Биомодификация как способ повышения эффективности минеральных удобрений и снижения углеродного следа при возделывании ярового ячменя и яровой пшеницы в условиях Центрального Нечерноземья

Исследования проводили с целью изучения эффективности биологизации минеральных удобрений ризосферными бактериями Bacillus subtilis Ч-13 при возделывании ярового ячменя и яровой пшеницы, с оценкой влияния биомодификации на снижение углеродного следа удобрений. Работу выполняли в 2022–2024 гг. на дерново-среднеподзолистой легкосуглинистой почве в вегетационном домике и полевых условиях. Схемы опытов включали варианты внесения аммофоса, азофоски и их биологизированных аналогов в трех дозах по азоту весной в почву. Контроль – почва без удобрений. Биологизация удобрений способствовала повышению урожайности зерна ячменя, в сравнении с немодифицированными аналогами, на 5…11 %, пшеницы – на 4…13 %. Внесение биомодифицированных удобрений в дозах по азоту 100 и 150 кг/га увеличивало содержание фосфора в зерне ячменя, по сравнению с использованием немодифицированных аналогов, на 0,04…0,11 %, калия – на 0,02…0,07 %, в соломе – соответственно на 0,05…0,10 % и 0,12…0,26 %. На формирование 1 т зерна ячменя сорта ТСХА 14 с учетом соответствующего количества соломы необходимо 18…26 кг азота, 9…12 кг фосфора и 15…21 кг калия. Применение биологизированных удобрений повышало коэффициенты использования из удобрений азота на 1…22 %, фосфора – на 1…3 %, калия – на 10…21 %, по сравнению с немодифицированными аналогами. Секвестрация углерода в зерне ячменя проходила наиболее активно при внесении биологизированного аммофоса. Достоверный эффект по дополнительному накоплению углерода в зерне (на 6…8 %) за 2 года наблюдали при дозе 200 мг N/кг почвы. В условиях полевых опытов при использовании биомодифицированных минеральных удобрений в дозе 50 кг/га азота углеродный след был ниже контроля. Суммарная эмиссия СО₂ + N₂O (в СО₂ экв.) составляла 277…382 кг/т (максимум отмечен в контроле).

1. Влияние биомодифицированных минеральных удобренийна продуктивность агробиоценоза / Н. В. Сухова, С. Ю. Ефремова, М. М. Визирская и др. // Самарский научный вестник. 2022. Т. 11. № 2. С. 124–129. doi: 10.55355/snv2022112118.

2. Changes in the metagenome of prokaryotic community as an indicator of fertility of arable soddy-podzolic soils upon fertilizer application / A. N. Naliukhin, V. V. Surov, O. V. Siluyanova, et al. // Eurasian Soil Science. 2018. Vol. 51. No. 3. P. 321–326. doi: 10.1134/S1064229318030092.

3. Oladele S. O., Adetunji A. T. Agro-residue biochar and N fertilizer addition mitigates CO2-C emission and stabilized or­ganic carbon pools in a rain-fed agricultural cropland // International Soil and Water Conservation Research. 2021. Vol. 9. No. 1. P. 76–86. doi: 10.1016/j.iswcr.2020.09.002.

4. Завалин А. А., Чернова Л. С., Гаврилова А. Ю. Изменение величины и качества урожая зерна ярового ячменя при внесении биомодифицированных минеральных удобрений // Плодородие. 2013. № 6 (75). С. 41–43.

5. Dynamic of the soil microbiota in short-term crop rotation / A. O. Zverev, O. N. Kurchak, O. V. Orlova, et al. // Life. 2023. Vol. 13. No. 2. Article 400. URL: https://www.mdpi.com/2075-1729/13/2/400 (дата обращения: 25.10.2024). doi: 10.3390/life13020400.

6. Эффективность комплексного применения микробиологических препаратов при возделывании сои / В. К. Че­ботарь, С. В. Рафальский, А. Г. Ариткин и др. // Достижения наук и и техники АПК. 2013. № 8. С. 23–25.

7. Сычев В. Г., Налиухин А. Н. Изменение климата и углеродная нейтральность: современные вызовы перед аграрной наукой // Плодородие. 2021. № 5 (122). С. 3–7. doi: 10.25680/S19948603.2021.122.01.

8. Кудеяров В. Н. Эмиссия закиси азота из почв в условиях применения удобрений (аналитический обзор) // По­чвоведение. 2020. № 10. С. 1192–1205. doi: 10.31857/S0032180X20100X.

9. Семенов В. М. Экологическая агрохимия азота и углерода (обзор) // Проблемы агрохимии и экологии. 2024. № 2. С. 57–68. doi: 10.26178/АЕ.2024.14.30.010.

10. Характеристика фиолетовозерных сортов яровой мягкой пшеницы в условиях Центрального района Не­черноземной зоны России / В. С. Рубец, И. Н. Ворончихина, В. Н. Игонин и др. // Международный сельскохозяйственный журнал. 2022. Т. 65. № 5 (389). С. 525–529.

11. Shcherbak I., Millar N., Robertson G. Global metaanalysis of the nonlinear response of soil nitrous oxide (N2O) emissions to fertilizer nitrogen // Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). 2014. Vol. 111. No. 25. P. 9199–9204. doi: 10.1073/pnas.1322434111.