№ 7 (2025)

Рассмотрели возможность применения концепции «Индустрия 4.0» к ведению сельского хозяйства в целом и применению удобрений в частности в системах точного земледелия. Показаны возможности интеграции информационных и коммуникационных технологий с сельскохозяйственным производством, когда умные сетевые системы, объединяющие различные типы данных из нескольких источников, обещают увеличить производительность и эффективность. Даны примеры увеличения эффективности использования удобрений, прежде всего азотных, с использованием электронных двойников агрономических и агрохимических технологий для снижения их экологических последствий. Отмечено, что внедрение технологий «Индустрии 4.0» повышает эффективность точного земледелия как сочетания лучших практик устойчивого земледелия (ЛПУЗ). Показаны оценки жизненного цикла азотных и фосфорных удобрений с учетом риска эвтрофирования природных вод. Это позволяет добиваться экономической и экологической оптимизации сельского хозяйства.

В 10-вариантном полевом опыте продолжительностью 13 опыто-лет, заложенном на кислой дерново-подзолистой почве, изучили влияние частиц отсева доломита размером <0.25 (0.25–1, 1–3 и 3–5 мм), внесенных в количестве, соответствующем полной дозе гидролитической кислотности (1 Н_г) в чистом виде и сочетании (по 2, 3 и 6 Н_г) их между собой на динамику величины рН_KCl. Установлено, что влияние известкования тонкими фракциями доломита размером 0.25–1, 1–3 мм известняковой (ИМ) и доломитовой (ДМ) мукой на почвенную кислотность прослеживается не менее 9 опыто-лет. С увеличением дозы применения доломитовых частиц в различном сочетании между собой продолжительность действия известкования возрастала и продолжалась на протяжении всего периода опыта. Чем больше была доза применения, тем показатель рН_KCl почвы больше. Спустя 13 опыто-лет после мелиорации и завершения эксперимента оценено влияние известкования на структурное состояние почвы. Показано, что влияние известкования на количество агрономически ценных (АЦА) и водопрочных (ВА) агрегатов в почве сохранялось через 13 опыто-лет. Выявлена связь между содержанием водопрочных агрегатов в почве и дозой применения доломитовых частиц.

В полевом опыте оценили влияние бинарных сидеральных смесей с участием сои на содержание гумуса, подвижного фосфора и обменного калия в пахотном и подпахотном горизонтах чернозема типичного тяжелосуглинистого. Показано, что использование для сидерации смешанных агросообществ может быть одним из резервов воспроизводства потенциального и эффективного плодородия черноземов в ЦЧЗ, а также улучшения качества этих почв. Наиболее существенное позитивное влияние на агрохимические свойства как пахотного, так и подпахотного горизонтов, а также на увеличение урожайности зерновых культур оказал агроценотический эффект в бинарных смесях сои с кукурузой, подсолнечником и с гречихой сорта Деметра. Показано, что урожайность зерновых культур во многом лимитировалась содержанием в почвах подвижного фосфора, количество которого возрастало под влиянием агроценотического эффекта в сидеральных агросообществах. Достоверные связи между урожайностью зерновых культур и содержанием гумуса в пахотном горизонте свидетельствовали о дефиците азота. Недостоверные корреляционные зависимости между урожайностью зерновых культур и содержанием обменного калия в обоих горизонтах указывали на менее выраженный дефицит этого элемента по сравнению с подвижным фосфором и азотом.

Максимальный эффект использования вегетативной биомассы достигали наиболее устойчиво при ее запахивании на фоне применения минеральных удобрений N60Р40К60. Под влиянием растительных остатков суммарная урожайность зерновых культур возрастала на 6%. Содержание калия в зерне злаков оставалось в вариантах практически без изменений (зачастую в пределах 0.4–0.6%), но значительно варьировало в вегетативной биомассе (соответственно 1.5–2.0%). Для оценки состояния функционирующей калийной системы предложено использовать отношение калия, усвоенного из растительных остатков, к его величине, поглощенной из почвенных ресурсов, или калийный вегетативно-почвенный коэффициент (КВПК), варьирующий в конкретных пределах, характерных для данной экологической ситуации.

Сопоставили вынос питательных элементов морковью столовой с их количеством в составе внесенных удобрений и рассчитали хозяйственный баланс этих веществ при разных системах удобрения моркови. Исследование проводили в 2015–2017 гг. в Раменском р-не Московской обл. (центральная пойма р. Москвы). Почва участка – аллювиальная луговая, среднесуглинистая. Испытанная культура – морковь сорта Лосиноостровская 13, системы удобрения – минеральная, органическая, органоминеральная. Посев осуществляли в 3-й декаде мая, в гребни высотой 15 см, нормой высева 900 тыс. шт./га, однострочно. В период вегетации проводили 2 междурядные обработки культиватором и 3–4 ручные прополки. Учет урожая осуществляли в 3-й декаде сентября, с разделением продукции на стандартную и нестандартную фракции. В схему опыта были включены варианты: контроль (без применения удобрений) – потенциальное плодородие пашни, N45P30K90 – ½ рекомендованной дозы, N45P30K90 – ½ рекомендованной дозы + корневая подкормка в фазе начала образования корнеплодов (пучковой спелости) по результатам анализа черешка листа (в среднем N20K10), N45P30K90 – ½ рекомендованной дозы + корневая подкормка в фазе начала образования корнеплодов (пучковой спелости) по результатам анализа почвы (в среднем N10K40), N90P60K180 – полная рекомендованная доза, биокомпост 3 т/га, N90P60K180 полная рекомендованная доза + биокомпост 3 т/га. В среднем за 3 года морковь сорта Лосиноостровская 13 на фоне потенциального плодородия почвы сформировала урожай стандартной продукции 46.1 т/га. Эффективность систем удобрения была следующей: половина расчетной дозы ½ NPK дала 7.0 т/га дополнительной продукции, ½ NPK + подкормки – 9.8, NPK (полная расчетная доза) – 6.2, биокомпост – 8.7, NPK + биокомпост – 12.0 т/га. Доза удобрений, равная половине расчетной, была достаточно эффективной для получения дополнительного урожая стандартных корнеплодов на данном типе почвы, и дальнейшее увеличение дозы удобрений в основное внесение могло оказаться нерезультативным. Увеличение урожая стандартных корнеплодов получено главным образом за счет увеличения массы корнеплодов и частично – за счет увеличения числа растений со стандартным корнеплодом. В среднем в опыте потребление основных питательных веществ на формирование единицы стандартного урожая составило: азота – 15.9, фосфора – 9.8, калия – 30.0, кальция – 11.8, магния – 4.3 кг/10 т. С возрастанием доз внесенных удобрений потребление питательных веществ на единицу урожая увеличивалось. Полная минеральная система (вариант NPK) и органоминеральная (вариант NPK + биокомпост) полностью покрывали вынос азота, фосфора и калия стандартным урожаем, определяя их положительный баланс, при этом органоминеральная полностью покрывала также вынос кальция и в значительной степени – магния. При других вариациях минеральных систем удобрения выявлен отрицательный баланс всех указанных питательных веществ. Кроме того, при этом складывался отрицательный баланс кальция и магния, что важно учитывать при длительном использовании почвы. При применении органической системы, при положительном балансе азота, фосфора и кальция, баланс калия был отрицательным. Расчет коэффициентов использования питательных веществ из минеральных и органических удобрений разностным методом показал, что с увеличением дозы внесенного элемента коэффициент использования его, как правило, уменьшался. В целом вариации были таковыми: КИУ N – 18–37, КИУ Р₂О₅ – 12–29, КИУ K₂О – 33–69, КИУ CaO – 17–30, КИУ MgO – 33–56%.

Показали динамику применения инсектицидов в Российской Федерации с 2013 г. Отражены данные об инсектицидной нагрузке и химическом строении действующих веществ. Приведены данные о классах опасности на основе оценки токсичности инсектицидов различных химических групп для человека и пчел, в т.ч. полученные в экспериментальных условиях.

Определили резервуары углерода, выявили количественный вклад почвенных карбонатов и углерода микробной биомассы в эмиссию СО₂ из почв. Объектами исследования были черноземы дисперсно-карбонатные (Haplic Chernozems Hypocalcic) и каштановые почвы (Haplic Kastanazems) Западного Забайкалья. Данные оценки резервуаров углерода, а также вклад карбонатов и углерода микробной биомассы в трансформационном потоке эмиссии углекислоты будут использованы для расчета баланса углерода наземных экосистем и моделирования его отклика на климатические и антропогенные изменения окружающей среды. Сравнили запасы общего углерода в черноземах и каштановых почвах. Выявлено, что внутри пулов углерода существуют разные соотношения органических и неорганических форм. В каштановых почвах углерод в большей степени аккумулирован в форме карбонатов (61–67%), в черноземах доминирует органическая составляющая (52–78%). Определен вклад карбонатов в эмиссию С-СО₂, показатель значителен и составляет в черноземах 1–3 и в каштановых почвах 3% от С_карб, что следует учитывать при балансовых расчетах. Вклад С_общ в эмиссию углекислоты значителен и составил в целинных почвах 1.1–2.5, в агрогенных – 0.8–3.1%. Участие углерода биомассы микроорганизмов в общем запасе органического углерода было незначительным и составляло для черноземов 1.4–2.5% и каштановых почв 1.8–3.3% от С_орг. Выявлено, что микробное дыхание почв убывало в ряду: чернозем дисперсно-карбонатный → каштановая почва.

Посвящается памяти известного ученого-агрохимика, ведущего специалиста по питанию и биохимии растений профессора Александра Григорьевича Шестакова (1899–1959). Показано становление выдающегося ученого как исследователя, педагога и руководителя. Представлен вклад А.Г. Шестакова в развитие основ агрохимической науки, разработку агроприемов, направленных на повышение урожайности и качества сельскохозяйственных культур.