Агрохімія і ґрунтознавство. Mіжвід. тем. наук. зб. Вип.90. Харків: ННЦ ІГА. 2020. С.13-28
doi: https://doi.org/10.31073/acss90-02


©2020, М.A. Popirny, О.P. Siabruk, R.V. Akimova, M.V. Shevchenko

Рисунки та Таблиці / Рисунки и таблицы
90-02-fig8

90
Контакти / Контакты
УДК 631.421: 631.417.2: 631.433.5
Новые интегративные методы исследования стабилизации органического углерода при разной обработке почвы
М. А. Попирный1, О. П. Сябрук1*, Р. В. Акимова1, Н. В. Шевченко2
1Национальный научный центр «Институт почвоведения и агрохимии имени А.Н. Соколовского», Харьков, Украина
2Харьковский Национальный Аграрный Университет им. В.В. Докучаева, Харьков, Украина
*E-mail: syabryk86@gmail.com


Ключевые слова: гуминовые кислоты; диоксид углерода; интегративные методы; комплексная спектроскопия; органический углерод; система обработки почвы

Резюме. В земледелии одной из технологий возвращения утраченного органического углерода являются минимальный и нулевой способы обработки почвы, которые способствуют повышению содержания органического вещества и глобальной стабилизации углекислого газа. Но эффективность секвестрации углерода в почве ограничена, из-за того, что органический углерод быстро высвобождается из почвы с возвращением пахоты. Этим и обусловлена актуальность исследования процессов реагирования гумусовых молекул, ведущих к структурированию органического вещества почвы, для управления секвестрацией углерода и интегративного мониторинга эмиссии СО2. Целью работы было выявить процессы реагирования гуминовых молекул, как целостной супрамолекулярной системы, определяющие стабилизацию почвенного углерода и обусловливающие динамику эмиссии СО2 из почвы с использованием интегративных биофизико-химических параметров (комплексными спектроскопическими методами). Исследовали изменения интегрированных характеристик спектров в комплексном спектроскопическом анализе всего экстракта гуминовых кислот чернозема типичного для выявления влияния различных способов обработки на динамику эмиссии СО2 из почвы. Комплексный спектроскопический анализ выполнен в лабораториях ХНУ имени В. Н. Каразина и Научно-технологического комплекса "Институт монокристаллов". Инструментальный контроль интенсивности выделения диоксида углерода с поверхности почвы проводили с помощью портативного газоанализатора testo 535. По результатам исследований современными спектроскопическими методами нефракционированных экстрактов гуминовых кислот чернозема типичного при разной обработке почвы обнаружено процессы переорганизацию гуминовой супраструктуры, которые характеризуются перестройкой межмолекулярных сил, которые обусловливают изменение реакционной способности и стабильности гуминовых кислот. Выявлено, что гуминовые супраструктуры пахотного чернозема типичного характеризуются высокой молекулярной подвижностью, обусловленной гидрофильной положительной гидратацией и хорошей растворимостью, высокой сорбционной и комплексообразующей способностями, но слабой способностью закрепляться, вследствие миграционного «рассеивания» вглубь почвенного профиля. Доказано, что наибольшими суммарными объемами эмиссии СО2 из чернозема типичного характеризуется технология прямого посева (нулевой обработки), чему способствует лучший водный режим и более полная минерализация растительных остатков с поверхности почвы. При основной обработки на варианте с дискованием на 10-12 см годовые потери углерода не высокие. Систематическая вспашка (6 лет подряд) привела к уменьшению содержания лабильного органического вещества и фульвокислот, и к снижению потенциальной способности к продуцированию СО2 в верхнем слое почвы, по сравнению с поверхностной обработкой и технологией прямого посева.