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"

л-з/^

На правах рукописи

У

у

ВЛАСОВА Татьяна Алексеевна

АЗОТНЫЙ РЕЖИМ ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ ЛЕСОСТЕПНОГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.04 — агрохимия

Автореферат

- л диссертации на соискание ученой степени

. г4.> кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1996

ОЧОхаш Ь п&ъ&с

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 Явтушекко В. Е., кандидат биологических наук Яцко В. П.

Ведущее предприятие — Всероссийский научно-исследовательский и пр о ектн о - техно логический институт химизации сельского хозяйства.

Зашита состоится ......... 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

Мерзликии-А. С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ •

Актуальность темы. Черноземы как наиболее плодородные почвы являются важнейшим национальным богатством и главной базой земледелия России. В Среднем Поволжье преобладает выщелоченные черно--земы. 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 вли- • яниеы хозяйственной деятельности человека и факторов внешней среда. Азотный режим почвы определяет уровень применения удобрений, состояние природной среды и качество растениеводческой продукции, в этой связи, актуальным является знание закономерностей изменения азотного и гуыусного 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, происходите ври длительном сельскохо- ■ . эяйственном использовании выщелоченного чернозема;;

' " ■. - изучить азотный фонд почвы и 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 15Н в сис-. теме •почва-растенке"; '

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

продукции. •

. раучная- новизна.' В условиях лесостепного Среднего Поволжья

■ исследованы изменения содержания гумуса и азота в зависимости от

ЦЕНТРАЛЬНАЯ. :

наум""1 библиотека ".

Моск. • ■ ■ - Ь'..домни ..

Инв. ИзАЛ^^-

длительности распашки выщелоченного чернозема, установлены темш их снижения в.почве. Изучен азотный фонд целинных и распаханных черноземов, его изменения при использовании удобрений, а также трансформация и баланс , меченого азота удобрений '5!! в системе : "почва-растение". Установлена эффективность совместного внесения ингибиторов нитрификации с минеральными и органическими удобрениями на черноземных почвах. . •

р&актичеакаа аначшость работа. Мониторинг содержания гумуса и азота можно использовать для'прогнозирования изменений плодоро- , дия выщелоченного чернозема лесостепи Среднего Поволжье и приня-. тая практических решений по его-регулированию. Данные по* динамике , азотного режиме! почвы, по трансформации .азота удобрений в почве и' коэффициенты использования азота растениями являются научной'- основой для разработки системы применения удобрений. Использование ингибитора нитрификации H-serve 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. 1963, 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 за- : . рубежных авторов. j

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

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальные исследования выполнялись с 1979 по 1993 годы путем проведения площадочных, полевых, микрополевых и веге-■ тадаонного 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 такие 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 тяжелосуглинистий. .• ■".

- Агрохимическая характеристика почвы до закладки - опытов (а 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) 120-22 мг-экв/100 г," легкогшфолизуемый азот.(по Тюрину-Кононовой) 2.8-ю мг/100 г. подвижный :Р*05 (по Чирикову) 8-14 мг/100 г, подвижный калий (по Чирикову) 17-25 мг/100. г.

■'. закладка « проведение ,полевых й микрополевых опытов осуществлялась согласно методических указаний " для Географической сети ШУА, вегетационный опыт проводился по З.и.журСицкому., 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 сернокислый калий.' -

: Для изучения превращений азота удобрений в почве ипоступле-) ния его в растения применяли сернокислый аммоний, меченый ,5Я с обогащением около 60 ат.Ж. Изотопный состав азота растений и почв после соответствующей - подготовки определяли в ШУА на масспектро--; метре КИ 13-05. -.'- \ ; ■-..";■ ■ ■ ■• ■. ' ^ '. ; V:

'-".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 Къельдал»-йодельбауеру,' легкогидролизуемый азот - по Тюрину-Кононовой. нитратный.азот по Гриндваль-Ляжу.' аммонийный азот.с реак-.

тивом Неслера, . нитрификационнуп способность почвы по Кравкову. аммонификационну» способность по Симаковой.' Для качественной характеристики азотного фонда почвы использована методика Шконде и : Королевой.' • / ч -' ' ■ '. .1 - - ■ "- Л

Статистическая обработка экспериментальных данных' провода-.лась по 'Доспехову в. А. методом дисперсионного анализа.

Климат района исследований умеренно континентальный,, характеризуется колебаниями температуры, относительной влажности воздуха и неравномерность» распределения осадков как в течение года, так и по годам. средкемноголетняя сумма осадков в год 450 мм.* среднегодовая температура воздуха +3.4°£ 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 H.A.. продолжено Докучаевым В.В. и Розовым H.H. они отмечали, что содержание гумуса в целинных почвах колебалось от Ю.з до 1536. общего азота - от 0.612 до 0.701*. Проведенные нами исследования черноземов Поперечинской степи выявили тенденцию увеличения за последние 15 лет содержания гумуса с 11.66 до 13.20%. и с 0.544 до 0.590% 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 (13.2%) и общего азота (0.59Ж) накал- ' ливается в черноземе под травянистой растительностью к меньше под кустарниковой, соответственно 10,8 и 5.205Е. Из-за более глубокого проникновения корневой системы под кустарниковой растительностью.-. больше гумуса и азота накапливается s 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 ото-

■летний период использования чернозема под пашней запасы гумуса в верхнем 0-25 см слое снизились с 280 до 255 т/га или на 202, при этом ежегодное снижение составляет 0.55 т/га1- 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

НИЖв. . ■'.■"■'■ '■.■ ' -' ■"■■'■'■' -,'■'

^ ' Изменения содержания гумуса и азота в почве зависят.от дли' тельности использования чернозема пол пашей {табл. 1 1). В первые ; 10 лет после распашки целины происходит быстрая минерализация гу-' муса 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 '9.3955 или на 3.81Я> при' среднегодовой минерализации о. 152%. При этом за последние 15 лет темп минерализации существенно замедлился с О.ЗЗЗЖ . первыер10 лет до 0.032% или вЮ раз: . Сельскохозяйственное использование чернозема в течение 45 лет привело к падв-;,нию содержаниягумуса - в пахотном слое до 8.81%, / что составило ^О.ОЭЗХ в год."За последние 20 лет снижение,составляло 0.58Ж или 0.0135Е в год. -За 100 лет пахоты содержание гунуса достигло 8.23Х. или в сравнении сцелиной падение составило 4.97% ;или- 01053£,'В ■■год;.'при этом условное снижение содержания гумуса за последние 55' ■ лет равнялось'0.01« в год. ■'■ О'':,- - : - "■ ^ ■ У-У.-

*.■.;; V " ■':.,.■;; ■■'■г-..■.■ ■.■■-;;, V-;таблица г''•'•/*;'• • Содержание гумуса и общего азота в распаханных черноземах. % :

Слои -почвы, см ■" , Культурный возраст ■■' V.

ю лет ; ■'■ 25 лет. . 45 лет-" юо лет -

Гумус • Азот Гумус азот Гумус Азот, Гумус Азот ■

0-25 9.87 0.510 9.39 0,500 6.81 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 г. 71 0.170 5.65. 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.Ю.6ЭЕ снижение после распашки составило:' за 10

дет 1.93%, за 25 лет - й. 12%, 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 изменения»« 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 почва. В более глубоких слоях почвенного профиля . изменения содержания общего азота были менее выражены. • • *

Содержание гумуса и азота впочве 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 поч- ■■■ вы 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 тожнивно-корневых остатков, содержание гумуса и азота не только'сохраняется, но имеет тенденцию к возрастаний. ■ '

Изучение фракционного состава азотистых веществ чернозема показало (табл. 2), что основная часть азота 98.8-99.4% представлена, органическими соединениями, среди которых греобладавщея 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 найме. .

Высокая доля негидролизуеыо^ фракции азота в целинных и пахотных почвах свидетельствует о ее малой подвижности. . В составе . гидролизуемых соединения значительную долю занимают трудно гидро- . лизуемая (17-21%) . При длительном сельскохозяйственном использо- ' вании характерно уменьшение этой фракции. • ■

Максимальное содержание лепсогидролизуемого 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

'■.■■■" V ■■■ ■.-'.-■ '' ; '" .'*.'" Таблица 2

1 Формы азота в черноземных почвах,"■■■■

Слои, см » общий, ■ . % » . минеральный.; ' N органических соединений

Угодня легко- гидроли- эуемый трудно- гидрояи- зуемый' негидро-лизуекый

Поперечршская степь," , 0-25 0.590 17.7 . ^ТГЗ 365.8 . ээтд .' 16.9

целина 30-60 0.372 : И. тл че ■2801.2"

Поперечинская степь, . 0-25 0.434 шл ..ТГ5 . Э37,0 ; 21.6

:- пашня 30-60 0,347 ; т. Ш 2529,6

Кустарниковая степь, 0-25 0.515 ' 20.6 : Л^г 360.5 927.0 ТО 3841.9 ' 74.6

целина . 30-60 0.355 10.7 "(573 213.0 ■ ~еТо 2627.0 74. о;

Кустарниковая степь. 0-25 0.427 384,3 Й.6 862.5 .2997.5 70.2

пашня V 30-60 0.301 -■и Щ4 8.0 ' 629.1 ■ ¿0.9 . 7077

Примечание: числительмг/кг,. знаменатель - % к общему.

0.62,.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 лепсогидролизуемого 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

подпахотном слоях почвы. При экстенсивном земледелии снижается 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 татрификационной и аымонифи-кационной способностями. <В верхнем слое почвы, сформировавшейся, как под травянистой, так и кустарниковой растительность!) отмечается значительное накопление Н-Н03: После распашки больше накапливается нитратного азота в почве ранее*занятой травянистой растительность». мйыие - в почве, занятой .ранее кустарниковой рас-: тктельностью. в подпахотном 25-40 см слое почвы абсолютное накопление Я-ЫОэ 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 целинной 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 Н-МН4 несколько снижалось по сравнению с исходным состоянием, поскольку эта форма азота является источником для накопления М-ЛОз. 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 К-МН«. в распаханных же черноземах он, уже/прошел стадию минерализации. С глубиной процессы аммонификации снижаются из-за уменьшения коли-, чества 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 плочрдках.;'. 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 Я-КОз. 6 глубиной накопление этого соединения азота резко снижается^ Боль-

ив 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 растения за счет усиливающихся про- ' . цессов минерализации почвенного азота количество М-ЯОз 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 под- ■ вержено колебаниям в зависимости от.вида культуры и условий года. ; Однако! больше накапливается аммонийного азота в чистом пару.бла-_ годаря хорошим условиям для аммонификации. Максимальное содержание 1ЬНН* в почве отмечается весной. Летом, вследствие потребле- . , ния азота растениями и окисления до нитратов, количество аммоний- .. ного азота в. почве уменьшается. К завершению вегетационного пери- , ода содержание И-КН4 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-ко ванне колошение молочная спе. восковая юсть'

Без удобрений-РбоКво ИбоРеоКв« нитратная аммонийная нитратная аммонийная нитратная аммонийная 5.5 18.8 4.9 19.4 18.9 20.8 6.3 21.5 10.0 22.3 20.5 23.5 6.1 14:5 8.6 14.9 16.2 16.2 4.2 13.3 5.8 14.0 7.5 14.1 7.2 13.6 ■7.5 14.6 12.4 15.1 5.0 14.2 5.7 14.8 9.0 16.4 21.3 23; б 25.9

При внесении в предпосевную - культивацию Н«0 существенно возрастало количество М-НОа 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 зави- . ' село от уровней удобренности и от погодных условий. Больше М-НН* 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 удобрения, среднее за 2 года) ■

При посеве После уборки

почвы. Навоз МкоРеоКио Навоз ' М1воРв»К|50 ..

см 100 т/г а 100 т/га

0-20 37.3 59.5 , 22.7 35.9

20-40 31.9 50.2 . 18.6 . 34,3

40-60 • 18.7 35.6 16.7 36.5

60-80 . 9.0 15.3 13.7 10.8

80-100 7.5 12.1 12.1 12.1

Связано это. как с.нисходящим перемещением Н-И03, так и с ' дополнительной мобилизацией азота почвы при внесении азотсодержащих удобрения. ..■■'■"."

Превращение азота минеральных удобрений в выщелоченном чер- ' ноземе (опыты с В микрополевом опыте с использованием ста-

бильного изотопа 18к установлено (табл. . 5). что в год внесения в ' почве под растениями закрепляется от 48, до 5056 азота удобрения. , используется растениями - 40-43%. 'При внесении (ЫН^вВО* на. таро-: , вой.площадке (без растений) в почве остается 81ЭГазота удобрения. . : В специальном вегетационном опыте выявлены размера потерь азота- ■'. удобрения с инфильтрационкыми водами.' равные 1% от внесенной дозы. Учитывая это. рассчитаны неучтенные потери азота в год внесе- ; ния удобрения, .равные 6-17%. На паровой площадке, неучтенные поте- V '.'. ри азота были выше, чем под растениями (табл. 5).'

Таблица $

' БАЛАНС АЗОТА УДОБРЕНИЙ (,5К> В ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЧЕРНОЗЕМЕ (Микропопевой опьст) ,

Значения баланса

Варнакш

Статьи баланса

В 1 год

. На 3 ГОД

г/сосуд

г/сосуд 'А

I. Горох- Внесено с удобрениями 2.25

озими рожь- "

овес ■ .. Вынос с урожаем 0.97

Закреплен не в почке - 1.14

^. - Вымывание с икфкль-

трацкокными водами 0.02

Неу>пеиные потери 0.12

100 2.25 ' 100 43 1.08 4* 50 0.97 4$

0.06 0.14

3 6

2. Кукуруза- Внесено с удобрениями озимая рожь-

Выкос с урожаем

Закрепилось а почве

Вымыианнесннфмпь-трацнонниын водами

• ■ Неучтенные потерн

2.23 0.82 1.03"

0.02 0.38

100 3« • 46

1 17

2.25 100 '0.89 40 0.93 ' 41

0.06 0.37

3 16

3. Пар чистый- , Внесено с удобрнениамн 2.23 оэямаарожь- * ■ -Вынос с урожаем

Закрепилось в почве 1.84 .

Вымывание с имфшь>-

трбцношыми водами _ 0.02

Неучтенные лотерн ' - 0.39

100

81

2.25 100 0.86 38 1.06 47

I 0.06. 3 17 '. 0.27 ' 12

В последующие годы использование растениями закрепленного' азота удобрений было невелико и составляло 4-5Ж 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 7-163Е от внесенной дозы удобрения (табл. 5).

' В год внесения удобрения, в зависимости от вида пара, 51-8255 азота закрепляется в почве преимущественно в составе труднопидро-лизуемой и негидролизуекой фракциях (табл. 6). .

' ■ Таблица б

Закрепление азота удобрений 15Н по фракциям почвенного азота'

'. Варианты Внесено N. г/сосуд Закрепилось в почве Распределение N по фракциям

минеральный легко- гидроли- зуемый трудно-гидроли-зуемый - негид- роли- зуемый

г/сосуд 35 от дозы

1.Горох " 2.Кукуруза 3.Пар чистый 1.Горох-озимая рожь-овес 2. Кукуруза-озимая рожь овес 3. Чйстья тар^ озимая рожь-овес - . 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2,25 1 год 1.14 1.03 1.84 :ерез 0.97 0.93 ■ 1.06 ягесеш 51 46 82 i года 43 ' 41 47 [Я <ПО! V 0.15 ."и" 0Л8 (кос. 0.01 1 0.01 0.03 •ле убора 0.34 0.20 ■ 20 * и уборки 0.24 W 4) 0.38 0.38 "ЗГ 0.59 0.34 -'W.7 0.30 "28" 0-20 18 0.30 "И" 0.41 45 0.38 "4ST 0.46 .43

Примечание:. числитель - мг/кг. знаменатель -36 к закрепленному N.

Незначительное количество ■ остаточного количества удобрения находилось в минеральной форме (10-195Е). от 13 до 30%;- в легко-гидролизуемой. Если относительное количество азота, закрепившего-:.. ся 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 негвдролизуемой. - *

При последующем выращивании растения, 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 по-' терь. Количество азота, закрепленного в трудногидролизуемой фрак-пни 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 Н-эегче (+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 К-вепге.

Применение М-зегуе совместно с навозными стоками в качестве полива многолетних злаковых трав обеспечивало достоверное увеличение их продуктивности в результате достаточного водообеспечения растений. Роль достаточного водообеспечения растений в положи-; тельном действии ингибиторов нитрификации подтверждается данными, ' микрополепого опыта с кукурузой (табл. 8). :;-■■' : ;

• .Содержание нитратного азота в йочве 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.РвоКво-фон(Ф) 25.8 12.0 , 33.2 22.9 23.1 ,

3. Ф+Нв0(мочевина) 27,4 14.2 , 36.0 24.6 25,2

4.Ф*К60+АТС . 27.9 14.3 44.2 25.8 27.3

5.Ф+Нбо+М-вепге 28.2 14.9 46.5 28.2 . 29.0

6,Ф^Кбо+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

Э.КАФК+К-вегУв 29.4 14.9 53.3 ..." - ' 30.8

Р. * НСР05. Ц/га ■ 2.4 1,4 2.1 . 1.2 2.9 2.3 1,8 1.8

.'.;.' Таблица 8 Действие Л-зегуе на продуктивность кукурузы, г/сосуд (зеленая масса, среднее за 2 года)

Варианты .Без полива ' На поливе

Урожай . Прибавка от Урожай Прибавка от. -

Н + ингибитор ингибитор м + ингибитор ингибитор

256 . ■ 350 .... ■ ' - '

294 38 • • 444 . 94 - ■ ■- '

ИвоР|еоК(го + 154 /, бо

Н-зегуе 331 75 37 504

Р / 5Е — 2.7-3.0' * ■-!

НСРови. - 30-40 ц/га; НСР,довр; - 20-28 ц/га; ■ НСРве* и в - 20-23 Ц/Га. ; . "■■..;

Н*-Н0'з в нижележащее слои почвы. Наибольшим мнгибирущим эффектом обладал N-serve," АТС уступал ему. Положительно влиял H-serve на-азотный режим почвы при совместном внесении его с навозными сто-■ ками в качестве полиЬа многолетних злаковых трав. В условиях орошения действие ингибитора W-serve усиливалось по сравнению с бо- ■ гарным 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 удоб- . рений и ингибитора нитрификации возрастает содержание сырого бел- ■ ка, сырого жира и каротина. ■'•'■'

ВЫВОДЫ

1. Максимальный темп снижения содержания гумуса * и азота в верхнем пахотном слое выщелоченного чернозема наблюдается в пер- -вые 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 щ>еиму-, щественно органическими соединениями.- на долю минерального азота приходится 0.2-0. ь% от общих его запасов. В составе органических соединений преобладает негидролизуемая фракция (69-75%), трудно-гвдролизуемая составляет 17-21* и 5-9* приходится на легкогидро-лизуемую фракцию. :

4. При благоприятных условиях в пахотном слое выщелоченного чернозема накапливается за.счет минерализации значительное количество нитратного i20-60 мг/кг) и аммонийного (Ю-40 мг/кг) азота. в распаханных почвах процессы нитрификации значительно выше-по .'сравнению с целинными аналогами. В черноземе, сформировавшемся -под травянистой растительность» 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 мобили- ■ зованный 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.■■ труднопщролиэуемой и негядролиэуемой фракциях. В доступных растениям формах (минеральной и легкогидролизуемой) фиксируется от . 20 до 50Х азота удобрения. В последействии иммобилизации подвер- . гается только 4-5ЭЕ от внесенной дозы азота. В результате этого,.а также биохимических превращений снижается закрепление азота-удоб-'

- рения в минеральной и легкогидролизуемой и возрастает в трудно-гндролизуемой и негидролизуемой фракциях почвенного азота. . ■ ,

7. Коэффициент использования азота (15Н) удобрения составляет 39.53 (36...43) в первый год и 4.5» (4...5) в последействии. В год внесения удобрения с инфильтрационными водами вшивается около 15Е, а неучтенные потер« азота достигают 11;б*: (6... 17) от дозы.

'8. Действие ингибиторов нитрификации на продуктивность яро-, вой пшеницы, . многолетних злаковых трав и кукурузы зависит от условий увлажнения выщелоченного чернозема. Достоверное-увеличение урожая зерна ярозой пшеницы от совместного внесения с азотными -удобрениями было только при достаточном обеспечении растений вла- . гой. наибольшие прибавки урожая зерна пшеницы получены or ингиби- 1 тора N-serve. затем от АТС и ЦТ. , '

При орошении эффективность ингибиторов нитрификации возрастает вследствие улучшения водообеспеченности растений.

9. Ингибиторы, подавляя нитрификацию аммонийного азота удоб-- .' рений н почвы в течение 30-40 дней, предотвращают во влаэяые годы перемещение нитратного азота в нижележащие слоя почвенного профи- v

ля, улучшая пря 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 N—ЫОз и 10—40 мг/кг N—N114. 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 комплексной, экономическом н социальном развитии области», Пенза. 1983, с. 119—121.

2. Ингибиторы нитрификации и эффективность удобрений Ц Стелвые просторы, 1984, 4, с. 8—9,

3. Применение ингибиторов нитрификации для снижения потерь азота н повышения аффектив кости 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

Тираж 100

Объем 1 п. Л.

Типография издательства МСХА им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И*550, Тимирязевская уЛ^ 44