Статья: АКАДЕМИК Э. А. МИТЧЕРЛИХ И ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В СТРАТЕГИИ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ СЕТИ ОПЫТОВ С УДОБРЕНИЯМИ (2024)

Антропогенное загрязнение почв в настоящее время считается одной из наиболее серьезных экологических проблем. В обзоре рассматриваются микробиологические индикаторы загрязнения почв, такие как численность определенных групп микроорганизмов, разнообразие микробного сообщества, величина микробной биомассы и почвенное дыхание. Для биоиндикации загрязнения почв могут быть использованы различные микроорганизмы и их метаболиты, особая роль среди которых отведена ферментам. Развитие молекулярно-биологических методов позволяет идентифицировать и понять физиологический отклик на загрязнение на молекулярном и генетическом уровне. Приведены данные о микробиологической индикации почв, загрязненных наиболее распространенными поллютантами - пестицидами и тяжелыми металлами.

Рассматривается использование синергетических веществ в комбинации с современными пиретроидами для борьбы с вредителями. Пиретроиды - синтетические инсектициды, химически схожие с пиретринами, - эффективно справляются с широким спектром вредителей, но развитие резистентности у насекомых-вредителей, а также долгосрочное влияние на нецелевые организмы ограничивают их применение. Синергетические вещества повышают инсектицидную активность пиретроидов и пиретринов, способствуя усилению токсического действия, преодолению резистентности насекомых и снижению потребности в высоких концентрациях активных веществ. Обсуждаются механизмы действия пиретроидов и пиретринов, а также причины возникновения резистентности. Особое внимание уделяется механизмам действия различных синергистов, включая их влияние на ферменты детоксикации насекомых и рецепторы нервной системы. В статье освещаются проблемы, связанные с использованием синергистов, а также перспективы их применения, в том числе использование природных соединений (эфирных масел) в качестве синергетических веществ. Рассмотрены перспективы использования биоусилителей (феромонов, аттрактантов) в комбинации с пиретроидами, а также новые технологии, такие как применение наноструктурированных материалов и систем контролируемого высвобождения, которые могут повысить эффективность инсектицидов и снизить их непреднамеренное воздействие. Отмечается возможность и перспективы использования синергистов в устойчивой борьбе с вредителями (в том числе развиваемого в данный момент комплексного подхода), что может способствовать сохранению актуальности пиретроидов в качестве эффективных инсектицидов, а также снижению их негативного воздействия на окружающую среду и нецелевые организмы.

Отклик сельскохозяйственных культур на удобрения, орошение, температуру и другие факторы роста привлекает внимание с давних времен и до сегодняшнего дня, поэтому простые модели, которые его описывают, важны для оценки урожайности. В работе дается обзор этих простых моделей, а также рассматриваются сложные (имитационные) модели, позволяющие учесть многие факторы роста. Для этого мы используем примеры модификации известных программ, которые были созданы для учета возможного влияния последствий изменения климата, а также для описания симбиотической азотфиксации бобовых растений с целью оптимизиции севооборотов сельскохозяйственных культур.

Применение метода главных компонент (principal components analysis, PCA) позволило выделить набор специфических показателей, наиболее эффективно отражающих процессы восстановления нефтезагрязненных почв. Среди комплекса показателей, определяющих различия в эффективности деструкции нефти в почве и развитии биомассы растений-ремедиантов, максимальное влияние оказывают показатели, характеризующие биологические свойства почвы. Влияние агрохимических свойств сильнее проявлялось на олиготрофной торфяной почве по сравнению с черноземом типичным, что может демонстрировать различия в механизмах трансформации удобрений в разных типах почв.

Природные и модифицированные различными веществами глинистые минералы уже многие десятилетия используются в качестве адсорбентов для удаления тяжелых металлов из водных и почвенных экосистем. В зависимости от природы модификатора процессы поглощения поллютантов могут описываться различными сорбционными моделями. Для проектирования систем «адсорбент-адсорбат» важен выбор подходящих изотерм адсорбции для дальнейшей оценки практической применимости анализируемых сорбентов. В данной работе изучался процесс адсорбции катионов свинца органоминеральными системами на основе бентонита и неионогенных ПАВ с помощью модели БЭТ. Установлено, что по величине максимальной адсорбции исследуемые образцы глин образуют возрастающий ряд: бентонит < органоглина с кокамидом диэтаноламина < органоглина с лаураминоксидом < органоглина с алкилполиглюкозидом. Максимальное значение предельной адсорбции катионов свинца у органоглины на основе бентонита и алкилполиглюкозида равно 0,523±0,003 ммоль/г. Результаты сорбции катионов свинца анализируемыми сорбентами свидетельствуют о том, что модель БЭТ может применяться для прогнозирования изотерм бинарных компонентов.

В работе представлены результаты лабораторных опытов по изучению обработки семян Pisum sativum L. аминокислотами (триптофаном и пролином). Измерены морфометрические показатели (длина побега и корня) и всхожесть семян, проанализировано содержание пигментов и активность каталазы. В работе отмечается разнонаправленное влияние экзогенного применения аминокислот на развитие ювенильных растений. Не было выявлено однозначного стимулирующего или ингибирующего их воздействия в L-формах и в смеси рацематов аминокислот.

Географическая сеть опытов с удобрениями, организованная по инициативе акад. Д. Н. Прянишникова в 1941 году является уникальной научной базой исследований почвенных процессов и экологических проблем в земледелии. Современные вызовы, обусловленные насущной необходимостью обеспечения продовольственной безопасности страны, возрастанием антропогенной нагрузки на агроэкосистемы, внедрением информационных технологий в сельское хозяйство, изменением климата требуют совершенствования научных исследований в длительных опытах. В статье представлено видение авторами стратегии дальнейшего развития Географической сети опытов с удобрениями.