БАЛАНС АЗОТА, ФОСФОРА И КАЛИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ УДОБРЕНИЙ НА ПОЧВАХ ПАХОТНЫХ ЗЕМЕЛЬ БЕЛАРУСИ

Perfect system of application of mineral and organic fertilizers is the main factor for obtaining high level agricultural crop yield with the required quality parameters. The article presents the results of data analysis obtained in dynamics over the last 6 rounds of large-scale agrochemical soil survey in the Republic of Belarus for the period of 1986–2015: for introduction of mineral and organic fertilizers for agricultural crops on arable soils; balance (balance intensity) of supply and removal of nutrients on arable soils is determined; performance of agricultural crops on arable soils is presented. Dynamics of agrochemical indicators of soils arable layer (content of humus, P2 O5 , K2 O, pHKCl) for 2009–2015 is also analyzed. It is determined that on average in 2006–2015 in Belarus mineral fertilizers have been used at the same level, although since 2012 there is a tendency to decrease of this index, mostly due to phosphorus fertilizers. Perfect level of mineral fertilizers application on arable soils of the Republic of Belarus is determined in the amount of minimum 260–280 kg/ha of NPK to obtain agricultural crop products at the level of 50 c f.u./ha. The conducted analysis of application of mineral (nitrogen, potassium and phosphoric fertilizers) and organic fertilizers in regions and in entire republic, determination of nutrients balance in soil is of great importance for further prediction of yields and maintenance of soil fertility, implementation of required doses of mineral and organic fertilizers taking into account the required performance of agricultural crops for the near future.Оптимальная система применения минеральных и органических удобрений является основным фактором получения высокого урожая сельскохозяйственных культур с заданными параметрами качества. В статье приведены результаты анализа данных, полученных в динамике за последние 6 туров крупномасштабного агрохимического обследования почв Республики Беларусь за период 1986–2015 гг.: по внесению минеральных и органических удобрений под сельскохозяйственные культуры на пахотных почвах; определен баланс (интенсивность баланса) поступления и выноса питательных элементов на пахотных почвах; приведена продуктивность сельскохозяйственных культур на пахотных почвах. Также проанализирована динамики агрохимических показателей пахотного слоя почв (содержание гумуса, Р2 О5 , K2 О, pHKCl) за 2009–2015 гг. Установлено, что в среднем в 2006–2015 гг. в Беларуси минеральные удобрения применялись на одном уровне, хотя с 2012 г. прослеживается тенденция к снижению этого показателя, в особенности за счет фосфорных удобрений. Определен оптимальный уровень применения минеральных удобрений на пахотных почвах Республики Беларусь в количестве не менее 260–280 кг/га NPK для получения продуктивности растениеводческой сельскохозяйственной продукции на уровне 50 ц к.ед/га. Проведенный анализ применения в областях и в целом по республике минеральных (азотных, калийных и фосфорных удобрений) и органических удобрений, определение баланса питательных веществ в почве имеет большое значение для дальнейшего прогнозирования урожаев и поддержания почвенного плодородия, внесения необходимых доз минеральных и органических удобрений с учетом заданной продуктивности сельскохозяйственных культур на ближайшую перспективу.

ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ ПРИ РАЗНЫХ УРОВНЯХ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

Announcement has shown that the data of hydrolytic and oxidation enzyme activities may be used for biochemical estimation of the intensity of organic substances mineralization in C- and N-cycles and humification in C-cycle in Luvisol soils. The ratio between mineralization and humification intensities indicates more probable trends of soil fertility status changes under different levels of fertilizer application.В сообщении показано, что данные по активности гидролитических и окислительных ферментов можно использовать для биохимической оценки интенсивности минерализации в циклах С и N и гумификации в цикле С и по их соотношению устанавливать наиболее вероятные тренды изменения плодородия дерново-подзолистых почв при разных уровнях применения удобрений

АКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССОВ МИНЕРАЛИЗАЦИИ И ГУМИФИКАЦИИ В ВЫСОКО ОКУЛЬТУРЕННОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ЛЕГКОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

The changes of biochemical indices of mineralization and humification of organic substances in high-fertility derno-podzolic sandy-loam soil depending on the application of different fertilizer systems were established using the data on the activity of cellulolytic and amylolytic microbial communities, as well as the results of enzymatic soil diagnostics (hydrolytic and oxidative enzymes). The application of N90+30P15K30 was shown to provide high and sustainable crop yields under a moderate level of organic substances mineralization in С and N-circles.На основании анализа активности целлюлозолитического и амилолитического микробных сообществ и результатов диагностики по гидролитическим и окислительным ферментам установлены изменения биохимических показателей минерализации и гумификации органических веществ в высоко окультуренной дерново-подзолистой легкосуглинистой почве при ресурсосберегающих системах удобрения. Показано, что для сохранения плодородия почвы экологически наиболее целесообразно внесение полного минерального удобрения, N90+30P15K30, что обеспечивает высокую и устойчивую урожайность при сберегающем уровне минерализации органического вещества в циклах углерода и азота

Особенности трансформации свойств почв пахотных земель Беларуси

Based on the scientific systematic multi-temporal data and the large-scale soil mapping studies, for the first time we developed a methodological approach to estimating the transformation of the composition and properties of the arable land of the Republic for a 40-year period since the publication of the scientific work “The Soil of the Byelorussian SSR” (1974). At the present stage of the soil development, the transformation of the soil properties of the arable land, involved in the agricultural usage over the 40-year period, is influenced by the cultural process of soil formation and is characterized by the “strong” transformation of the properties in relation to their natural potential: in soils on loamy soil-forming rocks, the CTS value is varied in the range of 20–28 units, on sandy loam soil-forming rocks, СTS is 18–27, and on connected sandy loam soil-forming rocks it is 18–28. According to the research results on the soils of the arable land formed on light soil-forming rocks (sandy, loose-sandy), in contrast to loamy and heavier soil-forming rocks, the transformation degree of the properties is determined as “strong” and “very strong”. The results of the studies point to a clear dependence of the transformation degree of the properties of the gum-accumulative horizons of the studied soil varieties of the granulometric composition, which reflects the specific features of the soil cover of the Republic.На основе систематизированных разновременных данных научных и крупномасштабных почвенно-картографических исследований, разработанного методического подхода впервые проведена оценка трансформации состава и свойств почв пахотных земель республики за 40-летний период со времени опубликования научного труда «Почвы Белорусской ССР» (1974). На современном этапе развития почв пахотных земель, вовлеченных в сельскохозяйственный оборот на протяжении 40-летнего периода, трансформация свойств происходит под влиянием культурного процесса почвообразования и характеризуется чаще всего категорией «сильная» по отношению к их естественному потенциалу: в почвах на суглинистых породах варьирование величины коэффициента трансформации почв (КТП) находится в пределах 20–28 единиц, на супесчаных отложениях КТП составляет 18–27, а на связнопесчаных – 18–28. Согласно результатам исследований в почвах пахотных земель, сформировавшихся на легких почвообразующих породах (песчаных, рыхлосупесчаных) в отличие от суглинистых и более тяжелых пород, степень трансформации свойств определяется градациями «сильная» и рангом выше – «очень сильная». Результаты исследований указывают на четкую зависимость степени трансформации свойств гумусово-аккумулятивных горизонтов изученных почвенных разновидностей от их гранулометрического состава, что отражает специфику преобразований в почвенном покрове республики

Gene expression regulation in the plant growth promoting Bacillus atrophaeus UCMB-5137 stimulated by maize root exudates

Despite successful use of Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) in agriculture, little is known about specific mechanisms of gene regulation facilitating the effective communication between bacteria and plants during plant colonization. Active PGPR strain B. atrophaeus UCMB-5137 was studied in this research. RNA sequencing profiles were generated in experiments where root exudate stimulations were used to mimic interactions between bacteria and plants. It was found that the gene regulation in B. atrophaeus UCMB-5137 in response to the root exudate stimuli differed from the reported gene regulation at similar conditions in B. amyloliquefaciens FZB42, which was considered as a paradigm PGPR. This difference was explained by hypersensitivity of UCMB-5137 to the root exudate stimuli impelling it to a sessile root colonization behavior through the CcpA-CodY-AbrB regulation. It was found that the transcriptional factor DegU also could play an important role in gene regulations during plant colonization. A significant stress caused by the root exudates on in vitro cultivated B. atrophaeus UCMB-5137 was noticed and discussed. Multiple cases of conflicted gene regulations showed scantiness of our knowledge on the regulatory network in Bacillus. Some of these conflicted regulations could be explained by interference of non-coding RNA (ncRNA). Search through differential expressed intergenic regions revealed 49 putative loci of ncRNA regulated by the root exudate stimuli. Possible target mRNA were predicted and a general regulatory network of B. atrophaeus UCMB-5137 genome was designed.This study was funded by the PhD fellowship grant provided by the Southern African Biochemistry and Informatics for Natural Products (SABINA, www.sabina-africa.org/), and the National Research Foundation of South Africa (NRF) grants 73983, 86941 and 93664 for travels and collaboration. Sequencing was funded by the Genomics Research Institute (GRI) at the University of Pretoria.http://www.elsevier.com/locate/gene2017-09-30hb2016BiochemistryMicrobiology and Plant Patholog

Национальная система управления почвенными плодородием Республики Беларусь: текущее состояние и перспективы развития

The paper presents a comprehensive study on development of soil fertility management system in the Republic of Belarus. The history of development, as well as the modern scheme of functioning of services for agro-chemical and radiological examination of soils of agricultural lands has been studied in detail, including the sources of their financing, services provided, the list of provided consolidated analytical materials as a result, etc. Special attention is paid to the republican databank of agro-chemical and radiation indicators of agricultural soil, which, through automated information system, is considered an information basis for modeling soil fertility in order to develop recommendations for using mineral fertilizers in individual fields and working plots, farms, districts, regions calculated under requirements for agricultural crops. The authors concluded that the data bank of agro-chemical and radiological properties of soils of agri-cultural lands of the Republic of Belarus, as well as the analytical information system functioning on its basis, were of high practical value and of an applied nature for the country’s economy. However, in the modern world, digital solutions, on the basis of which the data bank functions, are worn out morally. Studies indicate that the technical requirements for functioning and use of electronic databank of agro-chemical and radiological monitoring of soils of agricultural lands in the Republic of Belarus should be formalized in the form of regulations (or rules) and enshrined in the national regulatory framework. In addition, it is necessary to develop a scheme for information content of the databank by optimizing organizational interaction of agro-chemical services of the Republic of Belarus. It is feasible to give access to a huge array of analytical information in the form of geographic information system, which will make it possible to maintain electronic register of agricultural land soils, as well as electronic certification of fields and elementary plots. Implementation of a number of measures to develop the soil fertility management system in the Republic of Belarus may lead to increase in demand for work related to agro-chemical services for agriculture by 50-60 % by 2030.В статье представлено комплексное исследование на тему развития системы управления почвенным плодородием в Республики Беларусь. Подробно изучена история развития, а также современная схема функционирования служб агрохимического и радиологического обследования почв сельскохозяйственных земель, в том числе источники их финансирования, оказываемые услуги, перечень предоставляемых сводных аналитических материалов в качестве результата и др. Особое внимание уделено республиканскому банку данных агрохимических и радиационных показателей почв сельскохозяйственных земель, который посредством автоматизированной информационной системы является основой для моделирования почвенного плодородия с целью разработки рекомендаций по применению минеральных удобрений на отдельных полях и рабочих участках, в хозяйствах, районах, области с расчетом их потребности под сельскохозяйственные культуры. Сделан вывод о том, что банк данных агрохимических и радиологических свойств почв сельскохозяйственных земель Республики Беларусь, а также аналитическая информационная система, функционирующая на его основе, имеют высокую практическую ценность и носят прикладной характер для экономики страны. Однако в современном мире цифровые решения, на основании которых функционирует банк данных, морально изношены. Исследования свидетельствуют о том, что технические требования к функционированию и использованию электронного банка данных агрохимического и радиологического мониторинга почв сельскохозяйственных земель Республики Беларусь должны быть формализованы в виде положений (либо правил) и закреплены в национальном нормативно-правовом поле. Кроме того, необходимо разработать схему информационного наполнения банка данных посредством оптимизации организационного взаимодействия агрохимических служб Республики Беларусь. Целесообразно организовать доступ к огромному массиву аналитической информации в виде геоинформационной системы, что позволит осуществить ведение электронного реестра почв сельскохозяйственных земель, а также электронной паспортизации полей и элементарных участков. Реализация ряда мероприятий по развитию системы управления почвенным плодородием Республики Беларусь может привести к росту спроса на работы, связанные с агрохимическим обслуживанием сельского хозяйства на 50–60 % к 2030 г

Влияние моноазотной системы удобрения на биохимический статус дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы с высоким содержанием фосфора и калия

The effect of mononitrogen fertilizer system on biochemical status of high fertility Luvisol sandy loam soil was studied during five years in the field experiment. Data interpretation of enzyme diagnostics was done based on the resulting estimation criteria, which is a biochemical coefficient including four key enzymatic parameters and representing the ratio of average speeds of humification and mineralization activities in С and N cycles. Five-year application of mono nitrogen fertilizer system resulted in progressive increase of organic substances mineralization, which enhanced with nitrogen dose rising. It is ecologically advisable to fertilize the soil with the complete mineral fertilizer with the minimal doses of phosphorus and potassium. Thus, humification and mineralization processes are balanced and organic matter is saved.Влияние моноазотной системы удобрений на биохимический статус дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы с высоким содержанием фосфора и калия изучали в течение 5 лет. Интерпретацию данных ферментативной диагностики проводили по результирующему оценочному показателю - биохимическому коэффициенту, учитывающему 4 ключевых энзиматических параметра и представляющему соотношение усредненных скоростей гумификации и минерализации в циклах С и N. Пятилетнее применение моноазотной системы удобрения привело к прогрессирующему усилению минерализационных процессов, скорость которых возрастала с увеличением дозы азота. Экологически целесообразно внесение полного минерального удобрения с минимальными дозами фосфора и калия, при этом процессы гумификации и минерализации сбалансированы, что сберегает органическое вещество

ИОСИФ МИХАЙЛОВИЧ БОГДЕВИЧ (К 80-летию со дня рождения)

Iosif Mikhailovich Bogdevich (To the 80th Anniversary of Birthday).Иосиф Михайлович Богдевич (К 80-летию со дня рождения)

Emulation of a Target Trial From Observational Data to Compare Effectiveness of Casirivimab/Imdevimab and Bamlanivimab/Etesevimab for Early Treatment of Non-Hospitalized Patients With COVID-19

OBJECTIVES: Comparative analysis between different monoclonal antibodies (mAbs) against SARS-CoV-2 are lacking. We present an emulation trial from observational data to compare effectiveness of Bamlanivimab/Etesevimab (BAM/ETE) and Casirivimab/Imdevimab (CAS/IMD) in outpatients with early mild-to-moderate COVID-19 in a real-world scenario of variants of concern (VoCs) from Alpha to Delta. METHODS: Allocation to treatment was subject to mAbs availability, and the measured factors were not used to determine which combination to use. Patients were followed through day 30. Viral load was measured by cycle threshold (CT) on D1 (baseline) and D7. Primary outcome was time to COVID-19-related hospitalization or death from any cause over days 0-30. Weighted pooled logistic regression and marginal structural Cox model by inverse probability weights were used to compare BAM/ETE vs. CAS/IMD. ANCOVA was used to compare mean D7 CT values by intervention. Models were adjusted for calendar month, MASS score and VoCs. We evaluated effect measure modification by VoCs, vaccination, D1 CT levels and enrolment period. RESULTS: COVID19-related hospitalization or death from any cause occurred in 15 of 237 patients in the BAM/ETE group (6.3%) and in 4 of 196 patients in the CAS/IMD group (2.0%) (relative risk reduction [1 minus the relative risk] 72%; p=0.024). Subset analysis carried no evidence that the effect of the intervention was different across stratification factors. There was no evidence in viral load reduction from baseline through day 7 across the two groups (+0.17, 95% -1.41;+1.74, p=0.83). Among patients who experienced primary outcome, none showed a negative RT-PCR test in nasopharyngeal swab (p=0.009) and 82.4% showed still high viral load (p<0.001) on D7. CONCLUSIONS: In a pre-Omicron epidemiologic scenario, CAS/IMD reduced risk of clinical progression of COVID-19 compared to BAM/ETE. This effect was not associated with a concomitant difference in virological response