from soil

Жүктеу (1MB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Dependence of CO2 emission from soil on the time of the technological operation

Жүктеу (92KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. Dependence of the average total CO2 emission on the duration of the technological process of primary soil cultivation by the plowing unit MTZ-82.1+PKMP-3-40R

Жүктеу (71KB)
Метадеректер

© Jabborov N.I., Dobrinov A.V., Mishanov A.P., Savelyev A.P., 2025

Creative Commons License
Бұл мақала лицензия бойынша қолжетімді Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Founded in 1990
Certificate of registration PI № FS77-74640 of December 24 2018.

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».