Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Трансформация азота удобрения в орошаемом типичном сероземе при ежегодном внесении под хлопчатник минеральных и органических удобрений

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Трансформация азота удобрения в орошаемом типичном сероземе при ежегодном внесении под хлопчатник минеральных и органических удобрений"

АКАДЕМИЯ НАУК УЗБЕКСКОЙ ССР ИНСТИТУТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ И АГРОХИМИИ

На правах рукописи

АБЛАЕВА Роза Абохаевна

ТРАНСФОРМАЦИЯ АЗОТА УДОБРЕНИЯ В ОРОШАЕМОМ ТИПИЧНОМ СЕРОЗЕМЕ

>11 ЕЖЕГОДНОМ ВНЕСЕНИИ ПОД ХЛОПЧАТНИК ЙНЕРАЛЬКЫХ И ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ

06.01.04—Агрохимии

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ТАШКЕНТ—1991

Диссертационная работа выполнена и лаборатории трофолог Института химии АН УзССР в 1979-1982 гг.

Научные руководители—Заслуженный деятель науки Узбекской С

доктор сельскохозяйственных паук, професс Т.П. ПИРАХУНОВ

— Кандидат биологических наук, старший учный сотрудник М.М. 'ГАШКУЗИЕВ Официальные оппоненты — Доктор сельскохозяйственных наук, п;

фессор Т.С. ЗАКИРОВ — Кандидат сельскохозяйственных ш А. Ж. БАИРОВ

Ведущее учреждение— Среднеазиатский филиал Ц И 11 Л

Защита диссертации состоится ¿¿^С1991 ГОд

часов на заседании специализированного совета Д 015.2С при Институте почвоведения и агрохимии АН УзССР. Адрес: 700179, г. Ташкент, улица Камарнисо, 3.

I

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института поч ведения и агрохимии АН УзССР.

Автореферат разослан ¡^ССС^-с С— 1991 года.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат биологических наук ^ЙУ-^^ М.М. ТАШКУЗУ

I.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность темы. В агрохимических исследованиях, проведенных за последнее десятилетие как в нашей стране, так и за рубежом, все большее внимание уделяется изучению механизма процессов минерализации - иммобилизации азота почвы и удобрений. Освобовде-ние азота за счет его органических соединений - один из главных путей обеспечения растений этим жизненно Еажным элементом. Следовательно, вовлечение потенциальных резервов почвы в формирование-дополнительного урожая невозможно без глубокого изучения прямого действия вносимых минеральных и органических удобрений и косвенного - проявляющегося в активизации минерализационных процессов и мобилизации дополнительного количества азота в усвояемой для растений форме. Если для наших почвенных условий имеется достаточно работ по первому вопросу (Рыжов и др.,1978,1979; Алиев,1980; Маша-рипов,1984;Султанов,1990), то косвенное действие удобрений изучено крайне недостаточно (Махмудов,1988; Хайдаров,1990 и др.). Поэтому изучение вопросов трансформации азота удобрений в почве является актуальным и дает возможность решить проблемы более рационального использования не только азота удобрений, но и азота почеы.

Знание закономерностей трансформации азота в почве позволяет на научной основе изыскать пути повышения и сохранения почвенного плодородия, предотвращения потерь органического вещества и азота.

1.2. Цель и задачи исследований. Целью работы является с применением изотопно-меченого азота изучить превращение азота удобрений в почЕе, включение его е состав почвенного азота и влияние его на минерализацию органического азота почеы, использование закрепленного азота удобрения растенияг.ш, установление коэффициента использования и баланса азота удобрения на посевах хлопчатника при различном уровне питания.

В задачу исследований еходило:

- установить на посевах хлопчатника размеры закрепления азота в почве из разных доз азотного удобрения на фоне органического удобрения и без его внесения;

- изучить динамику минеральных форм соединений азота почеы и азота удобрений по фазам развития хлопчатника;

- изучить включение азота удобрения ео фракционный состав азотистых соединений почеы по фазам развития;

- установить размеры использования хлопчатником азота удобрения и его баланс при различном уроЕне питания.

1.3. Научная новизна исследований. С применением стабильно: изотопа азота ^Ы в условиях типичного серозема получены новые экспериментальные данные о мобилизации и иммобилизации азота уд рений в почве при совместном и раздельном внесении разных доз азотных удобрений с навозом под хлопчатник. Установлено, что со местное внесение навоза и минеральных удобрений повышает количе во иммобилизованного азота, сокращает потери его из почвы и пое шает коэффициент полезного действия азота. Впервые для этих поч даны количественные показатели включения азота удобрения в coca органического азота почвы. Установлены размеры использования х; чатником азота удобрения и почеы, его баланс при различном ypoi питания.

1.4. Практическая ценность -работы. Результаты исследовани! по изучению трансформации азота удобрений в системе почва-раст< иммобилизации, использованию и доступности хлопчатнику иммобил зованного азота удобрения могут быть использованы для обоснова) приемов наиболее эффективного использования азотных удобрений,,* также при планировании доз азотных удобрений под хлопчатник.

1.5. Апробация работы. Материалы исследований были долоке на: Всесоюзном делегатском съезде почвоведов (Новосибирск,1989 I делегатском съезде почвоведов Узбекистана (Ташкент,1990); Ре ликанской конференции по экологии (Кишинев,1990); расширенном седании лаборатории трофологии Института химии АН УзССР (1991)

I¿6. Объем работы и публикация. Диссертационная работа из кена на 181 странице машинописного текста, содержит 53 таблиць-5 рисунков. Работа состоит из введения, 6 глаЕ, еыводое и npej кений производству. Список использованной литературы представ; 170 наименованиями, е том числе 19 иностранных.

По материалам диссертации опубликовано шесть научных ста1:

2. Г.ЕТОДИКА ЗАКЛАДКИ ОПЫТОВ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИИ ,

Исследования проводились в 1979-1982 гг. с постановкой jd метрических опытов с хлопчатником с применением меченного изо' ■^N на орошаемом типичном сероземе в Ташкентской зональной л; тории Института экспериментальной биологии растений АН УзССР лининский район Ташкентской области).

Лизиметры сооружены из железобетона с небольшим уклоном куда вмонтирована трубка из нержавеющей стали, нижний конец к рой выходит в находящийся под лизиметром коридор, где собираю фильтрующиеся еоды.Дренажом служит галечник,битое стекло и кв

о

еый песок(нижний слой лизиметра 25-30 см).Размер лизиметра 3,25м , глубина 1,5 м.ПоЕТорность опыта трехкратная.Растения размещали в три ряда по схеме 60x6-7x1,что соответствовало густоте стояния 110-П5~тыс.растений на гектар.

Агрохимическая характеристика пахотного (0-30 см) горизонта исходной почеы следующая: валовые (в % к весу почвы): гумус -1,20; азот-0,091; фосфор-0,140; калий-2,10; подвижные питательные элементы (в мг/кг почвы):нитраты-14,0; фосфор-28,0 и калий -287.

Таблица I

Схема лизиметрического опыта.Год действия и последействия (1979-1982гг.)

№ ¡Годовая норма,? Удобрение вносилось (кг/га)_

—кг/га-!ОсеньШеред посевом !3-4 ¡Бутонизация

Ы !Р2°5!К2° !Р2°5 !^Г7Т7ГТ77ГГ^Т-

ан-та

л о а . й о I ж |р Oj-'К,0 -щих ГГ7Г

! ! , ! , 2 5! ^ ¡листа ! Ы !К2° ! ! i ! j ! ! I !

Цветение Ж

I 0 150 60 115 - 35 30 - - 30 -

2 200 150 60 115 80 35 30 40 40 30 40

3 200 150 60+ 115 наЕоз 20 т/га 80 35 30 40 40 30 40

4 300 225 90 175 90 50 45 70 70 45 70

5 300 225 90+ 175 навоз 20т/га 90 50 45 70 70 45 70

Годовая норма удобрений соотЕетст-

вуетгЫ-бб.РзО^в.У^О-ХЭ.б г/лиз,а Ж-ЗОО.РзО^ггб.К^О-ЭОкг/га-Ы-97,5; Р20д-73,1 и К20-29,2 г/лиз.

Основное количество фосфорных удобрений в виде суперфосфата вносили осенью,оставшуюся часть весной при посеве хлопчатника.Калийные удобрения в виде хлористого калия вносились в равных количествах при посеве и в фазу бутонизации хлопчатника.Годовую норму азотных удобрений в виде меченной аммиачной селитры с обогащением" 20-21 аг.% еносили при посеве и в три подкормки в равных количествах. Навоз под зябь из расчета 20т/га.

В лизиметрических опытах 1979-1980гг.изучалось многолетнее (56 лет) ежегодное Енесение удобрений меченных "'"^Ы.

В 1981-1982гг.стаЕились опыты с еяегодным внесением меченных удобрений(годы действия) и в 1982г.-последействие удобрений путем внесения немеченной аммиачной селитры.Во Есех опытах Еысевал-ся хлопчатник сорта Ташкент-1.В течение вегетации влажность почеы поддерживали на уровне 60-65$ от ППВ.По фазам развития хлопчатника

е почве и растениях определяли содержание общего азота по Кьель-далю-Иодельбауеру с дальнейшим определением их изотопного состава на пасс-спектрометре МХ-1303.

Почву для агрохимической характеристики определяли по общепринятой методике СоюзНИХИ (1973).

Фракционный состаЕ азота почвы и удобрений определяли по методу двухступенчатого кислотного гидролиза Воробьева в модификации Андреевой и Щегловой, описанный в руководстве "Методы применения изотопа в агрохимии" (1977). Суть метода заключается в последовательной обработке почвы раствором 0,25 и КС1 (фракция минерального азота); 3-х часовой гидролиз почвы 0,5 и раствором Н2$04 (фракция легкогидролизуемого азота); 3-х часовой гидролиз ' 5н раствором ^О^ (фракция трудногидролизуемого азота); в остатке почвы после ее гидролиза определяли кислотонегидролизуемый азо В отдельной навеске почвы сжиганием по Кьельдалю-Иодельбауеру опр деляли общий азот,что позволяет контролировать точность проведенного гидролиза.

Исследования по изучению биологической активности почвы проводились по общепринятой методике - "Методы'почвенной микробиологии и биохимии" (1980).Определение биологической фиксации азота в почве проводили по методике Калининской Т.А.(1971).Математическая обработка уронайных данных осуществлена по Доспехову Б.А.(1979).

3. ПРЕВРАЩЕНИЕ АЗОТА УДОБРЕНИЯ В ПОЧВЕ ПРИ МНОГОЛЕТНЕМ ВНЕСЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ И ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ

3.1. Динамика минерального азота в почве. С помощью метки ^ наиболее отчетливо показано превращение различных доз азотных уде рений, влияние органических удобрений в виде навоза на динамику в почве нитратного и аммиачного азота.

Результаты двухлетних исследований (1979-1980гг.) в лизимет< рических условиях показали, что до внесения азотных удобрений ш личестЕо аммиачного азота преобладает над нитратным.В фазе цвете ния хлопчатника в зависимости от дозы удобрений и совместного вн сения их с навозом в слое 0-50 см почеы содержится азота в аммиа ной форме в количестве 4,4-6,9 мг на 100 г почеы, а в нитратной-3,6-4,8 мг, что составляет 4,8-8,3$ и 4,2-5,7$ от общего азота.

В фазе созревания во всех вариантах опыта отмечено увеличе-

нпе количество нитратного азота и уменызение аммиачных форм по сравнению с весенний периодом. По всем фазам развития хлопчатника наибольшее содержание минерального азота отпечено в варианте с внесением высоких доз азотных удобрений в сочетании их с навозом,где в фазе созревания в слое 0-50 cu содержится в минеральной форме 9,3 мг на 100 г почвы по сравнению с 5,5 иг в варианте без внесения навоза, что составляет 9,5 и 6,0$ от общего азота соответственно.

3.2. Фракционный состав азота почвы. При многолетней внесении азотных удобрений в 1979-1980гг. в вариантах без внесения азотных удобрений и при внесении удобрений в дозе 200 кг/га в весенний период и в фазе цветения хлопчатника в 0-50 см слое почвы в минеральной форме содеркится азота от 10 до 15 иг на 100 г почвы или 10-12% от общего азота, а в легкогидролизуемый отгоняемый (гексозоаминный и частично азот аминокислот)- до 5$, трудно-гидролизуеыый отгоняемый - до 24%, негидролизуемый (гетероцикли-' ческий азот гумусовых соединений) - до 55%. При внесении азотных удобрений в высоких дозах и в сочетании с навозом несколько увеличивалось содержание азота изучаемых фракций в абсолютных и относительных величинах. Такая ке закономерность сохраняется и в фазе созревания. В итоге в зависимости от фазы развития хлопчатника в легкогидролизуемой фракции (анидный азот и частично азот аминокислот) содержится от 7 до 15% от общего азота почзы, в труд-ногидролизуемой форме (более прочно связанные с гумусовыми веществами амиды и частично аминокислоты) 34-42%, в негидролизуеиой форме - 29-40%. Следовательно, под влиянием высоких доз удобрений и в сочетании их с навозом увеличивается содержание азота трудно-гидролизуемых и негидролизуеиых фракций, т.е. азота наиболее устойчивых (нерастворимых) гумусовых соединений - гуминов и др.

3.3. Иммобилизация азота удобрений в составе общего азота почвы. Лзучены показатели иммобилизации азота удобрения в 0-50см слое почвы по фазам развития хлопчатника при внесении меченного 15Ы (1979-1980гг.). Исследования показали изменение количества закрепленного азота удобрения в зависимости от применяемых доз минеральных удобрений, сочетания их с навозом (табл.2), что позволяет проследить за трансформацией внесенного азота удобрений в почве.

В начале вегетации хлопчатника в полуметровом слое почвы в результате 4-х летнего (за предыдущие годы) внесения меченного

Содзркание иммобилизованного азота удобрений в почве по фазаи развития хлопчатника.Лизиметрические опыты 1979г.

Вариант опыта

В слое почвы,сы.

0-30

30-50

0-50

Ы200р1ад%0 ^зоо^гоо^о

Ы300р200кэ0+НЗБ03

Ы200Р140К60 Ы300Р200К90 Ы300Р200К90+навО3

Ы200Р140К60 Ы300Р200К90 Ы300Р200К90+НЗБ03

^ОО^О^О Ы300Р200К90 Ы300Р200К50+навО3

16,21/5,7 19»74/6,3 22,59/7,2

16,04/5,3 20,08/6,0 23,02/6,8

21,17/5,5 24,28/6,3

17,80/5,1 22,01/5,4 25,03/6,1

52,12/18,2 61,97/19,8 69,46/22,2

55,10/18,2 68,34/20,3 73,81/21,9

58,04/17,3 71,31/18,5 77,83/20,2

63,53/18,3 70,40/17,7 83,37/20,4

До посева 35,91/12,5 42,23/13,5 46,87/15,0 Бутонизация 39,06/12,9 48,26/14,3 50,79/15,1 Цветение-плодообразование 42,34/12,6 15,78/4,7 50,14/13,0 53,55/13,9 Созревание 45,73/13,0 50,39/12,3 53,34/14,3

Примечание: в числителе-г/слой,в знаменателе-^ от внесенного а; удобрения.

азота удобрения в варианте ^одР^о^о иммобилизовано 52,1-55, г/слой азота или 18,2/5 от внесенного количества.В варианте с В1 кой дозой удобрений Ызд^^оо^эо закрепилось в 0-50 си слое 62, 68,3 г/слой,что составляет примерно 20$ от внесенного количеств удобрения.При внесении Ее навоза на фоне высоких доз нинеральн] удобрений количество иммобилизованного азота увеличилось на 17-г/слой пли 4/5 за счет активизации микроорганизмов.

В цветение в зависимости от варианта опыта в связи с повы; ной потребностью растений в азоте закрепилось его в меньшей ст нм,т.е. 17,3—20,2/5 от внесенного.А в созревании в варианте Ы^ К^о иммобилизовано 17,7-18,1%.Совместное внесение минеральных ; рений с навозом увеличило количество иммобилизованного азота н 2,77а.

Аналогичная закономерность в закреплении азота удобрений

вариантам опата и фазан развития хлопчатника отпечена в 1980г. (табл.3).Но с длительностью опыта (5 лет) и суммарного количества вносимого в лизиметры удобрения наблюдается увеличение абсолютного количества иммобилизованного азота удобрения.Так в созре-/вании в зависимости от варианта опыта закрепилось на 10-15 г/слой азота больше,чем в 1979г.

Таблица 3

Содеркание иммобилизованного азота удобрения в почве по фазам развития хлопчатника. Опыты 1980г.

Вариант опыта

а=зи

В слое почвы,сы

| ЗЮТ"

~и=зи~

Ы200Р140К60 Ы300Р200К90 Н300Р200%0+наво3

Ы200Р140К60 Ы300Р200К90 11300Р200К90+наво3

Ы200Р140%0 Ы300Р200К90 Ы300Р200К90+наво3

22,51/5,2 26,21/6,0

20,49/4,9 23,69/4,7 28,46/5,6

64,05/18,2 74,03/18,8 84,67/20,7

70,56/19,2 80,01/18,5 90,09/20,7

73,66/17,7 85,56/16,9 97,74/19,3

До посева 45,99/13,1 18,06/5,1 53,93/13,2 23,10/5,6 60,23/14,7 24,44/6,0

Бутонизация 49,64/13,5 20,92/5,7 57,58/13,3 63,88/14,7

Созревание 53,17/12,8 61,87/12,2 69,28/13,7

Примечание: в чцслителе-г/слой,в знаменателе-^ от внесенного азота удобрения.

3.4, Закаеллсггпз пзотз удобрений в сссгзво оI;.:чзс::::х. с ое-динеиий азота почвы. Впервые в условиях ороиаекого типичного сет роззма изучено включение азота удобрения во фракции млнерзльиого и органического азота почвы (рис Л).

Б опытах 1979г. в начале вегетации хлопчатника п в Сазе цве-тения-плодообразования закрепилось азота удобрения в минеральной форме в слое 0-50 см 0,7-3,4$ и 1,3-2,8$ от внесенного пли 6,320,0 и 14,5-23,0 кг/га соответственно. Б созревании иммобилизовалось 1,7-2,7$ или 29,5-33,0 кг/га. Закрепление минерального азота в почве связано с иммобилизацией его микрофлорой, поглощением аммония в результате физико-химических реакций обмена. Данные рисунка показывают, что закрепление азота удобрения в минеральной форме увеличивается при внесении высокой дозы удобрения в сочета-

40 *

30 .

^ 20 -

и

10

У/г.

Ш

Ь

I

а й в г абвг а б в г абвг абвг

Я Рч

50 _

40 _ 30 _

20 -10 _

П _ сп

= 2

№

ш

абвг абвг абвг

Рис.3.3.5. Включение азота удобрения во фракции органического азота почвы. Опыты 1979 г.

I. Ы 200 Р 140 К 60; П, Ы 300 Р 200 К 90;

а) минеральный азот

б) легкогидролизуемый

в) трудногидролизуемый

г) нещцролизуемый

Ш.. Ы 300 Р 200 К 90+навоз

1. Исходная почва

2. Цветение

3. Созревание

нии с навозом.

Азот удобрений,включенный в органические соединения во все фазы развития хлопчатника находится в болызем количестве в труд-ногидролизуемых и негидролизуешх фракциях почвы и меньае в лег-когидролизуемых. Е цветение - илодообразование в слое 0-50 см в легкогидролизуемой фракции закрепилось 17-20 кг/га или 1,4-1,85% от внесенного, в трудногидролизуемой 31,3-51,4 кг/га или 2,0-3,3%. В созревании зти показатели несколько ниже,но закономерность та ье.

В итоге, в зависимости от варианта опыта и от фазы развития иммобилизовалось в минеральной форме от 6-32 кг/га азота удобрения, в легкогидролизуемой -10-38 кг/га,в трудногидролизуемой -20-52 кг/га,в негидролизуеыой фракции 18-48 кг/га.

3.5. Поступление азота почвы и удобрения в растение при ежегодном знесении удобрений. В лизиметрических опытах 1979-1980гг. изучалось влияние различных доз минеральных удобрений на фоне навоза и без его внесения на поступление азота удобрения и почвы

в растение по фазам развития.В начальный период наибольпее усвоение азота хлопчатником происходит за счет почвенных ресурсов и меньше из внесенного удобрения, что связано с иммобилизацией азота удобрений почвенными микроорганизмами. С наступлением репродуктивной фазы развития (бутонизация, цветение) использование растениями азота удобрений повышается. Во все фазы развития хлопчатника применение навоза на фоне высоких доз минеральных удобрений стимулирует болылее поступление азота из удобрений, сохраняя тем самьш плодородие почвы и почвенный азот.

3.6. Использование хлопчатником азота удобрения при ежегодном внесении удобрений. Большой интерес представляют проблемы использования хлопчатником разных доз азотных удобрений и их сочетание с навозом. Полученные данные в среднем за 2 года (табл.4) показали, что при низкой дозе минеральных удобрений хлопчатником использовано 42,0% азота удобрения, при дозе Ыз00Р200К90_36,2%, а при дозе Ы-з0дР200К9д+навоз - 42,4% от внесенного удобрения.От применения навоза коэффициент использования азота удобрения увеличился на 6%.

Следовательно, внесение высоких доз ззотных удобрений в сочетании с навозом имеет важное значение в формировании урожая хлопка-сырца. Так, при низкой дозе азота на создание урожая использовано 14,6 г/лиз азота удобрения, в варианте с высокой дозой и в сочетании с навозом эта величина составила 21,1 и 25,2 г/лиз соответственно.

Таблица 4

Использование азота удобрения хлопчатником.Лизиметриче-ские опыты 1979-1980 гг.

1979г. | 1980г. ■ Среднее ! 19 за 197930гг.

Вегета- Уро- Всего |Вегета- Уро- | Всего IВегета- Уро- Вс

тивными з^ем 1 пивными жаем 1 1тявными каем

органа- ;органами 1 ) 'органа-

ми ! ми

Ы200Р140К60

17.50 24.00 41.50 21,50 21.10 42,60 19,50 22.55 42

11,88 15,60 26,98 13,98 13,71 23,69 12,93 14,65 27

Ы300Р200К90

13,00 24,50 37,50 16,30 18,70 35,00 14,65 21,60 36

12,65 23,89 36,56 15,89 15,23 34,12 14,28 21,06? 35

Ы300Р200К90+наво3

15,10 27,70 42,80 18.05 23,95 42,00 16.57 25.82 '.42

14,72 17,01 41,73 17,60 23,35 40,95 16,16 25,18 4,]

Примечание: в числителе -% от внесенного азота удобрения,в знш нателе - г/лизиметр.

ветственно.

4. ПРЕВРАЩЕНИЕ АЗОТА УДОБРЕНИЙ В ПОЧВЕ ПРИ ЕЖЕГОДНОМ РАЗДЕЛЬНОМ И СОВМЕСТНОМ ВНЕСЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБ- ' РЕНИЙ С ОРГАНИЧЕСКЛ1Ш

Результаты исследований 1981-1932гг. (годы действия удобр н::Г;) а лизиметрических условиях с применением азотопно-меченно азота показали, что в исходной почве я в созревание в 0-5 см слое почвы количество общего азота з варианте с внесением 2 и 300 кг/га азота в сочетании с навозом составило 93-103 и 94-иг/100 г почвы соответственно, в вариантах без навоза на 10-15 мг/100г почвы изиьпе. В последействии (при внесении немеченой миачной селитра) содержание общего азота по всем вариантам опы несколько шше по сравнению с годом действия.

Б средней за 1381-1982гг. во всех фазах развития хлопчатн наименьшее количество минерального азота содержится в варианте без внесения азотных удобрений (6,4-7,2 мг/ЮОг почш) и в в&1 те Ы2оо^1ад%0 кг). Внесение ке высоких доз азотнш

удобрений и в сочетании с навозом способствует заметному увези

нию количества шнерального азота в 0-50 си слое почвы (9,5-10,2 и 9,5-12,0 иг на 100 г почвы соответственно).

Исследования показали, что в зависимости от доз азотных удобрений и сочетания с навозом изменяется содержание азота в отдельных фракциях азотистых соединений почзы.В варианте без азотных удобрений ц при внесении ^200^150^60 с°ДеРпится в 0-50 см слое почвы минерального азота до 10%, отгоняемого легкогидролизуемого до 24% от общего азота почвы.Внесение ке 200 и 300 кг/га азота^на фоне навоза способствует заметному увеличении содеркания азота в этих фракциях почвы. Следовательно, навоз на фоне минеральных удобрений способствует значительному улучшению азотного ренина орошаемого типичного серозема.

В последействии удобрений в фазе созревания хлопчатника в лег-когидролизуемой отгоняемой фракции содерЕится от 3,1 до 7,8% от общего'азота почвы, а труднооидролизуемой отгоняемой 18-24% и в негидролизуемой 25-38%.

4.1. Включение азота удобрения в состав общего и минерального азота почвы.Лсследования показали, что в первый год внесения меченого •'•■'Ы азотного удобрения в зависимости от варианта опыта в бутонизацию в 0-50 см слое иммобилизовалось 27,3-36,4% от внесенного удобрения, а в минеральной форме - 5,6-9,0% (табл.5).В фазе созревания за счет большего усвоения азота удобрения хлопчатником, а также в результате потерь несколько уменьшилось количество общего иммобилизованного азота удобрения -25,9-29,1% от внесенного,а в минеральной форме -4,0-10,4%.

В последействии в фазе созревания хлопчатника количество общего иммобилизованного азота удобрения в составе азота почвы -15,1-26,5 г/слой или 11,1-13,6% от внесенного. В минеральной форме, азот которой легко усвояем растениями, иммобилизовалось 7,310,2% азота удобрения. Во всех фазах развития хлопчатника наибольшие величины иммобилизованного общего и минерального азота удобрения отмечены в варианте с внесением навоза.

4.2. Иммобилизация азота удобрения в составе органических соединений азота почвы в год действия удобрений. Иммобилизация имеет полокительное значение: в почве формируется медленноразлагаю-цийся источник азота. Когда иссякаптся запасы доступного азота, единственным источником становится органическое вещество почвы,а связывание в органическое вещество происходит за счет деятельности микроорганизмов (Пллялетдпнов А.Н.,1976).

Таблица 5

Азот удобрения в составе общего и минерального азота почвы. Лизиметрические опыты 1981-1982гг.

Вариант опыта Азот удобрения общий 1 Азот удобрения-мине-оальныи

г/слой | /& от вне-|сенного ! 1 | г/слой 1 от вне-5 сенного !

Бутонизация,1981 (год действия)

Ы200Р150К60 17,74 27,3 5,16 7,9

Ы200Р150К60+

навоз 17,78 28,9 4,80 7,4

Ы300Р225К90 22,23 22,8 5,51 5,6

ЫзооР225К90+нав°3 35,50 36,4 8,78 9,0

Созревание,1981 (год действия)

Ы200Р150К60 16,84 25,9 2,57 4,0

Ы200Р150К60+навО3 18,38 28,3 5,50 " 8,5

Ы300Р225К90 23,19 23,8 5,84 6,0

Ы300Р225К90+наБО3 28,36 29,1 9,80 10,4

Созревание,1982 (последействие)

Ы400Р300К120 15,10 11,6 4,05 6,2

Ы400Р300К120+навО3 17'00 13,1 6,66 10,2

Ы600Р450К180 21,70 11,1 7,12 7,3

ы600Р450К180+наБ°3 2б»50 13,6 7,39 7,7 •

Результаты исследований показали, что азот удобрений,перешедшей в органические соединения почвы,как в бутонизацию,так и в конце вегетации хлопчатника обнаружен в большем количестве в трудно-гидролпзуешх и негидролизуемых фракциях и меньше в легкогидроли-зуемых.

Наибольшая иммобилизация азота удобрения приходится на фазу бутонизации, где в зависимости от варианта опыта б легкогидролизуе ной отгоняемой форме содержится 1,2-4,6/5 от внесенного (0-50 си слое почвы)(табл.6).

Б трудношдролизуемой отгоняемой -5,0-8,1$ от внесенного азота удобрения, а в негидролизуеиой фракции 4,3-15,6/5. Б созревании хлопчатника содержание азота удобрения в этих ке фракциях в 1,82 раза меньше, что указывает на значительное его использование рас тениями. Количество отгоняемой как легкогидролизуеыой, так и трудногидролизуемой фракций азота удобрений увеличивается с повышением дозы азотных удобрений и от сочетания их с навозом.

й

Таблица 6

Содержание азота удобрения во бракцпях азота почвы в слое 0-50 сот внесенного.Опыты 1981-1982гг.(годы действия)

Ы-шше- | Н-легкогидролизуеыый! Ы-тррногидролизуе- Ы-не-

ан^а!" Р^ь11^1

отгоняемый

неотго-няешй

___ын_

отгоняемый

неотго-няемый

_ гидро-лизуе-шй

2 3

5

2

3

4

5

2

3

4

5

7,9

7.4 5,6 9,0

4,0

8.5 6,0

10,4

5.4

7.5 5,9 9,3

Бутонизация,1981 г. 1,2

2.5 4,7

4.6 Созрева!

0,7 2,1 2,0 3,1

0,9 2,1 1,7

2,4

4,3 5,2 6,3 15,6

3,4 5,0 8,0 4,3

4,7 8,1 3,5 15,6

4,7 7,8 4,3 7,5

,1981 г.

1,4 2,7 11,0 5,6

3,4 2,5 8,9 • 6,2

1,6 1,5 8,4 5,8

2,3 3,2 4,3 4,6

1982г.

2,1 9,4 11,5 15,2

3,4 10,5 12,6 7,6

1,0 12,5 8,4 10,8

3,2 15,1 6,1 21,8

В фазе созревания в опыте 1982г. иммобилизовалось азота удобрения в 0-50 см слое почвы в трудногидролизуемой и негидролизуе-мой фракциях значительно больше по сравнению с предыдущим годом.

Необходимо отметить тот факт, что с уменьшением содержания иммобилизованного азота удобрения в трудногидролизуемой неотгоняе-мой и негидролизуекой фракциях почвы увеличивается количество закрепленного азота в трудногидролизуемой отгоняемой форме. Следовательно, внесение азотных удобрений на фоне навоза способствует перераспределению закрепленного азота удобрений между различными азотсодержащими фракциями, что указывает на интенсивные процессы трансформации почвенного азота.

4.3. Влияние почвенной микрофлоры на превращение азота удобрений. Учитывая, что превращение азота удобрений происходит при непосредственном и активном участии почвенных микроорганизмов,целесообразно изучить распространение микроорганизмов цикла азота в свете рассмотрения механизма действия азотных удобрений.

Результаты исследований показали, что численность аммонифици-

рующих микроорганизмов, способствующих разложению органического азота почвы,в изучаемой типичном сероземе довольно высокая от 3,6 до 37,1 млн.клеток в г почвы (табл.7). Обращает внимание уменьшение численности аммонифшсаторов при внесении высокой дозы азотног удобрения (в 2,3 раза). Внесение навоза на высоком фоне азота аммиачной селитры увеличило число амнонификаторов в 1,9 раза. В вариантах с навозом наибольшая их численность отмечена в фазе 2-4 листа.

Соотношение численности бактерий, растущих на минеральном и органическом азоте свидетельствует о минерализационных и иммобили зационных процессах в почве. Типичный серозем характеризуется довольно высоким коэффициентом минерализации и иммобилизации. Величина его во всех вариантах опыта превышает единицу. С увеличением дозы азотного удобрения усиливается минерализация и иммобилизация органического вещества почвы. Навоз как на низком, так и на высоком фоне азотного удобрения значительно сникает эти показатели в 1,36 и 1,96 раз соответственно. В фазе 2-4 настоящих листа и в цветение в варианте H2QoPx4oK60+HaB03 обнаруаено сникение минерализационных процессов в 2-4 раза. Вариант с внесением высокой дозы характеризовался более высоким коэффициентом минерализации и иммобилизации (в 1,6 и более раз).

Результаты исследований по влиянию разных доз азотных удобре ний раздельно и в сочетании с навозом на азотфиксирующую способность почв показали, что довольно высокая азотфиксация отмечалась до посева хлопчатника (от 0,4 мг азота до 7,8 мг/кг почвы) (табл. 8), или от 1,6 до 28,0 кг/га. В фазе бутонизации снизилась азот-фиксация в варианте без внесения азота в 1,8 раза, незначительно при внесении 200 кг/га азота, на варианте ÍÍ3QQP225K9Q- в 5 раз. Внесение навоза на высоком фоне удобрений снизило азотфиксацию в 7 раз по сравнению с переходом до посева хлопчатника. К концу вегетации наименьшая фиксация азота наблюдалась б варианте N300^22 KjQ+навоз. В итоге суммарная азотфиксация за вегетацию хлопчатника колебалась по вариантам опыта от 24,8 до 85,7 кг/га. Следовательно, внесение азотных удобрений в количестве 200 кг/га и 300 кг/га на фоне навоза привело к снижению азотфиксирушщей способное ти почв.

Содержание бактерий,усваивающих органический и минеральный азот в орошаемом типичном сероземе при различном уровне питания хлопчатника, млн.клеток/г почвы

Вариант опыта До посева 2-4 листа |Цветение Созревание |Среднее

а б в а б в | а 1 б в а | б в 1 а 1 б в

Ы0Р150К60

11,3 42,9

6,7 31,4

Н200Р150К60 && ^

6,3 6,0

^гоо^о^о* 300,0

навоз 4,6 16,0

Ы300Р225К90 8,5 6,5

11300Р225К90+ навоз 8,1

84,5 16,9 81,5 64,0

3.8

4.7

1.8 6,3

4.9

3.5 9,9

2.6 4,9 7,9

17,2 8,0 25,0 6,3

61,8 49,4 84,0 49,4

69,5 115,0 33,0 65,0

14.5 98,6 7,7 12,6

25.6 158,0 13,4 39,0

3.6 6,1 3,4

7.8

1.7 2,0

6.8 1,6 6,2

2.9

2,0 1,2 3,6

3.0 12,3

3.1

1.2 0,7 1,5 0,9

11,8 7,8 28,0 9,0 22,9

8.4 15,0 12,5

6.5 9,3 16,3 12,5

3,5 3,9

50 см

5,66,5

7.8 3,0

1.9 2,7

4.8 0,8

4.9

1.5 4.8 1,4 1,1 0,3

3.6 2,6

9.4 4,8

10,4 2,8 7,1 1,6 5,6

4.5 36,9

8,5

1,95 8,8 31,4

6,0 14,6 41,6

2,2 14,6 41,6

1,9 4,3 25,3

1,5 57,0 111,4

1,1 Ю,5Ч 6,9 6,3 15,0 3,2 10,5 11,8 5,5 6,5

20,8 50,9 10,0 57,2 28,8

Примечание: в числителе - 0-30 см, в знаменателе - 30-а/ - бактерии, растущие на МПА; б/ на КАА

в/ коэффициент минерализации и иммобилизации (МПА/КАА)

¿5 ,3

¿о ,1

,5

Таблица 8

Азотйпксирующая активность типичного сероземз при различном уровне питания хлопчатника

' ___Фаза развития хлопчатника

Еариант опыта- До посе:ва [вутониза- | Цветение

I ' ЦИЯ I

Созревание

|мг/кг I кг/га мг/кг| кг/ |мг/кг

: : I га

кг/ га

ыг/ кг

кг/ га

Сумма] ная азотф] сания кг/га

Ы0Р150К60 7,8 28,0 4,0 16,0 6,4 25,5 4,0 16,2 85,7

Ы200Р150К60 3,2 12,7 2,6 10,4 2,4 9,6 8,6 34,4 67,1

Ы300Р225К90 5,1 20,4 1,0 М 0,8 3,2 3,8 15,2 42,9

Ы300Р225К90+

навоз 0,4 1,6- з.* 13,6 1.3 5,2 '1.1 М 24,8

5. ВЛИЯНИЕ УРОВНЯ ПИТАНИЯ ХЛОПЧАТНИКА НА ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЗОТА УДОБРЕНИЯ И ЕГО БАЛАНС

5.1. Использование хлопчатником азота удобрения и почвы в з; вксимости от доз минеральных удобрений при раздельной и совместном внесении с навозом. Применение в исследованиях меченых ^Ы азотных удобрений позволило определить то количество почвенного азота,которое усваивается растением при внесении азотных удобрений и дает возмокность более точно определить коэффициенты испол: зования растениями азота непосредственно из внесенных удобрений.

По данным лизиметрических опытов 1981-1982гг. (табл.9) в созревании хлопчатника при норме удобрений Ы200Р150К60 нспользо:ва' но хлопчатником 40,0% от внесенного удобрения, что составляет 23,9% от общего внноса азота растением. Увеличение дозы удобрена] до КзооР225^90 пРивел0 к сниаеншо количества использованного аз( та удобрения до 35,0%. Внесение на этом фоне навоза в дозе 20т/г; способствовало увеличении коэффициента использования его на 5,4%, Под влиянием азота удобрении в последействии возрастает количество дополнительно усвоенного азота почвы (вкстра азота). Роль экс; ра азота в формировании прибавки урокая достаточно существенна.

Исследования показали, что размеры дополнительного усвоения хлопчатником азота почвы зависят от почвенных условий,дозы удобрений и совместного внесения навоза с минеральными удобрениями (табл.10).

Внесение навоза на фоне минеральных удобрений заметно увеличило дополнительное усвоение хлопчатником почвенного азота.

Использование хлопчатником азота удобрения и почвы в фазе созревания,л/лиз. Среднее за I98I-I982 гг.

Вариант опыта

Вынос азота хлопчатником

общий

из удобрений

из почвы

% от вне-: % азо сенного : удобр удобре- ния о ния i обцег

:вынос

Ы200Р150Кб0 109,11 26,00 83,11

Ы200Р150Кб0+навоз 121,00 30,42 90,61

Ы300Р225К90 128,46 34,20 94,39

Ы300Р225К90+навоз 144,50 39,38 105,13

40,01 23,8

46,87 25,2

35,03 26,6

40,39 27,2

Таблица 10

Дополнительное использование хлопчатником азота удобрений и почвы,1981г.

Источники азота Ы200 j Ы200+ Н300 Н300

1 навоз _лал.оз

Общий вынос азота растением, г/лиз. 104,75

Азот поступивший из удобрений,г/лиз 26,24

В % от общего выноса азота растением 25,05

Азот поступивший из почвы, г/лиз 78,51

В % от общего выноса азота растением 74,95

Вынос азота растением в неудобренном варианте,г/лиз 53,40

Дополнительная мобилизация п почвенного азота,г/лиз 21,51

В % от общего выноса азота растением 20,53

В вариантах опыта Ы200Р-]-здК£0 и Ы30()Р225%0 дополнительно использование составило 20,53 и 32,09% от общего выноса. Примене ние навоза на фоне этих доз минеральных удобрений привело к допо нительному усвоении до 27,40 и 33,87% соответственно, т.е. в варианте Ызоо?225%0+нав°3 Дополнительное использование увеличило на 6,5%.

5.2. Баланс азота удобрения. Результаты исследований (19811982гг.) (табл.II) показали, что в первый год внесения меченого

117,70 32,05 27,23 85,65 72,77 53,40 32,25 27,40

125,55 31,86 25,38 93,69 74,62 53,40 40,29 32,09

138,6

38.2 27,6

100,3

72.3

53.4 46,9 33,8

Баланс азота удобрения при различном чатника.Лызиметрические опыты 1981-191

овне питания хлоп-гг. (в числителе -

г/лиз, в знаменателе - $ от внесенного)

13 варин анта | Использовано Закреплено в 0-50 слое Обцие потери

1981 г.

2 26,24/40,4 16,84/25,9 21,64/33,3

3 32,05/49,3 18,38/28,3 14,57/22,7

1 * 31,86/32,7 23,19/23,8 42,45/43,5

5 38,27/39,3 28,36/29,1 30,87/31,7

/ 1982 г.

2 25,77/39,6 21,49/33,1 17,74/27,3

' 3 28,90/44,3 23,33/35,9 12,87/19,8

' 4 36,47/37,4 27,60/28,3 34,55/34,4

5 40,50/41,5 32,76/33,6 24,24/24,9

Среднее за 1981-1982гг.

2 26,00/40,00 19,16/29,5 21,33/30*8 /

3 30,43/^6,8 20,86/32,1 16,15/21,1

4 34,17/35,0 25,40/26,1 38,49/39,0

5 39,39/40,4 30,56/31,3 27,56/28,3

азота удобрения при дозе Ы^ОО^ЗО^бО коэффициент использования его хлопчатником составил 40,4; закрепилось 25,9$ и общие потери 33,3$ от внесенного. Внесение навоза в норме 20 т/га на этом фон увеличило коэффициент использования азота удобрений до 49,3$, за крепилось до 23,3$, что'привело к сниненив общих потерь др 22,4$ Во второй год опыта (1982) в этих вариантах использовано 39,6 и 44,3/5, т.е.на 5,0^3 больше, что связано с усвоением растением иммобилизованного меченого азота от первого года внесения. Соответ ственно увеличилось закрепление с 25,9 и 28,3/5 до 33,1-35,9$ от внесенного. В итоге при внесении только Ы-200 на фоне фосфорно-калийних удобрений во второй год оплта потери составили 27,3, а сочетании с навозом 19,8$. При повышении дозы до 300 кг/га эти показатели составили: 32,7; 23,8 и 43,5$ соответственно. Внесен! навоза на этом фоне увеличивается использование до 6$, закрепление до 5$ и снисаится потери азота с 43,5 до 31,2$. Во второй гс исследований на варианте ^зос^ггз^О Увел114ил0сь использование азота удобрения на 2$, закрепление на 4,5$.

За два года проведения опата величина использования колеба

лась в средней 35,0-46,8/5 от внесенного. Закрепление составило 26,0-32,1/5, общие потери 21-39$.

На основании полученных данных в лизиметрических опытах определяли дефицит азота в системе почва-растение-удобрение (табл.12). С учетом возвращения азота с вегетативными органами хлопчатника при внесении азота в количестве 200 кг/га дефицит за 2 года составил -31,7 г/лиз, а в варианте H3QQP225K9Q и Ыз0оР225К90+наБО3 дефицит азота составил -25,4 и-4,0 г/лиз.

Таблица 12

Приходные и расходные статьи баланса азота при различном уровне питания хлопчатника, г/лиз,1981-1982гг.

Ё Внесено Общий Из них Азот удобрений оставшийся в почве Еозвр. азота в почву с вегетативными органами Неуч- i- Дефицит азота +»-

вари-ан-та азота удобрений за 2 года вынос азота хлопчат' ником азот почвы азот удобрений тенные потери азота

2 130 213,3 166,3 52,0 38,4 96,2 39,6 -31,7

3 130 262,0 201,2 60,8 41,7 132,6 27,4 -26,8

4 195 257,0 188,6 68,4 50,8 112,4 75,8 -25,4

5 195 289,0 210,2 78,8 61,2 145,0 55,0 -4,0

При внесении под хлопчатник минеральных удобрений в норме 200 и 300 кг/га дефицит азота за 2 года составил 25,4-31,7 г/лиз, что соответствует 78,1-97,5 кг/га. Внесение навоза совместно с высокими нормами азотных удобрений способствует значительному снижению дефицита азота ( -4 г/лиз), или 12,3 кг/га. С учетом азотфпк-сацин (от 25 до 85 кг/га) в варианте с минеральными удобрениями дефицит азота значительно сниаается, а в coqeTaHim их с навозом создается полояительный баланс по азоту.

ВЫВОДЫ

1. Многолетнее егегодноз внесение ^Ы в сочетании с навозом способствует увеличению в почве количества иммобилизованного общего азота удобрения на 2-3,5$ по сравнению с минеральным фоном.

2. В фазе созревания хлопчатника при внесении высоких' доз минеральных удобрений и их сочетаний с навозом отмечена наибольшая величина иммобилизации азота удобрения в минеральной форме - (1,7; 2,71$ от внесенного ^ли 29,5-32,0 кг/га.

3. При екегодном внесении меченых азотных удобрений,азот удо(

рений иммобилизуется в большем количестве в ТГ и НГ фракциях почвы и значительно меньше в ЛГ. Б зависимости от фазы развития хлог чатника за один год иммобилизовалось азота удобрения в ЛГ фракции 10-38 кг/га, в ТГ 20-52 кг/га, в НГ - 18-48 кг/га. Наибольшая иммобилизация в варианте с внесением навоза.

4. Б годы действия удобрений в 0-50 см слое почвы на варианте ^^(^¿зКдд+навоз иммобилизовалось за вегетацию хлопчатника 29,1-36,4$ от внесенного в составе общего азота почвы, а в минеральной форме - 9,0-10,4$ и эти показатели выше, чем в других вариантах опыта.

5. Иммобилизованный азот удобрений в год внесения й в последующие годы минерализуется, частично используется растениями и микроорганизмами, способствуя увеличению в почве содеркания обще' го азота на 10-12$, а минерального до 2$.

6. Количество отгоняемой легко-и трудногидролизуеыой фракци азота удобрения увеличивается с повышением дозы азотных удобрени и от сочетания их с навозом. В год действия удобрений в слое 050 см доля отгоняемого ЛГ азота удобрения, доступного растениям первую очередь после минерального составила 0,7-4,7$ от внесенно

7. Во всех вариантах опыта наибольшее количество иыиобилизо ванного азота удобрения обнаруяивается в ТГ неотгоняемых и негид ролизуемых фракциях почвенного азота, составляя 4,3-11$ и 4,615,6$ от внесенного соответственно.

8. Активное участие в минерализации органического азота при нимают аммонифицирующие микроорганизмы. Азот, закрепленный в лех когидролизуемой фракции, монет-быть доступен растениям уг.е в результате гизнедеятельности этих микроорганизмов. Количество фикс рованного азота азотфиксирующиыи микроорганизмами зависит от дое удобрения, фазы развития хлопчатника и совместного внесения мине ральных удобрений с навозом.

9. За два года проведения опатов (год действия и последейсз впя) величина использования хлопчатником азота удобрения состав! ла 35,0-46$ от внесенного, закрепилось в почве 26,0-32,1$, общие потери составили 21-39$. Наибольшее использование и закрепление отмечено на варианте с внесением навоза.

10. При внесении под хлопчатник минеральных удобрений в но] ме 200 и 300 кг/га за два года дефицит азота составил 79-98кг/г; Внесение навоза совместно с высокими нормами азотных удобрений способствует сникениа дефицита до 12-15 кг/га, а с учетом азотф! сации создается положительный баланс по азоту.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

-I. Б условиях орошаемых типичных сероземов при внесении под хлопчатник минеральных удобрений в дозеЦЗОО кг/га необходимо сочетание его с навозом, что способствует значительному улучшению азотного ренима, иммобилизациошшх процессов в почве и способствует сникению дефицита азота в почве.

2. Внесение 20 т/га навоза совместно с минеральными удобрениями в дозе ЬС2оо^150^60 л -^■300*225^90 спос°бствует образованию в почве дополнительного азота в доступной форме, что необходимо учитывать при планировании доз азотных удобрений.

Список работ»опубликованных по диссертации.

1. Динамика минеральных форм азота удобрений на орошаемом типичном сероземе и луговой почве на посевах хлопчатника.Тезисы докл. УП делегатского съезда лочвоведов.-Ташкент,1985 (в соавт).

2. Превращение азота удобрений в орошаемом типичном сероземе и его использование хлопчатником / Микроэлементы и гумус в почвах и применение удобрений в сельском хозяйстве. Сб.тр.НПА АН УзССР, вып.31.-Ташсент,1Э87 (в соавт).

3. Баланс азота удобрений в посевах хлопчатника на оропаемом типичном сероземе.Тез.докл.УШ Всесоюзного съезда почвоведов.-Новосибирск, 1989 (в соавт).

Баланс азота удобрения на орошаемом типичном сероземе при внесении под хлопчатник минеральных удобрений в сочетании с органическими // Проблемы повышения плодородия почв в условиях интенсивного земледелия. Тез.докл.всесоюзной научн.конференции.-Ташкент,1990 (в соавт).

5. Значение органических удобрений на ¡шмобилиззцию азота удобрения и повшение плодородия почвы // Зкологпческке аспекты использования и охраны почвенных ресурсов Молдавии. Тез.докл.респ. конференции.-Кишинев,1930 (в соавт).

6. Включение азота удобрений в состав азота орошаемого типичного серозема занятого хлопчатников. Тез.докл.I делегат.съезда почвоведов Узбекистана.-Ташкент,19У0.