№ 6 (2023)

На основе результатов многолетнего полевого опыта дана агрономическая и экономическая оценка эффектов от применения средств химизации под яровую пшеницу с целью выяснения привлекательности для земледельцев перехода к выращиванию культуры по интенсивной технологии. Для анализа были взяты актуальные на сегодня для сибирского региона цены на средства химизации и зерно яровой пшеницы. Показано, что под влиянием комплекса средств химизации (удобрений, гербицидов, фунгицида) среднегодовая урожайность пшеницы в 4-польном зернопаровом севообороте увеличилась в 1.8 раза, достигнув 3.8 т зерна/га. Рост урожайности на 13% был обусловлен применением гербицидов, 18% – фунгицидов и на 69% – минеральных удобрений при окупаемости 1 кг д.в. 12.4 кг зерна. При расчете в среднем за год средства химизации обеспечивали получение дохода уже при минимальной (из принятых для анализа) цене зерна 10000 руб./т. Доход резко увеличивался в ряду вариантов полевого опыта: гербициды, гербициды + удобрения, гербициды + удобрения + фунгицид. Однако при оценке ежегодных эффектов доход от средств химизации в этом ряду был получен соответственно только в 42, 75 и 92% лет. Вероятность убытков значительно уменьшалась при увеличении цены зерна. Но даже при ценах 13000 и 16000 руб./т применение всего комплекса средств химизации было убыточным в 8% лет из-за сильной засушливости вегетационного периода. При текущих ценах на удобрения и пестициды минимально достаточной ценой зерна можно считать 13000 руб./т, что однако не исключает получение убытков в сильно засушливые годы.

Исследование проведено в Воронежском ФАНЦ “Каменная Степь” в 2020–2022 гг. Дана оценка состояния структуры микробного ценоза в луговых почвах с применением различных химических мелиорантов. Варианты мелиорации включали внесение гипса и дефеката в дозе 5 т/га и сочетание их половинных доз. Численность эколого-трофических групп микроорганизмов определяли методом посева на твердые питательные среды. Учет организмов, усваивающих органические формы азота – посевом на мясопептонный агар (МПА), учет организмов, ассимилирующих минеральные формы азота – посевом на крахмально-аммонийной среде (КАА), учет организмов, минерализующих гумус – посевом на нитратном агаре, учет грибов – на среде Чапека, учет количества азотобактера – на почвенных пластинках, учет нитрификаторов – на голодном агаре, учет организмов, разлагающих клетчатку – на среде Виноградского. В результате химической мелиорации луговых почв с применением в качестве мелиорантов гипса и дефеката были установлены закономерности изменения активности почвенных микроорганизмов. Удалось выявить довольно четкую зависимость увеличения численности микроорганизмов, утилизирующих органические формы азота, от применения мелиорантов в луговой почве ложбинообразного понижения. Минерализационные процессы органического вещества были максимально выражены в лугово-черноземной почве на равнинном повышении при применении в качестве мелиоранта гипса в дозе 5 т/га, на содержание же нитрификаторов большее влияние в этой почве оказало применение гипса и дефеката в дозе 2.5 + 2.5 т/га. В черноземно-луговой почве ложбинообразного понижения применение дефеката в дозе 5 т/га привело к увеличению содержания актиномицетов. В черноземно-луговой почве равнинного понижения применение всех мелиорантов оказало влияние на увеличение численности минерализаторов гумуса, грибов, а также нитрификаторов по сравнению с контролем. Какую-либо существенную закономерность, связанную с применением мелиорантов на данных почвах, на содержание колоний азотобактера выявить не удалось. В разных по степени грунтового увлажнения почвах применение мелиорантов оказало неоднозначное влияние на численность целлюлозолитиков: увеличение гидроморфизма почвы в сочетании с применением дефеката в дозе 5 т/га привело к максимальному увеличению клетчатковых микроорганизмов в черноземно-луговой почве ложбинообразного понижения.

Представлены результаты вегетационного опыта по установлению совместного влияния биопрепарата Ризоторфин и N-удобрения (дозы N_0.05, N_0.10, N_0.15, N_0.20, N_0.25) на формирование вегетативной массы и урожайность зерна гороха посевного при возделывании на слабо- и среднеокультуренной дерново-подзолистой почве. С повышением дозы N-удобрения с N_0.05 до N_0.25 наблюдали увеличение урожайности зеленой массы гороха на 3.4–22.2 г/сосуд (на слабоокультуренной) и на 10.3‒35.5 г/сосуд (на среднеокультуренной почве). Прибавка урожая зерна от использования Ризоторфина в среднем в опыте составила 1.31 г/сосуд на слабо- и 1.66 г/сосуд на средне окультуренной почве. Внесение N-удобрения в условиях среднеокультуренной почвы повышало отзывчивость посевного гороха на инокуляцию до 1.70–1.87 г/сосуд. При использовании Ризоторфина и внесении N‑удобрения увеличивалось накопление N в зерне гороха в соответствии со степенью окультуренности почвы на 0.22 и 0.18%. При использовании Ризоторфина происходило накопление N в корнях, что положительно сказалось на сохранении их активности и функционирования на более поздних этапах развития, поступлении и накоплении N в формирующемся зерне. Биопрепарат Ризоторфин влиял на накопление и распределение потребленного N между основной и побочной продукцией растений гороха. Благодаря этому, в фазе бутонизации–начало цветения К_хоз увеличился до 0.83‒0.88, и в зерне гороха было дополнительно аккумулировано 38.0–65.5 мг N/сосуд. С увеличением дозы N-удобрения свыше 0.05 г/кг на слабо- и 0.20 г/кг на среднеокультуренной почве процесс формирования симбиотического аппарата на корневой системе гороха полностью подавлялся.

Представлены экспериментальные данные по накоплению и потерям органического углерода в дерново-подзолистой почве за 6 ротаций длительного стационарного опыта. Установлено, что за вегетационный период в процессе фотосинтеза растения ячменя ярового связывали в органические соединения 2.84–3.25 т С/га из атмосферы (10.3–11.6 т СО₂/га) за вегетационный период, клевера лугового второго года пользования – 4.23–5.19 т С/га (15.1–18.6 т СО₂/га) в зависимости от вариантов опыта. За ротацию 8-польного севооборота возделываемые культуры секвестрировали из атмосферы 82.28–99.31 т СО₂/га или 22.4–27.1 т С/га в зависимости от системы удобрения почвы. Длительное использование пашни без удобрений привело к уменьшению содержания углерода в почве на 13.5% относительно исходного уровня. Максимальным содержанием и запасами органического углерода характеризовалась почва стационарного опыта при насыщенности пашни навозом в дозе 20 т/га и эквивалентным количеством NPK. Содержание углерода за 6 ротаций севооборота увеличилось в слое 0–20 см на 15% от исходного, запасы углерода в этом слое возросли на 5 т/га, в слое 0–100 см – на 32.0 т/га. Средняя величина углеродпротекторной емкости исследованной почвы варьировала от 29 до 31 г С/кг в слое 0–20 см почвы и не зависела от примененных систем удобрения. Количество и качественный состав биомассы, поступающей в почву при ее различном удобрении, оказали существенное влияние на накопление органического углерода.

Оценены возможности оптической эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ОЭС-ИСП) (в режиме радиального наблюдения плазмы) гуминовых препаратов (ГП), предложенная методика позволяет количественно определить до 24-х элементов (As, Al, B, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, Si, Sr, Ti, V и Zn). Перечень этих элементов позволит давать оценку использованию ГП для питания почвы, а также поможет избегать опасности, если содержание в них токсичных примесей будет выходить за рамки их предельно допустимых концентраций. В отсутствие стандартных образцов с аттестованным содержанием определяемых элементов правильность анализа для макрокомпонентного состава подтверждена сравнением результатов гравиметрического определения зольности исследованных объектов с расчетными данными, полученными при обработке результатов ОЭС-ИСП анализа. Систематические ошибки при определении микропримесей были минимизированы при использовании метода добавок стандартных растворов (от матричных влияний), а также с 6-тью параллельными измерениями образцов, приготовленных независимо друг от друга. Правильность методики также оценивали с помощью модельных растворов, близких к возможному микропримесному минеральному составу ГП и t-критерия Стьюдента. Проведено сравнение результатов, полученных для выделенной фракции гуминовых кислот, с литературными данными.

В обзоре рассмотрено применение агрогеохимических технологий, направленных на восстановление агрогеохимических циклов в сельскохозяйственных экосистемах, прежде всего в микробном звене, регулирующем потоки CO₂. Показаны факторы управления этим микробным звеном при внесении как минеральных, так и органических удобрений. Рассмотрены процессы минерализации органических веществ почвы и методы регулирования сопряженной углерод- и азотминерализующей способности почв. Рассмотрены изменения продуктивности сельскохозяйственных экосистем в условиях повышения концентрации углекислого газа в атмосфере и в почвенном воздухе. Показаны различные агротехнологические приемы, в том числе применение нулевой обработки почвы, органических удобрений различной природы, а также различных мелиорантов, в том числе фосфогипса. На основании многочисленных данных сделан вывод о том, что агроэкосистемы в большинстве случаев являются чистым источником СО₂, а секвестрация происходит только при переводе сельскохозяйственных угодий в залежь. Оценены методы, направленные на снижение потоков СО₂ при использовании удобрений в цикле “производство–внесение”. Показано, что существующая практика внедрения сельскохозяйственных низкоуглеродных технологий (agricultural low carbon technologies – ALCT) пока не может свидетельствовать об их применимости для обеспечения как продовольственной, так и экологической безопасности.

Изучили влияние свинца на аминокислотный состав однолетних кормовых трав. Установлено, что в ответ на загрязнение почв в растениях увеличилось содержание азота и аминокислот в составе белков. Значимые изменения в содержании азота и большинства аминокислот в бобовом растении происходили при содержании подвижного свинца от 2.2 до 10.0 мг/кг. Загрязнение вызвало рост относительного содержания пролина и аспарагиновой кислоты и снижение доли глутаминовой кислоты в белках гороха. В биомассе овса увеличилась относительное содержание аспарагиновой и глутаминовой кислот, доля пролина снизилась. Начиная с концентрации свинца в почве 5.5 мг/кг, в белках бобового растения произошло уменьшение доли незаменимых аминокислот.