Агрохимия

Изучили влияние азотных и калийных удобрений на годичную и сезонную динамику подвижных и водорастворимых форм калия в почве и урожайность деревьев вишни. Эксперимент проводили в 2018–2022 гг. Опытный участок расположен в лесостепной зоне Среднерусской возвышенности (Орловская обл.) на агросерых среднесуглинистых почвах. Мочевину и сульфат калия в дозах от N30K40 до N120K160 вносили ежегодно рано весной. Образцы почвы отбирали с глубины 0–20, 20–40 и 40–60 см с мая по сентябрь. Содержание подвижных и водорастворимых форм калия в слое 0–60 см неудобренной почвы было стабильным в течение 5-ти лет. Ежегодное внесение удобрений приводило к существенному накоплению разных форм калия в верхнем слое 0–20 см почвы и сезонным изменениям содержания элемента. При достижении содержания подвижного калия >200 мг/кг происходила его вертикальная миграция по профилю почвы. Погодные условия конкретного периода вегетации, потребности растений и дозы удобрений определяли сезонную динамику калийных соединений. Удобрения не оказали достоверного влияния на суммарную урожайность деревьев. Таким образом, естественных запасов подвижного калия в агросерой почве в количестве 100–200 мг/кг было достаточно для удовлетворения потребностей деревьев вишни в первые годы плодоношения.

В 2020–2023 гг. в полевом опыте изучили влияние некорневой подкормки в фазе кущения органоминеральным удобрением Амино Старт и карбамидно-аммиачным КАС-28, в фазе колошения – регулятором роста Альфастим на урожайность, показатели качества зерна и восприимчивость к болезням сортов ячменя Новичок, Памяти Родиной, Родник Прикамья. Величина гидротермического коэффициента (ГТК) в период всходы–полная спелость менялась по годам: 2020 г. – 1.60, 2021 г. – 1.30, 2022 г. – 2.10, 2023 г. – 2.00. Установлена высокая отзывчивость сортов Родник Прикамья и Новичок на применение удобрений. Применение КАС-28 обеспечивало преимущественно достоверные к контролю (при Р ≥ 0.95) прибавки урожая. В этом варианте отмечена наименьшая в опыте вариабельность урожайности, что повышает перспективность его использования в разных климатических условиях. Обработка посевов препаратами Амино Старт и Альфастим увеличивала урожайность у обоих сортов как в условиях недостатка влаги (2021 г.), так и ее избытка (2023 г.). При избыточном увлажнении (2022 и 2023 гг.) препараты Амино Старт и Альфастим способствовали увеличению содержания крахмала и жира в зерне сорта Новичок. В относительно благоприятных условиях вегетации 2020 г. у сортов Новичок и Родник Прикамья во всех вариантах повышалось содержание крахмала, у сорта Памяти Родиной – жира. Агрохимикаты не оказывали значимого влияния на содержание сырого протеина в зерне. При невысоком уровне развития гельминтоспориозной инфекции агрохимикаты снижали степень поражения растений сетчатой пятнистостью и корневыми гнилями.

Изучили влияние безотвальных способов обработки почвы на активность ферментов полифенолоксидазы (ПФО) и пероксидазы (ПО). Оценили действие педоэкологических условий на уровень полифенолоксидазной и пероксидазной активности агрочернозема и выявили их вклад в формирование подвижных гумусовых веществ. Активность ферментов исследовали фотоколориметрическим методом по Галстяну. Существенных закономерностей динамики полифенолоксидазной активности агрочернозема не обнаружено. В первые 2–3 года наблюдений проявлялась тенденция к усилению активности ПФО при использовании безотвальной обработки почвы. В условиях отвальной обработки динамика активности ПФО определялась уровнем увлажнения и каталазной активностью агрочернозема. При применении безотвальных технологий выявлена зависимость активности ПФО от направленности трансформаций подвижного органического вещества почвы (ПОВ). Дисперсии активности почвенной ПО были сопряжены с изменчивостью активности ПФО. За период исследования пероксидазная активность была более высокой при безотвальной обработке почвы. Специфика условий, складывавшихся при плоскорезном рыхлении, определила роль пероксидазной активности не только как катализатора, стимулирующего минерализационные процессы, но и как фактора, способствующего трансформации новообразованных гумусовых веществ до более сложных компонентов гумуса. Динамику пероксидазной активности в почве всех вариантов определял ритм превращений водорастворимых органических соединений. Применение культиваторов-плоскорезов усиливало долю влияния каталазы и органических соединений, экстрагируемых децинормальной щелочной вытяжкой (С_0.1NaOH).

На основе результатов высокопроизводительного секвенирования ДНК по технологии ILLUMINA проведена оценка таксономического состава и экологического профиля грибных сообществ листьев картофеля (Solanum tuberosum L.) здоровых растений и подвергнутых искусственному заражению фитопатогенными грибами Phytophthora infestans (фитофторозом) и Colletotrichum coccoides (антракнозом). Обработка картофеля соединениями с антифунгальной активностью – нейтральными компонентами экстракта древесной зелени ели Э1, кислыми компонентами экстракта древесной зелени сосны Э2, синтетическими меротерпеноидами 1,2-дигидрокси-3-изоборнил-5-метилбензолом Ф1 и С-терпениланилинами А1 – отразилась на формировании ассоциированной с листом микобиоты и клубневой продуктивности растений различным образом. Различия в таксономическом составе грибных сообществ были обнаружены как между сообществами, характерными для растений, выращенных на разных инфекционных фонах, так и подвергнутых обработке различными препаратами. Значительному увеличению по сравнению с контролем (48 филотипов) количества выявленных в листьях грибных таксонов способствовали А1 (95 филотипов) и Ф1 (86 филотипов), примененные на фоне развития фитофтороза, и А1 (89 филотипов) – на фоне развития антракноза. Среди выявленных в ходе исследования таксонов были грибы, относящиеся к таким экологически значимым категориям (гильдиям), как сапротрофы, симбиотрофы, патотрофы и формы со множественными функциями в различных сочетаниях. При сопоставлении данных метагеномного анализа микобиоты листьев картофеля с его клубневой продуктивностью обнаружена положительная связь между показателями таксономического богатства микобиоты и массы клубней с растения. В составе микобиоты в вариантах с более высокой по сравнению с контролем (98 г) продуктивностью клубней (обработка Ф1 (168 г) и А1 (130 г) на фоне фитофтороза и Э2 (134 г) на фоне антракноза) возросла представленность грибов, относимых к гильдиям сапротроф-симбиотроф, сапротроф, патотроф- сапротроф-симбиотроф и патотроф-сапротроф. Увеличение таксономического разнообразия и изменение экологического профиля грибных сообществ могут быть обусловлены мембранотропным действием некоторых терпеновых компонентов, облегчающим проникновение обитателей филлопланы в растительные ткани. Сделано заключение, что обработка картофеля исследованными соединениями приводит к изменению таксономического состава и экологического профиля микобиоты филлопланы, что отражается на клубневой продуктивности картофеля.

В ходе исследования выявили, что загрязнение почв свинцом, нефтью и бензином оказывало значительное воздействие на экологические функции изучаемых почв. Загрязнение почвы свинцом, нефтяными углеводородами даже в относительно небольших дозах приводило к нарушению структуры почвенного покрова, вызывало практически полную депрессию функциональной активности растений и почвенных организмов. Чувствительным индикатором нарушения физических, биохимических и микробиологических параметров в почве были показатели фитотоксичности. Оценили фитотоксичность почв разных климатических зон при загрязнении свинцом (Pb), нефтью и бензином. Исследовали 11 типов почв 3-х климатических зон: настоящих степей, полупустынь и леса. После 30-ти сут от начала эксперимента был проведен посев редиса для анализа фитотоксичности почвы. Индекс фитотоксичности почв (ИПФт) был снижен в наибольшей степени в полупустынных почвах при загрязнении бензином и Pb, в лесных почвах – при загрязнении нефтью. Результаты исследования возможно использовать при оценке фитотоксичности почв настоящих степей, полупустынь и лесов.