Культивирование Miscanthus sacchariflorus в Сибири: применение азотных удобрений

Многолетние энергетические растения, в том числе мискантус (Miscanthus spp.), культивируют в промышленных масштабах для производства биоэнергии и технических целей. Установлено, что даже при низких затратах возможна высокая продуктивность культуры. В России проблема выращивания мискантуса для получения биомассы слабо разработана, а особенности применения удобрений под эту культуру практически не исследованы. Мискантус - для Сибири культура новая. Проблема применения удобрений под посадками мискантуса остается недостаточно изученной из-за разнообразия климатических и почвенных условий, а также видовых особенностей культуры. При этом основная часть публикаций посвящена виду M. giganteus, который отличается от вида M. sacchariflorus по строению корневой системы. В настоящей работе для условий Сибири впервые представлены многолетние экспериментальные данные по комплексу проблем, связанных с применением азотных удобрений под мискантусом. Установлено, что последние, не влияя на урожайность, снижают качество сырья из-за повышения доли листьев в фитомассе и увеличения пораженности корневищ фузариозной инфекцией. Также установлено снижение накопления органического вещества в удобренных почвах в сравнении с неудобренными. Цель настоящей работы - определить целесообразность применения азотных удобрений под многолетними посадками мискантуса, культивируемого для получения биомассы в континентальных условиях Сибири, в частности оценить влияние удобрений на урожайность культуры, пораженность растений фитопатогенами, динамику органического вещества в почве. Исследования провели на территории научно-экспериментальной базы СибНИИРС - филиал ИЦиГ СО РАН (Новосибирская обл., Центральная лесостепь Новосибирского Приобья). Влияние азотного удобрения на величину и структуру урожая Miscanthus sacchariflorus сорта Сорановский оценивали в начальный период формирования плантации (2016-2017 годы) и в период ее зрелости (2018-2022 годы). Плантация общей площадью 0,3 га состояла из 4 блоков, каждый из которых включал варианты с дозами удобрений N0, N30, N60, N90, N120 на фоне Р60К30 в 4-кратной повторности. Азотные удобрения в виде аммиачной селитры вносили ежегодно весной. В качестве посадочного материала использовали корневища M. sacchariflorus. Надземную фитомассу отбирали на площадках размером 0,25 м2. Учет подземной фитомассы проводили методом монолитов в стадии отмирания надземной части растений. Визуально оценивали степени зараженности отмытых корневищ по стандартным и модифицированным шкалам. Накопление общего углерода (Сорг.) учитывали, сравнивая показатель в почве под паром (исходная почва) и под 8-летней плантацией мискантуса (2023 год). Количество накопленного мобильного почвенного органического вещества (ПОВ) за период роста мискантуса определяли по результатам сравнения продукции С-СО2 образцами почв, отобранными под многолетними посадками мискантуса и однолетним паром (исходная почва). Интенсивность накопления нитратного азота в почве анализировали в условиях лабораторного опыта в оптимальных гидротермических условиях по общепринятому методу Кравкова. За 6-7-летний период посадок M. sacchariflorus сорта Сорановский запас надземной фитомассы достиг в среднем 12,0 т/га, подземной - 18,0 т/га. Эти показатели близки к средним, характерным для этого вида в мире. Азотное удобрение, не оказывая влияния на накопление фитомассы, способствовало изменению ее структурных элементов. В период формирования плантации под влиянием азотного удобрения наблюдали снижение длины генеративного побега в среднем на 5 %, числа и биомассы метелок на 35 %, повышение облиственности на 9 % в сравнении с вариантом без удобрений. В период зрелости плантации отклонения от контроля приобрели более выраженный характер, особенно при дозах удобрений выше N60. В вариантах опыта с внесением азотных удобрений наблюдали повышение пораженности корневищ грибной инфекцией (15,5 против 7,7 % без удобрений). Основными возбудителями были грибы рода Fusarium - F. oxysporum и F. graminearum . За 8 лет в почве под плантацией мискантуса ежегодно накапливалось 150-200 кг С/га мобильного ПОВ и около 0,05 % общего углерода, что соответствует показателям, характерным для традиционных многолетних трав. Скорость накопления углерода в почве не росла по мере увеличения возраста плантации. Внесение N120 привело к снижению величины накопления мобильного ПОВ примерно на 50 % в сравнении с фоном без удобрений (104 против 220 кг С/га в год при N0). Осенью в период отмирания надземной фитомассы содержание минерального азота в почве во всех вариантах опыта было низким. При этом минерализационный потенциал почвы возрастал по мере увеличения дозы азота. Таким образом, азотные удобрения не способствовали повышению урожайности M. sacchariflorus при выращивании на агросерой почве Приобья, приводили к увеличению пораженности корневищ фузариозной гни-лью и снижали темпы накопления органического вещества в почве.