Агроекологічна оцінка колообігу карбону на посівах енергетичних культур в умовах лісостепу України

Abstract

У результаті досліджень, проведених впродовж 2014–2020 рр. на базі «Колекції енергетичних культур» Полтавської державної аграрної академії Міністерства освіти і науки України, встановлено закономірності функціонування багаторічних систем біоенергетичних культур міскантусу гігантського (Miscanthus × giganteus) та проса прутоподібного (Panicum virgatum L.) як факторів депонування вуглецю в ґрунті. Встановлені еколого-кліматичні особливості, за яких функціонують багаторічні системи біоенергетичних культур. Оцінені роль культури, глибини шару ґрунту, року та віку вегетації у варіюванні емісії оксиду вуглецю ґрунтом та депонування карбону в ґрунті. Визначено закономірності варіювання емісії оксиду вуглецю та депонування вуглецю в насадженнях енергетичних культур. Надано оцінку ролі кліматичних чинників у варіюванні емісії оксиду вуглецю та депонуванні вуглецю в ґрунті; встановлені закономірності формування продуктивності насаджень енергетичних культур; оцінено стійкість динаміки систем біоенергетичних культур. У результаті дослідження одержані результати, які характеризуються науковою новизною. Уперше встановлені кількісні характеристики емісії оксиду вуглецю у залежності від агроекологічних режимів у насадженнях біоенергетичних культур міскантусу та свічграсу. Оцінена взаємодія агроекологічних факторів у впливі на емісію оксиду вуглецю та депонування вуглецю в ґрунті. Обґрунтовано значення насаджень енергетичних культур як фактору депонування вуглецю в ґрунті. Удосконалено процедуру порівняльного аналізу внеску різних факторів у варіювання емісії оксиду вуглецю та депонування вуглецю в ґрунті, спосіб визначення інтенсивності дихання ґрунту, спосіб визначення біологічної активності ґрунту. Набула подальшого розвитку теорія стійкості екологічних систем. As a result of research conducted during 2014-2020 on the basis of the "Collection of Energy Crops" Poltava State Agrarian Academy of the Ministry of Education and Science of Ukraine, it was established Miscanthus (Miscanthus × giganteus) and Switchgrass (Panicum virgatum L.) as factors of carbon deposition in the soil. Ecological and climatic features under which long-term systems of bioenergy cultures function are established. The role of culture, soil layer depth, year and age of vegetation in variation of carbon monoxide emission by soil and carbon deposition in soil are evaluated; The regularities of variation of carbon monoxide emission and carbon deposition in energy crops are determined. An assessment of the role of climatic factors in the variation of carbon monoxide emissions and in the deposition of carbon in the soil is given; established patterns of formation of productivity of plantations of energy crops; the stability of the dynamics of bioenergy crop systems is estimated. As a result of research the results which are characterized by scientific novelty are received. For the first time, quantitative characteristics of carbon monoxide emission depending on agroecological regimes in plantations of bioenergy crops misacnthus and candlegrass have been established. The interaction of agroecological factors in the influence on carbon monoxide emission and carbon deposition in the soil is estimated. The importance of energy crops as a factor of carbon deposition in the soil is substantiated. The procedure for comparative analysis of the contribution of various factors to the variation of carbon monoxide emission and carbon deposition in the soil, the method of determining the intensity of soil respiration, the method of determining the biological activity of the soil have been improved. The theory of stability of ecological systems was further developed.