izvestiavolgaИЗВЕСТИЯ НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕTitle in english2071-9485Волгоградский государственный аграрный университет10.32786/2071-9485-2023-03-38izvestiavolga-41Research ArticleАГРОИНЖЕНЕРИЯ И ПИЩЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИAGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGIESВлияние внутрипочвенного внесения побочных продуктов животноводства на содержание диоксида углерода в почвенном воздухеThe effect of intra-soil application of animal by-products on the carbon dioxide content in soil airhttps://orcid.org/0000-0002-8051-4786НовиковА. Е.NovikovA. E.

Новиков Андрей Евгеньевич, доктор технических наук, член-корреспондент РАН, директор

РФ, 40002, г. Волгоград, ул. Тимирязева, д. 9

телефон 8(8442)60-24-39

Novikov Andrey Evgenievich, Doctor of Technical Sciences, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Director

Russia, 40002, Volgograd, Timiryazeva str., 9

phone 8(8442)60-24-39

vniioz@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5992-8127СемененкоС. Я.SemenenkoS. Ya.

Семененко Сергей Яковлевич, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник

РФ, 40002, г. Волгоград, ул. Тимирязева, д. 9

телефон 8(961)-068-52-07

Semenenko Sergey Yakovlevich, Doctor of Agricultural Sciences, Leading Researcher

Russia, 40002, Volgograd, ul. Timiryazeva, 9

phone 8(961)-068-52-07

sergeysemenenko@list.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2856-3780МоторинВ. А.MotorinV. A.

Моторин Вадим Андреевич, доктор технических наук, доцент, старший научный сотрудник

РФ, 40002, г. Волгоград, ул. Тимирязева, д. 9

телефон 8(8442)60-24-39

Motorin Vadim Andreevich, Doctor of Technical Sciences, senior researcher

Russia, 40002, Volgograd, 9 Timiryazeva str.

phone 8(8442)60-24-39

vniioz@yandex.ruФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелияРоссияFederal State Budget Scientific Institution «All-Russian Scientific Research Institute of Irrigated Agriculture»Russian Federation20230603202403 (71)371384Copyright © Новиков А.Е., Семененко С.Я., Моторин В.А., 20242024Новиков А.Е., Семененко С.Я., Моторин В.А.Novikov A.E., Semenenko S.Y., Motorin V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiavolga.elpub.ru/jour/article/view/41Актуальность

Актуальность. Проблема интенсивности изменения мировой климатической ситуации объединила многих ученых в стремлении изучить источники этого явления и определить пути снижения или замедления процессов, его вызывающих, в цепочке «биосфера-регион-производство».

Объект

Объект. Объектом исследования являются парниковые газы, а именно диокись углерода как наиболее массовый из них в побочных продуктах животноводства.

Целью работы является получение актуализированных данных о динамике парниковых газов (СО2) в почвенном профиле при послойном разноглубинном внесении навоза КРС и жидких животноводческих стоков.

Материалы и методы

Материалы и методы. Методологической основой исследований являлись методы системного анализа, синтеза и теоретических положений мелиоративной науки. Использовались общепринятые адаптированные методы теоретических, лабораторных, полевых исследований с применением современного научного оборудования, а также статистические методы обработки данных.

Результаты и выводы

Результаты и выводы. В условиях модельного вегетационного полевого опыта получены данные о существенном влиянии глубины укладки навоза разной степени «зрелости» и способа внесения жидких животноводческих стоков на объём послойного депонирования диоксида углерода. Рекомендованы к использованию технологии внутрипочвенного внесения полуперепревшего навоза на глубину 0,10…0,25 м и жидких животноводческих стоков на глубину 0,25…0,30 м, обеспечивающих депонирование содержания углерода в пахотном и подпахотном слоях. Научно-практическое значение работы заключается в получении новых знаний о динамике парниковых газов в педосфере при разноглубинном внутрипочвенном внесении полуперепревшего навоза и животноводческих стоков.

The relevance and importance of the livestock industry in greenhouse gas emissions has been studied according to scientific publications. The results of experimental field studies in the conditions of a model small-scale vegetation experiment to study the dynamics of greenhouse gas content depending on the technology of multi-depth application of various types of cattle manure and liquid livestock effluents are presented.

Introduction

Introduction. The problem of the intensity of changes in the global climate situation has united many scientists in an effort to study the sources of this phenomenon and determine ways to reduce or slow down the processes that cause it in the chain «biosphere-region-production».

Object The object of the study is greenhouse gases, namely carbon dioxide, as the most massive of them, in animal byproducts.

The aim of the work is to obtain updated data on the dynamics of greenhouse gases (CO2) in the soil profile during the layering of cattle manure and liquid livestock effluents.

Materials and methods

Materials and methods. The methodological basis of the research was the methods of system analysis, synthesis and theoretical provisions of reclamation science. The generally accepted adapted methods of theoretical, laboratory, field research with the use of modern scientific equipment, as well as mathematical and statistical methods of data processing were used.

Results and conclusions

Results and conclusions. Under the conditions of a model vegetation field experiment, data were obtained on the significant influence of the depth of manure laying of varying degrees of "maturity" and the method of applying liquid livestock effluents on the volume of layered deposition of carbon dioxide. It is recommended to use the technology of intrasoil application of semi-ripened manure to a depth of 0.10 ... 0.25 m and liquid livestock effluents to a depth of 0.25 ...0.30 m, providing an increase in the carbon content in the arable and sub-arable layers. The scientific and practical significance lies in obtaining new knowledge about the dynamics of greenhouse gases in the pedosphere with multi-depth intra-soil application of livestock effluents, their effective utilization with the provision of sanitary and hygienic and epidemiological requirements, increasing soil fertility and crop yields.

животноводческие стокинавоздиоксид углеродавнутрипочвенное внесение удобренийпобочные продукты животноводстваlivestock runoffmanurecarbon dioxidesubsurface applicationМатериалы статьи представлены по результатам исследований, проведённых при грантовой поддержке Администрации Волгоградской области (Соглашение от 14 декабря 2022 г.) на тему: «Теоретические и экспериментальные исследования эмиссии парниковых газов при различных способах внесения стоков животноводческих комплексов с разработкой техники и технологии её снижения в условиях аридного климата Волгоградской области с повышением плодородия и продуктивности орошаемых земель»The materials of the article are presented based on the results of research conducted with the grant support of the Administration of the Volgograd region (Agreement dated December 14, 2022) on the topic: "Theoretical and experimental studies of greenhouse gas emissions from various methods of introducing wastewater from livestock complexes with the development of equipment and technology to reduce it in the arid climate of the Volgograd region with an increase in fertility and productivity of irrigated lands"ReferencesАгробиологическое испытание многолетних бобовых трав в условиях орошения юга России / Т. Н. Дронова, Н. И. Бурцева, Е. И. Молоканцева, О. В. Головатюк // Орошаемое земледелие. 2022. № 1 (36). С. 53-58.Agrobiological testing of perennial legumes under irrigation conditions in the South of Russia / T. N. Dronov, N. I. Burtseva, E. I. Molokantseva, O. V. Golovatyuk // Irrigated agriculture. 2022. № 1 (36). Pp. 53-58. https://doi: org/10.35809/2618-8279-2022-1-2.Ахметшина Л. Г. Возможности российского сельского хозяйства в снижении выбросов парниковых газов и адаптации к климатическим изменениям // Вестник Алтайской академии экономики и права. 2022. № 4-1. С. 5-14. https://vaael.ru/ru/article/view?id=2129.Akhmetshina L. G. The possibilities of Russian agriculture in reducing greenhouse gas emissions and adapting to climate change // Bulletin of the Altai Academy of Economics and Law. 2022. № 4-1. P. 5-14. https://vaael.ru/ru/article/view?id=2129.Брюханов А. Ю., Васильев Э. В., Шалавина Е. В. Проблемы обеспечения экологической безопасности животноводства и наилучшие доступные методы их решения // Региональная экология. 2017. № 1 (47). С. 37-43.Bryukhanov A. Yu., Vasiliev E. V., Shalavina E. V. Problems of ensuring the environmental safety of animal husbandry and the best available methods for solving them // Regional ecology. 2017. № 1 (47). Pр. 37-43.Карелин Д. В., Цымбарович П. Р. Зависимость микробиологической активности и химических характеристик почвы от топографической позиции на старопахотных участках черноземной лесостепи // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2022. Т. 86. № 1. С.134-150.Karelin D. V., Tsymbarovich P. R. Dependence of microbiological activity and chemical characteristics of the soil on the topographic position in the old land areas of the black earth forest-steppe // Izvestia of the Russian Academy of Sciences. The series is geographical. 2022. V. 86. № 1. P. 134-150.Околелова А. А., Егорова Г. С., Нефедьева Е. Э. Химические свойства почв сельскохозяйственных угодий «Горной Поляны» // Инновационные подходы к развитию устойчивых аграрно-пищевых систем: материалы Международной научно-практической конференции. Волгоград, 2022. С. 84-88.Okolelova A. A., Egorova G. S., Nefedyeva E. E. Chemical properties of soils of agricultural land "Gornaya Polyana" // Innovative approaches to the development of sustainable agricultural and food systems: materials of the International Scientific and Practical Conference. Volgograd, 2022. Pр. 84-88.Основная обработка почв: роль в формировании физических свойств почвы и влияние на эмиссию закиси азота из серых лесных почв / Н. П. Бучкина, С. И. Зинченко, Я. Е. Рижия, С. В. Павлик, Р. Хорн, Е. В. Балашов // Фундаментальные концепции физики почв: развитие, современные положения и перспективы: сборник научных трудов Международной научной конференции, посвящённой 90-летию со дня рождения Анатолия Даниловича Воронина. 2019. С. 394-397.Main soil treatment: role in the formation of physical soil properties and influence on the emission of nitrous oxide from gray forest soils / N. P. Buchkin, S. I. Zinchenko, Y. E. Rigia, S. V. Pavlik, R. Horn, E.V. Balashov // Fundamental concepts of soil physics: development, modern positions and prospects: a collection of scientific works of the International Scientific Conference dedicated to the 90th anniversary of the birth of Anatoly Danilovich Voronin. 2019. Pр. 394-397.Петрунина И. В., Горбунова Н. А. (2022). Системные меры по снижению выбросов парниковых газов в животноводческих хозяйствах. Обзор // Пищевые системы. 2022. № 5 (3). С. 202-211.Petrunina I. V., Gorbunova N. A. Systemic measures to reduce greenhouse gas emissions in livestock farms. Overview // Food systems. 2022. № 5 (3). Pр. 202-211.Результаты лабораторных испытаний опытных образцов энзимного препарата для очистки сточных вод свинокомплекса / В. И. Титова, Е. Ю. Гейгер, Э. Т. Акопджанян [и др.] // Теоретические и прикладные проблемы АПК. 2018. № 3. С. 61-65.Results of Laboratory Tests of Experimental Samples of Enzyme Preparation for Treatment of Pig Complex Wastewater / V. I. Titova, E. Yu. Geiger, E. T. Hakobjanyan [et al.] // Theoretical and Applied Problems of APK. 2018. № 3. Pр. 61-65.Семененко С. Я. Орошение животноводческими сточными водами (с основами проектирования). Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2017. 176 с.Semenenko S. Ya. Irrigation with livestock wastewater (with design basis). Volgograd: Volgograd GAU, 2017. 176 p.Система мониторинга агрофизического состояния почв в Северо-Западном регионе России / С. В. Павлик, Е. В. Балашов, Н. П. Бучкина [и др.] // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2017. № 4. С. 6-8.System for monitoring the agrophysical state of soils in the North-West region of Russia / S. V. Pavlik, E. V. Balashov, N. P. Buchkina [et al.] // Bulletin of Russian Agricultural Science. 2017. № 4. Pр. 6-8.Федоров Ю. А., Сухоруков В. В., Трубник Р. Г. Аналитический обзор: эмиссия и поглощение парниковых газов почвами // Экологические проблемы. Антропогенная трансформация природной среды. 2021. Т. 7. № 1. С. 6–34.Fedorov Yu. A., Sukhorukov V. V., Trubnik R. G. Analytical review: emission and absorption of greenhouse gases by soils // Environmental problems. Anthropogenic transformation of the natural environment. 2021. V. 7. № 1. Pр. 6-34.Antmounds alter spatial and temporal patterns of CO2, CH4 and N2O emissions from a marsh soil / H. Wu [et al.] // Soil Biol. Biochem.2013. V. 57. Pp. 884–891.Antmounds alter spatial and temporal patterns of CO2, CH4 and N2O emissions from a marsh soil / H. Wu [et al.] // Soil Biol. Biochem.2013. V. 57. Pр. 884–891.Eugene M., Klumpp K., Sauvant S. Methane mitigating options with forages fed to ruminants // Grass Forage Science. 2021. No 76 (2). P. 196–204. https://doi.org/10.1111/gfs.12540.Eugene M., Klumpp K., Sauvant S. Methane mitigating options with forages fed to ruminants // Grass Forage Science. 2021. No 76 (2). P. 196–204. https://doi.org/10.1111/gfs.12540.Garkusha D. N., Sukhorukov V. V. Methane Emis-sions by Reed Formations on the Azov Sea Coast // OnLineJournal of Biological Sciences. 2019. No 4. Pp. 286–295.Garkusha D. N., Sukhorukov V. V. Methane Emis-sions by Reed Formations on the Azov Sea Coast // OnLineJournal of Biological Sciences. 2019. No 4. Pp. 286–295.Lindsey R. Climate Change: Atmospheric Carbon Dioxide 2019. https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-atmo-spheric-carbon-dioxide.Lindsey R. Climate Change: Atmospheric Carbon Dioxide 2019. https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-atmo-spheric-carbon-dioxide.Soil greenhouse gas emissions under different land-usetypes in savanna ecosystems of Kenya / Sheila Wachiye, Lutz Merbold, Timo Vesala, Janne Rinne, Matti Räsänen, Sonja Leitner and Petri Pellikka // Biogeosciences. 2019. P. 17.Soil greenhouse gas emissions under different land-usetypes in savanna ecosystems of Kenya / Sheila Wachiye, Lutz Merbold, Timo Vesala, Janne Rinne, Matti Räsänen, Sonja Leitner and Petri Pellikka // Biogeosciences. 2019. P. 17.Ungerfeld E. M., Beauchemin K. A., Muñoz C. (2022). Current perspectives on achieving pronounced enteric methane mitigation from ruminant production // Frontiers in Animal Science. 2022. V. 2. Article 795299. https://doi.org/10.3389/fanim.2021.795200Ungerfeld E. M., Beauchemin K. A., Muñoz C. (2022). Current perspectives on achieving pronounced enteric methane mitigation from ruminant production // Frontiers in Animal Science. 2022. V. 2. P. 795299. https://doi.org/10.3389/fanim.2021.795200.

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