INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ 2587-6740 110923 10.55186/25876740_2025_68_3_274 Земельные отношения и землеустройство Land relations and land management Земельные отношения и землеустройство Potential of soil protection and resource-saving (carbon-saving) agriculture in the Middle Volga region Потенциал почвозащитного и ресурсосберегающего (углеродсберегающего) земледелия в Среднем Поволжье https://orcid.org/0000-0002-7713-5283 Тойгильдин Александр Леонидович Toigildin Alexander Leonidovich atoigildin@yandex.ru

доктор сельскохозяйственных наук;

doctor of agricultural sciences;

 https://orcid.org/0000-0003-4923-1646 Никифорова Светлана Александровна Nikiforova Svetlana Aleksandrovna nikiforova11@yandex.ru

кандидат сельскохозяйственных наук;

candidate of agricultural sciences;

 Ульяновский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени Н.С. Немцева – Самарский федеральный исследовательский центр РАН Ульяновск Россия Ulyanovsk Scientific Research Agriculture Institute named after N.S. Nemcev – Samara Federal Research Scientific Center RAS Ulyanovsk Russian Federation Ульяновский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени Н.С. Немцева – Самарский федеральный исследовательский центр РАН Ульяновск Россия Ulyanovsk Scientific Research Agriculture Institute named after N.S. Nemcev – Samara Federal Research Scientific Center RAS Ulyanovsk Russian Federation 15 06 2025 15 06 2025 3 274 277 14 05 2025 11 06 2025 https://qje.su/en/nauka/article/110923/view

Современное ведение сельского хозяйства, основанное на интенсификации землепользования, способствует массовой потере почвенного углерода. Нарушение структуры посевных площадей, интенсивная обработка почвы, избыточное внесение удобрений, прежде всего, азотных, развитие эрозионных процессов являются главными причинами потерь углерода почвы. Расчет баланса гумуса при сложившейся структуре посевных площадей показал, что он складывается с дефицитом в 0,804 т/га, что при средневзвешенном содержании углерода в гумусе 58 % оценивается как 0,466 т/га углерода или 1,7 углеродных единиц. В расчете на 1,3 млн га обрабатываемых земель потери углерода составляют до 605 тыс. тонн ежегодно или более 2,5 млн углеродных единиц. Только разработка и внедрение новых подходов ведения сельского хозяйства обеспечит устойчивость производства и сохранение плодородия почвы. Цель представленных исследований заключается в обосновании целесообразности почвозащитного и ресурсосберегающего земледелия в зоне Среднего Поволжья (на примере Ульяновской области) и оценка секвестрационного потенциала почв. Нашими исследованиями установлен высокий потенциал накопления углерода в почвах Ульяновской области. Для повышения секвестрации углерода в конкретных почвенно-климатических условиях важно подобрать научно-обоснованные приемы почвозащитного и ресурсосберегающего (углеродсберегающего) земледелия, основными элементами которого являются: прямой посев, отказ от чистых паров, возделывание ППК (почвопокровных культур), широкое использование зернобобовых культур как источника биологического азота, микробиологические препараты (взамен пестицидам и удобрениям) и т.д. Освоение технологии прямого посева позволит обеспечить накопление не менее 0,1 т С/га/год, что по нашим расчетам в масштабах региона составит не менее 133 тыс. тонн.

Modern agriculture, based on the intensification of land use, contributes to the massive loss of soil carbon. Disturbance of the structure of cultivated areas, intensive tillage, excessive application of fertilizers, primarily nitrogen fertilizers, and the development of erosion processes are the main causes of soil carbon loss. The calculation of the humus balance in the current structure of acreage showed that it develops with a deficit of 0.804 t/ha, which, with an average weighted carbon content of 58% in humus, is estimated at 0.466 t/ha of carbon or 1.7 carbon units. Based on 1.3 million hectares of cultivated land, carbon losses amount to 605 thousand tons annually or more than 2.5 million carbon units. Only the development and implementation of new approaches to agriculture will ensure the sustainability of production and the preservation of soil fertility. The purpose of the presented studies is to substantiate the feasibility of soil-protective and resource-saving agriculture in the Middle Volga region (using the example of the Ulyanovsk region) and to assess the sequestration potential of soils. Our research has established a high potential for carbon accumulation in the soils of the Ulyanovsk region. To increase carbon sequestration in specific soil and climatic conditions, it is important to choose scientifically sound methods of soil protection and resource-saving (carbon-saving) agriculture, the main elements of which are: direct sowing, abandonment of pure vapors, cultivation of PPK (cover crops), widespread use of leguminous crops as a source of biological nitrogen, microbiological drugs (instead of pesticides and fertilizers), etc. The development of direct seeding technology will ensure the accumulation of at least 0.1 tons per hectare/year, which, according to our calculations, will amount to at least 133 thousand tons in the region.

 почвозащитное (углеродсберегающее) и ресурсосберегающее земледелие секвестрация углерода прямой посев почвопокровные культуры бобовые культуры soil-protective (carbon-saving) and resource-saving agriculture carbon sequestration direct seeding soil-based crops legumes

Holmatov В. (2021). Can crop residues provide fuel for future transport? Limited global residue bioethanol potentials and large associated land, water and carbon footprints . Renewable and sustainable energy reviews, vol. 149, Р.111417. DOI: 10.1016/j.rser.2021.111417 Holmatov V. (2021). Can crop residues provide fuel for future transport? Limited global residue bioethanol potentials and large associated land, water and carbon footprints . Renewable and sustainable energy reviews, vol. 149, R.111417. DOI: 10.1016/j.rser.2021.111417 Битва за климат: карбоновое земледелие как ставка России: экспертный доклад / под ред. А.Ю. Иванова Н.Д. Дурманова (рук-ли авт. кол.), М. П. Орлов, К. В. Пиксендеев, Ю. Е. Ровнов и др.. Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики». М.: Издательский дом Высшей школы экономики, 2021. 120 с. Bitva za klimat: karbonovoe zemledelie kak stavka Rossii: ekspertnyy doklad / pod red. A.Yu. Ivanova N.D. Durmanova (ruk-li avt. kol.), M. P. Orlov, K. V. Piksendeev, Yu. E. Rovnov i dr.. Nacional'nyy issledovatel'skiy universitet «Vysshaya shkola ekonomiki». M.: Izdatel'skiy dom Vysshey shkoly ekonomiki, 2021. 120 s. Шарков И.Г. Некоторые аспекты углерод-секвестрирующей способности пахотных почв / И. Г. Шарков, П. В. Антипина // Почвы и окружающая среда. 2022. Том 5. № 2. С. 175. DOI: 10.31251/pos.v5i2.175 Sharkov I.G. Nekotorye aspekty uglerod-sekvestriruyuschey sposobnosti pahotnyh pochv / I. G. Sharkov, P. V. Antipina // Pochvy i okruzhayuschaya sreda. 2022. Tom 5. № 2. S. 175. DOI: 10.31251/pos.v5i2.175 Минерализуемость органического вещества и углерод-секвестрирующая емкость почв зонального ряда / В. М. Семенов, Л. А. Иванникова, Т. В. Кузнецова [и др.] // Почвоведение. 2008. № 7. С. 819-832. Mineralizuemost' organicheskogo veschestva i uglerod-sekvestriruyuschaya emkost' pochv zonal'nogo ryada / V. M. Semenov, L. A. Ivannikova, T. V. Kuznecova [i dr.] // Pochvovedenie. 2008. № 7. S. 819-832. Intergovernmental panel on Cimate Change (2020). Land and Climate Change. P. 36. Intergovernmental panel on Cimate Change (2020). Land and Climate Change. P. 36. Paustian K, Lehmann J, Ogle S, Reay D, Robertson G P, Smith P (2016). Climate-Smart Soils. Nature, 532, p 49-57. DOI: 10.1038/nature17174 Paustian K, Lehmann J, Ogle S, Reay D, Robertson G P, Smith P (2016). Climate-Smart Soils. Nature, 532, p 49-57. DOI: 10.1038/nature17174 Столбовой В.С. Регенеративное сельское хозяйство и смягчение последствий изменения климата // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 7. С. 19-26. DOI: 10.1038/nature17174 Stolbovoy V.S. Regenerativnoe sel'skoe hozyaystvo i smyagchenie posledstviy izmeneniya klimata // Dostizheniya nauki i tehniki APK. 2020. T. 34. № 7. S. 19-26. DOI: 10.1038/nature17174 Lal R. Soil carbon sequestration impacts on global climate change and food security // Science. 2004. Vol. 304. pp. 1623-162. Lal R. Soil carbon sequestration impacts on global climate change and food security // Science. 2004. Vol. 304. pp. 1623-162. Ogle S., Breidt J., Del Grosso S.J., Gurung R., Spencer S., Williams S., Manning, D. (2023). Counterfactual scenarios reveal historical impact of cropland management on soil organic carbon stocks in the United States. Scientific Reports. 13. Article e14564. DOI: 10.1038/s41598-023-41307-x Ogle S., Breidt J., Del Grosso S.J., Gurung R., Spencer S., Williams S., Manning, D. (2023). Counterfactual scenarios reveal historical impact of cropland management on soil organic carbon stocks in the United States. Scientific Reports. 13. Article e14564. DOI: 10.1038/s41598-023-41307-x Francaviglia R., Di Bene C., Farina R., Salvati L., Vicente-Vicente J. L. (2019). Assessing “4 per 1000” Soil Organic Carbon Storage Rates under Mediterranean Climate: A Comprehensive Data Analysis. Mitig. Adapt. Strateg. Glob. Chang, 24, рр 795-818. Francaviglia R., Di Bene C., Farina R., Salvati L., Vicente-Vicente J. L. (2019). Assessing “4 per 1000” Soil Organic Carbon Storage Rates under Mediterranean Climate: A Comprehensive Data Analysis. Mitig. Adapt. Strateg. Glob. Chang, 24, rr 795-818. Севообороты для технологии прямого посева в условиях лесостепной зоны среднего Поволжья / А. Л. Тойгильдин, О. Л. Кибалюк, И. А. Тойгильдина, Д. Э. Аюпов. Ульяновск: Ульяновский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, 2023. 192 с. Sevooboroty dlya tehnologii pryamogo poseva v usloviyah lesostepnoy zony srednego Povolzh'ya / A. L. Toygil'din, O. L. Kibalyuk, I. A. Toygil'dina, D. E. Ayupov. Ul'yanovsk: Ul'yanovskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet im. P.A. Stolypina, 2023. 192 s. Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Ульяновской области. http://73.rosstat.gov.ru/folder/40369. Territorial'nyy organ Federal'noy sluzhby gosudarstvennoy statistiki po Ul'yanovskoy oblasti. http://73.rosstat.gov.ru/folder/40369. Gherardi L.A., Sala O.E. (2020). Global Patterns and Climatic Controls of Belowground Net Carbon Fixation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 117, 20038-20043. Gherardi L.A., Sala O.E. (2020). Global Patterns and Climatic Controls of Belowground Net Carbon Fixation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 117, 20038-20043. Научно-практическое обоснование биологизации земледелия лесостепной зоны Поволжья / А. Л. Тойгильдин, В. И. Морозов, М. И. Подсевалов [и др.]. Ульяновск: Ульяновский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, 2020. 386 с. Nauchno-prakticheskoe obosnovanie biologizacii zemledeliya lesostepnoy zony Povolzh'ya / A. L. Toygil'din, V. I. Morozov, M. I. Podsevalov [i dr.]. Ul'yanovsk: Ul'yanovskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet im. P.A. Stolypina, 2020. 386 s. Shelake R.M., Waghunde R.R., Verma P.P., Singh C., Kim J.Y. (2019). Carbon Sequestration for Soil Fertility Management: Microbiological Perspective. In: Panpatte, D., Jhala, Y. (eds) Soil Fertility Management for Sustainable Development. Springer, Singapore. DOI: 10.1007/978-981-13-5904-0_3 Shelake R.M., Waghunde R.R., Verma P.P., Singh C., Kim J.Y. (2019). Carbon Sequestration for Soil Fertility Management: Microbiological Perspective. In: Panpatte, D., Jhala, Y. (eds) Soil Fertility Management for Sustainable Development. Springer, Singapore. DOI: 10.1007/978-981-13-5904-0_3 Диабанкана Р. Ж. К. Оценка применения биопрепаратов как элемента углеродного (органического) земледелия / Р. Ж. К. Диабанкана, А. А. Абрамова, Р. И. Сафин // Биологическая защита растений с использованием геномных технологий: Сборник научных трудов по материалам I Всероссийской научно-практической конференции, Казань, 26-27 октября 2022 года. – Казань: Казанский государственный аграрный университет, 2022. С. 156-163. Diabankana R. Zh. K. Ocenka primeneniya biopreparatov kak elementa uglerodnogo (organicheskogo) zemledeliya / R. Zh. K. Diabankana, A. A. Abramova, R. I. Safin // Biologicheskaya zaschita rasteniy s ispol'zovaniem genomnyh tehnologiy: Sbornik nauchnyh trudov po materialam I Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferencii, Kazan', 26-27 oktyabrya 2022 goda. – Kazan': Kazanskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet, 2022. S. 156-163. Baumgarten A., Geithner K., Haslmayr H.-P., Zechmeister-Boltenstern S. (2014). Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Pedosphäre. In Österreichisch-Imperialer Klimawandelbericht (AAR14) Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften Wien, Österreich, ISBN 978-3-7001-7723-4. [Google Scholar]. Baumgarten A., Geithner K., Haslmayr H.-P., Zechmeister-Boltenstern S. (2014). Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Pedosphäre. In Österreichisch-Imperialer Klimawandelbericht (AAR14) Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften Wien, Österreich, ISBN 978-3-7001-7723-4. [Google Scholar]. Bolinder M.A., Crotty F., Elsen A., Frac M., Kismányoky T., Lipiec J., Tits M., Tóth Z., Kätterer T. (2020). The Effect of Crop Residues, Cover Crops, Manures and Nitrogen Fertilization on Soil Organic Carbon Changes in Agroecosystems: A Synthesis of Reviews. Mitig. Adapt. Strateg. Glob. Chang DOI: 10.1007/s11027-020-09916-3 Bolinder M.A., Crotty F., Elsen A., Frac M., Kismányoky T., Lipiec J., Tits M., Tóth Z., Kätterer T. (2020). The Effect of Crop Residues, Cover Crops, Manures and Nitrogen Fertilization on Soil Organic Carbon Changes in Agroecosystems: A Synthesis of Reviews. Mitig. Adapt. Strateg. Glob. Chang DOI: 10.1007/s11027-020-09916-3 Ostle N., Whiteley A.S., Bailey M.J., Sleep D., Ineson P., Manefield M. (2003). Active Microbial RNA Turnover in a Grassland Soil Estimated Using a 13CO2 Spike. Soil Biol. Biochem, 35, рр. 877-885. DOI: 10.3389/fmicb.2015.00268 Ostle N., Whiteley A.S., Bailey M.J., Sleep D., Ineson P., Manefield M. (2003). Active Microbial RNA Turnover in a Grassland Soil Estimated Using a 13CO2 Spike. Soil Biol. Biochem, 35, rr. 877-885. DOI: 10.3389/fmicb.2015.00268 Кадыров С.В. Пути повышения интенсивности фотосинтеза и продуктивности сельскохозяйственных культур с использованием Carbon-технологий: практические рекомендации / С. В. Кадыров, В. Н. Образцов, Д. Ф. Абушаев. Воронеж: ФГБОУ ВО Воронежский государственный аграрный университет имени Императора Петра I, 2023. 69 с. Kadyrov S.V. Puti povysheniya intensivnosti fotosinteza i produktivnosti sel'skohozyaystvennyh kul'tur s ispol'zovaniem Carbon-tehnologiy: prakticheskie rekomendacii / S. V. Kadyrov, V. N. Obrazcov, D. F. Abushaev. Voronezh: FGBOU VO Voronezhskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet imeni Imperatora Petra I, 2023. 69 s. Иванов А. Л. Обеспечение технологии прямого посева отечественными техническими средствами / Иванов А. Л., Дридигер В. К. // Достижения науки и техники АПК. 2023. Т. 37. № 3. С. 50-56. Ivanov A. L. Obespechenie tehnologii pryamogo poseva otechestvennymi tehnicheskimi sredstvami / Ivanov A. L., Dridiger V. K. // Dostizheniya nauki i tehniki APK. 2023. T. 37. № 3. S. 50-56.