№ 12 (2024)

В овощном севообороте при разных системах удобрения овощных культур определили динамику содержания минеральных элементов питания растений, оценили эффективное плодородие почвы в сравнении с потенциальным в условиях опыта, выявили наиболее эффективную систему удобрения не только для получения наивысших урожаев, но и для сохранения, воспроизводства потенциального плодородия аллювиальной луговой почвы. Исследование проведено в 2015–2019 гг. в Раменском р-не Московской обл. на аллювиальной луговой среднесуглинистой почве центральной поймы р. Москвы. Изучена сезонная динамика содержания 3-х элементов минерального питания растений (нитратного азота, подвижных фосфора и калия) в севообороте морковь – свекла столовая – капуста поздняя за 2015–2019 гг. при применении 3-х основных систем удобрения овощных культур (минеральной, органической, органо-минеральной). Установлено, что максимум содержания нитратного азота (в среднем в севообороте 47.4 мг/кг) и подвижного калия (в среднем 156 мг/кг) приходился на 3-ю декаду июня. Содержание подвижного фосфора в почве было высоким (>200 мг/кг) во все сроки учета. Определена тесная корреляционная связь урожайности корнеплодов и капусты со средним за вегетацию содержанием нитратного азота в почве (r = 0.735–0.934), подвижных фосфора (r = 0.539–0.972) и калия (r = 0.532–0.976). Эффективное плодородие почвы участка под 3-мя культурами за севооборот имело следующие характеристики: при применении минеральной системы удобрения содержание нитратного азота было равно 21.3, органической – 10.1, органо-минеральной – 22.1 мг/кг, содержание подвижного фосфора при применении минеральной системы – 40.4, органической – 34.1, органо-минеральной – 47.9 мг/ кг, содержание подвижного калия – 44.4, 20.6, 50.8 мг/кг соответственно. Установлено, что под посевами моркови и свеклы столовой потенциальное плодородие почвы за севооборот воспроизводилось при применении минеральной (рекомендованная доза NPK) и органо-минеральной систем удобрения этих культур, причем урожайность моркови (67–69 т/ га) и свеклы (67–68 т/га) при этих системах была высокой: больше, чем ожидаемая расчетная 60 т/га. Под капустой поздней истощения почвы также не происходило при применении рекомендованной минеральной и органо-минеральной систем удобрения, урожайность 78 и 81 т/га была близкой к ожидаемой расчетной урожайности 80 т/га. При этом преимущество имела органо-минеральная система: за севооборот она сохраняла в почве на 13% больше нитратного азота, на 8% больше подвижного фосфора и на 40% больше подвижного калия, чем минеральная. Полуторная и двойная дозы минеральных удобрений под капусту позднюю привели к существенному увеличению ее урожайности (85–90 т/га), но при этом значительная часть азота (в среднем за сезон 33–41 мг/ кг) в почве безвозвратно терялась.

В многолетнем полевом опыте на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве выявлена существенная отдача от применения цинковых, медных, магниевых удобрений, микробного препарата Бисолбифит совместно с фосфорными удобрениями в связи с известкованием в посевах озимой пшеницы. Отмечено благоприятное воздействие изученных приемов на качество зерна, окупаемость удобрений, потребление и коэффициент использования фосфора растениями. На сильнокислой неизвесткованной почве с высоким содержанием мобильного алюминия (около 130 мг/кг), вызванного систематическим внесением физиологически кислых калия хлористого и селитры аммиачной, фосфорные удобрения (в среднем за все годы исследования с 2017 по 2023 гг.) обеспечивали прирост урожайности озимой пшеницы на 69% на произвесткованной дозой 11.5 т извести/га среднекислой почве в 2.2 раза, на слабокислой (19.0 т извести/га) – в 2.7 раза, совместно с применением микроэлементов и Бисолбифита – в 2.4 и 2.9 раза от среднего уровня фона азотно-калийных удобрений (2.38 т/га). При этом увеличились окупаемость фосфорных удобрений зерном озимой пшеницы на слабокислой почве от внесения микроудобрений и бисолбифита в 2.7 раза (до 15.7 кг/кг), содержание белка в зерне – на 1.3%, вынос фосфора – в 3.8 раза (до 70.7 кг/га), использование растениями озимой пшеницы фосфора – в 2.7 раза.

Исследовали биохимические процессы, опосредующие положительное влияние бактерий на растения, испытывающие гербицидный стресс. Для этого оценили действие штамма бактерий Pseudomonas protegens DA1.2, низкомолекулярной (<5 кДа) и высокомолекулярной (>5 кДа) фракций его культуральной жидкости (КЖ) на активность ацетолактатсинтазы (АЛС) и антиоксидантный статус рапса (Brassica napus L.) сорта Купол, выращенного при искусственном освещении в загрязненной метсульфурон-метилом почве. Штамм P. protegens DA1.2 и его метаболиты способствовали увеличению массы побегов рапса на 21–68%, уменьшали ингибирование фермента АЛС на 11–24% и смягчали проявления окислительного стресса. Защитный эффект обработок убывал в ряду: КЖ с живыми клетками бактерий–низкомолекулярная фракция КЖ–высокомолекулярная фракция КЖ. Рост активности супероксиддисмутазы на 51–94% и глутатионредуктазы на 17–20% в обработанных бактериями или их метаболитами растениях указывал на возможное участие этих антиоксидантных ферментов в уменьшении фитотоксичности почвенных остатков метсульфурон-метила для растений рапса.

С целью подтверждения теоретических расчетов валидности применения природных пиретринов совместно с компонентами растительных масел разработаны биологически активные композиции инсектицидов, выделенных из ромашки далматской (Pyrethrum cinerariaefolium) и веществ-синергистов, полученных из кунжутного, канангового и анисового масел. Установлено, что инсектицидные композиции проявили свою эффективность в отношении модельных насекомых-вредителей (тепличной белокрылки –Trialeurodes vaporariorum). Показано, что разработанные композиции могут быть использованы в качестве перспективной основы при создании новых средств защиты сельскохозяйственных растений от насекомых-вредителей.

В Байкальском регионе сплошная криолитозона занимает ≈15, переходная прерывистая с островами таликов – 30, переходная островная – 45, талики со сплошным ареалом – 10%. Обращает на себя внимание доминирование переходной полосы, которая отличается неустойчивым термодинамическим равновесием. Высокотемпературная многолетняя мерзлота легко деградирует при техноконверсии внешних условий теплообмена: удалении напочвенных покровов (органогенного слоя и снежного покрова), сведении леса, распашках, пожарах и др. Эти обстоятельства повышают природные опасности и риски в регионе. В этой связи территория Забайкалья представляет большой интерес, находясь в зоне многолетней мерзлоты и вблизи ее южной границы, с одной стороны, и с повышенными темпами потепления в последние десятилетия, с другой. Континентальность и суровость климата в Бурятии выражены гораздо резче, чем в соседних одноширотных регионах России. Южная граница криолитозоны растянута практически по всей территории республики, в пределах которой выделяется целый спектр ландшафтов – от автоморфных лесных экосистем до широко распространенных в связи с высокой долей озер и болот гидроморфных ландшафтов, формирующихся при активном влиянии многолетнемерзлых пород, а также и сухостепных. Для реализации Киотского протокола по стабилизации концентраций парниковых газов (ПГ) в атмосфере требуется количественная оценка пространственно-временных изменений наземных поглотителей углерода. Выявление районов с высоким потенциалом и стратегий управления секвестрацией атмосферной углекислоты экосистемами является важной задачей и существует большая неопределенность в отношении фактических оценок резервуаров углерода и того, как на них может повлиять изменение климата. В складывающихся условиях изучение закономерностей функционирования почвенного и растительного резервуара углерода в Забайкалье считаем своевременным и актуальным.

Изучили влияние метаболизирующих абсцизовую кислоту (АБК) бактериальных штаммов родов Pseudomonas и Arthrobacter на содержание гормона в побегах и корнях растений пшеницы, а также в песчаном субстрате при плотной посадке. Обнаружена способность бактерий уже через 10 сут после инокуляции, хотя и в разной степени, снижать содержание АБК в среде выращивания и в растениях. При этом для большинства изученных штаммов было характерным снижение в побегах и реже наблюдали уменьшение количества АБК в корнях. Обнаруженное одновременное существенное снижение гормона в побегах и в песчаном субстрате, проявившееся при воздействии штаммов P. plecoglossicida 2.4-D, P. frederiksbergensis IB Ta10m, P. veronii IB K11-1, сопровождалось максимальным увеличением массы растений пшеницы по сравнению с неинокулированными растениями. Изученные бактерии в разной степени стимулировали накопление массы побега и корня, а также площади листьев, что, вероятно, могло быть связано с их различной способностью синтезировать другие гормоны, например ИУК, и/или воздействовать на гормональную систему самого растения. Обсуждается перспективность использования бактерий АБК-деструкторов для разработки сельскохозяйственных биопрепаратов, способных смягчать негативные последствия загущенного посева и повышать устойчивость к другим абиотическим факторам.

В лабораторном опыте изучили влияние нефтяного загрязнения на краткосрочную динамику активности уреазы, фосфатазы, каталазы, пероксидазы и полифенолоксидазы черноземовидной почвы юга Дальнего Востока. Установлено, что при загрязнении почвы нефтью и нефтепродуктами активность уреазы снизилась на 20–44% в конце инкубации, активность пероксидазы повысилась на 39–49% в середине и конце инкубации, активность полифенолоксидазы возросла в 1.6–2.0 раза в середине инкубации. Активность фосфатазы и каталазы была стабильной при разных уровнях загрязнения на протяжении всего эксперимента. Исследуя влияние срока инкубации, установили, что максимальной активность уреазы была на 10-е сут, фосфатазы – на 20-е, пероксидазы – на 20- и 30-е, полифенолоксидазы – на 30-е сут опыта. Активность каталазы была стабильной на протяжении всех сроков инкубации. Показано, что в случае загрязнения черноземовидной почвы нефтью и дизельным топливом в дозах до 5000 мг/кг на ранних этапах ингибирование ферментативной активности не происходило.

Представлены результаты исследований в длительных полевых опытах по изучению эффективности фосфорных удобрений. Все эксперименты были заложены по классической схеме и включали в себя помимо контрольного варианта (без удобрений) азотно-калийный фон, на котором изучали эффективность фосфорных удобрений. При этом в каждом опыте учитывали региональную специфику: известкование – на опытной станции Всероссийского НИИ агрохимии (Россия), эффективность фосфорных удобрений при возрастающих дозах азота N100–300 – на Ротамстедской опытной станции (Великобритания), сочетание фосфорных удобрений с навозом на Китайской национальной базе мониторинга плодородия почв. В длительных опытах представлена динамика изменения содержания подвижного фосфора, а также отдельных фракций с учетом складывающегося баланса Р₂О₅. Показано, что перераспределение фосфора между различными фракциями почв носит обратимый характер, а направленность процессов зависит от складывающегося баланса Р₂О₅. Фосфор, накопленный в более прочно удерживаемых формах, впоследствии может высвобождаться и поглощаться выращиваемыми сельскохозяйственными культурами. Во всех полевых опытах наблюдали увеличение разрыва в урожайности между вариантами NK и NK + P с течением времени. С одной стороны, это обусловлено значительным уменьшением содержания фосфора в фоновом варианте NK (в кислых почвах – еще и увеличением подвижности Al), в котором вынос фосфора значительно превосходит контроль (без удобрений), с другой – существенным повышением содержания Р₂О₅ в почве при положительном балансе. В длительном эксперименте на опытной станции ВНИИ агрохимии разностный коэффициент использования фосфора из удобрений составил 25–27, Ротамстедской станции – 25–41, Китайской национальной базе мониторинга плодородия почв – 45%. Обращает на себя внимание высокая окупаемость фосфорных удобрений в опытах на Ротамстедской опытной станции (Великобритания) – 22–39 кг зерна/кг Р₂О₅ (при возделывании озимой пшеницы в севообороте). Главным приемом повышения окупаемости в этом случае было применение высоких доз азота – до 200 кг N/га. Исследования показали, что существенными приемами повышения эффективности фосфорных удобрений является известкование кислых почв до слабокислой реакции, использование цинковых микроудобрений, а также фосфатмобилизующих микроорганизмов.