Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ИНГИБИТОРОВ НИТРИФИКАЦИИ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ, БАЛАНС АЗОТА УДОБРЕНИЙ И НАКОПЛЕНИЕ НИТРАТОВ В ОВОЩНОЙ И КОРМОВОЙ ПРОДУКЦИИ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ИНГИБИТОРОВ НИТРИФИКАЦИИ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ, БАЛАНС АЗОТА УДОБРЕНИЙ И НАКОПЛЕНИЕ НИТРАТОВ В ОВОЩНОЙ И КОРМОВОЙ ПРОДУКЦИИ"

&-ЗоЪоЧ

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО' ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ амелн К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах• рукописи ВАНИ ДЖАВАИД АХМЕД

УДК 631.84: 631.461.3 : 635.1/.8+633.255 : 546.175

ВЛИЯНИЕ ИНГИБИТОРОВ НИТРИФИКАЦИИ

НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ, БАЛАНС АЗОТА УДОБРЕНИЙ И НАКОПЛЕНИЕ НИТРАТОВ В ОВОЩНОЙ И КОРМОВОЙ ПРОДУКЦИИ

Специальность 06.01.04 — агрохимия

• Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1993

/Ч

Г/

••''4 'у '

Диссертационная работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской сельскохозяйственной академии имени К А Тимирязева

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор Э. А. Муравин.

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук, профессор Л.- М. Державин, кандидат сельскохозяйственных наук Ш. И. Литвак.

Ведущее предприятие — Институт почвоведения и фотосинтеза (ИПФС) РАН Пущино на-Оке

Защита диссертации состоится

1993 г. в час. на заседании специализированного сове-

та К 120 35 01 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес 127550, Москва, Тимирязевская \л , 49 Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА

Автореферат разослан «/«■*» . . . . . 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат биологичес: г

М. В. Вильяме

' ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ , Актуальность темы. В интенсификации сельского хозяйства важное значение имеет использование минеральных удобрений. Решающая роль в увеличении производства разнообразной растениевод-чёской продукции, пищевого и кормового белка, сохранении плодородия почвы принадлежит азотным удобрениям. В то же время неправильное- их' применение может вызывать ухудшение структуры и каче-, ства урожая, экологической ситуации. В среднем 20-30;? внесенного дорогостоящего азота удобрений теряется из почвы в газообразной форме вследствие денитрификации, а также вымывания нитратов. Избыточное накопление нитратов в растениях, особенно в овощах и кормах,.и загрязнение ими природных вод, а также атмосферы - закисью азота представляет серьезную потенциальную угрозу. Очевидно ,".Ч5го проблема рационального, ресурсе- и энергосберегающего, экологически безопасного применения-азотных удобрений весьма актуальна как для развитых, так. и развивающихся страд. "

В практике мирового сельского хозяйства уже нашло широкое применение новое средство химизации земледелия - ингибиторы нитрификации ,.используемые для снижения,потерь и повышения эффективности азота удобрений^1а также в природоохранных целях. В России организовано производство опытных партий перспективных ингибиторов нитрификации ¿ модифицированной ими мочевины. В Индии идет поиск-ингибиторов естественного происхождения и испытание разнообразных зарубежных препаратов. - . . , . ' .

Дель: и' задачи исследований. Основной целью наших исследований являлось-научное обоснование, Приема снижения потерь и по- • вдаения эффективности азота удобрений с помощью ингио'иторов нитрификации, позволяющих также ограничить накопление нитратов в - -растениях,' в том числе овощной и кормовой продукции; - *

-1——.---

ЦЕНТРАЛЬНАЯ . НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. селыкохоз. академии им. К. А.."! имирлзааа ,

Основными задачами исследований являлись:

- изучение влияния ингибиторов нитрификации 1-карбамоил--3(5)-метилпиразола(Ш1), метилпиразола (МП) и дициандиамида(ЛЦД) на превращение в почве и баланс азота удобрений, урожай и содержание нитратов в салатной продукции пекинской капусты;

- сравнение действия химических ингибиторов нитрификации

и препарата естественного происхождения " Кееш саке " на нитрификации в почве, потребление азота растениями, урожай и накопление нитратов в салатной продукции;

- сравнительная оценка эффективности обычной и модифицированной ингибиторами нитрификации КМП и АТГ (4-амино-1,2,4-триа-зол) мочевины при выращивании кукурузы на зеленую массу.

Научная новизна. С применением количественно охарактеризовано влияние ингибиторов нитрификации на потребление пекинской капустой азота почвы и удобрений, баланс азота удобрений в системе "почва-растение". Установлена возможность с помощью ингибиторов нитрификации значительно снизить потери азота аммонийного удобрения и ограничить накопление нитратов в окороопе-лой овощной культуре. Впервые дана сравнительная оценка действия перспективных химических ингибиторов, а также индийского препарата растительного происхождения Нее» еака на нитрификацию в почве, урожай пекинокой капусты и накопление нитратов в салатной продукции. Показано отсутствие негативного действия ингибиторов на рост и развитие пекинокой капусты, а также использование раотениями почвенного азота. Впервые изучено влияние ингибиторов нитрификации на содержание широкого спектра макро- и микроэлементов в растениях.

Получены новые экспериментальные данные о сравнительной эффективности обычной и модифицированной ингибиторами нитрмфика-

Ции гранулированной мочевины при выращивании кукурузы на зеленую массу в долевых условиях на серой лесной почве.

Практическая значимость. Результаты исследований позволяв? рекомендовать дальнейшее испытание изучавшихся ингибиторов нитрификации на основе метилпиразола и дициандиамида не только для уменьшения потерь и повышения эффективности азота аммонийных и амидных удобрений, но и снижения содержания нитратов в скороспелых овощных культурах (при этом.в получаемой продукции не ожидается накопления остаточных количеств этих ингибиторов). Установлена высокая эффективность применения модифицированной КМП мочевины и ее преимущество перед обычной формой удобрения по влиянию на урожай зеленой массы кукурузы и потребление азота растениями.

Результаты исследований использованы при Определении перспективного ,ассортимента ингибиторов нитрификации и модифицирован иых ими азотных удобрений,' а также разработке рекомендаций пр их применению. '' . • •

АПР91?9.'Ш р^отн. Реаудьтатн исследований докладывались на XI Всесоюзной конференции по биологической.роли микроэлементов и их применению в сельском хозяйстве и медицине (Самарканд, 1990), ежегодно на заседаниях кафедры агрономической и биологической, химии ТИСА агяа яаучвых конференциях ТСХА (1989 и 1992 гг.). , Основные положения диссертации отражены в 2 опубликованных работах и рукописи,'сданной на депонирование. "-'•'..-

' Объем работы. Диссертационная работа изложена на /Устрани . цах машинописного, .текста й включает. кроме введения, 4 главы■ об-, зора литературы3 главы экспериментальной части, 20 таблиц, 8 рисунков, выводы; рекомендации: производству,-список использованной.'литературы, Х£Г„ страниц прйлоаений.' Список литературы -представлен 325 яаршенованиямиУ'в том числе'203 на русском языке

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЫШНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ Опыты с пекинской капустой (опыты № 1-4, 3988-1990 гг.) проводили в вегетационном домике кафедры агрохимии ТСХА ца относительно хорошоокультуренной дерново-подзолистой ореднесуглинис-той почве. В опытах » 1-3 изучали влияние постоянной дозы азота в форме сульфата аммония и кальциевой селитры, а также ингибиторов нитрификации дЦД и КШ на урожай и накопление нитратов в салатной продукции, баланс меченного азота удобрений. При этом а опыте И 3 азотные удобрения и ингибиторы нитрификации вносили повторно на следующий год в сосуды с почвой соответствующих вариантов опыта Ji 2. В опыте № 4 изучали влияние ингибиторов нитрификации на урожайность и накопление нитратов в салатной продукции при удобрении пекинской капусты только сульфатом аммония. Доза азотных удобрений, вносившихся до посева по фону ЕК (75 мг Р2О5/КГ почвы в виде простого суперфосфата, 300 мг KjO/кг почвы - сульфата калия), во всех вегетационных опытах составляла 150 мг N/кг почвы. Ингибиторы нитрификации ДЦД и КМП применяли в дозах соответственно 10 и 2% от азота удобрений, а по фону РК - в эквивалентных количествах.

Опыт Л 5 был проведен в 1991 г. на серой лесной среднесу-глинистой почве. Схема опыта предусматривала сравнительную оценку тех же химических ингибиторов нитрификации, а также жидкого метшширазола (МП) и препарата естественного происхождения Нее» еаке при применении с сульфатом аммония в дозе 150 мг N/кг почвы и по фону РК. Дозы ингибиторов ДЦД, КМП, МП и Heem cake составляли соответственно 10, 2, 2 и 50i от азота удобрения.

Емкость сосудов типа Вагнера 4,Ь-5 кг абс. сухой почвы. В сосуде выраилвали по 5 растений пекинской капусты. Повторность опытов при закладке 1-3-лратная, при учете уоожая - 4-кратная,

в том числе о меченными удобрениями (исходное обогащение около 20 ат^ .15Ш) 2-кратная1. Уборку урожая салатной продукции проводили в фазе 8-9 настоящих листьев через 36-40 дней посла по-оева. .*■-' .' • ' ' ' , ' *. - ■

Полевые опыты с кукурузой на зеленую массу.проводили в 1989-1990 гг. в учхозе "Дружба" Переяславского района Ярославской области. Почва опытного участка - серая лесная среднесу-глинистая слабосмытаяна покровном леоовидном суглинке. Доза азотагв форме обычной гранулированной и модифицированной ингибиторами нитрифшсации:КШ и АТГ мочевины (применявшейся по хо- ' зяйственному фону Р12оКбо в 1989 г.. и РвоКдоо в 1990 г.) составляла 100 кг И/га. В варианте без внесения азота применяли чисг тый порошковидный препарат КШГв дозе 2 кг д.в./га, т.е. в количестве, эквивалентном содержанию ингибиторов в составе модифицированной мочевины, Способ посева кукурузы рядовой пунктир-, ный (70x15 см), агротехника зональная. Площадь опытных делянок 100 учетных в 1989 "г. - 51 -и в 1990 г. - 47,5 ч?. Повтор-ность опытов 4-кратная.,Способ учета урожая сплошной. Уборку проводили в фазе молочно-восковой спелости зерна кукурузы.

7 ' Агрохимический анализ почв перед, закладкой опытов проводили общепринятыми методами. Содержание аммонийного азота и нитратного азота после :80с6тан0виения до аммония во всех опытах определяли в свежих почвенных^образцах на макроаппарате Къель-даля; ,общёпг азота - в почве и растениях -. микрометодом Къельдаля после сжигания с фенолсерной кислотой.* Определение изотопного состава:азота почвенных и растительных.образцов из вегетационных опытов с ^Ы" проводили йосле соответствующей подготовки • Проб н«1 масс-опектрометре Ш-1305.! Содержание нитратов в свежих, растительных образцах пекинской капусты' и кукурузы опреде-

ляли потенциомвтрически о использованием ион-селективных электродов, фосфор и калий - общепринятыми методами пооле мокрого озоления, а элементный состав пекинской капусты на атомно-абоорб-ционном спектрофотометре РС-7100 после оухого озоления. Для оценки качества зеленой маооы кукуруза определяли содержание влаги и абсолютно сухого вещества, а в воздушно сухом растительном материале - содержание сырой клетчатки по Кюршнеру и Ганеку, сырой золы весовым методом, сырого жира - методом обезжиренного оотатка. Оотаточныв количества метилпиразола (ооновного метаболита ингибитора нитрификации КМП) в сыром растительном материале определяли методом тонкослойной хроматографии на кафедре химкче-окнх средств защиты раотений ТСХА.

Математическую обработку урожайных данных всех опытов производили методом дисперсионного анализа (Доопехов В.А., 1975) о использованием электронно-вычиолитальной техники.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

X. Продуктивнооть в химический состав пекинской капуоты, баланс азота удобрений в сиотемв "почва-раотание" при применении ингибиторов нитрификации

I.I. Урожай пекинской капуоты н потребление растениями'' азота почвы и удобрений

I

При удобрении сульфатом аммония сырая маоса растений на двр-ново-подзолиотой почве возрастала по сравнению о фоновым вариантом РК в опытах I, 2, 4, соответственно в 2,0; 2,8; 1,4 раза, а в опыта Л 3 при повторном внесении этого азотного удобрения -в 5,5 раза (табл.1). Удобрение кальциевой селитрой во всех опытах обеопечивало такой же уровень урожая салатной продукции, как и равная доза азота в форме сульфата аммония (табл.1).

В наших опытах при дозе азота 130 мг/кг почвы применение ингибиторов нитрификации существенно не сказалось на урожае оа-

латной продукции (только в опыте I при удобрении сульфатом аммония установлено достоверное увеличение урожая). Внесение ингибиторов нитрификации ДДД и КМП на фоне PK приводило в опытах 1,2 и 4 к достоверному повышению урожая за счет лучшего использования растениями почвенного азота (табл. I, 2).

. : Таблица I

Влияние азотных удобрений и ингибиторов нитрификации на урожай салатной продукции, г оырого вещества/сосуд

• 1 Год проведения и Л опыта ~

Варианте I-—.-,-... ■■ .,■■■■

опытов 1988, {1989, 1990, 1890,

) »I I * 2 { * 3 I »4

^75^300 " *°я : 71 139 34 218

Фон ■*■ Ш 99 ' 165 68 275 '

ФОН + КШ 82 .. 178 V : 38 249

Фон + NaI50 144 389 184 311

Фон + На 150 + ДЦД .163 406 177 . 333

Фон + Na 150 + КМП 166 383 176 338

Фон + Мскц 150 145 372 175 .'

Фон + Мокц 150 + ДЦД 147 372 186

фон + нсвд 150 + кш 146 355 183:

HCPog ; II ; ; 21 27 34 .

Применение азотные удобрений во всех.опытах вызывало значительное возрастание обоих размеров потребления азота раотениями. Внеоение азотных удобрений способствовало увеличению использо-ванияраотениями азотаночвы.причем аммонийная форма удобрения -';"■ большей степени, чем нитратная. Долевое участие почвенного азота в общем выносе азота о урожаем в вариантах HPK составля-

*Л0 4Í-59Jt (мбл.2)^; í у*:

. * Под действием ингибиторов нитрификации'во.всех опытах увеличились общие размеры потребления азота пекинской капустой»:

Таблица 2

Потребление раотениями азота почвы и удобрений в зависимости от применения ингибиторов нитрификации

Варианты опытов

¡Маоса|Использовано раотениями азота ■ расте- !-

,!ний, г ¡всего }абс.су-.мг/ {хого ве С001Д ¡щвотва } 1 •на оо- ;

10-УД 1

меченого из удобрений ,мг/ сосуд

немеченого ¡допол-

---1 нитель-

ыг/ от но к фо-- |обще-Iну РК. 1го вы4 мг/ 1носа »сосуд

Фон + ДДД Фон + КМП

Фон + Ыа 150

Фоа + Ыа 150 + ДДД

Фоа + Ыа 150 + КШ

Фоа +■ Ыокц 150

Фоа + Нокц 150+ДЦД Фон + Кокц 150+КШ

26 - за Юй -

11,5 97 97 100

-3.6 Ш - ш 100 -

13,1 158 158 100

- 1& 1Ш —

14,3 137 137 100

Ш ш 197 ш

27,3 888 319 369 54 272

12.8 §§£ ж Ш 31 Ш

29,6 806 362 444 55 347

§24 Ш ш Ш

27,7 788 382 406 61 309

Ш 23? 1Й. 11 _§£

24,2 694 397 297 43 200

1&& Ш Ш ш & 104

26,4 750 406 342 46 245

Ш1 Ж Ш Ш Я

24,4 719 408 311 43 214

Примечание. Числитель - опыт Ж I, знаменатель - опыт Я 2.

удобрявшейся сульфатом аммония. Это происходило .не только вследствие увеличения использования ими меченого азота удобрения, но ж дополнительного потребления немеченого азота, оообеяно в варианте о ДВД (табл.2). От применения КШ при внесении кальциевой селитры не обнаружено существенных изменений в размерах

потребления пекинской капустой »«меченого азота почвы и меченого азота удобрения. В то же время в вариантах совместного примене-. яия'ДВД о кальциевой селитрой, тех ж в случае с сульфатом аямо-яия, потребление растениями немеченого азота оказалось выше, чем в вариантах без ингибиторов и селитры о КШ (табл.2). Это может быть следствием не только лучшего использования азота поч-' вы,, но к азота самого дициандиамида, который после его минераян-. зации до аммония способен усваиваться так же, как азот удобрения.

При повторном внесении азотных удобрений я ингибиторов нитрификации (опыт * 3) наблвдалась та жекартина.

1.2. Баланс меченного Ж азота удобрений в сиотеме "почва-растение" при использовании ингибиторов нитрификации -

В большинстве наших опытов использование растениями меченого азота сульфата аммония и кальциевой салитрв было близким (табл.3). Количество оставшегося в почве после уборки урожая азота сульфата аммония (преимущественно в органической форме) было выше (ва 9-10/1 от внесенного), а.потерь - соответственно ниже, ш азота кальциевой селитры.

: Торможение нитрификации изучавшимися ингибиторами обеспечивало временнув консервацию аммонийяого аэота удобрения в почве ' и ограничивало. газообразные потери в ходе нитрификации к денитри-; . фикации, происходящие, как известно, наиболее интенсивно в первые н&двли после внеоввия удобрения. При »том под действием : * ингибиторов усаливалась иммобилизация азота сульфата аммония и . V несколько возрастало использование его растениями. При повторном .вявсеяяивяядаив ингибиторов нитрификации (в опыте Л 3) на потери •азота оудьфата аммония не снижалось. \

и КМП в равной мере уменьшали газообразные потери азота

оульфата аммония о 24? до 13% в опыте I и о 33? до 25-262 в опыте 2, а при повторном внесении азотных удобрений и ингибиторов в опыте 3-е 42% до 30-32? (табл.3). В среднем по опытам снижение потерь азота оульфата аммония под действием ингибиторов нитрификации составило 10% от внесенного количества.

Таблица 3

Влияние ингибиторов нитрификации на баланс меченного азота удобрений, % от внесенного количества

Варианты опытов ¡Использовано [раотениями 1 Осталось | в почве 1 Потери 1

Фон + Ыа150 32 26 24 42

Фон + Ыа150 + ДДД 25 36 52 12 32

Фоа + Ыа150 + КИП за 38 32 И 30

фон + Кокц150 32 32 25 17 22 51

Фон + ыокц + ОТ ^ 36 2£ 16 га 48

Фон + ыохц + кмп 32 35 25. 19 22 46

Примечание. Чиолитахь - опыт Л I» знаменатель - опыт # 3.

Существенных изменений в размерах потерь азота кальциевой селитры, а также использования растениями меченого азота этого удобрения от применения ингибиторов нитрификации, как правило, не происходило (табл.3).

1.3. Накопление нитратов в салатной продукции и элементный ооотав растений в зависимости от условий азотного питания я применения ингибиторов нитрификации

В оалатяой продукции пекинской капусты, выращенной без внесения азота, содержание нитратов колебалооь в интервале 3I0-II60.. мг/кг сырой масон. При оптимальном для формирования салатной продукции уровне азотного питания 150 мг/кг почвы в растениях накапливались большие количества нитратов - от 1000 до 4000 мг/кг сырой масоы (табл.4) в зависимости от складывающихся в течение вегетации погодных условий. Более высокая концентрация нитратов в пекинской капусте в опыте № I (1988 г.) явилась следствием пониженных температур ж меньшей продолжительности солнечного сияния за.вегетацию: В большинстве наших и проведенных ранее (Куд-ряшова, 1987) опытов с пекинской капустой форма внесенного до "посева азотного удобрения не являлась фактором, определяющим содержание нитратовврастениях, очевидно, вследствие достаточно интенсивной нитрификации в почве.

< Применение ингибиторов активно тормозило нитрификацию минерализованного почвенного и внесенного аммонийного азота на протяжении относительно короткого! периода вегетации опытной культуры. Это и позволило с помощью ингибиторов нитрификации при удобрении сульфатом аммония "ограничить накопление нитратов в салатной продукции при одновременном повышении содержания общего азота в растениях. В опыте * I 1988 г. использование ДЦД и КШ дало возможность "снизить содержание нитратов в салатной продукции в 1,3-1,4 раза до. допустимого уровня (регламентированного для зеленных овощей защищенного грунта в; 3000 мг/кг.сырой массы). В:опытах * 2-4 • применение ЛДД при удобрении пекинской капусты сульфатом аммония обеспечивало снижение концентрации нитратов в салатной продукции.

в среднем в 1,8 раза, а КМП - в 2,0 раза (табл.4). Значительное уменьшение концентрации нитратов в растениях под действием ингибито< ров нитрификации (почти в 2 раза) проявлялось и в вариантах без азотанх удобрений в опыта * 4. *

Внесение ингибиторов нитрификации при удобрении пекинской капусты кальциевой селитрой не влияло на аккумуляцию нитратов в растениях (табл.4).

В салатной продукции пекинской капусты нами не найдены остатка метилпиразола - основного метаболита ингибитора нитрификации КИП (предел обнаружения использовавшимся методом тонкослойной хроматографии 0,04 иг/кг сырой массы). Что касается дициавдиамида, то хорошо известно, что в почве он относительно быстро деградирует о образованием безвредных продуктов (СОг, Н2О, аммония).

Таблица 4

Влияние азотных удобрений и ингибиторов нитрификации на • содержание нитратов в салатной продукции, мг НО3/КГ сырой массы

Варианты опытов ¡Опыт I ] Опыт 2 | Опыт 3 | Опыт 4

^Изоо - Ф°н 310 584 760 1160

Фон * ЛШ 300 495 650 610

Фон +• КМП 290 314 .560 ^40

Фон + Ыа1б0 3850 Ш5 2120 2080

Фон + Ыа150 + ТО ■ 2930 925 880 " 1230

Фон + Ыа160 + КМП ' 2850 1000 660 ИЗО •

фон V Ыскц150 3950 1760 2240 -

Фон + ЫОКц150 * да 3950 1770 2230 -

фон + Нскц150 * КМП 3900 1770 2340 -

Форма внесенного до пооева азота сказалась на содержании зольных элементов в салатной продукции пекинской капусты. При удобрении кальциевой селитрой в растениях была выше концентрация

фосфора, калив, кальция, магния, меди н меньше - концентрация цинка, чем при удобрения сульфатом аммония. Стабилизация в почве аммонийного азота сульфата аммония под действием ингибиторов нитрификации вызывала повшениа относительного содержания калия в растениях н овижааив концентрации кальция, а также железа и марганца. Закономерных изменений в относительном содержании других изучавшихся зольных элементов ( И- , сг , со , К1 , са , РЪ ) в салатной продукции от формы азотного удобрения и ингибиторов нитрификации не установлено.

£.4. Сравнительное действие химических ингибиторов

нитрификации и препарата естественного происхождения на урожай и накопление нитратов в салатной продукции

Бысокая стоимость химических ингибиторов нитрификации и ограниченные возмэжности их собственного производства вызывали в раз-виващихоя странах интенсивный поиск препаратов естественного происхождения. В настоящее время в Индии в качестве ингибиторов нитрификация используются размолотые оемена деревьев АгасИгасШа 1в411са(местное название "*«ев "), а также экстракты из них и жмых после извлечения непищевых масел.

В опыте * 5 о пекинокой капустой на серой деоной почве внеое-вие ингибиторов нитрификации КМП, МП, ДЦД ва фоне РК усиливало азотное питание растений и приводило к достоверному увеличению урожая салатной продукция, во сбор сухого вещества возрастал только в варианте о ДЦД. От применения н*«я сак» без азота урожая не изменился (табж.5).

Внесение сульфата ашовия привело к достоверному увеличению оырой массы пеклнокой капусты. Дейотвие его ва накопление сухого вещеотва растений было выражено значительно слабее, чем в опытах на дерново-подзолготой почве, очевидно, вследствие более высокого исходного содержания доступного для растений азота в серой лесной

почве. Однако ввесвнве оульфата ашовия резко повышало концентра-, циго азота в растениях и вынос его с урожаем салатной продукции. От применения всех ингибиторов нитрификации, кроме КМП, на фоне полного удобрения проявлялась тенденция к увеличению сырой массы капусты к сбор сухого вещества достоверно возрастал только от ; внесения ДДД (табл.5).

Таблица 5

Урожайность пекинской капусты, содержание нитратов • к общего азота в салатной продукции

Варианты опытов

Т 1

Урожай

Т

■ Содержание

Jr. сырого J г. абсолют-{нитратов' общего азо-]вещества|но сухого ¡мг/кг ! та, Яна j {вещества", jcggog |

Фоя + КМП . «оя + мл Фон + ДЦЦ

ФОЯ + Не em cake

Фон + Ыа150

Фон + Ыа150 + КМП :

Фон + ыа150 + МП V

Фон + Ыа150 + ДЦД

Фон + ыа150 + Нее» c«ke

НСР,

'05

• 151, 8,9 , 1400 1,30

176 9,5 1320 1,50

175 9,3 ;. 1360 1,70

174 ■ 11,3 1250 1,80

164 ' 8,7 ' '•1140: 1,70

174 . 10,8 . 1500 2,90

172 II,I " 990 . 3,40

188 • ид 900 3,50

191 12,1 ; 920 " 3,95'

194 : И,5 ;-./ 980 3,87

20 1,2

Наблюдения за изменением содержаяия минеральных соединений азота в почве под влиянием метилпиразола и Keen cate; на протяжении вегетации опытной культуры выявили торможение нитрификации ' в течение первых 3-4 недель. При этом МП обладал большей способ- . яостью к подавлению нитрификации.чем Нееа cake. Под действием

Ream cake в начале опыта наблюдалось снижение не только количества нитратов, яо и суммарного содержанияминвральных соединений азота в почве,.что можат быть связано,либо с"торможением минера-

лизации почвенного азота, либо с усилением процесса биологической иммобилизации внесенного азота удобрения. Коэффициент использования растениями азота сульфата аммония, рассчитанный разностным методом, увеличивался под влиянием ингибиторов нитрификации на 10-2055 (от внесенного количества).

Использование изучавшихся ингибиторов дало возюжностг. снизить концентрацию нитратов в салатной продукции в 1,5-1,6 раза (табл.5). От применения ингибиторов нитрификации на фоне сульфата аммония отмечалось повышение концентрации калия в растениях, а относительное содержание фосфора существенно не изменялось.

2. Сравнительная эффективность обычной и модифицированной ингибиторами нитрификации мочевины при выращивании кукурузы на зеленую масоу

2.1. Динамика минеральных соединений азота в почве в период вегетации кукурузы

Наблюдения за динамикой минеральных соединений азота в почве под раотениями в полевых опытах о кукурузой показали, что ингибитор нитрификации КМП при внесении как отдельно без азота, так и в состава модифицированной мочевины, тормозил нитрификацию в течение 30-45 дней, в дальнейшем степень ингибирущего действия уменьшалась. Через 2-1,5 мео. после закладки опытов (1-й срок отбора проб) внесение КМП по фоофорно-калийному фону приводило к увеличению содержания аммонийного азота в почве в оба года исследований в 1,5 раза (рис.1.2). Содержание аммонийного азота в вариантах о мочевиной, модифицированной КМП, было в эти сроки соответственно в 1989 г. и 1990г. в 3,1 и 1,2 раза большим, чем при внесении обычной мочевины, что создавало предпосылки для снижения потерь азота, обеспечивало сохранение большего количества минерального азота в почве до начала интенсивного потребления азота кукурузой (рис.1, 2).

100908в-70"

-; во1

.7 50 40-

•30. , 20

лк 10.

•

мг/кг

л

1

т

\

I

1

ш

Ш

12345 2 3 4 5 12345 20- июня-.12 июля - . 24'августа

12 345

6 июня

1 2 34 5 7 июля

12 345 Варианты 7 авгУста

определения

О

Рис. 1.2 Изменение содержания минеральных соединений азота в почве . в течение вегетации'кукурузы

I» 2, 3, 4, 5 — соответствующие варианты опытов

К-ИН.

1и-М0а А-19МГОД 1-1990 год

Активное торможение нитрификации в почве в вариантах о применением мочевины, модифицированной АТГ, наблюдалось лишь в 1989 году.

2.2. Действие ингибиторов нитрификации и модифицированных ими азотных удобрений на урожай и вынос ооновных элементов питания кукурузой

Применение обычной гранулированной мочевины в дозе 100 кг/га усиливало роот и накопление сухого вещества растений, обеспечило получение прибавок урожая зеленой массы 106 ц/га в 1989 г. и 120 ц/га в 1990 г. или 20-23? по отношению к фону РК Стабл.6, 7).

Таблица 6

Урожай зеленой массы кукурузы (ц/га)

Варианты опытов { 1989 г. { 1990 Г. 1 В среднем ! за два года

РК - фон 426 516 471

ФОН + КЫП 451 541 496

Фон + NjjIOO 532 636 584

Фон + Ым о КМП 606 713 660

Фон «• Нм о АТГ 584 656 620

шРо& 50 51

От ваеаения модифицирован ной мочевины урожай зеленой массы кукурузы возрос на 42? (108 ц/га) в 1989 г. и на 38? (197 ц/га) в 1990 г. по сравнению о фоном РК и был вше соответственно на 14? (74 а/та) в 1989 г. и на 12? (77 ц/га) в 1990 г., чем от обычной мочевины. При этом коэффициент использования кукурузой азота удобрения, раосчитанный разностным методом, в среднем за 2 года увеличился под действием ингибитора нитрификации на 15? и составил 59-62? от внесенного количества. Положительное действие АТГ в ооставе мочевина на потребление азота растениями и про-

дуктивность кукурузы было менее стабильным - в 1989 г. получена достоверная прибавка урожая, а в 1990 г. наблюдалась лишь тенденция в его увеличению (табл.6, 7).

Таблица 7

Сбор оухого вещества кукурузы и потребление растениями азота

Варианты опытов

Сбор сухого вещества, IV га

Содержание азота в растениях

Г I

% на абс. сухое вещество

кг/га

I Коэффициент

использования -} азота^добре-

Опыт 1989 года

РК - фон 62,9 0,96 60,4 -

Фон + КМП 73.7 . 0,97 71,5 : -

Фон + ЫцЮО 86,7 1,27 ".■',: 110,2 , 50

Фон + К„ о КМП" 96,3 1,27 : 122,2 ; , " . 62

Фон ♦ Ым о АТГ " 95,1 1,36 , 129,3 69

' ' ' - ■ Опыт 1990 года; ..

РК - фон 61,1 1,12 68,4

Фон + КМП 65,7 : 1,26 .. 82,8 'V' .

Фон + ИцЮО 75,5 1,43 ю8,о. 40

Фон + о КМП 86,3 • . 1,47 126,9 ' 59

Фон + Ым с АТГ . 79,2 1,47 113,3 :

При внесении КМП по фону РК проявлялась тенденция к повышению урожая зеленое массы и увеличению потребления кукурузой поч-; веяного азота в оба года исследований. ^ Последнее связано как о.-изменением сбора сухого вещества; так н о повышением концентрации азота в растениях. При внесении модифицированной КМП мочени-ны вынос азота кукурузой возрос вследствие увеличения накопления.. оухого вещества при практическинеизменной концентрации азота в растениях кукурузы (табл.7). . '/-

. Относительное содержание фосфора в кукурузе в вариантах с обычной и модифицированной ингибиторами «ючевиной; существенно не

различалось, а калия - было вше при введении КШ и АТГ в состав удобрения. Это в сочетании с изменениями в накоплении сухого вещества растений под действием ингибиторов вызывало соответствующее увеличение размеров выноса фосфора и калия о урожаем.

2.3. Качество урожая в зависимости от применения обычной и модифицированной ингибиторами нитрификации мочзнины

Относительное содержание сухого вещества в кукурузе на зеленую массу под действием мочевины и ингибиторов нитрификации КШ и АТГ изменялось в небольших пределах (15,8-16,3 в 1969 г. и 11,812,1% в 1990 г.) в оба года исследований (табл.8).

Таблил» 8

Химический состав зеленой массы кукурузы

Сухое ¡Сырой {Сырая (Сырой Сырая

веще- }белок ¡клет- { жир ¡зола

j ство, |_{чатка {_j_

{ ^ } % на абс. оухое вещество

Варианты опытов

Нитраты, мг/кг сырой массы

РК - фон Фон + КМП Фон + НцГОО Фон + Им о КМП

Фон + Ым о АТГ

ISJL 6.00 ШЛ fLjSQ SJ& ш

11,8 7,00 27,5 3,00 6,71 45

16.2 ¿LSI 5.27 за

12,1 7,88 28,3 3,00 6,63 70

16,3 ' 7i94 28,0 2,40 4,96 126

И,9 8,94 26,3 2,80 5,84 165

15.8 1Ж 27.7 1*23 ш

12,1 9,19 24,9 2,60 6,22 180

1Ж 28.0 5.00 Ш

12,0 8,94 27,7 2,90 6,37 145 .

Примечание. Числитель - опыт 1989 г., знаменатель - 1990 г.

При внесении мочевины содержание оырого белка в раотениях увеличивалось о 6,0 до 7,94 в 1989 году и с 7,00 до 8,94? в 1990 году. Под действием КМП в ооставе модифицированной мочевины содержание сырого белка существенно не изменялось (табл.8). Зако-

вомерных изменений в содержании клетчатки, жира, золы в кукурузе вод действием мочевины и ингибиторов нитрификации в соотаве удобрения не установлено (табл.8). '

Одним из основных показателей качеотва кормов является.содер- : жание нитратов. В вариантах без внесения азота концентрация нитра-; • тов в зеленой массе кукурузы составляла 40-75 мг/хг сцрой массы, а в вариантах о азотными удобрениями колейалаоь от 126 до 180 мг/кг, т. еоть не превышала установленного уровня ДЯК (500 мг/кг). )■ Применение ингибиторов нитрификации и модифицированнойими мочевины практически не оказалось на содержании нитратов в урожаев

При уборке в фазу молочно-восковой спелости зерна кукурузы .. остаточных количеств основного метаболита ингибиторе КМП - метил-пиразола в растениях не обнаружено, .

ВЫВОДЫ..;.

1. Применение азотных удобрений значительно уоиливало рост

ж повышало урожай салатной продукции пек инокой капусты на дерново-подзолистой почве, при этом резко возрастало содержание нитратов в растениях (до 1-4 тыс.иг,'КО3/кг сырой массы), особенно в условиях пониженных температур и недостаточной инсоляции в течение . вегетации. Урожай и концентрация нитратов в оалатной продукции п, . практически не зависали от формы азотных удобрений, внесенных до посева в почву с повиданной яитрифгкяциовной опоообностьи. :

2. Коэффициенты использования пекинской капустой меченого азота сульфата аммония и кальциевой селитры были одинаковы ,(32Ji(. .'-■■-.. от внесенного в дозе 150 мг/кг почвы в среднем по 3 опытам б ; 15ц), в то время хак -размеры' зацепления в почве ааота сульфата ; аммония'- на I0SS больше. а газообразных потерь - соответственно " меньше, чем азота кальциевой селитры. Применение азотных удобрений повышает использование растениями.азота почвы/'

3. Применение ингибиторов нитрификации ДЦЦ и КШ в дозах соответственно 10 и Z& от азота сульфата аммония обеспечивало снижение потерь азота удобрения на 7-12% от внесенного количества при одновременном увеличении размеров его использования растениями и закрепления в почве. Потребление растениями азота почвы

под действием ингибиторов нитрификации не снижается, а в вариантах без азотных удобрений имеет стабильную тенденцию к возрастанию.

4. Внесение ингибиторов нитрификации при достаточно высоком уровне азотного питания в условиях вегетационных опытов существенно не сказалось на урожае пекинской капусты, но при удобрении сульфатом аммония обеспечивало преимущественно аммонийное питание растений в течение вегетации и ограничивало накопление нитратов в салатной продукции в среднем по 5 опытам в 1,8 раза. По действию на содержание нитратов в растениях при уборке в фазу 8-9 настоящих листьев изучавшиеся ингибиторы ДЦД, КШ и Щ были равноценны.

5. Индийский препа|>ат Ne«m cake растительного происхождения в рекомендуемой дозе 50? от азота сульфата аммония обладал менее активным, но более продолжительным торможением нитрификации в серой лесной почве, чем ингибиторы нитрификации на основе метилпиразола. Под влиянием Heem cake уменьшалось суммарное количество минерального азота в почве под растениями. По действию на содержание нитратов в салатной продукции Иеея cake был равноценен химическим препаратам.

6. Элементный состав растений пекинской капусты, удобрявшихся кальциевой селитрой, практически не изменялся при использовании ингибиторов нитрификации. Стабилизация в почве аммонийного азота сульфата аммония под действием ингибиторов нитрификации вызывала увеличение концентрации азота и каЛия в растениях

и снижение относительного содержания кальция, железа и марганца; других изменений в концентрации изучавшихся элементов, в том числе тяжелых металлов, от ингибиторов не установлено. ;

7. В полевых опытах с кукурузой применение гранулированной , мочевины в дозе 100 кг И/га улучшало рост и развитие растений, обеспечивало в среднем за 2 года повышение урожая зеленой массы с 471 до 584 ц/га,, или на 23% по сравнению с фоном РК и способст во вал о увеличение содержания сырого протеина в растениях.' Коэффи циент использования кукурузой азота мочевины, рассчитанный разно стным методом, составил.45% от внесенного количества..

8. Ингибиторы нитрификации, вносившиеся как на фоне РК,- так и в составе мочевины, тормозили нитрификацию на протяжении , 1-1,5 мес., обеспечивали сохранение в почве большего количества внесенного минерализованного и почвенного аммония до начала интенсивного потребления азота кукурузой. При внесении мочевины, модифицированной КМП, урожай зеленой массы составил в среднем

за 2 года 660 ц/га и оказался на 12-14% выше, чем при удобрении обычной мочевиной. Коэффициент использования кукурузой азота мочевины, рассчитанный разностным методом, возрос от введения КЫП на 16%. ■

9. Усиление азотного питания и повышение урожая кукурузы под действием ингибиторов нитрификации вызывало увеличение .выноса фосфора и калия растениями. Внесение ингибиторов нитрифи- , кации без азота в почву или в составе модифицированной мочевины практически не сказалось на основных показателях качества \ зеленой массы кукурузы. Содержание нитратов в ней сохранилось

на уровне ниже установленной ЦДК.. • -

' . • . 10., При применении ингибиторов нитрификации на основе метил пиразола ( КМП и МП в'дозах. 2% от азота удобрений ) остаточ-

ныв его количества не обнаружены в салатной продукции пекинской капусты при уборке в фазе 8-9 лиотьев и в зеленой массе кукурузы при уборке в фазе молочно-восковой спелости зерна. Предел обнаружения Щ в растениях использовавшийся методом составлял 0,04 мг/кг сырой массы.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Химической промышленности по производству минеральных удобрений рекомендуется предусмотреть выпуск мочевины модифицированной не только КМП, но и наиболее изученным и безопасным ингибитором нитрификации дициандиамидом, а также препаративных форм этих ингибиторов для применения о традиционными аммонийными и амиднши формами азотных удобрений. Научным учреждениям, участвующим в испытании ингибиторов нитрификации и модифицированных ими азотных удобрений, расширить исследования по их агрохимической оценке и использованию в природоохранных целях, в т.ч. с целью снижения накопления нитратов в овощной и кормовой продукции.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Муравив Э.А., Кудряшова Л.А., Вани Д.А. Уовоение азота овощными культурами я накопление нитратов в продукции при применении ингибиторов нитрификации и молибдена // Микроэлемент в биологии и их применение в медицине и оельском хозяйстве: Тез. докл. XI Воесовз. конференции. - Самарканд, 1990. - С.310-311.

2. Вани Д.А. Усвоение азота овощными культурами и накопление нитратов в продукции при применении ингибиторов нитрификации. Рукопись сдана ва деп. во ВШШТЭИ 14 февраля 1992 г.

3. Кудряшова Л.А., Вани Д.А., Зайко А.С, Сравнительная эффективность обычной и модифицированной ингибиторами нитрификации мочевины при выращивании кукурузы ва серой лесной почве // Изв. ТСХА. - 1992. - Вып.5. - С.68-75.

Объем 1 '/г п л

Заказ 885

Тираж 100

Типография Московской с х академии им К А Тимирязева 127550, Москва И 550, Тимирязевская ул, 44