PROBLEMS OF DECARBONIZATION OF PLANT PRODUCTION SECTOR AT THE PRESENT STAGE
DOI 10.12737/2073-0462-2025-1-41-46 УДК 546.244-31:330.15:631.58
Keywords:
climate change, greenhouse gases, carbon dioxide, methane, nitrous oxide, greenhouse gas sequestration, emissions, soil.Abstract
The growth of greenhouse gas content in the atmosphere, which affects global warming on Earth, is one of the main challenges of the 21st century. To a large extent, this is associated with anthropogenic activity (the use of fossil fuels in transport, energy production, industrial and agricultural production, etc.). The purpose of the research is a retrospective analysis of planetary warming caused by human activity to identify problems associated with the decarbonization of the plant production sector. The research methodology is based on the study and analysis of publications by domestic and foreign authors on carbon topics using general scientific methods. It is incorrect to consider anthropogenic activity as the main culprit of global warming on the planet. Decarbonization of economic sectors by reducing emissions of CO2, methane, and nitrogen oxide into the atmosphere is a priority in the development and use of technologies in various areas of material production, including agriculture. At the same time, the transition of crop production to low-carbon models faces many difficulties that require philosophical, methodological and methodical analysis. Soils and agrophytocenoses play an important role in regulating the content of greenhouse gas in the troposphere. One of the key problems is the lack of a unified methodology for assessing the volumes of greenhouse gas deposition and emission in agriculture, which complicates an objective assessment of the results obtained, as well as a regulatory framework for their emission and deposition by different types of soil for a wide range of agricultural crops under various cultivation technologies. An inventory of sources and a quantitative assessment of greenhouse gas flows in crop production and agriculture will allow developing strategies for reducing their carbon neutrality that are adequate to the level of management in order to curb the pace of global climate change.
References
1. Broecker W. S. Climatic change; are we on the brink of a pronounced global warming. // Science. 1975. Vol. 189. No. 4201. P. 460–463.
2. Битва за климат: карбоновое земледелие как ставка России: экспертный доклад / А. Ю. Иванов, Н. Д. Дурманов, М. П. Орлов и др. / под ред. А. Ю. Иванова, Н. Д. Дурманова. М.: Изд. дом Высшей школы экономики, 2021. 120 с.
3. Башмаков И. А. Стратегия низкоуглеродного развития российской экономики // Вопросы экономики. 2020. № 7. С. 51–74.
4. Перспективы декарбонизации мировой экономики в контексте реализации Парижского климатического соглашения ООН / Г. В. Сафонов, М. Л. Козельцев, А. В. Стеценко и др. // Вестник международных организаций: образование, наука, новая экономика. 2022. Т. 17. № 4. С.38–61.doi:10.17323/1996-7845-2022-04-02.
5. Maslin M. Global Warming: A Very Short Introduction. Oxford University Press; 3 edition (December 1, 2014). 200 р.
6. Глаголев М. В., Сабреков А. Ф. Ответ А. В. Смагину: II. Углеродный баланс России // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. 2014. Т. 5. № 2. С. 50–70.
7. Снакин В. В. Глобальные изменения климата: прогнозы и реальность // Жизнь Земли. 2019. Т. 41. № 2. С. 148–164.
8. Королев И. С. «Глобальное потепление» и энергетический переход (внешнеэкономический аспект) // Анализ и прогноз. Журнал ИМЭМО РАН. 2022. № 2. С. 13–22.
9. Вклад углекислого газа и воды в парниковый эффект / Н. В. Сырчина, Г. Я. Кантор, В. Н. Пугач и др. // Теоретическая и прикладная экология. 2021. № 4. С. 218–223.
10. Greenhouse gas emissions intensity of global croplands / K. M. Carlson, J. S. Gerber, N.D. Mueller, et al. // Nature Climate Change. 2017. Vol. 7. P. 63–68.
11. The emissions of CO2 and other volatiles from the world's subaerial volcanoes / T. P. Fischer, S. Arellano, S. Carn, et al. // Scientific reports. 2019. Vol. 9. No. 1. URL: https://www.nature.com/articles/s41598-019-54682-1 (дата обращения: 18.01.2025). doi: 10.1038/s41598-019-54682-1.
12. Гудзенко В. Т., Вареничев А. А., Громова М. П. Мировая экономика и газогидраты // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018. № 10. С. 43–57.
13. Carbon, nitrogen and Greenhouse gases budgets over a four years crop rotation in northern France / B. Loubet, P. Laville, S. Lehuger, et al. // Plant Soil. 2011. Vol. 343. P. 109–137.
14. Agriculture, Forestry and Other Land Uses (AFOLU) / G. J. Nabuurs, R. Mrabet, A. A. Hatab, et al. // Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, UK and New York, NY, USA: Cambridge University Press, 2023. P. 747–860.
15. Кудеяров В. Н. Дыхание почв и биогенный сток углекислого газа на территории России // Почвоведение. 2018. № 6. С. 643–658.
16. Ивлев А.А. Фотосинтез и оценки баланса углерода в глобальном цикле углерода // Геология нефти и газа. 2020. № 3. С. 71–77. doi: 10.31087/0016-7894-2020-3-71-77.
17. Idso C. D., Idso K. E. Forecasting world food supplies: the impact of rising atmospheric CO2 concentration // Technology 7 (suppl). 2000. P. 33–56.
18. Ковда В. А. Основы учения о почвах. В 2 кн.: Общая теория почвообразовательного процесса. М.: Наука, 1973. Кн. 1. 448 с. Кн. 2. 468 с.
19. Ковда В. А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985. 264 с.
20. Strawn D. G., Bohn H. L., O'Connor G. A. Soil Chemistry. Fourth Edition. John Wiley & Sons, Ltd, 2015. 397 p.
21. Семенов В. М., Лебедева Т. Н. Проблема углерода в устойчивом земледелии: агрохимические аспекты // Агрохимия. 2015. № 11. С. 3–12.
22. Особенности оценки углеродного следа в сельском хозяйстве: сравнительный анализ методических подходов / Б. А. Красноярова, А. Е. Назаренко, Т. Г. Плуталова и др. // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естеств. науки. 2024. № 1. С. 76–88. doi: 10.18522/1026-2237-2024-1-76-88.
23. Методические указания по количественному определению объема парниковых газов. Распоряжение Минприроды России от 30.06.2017 № 20-р. URL: https://eipc.center/pdf/analitic/raspr_minprir_ros_30_06_2017_n_20.pdf (дата обращения: 18.01.2025).
24. Распоряжение Правительства РФ от 29 октября 2021 г. № 3052-р «Об утверждении стратегии социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года». URL: https://legalacts.ru/doc/rasporjazhenie-pravitelstva-rf-ot-29102021-n-3052-r-ob-utverzhdenii/ (дата обращения: 18.01.2025).
25. Хисматуллин М. М., Хисматуллин М. М., Сафиоллин Ф. Н. Практические приемы частичной замены минеральных удобрений листовой подкормкой многолетних трав на серых лесных почвах Среднего Поволжья // Кормопроизводство. 2019. № 7. С. 12–18.
26. Хисматуллин М. М. Агроэнергетическая и экономическая эффективность поверхностного улучшения пойменных лугов // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2010. Т. 5. № 1 (15). С. 120–122.
27. Техника и технология поверхностного улучшения пойменных лугов Республики Татарстан / Ф. Н. Сафиоллин, А. Р. Валиев, С.Р. Сулейманов и др. // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2022. Т. 17. № 4 (68). С. 50–55. doi: 10.12737/2073-0462-2023-50-55.
28. Сычев В. Г., Хисматуллин М. М., Хисматуллин М. М. Роль мелиорации в повышении эффективности сельскохозяйственного производства и плодородия почв: экономико-правовые аспекты // Плодородие. 2023. № 1 (130). С. 57–63. doi: 10.25680/S19948603.2023.130.14.
29. Антистрессовые и фитогормонные препараты в технологии возделывания ярового рапса на серых лесных почвах Республики Татарстан / Д. Г. Гатауллин Ф. Н. Сафиоллин, Г. С. Миннуллин и др. // Агрохимический вестник. 2021. № 2. С. 45–49. doi: 10.24412/1029-2551-2021-2-009.
30. К вопросу развития и экономической эффективности мелиоративной отрасли Республики Татарстан / А.Р. Валиев, Н.М. Асадуллин, Л.В. Михайлова и др. // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2023. Т. 18. № 2 (70). С. 199–205. doi: 10.12737/2073-0462-2023-199-205
31. Шарков И. Н. Концепция воспроизводства гумуса в почвах // Агрохимия. 2011. № 12. С. 21–27.
32. Дедов А. А., Несмеянова М. А., Дедов А. В. Влияние приемов биологизации земледелия и способов обработки почвы на содержание органического вещества в черноземе типичном и продуктивность севооборотов // Агрохимия. 2017. № 9. С. 25–32.
33. Шарков И. Н., Антипина П. В. Некоторые аспекты углерод-секвестирующей способности пахотных почв // Почвы и окружающая среда. 2022. Т. 5. № 2. е175. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/nekotorye-aspekty-uglerod-sekvestriruyuschey-sposobnosti-pahotnyh-pochv/viewer (дата обращения: 18.01.2025). doi: 10.31251/pos.v5i2.175.
34. Демин Е. А., Миллер С. С., Ахтямова А. А. Влияние минеральных удобрений и температуры почвы на эмиссию углекислого газа в посевах яровой пшеницы в условиях лесостепной зоны Зауралья // Земледелие. 2024. № 1. С. 17–22. doi: 10.24412/0044-3913-2024-1-17-22.
35. Демин Е. А., Миллер С. С. Влияние различных способов обработки и температуры почвы на эмиссию углекислого газа в посевах яровой пшеницы в условиях лесостепной зоны Зауралья // Земледелие. 2024. № 4. С. 13–18. doi: 10.24412/0044-3913-2024-4-13-18.
36. Мирсаяпов Р. Р., Низаметдинов З. М., Асылбаев И. Г. Оценка эмиссии и секвестрация углерода сельскохозяйственными культурами // Достижения науки и техники АПК. 2024. Т. 38. № 12. С. 35–40. doi: 10.53859/02352451_2024_38_12_35.
1. Broecker WS. Climatic change; are we on the brink of a pronounced global warming. Science. 1975; Vol.189. No.4201. 460-463 p.
2. Ivanov AYu, Durmanov ND, Orlov MP. [Battle for the climate: carbon farming as a stake for Russia: expert report]. Moscow: Izd. dom Vysshey shkoly ekonomiki. 2021; 120 p.
3. Bashmakov IA.[Strategy of low-carbon development of the Russian economy]. Voprosy ekonomiki.2020;7.51-74 p.
4. Safonov GV, Kozeltsev ML, Stetsenko AV. [Prospects of the world economy decarbonization in the context of implementation of the UN Paris Climate Agreement]. Vestnik mezhdunarodnykh organizatsiy: obrazovanie, nauka, novaya ekonomika. 2022; Vol.17. 4. 38-61 p. doi: 10.17323/1996-7845-2022-04-02.
5. Maslin M. Global warming: a very short introduction. Oxford University Press; 3 edition (December 1, 2014).200 p.
6. Glagolev MV, Sabrekov AF. [A reply to A.V. Smagin: II. Carbon balance of Russia]. Dinamika okruzhayushchey sredy i globalnye izmeneniya klimata. 2014; Vol.5. 2. 50-70 p.
7. Snakin VV. [Global climate change: forecasts and reality]. Zhizn Zemli. 2019; Vol.41. 2. 148-164 p.
8. Korolev IS. ["Global warming" and energy transition (external economic aspect). Analysis and forecast]. Zhurnal IMEMO RAN. 2022; 2. 13-22 p.
9. Syrchina NV, Kantor GYa, Pugach VN. [Contribution of carbon dioxide and water to the greenhouse effect]. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya. 2021; 4. 218-223 p.
10. Carlson KM, Gerber JS, Mueller ND. Greenhouse gas emissions intensity of global croplands. Nature Climate Change. 2017; Vol.7. 63-68 p.
11. Fischer TP, Arellano S, Carn S. The emissions of CO2 and other volatiles from the world's subaerial volcanoes. [Internet]. Scientific reports. 2019; Vol.9. No.1. [cited 2025, January 18]. Available from: https://www.nature.com/articles/s41598-019-54682-1. doi: 10.1038/s41598-019-54682-1.
12. Gudzenko VT, Varenichev AA, Gromova MP. [Global economy and gas hydrates]. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten. 2018; 10. 43-57 p.
13. Loubet B, Laville P, Lehuger S. Carbon, nitrogen and greenhouse gases budgets over a four years crop rotation in northern France. Plant Soil. 2011; Vol.343. 109-137 p.
14. Nabuurs GJ, Mrabet R, Hatab AA. Agriculture, forestry and other land uses (AFOLU). Climate Change 2022: Mitigation of climate change. Contribution of working group III to the sixth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. Cambridge, UK and New York, NY, USA: Cambridge University Press. 2023; 747-860 p.
15. Kudeyarov VN. [Soil respiration and biogenic sink of carbon dioxide in Russia].Pochvovedenie.2018;6.643-658 p.
16. Ivlev AA. [Photosynthesis and carbon balance estimates in the global carbon cycle]. Geologiya nefti i gaza. 2020; 3. 71-77 p. doi: 10.31087/0016-7894-2020-3-71-77.
17. Idso CD, Idso KE. Forecasting world food supplies: the impact of rising atmospheric CO2 concentration. Technology 7 (suppl). 2000; 33-56 p.
18. Kovda VA. Osnovy ucheniya o pochvakh. V 2 kn.: obshchaya teoriya pochvoobrazovatelnogo protsessa. [Fundamentals of soil science. in 2 books: general theory of soil-formation process]. Moscow: Nauka. 1973; Kn.1. 448 p. Kn. 2. 468 p.
19. Kovda VA. Biogeokhimiya pochvennogo pokrova. [Biogeochemistry of soil cover]. Moscow: Nauka. 1985; 264 p.
20. Strawn DG, Bohn HL, O'Connor GA. Soil chemistry. Fourth edition. John Wiley & Sons, Ltd. 2015; 397 p.
21. Semenov VM, Lebedeva TN. [The problem of carbon in sustainable agriculture: agrochemical aspects]. Agrokhimiya. 2015; 11. 3-12 p.
22. Krasnoyarova BA, Nazarenko AE, Plutalova TG. [Features of carbon footprint assessment in agriculture: a comparative analysis of methodological approaches]. Izvestiya vuzov. Severo-Kavkazskiy region. Estestv. nauki. 2024; 1. 76-88 p. doi: 10.18522/1026-2237-2024-1-76-88.
23. Methodological guidelines for the quantitative determination of greenhouse gases. [Internet]. Order of the Ministry of Natural Resources of Russia of June 30, 2017 No 20-r. [cited 2025, January 18]. Available from: https://eipc.center/pdf/analitic/raspr_minprir_ros_30_06_2017_n_20.pdf.
24. Order of the government of the Russian Federation of October 29, 2021 No. 3052-r "On approval of the strategy for the social and economic development of the Russian Federation with low greenhouse gas emissions until 2050". [Internet]. Legalacts. [cited 2025, January 18]. Available from: https://legalacts.ru/doc/rasporjazhenie-pravitelstva-rf-ot-29102021-n-3052-r-ob-utverzhdenii/.
25. Khismatullin MM, Khismatullin MM, Safiollin FN. [Practical methods for partial replacement of mineral fertilizers with foliar feeding of perennial grasses on gray forest soils of the Middle Volga region]. Kormoproizvodstvo. 2019; 7. 12-18 p.
26. Khismatullin MM. [Agroenergetic and economic efficiency of surface improvement of floodplain meadows]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2010; Vol.5. 1 (15). 120-122 p.
27. Safiollin FN, Valiev AR, Suleymanov SR. [Technique and technology of surface improvement of floodplain meadows of the Republic of Tatarstan]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2022; Vol.17. 4 (68). 50-55 p. doi: 10.12737/2073-0462-2023-50-55.
28. Sychev VG, Khismatullin MM, Khismatullin MM. [The role of land reclamation in increasing the efficiency of agricultural production and soil fertility: economic and legal aspects]. Plodorodie. 2023; 1 (130). 57-63 p. doi: 10.25680/S19948603.2023.130.14.
29. Gataullin DG, Safiollin FN, Minnullin GS. [Anti-stress and phytohormonal preparations in the technology of spring rape cultivation on gray forest soils of the Republic of Tatarstan]. Agrokhimicheskiy vestnik. 2021; 2. 45-49 p. doi: 10.24412/1029-2551-2021-2-009.
30. Valiev AR, Asadullin NM, Mikhaylova LV. [On the development and economic efficiency of land reclamation industry of the Republic of Tatarstan]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2023; Vol.18. 2 (70). 199-205 p. doi: 10.12737/2073-0462-2023-199-205
31. Sharkov IN. [The concept of humus reproduction in soils]. Agrokhimiya. 2011; 12. 21-27 p.
32. Dedov AA, Nesmeyanova MA, Dedov AV. [The influence of biologization techniques of agriculture and soil cultivation methods on the content of organic matter in typical chernozem and the productivity of crop rotations]. Agrokhimiya. 2017; 9. 25-32 p.
33. Sharkov IN, Antipina PV. Some aspects of the carbon sequestering capacity of arable soils. [Internet]. Soils and environment. 2022; Vol.5. 2. e175 p. [cited 2025, January 18]. Available from: https://cyberleninka.ru/article/n/nekotorye-aspekty-uglerod-sekvestriruyuschey-sposobnosti-pahotnyh-pochv/viewer. doi: 10.31251/pos.v5i2.175.
34. Demin EA, Miller SS, Akhtyamova AA. [Influence of mineral fertilizers and soil temperature on carbon dioxide emission in spring wheat crops in the forest-steppe zone of the Urals]. Zemledelie. 2024; 1. 17-22 p. doi: 10.24412/0044-3913-2024-1-17-22.
35. Demin EA, Miller SS. [Effect of various tillage methods and soil temperature on carbon dioxide emission in spring wheat crops in the forest-steppe zone of the Urals]. Zemledelie. 2024; 4. 13-18 p. doi: 10.24412/0044-3913-2024-4-13-18.
36. Mirsayapov RR, Nizametdinov ZM, Asylbaev IG. [Emission assessment and carbon sequestration by agricultural crops]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2024; Vol.38. 12. 35-40 p. doi: 10.53859/02352451_2024_38_12_35.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
Categories
License
Copyright (c) 2026 Vestnik of Kazan state agrarian university
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Метаданные научных статей, включая название, аннотацию, сведения об авторах, список литературы, идентификаторы и иные элементы библиографического описания для дальнейшего неограниченного использования, передаются в редакцию с правом их неограниченного использования на условиях открытой лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
