Изучение эффективности различных систем землепользования для смягчения климата посредством измерения эмиссии парниковых газов

Кусаинова М.Д.^a* , Тойшиманов М.Р.^a , Таменов Т.Б.^a , Сыздык А.Б.^a, Джикуан Ч.^b

^a НАО «Казахский национальный аграрный исследовательский университет», пр. Абая, 8, Алматы, 050020, Республика Казахстан

^b Мичиганский государственный университет, Восточный Лансинг, 48823, Мичиган, США

https://doi.org/10.29258/CAJWR/2023-R1.v9-2/17-34.rus

* E-mail: maira.kussainova@kaznaru.edu.kz

Тойшиманов М.: 507957@kaznaru.edu.kz; Таменов Т.: timur.tamenov@kaznaru.edu.kz; Сыздық А.: Anel.Syzdyk@kaznaru.edu.kz; Джикуан Ч.: jqchen@msu.edu

30 августа, 2023

Аннотация

Актуальность исследований состоит в использовании автоматизированной системы непрерывного измерения выбросов CO₂ из почвы – Li-8100 (Campbell Scientific) – при применении различных методов обработки почвы (без обработки, навоз и минеральные удобрения) под основные культуры (кукурузу, пшеницу, ячмень) на примере Алматинской области. В статье представлены данные, полученные учеными при проведении полевых исследований в условиях предгорной зоны. Цель заключалась в оценке эмиссии парниковых газов в пахотных темно-каштановых почвах при использовании удобрений и при применении различных видов основной обработки почв под разные культуры. В соответствии с приведенными данными можно утверждать, что из научно обоснованных представленных к исследованию видов культур и методов обработки почв все варианты с использованием навоза дали высокие показатели выбросов парниковых газов. Использование минеральных удобрений показало незначительный эффект связи между сокращением выбросов парниковых газов и вариантом без обработки почвы. В зависимости от вида все культуры показали различную степень выбросов парниковых газов при внесении удобрений, причем пшеница отреагировала наиболее сильно из-за дополнительного прироста и биомассы урожая. Мы пришли к выводу, что использование минеральных удобрений может быть подходящим способом снижения выбросов. Однако необходимо дальнейшее исследование основных механизмов и процессов, влияющих на выбросы парниковых газов, чтобы лучше понять эффекты обратной связи в ресурсосберегающем сельском хозяйстве.

Доступно на русском

Скачать статью (рус)

Для цитирования:

Кусаинова, М., Тойшиманов, М., Таменов, Т., Сыздык, А., Джикуан, Ч.,(2023). Изучение эффективности различных систем землепользования для смягчения климата посредством измерения эмиссии парниковых газов. Центральноазиатский журнал исследований водных ресурсов, 9(2), 17-34. https://doi.org/10.29258/CAJWR/2023-R1.v9-2/17-34.rus

For citation: Kussainova, M., Toishimanov M., Tamenov T., Syzdyk A, Jiquan Ch. (2023). Izuchenie jeffektivnosti razlichnyh sistem zemlepol’zovanija dlja smjagchenija klimata posredstvom izmerenija jemissii parnikovyh gazov. [Studying the climate mitigation efficiency of various land-use systems by measuring greenhouse gas emissions]. Central Asian Journal of Water Research,  9(2), 17-34. https://doi.org/10.29258/CAJWR/2023-R1.v9-2/17-34.rus

Список литературы

Аллен, М., Антви-Аджей, П., Арагон-Дюран, Ф., Бабикер, М., Бертольди, П., Бинд, М., Браун, С., Бакеридж, С., Камиллони, И., Картрайт, А., Крамер, В. (2019). Техническое резюме: Глобальное потепление на уровне 1,5 °C. Специальный доклад МГЭИК о последствиях глобального потепления на 1,5 °C выше доиндустриального уровня и связанных с этим путях глобальных выбросов парниковых газов в контексте усиления глобального реагирования на угрозу изменения климата, устойчивого развития и усилий по ликвидации нищеты. Межправительственная группа экспертов по изменению климата. Дата обращения 15.10.20. https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/sites/2/2018/12/SR15_TS_High_Res.pdf

Апрети, Д.С., Дхар, С., Хонгмин, Д., Кимбал, Б.А., Гарг, А., Ападхиэй, Д. (2012). Технологии для смягчения последствий изменения климата. Серия Руководств по TNA. Сельскохозяйственный сектор. Центр ЮНЕП В Рисо по вопросам энергии климата и устойчивого развития. Дата обращения 05.08.2021. https://tech-action.unepccc.org/wp-content/uploads/ sites/2/2019/06/5-technologies-for-climate-change-mitigation-agriculture-russian-final-2.pdf

Бастаубаева, Ш.О., Хидиров, А.Э., Башабаева, Б.М., Жапаев, Р.К., Рсалиев, Ш.С., Жундибаев, К.К. и др. (2021). Рекомендации по проведению весенне-полевых работ на юго-востоке Казахстана в 2021 году. Алматы: ТОО «Асыл кітап (Баспа уйі)».

ГОСТ 26951-86 (1986). Почвы. Определение нитратов ионометрическим методом. М.: Издательство стандартов.

ГОСТ 26205-91 (1992). Определение подвижных соединений фосфора и калия в карбонатных почвах по методу Мачигина в модификации ЦИНАО. М.: Издательство стандартов.

ГОСТ 26213-91 (1992). Почвы. Методы определения органического вещества. М.: Издательство стандартов.

ГОСТ 17.4.3.01-83 (2004). Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб. М.: ИПК Издательство стандартов.

ГОСТ 17.4.4.02-84 (2008). Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. М.: Стандартинформ.

Иорганский, А.И., Есимбеков, М.Б., Тымакбаева, С.А., Рахметжанова, А.А., Коптылеу, М.А. (2017). Обеспеченность пахотных почв Илийского Алатау подвижными элементами минерального питания и ее оптимизация применением минеральных удобрений под ведущие культуры региона (на примере тестового хозяйства ТОО «Байсерке-Агро» Талгарского района Алматинской области). Почвоведение и агрохимия, 4, 27–37.

Кусаинова М. Д., Таменов Т. Б., Тойшиманов М. Р., Сыздык А. Б., Искакова Г., Нургали Н.Д. Динамический мониторинг NDVI в агрономических испытаниях агро культур с использованием беспилотного летательного аппарата. № 2(117) (2023): Вестник науки «Казахского агротехнического исследовательского университета им С. Сейфуллина» / Сельскохозяйственные науки https://doi.org/10.51452/kazatu.2023.2(117).1386

Методические указания по расчету выбросов парниковых газов в атмосферу от домашнего скота: внутренняя ферментация и навоз (2010). Дата обращения 05.11.2020. https://online.zakon. kz/Document/?doc_id=30935916

Определение легкогидролизуемого азота по методу И.В. Тюрина и М.М. Кононовой (2001). Практикум по агрохимии (ред. Минеев В.Г.). М.: Изд-во МГУ.

Сборник отечественных сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, используемых в Республике Казахстан. НАО НАНОЦ (2022). Нур-Султан: НАО «КазНАИУ».

СТ РК 3477-2019 (2019). Почвы. Определение гумуса по методу И.В. Тюрина. Дата обращения 10.09.2019. https://online.zakon.kz/Document/?doc_id=39003906

FAOSTAT (2019). Сельскохозяйственные данные. Дата обращения 21.10.2021. http://faostat.fao. org/faostat/collections?version=ext&hasbulk=0&subset=agriculture

Instruction manual for the LI-8100 and LI-8150 Automated Soil CO2 Flux System, LI-COR Biosciences, Lincoln, NE USA. Дата обращения: 21.10.2021. https://www.licor.com/env/support/LI-8100/ home.html

IPCC (2018). Summary for Policymakers. In: Global Warming of 1.5°C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty (Masson-Delmotte, V., Zhai, P., Pörtner, H.-O., Roberts, D., Skea, J., Shukla, P.R., Pirani, A., Moufouma-Okia, W., Péan, C., Pidcock, R., Connors, S., Matthews, J.B.R., Chen, Y., Zhou, X., Gomis, M.I., Lonnoy, E., Maycock, T., Tignor, M. and Waterfield T. (eds.). Cambridge University Press, Cambridge, UK end New York, NY, USA, 3–24. doi:10.1017/9781009157940.001

Kahmark, K., N. Millar, and G. P. Robertson (2020). Static chamber method for measuring greenhouse gas fluxes. KBS LTER Special Publication. Zenodo. http://doi.org/10.5281/zenodo.3629774

Romanovskaya, A.A., Korotkov, V.N., Polumieva, P.D., Trunov, A.A., Vertyankina, V.Y., Karaban, R.T. (2020). Greenhouse gas fluxes and mitigation potential for managed lands in the Russian Federation. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change. 25(8), 661–687. DOI:10.1007/s11027- 019-09885-2

Smagulova, S.D., Adil, J., Tanzharikova, A., & Imashev, A. (2017). The Economic Impact of the Energy and Agricultural Complex on Greenhouse Gas Emissions in Kazakhstan. International Journal of Energy Economics and Policy, 7(4), 252–259.

Springmann, M., Clark, M., Mason-D’Croz, D., Wiebe, K., Bodirsky, B.L., Lassaletta, L., Wim de Vries , Vermeulen, S.J., Herrero, M., Carlson, K.M., Jonell, M., Troell, M., DeClerk, F., Gordon, L.J., Zurayk, R., Scarborough, P., Rayner, M., Loken, B., Fanzo, J., Godfray, H.C.J., Tilman, D., Rockström, J., Willet, W. (2018). Options for keeping the food system within environmental limits. Nature, 562(7728), 519–525. doi: 10.1038/s41586-018-0594-0.