Влияние биомодифицированных азотных удобрений на урожайность и динамику доступного азота в почве под посевами гречихи
Влияние биомодифицированных азотных удобрений на урожайность и динамику доступного азота в почве под посевами гречихи
Аннотация
В статье приводятся результаты работы, посвященные изучению динамики агрохимических показателей почвы, связанных с трансформацией азотных удобрений. Цель исследования – изучить трансформацию карбамида, обработанного микробным удобрением, содержащих культуру факультативно аэробных почвенных бактерий Bacillus subtilis в посевах гречихи двух сортов: Дикуль и Даша. Кроме того, в работе производится акцент на урожайность культуры в связи с применением биомодифицированных азотных удобрений. В условиях Московской области растянутость периода цветения выступает одним из негативных факторов, воздействующих на культуру гречихи. Применение азотных удобрений, обработанных культурой B. subtilis Ч-13, обуславливает растянутость периода вегетации.
1. Введение
Обеспечение продовольствием постоянно увеличивающееся население планеты без существенного увеличения сельскохозяйственного производства невозможно. За последнее время в научной литературе появилось достаточно большое количество утверждений, показывающих, что одним из лучших способов ускорения мирового сельскохозяйственного производства являются минеральные удобрения, особенно азотные. Несмотря на то, что азот (N) является важнейшим питательным веществом для сельскохозяйственных культур, его использование в качестве удобрения связано с большими рисками . Потери азотных удобрений увеличивают негативное воздействие на окружающую среду, способствуя выбросу парниковых газов в атмосферу, загрязнению подземных и эвтрофикации поверхностных вод . В глобальном масштабе за счет антропогенной деятельности примерно от 50% до 60% эмиссии закиси азота в атмосферу приходится на сельскохозяйственное производство, в котором главной составляющей является прямая эмиссия N2O из почв за счет внесения минеральных и органических удобрений .
Различные растительные молекулы, такие как аминокислоты, хлорофилл, нуклеиновые кислоты, АТФ и фитогормоны, содержащие азот в своём составе, необходимы для завершения биологических процессов, включающих метаболизм углерода и азота, фотосинтез и синтез белка . Азот, как доминирующий макроэлемент для роста растений, может в значительной степени влиять на время цветения . Кроме того, N играет ведущую роль в адаптации растений к дефициту макро- и микроэлементов . Кроме того, эффективность азотных удобрений зависит не только от содержания доступных форм азота в почве, но и от других агрохимических показателей, таких как реакция почвенной среды и степень обеспеченности подвижными формами фосфора и калия . Азотное удобрение и густота посадки оказывают существенное влияние на фотосинтетическую способность листьев и урожайность зерна гречихи обыкновенной Интенсивность поглощения и включения азота в продукционный процесс определяется совокупностью биогенных и абиогенных факторов превращения азота в почве, биологическими особенностями растений и происходящими в них физиологическим процессами . Учитывая центральное положение азота в биохимических и физиологических циклах растений, N-статус растений может влиять на устойчивость растений к различным абиотическим и биотическим стрессам .
Важными характеристиками почвы, которые определяют азотный режим и условия азотного питания растений, являются аммонифицирующая и нитрифицирующая способность, которая в достаточной степени зависит от почвенных и климатических условий . Растения поглощают две формы азота: аммонийный NH4+ и нитратный NO3-. На поглощение того или иного вида азота влияет много факторов: фаза развития, температура и влажность почвы, содержания солей и др. Ион аммоний (N-NH4) образуется в процессе аммонификации или поступает в почву с удобрениями. На ранних стадиях развития и при низких температурах растения в основном поглощают N-NH4+, на кислых почвах (pH<7) усваивается нитратная форма, тогда как в нейтральных аммонийная . На процессы нитрификации существенно влияет кислотность почв, при рН<4 происходит сильное снижение нитрифицирующей способности почв при одновременной аккумуляции аммонийного азота в них .
Реакция среды в почве – один из основных показателей уровня плодородия почв для сельскохозяйственных культур, так как она является своего рода интегральным показателей целого комплекса свойств почв, который формирует урожай . Гречиха требовательная к кислотности почвы – при рН = 4,6-4,7 она не отзывается на удобрения и формирует низкий урожай (5-6 ц/га) . К.А. Савицкий (1970) показывает, что растения гречихи хорошо развиваются по рН = 5,0-6,5 . Соответственно, гречиху целесообразно относить к растениям кислого интервала . Корневая система гречихи отличается высокой физиологической активностью, она способна усваивать из почвы труднорастворимые вещества, особенно фосфорные соединения за счет выделения через корни муравьиной, уксусной, щавелевой кислот . Применение азотных удобрений под зерновые культуры в севооборотах на среднеокультуренных дерново-подзолистых почвах центра Нечерноземной зоны России служит непременным условием получения высоких и устойчивых урожаев . Азот в дерново-подзолистых почвах находится в первом минимуме и, при прочих равных условиях, определяет величину урожайности и качество получаемой продукции .
Как показывают исследования, для гречихи характерна тесная связь между количеством вносимого азота с удобрениями и уменьшением урожайности культуры, т.е. урожайность культуры уменьшается с увеличением вносимого N в почву . Чрезмерное внесение азота под гречиху значительно снижает содержание влаги и амилозы, но увеличивает содержание зольных элементов и сырого протеина . В зернах гречихи обыкновенной как амилопектин, так и общий крахмал показали тенденции к росту с повышением уровня P, в то время как содержание амилозы значительно снижается . Накоплению крахмала и содержание аминокислот гречихе способствует азот (N), но молекулярный механизм неясен . В работе Дубенок Н.Н., Заяц О.А. (2017) показано, что минеральные удобрения в количестве N30 позволяют существенно активизировать фотосинтетическую деятельность растений и накопление биомассы посева, тем самым увеличивая уровень потенциальной продуктивности .
Количество поглощенного аммония имеет обратную связь с кислотностью, динамика содержания форм аммония в почвах может служить индикатором нуждаемости сельскохозяйственных угодий в известковании . В целом существует конкуренция за азот между микробами и растениями, поэтому растения разработали различные пути питания N для оптимизации усвоения азота в различных условиях выращивания . В литературе имеются сведения, показывающие положительную роль N-NH4 в формировании устойчивости растений к различным болезням по сравнению с нитратной формой азота .
Нитрификация, как важнейший этап круговорота азота и питания растений, является биологически опосредованным процессом, ответственным за огромные потери азотных удобрений и способствующим загрязнению окружающей среды . Показано, что по мере роста и развития гречихи потребление нитратов (N-NO3) увеличивается в фазе бутонизации до наименышего уровня ко времени цветения . Нитрификация является важным микробиологическим показателем, который отражает уровень азотного питания растений . Сложность управления азотными циклами состоит в том, что азот в почве находится одновременно в трех средах: твердой, жидкой и газообразной . Основная часть азота теряется в первый месяц после внесения удобрений, затем выделение аммиака значительно снижается, так как в результате нитрификации большая часть азота переходит в нитратную форму .
Одним из перспективных приёмов повышения эффективности азотных удобрений является применение ингибиторов нитрификации, что способствует снижению потерь азота как в газообразной форме, так и от вымывания нитратов, вследствие чего устраняется опасность загрязнения водных источников и атмосферы . Пищик В.Н., Воробьева Н.И. и др. (2015) показывают, что адаптация растений к высоким дозам азотных удобрений значительно возрастает при ассоциативном симбиозе с микроорганизмами за счет миграции бактерий в прикорневых экологических нишах, но при этом уменьшается эффективность деятельности бактерий с увеличением дозы удобрений . Более того, применение биологических препаратов и азотного удобрения оказывает положительное влияние на формирование благоприятной микробной среды, что способствует лучшему росту и развитию растений .
Bacillus subtilis – типичный представитель PGPN (plant-growth promoting rhizobacteria), т.е. микроорганизмов, обеспечивающих рост и развитие растений. Имеются исследования, показывающие, что Bacillus subtilis замедляет нитрификацию и усиливает денитрификацию в почве . Биологическое ингибирование нитрификации (BNI) относится к растительно – опосредованному процессу, при котором нитрифкация ингибируется за счет ризосферного высвобождения различных метаболитов . В настоящее время исследованы лишь ограниченные представители денитрифицирующих видов Bacillus, а систематическая характеристика азотистого метаболизма видов Bacillus изучена мало . Диссимиляторный метаболизм азота, а точнее денитрификация, является общей чертой среди представителей рода Bacillus .
В настоящее время в сельском хозяйстве всё шире используются природные регуляторы роста и бактериальные препараты, предназначенные для активизации метаболических процессов растений и повышения их продуктивности . Например, препарат на основе бактерий Bacillus subtilis Экстрасол показал эффективность при некорневой обработке растений сои . Исследуя тот же препарат, Костин Я.В., Ушаков Р.Н. (2017 г.) доказали, что Экстрасол позволяет повысить коэффициент использования питательных веществ из удобрений и вынос элементов питания ячменем .
Завалин А.А., Чернова Л.С. (2014 г.) показывают, что биомодификация удобрений является эффективным приёмом, обеспечивающим повышение урожайности ячменя (Hordeum L.) на 13-20% . Биопрепарат Агат-25, созданный на основе Pseudomonas aureofaciens H16 и Bacillus megaterium стимулирует рост и развитие проростков обработанных семян и оказывает положительное влияние на увеличение урожайности гречихи (Fagopyrum esculentum Moench) . В исследованиях Е.А. Нарушева (2011 г.) доказывает эффективность предпосевной обработки семян гречихи, при возделывании на черноземе выщелоченном, биопрепаратом Мизарин, созданный на основе штамма Arthrobacter mysorens . Препарат БакСиб – консорциум агрономических полезных микроорганизмов, при выращивании гречихи на серых лесных почвах повышает её урожайность на 10-20% . Цыганов А.Р., Полховская И.В. (2016) в исследованиях утверждают, что предпосевная обработка семян гречихи препаратом ризобактерином и фитостимофосом повышают урожайность на 59,4% при выращивании на дерново-подзолистой почве в Белоруссии .
Таким образом, учитывая последние научные достижения в области понимания процессов диссимиляторного метаболизма азота, проведенных ранее исследований, касательных проблематики применения микробных препаратов на различных сельскохозяйственных культурах, можем заключить, что тенденции динамики N-NO3, N-NH4, Nмин в посевах гречихи в агроклиматических условиях Московской области, изучены недостаточно и требуют дальнейшего познания ввиду актуальности разработки рациональных технологий применения азотных удобрений. Вследствие биологических особенностей культуры (абортирование цветков, ремонтантность, полегание и др.) понимание особенностей выращивания гречихи на разных уровнях азотного питания и при применении биомодифицированных азотных удобрений, на почвах богатых подвижным фосфором, также требует более детального изучения.
2. Методы и принципы исследования
Исследования по установлению тенденции доступного азота в почве под посевами растений гречихи проведены в 2023 – 2024 гг. в г. Орехово-Зуево, Московская область. Полевые мелкоделяночные опыты заложены на дерново-подзолистой глееватой легкосуглинистой почве.
Основные агрохимические свойства почвы опытного участка (среднее 2023 – 2024 гг.): рН(сол.) = 6,83 (нейтральные), Нг = 2,86 мг *экв /100 г почвы, S = 7,66 мг*экв /100 г почвы, содержание N-NO3 (0-20 см) = 5,18 мг/кг почвы, N-NH4 = 3,03 мг/кг почвы, подвижного P2O5 (по Кирсанову) = 181 мг/кг почвы (V класс обеспеченности), K2O (по Кирсанову) = 134 мг/кг почвы (IV класс – повышенное содержание), Nобщ. = 0,07%, гумус (по Тюрину в модификации Симакова) – 2,63%, Nщ.г. (по Тюрину и Кононовой) = 32,5 мг/кг (II класс – низкое).
Для определения основных агрохимических показателей почвы использовались стандартные методики: обменной кислотности рН(сол.) по ГОСТ 26483-85, гидролитической кислотности (Нг) по ГОСТ 26212-91 по методу Каппена в модификации ЦИНАО с помощью 1 н. раствора СН3СООNa, определение суммы поглощенных оснований в почве по Каппену – Гильковицу (ГОСТ 27821-88), содержание N-NO3 в почве определялось колориметрическим методов с дисульфофеноловой кислоты с использованием коэффициента 0,226 для пересчета содержания нитратов (NO3-) в нитратный азот (N-NO3) в водной вытяжке, определение содержания аммонийного азота в почве осуществлялось колориметрическим методом по Е.В. Аринушкиной с использованием реактива Несслера при рН>7 (0,778 – коэффициент пересчета содержания аммония (NH4) в аммонийный азот (N-NH4), содержание минерального азота (Nмин) – математическим методом как сумму нитратного и аммонийного форм азота. Определение содержания подвижного фосфора и обменного калия в почве по методу Кирсанова (ГОСТ 26207-91), фосфор – колориметрическим методом, калий – пламенно-фотометрическим методом. Содержание общего азота (Nобщ) по ГОСТ Р 58596-2019. Гумус по методу И.В. Тюрина в модификации В.Н. Симакова с использованием 0,2%-ного раствора фенилантрониловой кислоты (C13H11NO2). Определение легкогидролизуемого азота по Тюрину и Кононовой с обработкой почвы 0,5 н раствором H2SO4. Колориметрическое определение содержания подвижных форм азота осуществлялось на спектрофотометре марки ЭКОВЬЮ В-1200.
Схема опыта включала два фактора. Фактор А - система удобрения, фактор B – система биомодифицированного удобрения, в качестве фона применялся сульфат калия (K2SO4) в дозе 60 кг/га (К60). В качестве азотного удобрения применялся карбамид (NH2)2CO в следующих концентрациях: N30, N60 и N90. Те же самые дозы карбамида подвергались биомодификации микробным удобрением, содержащим Bacillus subtilis штамм Ч-13 (B.s. Ч-13). Биомодификация (NH2)2CO осуществлялась вручную из расчета 1 мл B.s. Ч-13 на 1 г карбамида. Далее проводилась суточная инкубация обработанного удобрения в факторостатных условиях при t=25℃ без доступа света. Удобрения вносили вручную на опытные делянки. Перед внесением удобрений в почве определялись доступные формы азота.
Объектом исследования выступили два сорта растений гречихи: Дикуль (2001) и Даша (2018), контрастно различающиеся по ряду показателей. Сорт Даша отличается от сорта Дикуль экономным габитусом соцветия и может обеспечивать высокую урожайность без применения удобрений. Мелкоделяночные полевые опыты заложены в четырехкратных проворностях, размещение рандомизированное. Общая площадь посевов гречихи 0,01 га, учетная площадь делянки 0,95 м2. Производили пересчет урожайности на 1 м2.
Вызревшие растения гречихи убирали вручную, раздельными способом при побурении 75% плодов (9 сентября 2023 г., и 10 сентября 2024 г.), урожай учитывали поделяночно. Полученные данные по урожайности культуры обрабатывали методом двухфакторного дисперсионного анализа с повторениями с использование программы Excel в пересчете на базисную влажность 14%. Высота растений определялась в момент уборки урожая.
Рисунок 1 - Калибровочный график для определения доступных форм азота
Примечание: в качестве образцового раствора для обнаружения NH4+ применялся NH4Cl в концентрации 0,005 мг/мл, для обнаружения NO3- применялся раствор KNO3 c содержание 0,01 NO3- мг/мл, при длине волны λ = 440 нм., для NH4+ λ = 440 нм
Рисунок 2 - Температура воздуха в годы проведения опытов
Рисунок 3 - Средняя температура воздуха
Рисунок 4 - Осадки в годы проведения опытов
Среднее количество осадкой за вегетационный период в 2023 г. – 23 мм, в 2024 г. – 28 мм. В 2023 г. максимальное количество осадков наблюдалось за период с 21.07 – 31.07. (t = 23,2℃), в 2024 г. с 11.06-20.06 (t = 25,5℃). В самый теплый период 2023 г. количество осадков составляет 16,8 мм (t = 27℃), в 2024 г. – 20,2 мм (t=29 ℃). Сумма осадков за вегетационный период 2023 г. – 229,5 мм, в 2024 г. – 279 мм, что больше данных многолетних наблюдений на 22…77 мм соответственно.
3. Основные результаты
Наступление фенологических фаз растений гречихи в зависимости от системы удобрений является важной характеристикой, демонстрирующая стабильность развития растений в определенных агроклиматических условиях, при помощи которых можно выявить определенные закономерности периодических явлений в жизни растительного организма.
В ходе проведения исследований при определении длительности фенологических фаз в отдельности и продолжительности вегетации культуры гречихи сорта Дикуль и Даша в зависимости от системы применения удобрений наблюдалось незначительное влияние как системы азотных удобрений, так и абиотических факторов внешней среды. Сортовых особенностей наступления фенологических фаз и длительности вегетационного периода у гречихи сортов Дикуль и Даша в ходе наших экспериментов выявлено не было (табл. 1). Сложность учета фенологических фаз гречихи состоит в том, что при наступлении последующей фазы исходящая фаза не заканчивается.
Выявлено, что у растений гречихи увеличивается вегетационный период вследствие применения азотных удобрений. Вегетационный период увеличивается в том числе за счет растянутости периода цветения. В 2023 г. увеличение вегетационного периода составляет 3 дня, в 2024 г. – 2 дня. Фаза цветения у гречихи обоих исследуемых сортов наступала в начале первой декады июля, полное цветение во второй декаде и продолжалась практически до сбора урожая. В агроклиматических условиях Московской области в годы проведения опытов всходы мы наблюдали через две недели после посадки. Увеличение количества осадков в сочетании с теплой погодой за период с 21.07-31.07 способствовали интенсивному цветению гречихи. В 2024 г. начало цветения совпало с максимальной температурой воздуха, что, безусловно, сказалось на конечной урожайности. С точки зрения наступления фенологических фаз у гречихи интересны исследования С.В. Жарковой, в которых показана длительность вегетационного периода в условиях Алтайского края; в среднем 83 дня . Наши исследования показали, что вегетационный период гречихи сортов Дикуль и Даша в условиях Центрального Нечерноземья в среднем составляет 104 дня. Увеличение вегетационного периода в первую очередь мы связываем с продолжительностью всходов растений. Влагообеспеченность почвы в период с 26.05 по 10.06 в годы проведения опытов значительно отличается от данных многолетних наблюдений.
Таблица 1 - Фенологические фазы растений гречихи (Дикуль и Даша) в зависимости от уровня и формы азотного питания
Вариант | 2023 | ВП | 2024 | ВП | ||||||||||
I | II | III | IV | V | VI | I | II | III | IV | V | VI | |||
Контроль, дней | 13 | 9 | 11 | 10 | 34 | 26 | 103 | 14 | 8 | 10 | 11 | 34 | 26 | 103 |
К60, дней | 13 | 9 | 11 | 10 | 34 | 26 | 103 | 14 | 8 | 10 | 11 | 34 | 26 | 103 |
К60+N30, дней | 13 | 8 | 11 | 10 | 35 | 26 | 103 | 13 | 7 | 13 | 10 | 35 | 24 | 102 |
K60+N60, дней | 13 | 9 | 12 | 10 | 36 | 25 | 105 | 13 | 7 | 13 | 10 | 34 | 25 | 102 |
K60+N90, дней | 13 | 9 | 13 | 8 | 38 | 25 | 106 | 14 | 7 | 10 | 11 | 35 | 28 | 105 |
K60+N30m, дней | 14 | 9 | 12 | 9 | 36 | 24 | 104 | 13 | 8 | 14 | 10 | 33 | 27 | 105 |
K60+N60m, дней | 13 | 10 | 12 | 10 | 33 | 27 | 105 | 14 | 9 | 14 | 8 | 34 | 25 | 104 |
K60+N90m, дней | 14 | 10 | 12 | 11 | 31 | 28 | 106 | 14 | 10 | 15 | 11 | 27 | 28 | 105 |
Примечание: I – всходы; II – первый лист; III – ветвление; IV – бутонизация; V – цветение; VI – созревание; ВП – вегетационный период
На урожайность гречихи в условиях Центрального Нечерноземья оказывает влияние целый спектр абиотических и биотических факторов. Результаты наших опытов согласуются с выводами Н.В. Фесенко (1983 г.), который показал, что при внесении небольших доз удобрений у гречихи наблюдается израстание побегов, который может провоцировать полегание посевов и снижение урожая, что мы и наблюдали в течении вегетационного периода . В условиях Московской области совместное внесение высоких доз азотных удобрений со спецификой агроклиматических условий вызывает снижение общей выживаемости растений гречихи. В период цветения гречихи критическим агроклиматическим фактором выступает скорость ветра. В литературе имеются сведения, демонстрирующие, что при складывающихся благоприятных условиях (температура и влажность) завязавшиеся плоды могут осыпаться вследствие перелома плодоножек ветром .
В 2023 г. наибольшая урожайность зерна гречихи сорта Дикуль наблюдается на варианте опыта K60+N60 при длине вегетационного периода 105 дней. Увеличение относительно контроля составляет 52,4%, относительно фона на 49,5%. При обработке карбамида (N60) микробным удобрением, содержащим культуру B.s. Ч-13, мы наблюдаем увеличение урожайность зерна на 54,3% относительно контроля, 51,4% относительно фона, на 2% относительно варианта K60+N60. Урожайность соломы на варианте опыта K60+N60 наблюдали увеличение на 62% относительно контроля и 40,6% относительно фона. На варианте опыта с культурой B.s. Ч-13 (N60) наблюдали схожую тенденцию по урожайности соломы, как на варианте без использования микробного удобрения. Сорт гречихи Даша демонстрирует схожу тенденцию, максимальная урожайность отмечена на варианте опыта K60+N60 и при применении B.s. Ч-13 на варианте опыта K60+N30mпри длине вегетационного периода в 104 дня. В 2024 году наблюдается тенденция по снижению урожайности культура, вызванное увеличение температуры воздуха, вызвавшее сильное осыпание завязей растений, и общему полеганию культуры из-за сильного ветра (17,1 … 19,7 км/ч – максимальная за весь вегетационный период) в период набора вегетативной массы. У гречихи сорта Дикуль урожайность на варианте опыта K60+N60 оказалась несколько ниже, чем на варианте опыта K60+N90. В целом наблюдается схожая тенденция, что и в 2023 году. Урожайность соломы у сорта Дикуль максимальна на варианте опыта K60+N90m. У гречихи сорта Даша урожайность зерна в 2024 г. на варианте опыта K60+N30 на 0,2 ц/га больше, чем на варианте K60+N60 (табл. 2).
Таблица 2 - Урожайность гречихи в условиях Московской области
Вариант | Урожайность, ц/га | |||||||
2023 | 2024 | |||||||
Дикуль | Даша | Дикуль | Даша | |||||
Зерно | Солома | Зерно | Солома | Зерно | Солома | Зерно | Солома | |
Контроль | 10,3 | 50,0 | 9,0 | 48,9 | 9,3 | 35,0 | 8,6 | 37,6 |
К60 | 10,5 | 57,6 | 10,5 | 57,6 | 9,0 | 54,0 | 8,7 | 48,3 |
К60+N30 | 12,7 | 68,0 | 13,0 | 68,0 | 11,8 | 56,5 | 11,9 | 57,0 |
K60+N60 | 15,7 | 81,0 | 15,9 | 81,0 | 12,0 | 73,2 | 11,7 | 62,5 |
K60+N90 | 13,7 | 61,0 | 10,7 | 61,0 | 12,5 | 59,3 | 10,0 | 62,5 |
K60+N30m | 13,1 | 65,0 | 17,5 | 50,0 | 11,0 | 60,2 | 11,4 | 58,4 |
K60+N60m | 15,9 | 80,4 | 17,1 | 61,5 | 13,7 | 80,5 | 13,7 | 78,6 |
K60+N90m | 10,7 | 68,0 | 9,65 | 68,0 | 12,9 | 84,0 | 9,5 | 85,1 |
НСР05АБ | 1,6 | 10,8 | 1,7 | 11,8 | 1,0 | 3,0 | 0,9 | 7,3 |
НСР05А | 8,0 | 54,1 | 8,4 | 59,0 | 2,0 | 5,9 | 2,0 | 14,5 |
НСР05Б | 3,2 | 21,6 | 3,4 | 23,6 | 5,0 | 14,7 | 5,0 | 36,3 |
Рисунок 5 - Динамика доступных форм азота в почве в фазу всходов растений гречихи
В ходе наших исследований мы приходим к выводу, что критическим периодом в онтогенезе гречихи выступает фазы от цветения (V) до созревания (IV). Именно в эти периоды гречиха нуждается благоприятном сочетании биотических и абиотических факторов внешней среды. К основному биотическому фактору следует отнести наличие насекомых – опылителей для растений. К сожалению, в условиях Московской области мы наблюдали тенденцию к уменьшению числа типичным опылителей гречихи, с одной стороны, и увеличение числа дополнительных опылителей. В фазу цветения гречихи вне зависимости от времени суток основными опылителями гречихи выступали: мухи-журчалки (Syrphidae), златоглазки (Chrysopidae), кокцинеллиды (Coccinellidae). Появление типичных опылителей медоносных пчел (Apis mellifera) и шмелей (Bombus) фиксировалось в незначительном количестве в утреннее время до полудня. Соответственно, в фазу цветения в условиях Нечерноземного региона России при частичной недостаточности насекомых опылителей, главенствующим становится абиотический фактор – климатические условия и обеспеченность питательными веществами. Гречиха нуждается в большом количестве минеральным веществ начиная с фазы бутонизации (Важов В.М., 2013). В проведенном анализе содержания доступных фарм азота в почве в фазу бутонизации и цветения, мы также наблюдали схожие тенденции, что и в фазу всходов растений (рис.6).
В фазу бутонизации по сорту гречихи Дикуль мы наблюдаем уменьшение содержания N-NO3 при применении B.s. Ч-13, по сравнению с необработанным (NH2)2CO. В фазу цветения по двум исследуемым сортам складывается аналогичная динамика. При складывающемся водном, температурном режиме описанная тенденция складывается и в 2024 г. по двум исследуемым сортам. В фазу бутонизации в посевах гречихи обнаруживается максимальное содержание N-NO3 в почве по сравнению с иными фенологическими фазами растений. Визуальная диагностика растений позволяет заключить, что на вариантах опыта с применением (NH2)2CO в целом гречихи не испытывает дефицита в азоте.
Рисунок 6 - Динамика доступных форм азота в дерново-подзолистой почве в фазу бутонизации растений гречихи
Рисунок 7 - Содержание N-NH4 в почве в фазу цветения гречихи исследуемых сортов
Рисунок 8 - Зависимость урожайности зерна (Y) от содержания минерального азота (X)в 2023-2024 гг
Примечание: фаза цветения, глубина 0-20 см
4. Заключение
Растянутость периода фенологических фаз растений гречихи в условиях Московской области при применении азотных удобрений достаточно негативно влияет в целом на растение. При высоких дозах азотных удобрений (N90) мы наблюдаем увеличение вегетационного периода гречихи, в свою очередь такая же тенденция наблюдается и применении микробного удобрения, содержащее культуру B.s. Ч-13. При применении азотных удобрений, в т.ч. в биомодифицированной форме стоит учитывать их трансформацию в почве в критическую фазу развития – бутонизация и цветение. Наши исследования показали, что B.s. Ч-13 оказывает влияние на динамику N-NO3 в почве в посевах гречихи, кроме того, увеличение содержания N-NO3 в почве, вероятно, приводит к увеличению биомассы, которая негативным образом складывается на урожайность зерна исследуемых сортов. Гречиха крайне сложный объект для проведения опытов, на конечную урожайность которой влияет не только применение удобрений, но и целый ряд абиотических факторов. Абиотические факторы, наблюдаемые в Московской области, в целом угнетают культуру.