МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ЗАПАСОВ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА ПОЧВЫ В ДЛИТЕЛЬНОМ ПОЛЕВОМ ОПЫТЕ НА ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЧЕРНОЗЕМЕ В СТАВРОПОЛЬСКОМ КРАЕ
Authors: Хусниев И.Т. , Романенков В.А. , Ситников В.Н. , Есаулко А.Н. , Голосной Е.В. 
Published: December 2024

С помощью модели RothC адекватно воспроизведена 44-летняя ежемесячная динамика запасов органического углерода в слое почвы 0–20 см в длительном опыте на выщелоченном черноземе Ставропольского ГАУ, входящем в Географическую сеть полевых опытов с удобрениями. Оценивали возможность управления запасами С при помощи корректировки доз навоза и растительных остатков в 3 вариантах органоминеральных систем удобрения по сравнению с абсолютным контролем. Показано, что в динамике органического С выделяются 3 периода. В течение 1976–1993 гг. расчетная система и биологизированная система с повышенными дозами применяемых органических удобрений позволяли поддерживать исходные запасы С. В период 1994–1999 гг. при снижении продуктивности севооборота в вариантах последействия удобрений было потеряно не менее 4–8 т С /га. Поступление С, необходимое для поддержания устойчивых запасов органического углерода в пахотном слое почвы, составило в среднем за время опыта 3,3 т/га в год. В течение последних трех ротаций расчетная система удобрения обеспечивала поступление 82%, а биологизированная 79% от этой величины. Тем не менее, в 2000–22 гг., с возобновлением применения удобрений биологизированная система имела преимущество перед расчетной, позволяя стабилизировать запасы С и обеспечить его прирост в 1 промилле в течение двух ротаций. Расчетная система удобрения давала возможность только значительно снизить скорость потерь. Результаты моделирования указывают на важность учета качества органического материала, поступающего с пожнивными остатками и органическими удобрениями. Стратегия «4 промилле», подчеркивающая двойную пользу секвестрации углерода в сельскохозяйственных почвах за счет смягчения глобального потепления и улучшения почвенного плодородия, может быть реализована в условиях современного севооборота при ежегодном поступлении 4,6 т/га С.

The 44-year monthly dynamics of organic carbon stocks in the 0–20 cm soil layer was adequately reproduced with RothC model in a long-term experiment on leached chernozem of the Stavropol State Agrarian University, which is part of the Geographical Network of Field Experiments with Fertilizers. We assessed the possibility of managing C stocks by adjusting rates of farmyard manure and plant residues in three organo-mineral fertilization systems against the absolute control. It was shown that in the dynamics of organic C there are 3 periods. During 1976–1993 the calculation system and the biologized system with increased rates of organic fertilizers made it possible to maintain the initial C stocks. In the period 1994–1999 with a decrease in the productivity of crop rotation due to the aftereffect of fertilizers, in all treatments of the experiment, at least 4–8 t/ha of C were lost. The supply of C required to maintain sustainable organic C stocks in the topsoil was on average 3.3 t/ha during the experiment. During the last three rotations, the calculated fertilizer system provided the supply of 82%, and the biologized one – 79% of this value. However, in 2000–22, with the resumption of fertilizer use, the biologized system had an advantage over the calculated one, allowing it to stabilize C stocks and ensure its increase of 1 ppm during two rotations. The calculated fertilizer system only made it possible to significantly reduce the rate of losses. The modeling results indicate the importance of taking into account the quality of organic material supplied with crop residues and organic fertilizers. The 4 per mille strategy, emphasizing the dual benefits of carbon sequestration in agricultural soils by mitigating global warming and improving soil fertility, can be implemented under modern crop rotation conditions with an annual input of 4.6 t/ha C.