№ 12 (2025)

В лабораторных опытах изучили размеры потерь азота в результате вымывания, а также динамики содержания в почве аммонийного и нитратного азота при внесении обычного и биомодифицированного карбамида (МФУ), карбамидо-формальдегидного удобрения (КФУ) и аммиачной селитры. Показано, что вымывание азота происходило только в нитратной форме из состава аммиачной селитры, при этом потери составили 38.7% от внесенного количества. Накопление нитрата в почве вследствие биологического окисления разных стандартной и новых форм карбамида происходило наиболее интенсивно на 7–21-е сут эксперимента. При внесении КФУ высвобождение аммонийного азота происходило крайне медленно, при этом весь образующийся аммоний подвергался незамедлительному окислению до нитрата, вследствие медленного гидролиза содержание минерального азота в почве на протяжении 1–7-й нед. наблюдения всегда было в 1.6–3.0 раза меньше по сравнению с другими удобрениями.

В мелкоделяночном полевом опыте изучено влияние предпосевной обработки семян 2-мя вариантами бентонитовой глины (нативной (природной) и ее кислотно-активированной форм) на урожайность зеленой массы и початков кукурузы. В качестве стандарта использовали монтмориллонит K-10. Эксперименты, проведенные на кукурузе сорта Краснодарский 201 AMB в 2024 г., показали сопоставимое, значительное увеличение урожая зеленой массы, включая початки, во всех вариантах обработки. Полученные результаты указывают на целесообразность использования бентонитовых глин для предпосевной обработки семян.

Провели молекулярное компьютерное моделирование возможности блокады азагетероциклическими структурами потенциальных мишеней, представляющих собой субклеточные структуры клеточных покровов грибов. Рассмотрена возможность использования эргостерола (основного структурного элемента клеточной мембраны грибов), 14α-деметилазы ланостерола (фермента надсемейства цитохромов P450, отвечающего за превращение ланостерина в 4,14-диметилэргостатриенол), эргостеролзависимой Na⁺/K⁺-ATФ-азы (мембранного фермента), а также сквален-монооксигеназы (фермента, катализирующего превращение сквалена в скваленэпоксидазу, являющуюся прекурсором ланостерина) в качестве клеточных мишеней. Показана хорошая корреляция между выбором субклеточных структур в качестве клеточных мишеней и результатами компьютерного моделирования, позволяющего произвести отбор возможных сайтов связывания мишени с потенциальными лигандами. Результаты компьютерного моделирования подтверждаются данными предварительного прогноза PASS, согласно которому биологическая активность целевых соединений предполагает наличие фунгицидного или антимикотического действия с вероятностью 72–93%. Строение целевых соединений подтверждено данными ИК-спектроскопии, спектроскопии ЯМР ¹H, ¹³C, 2D-спектроскопии ЯМР ¹H-¹H (NOESY), ¹H-¹³C (HMBC), масс-спектрометрии высокого разрешения и рентгеноструктурным анализом. Установлено, что целевые соединения в большинстве случаев проявили умеренную фунгицидную активность в отношении тест-культур плесневых грибов Mucor mucedo, сравнимую с активностью препаратов сравнения фитолавином и превикуром. Изучены физико-химические характеристики целевых соединений, хорошо отвечающие требованиям, предъявляемым к возможности их термовозгонки. Показано, что физико-химические свойства целевых соединений позволяют использовать их в дальнейшем в качестве фамигантов фунгицидного действия.

Проанализирован ретроспективный баланс углерода (БУ) в почвах под посевами зерновых культур РФ за период 1960–2023 гг. Оценку БУ установили при сопоставлении величин поступления в почву нового углерода (растительные остатки и другие источники C_орг) и гетеротрофного дыхания почвы (R_H). Величины R_H определяли по азотминерализующей способности почв за круглогодовой период времени. Показано, что в земледелии РФ в течение длительного времени под посевами зерновых складывался отрицательный баланс углерода. Если с 1960 по 1980 г. отмечали снижение дефицита C_орг в почве с –0.4 до –0.16 т C/га/год, то с начала 1990-х гг. по настоящее время дефицит удерживался на уровне –0.4…–0.6 т C/га/год. В течение исследованного периода в земледелии РФ проявилась тесная положительная связь между количеством углерода в растительных остатках (PO) зерновых и R_H почвы. Показано, что если бы в предшествующие десятилетия в почвы, кроме PO, поступала вся побочная продукция зерновых культур в качестве удобрения, то потери органического углерода почв практически свелись бы к нулю.

В последние годы повысился интерес к препаратам на основе бактерий рода Streptomyces, которые оказывают на растения не только фунгицидное, но и рострегулирующее действие. Пока еще мало изучен характер влияния подобных препаратов на фотосинтетическую активность листьев растений, особенно бобовых культур. В связи с этим в 2021–2024 гг. в полевых условиях изучали реакцию 3-х сортов гороха посевного (Pisum sativum L.) на предпосевную обработку семян 2-мя лабораторными образцами местных штаммов S. castelarensis A4 и S. antimycoticus 8A1-3 по уровню накопления листьями фотосинтетических пигментов, сравнивая их с действием химического протравителя Пионер, КС и биопрепарата Псевдобактерин-2 (действующий агент — Pseudomonas aureofaciens). Установлено, что условия года выращивания объясняли 41.8–67.1% варьирования содержания пигментов, генотипические особенности изученных сортов – 10.7–12.5%, обработка семян – от 1.1 до 2.5%. В среднем в опыте (4 года × 3 сорта) преобладало стимулирующее действие всех изученных препаратов на накопление пигментов в листьях гороха. Для Chl a эффективность препаратов снижалась в ряду Пионер (8.25%) – S. antimycoticus 8A1-3 (7.48%) – Псевдобактерин-2 (3.68%) – S. castelarensis A4 (2.83%). Для Chl b порядок препаратов был несколько другим: S. antimycoticus 8A1-3 (15.37%) – Псевдобактерин-2 (13.70%) – Пионер (11.27) – S. castelarensis A4 (8.45%). Стимулирующий эффект препаратов на содержание каротиноидов снижался в ряду Пионер (8.98%) – S. antimycoticus 8A1-3 (8.40%) – S. castelarensis A4 (3.48%) – Псевдобактерин-2 (1.57%). Лучше всего на обработку семян препаратами местных штаммов Streptomyces реагировали пигментные комплексы листьев гороха сорта E-483 (депрессивное действие отмечено только в 8.3% наблюдений), чуть хуже – сорта Фалёнский юбилейный, где депрессия отмечена в 20.8% наблюдений. Чаще всего препараты приводили к депрессии накопления пигментов в листьях сорта Фалёнский усатый (38% вариантов опыта), стимулирующий эффект проявился только в 19% наблюдений.

Ризосферные бактерии помогают растениям преодолеть стресс от засухи и переувлажнения почвы, и их используют в растениеводстве для увеличения урожая культур. Однако недостаточно изучено, может ли один штамм бактерий быть одинаково эффективным при засухе и переувлажнении почвы. Реакцию пшеницы (Triticum aestivum L.) на обработку 6–ю штаммами бактерий при переувлажнении оценили в лабораторном и полевом опытах (ОПХ Баймакское БНИИСХ УФИЦ РАН) и сравнили данные с опубликованными ранее результатами аналогичного эксперимента в засушливых условиях. Избыточный полив уменьшал высоту, массу растений и суммарное количество хлорофиллов, а применение бактерий полностью или частично нормализовало эти показатели. Наиболее успешной была обработка штаммом Pseudomonas mosselii 5(3), который ранее уступал штаммам P. protegens DA1.2 и P. chlororaphis IB-6 на фоне засухи. В чрезвычайно дождливый полевой сезон 2024 г. масса растений в фазе кущения и урожайность пшеницы возрастали как на делянках со штаммом 5(3) (до 24.6 и 20.7%), так и со штаммом DA1.2 (до 50.7 и 20.0%) за счет увеличения количества продуктивных стеблей и массы зерна в каждом колосе. Таким образом, при переувлажнении и засухе преимущество обеспечивали разные виды бактерий, однако динамичность погодных условий в поле могла сглаживать различия, наблюдавшиеся в контролируемых лабораторных условиях.

В мире существует более 20 методов определения содержания подвижного фосфора в почве. Одной из наиболее сложных методических задач является подбор для почвенных вытяжек такого раствора, который экстрагировал бы только доступные для растений фосфаты из почвы и не переводил в раствор мало- и недоступные соединения фосфора. Все используемые химические методы обычно включают экстракцию почв растворами с различным pH, определенным соотношением почва : раствор и разным временем взаимодействия. Только в Европе существует более десятка различных методов, используемых в качестве стандартных для определения подвижного фосфора в почвах. В Германии и Австрии при рутинных анализах почвы широко применяют лактатный метод (CAL), в США, Канаде и Чешской Республике для кислых и нейтральных почв используют метод Мелиха, в котором применяют многозлементный экстрагент (смесь 0.2 M CH₃COOH, 0.25M NH₄NO₃, 0.015 M NH₄F, 0.013 M HNO₃, 0.001 M ЭДТА), позволяющий одновременно экстрагировать Р, К, Са, Mg, Na, Cu, Zn, Mn и Fe. В европейских странах для карбонатных почв общепризнанным является метод Олсена, основанный на извлечении подвижных фосфатов почвы 0.5 M раствором NaHCO₃ pH 8.5. В России в качестве стандартизированных методов определения подвижного фосфора используют: для дерново-подзолистых и серых лесных почв — метод Кирсанова (0.2 M HCl, при соотношении почва : раствор = 1 : 5), некарбонатных черноземов — метод Чирикова (0.8 M CH₃COOH, 1 : 25), карбонатных почв — метод Мачигина (1% (NH₄)₂CO₃, 1 : 20). В некоторых странах, например в Бразилии, стали применять анионообменные мембраны. В целом доступность фосфора для растений в основном определяется 3-мя показателями: 1 — концентрацией P₂O₅ в почвенном растворе (фактор интенсивности), определяемой в слабосолевых вытяжках (метод Карпинского – Замятиной, Скофилда), 2 — количеством P₂O₅ в твердой фазе почвы, которое может быть легко доступно растениям (фактор «емкости»), методы Кирсанова, Чирикова, Мачигина, Олсена, Мелиха и др., 3 — способностью почвы поддерживать концентрацию P₂O₅ в почвенном растворе на достаточно высоком уровне длительное время (буферная емкость фосфора, РВС). Наиболее перспективными являются методы на основе использования анионитных мембран, в которых за счет сорбции фосфора из раствора анионитами, происходит дальнейшая десорбция и поступление P₂O₅ из почвы, что позволяет наиболее полно имитировать поглощение фосфора корневыми системами растений и добиться наиболее полной сходимости результатов методов с эффективностью фосфорных удобрений и урожайностью сельскохозяйственных культур. Это позволит рационально применять фосфорные удобрения ввиду ограниченности запасов фосфатного сырья.