AGRIS - 

2018

D. M. Dudareva | A. K. Kvitkina | I. A. Yusupov | I. V. Yevdokimov

Climate warming results in significant changes in the structure and functioning of terrestrial ecosystems. The ecosystems situated near oil-well gas flares may be used as model ones for studying warming effect on soil and vegetation. By contrast to regular manipulation experiments where ecopysiological factors are modified or controlled artificially, we used anthropogenically affected condi-tions caused by the gas flaring. Our research was aimed to assess the warming and desiccation effect on the stoichiometric ratios of the principle nutrients (C : N : P) in pine phytomass, soil and soil microbial biomass. Soil organic matter (SOM) and dying microbial biomass were found to be exposed to the increased rate of mineralization under conditions of the abiotic stress. In addition, the de-crease of relative С content in sustainable SOM pools occured along with the increase of C content in the most labile water-soluble pools. Accelerated SOM mineralization decreasing C : N with respect to phosphorus ratio in soil and soil microbial biomass was sufficiently intensified by the decrease in C : N : P in pine needles. Thus, studying changes in stoichiometric ratios of biophylic ele-ments as affected by abiotic factors seems to be prospective and promising methodological approach for predicting terrestrial ecosystem transformations under global climate changes.

Show more [+]

Less [-]

Directory of Open Access Journals - Sweden

2018

Yanyuk, V.M. | Tarasenko, P.V. | Zabelin, S.A., The N.I. Vavilov Saratov State Agrarian Univ.

The aim of the research was to develop an assessment scale for a meliorative state of irrigated lands which reflects the type and intensity of soil fertility decline associated with the violation of their hydro chemical regime at irrigation development. The diagnostic scale was constructed on the basis of the balance-analytical (equilibrium salt balance model) and statistical methods that were tested in Engels, Privolzhskaya (the Saratov Region) and on Volgodonsk irrigation systems (the Volgograd Region). In addition, the laws of spatial variation of soil salinity, the depth and mineralization of groundwater obtained by the authors were considered. A new approach to the creation of assessment scale of a meliorative state of irrigated lands based on the depth and salinity of groundwater which are indicators of salinity and waterlogging of soils is argued. Classification scale units correspond to a certain type and intensity of the negative process, determining the value of the decreasing coefficient to soil fertility, which is a prerequisite for the inclusion of monitoring data into the system of agroecological and economic assessment of land resources. For lands that are at the satisfactory state now according to the currently used assessment scale as to the depth of groundwater, there are no grounds for applying decreasing coefficients for reducing soil fertility from the signs of salinization and waterlogging, whereas on lands classified as unsatisfactory this coefficient can vary from 1.0 to 0.12 depending on ratios of depth and mineralization of groundwater. | Целью исследований являлась разработка шкалы оценки мелиоративного состояния орошаемых земель, которая отражает вид и интенсивность снижения плодородия почв, связанного с нарушением их гидрохимического режима при ирригационном освоении. Построение диагностической шкалы осуществлялось на основе балансово-аналитического (модель равновесного солевого баланса) и статистического методов, прошедших апробацию на Энгельсской, Приволжской (Саратовская область) и Волгодонской оросительных системах (Волгоградская область). Учитывались полученные закономерности пространственного варьирования засоления почв, глубины и минерализации грунтовых вод. Обоснован новый подход к построению шкалы оценки мелиоративного состояния орошаемых земель по глубине залегания и минерализации грунтовых вод, которые являются индикаторами процессов засоления и переувлажнения почв. Классификационные единицы шкалы соответствуют определенному виду и интенсивности проявления негативного процесса, определяющим величину понижающего коэффициента к плодородию почв, что является необходимым условием включения данных мониторинга в систему агроэкологической и экономической оценки земельных ресурсов. Для земель, находящихся, согласно используемой в настоящее время шкале оценки, в удовлетворительном состоянии по глубине грунтовых вод, нет оснований для применения понижающих коэффициентов на снижение плодородия почв от проявления процессов засоления и переувлажнения, а у земель, относимых к категории неудовлетворительного состояния, в зависимости от соотношений глубины и минерализации грунтовых вод этот коэффициент может изменяться от 1,0 до 0,12.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Shchedrin, V.N. | Dokuchaeva, L.M. | Yurkova, R.E., Russian Research and Development Inst. of Land Improvement Problems. Novocherkassk, Rostov Region

The aim of the research was to reveal the orientation of soil processes during continuous irrigation of various types of soil. The objects of the research are soils on key irrigated plots and plots without irrigation in various agroclimatic zones of the European part of Russia: gray forest (the Ryazan region), typical black chernozems, chernozems ordinary of the Central Black Earth region (the Voronezh region), ordinary chernozems in the south of Russia and southern chernozems in complex with solonetzes (the Rostov region), dark chestnut (the Saratov region) and brown semi-desert soils (the Volgograd region). Studies were carried out in 2016. It has been revealed that each type of soil has its own peculiarities in soil-forming processes orientation with continuous long-term irrigation at rates that correspond to the biological needs of crops, which are largely determined by the drainage conditions of territories, soil-forming material, genetic features of soils, mineralization and quality of irrigation water. It has been found that for the types of soils studied, prolonged irrigation with water of any composition is characterized by processes of overcompaction and leaching. Most of unfavorable soil processes (about 60%) are manifested in the absence of drainage of the territory (ordinary chernozem, irrigated with fresh water), especially when using sulphate-sodium composition for irrigation of low mineralized waters (chernozems of the Central Black Earth region, chernozems of the south of Russia, the southern chernozems, located together with solonetz). In these soils, long-term irrigation results in such negative processes as water-logging, resalting, solonization, alkalization, dehumification, exhaustion. | Цель исследования – выявить направленность почвенных процессов при длительном орошении различных типов почв. Объекты исследований – почвы на ключевых орошаемых участках и участках без орошения в различных агроклиматических зонах европейской части России: серые лесные (Рязанская обл.), черноземы типичные, черноземы обыкновенные Центрально-Черноземной области (Воронежская обл.), черноземы обыкновенные юга России и черноземы южные в комплексе с солонцами (Ростовская обл.), темно-каштановые (Саратовская обл.) и бурые полупустынные почвы (Волгоградская обл.). Исследования проводились в 2016 г. Выявили, что каждому типу почв свойственны свои особенности в направлении почвообразовательных процессов при регулярном длительном орошении нормами, соответствующими биологическим потребностям культур, которые в значительной степени определяются дренированностью территорий, почвообразующими породами, генетическими особенностями почв, минерализацией и качеством поливной воды. Установлено, что для изучаемых типов почв при длительном орошении водой любого состава характерны процессы переуплотнения и выщелачивания. Большая часть неблагоприятных почвенных процессов (около 60%) проявляется при отсутствии дренированности территории (черноземы обыкновенные, орошаемые пресной водой), в особенности при использовании для орошения слабоминерализованных вод сульфатно-натриевого состава (черноземы обыкновенные Центрально-Черноземной области, черноземы обыкновенные юга России, черноземы южные, расположенные в комплексе с солонцами). В этих почвах возникают при длительном орошении такие негативные процессы, как переувлажнение, вторичное засоление, осолонцевание, подщелачивание, дегумификация, агроистощение.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Naimi, O.I. | Bezuglova, O.S. | Polienko, E.A. | Kutserubova, O.Yu., Federal Rostov Agrarian Scientific Center, Rostov Region

The influence of winter wheat straw treatment with humic preparations BIO-Don and BIO-Don-15 and of the application of mineral nitrogen in the compensating dose on the dynamics of straw transformation in ordinary carbonate chernozem was studied in a laboratory experiment. The stimulating effect of the applied substances on the microbiological processes of straw transformation was determined. The treatment with humic preparation BIO-Don-15 and application of ammonium nitrate increased the degree of cellulose decomposition by 1.7 and 1.9 times respectively, compared with the control. The proportion of mobile humus and fulvic acids in fractional-group composition increased, which indicated active formation of humic substances. Humification processes reached a maximum in 5–7 months of composting straw with soil, after which the processes of mineralization began to predominate. Therefore, the humus content increases at the initial stages of composting, and it decreases afterward. In the variants with BIO-Don-15 humic preparation and with mineral nitrogen, the largest content of mobile humus was observed throughout the entire experiment. It was shown that the use of BIO-Don-15 had a positive effect on the accumulation of mineral forms of nitrogen and available phosphorus, not inferior to the action of the compensating dose of nitrogen; in this case, the costs were lower in comparison with the application of ammonium nitrate. The use of BIO-Don-15 for the treatment of straw provided more efficient use of stubble residues and by-products of cereals to optimize the fertility of arable soils. | В лабораторном эксперименте изучали влияние обработки соломы озимой пшеницы гуминовыми препаратами BIO-Дон и BIO-Дон-15, а также внесения компенсирующей дозы минерального азота на динамику процессов ее трансформации в черноземе обыкновенном карбонатном. Установлено стимулирующее влияние компенсирующей дозы минерального азота и гуминовых препаратов на микробиологические процессы трансформации соломы. При обработке гуминовым препаратом BIO-Дон-15 и внесении аммиачной селитры степень разложения целлюлозы возросла, соответственно, в 1,7 и 1,9 раза по сравнению с контролем. Увеличение доли подвижного гумуса и фульвокислот во фракционно-групповом составе свидетельствует об активном новообразовании гумусовых веществ. Процессы гумификации достигают максимума через 5…7 месяцев компостирования соломы с почвой, после чего начинают преобладать процессы минерализации, поэтому на начальных этапах компостирования содержание гумуса растет, но в последующем снижается. В вариантах с гуминовым препаратом BIO-Дон-15 и с минеральным азотом наблюдалось наибольшее содержание подвижного гумуса на всем протяжении опыта. Применение гуминового препарата BIO-Дон-15 при меньших затратах, по сравнению с внесением аммиачной селитры, оказывает положительное влияние на накопление минеральных форм азота и подвижного фосфора, не уступающее действию компенсирующей дозы азота. Обработка соломы препаратом BIO-Дон-15 обеспечивает более эффективное использование пожнивных остатков и побочной продукции урожая зерновых культур для оптимизации плодородия пахотных почв.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Perederieva, V.M. | Vlasova, O.I. | Dorozhko, G.R. | Petrova, L.N. | Wolthers, I.A., Stavropol State Agrarian Univ.

The research was carried out in 2016-2016 in the Stavropol krai in the unstable precipitation zone. The influence of traditional crop cultivation method and direct seeding without tillage on the quantity of plant residues, changes during vegetation and distribution in the 0-30 cm layer are shown. These indices were compared in crop production conditions. It is established that before direct seeding upper soil layer contains, depending on the crop, from 59.6 to 71.8% of root and stubble residues. The cultivation of winter wheat after winter rape promotes a more intensive loss of plant residues in the upper (0-10 cm) soil layer during the vegetative period. To the stage of full ripeness, their share is about 22.0%. In the cultivation of winter rapeseed and maize for grain after cereal crops, 34.2 and 34.1% of plant residues respectively remain in the upper soil layer. Traditional cultivation technology leads to more active decomposition of plant residues. In the upper 0-10 cm layer of soil from sowing to full ripeness of maize cultivated according to traditional technology plant residue content decreases by 90.9%, and in direct seeding - by 66.0%. In the subsoil layer of the soil, 20-30 cm, is preserved up to 42.3% of plant residues, and in direct sowing up to 72.2% of the initial amount. The traditional crop cultivation and use of practices recommended for the soil and climatic zone promotes the plant residue mineralization and the enrichment of the soil layer of 0-30 cm with plant nutrition elements. Direct seeding hamper the decomposition of organic matter and create mulching layer on the soil top. | Исследования проводили в 2014-2016 г. в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края. В условиях производственных посевов сравнивали влияние традиционной технологии возделывания культур и технологии прямого посева без обработки почвы на массу растительных остатков, изменения этого показателя за вегетационный период и их распределение в слое 0-30 см. Установлено, что в верхнем слое почвы при прямом посеве в зависимости от культуры перед севом находится от 59,6 до 71,8% корневых и пожнивных остатков. Возделывание озимой пшеницы после озимого рапса способствует более интенсивной убыли растительных остатков в верхнем 0-10 см слое почвы за вегетационный период. К полной спелости их масса составляет 22,0%. При возделывании озимого рапса и кукурузы на зерно по колосовым предшественникам в верхнем слое почвы остается, соответственно, 34,2 и 34,1% растительных остатков. По традиционной технологии в верхнем 0-10 см слое почвы от сева до полной спелости кукурузы убыль биомассы составляет 90,9%, при прямом посеве – 66,0%. В подпахотном слое почвы 20-30 см растительных остатков сохраняется до 42,3%, а при прямом посеве – до 72,2% от первоначальной массы. Возделывание культур по традиционным технологиям с применением рекомендованных для почвенно-климатической зоны приемов способствует ускорению минерализации растительных остатков и обогащению элементами питания почвенного слоя 0-30 см. Прямой посев сдерживает процесс разложения органического вещества и создает мульчирующий слой.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Eremin, D.I. | Akhtyamova, A.A., State Agrarian Univ. of Northern Trans-Ural Regions, Tyumen

Previously developed methods of calculating the humus balance of arable soils do not consider the impact of mineral fertilizers on the processes of mineralization and humification of organic matter. The calculated data significantly differ from the actual values of humus stocks. The aim of this work was to study the influence of mineral fertilizers on the mineralization of humus in an arable layer of leached chernozem. The studies were conducted at the research station, located in the forest-steppe zone of the Trans-Urals. We studied the mineralization of humus against the natural soil fertility and at the application of various mineral fertilizer rates, which ensured the planned yield of spring wheat and oat in the range of from 3.0 to 6.0 t/ ha. Over five years, the content of humus in the plot without fertilizers in the 0–40 cm layer decreased from 6.27 to 6.01%, the coefficient of humus mineralization was 0.8% of the total content of humus. The application of fertilizers for the planned yield of 3.0 and 4.0 t/ha slightly stimulated soil microflora, which reduced the humus content from 6.85 to 6.46% in the absence of plant residues. The coefficient of mineralization corresponded to the common value – 1.0% of the humus content. In the fields of high soil fertility, ensuring the yield of cereals from 5.0 to 6.0 t/ha, soil microflora became active throughout the whole arable layer. Its activity led to a decrease in humus content from 6.06 to 5.61%. The mineralization coefficient increased to 1.5% of the humus content. The results obtained are necessary to optimize the balance model of humification in the arable soil in the case of mineral fertilizers application. | Разработанные ранее методы расчета баланса гумусового состояния пахотных почв не учитывают влияния минеральных удобрений на процессы минерализации и гумификации органического вещества. Расчетные данные существенно отличаются от фактических величин запасов гумуса. Целью работы было изучение влияния минеральных удобрений на минерализацию гумуса в пахотном слое чернозема выщелоченного. Исследования проводили на стационаре, расположенном в лесостепной зоне Зауралья. Изучали минерализацию гумуса на естественном агрофоне и при внесении различных доз минеральных удобрений, обеспечивающих формирование планируемого урожая яровой пшеницы и овса от 3,0 до 6,0 т/га. За 5 лет содержание гумуса в варианте без удобрений в слое 0…40 см уменьшилось с 6,27 до 6,01%, коэффициент его минерализации составил 0,8% от содержания гумуса. Внесение удобрений на планируемую урожайность 3,0 и 4,0 т/га незначительно стимулировало почвенную микрофлору, жизнедеятельность которой при отсутствии растительных остатков уменьшала содержание гумуса с 6,85 до 6,46%; коэффициент минерализации соответствовал общепринятым значениями – 1,0% от содержания гумуса. На полях с высоким агрофоном, обеспечивающим формирование урожая зерновых культур от 5,0 до 6,0 т/га, почвенная микрофлора активизировалась по всему пахотному слою. Ее деятельность привела к уменьшению содержания гумуса с 6,06 до 5,61%. Коэффициент минерализации увеличился до 1,5% от содержания гумуса. Полученные результаты необходимы для оптимизации балансовой модели гумусообразования пахотных почв при использовании минеральных удобрений.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation