Вуглецевий контроль мінералізаційно-іммобілізаційного колообігу азоту в агроценозах Лісостепу

Анотація

Мета. Встановити нормативні параметри комплексної моделі колообігу азоту та вуглецю за застосування різних типів сівозмін, використання альтернативних видів органічних добрив, виконання різних способів обробітку ґрунту. Виявити основні закономірності спрямування азотно­вуглецевого колообігу, природу та механізми відновлення природного ґрунтоутворення за застосування ґрунтовідновних адаптивних заходів в агроценозах сучасної кліматичної системи Лісостепу України (1976–2023 рр.). Методи. Польовий (для відбору зразків ґрунту, щоб визначити органічні речовини), лабораторний (для визначення вмісту органічних речовин у ґрунті), математико­статистичний та порівняльно­розрахунковий (для обґрунтування достовірності розроблених моделей азотно­вуглецевого колообігу за різних агротехнічних впливів). Результати. Вид органічного добрива впливає на емісію СО2 в атмосферу залежно від мінералізації рослинних решток: за використання гною типовий інтервал викидів становить 25–85 т, тоді як за побічної продукції їх обсяги зростають до 80–160 т, що супроводжується посиленим виносом азоту порівняно з його надходженням в агроценози, у першому випадку, і, навпаки, лінійно зростаючим надходженням загального азоту порівняно з його виносом у процесі мінералізації побічної продукції, у другому випадку. Вплив типу агроценозу (сівозміни) на азотно­вуглецевий колообіг зводиться до того, що завдяки насиченню сівозмін культурами з високим виходом побічної продукції (сівозміна з горохом) забезпечується лінійне збільшення надходження азоту в типовому інтервалі зростання продуктивності у процесі мінералізації побічної продукції та вивільнення азоту з неї. Підвищена емісія СО2 в останньому разі супроводжується зростанням вуглецевого балансу в ґрунті та продуктивності агроценозу. Влив способу обробітку чорнозему на азотно­вуглецевий колообіг зводиться до того, що за безполицевого обробітку, незалежно від виду органічного добрива та типу агроценозу, в інтервалі зростання продуктивності вуглецевий баланс у ґрунті додатньо­зростаючий порівняно з оранкою, де характер наростання дефіцитності підпорядкований параболічності. Інтервал емісії СО2 в атмосферу у процесі мінералізації за оранки був більш широким порівняно з безполицевим обробітком, що свідчить про посилення мінералізаційних процесів у ґрунті за однотипності азотно­вуглецевого колообігу, що визначає обробіток ґрунту як підпорядковану регуляторну підсистему типу сівозміни й виду органічних добрив у загальному обігу. Висновок. Залишення та використання як органічного добрива подрібненої побічної продукції рослинництва з достатньою азотною компенсацією мінеральними добривами, яка загортається у поверхневий шар чорнозему за систематичного безполицевого обробітку, моделюють природний характер азотно­вуглецевого колообігу в агроценозах короткоротаційних сівозмін різного типу, а відтворення природної моделі ґрунтоутворення в агроценозах, на рівні з мікробіологічною активністю, забезпечується активізацією фотосинтетичної активності сільськогосподарських культур завдяки відтворенню стокових механізмів вуглецю за зростання вмісту СО2 в атмосфері й теплового ресурсу в агроекосистемах загалом, що має бути базовою моделлю розширеного відтворення родючості чорноземів типових Лісостепу України.