ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2020-4-99-113ecodag-2054Research ArticleСЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ЭКОЛОГИЯAGROCULTURAL ECOLOGYСовременное состояние гумусированности пахотных черноземов настоящих степей (на примере Ростовской области)The current state of the humus content of arable chernozems of the true steppes (the example of the Rostov region, Russia)https://orcid.org/0000-0001-8416-0746ЧерноваО. В.ChernovaO. V.

Ольга В. Чернова - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник.119071 Москва, Ленинский пр., 33.Тел. +74959395587

Olga V. Chernova - PhD, Senior Researcher, Severtsov Institute of Ecology and Evolution Russian Academy of Sciences.33 Leninskiy pr., Moscow, 119071. Tel. +74959395587

ovcher@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0718-8600АлябинаИ. О.AlyabinaI. O.

Ирина О. Алябина.Москва.

Irina O. Alyabina.Moscow.

https://orcid.org/0000-0003-4180-4008БезугловаО. С.BezuglovaO. S.

Ольга С. Безуглова.Ростов-на-Дону.

Olga S. Bezuglova.Rostov-on-Don.

https://orcid.org/0000-0001-7204-2734ЛитвиновЮ. A.LitvinovYu. A.

Юрий А. Литвинов.Ростов-на-Дону.

Yurii A. Litvinov.Rostov-on-Don.

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАНSevertsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of SciencesМосковский государственный университет им. М.В.ЛомоносоваLomonosov Moscow State UniversityЮжный федеральный университетSouthern Federal University20201701202115499113Copyright © Чернова О.В., Алябина И.О., Безуглова О.С., Литвинов Ю.A., 20212021Чернова О.В., Алябина И.О., Безуглова О.С., Литвинов Ю.A.Chernova O.V., Alyabina I.O., Bezuglova O.S., Litvinov Y.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/2054

Цель. Оценить содержание и запасы гумуса в пахотных черноземах двух провинций почвенно-экологического районирования (Предкавказской и Южно-Русской) в пределах территории Ростовской области, а также перспективы оптимизации их гумусового состояния в современных условиях.Материал и методы. В исследовании использована почвенная и общегеографическая информация, аккумулированная в Информационной системе Почвенно-географическая база данных Российской Федерации, база данных «Красная книга почв Ростовской области», а также переведенные в цифровую форму архивные данные почвенных обследований 1977-1995 гг. и данные последнего тура агрохимического мониторинга 2012-2017 гг.Результаты. Показана стабилизация содержания гумуса в пахотных черноземах Предкавказской провинции на протяжении последних десятилетий, которая может объясняться снижением темпов дегумификации в условиях минимальной обработки почвы. В почвах Южно-Русской провинции среднее содержание гумуса снизилось приблизительно на 0,5% за тот же период, что может быть результатом высокой доли пропашных культур в структуре посевов в условиях эрозионноопасной территории. Современное среднее содержание гумуса в пахотных черноземах очень низкое, оно приближается к критическому уровню, ниже которого происходит снижение урожайности, несмотря на достаточное применение минеральных удобрений.Заключение. Основные причины дегумификации почв региона - агрогенная минерализация гумуса при постоянном недостатке компенсирующих доз свежего органического материала, дефляция мелкозема с распаханных поверхностей и водная эрозия. В современных условиях для снижения интенсивности этих процессов требуется оптимизация структуры земельных угодий и структуры посевов с учетом специфических характеристик территорий.

Aim. To estimate the humus content and stocks of arable chernozems of two soil-ecological zones (Predcaucasia and Yuzhno-Russkaya) within the Rostov region, as well as the possibility of the optimization of the state of their humus under current conditions.Material and Methods. The following data sources were used: soil and general geographic information accumulated in the Soil-geographic Database of the Russian Federation information system, the Red Book of the Rostov Region Soils database, digitised archived soil survey data of 1977-1995 and agrochemical monitoring data of 2012-2017.Results. The stabilisation of the humus content of the arable chernozems of the Predcaucasian zone in recent decades has been demonstrated and can be explained by a decrease in the dehumification rate under minimal tillage. The average humus content in the soils of the Yuzhno-Russkaya zone decreased by approximately 0.5% during the same period, which may be caused by the high proportion of row-crops cultivated in an erosion-prone area. The current average humus content in arable chernozems is very low, it is close to the critical level, below which crop yield is decreased despite of sufficient mineral fertilizers using.Conclusion. The main causes of soil dehumification in the region are agrogenic humus mineralization due to a constant deficit of compensating amounts of fresh organic matter, deflation of fine soil material from ploughed surfaces and water erosion. The optimisation of land use structure and crop structure, which takes into account the characteristics of these territories, is required to reduce the intensity of these processes under current conditions.

Ростовская областьчерноземыдегумификациязапасы гумусамониторингземлепользованиеRostov regionchernozemsdehumificationhumus stockmonitoringland useАвторы выражают признательность специалистам из центра Агрохимической службы «Ростовский» за предоставленные для работы аналитические данные. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации по проекту № RFMEFI60719X0298.The authors thank the specialists of the Agrochemical data center “Rostovsky” for the provided analytical data. Financial support from the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation project (Grant No. RFMEFI60719X0298) is gratefully acknowledged.ReferencesVitousek P.M., Mooney H.A., Lubchenco J., Melillo J.M. Human domination of Earth's ecosystems // Science. 1997. V. 277. Iss. 5325. P. 494-99. DOI: 10.1126/science.277.5325.494Vitousek P.M., Mooney H.A., Lubchenco J., Melillo J.M. Human domination of Earth's ecosystems. Science, 1997, vol. 277, iss. 5325, pp. 494-99. DOI: 10.1126/science.277.5325.494Lal R. Soil carbon sequestration to mitigate climate change // Geoderma. 2004. V. 123. Iss. 1-2. P. 1-22. DOI: 10.1016/j.geoderma.2004.01.032Lal R. Soil carbon sequestration to mitigate climate change. Geoderma, 2004, vol. 123, iss. 1-2, pp. 1-22. DOI: 10.1016/j.geoderma.2004.01.032Sanderman J., Hengl T., Fiske G.J. Soil carbon debt of 12,000 years of human land use // Proc. Natl. Acad. Sci. 2017. V. 114. Iss. 36. P. 9575-9580. DOI: 10.1073/pnas.1706103114Sanderman J., Hengl T., Fiske G.J. Soil carbon debt of 12,000 years of human land use. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2017, vol. 114, iss. 36, pp. 9575-9580. DOI: 10.1073/pnas.1706103114Smith P. Soil Organic Carbon Dynamics and Land-Use Change. In: Land Use and Soil Resources. Braimoh A.K., Vlek P.L.G. (eds). Dordrecht: Springer. 2008. P. 9-22. DOI: 10.1007/978-1-4020-6778-5_2Smith P. Soil Organic Carbon Dynamics and Land-Use Change. In: Land Use and Soil Resources. Braimoh A.K., Vlek P.L.G. (eds). Dordrecht, Springer, 2008, pp. 9-22. DOI: 10.1007/978-1-4020-6778-5_2Shangguan W., Gong P., Liang L., Dai Y.J., Zhang K. Soil Diversity as Affected by Land Use in China: Consequences for Soil Protection // The Scientific World Journal. 2014. V. 2014. Article ID 913852. URL: https://doi.org/10.1155/2014/913852 (дата обращения 23.05.2020)Shangguan W., Gong P., Liang L., Dai Y.J., Zhang K. Soil Diversity as Affected by Land Use in China: Consequences for Soil Protection. The Scientific World Journal, 2014, vol. 2014, article ID 913852. Available at: https://doi.org/10.1155/2014/913852 (accessed 23.05.2020)Романенко Г.А., Комов Н.В., Тютюнников А.И. Земельные ресурсы России, эффективность их использования. М.: Россельхозакадемия, 1996. 306 с.Romanenko G.A., Komov N.V., Tyutyunnikov A.I. Zemel'nye resursy Rossii, effektivnost' ikh ispol'zovaniya [Land resources of Russia, efficiency of their use] Moscow, Russian Agricultural Academy Publ., 1996, 306 p. (In Russian)Шишкина Д.Ю. Экологическая оценка динамики сельскохозяйственных земель Ростовской области // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2017. N 3-1. С. 122-128. DOI: 10.23683/03213005-2017-3-1-122-128Shishkina D.Yu. Environmental assessment of the dynamics of agricultural land of the Rostov region. Izvestiya vuzov. Severo-Kavkazskii region. Natural science, 2017, no. 3-1, pp. 122-128. (In Russian) DOI: 10.23683/0321-30052017-3-1-122-128Информационная система «Почвенно-географическая база данных России». URL: https://soil-db.ru/ (дата обращения: 20.10.2020)Informatsionnaya sistema «Pochvenno-geograficheskaya baza dannykh Rossii» [Information System «Soil-Geographical Database of Russia»]. Available at: https://soil-db.ru/ (accessed 20.10.2020)Шоба С.А., Алябина И.О., Голозубов О.М., Иванов А.В., Иванов А.Л., Колесникова В.М., Крыщенко В.С., Молчанов Э.Н., Рожков В.А., Шеремет Б.В. Информационная система на основе Почвенно-географической базы данных России (ИС ПГБД РФ). Свидетельство о регистрации электронного ресурса. N 19661. 06.11.2013Shoba S.A., Aljabina I.O., Golozubov O.M., Ivanov A.V., Ivanov A.L., Kolesnikova V.M., Kryshhenko V.S., Molchanov Je.N., Rozhkov V.A., Sheremet B.V. Informatsionnaya sistema na osnove Pochvenno-geograficheskoi bazy dannykh Rossii (IS PGBD RF) [Information system based on the Soil Geographical Database of Russia (IS SGDB RF)]. Svidetel'stvo o registratsii elektronnogo resursa, no. 19661, 06.11.2013Голозубов О.М. Рожков В.А., Алябина И.О., Иванов А.В., Колесникова В.М., Шоба С.А. Технологии и стандарты в информационной системе почвенно-географической базы данных России // Почвоведение. 2015. N 1. С. 3-13. DOI: 10.7868/S0032180X15010062Golozubov O.M., Rozhkov V.A., Alyabina I.O., Ivanov A.V., Kolesnikova V.M., Shoba S.A. Technologies and Standards in the Information Systems of the Soil‐Geographic Database of Russia. Eurasian Soil Science, 2015, vol. 48, no. 1, pp. 1‐10. DOI: 10.1134/S1064229315010068Hoffmann С., Golozubov O., Alyabina I., Heinrich U. Глава I/12: Стандартизация сбора, обработки хранения и распространения почвенных данных: два проекта национального уровня // Новые методы и результаты исследований ландшафтов в Европе, Центральной Азии и Сибири (в пяти томах). Т. 1. Ландшафты в XXI веке: анализ состояния, основные процессы и концепции исследований. Москва: Изд-во ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова». 2018. pp. 85-89. DOI: 10.25680/6422.2018.85.59.012Hoffmann C., Golozubov O., Alyabina I., Heinrich U. Chapter I/12: Standards for the Collection, Management and Provison of Soil Research Data: Two National Case Studies. Novel Methods and Results of Landscape Research in Europe, Central Asia and Siberia (in five volumes). vol. 1. Landscapes in the 21th Century: Status Analyses, Basic Processes and Research Concepts. Мoscow, Publishing House FSBSI «Pryanishnikov Institute of Agrochemistry», 2018, pp. 85‐89. DOI 10.25680/6422.2018.85.59.012Люри Д.И., Горячкин С.В., Караваева Н.А., Денисенко Е.А., Нефедова Т.Г. Динамика сельскохозяйственных земель России в XX веке и постагрогенное восстановление растительности и почв. М.: ГЕОС, 2010. 416 с.Lyuri D.I., Goryachkin S.V., Karavaeva N.A., Denisenko E.A., Nefedova T.G. Dinamika sel'skokhozyaistvennykh zemel' Rossii v XX veke i postagrogennoe vosstanovlenie rastitel'nosti i pochv [Dynamics of agricultural land in Russia and postagrogenic restoration of plants and soils]. Moscow, GEOS Publ., 2010, 416 p. (In Russian)Урусевская И.С., Алябина И.О., Винюкова В.П., Востокова Л.Б., Дорофеева Е.И., Шоба С.А., Щипихина Л.С. Карта почвенно-экологического районирования Российской Федерации Масштаб 1:2500000. 2013.Urusevskaya I.S., Alyabina I.O., Vinyukova V.P., Vostokova L.B., Dorofeeva E.I., Shoba S.A., Shchipikhina L.S. Karta pochvenno‐ekologicheskogo raionirovaniya Rossiiskoi Federatsii Masshtab 1:2500000 [The map of soilecological zoning of the Russian Federation. Scale: 1:2,5 mln]. 2013. (In Russian)Карта геоморфологического районирования СССР. Масштаб 1:8 000 000 / Под ред. А.И. Спиридонова. М.: ГУГК, 1983.Spiridonov A.I., ed. Karta geomorfologicheskogo raionirovaniya SSSR. Masshtab 1:8 000 000 [Map of geomorphological zoning of the USSR. Scale: 1:8 mln]. Moscow, GUGK Publ., 1983. (In Russian)Воскресенский С.С., Леонтьев О.К., Спиридонов A.И., Лукьянова С.А., Ульянова Н.С., Ананьев Г.С., Андреева Т.С., Варущенко С. И., Спасская И. И. Геоморфологическое районирование СССР и прилегающих морей. М.: Высшая школа, 1980. 344 с.Voskresenskii S.S., Leont'ev O.K., Spiridonov A.I., Luk'yanova S.A., Ul'yanova N.S., Anan'ev G.S., Andreeva T.S., Varushchenko S.I., Spasskaya I.I. Geomorfologicheskoe raionirovanie SSSR i prilegayushchikh morei [Geomorphological zoning of the USSR and adjacent seas]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1980, 344 p. (In Russian)Безуглова О.С., Назаренко О.Г., Ильинская И.Н. Динамика деградации земель в Ростовской области // Аридные экосистемы. 2020. Т. 26. N 2 (83). С. 10-15. DOI: 10.24411/1993-3916-2020-10090Bezuglova O.S., Nazarenko O.G., Ilyinskaya I.N. Dynamics of Land Degradation in the Rostov Region. Arid ecosystems, 2020, vol. 26, no. 2(83), pp. 10‐15. DOI: 10.24411/1993‐3916‐2020‐10090Экологический вестник Дона. О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2019 году. Министерство природных ресурсов и экологии Ростовской области. Ростов-на-Дону. 2020, 372 с. URL: https://xn--d1ahaoghbejbc5k.xn--p1ai/projects/19/ (дата обращения: 20.05.2020)Ekologicheskii vestnik Dona. O sostoyanii okruzhayushchei sredy i prirodnykh resursov Rostovskoi oblasti v 2019 godu [Don's ecological bulletin. The state of the environment and natural resources of the Rostov region in 2019]. Ministry of Natural Resources and Ecology of the Rostov Region. Rostov‐on‐Don, 2020, 372 p. (In Russian) Available at: https://xn--d1ahaoghbejbc5k.xn--p1ai/projects/19/ (accessed 20.05.2020)Классификация и диагностика почв СССР. Москва: Колос, 1977. 224 с.Klassifikatsiya i diagnostika pochv SSSR [Classification and diagnostics of soils in the USSR]. Moscow, Kolos Publ., 1977, 224 p. (In Russian)Шарков И.Н. Концепция воспроизводства гумуса в почвах // Агрохимия. 2011. N 12. С. 21-27.Sharkov I.N. The concept of humus reproduction in soils. Agrokhimiya [Agrochemistry]. 2011, no. 12, pp. 21-27. (In Russian)Loveland P., Webb J. Is there a critical level of organic matter in the agricultural soils of temperate regions: a review // Soil and Tillage Research. 2003. V. 70. Iss. 1. P. 1-18.URL: https://www.sciencedirect.com/journal/soil-and-tillage-research/vol/70/issue/1 (дата обращения: 20.05.2020)Loveland P., Webb J. Is there a critical level of organic matter in the agricultural soils of temperate regions: a review. Soil and Tillage Research, 2003, vol. 70, no. 1, pp. 1-18. Available at: https://www.sciencedirect.com/journal/soil-and-tillage-research/vol/70/issue/1 (accessed 20.05.2020)Janzen H.H., Olson B.M., Zvomuya F., Larney F.J., Ellert B.H. Long-term Field Bioassay of Soil Quality // Prairie Soils and Crops Journal. 2012. V. 5. P. 165-168. URL: https://prairiesoilsandcrops.ca/articles/volume-5-17-screen.pdf (дата обращения: 20.05.2020)Janzen H.H., Olson B.M., Zvomuya F., Larney F.J., Ellert B.H. Long-term field bioassay of soil quality. Prairie Soils and Crops Journal, 2012, vol. 5, pp. 165-168. Available at: https://prairiesoilsandcrops.ca/articles/volume-5-17-screen.pdf (accessed: 20.05.2020)Когут Б.М. Оценка содержания гумуса в пахотных почва России // Почвоведение. 2012. N 9. С. 944-952.Kogut B. M. Assessment of the humus content in arable soils of Russia. Eurasian Soil Science, 2012, vol. 45, no. 9, pp. 843-851. DOI: 10.1134/S1064229312090062Прасолов Л.И. О черноземе Приазовских степей // Почвоведение. 1916. N 1. С. 23-46.Prasolov L.I. About the chernozem of the Azov steppes. Pochvovedenie [Soil science]. 1916, no. 1, pp. 23-46. (In Russian)Чернова О.В., Безуглова О.С. Принципы и особенности создания Красных книг почв степных регионов (на примере Ростовской области) // Аридные экосистемы. 2018. T. 24. N 1 (74). С. 38-48. DOI: 10.24411/1993-39161995-10005Chernova O.V., Bezuglova O.S. Principles and Features of the Compilation of the Red Data Book of Soils of the Steppe Regions (on Example of the Rostov Oblast). Arid Ecosystems, 2018, vol. 8, no. 1, pp. 28-37. DOI: 10.1134/S207909611801002XСеменов В.М., Когут Б.М. Почвенное органическое вещество. М.: ГЕОС, 2015. 233 с.Semenov V.M., Kogut B.M. Pochvennoe organicheskoe veshchestvo [Soil Organic Matter]. Moscow, GEOS Publ., 2015, 233 p. (In Russian)Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Розанова М.С. Реальные и кажущиеся потери органического вещества почвами Российской Федерации // Почвоведение. 1996. N 2. С. 197-207.Orlov D.S., Biryukova O.N., Rozanova M.S. Real and apparent losses of organic matter by the soils of the Russian Federation. Eurasian Soil Science, 1996, vol. 29, no. 2, pp. 174-183.Смагин А.В. Динамика черноземов: реконструкция развития и прогноз агродеградации // Проблемы агрохимии и экологии. 2012. N 3. С. 31-38.Smagin A.V. Dynamics of chernozems: reconstruction and prediction of agrodegradation. Problemy agrokhimii i ekologii [Problemy Agrohimii i Ekologii]. 2012, no 3, pp. 3138. (In Russian)Национальный атлас почв Российской Федерации / Гл. ред. С.А. Шоба, отв. ред. И.О. Алябина, И.С. Урусев-ская, О.В. Чернова. М.: Астрель: АСТ, 2011. 632 с.Shoba S.A., ed. Natsional'nyi atlas pochv Rossiiskoi Federatsii [National atlas of soils of the Russian Federation]. Moscow, Astrel', AST Publ., 2011, 632 p. (In Russian)Орлова И.В. Динамика и сбалансированность структуры землепользования приграничных степных районов Западной Сибири // Степной бюллетень. 2006. N 21-22. URL: http://savesteppe.org/ru/archives/2498 (дата обращения: 23.05.2020)Orlova I.V. Dinamika i sbalansirovannost' struktury zemlepol'zovaniya prigranichnykh stepnykh raionov Zapadnoi Sibiri [Dynamics and balance of the structure of land use in the border steppe regions of Western Siberia]. Steppe bulletin, 2006, no. 21-22. Available at: http://savesteppe.org/ru/archives/2498 (accessed 23.05.2020) (In Russian)Кузнецов В.В., Гарькавый В.В., Лысенко Е.Г., Тарасов А.Н. Экология и производство в аграрном секторе экономики. Ростов-на-Дону, 1997. 228 с.Kuznetsov V.V., Gar'kavyi V.V., Lysenko E.G., Tarasov A.N. Ekologiya i proizvodstvo v agrarnom sektore ekonomiki [Ecology and production in the agricultural sector of the economy]. Rostov-on-Don, 1997, 228 p. (In Russian)

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