doi: 10.24412/0044-3913-2025-2-27-33

УДК 631.46:631.427.22

Л. Н. КАРАУЛОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

О. Г. ЧУЯН, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник

Н. В. АФОНЧЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

А. Н. ЗОЛОТУХИН, научный сотрудник

В. В. ДВОЙНыХ, младший научный сотрудник

Курский федеральный аграрный научный центр, ул. Карла Маркса, 70 б, Курск, 305021, Российская Федерация

Исследования проводили с целью оценки пространственно-временных особенностей изменения целлюлозолитической активности и содержания гумуса в типичных и выщелоченных черноземах в зависимости от климатических условий, рельефа и сельскохозяйственных культур. Опыт осуществляли в 2019–2024 гг. на агроэкологическом полигоне с куполообразной формой рельефа в посевах озимой пшеницы, сои и подсолнечника. На основе анализа годовой и сезонной динамики целлюлозолитической активности почвы, которую определяли методом аппликаций, за 6 лет установлено, что на биоактивность пахотного слоя во времени оказывала влияние сельскохозяйственная культура. Интенсивность разложения целлюлозы (ИРТ) по озимой пшенице и сое была выше, чем по подсолнечнику, в 2,65 и 2,35 раза. Рост суммы активных температур предшествующего теплого периода на 100 °C способствовал увеличению ИРТ на 0,09 %, среднемесячной температуры холодного периода на 1 °C – на 0,30 %. В течение вегетации культур целлюлозолитическая активность нелинейно возрастала при повышении увлажнения с расчетным максимумом при ГТК 1,4…1,5 (r = 0,67). В пространстве основное влияние оказывала экспозиция склонов: северо-восточная (СВ) < северо-западная (СЗ) < юго-восточная (ЮВ) < юго-западная (ЮЗ). Увеличение теплообеспеченности местоположения на 10 % обеспечивало рост интенсивности разложения целлюлозы на 19 %. Между скоростью минерализации целлюлозы в почве и содержанием гумуса выявлена отрицательная зависимость (r = –0,715). Гидротермические условия и крутизна склонов воздействовали на формирование пространственной неоднородности содержания гумуса по экспозициям склонов: ЮЗ<ЮВ<СЗ<СВ. Росту теплобеспеченности местоположения на 10 % соответствовало снижение содержания гумуса в почве на 0,35 %. Коэффициент теплообеспеченности склонов, рассчитываемый на цифровой основе, можно использовать для корректировки коэффициента минерализации гумуса почвы различных местоположений в агроландшафте в зависимости от экспозиции и крутизны склонов.

Ключевые слова: целлюлозолитическая активность почв; содержание гумуса; гидротермические условия; рельеф; чернозем; сельскохозяйственные культуры.

Для цитирования: Биологическая активность и содержание гумуса пахотных почв в зависимости от рельефа, климатических условий и сельскохозяйственных культур / Л. Н. Караулова, О. Г. Чуян, Н. В. Афонченко и др. // Земледелие. 2025. № 2. С. 27-33. doi: 10.24412/0044-3913-2025-2-27-33.

Biological activity and humus content of arable soils depending on relief, climatic conditions and agricultural crops

L. N. Karaulova, O. G. Chuyan, N. V. Afonchenko, A. N. Zolotukhin, V. V. Dvoinykh

Federal Agricultural Kursk Research Center, ul. Karla Marksa, 70 b, Kursk, 305021, Russian Federation

Abstract. The study aimed to assess the spatiotemporal patterns of changes in cellulolytic activity and humus content in typical and leached chernozems depending on climate conditions, topography, and crops. The experiment was carried out in 2019– 2024 on an agroecological testing ground with a dome-shaped relief in winter wheat, soybean, and sunflower crops. Based on the analysis of annual and seasonal dynamics of cellulolytic activity of the soil, which was determined by the application method, over 6 years, it was found that the bioactivity of the arable layer was influenced by the agricultural crop. The cellulose decomposition intensity (CDI) for winter wheat and soybeans was 2.65 and 2.35 times higher than for sunflower. An increase in the sum of active temperatures of the preceding warm period by 100 degrees Celsius contributed to an increase in CDI by 0.09 %, and an increase in the average monthly temperature of the cold period by 1 degree Celsius – by 0.30 %. During the growing season, the cellulolytic activity increased nonlinearly with increasing moisture with an estimated maximum at HTC 1.4–1.5 (r = 0.67). In space, the main influence was exerted by the slope exposure: north-east (NE) < north-west (NW) < south-east (SE) < south-west (SW). An increase in the heat supply of a location by 10 % ensured an increase in the intensity of cellulose decomposition by 19 %. A negative relationship was found between the rate of cellulose mineralisation in the soil and the humus content (r = –0.715). Hydrothermal conditions and slope steepness affected the formation of spatial heterogeneity of the humus content by slope exposure: SW<SE<NW<NE. An increase in the heat supply of a location by 10 % corresponded to a decrease in the humus content in the soil by 0.35 %. The coefficient of heat supply of slopes, calculated on a digital basis, can be used to adjust the coefficient of mineralisation of soil humus in different locations in the agricultural landscape depending on the exposure and steepness of the slopes.

Keywords: cellulose-decomposing activity of soils; humus content; hydrothermal conditions; relief; chernozem; agricultural crops.

Author Details: L. N. Karaulova, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.); O. G. Chuyan, D. Sc. (Biol.), leading research fellow; N. V. Afonchenko, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow; A. N. Zolotukhin, research fellow; V. V. Dvoinykh, junior research fellow.

For citation: Karaulova LN, Chuyan OG, Afonchenko NV, et al. [Biological activity and humus content of arable soils depending on relief, climatic conditions and agricultural crops]. Zemledelie. 2025;(2): 27-33. Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2025-2-27-33.