1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Агрохимия
  4. № 7, 2023

Агрохимия, 2023, № 7, стр. 86-96

Агрогеохимические технологии управления потоками СО2 в агроэкосистемах. Сообщение 2. Восстановление микробного звена агрогеохимического круговорота

В. Н. Башкин 1, *, Р. А. Галиулина 2

1 Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН
142290 Московская обл., Пущино, ул. Институтская, 2, Россия

2 Институт фундаментальных проблем биологии РАН
142290 Московская обл., Пущино, ул. Институтская, 2, Россия

* E-mail: vladimirbashkin@yandex.ru

Поступила в редакцию 02.02.2023
После доработки 06.03.2023
Принята к публикации 15.04.2023

Аннотация

Рассмотрено применение агрогеохимических технологий, направленных на восстановление агрогеохимических циклов в сельскохозяйственных экосистемах, прежде всего в микробном звене, регулирующем потоки CO2. Приведены примеры рекультивации нарушенных и загрязненных почв, переувлажненных и/или переосушенных почв и оценено их воздействие на величину потока CO2. Представлен комплекс агрогеохимических технологий, направленных на оценку и стабилизацию микробного звена биогеохимического цикла в агроэкосистемах. Приведены примеры использования этих технологий для регулирования выбросов СО2 в агроэкосистемах. С использованием одной из таких технологий показано почти 5-кратное снижение скорости потоков CO2 при рекультивации нарушенных пастбищных экосистем тундры. Необходимы дальнейшее развитие и использование агрогеохимических технологий, направленных на восстановление биогеохимических циклов в агроэкосистемах, прежде всего в микробном звене, регулирующем потоки CO2.

Ключевые слова: агроэкосистемы, потоки СО2, микробоценозы, регулирующие факторы, удобрения, агрогеохимические технологии.

Список литературы

  1. Bashkin V., Alekseev A., Levin B., Mescherova E. Biogeochemical technologies for managing CO2 flows in agroecosystems // Adv. Environ. Eng. Res. 2023. V. 4(1). P. 012. https://doi.org/10.21926/aeer.2301012

  2. Biogeochemical technologies for managing pollution in polar ecosystems / Ed. Bashkin V. // Environ. Pollut. V. 26. Switzerland: Springer, 2016. 219 pp.

  3. Ecological and biogeochemical cycling in impacted polar ecosystems / Ed. Bashkin V. N.Y.: NOVA Publishers, 2017. 308 p.

  4. Bashkin V.N., Galiulin R.V. Geoecological risk management in polar areas // Environ. Pollut. V. 28. Switzerland: Springer, 2019. 155 p. https://doi.org/10.1007/978-3-030-04441-1

  5. Матышак Г.В., Тархов М.О., Рыжова И.М., Гончарова О.Ю., Сефилян А.Р., Чуванов С.В., Петров Д.Г. Температурная чувствительность истечения СО2 с поверхности бугристых торфяников Северо-Западной Сибири при оценке трансплантационным методом // Почвоведение. 2021. № 7. С. 815–826. https://doi.org/10.31857/S0032180X21070108

  6. Помазкина Л.В., Котова Л.Г., Лубнина Е.В. Биогеохимический мониторинг и оценка режимов функционирования агроэкосистем в случае с техногенно загрязненными почвами. Новосибирск: Наука, 1999. 207 с.

  7. Благодатская Е.В., Семенов М.В., Якушев А.В. Активность и биомасса почвенных микроорганизмов в изменяющихся условиях окружающей среды. М.: Товарищ-во научн. изд. КМК, 2016. 243 с.

  8. Галиулин Р.В., Башкин В.Н., Галиулина Р.А., Лебедев А.Р. Оценка загрязнения почв бенз(а)пиреном и их биологической активности // Агрохимия. 1993. № 12. С. 62–65.

  9. Doelman P., Haanstra L. Effect of lead on soil respiration dehydrogenase activity // Soil Biol. Biochem. 1979. V. 11. P. 475–479.

  10. Chang F.H., Broadbent F.E. Influence of trace metals on carbon dioxide evolution from a yolo soil // Soil Sci. 1981. V. 132. P. 416–421.

  11. Помазкина Л.В., Лубнина Е.В., Зорина С.Ю., Котова Л.Г. Динамика выделения СО2 серой лесной почвой в лесостепи Прибайкалья // Почвоведение. 1996. Т. 23. С. 327–331.

  12. Aoyama M., Itaya S., Otowa M. Effect of copper on the decomposition of plant residues, microbial biomass and B-glucosidase activity in soils // Soil Sci. Plant Nutr. 1993. V. 39. P. 557–566.

  13. Звягинцев Д.Г., Кураков А.В., Умаров М.М., Филипп З. Микробиологические и биохимические показатели загрязнения свинцом дерново-подзолистых почв // Почвоведение. 1997. № 9. С. 1124–1131.

  14. Mei Huang, Yi Zhu, Zhongwu Li, Bin Huang, Ninglin Luo, Chun Liu, Guangming Zeng. Compost as a soil amendment to remediate heavy metal-contaminated agricultural soil:mechanisms, efficacy, problems, and strategies // Water Air Soil Pollut. 2016. V. 227. P. 359. https://doi.org/10.1007/s11270-016-3068-8

  15. Соколова Л.Г., Зорина С.Ю., Белоусова Е.Н. Эмиссия СО2 из почвы при введении кратковременной сидерации в паровое поле в условиях лесостепной зоны Прибайкалья // Почвоведение. 2021. № 10. С. 1262–1273. https://doi.org/10.31857/S0032180X2110011

  16. Ильясов Д.В., Молчанов А.Г., Глаголев М.В., Суворов Г.Г., Сирин А.А. Моделирование нетто-экосистемного обмена углекислым газом сенокоса на осушенной торфяной почве: анализ сценариев землепользования // Компьют. исслед-я и моделир. 2020. № 12. С. 1427–1449. https://doi.org/10.20537/2076-7633-2020-12-6-1427-1449

  17. Семенов В.М., Когут Б.М., Лукин С.М. Влияние повторяющихся циклов высыхания–увлажнения–замораживания–оттаивания на активный пул органического вещества почвы // Почвоведение. 2014. № 4. С. 443–454. https://doi.org/10.7868/S0032180X14040078

  18. Houghton R.A., House J.I., Pongratz J., van der Werf G.R., DeFries R.S., Hansen M.C., Le Quere C., Ramankutty N. Carbon emissions from land use and land-cover change // Biogeosciences. 2012. V. 9. P. 5125–5142. https://doi.org/10.5194/bg-9-5125-2012

  19. Потоки и пулы углерода в наземных экосистемах России / Под ред. Заварзина Г.А. М.: Наука, 2007. 315 с.

  20. Smith J., Smith P., Wattenbach M., Gottschalk P., Romanenkov V.A., Shevtsova L.K., Sirotenko O.D., Ru-khovich D.I., Koroleva P.V., Romanenko I.A., Lisovoi N.V. Projected changes in the organic carbon stocks of croplands mineral soils of European Russia and the Ukraine, 1990–2000 // Global Change Biol 2007. V. 13. P. 342–356. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2006.01297.x

  21. Солодянкина С.В., Черкашин А.К. Экономическая ГИС-оценка способности растительности к нейтрализации антропогенных выбросов углекислого газа на юге Восточной Сибири // Вестн. НГУ. Сер. Информ. технол. 2014. № 2. С. 99–108.

  22. Смагин А.В., Садовникова Н.Б., Щерба Т.И., Шнырев Н.А. Абиотические факторы почвенного дыхания // Экол. вестн. Север. Кавказа. 2010. № 1. С. 5–13.

  23. Chen S., Zou J., Hu Z., Chen H., Lu Y. Global annual soil respiration in relation to climate, soil properties and vegetation characteristics: Summary of available data // Agric. For. Meteorol. 2014. V. 198–199. P. 335–346. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2014.08.020

  24. Суховеева О.Е. Проблемы моделирования биогеохимического цикла углерода в агроландшафтах // Уч. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. 2020. Т. 162. С. 473–501. https://doi.org/10.26907/2542-064X.2020.3.473-501

  25. Чжао Дань-дань, Чжан Пэн-бо, Бочарникова Е.А., Матиченков В.В., Хомяков Д.М., Пахненко Е.П. Оценка секвестрации углерода корнями риса при удобрении кремнием // Вестн. МГУ. Сер. почвовед. 2019. № 3. С. 17–22.

  26. Башкин В.Н., Кудеяров В.Н., Кузнецова Т.В. Метод подготовки проб для изотопного анализа азота. А.с. СССР № 1043565 // Б.И. 1982.

  27. Башкин В.Н., Кудеяров В.Н. Метод определения азотминерализующей способности почв. А. с. СССР № 1206703 // Б. И. 1983.

  28. Васильева Г.С., Башкин В.Н., Хомутов С.М., Орлинский Д.Б. Метод оценки биоразложения пестицидов. А. с. СССР № 5005241 // Б. И. 1991.

  29. Васильева Г.С., Башкин В.Н., Хомутов С.М., Орлинский Д.Б. Метод оценки степени очищенности почвы от остатков пестицидов. А. с. СССР № 1836636 // Б. И. 1994.

  30. Башкин В.Н., Головнина Н.О. Метод прогнозирования поведения азота в агроэкосистемах. А. с. СССР № 1753415 // Б. И. 1995.

  31. Башкин В.Н., Бухгалтер Е.Б., Галиулин Р.В., Коняев С.В., Калинина И.Е., Галиулин Р.А. Метод контроля очистки почв, загрязненных углеводородами, и обезвреживания углеводородного шлама посредством анализа активности каталазы. Пат. № 2387995, РФ. 27.04.2010.

  32. Башкин В.Н., Бухгалтер Е.Б., Галиулин Р.В., Коняев С.В., Калинина И.Е., Галиулин Р.А. Метод контроля очистки почв, загрязненных углеводородами, и обезвреживания углеводородного шлама посредством анализа активности дегидрогеназы. Пат. № 2387996, РФ. 27.04.2010.

  33. Арно О.Б., Араб А.К., Башкин В.Н., Галиулин Р.В., Галиулина Р.А., Маклюк О.В., Припутина И.В. Метод контроля эффективности рекультивации нарушенных тундровых почв различного гранулометрического состава посредством анализа активности дегидрогеназы. Пат. № 2491137, РФ. Зарег. в Гос. реестре изобр. РФ 27.08.2013.

  34. Арно О.Б., Арабский А.К., Башкин В.Н., Галиулин Р.В., Галиулина Р.А., Алексеев А.О., Салбиев Т.Х.-М, Серебряков Е.П. Метод оценки эффективности рекультивации нарушенных тундровых почв с разной общей влагоемкостью торфом. Пат. № 2611159, РФ. // Б.И. № 6. 21.02.2017.

  35. Арно О.Б., Арабский А.К., Башкин В.Н., Галиулин Р.В., Алексеев А.О., Галиулина Р.А., Мальцева А.Н., Ямников С.А., Николаев Д.С., Мурзагулов В.Р. Метод получения гумата калия из местного торфа Ямало-Ненецкого автономного округа. Пат. № 2610956, РФ // Б.И. № 5. 17.02.2017.

  36. Арно О.Б., Арабский А.К., Башкин В.Н., Галиулин Р.В., Галиулина Р.А., Алексеев А.О., Ямников С.А., Николаев Д.С., Мурзагулов В.Р. Метод оценки эффективности рекультивации нарушенных тундровых почв внесением местного торфа и гумата калия. Пат. № 2611165, РФ // Б.И. № 6. 21.02.2017.

  37. Арно О.Б., Арабский А.К., Башкин В.Н., Галиулин Р.В., Галиулин Р.А. Метод диагностики хронического и случайного загрязнения почв тяжелыми металлами посредством анализа активности фермента дегидрогеназы. Пат. № 2617533, РФ // Б.И. № 12. 25.04.2017.

  38. Арно О.Б., Арабский А.К., Башкин В.Н., Галиулин Р.В., Галиулина Р.А., Соловищук Л.А., Маклюк О.В. Метод биохимического контроля эффективности рекультивации нарушенных и загрязненных тундровых почв. Пат. № 267249, РФ // Б.И. № 32. 15.11.2018.

  39. Арно О.Б., Арабский А.К., Башкин В.Н., Галиулин Р.В., Галиулин Р.А. Метод определения источника и времени загрязнения окружающей среды и биологических субстратов человека пестицидом ДДТ в районах Крайнего Севера. Пат. № 2701554, РФ // Б.И. № 28. 30.09.2019.

  40. Арно О.Б., Арабский А.К., Башкин В.Н., Галиулин Р.В., Галиулина Р.А., Соловищук Л.А., Маклюк О.В., Мурзагулов В.Р., Линник А.И. Метод определения микробного загрязнения водной среды посредством анализа активности фермента дегидрогеназы. Пат. РФ на изобр. № 2735756, РФ // Б. И. № 31. 06.11.2020.

  41. Poblete-Grant P., Cartes P., Pontigo S., Biron P., Mora M.D., Rumpel C. Phosphorus fertiliser source determines the allocation of root-derived organic carbon to soil organic matter fractions // Soil Biol Biochem. 2022. V. 167. P. 108614.

  42. Bashkin V.N. Biogeochemical engineering: Technologies for managing environmental risks // Adv. Environ. Eng. Res. 2022. V. 3(4). P. 040. https://doi.org/10.21926/aeer.2204040

  43. Xu X., Xu Z., Chen L., Li C. How does industrial waste gas emission affect health care expenditure in different regions of China: An application of bayesian quantile regression // Inter. J. Environ. Res. Public. Health. 2019. V. 16. P. 2748. https://doi.org/10.3390/ijerph16152748

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Агрохимия

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал