Аннотация результатов, полученных в 2022 году
На основе анализа и систематизации собранной информации были выбраны ключевые участки залежных земель для проведения научных исследований в трех природно-сельскохозяйственных зонах юга Западной Сибири в Омской области: степь (Черлакский район, д. Преображенка), лесостепь (Кормиловский район, д. Сосновка), подтайга (Тарский район, г. Тара);- в каждой зоне определены по три участка с разновозрастными залежными землями: 5-10, 10-20 и больше 20 лет. Проведено полевое почвенное и геоботаническое обследование на залежных массивах в трех природно-климатических зонах юга Западной Сибири на территории Омской области. В результате исследований установлено, что почвенный покров обследованных залежных массивов подтаежной зоны, представлен кислыми серыми лесными суглинистыми почвами: мощной со средним содержанием гумуса (Сорг 2,71%) на ключевом участке с возрастом залежи 5-10 лет и среднемощной с низким содержанием гумуса (Сорг 1,79%) – на участке средневозрастной залежи. Растительный покров участков представлен разнотравно-мятликовыми ассоциациями. Величина воздушно-сухой фитомассы на молодой залежи (2,08 т/га) была больше, чем на средневозрастной (1,65 т/га), что обусловлено разным уровнем плодородия почв. Ключевые участки лесостепной зоны имеют неоднородный почвенный покров с более высоким содержанием гумуса. Участок молодой залежи представлен комплексом солонца лугово-черноземного коркового малонатриевого с содержанием Сорг 3,84% и лугово-черноземных среднемощной и маломощной среднегумусовых почв тяжелосуглинистого состава. На средневозрастной залежи почвы - лугово-черноземные маломощные и среднемощные среднегумусовые (Сорг 4,36%) тяжелосуглинистые в комплексе с солонцом лугово-черноземным корковым столбчатым тяжелосуглинистым. Участок старовозрастной залежи сформирован комплексом солонцов лугово-черноземных: осолоделого мелкого (Сорг 3,42%) и коркового с луговой маломощной тяжелосуглинистой почвой. Величина воздушно-сухой надземной фитомассы зависела от возраста залежи: 0,77 т/га на молодой, 1,22 т/га – на средневозрастной, 1,75 т/га – на старовозрастной залежах. На ключевых участках степной зоны почвенный покров представлен преимущественно солонцами с содержанием Сорг 3,42-3,98%: лугово-черноземным осолоделым средним на молодой залежи; черноземно-луговыми тяжелосуглинистыми мелким, средним и глубоким – на средневозрастной залежи; черноземно-луговыми мелким и средним – на старовозрастной залежи. Растительность, представленная сочетанием степных разнотравно-мятликовых ассоциаций, характеризовалась небольшой величиной воздушно-сухой фитомассы: от 1,03 т/га на молодой, до 0,81-0,85 т/га – на средневозрастной и старой залежах. Тестированием алгоритма автоматизированного поиска залежных земель на основе данных ДЗЗ установлено, что на данный момент возможно выявление земельных угодий, находящихся в сельскохозяйственном обороте, по распознаванию геометрических форм объектов. Идентификация залежных массивов возможна методом исключения (если не в обороте, то прогнозируется нахождение в состоянии залежи, исходя из этого требуется проведение полевых исследований). Мониторинг почвенной эмиссии СО2 на ключевых участках исследуемых разновозрастных залежах Юга Западной Сибири в 2022 г. показал значительное варьирование показателей размеров потоков как в зависимости от природно-климатической зоны, так и в течение сезона. Исследуемые ключевые участки залежных земель характеризовались определённой суточной динамикой эмиссии СО2: она имеет повышенный уровень в утренние и дневные часы, уменьшалась в вечерние и ночные часы. При сравнении интенсивности эмиссии СО2 залежными землями в зависимости от природно-климатической зоны можно отметить, что в теплое время года максимальный уровень был в подтаёжной зоне (в среднем за май-сентябрь 54,1 СО2/м-2 ∙ сутки-1), затем следует величина потоков в лесостепной зоне (29,4), минимальный наблюдался в степной зоне (25,0). При этом максимум величины потоков отмечался в подтаежной зоне в июле, в лесостепной и степной – июне. Одной из основных причин данной закономерности является увлажнение почвы: чем оно выше, тем интенсивнее выделение СО2. Также существенное влияние оказывала температура воздуха: в степной зоне высокие температуры в мае-июне обеспечили прогрев почвы, хорошую микробиологическую активность и максимум почвенной эмиссии СО2. Отмечается влияние возраста залежных земель на уровень почвенной эмиссии СО2. Для более молодых залежей характерна большая величина почвенной эмиссии СО2 по сравнению с более возрастными. Так, в подтаежной зоне средне сезонная эмиссия залежами 5-10 лет в 1,30 раза выше, чем залежами возраста старше 20 лет, в лесостепной зоне, соответственно, в 1,51, степной – 1,63 раза. Технологии введения залежных земель в оборот оказывают существенное влияние на эмиссию СО2. По сравнению с контролем она увеличилась при агротехнической технологии (обработка почвы) в 1,44 раза в подтаежной зоне, в 1,31 раза в лесостепной, 1,62 раза в степной. При комбинированной (обработка почвы + обработка гербицидами) - соответственно, в 1,27; 1,08; 1,33 раза. Агротехническая технология введения залежных земель в оборот способствовала большей эмиссии СО2, чем комбинированная. Вероятно, основная причина этого – более высокая микробиологическая активность почвы при большем количестве ее обработок, и в следствии этого - лучшая аэрация. Ссылки на информационные ресурсы https://12--kanal-ru.turbopages.org/turbo/12-kanal.ru/s/news/125982/ https://www.omgau.ru/news_faculty/nauchnyy-kollektiv-fakulteta-nachal-realizatsiyu-granta-rnf/ https://m.youtube.com/watch?v=v7vFaltn5eE https://www.omgau.ru/news_faculty/nauchnyy-kollektiv-fakulteta-nachal-realizatsiyu-granta-rnf/ https://omsk.aif.ru/society/rnf_podderzhal_dve_zayavki_nauchnyh_kollektiv_omgau https://news.myseldon.com/ru/news/index/268022005

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Были проведены исследования на ключевых участках залежных земель в трех природно-сельскохозяйственных зонах юга Западной Сибири в Омской области: степь (Черлакский район, д. Преображенка), лесостепь (Кормиловский район, д. Сосновка), подтайга (Тарский район, г. Тара); в каждой зоне находятся по три участка с разновозрастными залежными землями: 5-10, 10-20 и 20-30 лет. Было продолжено исследование свойств почв на залежах и при введении их в сельскохозяйственный оборот. Проведено обследование почв залежи возрастом 20-30 лет в подтаежной зоне. Установлено, что почвенный покров представлен серыми лесными мощной и среднемощной глинистыми почвами с содержанием Сорг в гумусовых горизонтах 2,1-2,55%, небольшой гидролитической (Нг = 0,89-0,93 ммоль/100 г) и обменной кислотностью (0,25 ммоль/100 г), высокой суммой (32-33 ммоль/100 г) и насыщенностью основаниями (97,2-97,4%). Серые лесные легкосуглинистые почвы на залежах возрастом менее 10 лет и 10-20 лет обладали более высокой величиной Нг (3,4-5,0 ммоль/100 г) при небольшой обменной кислотности (0,06-0,19 ммоль/100 г), низком содержании подвижного алюминия, повышенной сумме (22,6-27,8 ммоль/100 г) степени насыщенности основаниями 84,4-86,9%. Проведены лабораторные исследования почв разновозрастных залежей лесостепной зоны. Содержание физической глины в солонце лугово-черноземном на молодой залежи составляло 44,8%, в лугово-черноземной почве залежи возрастом 10-20 лет – 28,4%, в солонце лугово-черноземном на залежи 20-30 лет – 34,8%. Солонцы обладали повышенной емкостью катионного обмена (ЕКО) – 20-25 ммоль/100 г, по содержанию обменного натрия (9-16% ЕКО) относятся к малонатриевым. Солонец на залежи менее 10 лет является солончаковым со слабой степенью хлоридно-сульфатного натриевого засоления в горизонте В2 и сильной – в В3к-В5к. В степной зоне солонцы мелкие и средние лугово-черноземные и черноземно-луговые имели более легкий гранулометрический состав: легкосуглинистый и среднесуглинистый (содержание частиц менее 0,01мм 16,9-28,7%) Почвы обладают средней величиной ЕКО (16-22 ммоль/100г в горизонтах А1 и В1) и являются малонатриевыми (доля натрия 7-15,5% ЕКО). Солонец на залежи возрастом менее 10 лет является солончаковатым со слабой степенью содово-сульфатного засоления. Был проведен учет биомассы растений на залежных участках. Величина воздушно-сухой надземной массы растений в подтаежной зоне была максимальной на старовозрастной залежи – 4,56 т/га, на залежах возрастом менее 10 лет и 10-20 лет она была меньше и составляла 1,34 т/га и 0,98 т/га, соответственно, что обусловлено различиями ботанического состава и свойств почв. В лесостепной зоне надземная биомасса растений в фазы колошения-цветения характеризовалась величинами 2,01 т/га на залежи менее 10 лет; 1,68 т/га – на залежи 10-20 лет; 2,08 т/га – на залежи 20-30 лет, превышающими их значения в 2022 г. Надземная масса растений в степной зоне на молодой залежи составила в среднем 1,67 т/га, на средневозрастной залежи – 0,98 т/га, на старовозрастной залежи 1,14 т/га. Учитывали урожайность яровой пшеницы в полевых опытах по введению залежных земель в оборот. В подтаежной зоне на серой лесной почве она составила 2,12 т/га в варианте с технологией 1 и 1,95 – в варианте с технологией 2; в лесостепной зоне на распаханном солонце составляла, соответственно, 2,35 и 2,14 т/га; в степной зоне – 14,1 и 12,1 т/га. Проведены исследования динамики содержания в почвах углерода органического вещества в полевых опытах при разных технологиях введения залежных земель в оборот. В подтаежной зоне существенных различий между средними значениями содержания Сорг в серой лесной легкосуглинистой почве по вариантам опыта (залежь, технология 1; технология 2) не отмечено: в слое 0-10 см 2,7; 2,8; 2,7, в слое 10-20 см 2,4; 2,6 и 2,6%, соответственно. В лесостепной зоне среднее содержание Сорг в слое 0-10 см распаханной почвы по технологиям 1 и 2 было одинаковым: 3,8 % при содержании Сорг на залежи 3,5%. В слое почвы 10-20 см на залежи содержание Сорг в распаханной почве (3,0 и 3,4% по технологиям 1 и 2) превышало его значение на залежи (2,2%), что, вероятно, обусловлено влиянием механической обработки почвы, высокой комплексностью почвенного покрова и значительным варьированием свойств солонца. В степной зоне количество Сорг по слоям 0-10 и 10-20 см солонца на молодой залежи составило 3,9% и 2,8%, соответственно. В распаханном солонце независимо от технологии установлено снижение содержания Сорг в слое 0-10 см до 2,9% при близком к залежи значениям в слое 10-20 см (2,4% и 2,6% при технологиях 1 и 2, соответственно). Проводился подбор и анализ вегетационных индексов для мониторинга состояния биомассы растений на ключевых участках, введенных в сельскохозяйственный оборот. Для анализа были выбраны вегетационные индексы: NDVI (нарастание биомассы), NDWI (влагообеспеченность), MSI (стресс растений), GLI (хлорофильный индекс), показавшие, наибольшие корреляционные зависимости с климатическими данными каждой изучаемой природно-климатической зоны. При использовании платформы Аgrosignal по всем ключевым участкам произведен сбор данных за период вегетации, которые сопоставлялись с полученными в первый год исследований. Наиболее сильные корреляционные связи были установлены между индексами NDVI и NDWI, а также NDWI и MSI. Анализ состояния посевов на основе временных рядов указал на наиболее благоприятные условия для развития сельскохозяйственной культуры на ключевом участке лесостепной зоны. Наибольшая величина эмиссии СО2 была в подтаёжной зоне (в среднем за апрель-сентябрь 39,4 г СО2/м-2 ∙ сутки-1), что выше, чем размер эмиссии в лесостепной зоне (14,7) и степной зоне (16,6). Максимум интенсивности потоков отмечался в подтаежной зоне в августе, в лесостепной и степной – июле. Одной из основных причин данной закономерности являлась температура воздуха и почвы: чем она выше, тем интенсивнее выделение диоксида углерода. Наблюдается влияние возраста залежных земель на уровень почвенной эмиссии диоксида углерода. Для более молодых залежей характерна большая величина эмиссии СО2 по сравнению с более возрастными, так в подтаежной зоне средняя сезонная эмиссия залежами 5-10 лет в 1,51 раза выше, чем залежами возраста 20-30 лет, в лесостепной зоне соответственно в 1,46, степной – 1,48 раза. Технологии введения залежных земель в оборот оказывают существенное влияние на эмиссию диоксида углерода. По сравнению с залежью она увеличилась при агротехнической технологии (с предпосевной обработкой почвы) в 1,35 раза в подтаежной зоне, в 1,27 раза в лесостепной, 1,17 раза в степной. При комбинированной (прямой посев) соответственно в 1,18; 1,08; 1,09 раза. Агротехническая технология введения залежных земель в оборот способствовала большей эмиссии диоксида углерода (чем комбинированная), вероятно из-за большей интенсивности обработок почвы в 2022 и 2023 гг. при введении залежи в оборот при данной технологии и повышенной аэрации и микробиологической активности, в связи с этим в пахотном слое. Были разработаны модели почвенной эмиссии диоксида углерода в зависимости от возраста залежи и применяемой технологии ее ввода в оборот. Умеренные коэффициенты корреляции (r более 0,30) в условиях года были получены между величиной эмиссии и температурой почвы. Влажность почвы влияла на эмиссию в меньшей степени. Поэтому в моделях почвенной эмиссии в качестве независимой переменной использовалась температура почвы на глубине 10 см. На основе анализа имеющихся региональных данных по содержанию углерода органического вещества в почвах лесостепной зоны за период с 1987 по 2022 гг. был выявлен тренд его изменения в зависимости от типа землепользования и построена модель секвестрации углерода. Депонирующая способность серых лесных почв подтайги оценивалась запасами С орг в слое 0-20 см на залежах возрастом менее 10 лет – 77,1; 10-20 лет – 54,5 т/га; 20-30 лет – 61,8 т/га. В лесостепи она была наибольшей, составляя для солонцов и лугово-черноземных почв 85,4; 70,5 и 85,7 т/га, соответственно увеличению возраста залежей. В степной зоне депонирование углерода солонцами на залежах возрастом менее 10, 10-20 и 20-30 лет было близким: 66,0; 62,0; и 57,3 т/га.