Influence of grazing intensity on organic carbon deposition in pasture soil

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The study was conducted to study the effect of cattle grazing intensity on the deposition of organic carbon (Corg) in pasture soil. The work was carried out in 2010 on soddy-medium podzolic sandy loam soil in the Leningrad region. Three pasture areas were identified according to grazing intensity: weak (section 1), medium (section 2), strong (section 3). Corg and carbon in the clay fraction of the soil (Cclay) were determined according to the method of I. V. Tyurin. The sludge fraction (<1 µm) was isolated using sedimentation and centrifugation. X-ray analysis of soil minerals was carried out in samples of the clay fraction of the soil on a DRON-3M diffractometer, Cu Kα tube mode 30 mA, 30 kV, from 3.5 to 75°, goniometer rotation speed 1° per minute. The soil of site 3 was distinguished by the minimum content of Corg in both periods of the survey (May – 16 C g/kg of soil; July – 27.8 C g/kg). The Corg value in the July samples was 1.3 times less compared to site 2 and 1.2 times less than site 1. Cclay values varied in the range: in May 40.8…108.9 C g/kg fractions, in July 99.7…140.9 C g/kg fraction. The content of Cclay in July samples from site 3 was 1.3 times higher than the content in samples from site 2 and 1.4 times from site 1. The variation in the enrichment coefficient (Esoc) was 1.78…3.50 in May, 2 in July .89…5.07. The highest Esoc was recorded for the soil of site 3 in July; its values exceeded the values in sites 1 and 2 by 1.75 times. The mineral depositing organic matter in the clay fraction of the soil of the site with high grazing intensity was mica with a deficiency of cations (r = 0.90). The increase in grazing intensity led to an increase in the content of Cclay.

Full Text

Restricted Access

About the authors

L. V. Boitsova

Agrophysical Research Institute

Author for correspondence.
Email: larisa30.05@mail.ru
Russian Federation, 195220, Sankt-Peterburg, Grazhdanskiy prosp., 14

S. V. Neprimerova

Agrophysical Research Institute

Email: larisa30.05@mail.ru
Russian Federation, 195220, Sankt-Peterburg, Grazhdanskiy prosp., 14

References

  1. Laban P., Metternicht G., Davies J. Soil Biodiversity and Soil Organic Carbon: keeping dry land salive. Gland, Switzerland: IUCN, 2018. 24 p. URL: https://portals.iucn.org/library/sites/library/files/documents/2018–004-En.pdf (дата обращения: 22.09. 2023). doi: 10.2305/IUCN.CH.2018.03.en.
  2. Grazing exclusion reduced soil respiration but increased its temperature sensitivity in a Meadow Grassland on the Tibetan Plateau / J. Chen, X. Zhou, J. Wang, et al. // Ecology and Evolution. 2016. Vol. 6. No. 3. P. 629–870. doi: 10.1002/ece3.1867.
  3. Запасы углерода в типичной степи при различном управлении выпасом / Сарула, Х. Чэнь, С. Хоу, и др. // Почвоведение. 2014. № 11. С. 1365–1374. doi: 10.7868/S0032180X14110100.
  4. Wade C., Sonnier G., Boughton E. H. Does Grazing Affect Soil Carbon in Subtropical Humid Seminatural Grasslands? // Rangeland Ecology & Management. 2022. Vol. 80. P. 10–17. doi: 10.1016/j.rama.2021.09.004.
  5. Effects of grazing on ecosystem structure and function of alpine grasslands in Qinghai–Tibetan Plateau: a synthesis / X. K. Lu, C. Kelsey, Y. Yan, et al. // Ecosphere. 2017. Vol. 8 (1). Article 1656. URL: https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ecs2.1656 (дата обращения: 22.09.2023). doi: 10.1002/ecs2.1656.
  6. Grazing intensity significantly affects belowground carbon and nitrogen cycling in grassland ecosystems: a meta-analysis / G. Zhou, X. Zhou, Y. He, et al. // Glob. Chang. Biol. 2017. Vol. 23. P. 1167–1179. doi: 10.1111/gcb.13431.
  7. Smitha Critical review of the impacts of grazing intensity on soil organic carbon storage and other soil quality indicators in extensively managed grasslands / M. Abdulla, A. Hastingsa, D. R. Chadwickb, et al. // Agriculture, Ecosystems and Environment. 2018. Vol. 253. P. 62–81. doi: 10.1016/j.agee.2017.10.023.
  8. Gebregerges T., Tessema Z. K., Birhane E. Effect of exclosure ages on woody plant structure, diversity and regeneration potential in the western Tigray region of Ethiopia // Journal of Forest Research. 2017. Vol. 29 (3). P. 697–707. doi: 10.1007/s11676-017-0512-6.
  9. Carbon sequestration and soil restoration potential of grazing lands under exclosure management in a semi-arid environment of northern Ethiopia / T. Gebregergs, Z. K. Tessema, N. Solomon, et al. // EcolEvol. 2019. Vol. 9. P. 6468–6479. doi: 10.1002/ece3.5223.
  10. Lavallee J. M., Soong J. L., Cotrufo M. F. Conceptualizing soil organic matter into particulate and mineral-associated forms to address global change in the 21st century // Glob. Change Biol. 2020. Vol. 26. P. 261–273. doi: 10.1111/gcb.14859.
  11. Бойцова Л. В., Непримерова С. В., Зинчук Е. Г. Влияние различных систем удобрений на секвестрацию органического углерода в дерново-глеевой почве // Проблемы агрохимии и экологии. 2019. № 4. С. 15–20.
  12. Islam Md. R., Singh B., Dijkstra F. A. Stabilisation of soil organic matter: interactions between clay and microbes // Biogeochemistry. 2022. Vol. 160. P. 145–158. doi: 10.1007/s10533-022-00956-2.
  13. Прямая эмиссия закиси азота из лугопастбищных почв Северо-западного Федерального округа Российской Федерации / Е. Я. Рижия, Н. П. Бучкина, Е. А. Соломатова, Балашов Е. В. // Агрофизика. 2013. № 1. С. 1–7.
  14. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1979. 419 с.
  15. Тюрин И. В. Органическое вещество почв и его роль в почвообразовании и плодородии. Учение о почвенном гумусе. М.: ЁЁ Медиа, 2012. С. 290.
  16. Бойцова Л. В., Непримерова С. В., Зинчук Е. Г. Влияние минералогического состава почв на стабилизацию в них органического углерода // Агрофизика. 2019. № 4. С. 1–8. doi: 10.25695/AGRPH.2019.04.01.
  17. Christensen B. T. Physical fractionation of soil and organic matter in primary particle size and density separates // Advances in Soil Science. 1992. Vol. 20 (1). 90 p.
  18. Растворова О. Г. Физика почв (Практическое руководство). Л.: Из-во Ленингр. ун-та, 1983. 196 с.
  19. Бойцова Л. В., Пухальский Я. В. Динамика содержания органического вещества, его лабильной и инертной частей в дерново-подзолистой супесчаной почве разной степени окультуренности // Агрофизика. 2013 № 3. C. 14–22.
  20. Бойцова Л. В. Органическое вещество и его легкая фракция в профиле дерново-подзолистой супесчаной почвы // Агрофизика. 2015. № 3. C. 1–8.
  21. The effect of organic carbon content on soil compression characteristics / K. N. Suravi, K. Attenborough, S. Taherzadeh, et al. // Soil & Tillage Research. 2021. Vol. 209. 104975. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167198721000453?via%3Dihub (дата обращения: 10.10.2023). doi: 10.1016/j.still.2021.104975.
  22. Preferential transport in macropores is reduced by soil organic carbon / M. Larsbo, J. Koestel, T. Kätterer, et al. // Vadose Zone Journal. 2016. Vol. 15. P. 1–17. URL: https://acsess.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.2136/vzj2016.03.0021 (дата обращения: 10.10.2023). doi: 10.2136/vzj2016.03.0021.
  23. Dick R. Lecture on soil bacteria in soil Microbiology, personal collection of R. Dick // The Ohio state University School of Environment and Natural Resources. Columbus. 2009. Vol. 59. P. 15–20. doi: 10.1080/17429145.2011.597002.
  24. Агроэкологическая оценка минералогического состава почв / В. И. Савич, С. Л. Белопухов, М. Е. Котенко, и др. // Вестник Российского Университета Дружбы Народов. Серия: Агрономия и животноводств. 2016. № 3. С. 30–39. doi: 10.22363/2312-797X-2016-3-30-39.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig.1

Download (53KB)
Indexing metadata
3. Fig.2

Download (63KB)
Indexing metadata
4. Fig.3

Download (49KB)
Indexing metadata
5. Fig.4

Download (2MB)
Indexing metadata
6. Fig.4b

Download (2MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».