izvestiiatimacadИзвестия Тимирязевской сельскохозяйственной академииIZVESTIYA OF TIMIRYAZEV AGRICULTURAL ACADEMY0021-342XФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.26897/0021-342X-2023-5-5-17izvestiiatimacad-471Research ArticleАГРОХИМИЯ, ПОЧВОВЕДЕНИЕ, ЭКОЛОГИЯAGROCHEMISTRY, SOIL SCIENCE AND ECOLOGYДинамика углеродного статуса почвы на ранней стадии роста растений ячменя под влиянием средств биоактивации почвыDynamics of soil carbon status at the early stage of barley plant growth under the influence of soil bioactivation agents.https://orcid.org/0009-0002-8635-6501ЗаниловА. Х.ZanilovA. Kh.

Занилов Амиран Хабидович, старший научный сотрудник, канд. с.-х. наук, руководитель центра декарбонизации АПК и региональной экономики КБГУ; старший научный сотрудник

360004, КБР, г. Нальчик, ул. Чернышевского, 173

360004, г. Нальчик, ул. Кирова, 224

тел.: 8(662) 72–27–17

Amiran Kh. Zanilov, CSc (Ag), Senior Research Associate, Head of the Center for Decarbonization of the Agro-Industrial Complex and Regional Economy

173, Chernyshevskogo Str., Nalchik, 360004, KBR

224, Kirova Str., Nalchik, 360004, KBR

amiran78@inbox.ruАзнаеваМ. А.AznaevaM. A.

Азнаева Милана Аркадьевна, лаборант-исследователь центра декарбонизации АПК КБГУ

360004, КБР, г. Нальчик, ул. Чернышевского, 173

Milana A. Aznaeva, Laboratory Assistant-Researcher, Center for Decarbonization of the Agro-Industrial Complex and Regional Economy

173, Chernyshevskogo Str., Nalchik, 360004, KBR

miazn@mail.ruДудароваД. Г.DudarovaD. G.

Дударова Динара Гумарбиевна, лаборант-исследователь центра декарбонизации АПК КБГУ

360004, КБР, г. Нальчик, ул. Чернышевского, 173

Dinara G. Dudarova, Laboratory Assistant-Researcher, Center for Decarbonization of the Agro-Industrial Complex and Regional Economy

173, Chernyshevskogo Str., Nalchik, 360004, KBR

dudarova.dinara00@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9516-3213ЛешкеновА. М.LeshkenovA. M.

Лешкенов Аслан Мухамедович, научный сотрудник, заведующий лабораторией агрохимии и почвенных исследований

360004, г. Нальчик, ул. Кирова, 224

Aslan M. Leshkenov, Research Associate, Head of the Laboratory of Agrochemistry and Soil Research

224, Kirova Str., Nalchik, 360004, KBR

aslan.leshckenov@yandex.ruИнститут сельского хозяйства – филиал ФГБНУ Федеральный научный центр «Кабардино-Балкарский научный центр Российской академии наук»; ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»РоссияInstitute of Agriculture – a branch of the Kabardino-Balkarian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences; Kabardino-Balkarian State University named after Kh.M. BerbekovRussian FederationФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»РоссияKabardino-Balkarian State University named after Kh.M. BerbekovRussian FederationИнститут сельского хозяйства – филиал ФГБНУ Федеральный научный центр «Кабардино-Балкарский научный центр Российской академии наук»РоссияInstitute of Agriculture – a branch of the Kabardino-Balkarian Scientific Center of the Russian Academy of SciencesRussian Federation20231711202305517Copyright © Занилов А.Х., Азнаева М.А., Дударова Д.Г., Лешкенов А.М., 20242024Занилов А.Х., Азнаева М.А., Дударова Д.Г., Лешкенов А.М.Zanilov A.K., Aznaeva M.A., Dudarova D.G., Leshkenov A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiia.timacad.ru/jour/article/view/471

В условиях модельного эксперимента продолжительностью 24 сут. на почвенных образцах чернозема обыкновенного (Сорг = 3,6%, рН = 7,4) была произведена оценка влияния биопрепаратов на биологическую активность почвы и на динамику содержания двух форм почвенного органического вещества: Сэгв и Сорг. Было установлено, что используемые в процессе эксперимента биопрепараты по результатам их влияния на интенсивность субстрат-индуцированного дыхания могут быть отнесены к средствам биологической активации почвы. Биологическая активность почвы от предпосевного внесения биопрепаратов в почву возрастает в ряду Ризоплан-Спорекс-Бисолби-Трихозан-Бактофит, меняясь в пределах 57–156,7 мкл СО2/ч/г почвы, при показателе в эталонном варианте 28,6 мкл СО2/ч/г почвы. Средства биоактивации демонстрируют ярко выраженную способность деструкции почвенного органического вещества, что в свою очередь выражается в снижении содержания валового углерода. Фракция органического углерода, экстрагируемого горячей водой, отрицательно коррелирует с биомассой растений (r = –0,845), что может являться свидетельством участия данной фракции в непосредственном формировании биомассы на ранней стадии развития растений ячменя. В то же время углерод микробной биомассы на исследуемом отрезке времени отличается слабой корреляционной связью с биомассой растений (r = 0,298).

Under the conditions of a 24-day model experiment on soil samples of ordinary chernozem (Corg=3.6%, pH=7.4), the effect of biopreparations on the biological activity and on the dynamics of the content of two forms of soil organic matter (Chwl and Corg) was evaluated. Based on the results of theeffectof the used biopreparations on the intensity of substrate-induced soil respiration, they can be classified as means of biological activation of soil. The biological activity of the soil increased in the Rizoplan-Sporex-Bisolbi-Trichosan-Baktofit series when the biopreparations were applied to the soil before sowing, varying in the range of 57–156.7 µl CO2/h/g of soil, while the indicator in the reference variant was 28.6 µl CO2/h /g soil. The bioactivation agents show a pronounced ability to destroy soil organic matter, which is expressed in a reduction of the gross carbon content. The fraction of organic carbon extracted by hot water is negatively correlated with plant biomass (r = –0.845), which may indicate the involvement of this fraction in the direct formation of biomassat the early stage of barley plant development. At the same time, the carbon of the microbial biomass is characterized by a weak correlation with the plant biomass (r=0.298) in the period studied.

Биоактивация почвыбиопрепаратыуглеродный статут почвыбиомасса растенийsoil bioactivationbiopreparationssoil carbon statusplant biomassReferencesУилфред М. Пост, Кьеол Квон. Soil carbon sequestration and land-use change: Processes and potential // Global Change B iology. – 2000. – № 6. – Рр. 317–327. – DOI: 10.1046/j.1365-2486.2000.00308.x.Post W.M., Kwon K.C. Soil carbon sequestration and land-use change: Processes and potential. Global Change Biology. 2000;6:317–327. https://doi.org/10.1046/j.1365-2486.2000.00308.xЗаварзин Г.А., Кудеяров В.Н. Почва как главный источник углекислоты и резервуар органического углерода на территории России // Вестник Российской академии наук. – 2006. – Т. 76, № 1. – С. 14–24.Zavarzin G.A., Kudeyarov V.N. Soil as the key source of carbonic acid and reservoir of organic carbon on the territory of Russia. Herald of the Russian Academy of Sciences. 2006;76(1):12–26. (In Russ.)Smith P. Land use change and soil organic carbon dynamics // Nutrient Cyclingin Agroecosystems. – 2008. – № 81. – Рр. 169–178.Smith P. Land use change and soil organic carbon dynamics. Nutrient Cycling Agroecosystems. 2008;81:169–178.Dyson F.J. Can we control the carbon dioxide in the atmosphere? // Energy. – 1977. – № 2 (3). – Рр. 287–291. – DOI: 10.1016/0360-5442(77)90033-0.Dyson F.J. Can we control the carbon dioxide in the atmosphere? Energy. 1977;2(3):287–291. https://doi.org/10.1016/0360-5442(77)90033-0Переверзева С.А., Коносавский П.К., Тудвачев А.В., Хархордин И.Л. Захоронение промышленных выбросов углекислого газа в геологические структуры // Вестник Санкт-Петербургского университета. – 2014. – Вып. 1. – Серия 7. – С. 5–21.Pereverzeva S.A., Konosavskiy P.K., Tudvachev A.V., Kharkhordin I.L. Disposal of carbon dioxide industrial emissions in geological structures. Vestnik of Saint Petersburg University. Earth Sciences. 2014;1(7):5–21. (In Russ.)Васенев И.И. Почвенные сукцессии. – М.: ЛКИ, 2008. – 320 с.Vasenev I.I. Soil succession. M.: LKI, 2008:320. (In Russ.)Abdullahi A.Ch., Siwar Ch., Shaharudin M.I., Anizan I. Carbon Sequestration in Soil: The Opportunities and Challenges. – 2018. – P. 196. – DOI: 10/5772/intechopen.79347.Abdullahi A.Ch., Siwar Ch., Shaharudin M.I., Anizan I. Carbon Sequestration in Soil: The Opportunities and Challenges. In book: Carbon Capture, Utilization and Sequestration. 2018:196. https://doi.org/10/5772/intechopen.79347Шильников И.А., Сычев В.Г., Шеуджен А.Х., Аканова Н.И. и др. Потери элементов питания растений в агробиогеохимическом круговороте веществ и способы их минимизации: Монография. – М.: ВНИИА, 2012. – 351 с.Shil’nikov I.A., Sychev V.G., Sheudzhen A.Kh., Akanova N.I. et al. Losses of plant nutrition elements in the agrobiogeochemical cycle of substances and methods for their minimization: monograph. M.: VNIIA, 2012:351. (In Russ.)Anderson T. – H., Domsch K.H. Soil microbial biomass: The eco-physiological approach // Soil Biol. Biochem. – 2010. – V. 42, Iss. 12. – Pр. 2039–2043.Anderson T. – H., Domsch K.H. Soil microbial biomass: The eco-physiological approach. Soil Biol. Biochem. 2010;42(12):2039–2043.Гринец Л.В., Сенькова Л.А., Мингалев С.К. Биологическая активность почвы // Аграрное образование и наука. – 2019. – № 2. – С. 14.Grinets L.V., Sen’kova L.A., Mingalev S.K. Soil biological activity. Agrarnoe obrazovaniye i nauka. 2019;2:14. (In Russ.)Завалин А.А. Применение биопрепаратов при возделывании полевых культур // Достижения науки и техники АПК. – 2011. – № 8. – С. 9–11.Zavalin A.A. The use of biologics in the cultivation of field crops. Achievements of Science and Technology in Agro-Industrial Complex. 2011;8:9–11. (In Russ.)Никитин С.Н. Совершенствование системы удобрения яровой пшеницы с использованием биопрепаратов и микроэлементов (ЖУСС-2) в условиях лесостепи Поволжья: Дис. … канд. с.-х. наук. – Ульяновск, 2002. – 136 с.Nikitin S.N. Improving the spring wheat fertilization system using biologics and microelements (ZHUSS-2) in the forest-steppe conditions of the Volga region. CSc (Ag) thesis: 01.06.04. Ulyanovsk, 2002:136. (In Russ.)Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения: Учебник. – М.: Высшая школа, 1989. – 320 с.Dobrovolskiy V.V. Geography of soils with fundamentals of soil science. Textbook for a geographer. M.: Vysshaya Shkola, 1989:320. (In Russ.)Рукавицина И.В., Чуркина Г.Н., Кунанбаев К.К. Оценка биологической активности черноземных почв в заивисмости от технологии возделывания пшеницы и рапса в условиях Северного Казахстана // Вестник Карагандинского университета. – 2018. – № 3 (91). – С. 24–32.Rukavitsina I.V., Churkina G.N., Kunanbayev K.K. Assessment of the biological activity of chernozem soils, depending on the technologies of cultivation of wheat and rape in the conditions of Northern Kazakhstan. Bulletin of the Karaganda University. 2018;3(91):24–32. (In Russ.)Ананьева Н.Д., Иващенко К.В., Сушко С.В. Микробные показатели городских почв и их роль в оценке экосистемных сервисов (обзор) // Почвоведение. – 2021. – № 10. – С. 1231–1246.Ananyeva N.D., Ivashchenko K.V., Sushko S.V. Microbial indicators of urban soils and their role in assessment of ecosystem services (review). Eurasian Soil Science. 2021;10:1231–1246. (In Russ.)Селезнёва А.Е., Иващенко К.В., Сушко С.В., Журавлева А.И., Ананьева Н.Д., Благодатский С.А. Дыхательная активность микробного сообщества почвы и его функциональное разнообразие при смещении верхней границы леса в горах Северо-Западного Кавказа // Вестник Российского университета дружбы народов. – Серия «Агрономия и животноводство». – 2021. – Т. 16, № 3. – C. 226–237. – DOI: 10.22363/2312-797X-2021-16-3-226-237.Selezneva A.E., Ivashchenko K.V., Sushko S.V., Zhuravleva A.I., Ananyeva N.D., Blagodatsky S.A. Microbial respiration and functional diversity of soil microbial community under treeline shifts in the Northwestern Caucasus. RUDN Journal of Agronomy and Animal Industries. 2021;16(3):226–237. (In Russ.) https://doi.org/10.22363/2312-797X2021-16-3-226-237Патент № RU2762361. Комплексное удобрение: № 2021114146: заявл. 19.05.2021: опубл. 20.12.2021 / Конов Магомет Абубекирович. – 11 с.Konov M.A. Complex fertilizer: Patent RU2762361, 2021:11. (In Russ.)Куперман Ф.М. Рост конуса нарастания как морфофизиологический показатель зимостойкости сортов озимых культур // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. – 1980. – № 9. – С. 56–60.Kuperman F.M., Turkova E.V. Increase of the growth cone as a morphophysiological indicator of winter hardiness of winter crop varieties. Vestnik of the Russian Agricultural Science. 1980;9:56–60. (In Russ.)Яркова Н.Н., Федорова В.М. Семеноведение сельскохозяйственных растений: Учебное пособие. – Пермь: ИПЦ «Прокростъ», 2016. – 116 с.Yarkova N.N., Fedorov V.M. Seed science of agricultural plants: textbook. Perm: IPTs “Prokrost””, 2016:116. (In Russ.)Ананьева Н.Д., Сусьян Е.А., Гавриленко Е.Г. Особенности определения углерода микробной биомассы методом субстрат-индуцированного дыхания // Почвоведение. – 2011. – № 11. – С. 1327–1333.Ananyeva N.D., Susyan E.A., Gavrilenko E.G. Determination of the soil microbial biomass carbon using the method of substrate-induced respiration. Eurasian Soil Science. 2011;11:1327–1333. (In Russ.)Шульц Е., Деллер Б., Хофман Г. Метод определения углерода и азота, экстрагируемых горячей водой // Методы исследований органического вещества почв. – М.: РАСХН-ВНИПТИОУ, 2005. – С. 230–241.Schultz E. Deller B., Hofman G. Method for determining carbon and nitrogen extracted with hot water. Methods for studying soil organic matter. M.: RASKhN-VNIP- TIOU, 2005:230–241. (In Russ.)Русакова И.В. Динамика общего и экстрагируемого горячей водой углерода в полевом опыте с длительным применением соломы // Тенденции развития агрофизики: от актуальных проблем земледелия и растениеводства к технологиям будущего. – СПб.: Агрофизический научно-исследовательский институт РАСХН, 2019. – С. 609–616.Rusakova I.V. Dynamics of total and hot water extractable organic carbon in long-term field experience with straw introduction. Tendentsii razvitiya agrofiziki: ot aktual’nykh problem zemledeliya i rasteniyevodstva k tekhnologiyam budushchego. Proceedings of the II International Scientific Conference in memory of Academician E.I. Ermakov. S.-P.: Agrofizicheskiy nauchno-issledovatel’skiy institut RASKHN, 2019:609–616. (In Russ.)Nielsen M.N., Winding A. Microorganisms as indicator of soil health // NERI Technical Report. – 2002. – № 388. – 84 p.Nielsen M.N., Winding A. Microorganisms as indicator of soil health. NERI Technical Report. 2002;388:84.Иващенко К.В. Обилие и дыхательная активность микробного сообщества почвы при антропогенном преобразовании наземных экосистем: Автореф. дис. … канд. биол. наук. – Москва, 2017. – 22 с.Ivashchenko K.V. Abundance and respiratory activity of the soil microbial community during anthropogenic transformation of terrestrial ecosystems. CSc (Bio) thesis: 03.02.03. Moscow, 2017:22. (In Russ.)Шульц Э., Кершенс М. Характеристика разлагаемой части органического вещества почв и ее трансформации при помощи экстракции горячей водой // Почвоведение. – 1998. – № 7. – С. 890–894.Schultz E., Kershens M. Characteristics of the decomposed part of soil organic matter and its transformation using hot water extraction. Eurasian Soil Science. 1998;7:890–894. (In Russ.)Кужел С., Коларж Л., Штиндл П., Байбеков Р.Ф., Ганжара Н.Ф. Метод определения кинетики минерализации разлагаемой части органического вещества почв // Известия ТСХА. – 2007. – Вып. 3. – С. 57–59.Kuzhel S., Kolarzh L., Shtindl P., Baybekov R.F., Ganzhara N.F. Method for determining the kinetics of mineralization of the decomposed part of soil organic matter. Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy (TAA). 2007;3:57–59. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.