СПРЯМОВАНІСТЬ ПРОЦЕСІВ МІНЕРАЛІЗАЦІЇ-СИНТЕЗУ ОРГАНІЧНОЇ РЕЧОВИНИ В ЧОРНОЗЕМІ ВИЛУЖЕНОМУ ЗА РІЗНОГО УДОБРЕННЯ ЯЧМЕНЮ ЯРОГО

  • В.В. Волкогон Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН
  • С.Б. Дімова Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН
  • К.І. Волкогон Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН
Ключові слова: ґрунтова органічна речовина, процеси мінералізації-синтезу, ячмінь, системи удобрення, емісія N2O і CO2

Анотація

Мета. За використання нових методичних рішень дослідити спрямованість процесів мінералізації-синтезу органічної речовини в ґрунті за вирощування ячменю ярого на різних агрофонах. Методи. Польового досліду, газохроматографічні (для визначення емісії закису азоту й вуглекислого газу), статистичні. Результати. Дослідження емісії закису азоту й вуглекислого газу та подальші розрахунки питомих втрат N-N2O (г/кг С-СО2) залежно від систем удобрення і в процесі порівняння з показниками «еталонного» ґрунту (переліг) дають можливість оперативного визначення спрямованості процесів мінералізації-синтезу органічної речовини в ґрунтах агроценозів. В умовах польового стаціонарного досліду на чорноземі вилуженому за вирощування ячменю ярого в сівозміні показано, що використання мінеральних систем удобрення призводить до ініціювання мінералізаційних процесів, напруженість яких зростає зі збільшенням норм туків. Застосування мінеральних добрив по фону першого року післядії органічної речовини (5 т/га соломи + 13 т/га маси проміжного люпинового сидерату) суттєво покращує ситуацію. За використання найменшої (N30P30K30) і середньої (N60Р60К60) в досліді доз мінеральних добрив по фону післядії органічних добрив ґрунт характеризується домінуванням процесів синтезу органічної речовини. Найвища в досліді норма туків (N90Р90К90), навіть за її застосування по фону післядії соломи з біомасою люпинового сидерату, призводить до активізації мінералізаційних процесів. За післядії гною великої рогатої худоби, люпинового сидерату та їх поєднання, зокрема з мінеральними добривами, спостерігається незначне переважання мінералізаційної активності над іммобілізаційною. Висновки. Використання газохроматографічного методу визначення спрямованості процесів мінералізації-синтезу органічної речовини дозволяє оперативно визначати екологічну доцільність систем удобрення сільськогосподарських культур. Для оптимізації перебігу процесів доцільно поєднувати застосування мінеральних добрив по фону органічних.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

1. Volkogon, V. V., Britan, T. Yu., Purig, O. V. (2018). Rozvytok mikroorhanizmiv ta spriamovanist biolohichnykh protsesiv u chornozemi vyluzhenomu za modeliuvannia defitsytu svizhoi orhanichnoi rechovyny ta vplyvu mineralnoho azotu [Development of microorganisms and direction of biological processes in chernozem leached by modeling the deficit of fresh organic matter and the influence of mineral nitrogen]. Silskohospodarska mikrobiolohiia — Agricultural microbiology, 28, 3–16. https://doi.org/ 10.35868/1997-3004.28.3-16 [in Ukrainian].
2. Gomonova, N. F., Ovchinnicova, M. F. (1986). Vliyanie dlitel’nogo primeneniya mineral’- nogo udobreniya i izvestkovaniya na khimicheskie svoystva, gruppovoy i fraktsionnyy sostav gumusa [Influence of long-term application of mineral fertilizer and liming on chemical properties, group and fractional composition of humus]. Agrokhimiya — Agrochemistry, 1, 85–90 [in Russian].
3. Zvyagintsev, D. G. (1991). Metody pochvennoy mikrobiologii i biokhimii [Methods of soil microbiology and biochemistry]. Moskva: MGU [in Russian].
4. Кudeyarov, V. N., Blagodatsky, S. А., Larionova, A. A. (1990). Izmenenie vnutripochvennykh potokov azota pri vnesenii azotnykh udobreniy [Change in subsurface nitrogen fluxes when applying nitrogen fertilizers]. Agrokhimiya — Agrochemistry, 11, 47–53 [in Russian].
5. Mazur, G. A. (2008). Vidtvorennia i rehuliuvannia rodiuchosti lehkykh gruntiv [Reproduction and regulation of light soil fertility]. Кyiv: Аgrarian science publishing house [in Ukrainian].
6. Mazur, G. A., Grigora, T. I. (2011). Hrupovo-fraktsiinyi sklad i zapasy humusu v siromu lisovomu grunti u zviazku z intensyvnistiu yoho vykorystannia [Group-fractional composition and stocks of humus in gray forest soil due to the intensity of its us]. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho ahrarnoho universytetu im. V. V. Dokuchaieva — Bull. of Kharkiv National Agrarian University V. V. Dokuchaeva, 1, 178–181 [in Ukrainian].
7. Tuev, N. A. (1989). Mikrobiologicheskie protsessy obrazovaniya gumusa [Microbiological processes of humus formation]. Моskva: Kolos [in Russian].
8. Barré, P., Plante, A. F., Cécillon, L. Lutfalla, S., Baudin, F., Bernard, S., Christensen, B. T., Eglin, T., Fernandez, J. M., Houot, S., Kätterer, T., Le Guillou, C., Macdonald, A., van Oort, F., & Chenu, C. (2016). The energetic and chemical signatures of persistent soil organic matter. Biogeochemistry, 130, 1–12. https://doi.org/10.1007/s10533- 016-0246-0.
9. Chen, R., Senbayram, M., Blagodatsky, S., Myachina, O., Dittert, K., Lin, X., Blagodatskaya, E., & Kuzyakov, Y. (2014). Soil C and N availability determine the priming effect: microbial N mining and stoichiometric decomposition theories. Glob. Chang. Biol., 20, 2356–2367. https://doi.org/ 10.1111/gcb.12475
10. Cheng, W. (2009). Rhizosphere priming effect: its functional relationships with microbial turnover, evapotranspiration and C–N budgets. Soil Biol. Biochem., 41, 1795–1801. https://doi.org/10.1016/ j.soilbio.2008.04.018
11. Craine, J. M., Morrow, C., & Fierer, N. (2007). Microbial nitrogen limitation increases decomposition. Ecology, 88, 2105–2113. https://doi.org/ 10.1890/06-1847.1
12. Dunne, J. A., Saleska, S. R., Fischer, M. L., & Harte, J. (2004). Integrating experimental and gradient methods in ecological climate change research. Ecology, 85, 904–916. https://doi.org/ 10.1890/03-8003
13. Hassink, J. (1997). The capacity of soils to preserve organic C and N by their association with clay and silt particles. Plant Soil, 191, 77–87. https://doi.org/10.1023/A:1004213929699
14. Fontaine, S., Mariotti, A., & Abbadie, L. (2003). The priming effect of organic matter: a question of microbial competition? Soil Biol. Biochem., 35, 837–843. https://doi.org/10.1016/S0038-0717 (03)00123-8
15. Khan, S. A., Mulvaney, R. L., Ellsworth, T., & Boast, C. W. (2007). The myth of nitrogen fertilization for soil carbon sequestration. J. Environ. Qual., 36, 1821–1832. https://doi.org/10.2134/ jeq2007.0099
16. Kuzyakov, Y. (2010). Priming effects: interactions between living and dead organic matter. Soil. Biol. Biochem., 42, 1363–1371. https://doi.org/ 10.1016/j.soilbio.2010.04.003
17. Lal, R. (2010). Enhancing Eco-efficiency in Agro-ecosystems through Soil Carbon Sequestration. Crop Sci., 50, 120–131. https://doi.org/ 10.2135/cropsci2010.01.0012
18. Li, X. G., Jia, B., Lv, J., Ma, Q., Kuzyakov, Y., & Feng-min, L. (2017). Nitrogen fertilization decreases the decomposition of soil organic matter and plant residues in planted soils. Soil. Biol. Biochem., 112, 47–55. https://doi.org/10.1016/ j.soilbio.2017.04.018
19. Mahal, N. K., Osterholz, R., Miguez, F. E., Poffenbarger, H. J., Sawyer, J. E., Olk, D. C., Archontoulis, S. V., & Castellano, M. J. (2019). Nitrogen Fertilizer Suppresses Mineralization of Soil Organic Matter in Maize Agroecosystems. Front. Ecol. Evol., 7, 59. https://doi.org/10.3389/fevo.2019.00059
20. McGill, W. G., Hunt, H. W., Woodmansee, R. G., & Reuss, J. O. (1981). Phoenix — A model of the dynamics of carbon and nitrogen in grassland soils. Ecol. Bull., 33, 237–247.
21. Mulvaney, R. L., Khan, S. A., & Ellsworth, T. R. (2009). Synthetic nitrogen fertilizers deplete soil nitrogen: a global dilemma for sustainable cereal production. J. Environ. Qual., 38, 2295– 2314. https://doi.org/10.2134/jeq2008.0527
22. Omay, A. B., Rice, C. W., Maddux, L. D., & Gordon, W. B. (1997). Changes in Soil Microbial and Chemical Properties under Long-term Crop Rotation and Fertilization Soil. Sci. Soc. Am. J. Division S-3 — Soil Biology & Biochemistry, 61, 1672– 1678.
23. O’Rourke, S. M., Angers, D. A., Holden, N. M., & McBratney, A. B. (2015). Soil organic carbon across scales. Glob. Chang. Biol., 21, 3561– 3574. https://doi.org/10.1111/gcb.12959
24. Pausch, J., Kuzyakov, Y. (2017). Carbon input by roots into the soil: Quantification of rhizodeposition from root to ecosystem scale. Glob. Change. Biol., 24 (1), 1–12. https://doi.org/10.1111/ gcb.13850
25. Plante, A. F., Fernández, J. M., Haddix, M. L., Steinweg, J. M., & Conant, R. T. (2011). Biological, chemical and thermal indices of soil organic matter stability in four grassland soils. Soil. Biol. Biochem., 43, 1051–1058. https://doi.org/ 10.1016/j.soilbio.2011.01.024
26. Poffenbarger, H. J., Barker, D. W., Helmers, M. J., Miguez, F. E., Olk, D. C., Sawyer, J. E., Six, J., & Castellano, M. J. (2017). Maximum soil organic carbon storage in Midwest US cropping systems when crops are optimally nitrogen-fertilized. PLoS ONE 12:e0172293. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0172293
27. Poulton, Р., Johnston, J., Macdonald, A., White, R., & Powlson, D. (2018). Major limitations to achieving “4 per 1000” increases in soilorganic carbon stock in temperate regions: Evidence from long-term experiments at Rothamsted Research, United Kingdom Glob. Change. Biol., 24, 2563– 2584. https://doi.org/10.1111/gcb.14066
28. Robertson, G. P., Bruulsema, T. W., Gehl, R., Kanter, D., Mauzerall, D. L., Rotz, C. A., & Williams, C. O. (2013). Nitrogen-climate interactions in US agriculture. Biogeochemistry, 114, 41–70. https://doi.org/10.1007/s10533-012-9802-4
29. Russell, A. E. Cambardella, C. A., Laird, D. A., Jaynes, D. B., & Meek, D. W. (2009). Nitrogen fertilizer effects on soil carbon balances in Midwestern US agricultural systems. Ecol. Appl., 19, 1102– 1113. https://doi.org/10.1890/07-1919.1
30. Saenger, A., Cécillon, L., Sebag, D., & Brun, J. J. (2013). Soil organic carbon quantity, chemistry and thermal stability in a mountainous landscape: a rock-Eval pyrolysis survey. Org. Geochem., 54, 101–114. https://doi.org/10.1016/ j.orggeochem.2012.10.008
31. Spohn, M., Pötsch, E. M., Eichorst, S. A., Woebkend, D., Waneka, W., & Richtera, A. (2016). Soil microbial carbon use efficiency and biomass turnover in a longterm fertilization experiment in a temperate grassland. Soil. Biol. Biochem., 97, 168– 175. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2016.03.008
32. Sterner, R. W., Elser, J. J. (2002). Ecological Stoichiometry: The Biology of Elements From Molecules to the Biosphere Princeton, NJ: Princeton University Press.
33. Stevens, W. B., Hoeft, R. G., & Mulvaney, R. L. (2005). Fate of nitrogen-15 in a long-term nitrogen rate study. Agron. J., 97, 1046–1053. https://doi.org/10.2134/agronj2003.0313
34. Volkogon, V. V., Pyrig, O. V., Volkogon, K. I., & Dimova, S. B. (2019). Methodological aspects of determining the processes of organic matter mineralization-synthesis in croplands. Agr. Sci. Pract., 1, 3–9. https://doi.org/10.15407/agrisp6.01.003
35. Volkogon, V. V., Pyrig, O. V., Dimova, S. B., & Volkogon, K. I. (2020). Focus of mineralization-synthesis processes of the organic matter in the leached chernozem while cultivating potatoes on different fertilization backgrounds. Agr. Sci. Pract., 7(1), 40–48. https://doi.org/10.15407/agrisp7.01 36. Zang, H., Wang, J., & Kuzyakov, Y. (2016). N fertilization decreases soil organic matter decomposition in the rhizosphere. Appl. Soil. Ecol., 108, 47–53. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2016.07.021

Переглядів анотації: 70
Завантажень PDF: 55
Опубліковано
2022-06-05
Як цитувати
Волкогон, В., Дімова, С., & Волкогон, К. (2022). СПРЯМОВАНІСТЬ ПРОЦЕСІВ МІНЕРАЛІЗАЦІЇ-СИНТЕЗУ ОРГАНІЧНОЇ РЕЧОВИНИ В ЧОРНОЗЕМІ ВИЛУЖЕНОМУ ЗА РІЗНОГО УДОБРЕННЯ ЯЧМЕНЮ ЯРОГО. Сільськогосподарська мікробіологія, 35, 3-16. https://doi.org/10.35868/1997-3004.35.3-16

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають

1 2 3 > >>