Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Азотный режим черноземных почв лесостепного Поволжья

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Азотный режим черноземных почв лесостепного Поволжья"



На правах рукописи

ВЛАСОВА Татьяна Алексеевна

АЗОТНЫЙ РЕЖИМ ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ ЛЕСОСТЕПНОГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 06,01,04 — агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1996

Диссертационная работа выполнена в Пензенской сельскохозяйственной академии.

Научные руководители: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Лебедева Т. Б., доктор сельскохозяйственных наук Завалин А. А.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук Явтушенко В. Е., кандидат биологических наук. Ядко В. П.

Ведущее предприятие — Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт химизации сельского хозяйства. ^

Защита состоится 15. лл&А . . . 1996 года

в ..... часов на заседании диссертационного совета

К 120.05.01. при Всероссийском научно-исследовательском институте информатизации агрономии и экологии (143013, Московская обл., Одинцовский район, г. Немчиновка, ул. Агрохимиков, 6).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан . . 1996 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Мерзликин А. С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Черноземы как наиболее плодородные почвы являются важнейшим национальным богатством и главной базой земледелия России. В Среднем Поволжье преобладают выщелоченные черноземы, обеспечивающие максимальную продуктивность пашни. Однако систематическое антропогенное воздействие приводит к постепенному утрачиванию их плодородия. Разрушается почвенная структура, снижается содержание гумуса и азота, изменяется реакция среды. Азот - один из важнейших факторов плодородия почвы и в то же время он является наиболее подвижной его частью, легко изменяется под влиянием хозяйственной деятельности человека и факторов внешней среды. Азотный режим почвы определяет уровень применения удобрений, состояние природной среды и качество растениеводческой продукции, в этой связи, актуальным является знание закономерностей изменения азотного и гумусного состояния черноземов с учетом современного состояния земледелия и региональных особенностей для научно-обоснованного принятия решений по регулированию плодородия почвы и использованию удобрений.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучение закономерностей изменений азотного режима выщелоченного чернозема под влиянием длительного сельскохозяйственного использования и применения удобрений, поиск путей его регулирования. Для этого предусматривалось решение следующих вопросов:

- выявить и количественно определить изменения содержания гумуса и азота в почве, происходящие при длительном сельскохозяйственном использовании выщелоченного чернозема;

- изучить азотный фонд почвы я его изменения в зависимости от характера использования чернозема и применения удобрений:

- исследовать трансформацию азота удобрений в почве, его использование растениями, а также баланс меченого азота 15Я в системе "почва-растение";

- определить влияние ингибиторов нитрификации на динамику минерального азота в почве, урожай и качество растениеводческой продукции.

Научная новизна. В условиях лесостепного Среднего Поволжья исследованы изменения содержания гумуса и азота в зависимости от

длительности распашки выщелоченного чернозема, установлены темпы их снижения в. почве. Изучен азотный фонд целинных и распаханных черноземов, его изменения при использовании удобрений, а также трансформация и баланс меченого азота удобрений 151! в системе "почва-растение". Установлена эффективность совместного внесения ингибиторов нитрификации с минеральными и органическими удобрениями на черноземных почвах.

Практическая значимость работы. Мониторинг содержания гумуса и азота можно использовать для'прогнозирования изменений плодородия выщелоченного чернозема лесостепи Среднего Поволжье и принятия практических решений по его'регулированию. Данные по'динамике азотного режима" почвы, по трансформации.азота удобрений в почве и коэффициенты использования азота растениями являются научной основой для разработки системы применения удобрений. Использование ингибитора нитрификации И-эегуе повысит эффективность азота удобрений и предотвратит загрязнение окружающей среды.•

Апробация работы и публикации. Основные положения диссерта-•ции докладывались' на Всесоюзной научно-практической конференции "Химизация сельскохозяйственного производства", Москва, 1983; конференции "Эффективность применения средств химизации и продуктивность сельскохозяйственных культур", Москва, ВИУА, 1995; научных конференциях Пензенского СХИ, 1983, 1995 гг.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов и практических предложений, изложена на 131 странице машинописного текста.--содержит 33 таблицы, 7 приложений. Список литературы включает 164 источника российских и зарубежных авторов. /

Работа выполнялась на кафедре почвоведения и агрохимии в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ Пензенской СХА.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальные исследования выполнялись с 1979 по 1993 годы путем проведения площадочных, полевых, микрополевых и вегетационного опытов, а также агрохимических анализов 'почв и растений. Исследования почв целинных участков проводилось в. заповедай-

ке Поперечинской степи с различной растительностью. Полученные данные сравнивали с агрохимическими показателями черноземов пахотных участков, используемых в течение 10, 25, 45 и 100 лет. Изучение азотного режима выщелоченного чернозема проводилось также в образцах, отобранных на стационарных опытах ПСХА. Для изучения отдельных вопросов проводили полевые опыты в учхозе сельхозакадемии и в совхозе "Радниковский" на черноземе выщелоченном среднемощном тяжелосуглинистом. Микрополевые опыты закладывали на селекционном питомнике ПСХА, вегетационные опыт проводили в сосудах Вагнера. Почва в микрополевых и вегетационном опытах чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый.

Агрохимическая характеристика почвы до закладки опытов (в зависимости от местоположения) имела следующие показатели: гумус (по Тюрину) 5.1-7.6%, реакция среды пахотного слоя рНКс1 -5.5-6.2, сумма поглощенных оснований (по Каппену-Гильковицу) 20-22 мг-зкв/100 г. легкоуидролизуемый азот , (по Тюрину-Кононовой) 2.8-10 мг/100 г. подвижный Рг05 (по Чирикову} 8-14 мг/100 г, подвижный калий (по Чирикову) 17-25 мг/100 г.

Закладка и проведение .полевых и микрополевых опытов осуществлялась согласно методических указаний для Географической сети ВИУА, вегетационный опыт проводился по 3. И.Курбицкому. В опытах использовали районированные сорта сельскохозяйственных культур и применяли зональные технологии их возделывания. Из минеральных удобрений в зависимости от условий опыта использовали аммиачную селитру, мочевину, карбоаммофоску, сульфат аммония, двойной суперфосфат, хлористый калий .и сернокислый калий.

Для изучения превращений азота удобрений в почве и поступления его в растения применяли сернокислый аммоний, меченый ,3К с обогащением около 60 ат. %. Изотопный соо-тав азота растений и почв после соответствующей подготовки определяли в ВИУА на масспектро-метре МИ 13-05.

Содержание азота в растениях определяли по Къельдалю. показатели качества растениеводческой продукции - по методам, принятым в агрохимических исследованиях.

В образцах почвы определяли: гумус по Тюрину, общий азот по Къельдалю-Йодельбауеру. легкогидролизуемый азот - по Тюрину-Кононовой, нитратный азот по Гриндваль-Ляжу. аммонийный азот с реак-.

тивом Неслера, нитрификационнув способность почвы по Кравкову. аммонификационную способность по Симаковой. Для качественной характеристики азотного фонда почвы использована методика Шконде и Королевой.

Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась по Доспехову Б. А. методом дисперсионного анализа.

Климат района исследований умеренно континентальный, характеризуется колебаниями температуры, относительной влажности воздуха и неравномерностью распределения осадков как в течение года, так и по годам. Среднемноголетняя сумма осадков в год 450 мм. ■ среднегодовая температура воздуха +3.4°С. Во время ' исследований количество атмосферных осадков и среднемесячная температура воздуха вегетационных периодов была различной, что оказало определенное воздействие на азотный режим почвы, рост и продуктивность растений.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние длительного антропогенного воздействия на содержание гумуса и азота в выщелоченном черноземе. Изучение Пензенских черноземов было начато Димо Н. А., продолжено Докучаевым В.В. и Розовым H.H. они отмечали, что содержание гумуса в целинных почвах колебалось от 10.3 до 1556, общего азота - от 0.612 до 0.70135. Проведенные нами исследования черноземов Поперечинской степи выявили тенденцию увеличения за последние 15 лет содержания гумуса с 11.66 до 13.2035, и с 0.544 до 0.590Х общего азота. Эти изменения затрагивают только верхний 0-30 см слой почвы вследствие поступления в него подавляющего количества растительных остатков.

Плодородие определяется типом естественной растительности. В верхнем слое больше гумуса (13.235) и общего азота (0.5935) накапливается в черноземе под травянистой растительностью и меньше под кустарниковой, соответственно 10.8 и 5.2035. Из-за более глубокого проникновения корневой системы под кустарниковой растительностью, больше гумуса и азота накапливается в слое 30-40 см.

Согласно градации гумусного состояния почв (по Гришиной), запасы гумуса в целинных почвах оцениваются очень высокими (более 200 т/га в пахотном и более 600 т/га в метровом слоях). За сто-

_летний период использования чернозема под пашней запасы гумуса в верхнем 0-25 см слое снизились с 280 до 255 т/га или на 20%, при этом ежегодное снижение составляет 0.55 т/га. За тот же период убыль общего азота в почве достигла 2. 7 т/га или ежегодный темп снижения 27 кг/га. Минерализация органического вещества имела место и в нижележащих слоях почвенного профиля, но темпы его были ниже.

Изменения содержания гумуса и азота в почве зависят от длительности использования чернозема под пашней (табл. 1). В первые 10 лет после распашки целины происходит быстрая минерализация гумуса с 13.2 до 9.87% или 0.333% в год. За 25 лет использования почвы под пашней содержание гумуса в 0-25 см -слое снизилось до 9.39% или на 3.81% при среднегодовой минерализации 0.152%. При этом за последние 15 лет темп минерализации существенно замедлился с 0.333% первые ю лет до 0.032% или в 10 раз. Сельскохозяйственное использование чернозема в течение 45 лет привело к падению содержания гумуса ■ в пахотном слое до 8.81%. что составило 0.098% в год. За последние 20 лет снижение составляло 0.58% или 0.013% в год. За 100 лет пахоты содержание гумуса достигло 8.23% или в сравнении с целиной падение составило 4.97% или 0.05% в год, при этом условное снижение содержания гумуса за последние 55 лет равнялось 0.01% в год.

Таблица 1

Содержание гумуса и общего азота в распаханных черноземах, %

Слои почвы, см Культурный возраст

10 лет 25 лет 45 лет 100 лет

Гумус Азот Гумус Азот Гумус Азот Гумус Азот •

0-25 9.87 0.510 9.39 0.500 8.81 0.469 8.23 0.434

25-40 8.67 0.387 8.48 0.329 8.05 0.373 •7.62 0.390

50-60 6.76 0.312 6.64 0.311 6.62 0.314 6.40 0.303

70-80 4.00 0.271 3.94 0.232 3.79 0.240 3.60 0.221

80-90 2.90 0. 175 2.71 0.170 2.65 0. 182 2.60 0.159

110-120 1.24 0. 079 1.01 0. 069 1.13 0.085 1.21 0.076

140-150 1.10 0. 076 0.92 0.064 0.96 0.072 1.00 0. 070

В подпахотном слое почвы 25-40 см при исходном (целинном) содержании гумуса.10.6% снижение после распашки составило: за 10

лет 1.93%, за 25 лет - 2.1235, за 45 лет - 2.55% и за 100 лет -2.98%. В более глубоких слоях почвенного профиля содержание гумуса практически не изменялось.

После распашки целины, наряду с изменениями содержания гумуса. в почве снижалось количество общего азота; Наиболее высокая убыль азота происходит в первые 10 лет. затем интенсивность минерализации органического вещества снижается. Максимальное падение содержания азота отмечено в верхнем 0-40 см слое почвы. В более глубоких слоях почвенного профиля изменения содержания общего азота были менее выражены.

Содержание гумуса и азота в почве зависит от характера сельскохозяйственного использования чернозема. Уровень содержания гумуса 8.23% и азота 0.434%, достигнутый после 100 летнего использования пашни, сохраняется в севообороте с 25% многолетних трав. Снижение содержания гумуса и азота наблюдается при паровании почвы вследствие благоприятных условий для минерализации органичес- • кого вещества и отсутствия его пополнения за счет растительных остатков. Наоборот, при возделывании в течение 5-6 лет бессменно люцерны и тимофеевки, вследствие поступления пожнивно-корневых остатков, содержание гумуса и азота не только сохраняется, но имеет тенденцию к возрастанию.

Изучение фракционного состава азотистых веществ чернозема показало (табл. 2), что основная часть азота 98.8-99.4% представлена органическими соединениями, среди которых преобладающей формой является фракция негидролизуемого азота - 69-76%. В целинных участках содержание этой фракции азота составляет 74.6-76.6% и несколько меньше 69.0-70.2% на пашне.

Высокая доля негидролизуемой фракции азота в целинных и пахотных почвах свидетельствует о ее малой подвижности. В составе гидролизуемых соединений значительную долю занимают трудногидро-лизуемая (17-21%). При длительном сельскохозяйственном использовании характерно уменьшение этой фракции.

Максимальное содержание легкогидролизуемого азота, являющегося ближайшим резервом для минерализации, было в верхнем слое почвы, с глубиной оно уменьшается. Больше этой фракции в пахотных почвах по сравнению с целинными. • •

Количество минерального азота находится в пределах от 0.2 до

Таблица 2

Форш азота в черноземных почвах

Слои, см N общий, % Н минеральный. N органических соединений

Угодия легко- гидроли- зуемый трудно- гидроли- зуемый негидро-лизуемый

Поперечинская степь. 0-25 0.590 17.7 0.3 365.8 6.2 997.1 16.9 4519.4 76.6

целина 30-60 0.372 7.4 0.2 193.4 5.2 718.0 19.3 2801.2 75.3

Поперечинская степь. 0-25 0.434 21.7 0.5 386.3 -8.9 '937.0 21.6 2994.6 69.0

пашня 30-60 0.347 10.4* 0.3 221.1 6.4 707.9 20.4 2529.6 72.9

Кустарниковая степь. 0-25 0.515 20.6 0.4 360.5 7.0 -927.0 18.0 3841.9 74.6

целина 30-60 0.355 10.7 0.3 213.0 6.0 699.4 19.7 2627.0 74.0

Кустарниковая степь, 0-25 0.427 25.6 0.6 384.3 9.0 862.5 ¿0.2 2997.5 70.2

пашня 30-60 0.301 12.0 0.4 240.8 8.0 629.1 20.9 2128.1 70.7

Примечание: числитель - мг/кг, знаменатель - % к общему.

0.6%, вниз по профилю содержание его уменьшается. После распашки количество минерального азота из-за усиления процессов минерализации. как правило, повышается.

Характер использования распаханного чернозема существенно влияет на содержание форм азота в почве. В пару возрастает доля легкогидролизуемого и минерального азота по сравнению с многолетними злаковыми травами. Удобрения почти в два раза увеличивают количество доступного растениям азота как в пахотном, так и в

- а -

подпахотном слоях почвы. При экстенсивном земледелии снижаются запасы всех фракций почвенного азота, а систематическое длительное применение органических и минеральных удобрений в сочетании с -. другими агротехническими приемами позволяет не только сохранить почвенные запасы азота, но и постепенно их увеличивать.

В оптимальных условиях температуры, влажности и аэрации выщелоченный чернозем обладает высокой китрификационной и аммонифи-кационной способностями. В верхнем слое почвы, сформировавшейся как под травянистой, так и кустарниковой растительностью отмечается значительное накопление Н-М03: После распашки больше накап-' ливается нитратного азота в почве ранее'занятой травянистой растительностью, мйкьше - в почве, занятой.ранее кустарниковой растительностью. В подпахотном 25-40 см слое почвы абсолютное накопление N-N03 было существенно меньше по сравнению с верхним слоем, но характер влияния растительности сохранялся. В глубоких слоях почвенного профиля процессы нитрификации существенно ниже.

Больше аммонийного азота накапливается в верхнем слое целин-йой почвы, занятой обеими видами растительности, поскольку здесь имеются значительные запасы легкогидролизуемого азота. В почвенных образцах, отобранных из пахотного слоя обеих Степей за период компостирования количество И-КН4 несколько снижалось по сравнении с исходным состоянием, поскольку эта форма азота является источником для накопления N-N03. В слое 25-40 см независимо от характера использования почвы при компостировании накапливается аммонийный азот, но больше его было в целинной почве. Это свидетельствует о значительных резервах азота для образования N-N114, в распаханных же черноземах он уже/прошел стадию минерализации. С глубиной процессы аммонификации снижаются из-за уменьшения количества аммонифицирующих микроорганизмов.

Динамика содержания минеральных форм азота в почве. В исследованиях на различных объектах установлено, что наиболее интен^ сивно в полевых условиях накопление нитратного азота в почве происходит на паровых площадках. Интенсивность нитрификации зависит от погодных условий, в годы с недостаточным количеством осадков она снижается и возрастает при достаточном увлажнении почвы. Пахотный слой обладает большей способностью к образованию- N-N03, с глубиной накопление этого соединения азота резко снижается. Боль-

ше нитратного азота накапливается в почве под картофелем и зернобобовыми. затем под зерновыми и многолетними злаковыми травами, что связано с агротехническими приемами их возделывания и биологическими особенностями азотного питания. Содержание нитратного азота подвержено сезонному колебанию. В начале вегетации его содержится мало, по мере роста растений за счет усиливающихся процессов минерализации почвенного азота количество N-N03 возрастает. К завершению вегетационного периода, вследствие потребления азота растениями и снижения активности нитрификаторов, концентрация азота нитратов в почве резко падает.

Содержание аммонийного азота в почве в меньшей степени подвержено колебаниям в зависимости от вида культуры и условий года. Однако, больше накапливается аммонийного азота в чистом пару, благодаря хорошим условиям для аммонификации. Максимальное содержание N-NN4 в почве отмечается весной. Летом, вследствие потребле-, ния азота растениями и окисления до нитратов, количество аммонийного азота в почве уменьшается. К завершению вегетационного периода содержание )1-Ш4 возрастает, но не достигает весенних запасов.

Азотные удобрения повышают содержание минеральных форм азота в почве под растениями (табл. 3).

Таблица 3

Влияние удобрений на содержание минерального азота в 0-25 см слое почвы под яровой пшеницей, мг/кг (среднее за 3 года)

Варианты Формы азота Фазы развития пшеницы Урожай зерна, ц/га

всходы кущение труб-кование колошение молочная спе. восковая юсть

Без удоб- нитратная 5.5 6.3 6.1 4.2 7.2 5.0 21.3

рений аммонийная 18.8 21.5 14.5 13.3 13.6 14.2

РвоКбо нитратная 4.9 10.0 8.6 5.8 7.5 5.7 23.6

аммонийная 19.4 22.3 14.9 14.0 14.6 14.8

КеоРбоКбо нитратная 18.9 20. 5 16.2 7.5 12.4 9.0 25.9

аммонийная 20.8 23.5 16.2 14.1 15.1 16.4

При внесении в предпосевную культивацию И60 существенно возрастало количество Я-ЫОэ в почве. В засушливый год содержание нитратного азота в почве было минимальным и мало зависело от

удобрений. Максимальное количество азота нитратов отмечается в первую половину вегетации, по мере потребления азота растениями оно снижается.

Содержание в почве аммонийного азота, как правило, не зависело от уровней удобренности и от погодных условий. Больше ГМШ* было в начале вегетации и снижалось к ее завершению вследствие потребления азота растениями и включения в биохимические процессы в почве.

Внесение органических и минеральных удобрений увеличивает запасы нитратного азота не только в верхних, но и в более глубоких слоях почвенного профиля (табл. 4).

Таблица 4

Увеличение запасов нитратного азота в почве под кукурузой, кг/га (по отношению к фону без удобрений, среднее за 2 года)

Слои почвы, см При посеве После уборки

Навоз 100 т/г а Nl80Pe<)Kl50 Навоз 100 т/га NiaoPeoKl50

0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 37.3 31.9 ■ 18.7 9.0 7.5 59.5 50.2 35.6 15.3 12.1 22.7 18.6 16.7 13.7 12.1 35.9 34.3 36.5 10.8 12.1

Связано это, как с нисходящим перемещением N-N03. так и с дополнительной мобилизацией азота почвы при внесении азотсодержащих удобрений.

Превращение азота минеральных удобрений в выщелоченном черноземе (опыта с 15N). В микрополевом опыте с использованием стабильного изотопа 1SN установлено (табл. 5). что в год внесения в почве под растениями закрепляется от 46 до 50% азота удобрения, используется растениями - 40-43%. При внесении (NH4)2S04 на паровой площадке (без растений) в почве остается 81% азота удобрения. В специальном вегетационном опыте выявлены размеры потерь азота удобрения с инфильтрационными водами, равные 1% от внесенной дозы. Учитывая это, рассчитаны неучтенные потери азота в год внесений удобрения, равные 6-17%. На паровой площадке неучтенные потери азота были выше, чем под растениями (табл. 5).

Таблица 5

БАЛАНС АЗОТА УДОБРЕНИЙ (|5К) В ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЧЕРНОЗЕМЕ (Микрополевой опыт)

Значения баланса

Варианты Статьи баланса В 1 год На 3 год

г/сосуд % г/сосуд %

1. Горох-озимая рожь-овес Внесено с удобрениями Вынос с урожаем 2.25 0.97 100 43 2.25 1.08 100

Закрепление в почве 1.14 50 0.97

Вымывание с инфиль-трациониыми водами 0.02 1 0.06 3

Неучтенные потерн 0.12 6 0.14 6

2. Кукуруза-озимая рожь-овес Внесено с удобрениями Вынос с урожаем 2.25 0.82 100 36 2.25 0.89 100 40

Закрепилось в почве 1.03 46 0.93 41

Вымыиание с инфиль-трацноннымн водами 0.02 1 0.06 3

Неучтенные потери 0.38 17 0.37 16

3. Пар чнстый-оэимая рожь-овес Внесено с удобрненнями Вынос с урожаем 2.25 100 2.25 0.86 100 38

Закрепилось в почве 1.84 81 1.06 47

Вымывание с инфиль-трационными водами 0.02 1 0.06 3

Неучтенные потери 0.39 17 0.27 12

В последующие годы использование растениями закрепленного азота удобрений было невелико и составляло 4-5% от внесенной дозы, и основная часть ранее закрепленного азота оставалась в почве. В сумме за 3 года (прямое действие и последействие) растениями использовано 38-48%, закрепилось в почве 41-47%, потери с ин-фильтрационными водами составили 1-3% и неучтенные потери 7-16% от внесенной дозы удобрения (табл. 5).

В год внесения удобрения, в зависимости от вида пара, 51-82% азота закрепляется в почве преимущественно в составе трудногидро-лизуемой и негидролизуемой фракциях (табл. 6).

Таблица 6

Закрепление азота удобрений 15Н по фракциям почвенного азота

Варианты

Внесено N.

г/сосуд

Закрепилось в почве

г/сосуд

% от дозы

Распределение N по фракциям

минеральный

легко-

гидроли-

зуемый

трудно-

гидроли-

зуемый

негид-

роли-

зуемый

1.Горох

2.Кукуруза

3.Пар чистый

1.Горох-озимая рожь-овес

2.Кукуруза-озимая рожь овес

3.Чистый пар-озимая рожь-овес

2.25 2.25 2.25

2,25

2.25

2.25

В год внесения (после уборки)

" 0.22 ---

1.14 1.03 1.84

51 46 82

Через 8 года

43

19 0.15

14 0.18

0.97 0.93 1.06

41 47

10 (пос

0.01

1

0.01

1

0.03

0. 34 0.38 0.20

30 33 18

0.20 0.38 0.30

20 37 29

0.24 0.59 0.41

13 32 45

уборки

0.24 0.34 0.38

25 35 49

0.19 0.32 0.51

20 35 54

0.27 0.30 0.46

26 28 43

Примечание: числитель - мг/кг, знаменатель - % к закрепленному N.

Незначительное количество остаточного количества удобрения находилось в минеральной форме (10-19%), от 13 до 30% - в легко-гидролизуемой. Если относительное количество азота, закрепившегося в трудногидролизуемой фракции, практически не зависело от вида

пара, то на площадке без растений азот закреплялся в меньшей степени в составе легкогидролизуемой и минеральной формах и больше в негидролизуемой.

При последующем выращивании растений, закрепленный в почве азот удобрений подвергался дальнейшим превращениям. В первую очередь снижается его количество в минеральной и легкогидролизуемой формах за счет выноса урожаем, трансформации в другие формы и потерь. Количество азота, закрепленного в трудногидролизуемой фракции также снижалось, причем в большей степени это выражено по чистому пару. Эта форма азота, как и ранее названные фракции, в результате биохимических превращений может мобилизоваться в не-гидролизуемый азот, о чем и свидетельствует увеличение азота удобрения в этой фракции (табл. 6).

Повышение эффективности азотных удобрений с помощью ингибиторов нитрификации. В опыте с яровой пшеницей установлено, что эффективность ингибиторов нитрификации зависит от погодных условий (табл. 7). При засухе (1984 г) ингибиторы нитрификации не влияли на продуктивность яровой пшеницы, в относительно благоприятные 1982 и 1986 гг, хотя получено увеличение урожайности от азотных удобрений, однако существенных прибавок от ингибиторов не было. Положительное действие ингибиторов нитрификации проявляется в благоприятном для пшеницы 1985 г (табл. .7).

Максимальный эффект при совместном внесении с мочевиной получен от ингибитора М-эегуе (+9.5 ц/га), затем следовал АТС (+7.8 ц/га), минимальная прибавка (4.8 ц/га) была от ЦТ. Действовали ингибиторы нитрификации в этом году и при совместном внесении с КАФК (табл. 7), причем наиболее эффективным был N-serve.

Применение Я-зегуе совместно с навозными стоками в качестве полива многолетних злаковых трав обеспечивало достоверное увеличение их продуктивности в результате достаточного водообеспечеиия растений. Роль достаточного водообеспечеиия растений в положительном действии ингибиторов нитрификации подтверждается данными, микропоЛевого опыта с кукурузой (табл. 8).

Содержание нитратного азота в почве зависело от применения ингибиторов нитрификации, положительное действие которых продолжается 30-40 дней (до трубкования яровой пшеницы). В результате этого в начальные фазы роста пшеницы сокращается перемещение

Таблица 7

Влияние азотных удобрений и ингибиторов нитрификации на урожайность зерна яровой пшеницы, ц/га

Варианты Годы Средний урожай

1982 1984 1985 1986

1.Без удобрений 23.9 11.2 29.0 21 3 21.3

2.Р60К60-Ф0Н(Ф) 25.8 12.0 33.2 22 9 23.1

3. Ф+^о(мочевина) 27.4 14.2 36.0 24 6 25.2

4.Ф»-Кбо+АТС 27.9 14.3 44.2 25. 8 27.3

5.3и-Нбо+М-зегуе 28.2 14.9 46.5 28 2 29.0

б.Ф^бо+ЦГ - 14.7 40.8 27.7

7.КАФК 28.2 14.3 40.4 27.3

8. КАФК+АТС 29.1 14.8 43.0 28.8

9.КАФК+Л-веГУе 29.4 14.9 53.3 30.8

Р, % НСР05. Ц/га 2.4 1.4 2.1 1.2 2.9 2.3 1. 1. 00 00

Таблица 8

Действие И-Бегуе на продуктивность кукурузы, г/сосуд (зеленая масса, среднее за 2 года)

Варианты Без полива На поливе

Урожай Прибавка от Урожай Прибавка от

N + ингибитор ингибитор N + ингибитор ингибитор

Р12оК1го 256 - - 350 - -

Н80Р120К120 294 38- 444 94 -

МвоР12оК1го + 60

И-вегуе 331 75 37 504 154

Р, % - 2.7-3.0;

НСР06ц - 30-40 ц/га; НСРудо6р. - 20-28 ц/га; НСРполив - 20-28 ц/га.

N-N03 в нижележащие слои почвы. Наибольшим ингибирумцим эффектом обладал Ы-зегче, АТС уступал ему. Положительно влиял Н-Бегуе на азотный режим почвы при совместном внесении его с навозными стоками в качестве полиба многолетних злаковых трав. В условиях орошения действие ингибитора М-эегуе усиливалось по сравнению с богарным фоном.

Определение показателей качества растениеводческой продукции выявило, что азотные удобрения повышают белковость зерна яровой пшеницы, однако положительного влияния ингибиторов не было. В зеленой массе многолетних злаковых трав под действием азотных удобрений и ингибитора нитрификации возрастает содержание сырого белка, сырого жира и каротина.

ВЫВОДЫ

1. Максимальный темп снижения содержания гумуса ' и азота в верхнем пахотном слое выщелоченного чернозема наблюдается в первые 10 лет после распашки, в последующие 15 лет он существенно ослабевает, стабилизируется к 45 годам и этот темп сохраняется до 100 лет.

В подпахотном слое потери гумуса и азота происходят со значительно меньшим темпом, в нижележащих слоях почвенного профиля содержание гумуса и общего азота не претерпевает существенных изменений.

2. Приемы использования выщелоченного чернозема существенно влияют на содержание гумуса и азота в пахотном слое. На паровых площадках происходит максимальная минерализация органического вещества. Исходный уровень содержания гумуса и азота в почве сохраняется в севообороте с 25% многолетних бобово-злаковых трав. При бессменном возделывании многолетних бобовых и злаковых трав количество органического вещества в почве имеет тенденцию к возрастанию.

3. Азотный фонд выщелоченного чернозема представлен преимущественно органическими соединениями, на долю минерального азота приходится 0.2-0.6% от общих его запасов. В составе органических соединений преобладает негидролизуемая фракция (69-75%), трудно-гидролизуемая составляет 17-21% и 5-9Ж приходится на легкогидро-лизуемую фракцию.

4. При благоприятных условиях в пахотном слое выщелоченного чернозема накапливается за счет минерализации значительное количество нитратного (20-60 мг/кг) и аммонийного (10-40 мг/кг) азота. в распаханных почвах процессы нитрификации значительно выше по сравнению с целинными аналогами. В черноземе, сформировавшемся под травянистой растительностью накапливается больше минерального азота.

5. В период вегетации в почве при внесении удобрений или без них наибольшим изменениям подвержено содержание нитратного азота, количество аммонийного азота остается относительно стабильным. Неиспользованный растениями из удобрений и дополнительно мобилизованный нитратный азот почвы перемещается в нижележащие слои.

6. В год внесения в почве закрепляется от 46 до 50% азота удобрения. 50-80% закрепившегося азота удобрения локализуется в

^ трудногидролизуемой и негидролизуемой фракциях. В доступных растениям формах (минеральной и легкогидролизуемой) фиксируется от 20 до 50% азота удобрения. В последействии иммобилизации подвергается только 4-5% от внесенной дозы азота. В результате этого, а также биохимических превращений снижается закрепление азота удобрения в минеральной и легкогидролизуемой и возрастает в трудногидролизуемой и негидролизуемой фракциях почвенного азота.

7. Коэффициент использования азота (1SN) удобрения составляет 39.5% (36.. .43) в первый год и 4.5% (4. ..5) в последействии. В год внесения удобрения с инфильтрационными водами вымывается около 1%, а неучтенные потери азота достигают 11.6% (6...17) от дозы.

8. Действие ингибиторов нитрификации на продуктивность яровой пшеницы, многолетних злаковых трав и кукурузы зависит от условий увлажнения выщелоченного чернозема. Достоверное увеличение урожая зерна яровой пшеницы от совместного внесения с азотными удобрениями было только при достаточном обеспечении растений влагой. наибольшие прибавки урожая зерна пшеницы получены от ингибитора N-serve, затем от АТС и ЦТ.

При орошении эффективность ингибиторов нитрификации возрастает вследствие улучшения водообеспеченности растений.

9. Ингибиторы, подавляя нитрификацию аммонийного азота удобрений и почвы в течение 30-40 дней, предотвращают во влажные года перемещение нитратного азота в нижележащие слои почвенного профи-

ля, улучшая при этом обеспеченность растений азотом, в результате чего возрастает их продуктивность и улучшается

качество продукции.

Практические предложения

При разработке систем применения азотных удобрений необходимо учитывать высокую нитрификационную и аммо-нификационную способность выщелоченных черноземов, достигающую 20—60 мг/кг Ы—ЫОз и 10—40 мг/кг Ы—ЫН4. Дозы азотных удобрений следует рассчитывать с учетом содержания минерального азота в почве, что значительно снизит затраты удобрений на получение продукции.

В целях предотвращения процессов нитрификации целесообразно совместное применение азотных удобрений с ингибиторами нитрификации, эффективность которых возрастает при достаточной водообеспеченности растений.

Опубликованные работы по теме диссертации

1. Действие ингибитора нитрификации в условиях орошения на черноземных почвах Пензенской области//Тезисы докл. обл. научно-практической конференции «Молодые ученые и специалисты в комплексном, экономическом и социальном развитии области», Пенза, 1983, с. 119—121.

2. Ингибиторы нитрификации и эффективность удобрений//Степные просторы, 1984, № 4, с. 8—9.

3. Применение ингибиторов нитрификации для снижения потерь азота и повышения эффективности азотных удобрений//Тез. докл. Всесоюзной научно-практической конференции «Химизация сельскохозяйственного производства». М., 1983, с. 15—16.

4. Азотный фонд черноземных почв лесостепного Поволжья / Сборник научных трудов Самарского СХИ. Самара, 1994, ч. 1, с. 73—78.

5. Изменение азотного режима черноземных почв лесостепного Поволжья // Тез. докл. XXX конференции «Эффективность применения средств химизации и продуктивность сельскохозяйственных культур». М., 1995, с. 15—16.

6. Диагностика азотного режима черноземных почв лесостепного

Поволжья // Тез. докл. научной конференции в Пензенском сельхозинституте. Пенза, 1995, с. 52—53.

Заказ 237

Объем 1 п. л.

Тираж 100

Типография издательства МСХА им. К- А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44