№ 8 (2024)

Оценили баланс азота, используемый для формирования урожая сельскохозяйственных культур, и долю в нем биологического азота. Получены новые данные о вкладе биологического азота в агроэкосистемы России, которые показали, что в общем поступлении азота (≈3 млн т действующего вещества) доля биологического составляет 34.7%, что в 3 раза больше азота, поступившего с органическими удобрениями (11.6%). В составе биологического азота половина (50.1%) принадлежит азоту, фиксированному в посевах многолетних бобовых трав. Количество азота, фиксированного в посевах сои, составило 23.1, зернобобовых культур – 19.3%. За последние 15 лет количество симбиотического азота возросло с 544.3 до 1025.7 тыс. т или в 1.88 раза за счет увеличения посевных площадей бобовых культур и роста их урожайности. Поступление биологического азота зернобобовых увеличилось в 2.55 раза, сои – в 2.91 и многолетних бобовых трав – в 1.69 раза при снижении доли азота, фиксированного в посевах однолетних трав. Для формирования урожая сельскохозяйственными растениями потребляется 5.38 млн т азота, а вынос азота с отчуждаемой частью урожая достигает 3.24 млн т/год. В земледелии России в среднем за год поступает в почву азота ≈3 млн т вместе с минеральными, органическими удобрениями, а также в составе биологического азота. При расчете затрат азота на формирование всего урожая баланс азота формируется резко отрицательным (–2.44 т/га/год). При расчетах затрат азота на товарную часть среднегодовой баланс становится близким к оптимальному (–0.30 т/га/год).

Изучили почвенное разнообразие прибрежных понижений пульсирующих высокоминерализованных хлоридных озер Улдза-Торейского бессточного бассейна (на примере оз. Бабье) на территории юго-восточного Забайкалья. Установлено, что оно представлено 3-мя основными типами почв – солончаками квазиглеевыми, гумусово-квазиглеевыми засоленными и светлогумусовыми засоленными почвами. Исследованные почвы, особенно солончак квазиглеевый, характеризовались неблагоприятными физико-химическими и агрохимическими свойствами и высокой степенью засоленности большинства горизонтов с избыточным содержанием токсичных Na⁺ и Cl^–. В солончаке квазиглеевом выявлен очень высокий уровень концентрации N, Ca, Mg, S и ионов Na⁺ и Cl^– в верхнем солончаковом слое (0–5 см). В исследованных почвах установлено низкое содержание большинства важнейших элементов питания, в том числе доступных для растений форм азота и фосфора, а для гумусово-квазиглеевой засоленной и светлогумусовой засоленной почв – еще и биогенных микроэлементов. Поэтому они обладают, исходя из агрохимической оценки их продукционного потенциала, крайне незначительным уровнем как потенциального, так и эффективного плодородия. Учитывая экологическую уникальность и лечебную ценность озера и его приозерных экосистем, рекомендуется полное выведение данных почвенно-земельных ресурсов из сельскохозяйственного оборота. Их необходимо использовать в виде особо охраняемых природных компонентов ландшафта в составе воспроизводственных участков, заказников, заповедников, территорий лечебно-бальнеологических курортов и других внекурортных здравниц.

Необходимость интенсификации аграрного сектора для обеспечения продовольственной безопасности растущего населения планеты на фоне истощения природных источников фосфоритного сырья приводит к увеличению затрат сельхозпроизводителей на фосфорные удобрения (ФУ), что повышает актуальность проблемы оптимизации доз применения последних. На основе обобщения результатов многолетних полевых опытов сравнили экономическую и экологическую обоснованность разных подходов к расчету доз ФУ под зерновые культуры в Приобье. Исследование провели в 2006–2017 гг. в многолетних опытах СФНЦА РАН на черноземе выщелоченном среднесуглинистом среднегумусном в Центральной лесостепи Приобья (54°53ʹ13.5ʺ с. ш. и 82°59ʹ36.7ʺ в. д.). Расчеты выполнены по результатам наблюдений в 3-х севооборотах: 3-польном зернопаровом (пар–пшеница–пшеница), в 4-польном зернопаровом (пар–пшеница–пшеница–ячмень), в 4-польном зернопаровом (пар–пшеница–пшеница–пшеница). Длительность опытов равна соответственно 18, 23, 38 лет. Опыты проведены на фоне внесения азотных удобрений при полной схеме защиты растений от вредных организмов. Установлена высокая агрономическая эффективность внесения ФУ: прибавка урожайности зерна при применении Р15–Р30 в среднем составила 0.5–1.2 т/га. Вынос фосфора урожаем зерна (отчуждение его с поля) в контрольных вариантах составлял ≈20 кг Р₂О₅/га севооборотной площади, в вариантах с внесением удобрений достигал 30 кг/га. Вынос его надземной биомассой был в 1.6 раза больше и достигал 48 кг/га. Баланс фосфора в почве в вариантах опытов без внесения ФУ был дефицитным (–15– 27 кг/га), при внесении Р15 дефицит его составил –11 кг/га, при дозе Р30 сальдо баланса было положительным, т. е. поступление фосфора было избыточным. Свидетельством избыточности доз ФУ >Р30 для зерновых агроценозов в лесотепи Приобья считали 2 показателя: накопление в почве подвижного минерального фосфора и увеличение фракции ферментативно доступного фосфора, эти пулы могут стать источником потерь фосфора из агроценоза. Сделан вывод, что для чернозема выщелоченного Приобья расчет доз фосфорных удобрений на основе величины отчуждения фосфора урожаем зерна является более обоснованным с экономических и экологических позиций в сравнении с расчетом на основе величины выноса элемента всей надземной (зерно + солома) биомассой растений.

В Тверской обл. на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве изучили управление продуктивностью разных по срокам созревания сортов льна-долгунца (Зарянка и Дипломат) путем оптимизации их минерального питания. Для расчета дозы минерального питания использовали 3 способа: балансовый, модифицированный Каюмовым, балансовый на компенсацию выноса и по соотношению элементов в удобрении. Соответственно дозы составили N0P0K0 (контроль), N30P0K50, N30P22K80, N30P60K150. Установлено, что несмотря на различные погодные условия, применение удобрений с начальных фаз роста растений льна позволило растениям накапливать бóльшую биомассу: в засушливых условиях в среднем для сортов больше на 58%, в оптимальных условиях водообеспечения – на 45%. Поглощение элементов питания растениями льна-долгунца возрастало с увеличением дозы внесенных элементов. При равной дозе азота в удобрении его количество было больше как в корнях, так и стеблях льна, при увеличении доз фосфора и калия в удобрении. Содержание азота, фосфора и калия в корнях льна позднеспелого сорта Дипломат было больше, чем раннеспелого Зарянка. При оптимизации питания за счет внесения удобрений в дозах N30P22K80 и N30P60K150 доля стеблей в структуре растений льна увеличивалась и составляла у сорта Зарянка 45 и 46%, у сорта Дипломат – 44 и 49% соответственно дозам. Без удобрений доля стебля составила 38%, а доля корней и листьев была самая высокой – 22 и 42%. Продукционный процесс в этом случае был менее рациональный. Позднеспелый сорт Дипломат в среднем за 3 года при внесении всех доз удобрений имел урожайность льносоломы больше на 3.1–3.9 ц/га, чем раннеспелый сорт Зарянка. У раннеспелого сорта Зарянка более высокая доза удобрений N30P60K150 снижала показатели качества: номер длинного волокна и процентономер всего волокна, особенно в засушливый вегетационный период.

Изучили биологическую активность гуминовых веществ торфа в качестве ростостимулирующих препаратов для сельскохозяйственных культур овса и гороха. Установлено, что в состав гуминовых веществ входят различные функциональные группы (фенольные и алифатические гидроксилы, карбоксильные, хиноидные), которые определяют биологическое и ростостимулирующее действие. Показано, что примененные в эксперименте растворы гуминовых веществ оказывали благоприятное воздействие на семена даже в небольших концентрациях.

Увеличение засоренности полей вследствие распространения минимальных и нулевых технологий обработки почвы требует проведения защитных мероприятий с использованием химических пестицидов. В связи с ограничениями использования глифосата в ассортименте возникает вакантная ниша для новых гербицидов, способных оказывать общеистребительное действие. В полевых мелкоделяночных опытах, проведенных в течение сезонов 2022 и 2023 гг., в посевах подсолнечника сорта Енисей, сои сорта Марина и кукурузы гибридов ЕС Катамаран и РНИИСК 1 установлена высокая эффективность применения пеларгоновой кислоты (525 г/л) в качестве гербицида до появления всходов сельскохозяйственных культур. В среднем при внесении препарата 21 л/га снижение общей засоренности составило 87, 35 л/га – 93, 49 л/га – 96% соответственно. Все присутствовавшие в опыте виды сорных растений были высокочувствительными к обработке пеларгоновой кислотой (525 г/л). Через 15 сут после ее внесения в норме 49 л/га гибель щирицы запрокинутой и таких злаковых сорняков, как просо сорное, щетинник сизый и ежовник обыкновенный, была на уровне 94–98%, гибель всех остальных видов сорняков составила 100%. Снижение засоренности после применения пеларгоновой кислоты приводило к достоверному увеличению урожайности сельскохозяйственных культур по сравнению с необработанным контролем. Прибавки урожая сои достигали 17.7, кукурузы – 78.2, подсолнечника – 108%.

В условиях 5-летнего вегетационно-прецизионного опыта, заложенного на кислой дерново-подзолистой супесчаной почве, мелиорированной возрастающими (от 0.8 до 24 т/га) дозами конверсионного мела (КМ), изучено влияние известкования на величину почвенной кислотности (рН_KCl), содержание в почве подвижных соединений цинка и его транслокацию в растения, относящиеся к семействам капустных, бобовых и злаковых. Показано, что при увеличении дозы применения мелиоранта содержание доступного для растений цинка в почве снижалось, а его переход в ткани растений замедлялся. Выявлены количественные параметры накопления цинка растениями ярового рапса спустя 1 год, 4 и 5 лет после известкования. Установлена связь между содержанием цинка в зерне и соломе ярового ячменя. В интервале доз мелиоранта от 0 до 2.0, рассчитанных по гидролитической кислотности (Н_г), зерно ячменя накапливало цинк в достаточном количестве для нормального функционирования ячменя. Содержание цинка в тканях вики, позволяющее нормально развиваться растениям, менялось в вариантах известкования от 0.2 до 1.7 Н_г. Разработаны эмпирические модели, адекватно описывающие взаимосвязь: а – дозы применения мела и величины рН_KCl почвы, достигнутой в результате известкования, б – величины рН_KCl почвы и содержания цинка в почве и растениях, в – содержания цинка в почве и его транслокации в виды растений различных биологических семейств, г – концентрации цинка в зерне и соломе растений.

Исследовали протеазную активность черноземов мучнисто-карбонатных (Haplic Chernozem Hypocalcic) при различных типах землепользования – пашня, целина, залежь. Ареал исследования расположен в Тугнуйской котловине, Мухоршибирский р-н, Республика Бурятия. Активность фермента протеазы определяли методом аппликации с использованием фотопленки, которую закладывали в слой 0–20 см почвы. Наблюдения за протеазной активностью в первый год исследования показали, что максимум активности приходился на конец июля–начало августа. На пашне показатель был равен 35–39, на залежи – 34–36, на целине – 33–39%. На 2-й год исследования протеолитическая активность возрастала с начала вегетационного периода. Первый пик активности наблюдали во 2-й половине июля, что составило 44% на пашне, 43% – на залежи и 47% – на целине. Второй пик протеазной активности приходился на 2-ю половину августа и составил 30% на пашне, 35% – на залежи и 37% – на целине. В черноземах протеолитическая активность имела более высокие показатели на целине, ее интенсивность уменьшалась от пашни к залежи. Это свидетельствовало о средней протеолитической активности в черноземах мучнисто-карбонатных при различных типах землепользования. Очаговость и мозаичный характер были отмечены при гидролизе желатина в результате 10-суточной экспозиции во всех вариантах. Это свидетельствовало о неравномерном распределении ферментных систем в почвенной толще и наличии отдельных микрозон с различной активностью протеаз. Статистическая обработка данных показала, что активность протеаз зависела от гидротермических условий.

В полевых опытах на дерново-подзолистых почвах исследовали агроэкологическую эффективность длительного действия навоза крупного рогатого скота различной влажности. Показано, что применение полужидкого бесподстилочного и подстилочного навоза при оптимизации доз и сочетаний с минеральными удобрениями улучшало плодородие почв, повышало продуктивность сельскохозяйственных культур и севооборотов, обеспечивало экологическую безопасность агроценозов, снижало риски накопления нитратов и тяжелых металлов в почве и растениях. Ежегодное внесение в течение 15 лет полужидкого навоза в дерново-подзолистую тяжелосуглинистую почву в кормовом севообороте в варианте органо-минеральной системы удобрения с содержанием 240 кг N/га обеспечило их высокую эффективность – 9.8 т з. е./га, что было на 96% больше контроля. Полученный корм характеризовался высокой протеиновой питательностью, а по содержанию нитратов соответствовал нормам кормления сельскохозяйственных животных. Применение возрастающих доз полужидкого навоза повышало продуктивность кормового севооборота с 7.28 до 10.3 т з. е./га в вариантах с применением единичной (N120) до четырехкратной дозы (N580). Увеличение дозы навоза до N600 оказалось неэффективным. В зависимости от дозы навоза изменялось содержание нитратов в слоях почвенного профиля. Наиболее интенсивно (в 3.7 раза больше, чем в контроле) накапливались нитраты в слое 0–100 см почвы в варианте с максимальной дозой навоза (N600). При этом не отмечено превышения содержания нитратов в почве свыше ПДК (130 мг NO₃^-/кг). Установлена связь накопления нитратов от роста доз азота, внесенного с навозом, в почвенных слоях, особенно в верхних 0–100 и 100–200 см, при коэффициентах корреляции r = 0.73 и 0.60. При длительном применении подстилочного навоза на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве было эффективным его сочетание с минеральными удобрениями в дозе N180, где ежегодный сбор зерновых единиц в среднем за 37 лет составлял 3.1 т з. е./га, или превышал контроль на 38.5%. Растительная продукция при этом отличалась высоким качеством – в зерне содержалось до 14.2% белка, в клубнях картофеля – до 13% крахмала при допустимом уровне содержания нитратов. Содержание тяжелых металлов (Сd, Pb, Zn, Cu, Ni, Hg) и мышьяка, а также нитратов в почве зависело от интенсивности удобрения подстилочным навозом, но в целом соответствовало допустимым нормам.