Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

АЗОТНОЕ СОСТОЯНИЕ ХОРОШО ОКУЛЬТУРЕННЫХ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ И ЕГО ИЗМЕНЕНИЕ ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "АЗОТНОЕ СОСТОЯНИЕ ХОРОШО ОКУЛЬТУРЕННЫХ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ И ЕГО ИЗМЕНЕНИЕ ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ"

¿Мй

На правах рукописи

НАЗАРОВА Ольга Викторовна

АЗОТНОЕ СОСТОЯНИЕ ХОРОШО ОКУЛЬТУРЕННЫХ ДЕРНОВО - ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ И ЕГО ИЗМЕНЕНИЕ ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ

Специальность 06.01.04- агрохимия

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Великие Луки 2004

Диссертация выполнена на кафедре агрохимии и почвоведения Великолукской государственной сельскохозяйственной академии

Научный руководитель: заслуженный агроном РСФСР, доктор сельскохозяйственных наук, профессор И,А. Иванов

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор И.Н. Донских; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Т.А. Иванова.

Ведущее предприятие (учреждение): федеральное государственное учреждение станция агрохимической службы «Великолукская».

Защита диссертации состоится ¡8МОР'О 2004 г. в ,{3> часов 00минут на заседании диссертационного совета К 220.007.01 при Великолукской государственной сельскохозяйственной академии ло адресу: 132100, Псковская область, г. Великие Луки, пл. Ленина, д. ], ауд. 160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Великолукской государственной сельскохозяйственной академии.

Просим принять участие в работе диссертационного совета или прислать свой отзые в 2-х экземплярах, заверенных гербовой печатью.

Автореферат разослан /6 ФеВрОАЭ 2004 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук

Людмила Ивановна Иванова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В современных экономических условиях рентабельность земледелия в значительной степени связана с уровнем предшествующих вложений человека в землю, а значит, со степенью окультуренности почв. Даже в условиях существующего диспаритета цен производственные затраты (в том числе и на удобрения) лучше всего окупаются на хорошо окультуренных почвах. И хотя таких почв в составе пахотных угодий Северо-Запада РФ менее 15 %, сегодня именно на них сосредоточено интенсивное земледелие.

Рациональное использование хорошо окультуренных почв невозможно без соответствующей научной базы, включая и научные основы систем удобрения. Разработкой теоретических положений последних кафедра агрохимии и почвоведения Великолукской ГСХА занимается с 5987 года. При этом была выявлена абсолютно разная реакция выращиваемых на таких почвах сельскохозяйственных культур на отдельные виды удобрений. При почти полном отсутствии отдачи от фосфорно-калийных туков, азотные удобрения на протяжении многих лет оставались высоко эффективными. Объяснение причин такого явления требовало детального изучения питательного режима почвы, включая и её азотное состояние. Последнее и стало предметом исследований автора.

Цель работы - изучение многолетней динамики азотного состояния хорошо окультуренной дерново-подзолистой почвы в разных видах полевых севооборотов и разработка научных основ его оптимизации.

Задачи исследования:

- оценка уровня деградационных процессов в хорошо окультуренных дерново-подзолистых почвах относительно их азотного состояния при многолетнем отказе от применения удобрений;

- изучение закономерностей в изменении основных параметров азотного состояния под влиянием органической, органо-минеральной и минеральной

систем удобрения; Г ——

)

________

- оценка рани бобовых культур (клевера лугового) в оптимизации азотного состояния хорошо окультуренной почвы;

- установление взаимосвязей между показателями азотного состояния почвы, эффективностью удобрений и продуктивностью полевых севооборотов.

Научная новизна. Впервые в условиях южной части Северо-Западного района РФ получена научная информация о динамике азотного состояния хорошо окультуренных дерново-подзолистых почв под влиянием различных видов системы удобрения. При этом заложены научные основы среднесрочного прогноза на изменение этого показателя почвенного плодородия при различных подходах к использованию наиболее ценной части пахотного фонда (включая и полный отказ от использования удобрений).

Практическая значимость работы состоит в разработке рекомендаций производству по сохранению исходно благоприятных показателей азотного состояния хорошо окультуренных почв и оптимизации содержания минеральных соединений азота.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научно-производственных конференциях в Великолукской ГСХЛ и Санкт-Петербургском ГАУ в 2000 - 2004 гг.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и рекомендаций производству. Список литературы включает 233 наименования, из них 16 - на иностранных языках. Работа изложена на 132 страницах машинописного текста, содержит 22 таблицы и 20 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. АЗОТНОЕ СОСТОЯНИЕ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ

В данной главе обобщены имеющиеся в научной литературе сведения об азотном состоянии дерново-подзолистых почв и его зависимости от уровня

окультуренности. Систематизированы данные о приходных и расходных статьях баланса азота в земледелии и об эффективности азотного удобрения на почвах разного плодородия.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектом исследования были хорошо окультуренные дерново-слабо подзол истые легкосуглинистые почвы, представляющие одну из важнейших составных частей пахотного фонда Северо-Западного района РФ.

Методической основой работы являются два полевых и микрополевой опыты, заложенные стационарно на опытном поле учхоза «Удрайское»,

Агрохимическая характеристика почвы пахотного горизонта опытов: гумус - 2,23 - 2,71 %; рНка - 6,20 - 6,70; Нг - 0,89 - 1,89 мг-экв/100 г почвы; HoGll - 0,06 - 0,10 мг-экв/100 г почвы; А\11ШЫ. - 0,20 - 0,80 мг/100 г, S - 7,1! - 8,45 мг-экв/100 г; V - 82-89 %; РгО; и К20 (по Кирсанову) - 520 - 599 и 205 - 466 мг/кг, соответственно.

Влияние минеральной системы удобрения на азотный режим почвы и урожайность сельскохозяйственных культур изучалось в длительном полевом опыте, заложенном в 1987 году. Он проводится на базе зернопропашного севооборота «картофель ранний - рожь озимая - свекла кормовая - овёс - кукуруза -ячмень». Схема опыта включает 5 вариантов; 1) без удобрений; 2) N13) N^. Р6о; 4) Nucido; 5) NimP^K®. Начиная с третьей ротации севооборота доза азота под зерновые была снижена до 90 кг/га. Площадь делянки 112 м2, повторность трёхкратная. (Опыт включён в Географическую сеть опытов ВИУА).

Влияние органической и органо-минеральной систем удобрения изучалось в полевом и млкрополевсм опытах, заложенных, соответственно, в 1996 и 1999 годах. В полевом опыте введён зернопаротравяной севооборот «пар чистый - рожь озимая - клевер - клевер - картофель — ячмень - лён». Варианты опыта: I) без удобрений; 2) навоз, 40 т/га; 3) NPK, экв. 40 т/га навоза; 4) N, экв. 40 т/га навоза (по азоту). Площадь делянки 50 м1, повторность четырехкратная.

Удобрения вносили под озимую рожь и картофель (часть дозы азотного удобрения вносилась при подкормке озимой ржи весной), В остальные годы изучалось последействие удобрений.

Микрололевой опыт заложен в полиэтиленовых сосудах без дна размером 0,5 м х 0,5 м х 0,4 м. В сосудах искусственно формировалась верхняя часта профиля дерново-слабоподзолисгой почвы, включающая горизонты Алах. (0 - 20 см) и А2В (20 - 40 см). Варианты опыта: 1) без удобрений; 2) навоз, 40 т/га; 3) экв. 40 т/га навоза; 4) навоз, 20 т/га + ЫРК., экв. 20 т/га навоза в звене севооборота «картофель ранний - ячмень + клевер - клевер — лён». Удобрения были внесены однократно - под картофель.

Агротехника в опытах общепринятая. Учёт урожая - сплошной весовой. Математическая обработка данных выполнена дисперсионным методом с использованием ЭВМ. Агрохимические анализы почвенных и растительных образцов выполнялись по общепринятым методическим руководствам.

3. ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ НА АЗОТНОЕ СОСТОЯНИЕ ХОРОШО ОКУЛЬТУРЕННОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОЛЕВОГО СЕВООБОРОТА БЕЗ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ

Изменение азотного состояния почвы под влиянием длительного использования минеральной системы удобрения. Изменение содержания валового азота лишь отчасти было связано с динамикой гумусного состояния почвы. Полный отказ от удобрений, равно как и ежегодное применение повышенных доз азотного удобрения (Ицв) односторонне или совместно с фосфором и калием приводили за 16 лет к примерно одинаковому снижению гумусирован-ности хорошо окультуренной почвы — на 0,28 %, 0,31 % и 0,24 %, соответственно, В то же время регулярное применение азотного удобрения позволило существенно стабилизировать содержание валового азота и его запасы в 40-сантиметровом слое почвы (рис, 1), В контрольном варианте последние снизи -

1 ротация

2 ротация

3 ротация

4

1987 г.

19S2 г.

1998 г.

2002 г.

—•—Контроль N90-120 - - N90-120P60K60

Рис.1 Изменение sanacos азота в слое 0 - 40 см почвы полевого севооборота без многолетних трав (!987 - 2002 гг.)

лись на 1 т/га (37 %), а в удобренных - ка 0,5 - 0,6 т/га (9 - 1! %), что согласуется с дефицитом баланса азота за время исследований.

Значительное снижение содержания и запасов валового азота в контрольном варианте связано как с дегумификацией почвы, так и с утратой азота ее гумусовыми соединениями. За 16 лет доля азота в составе органического вещества почвы сократилась с 6,4 до 4,4 %. В связи с 'лмм значительно расширилось отношение С : N (с 9,1 до 13,1). Регулярное внесение азотного удобрения пре-

дотвращало обеднение гумуса азотом.

Внесение в хорошо окультуренную почву повышенных но не достигающих величины среднегодового выноса (140 - 143 кг/га) доз азотного удобрения приводило к сокращению непродуктивных потерь азота почвы и удобрений на 65 - 78 %, вероятно, вследствие усиления потребления растениями его минеральных соединений и включения остаточного азота в состав органического вещества почвы.

Снижение валовых запасов почвенного азота вело к почти параллельному уменьшению содержания легхогидролизуемых соединений (рис. 2). Эта законо-

140

135 -130£ 125

I 120-

| 115 • 5С 110105 10095

I ротация

2 ротация

3 ротация

1Э87г, 1992 г. 199В г, 2002 г.

—♦—Контроль —■— N80-120 . -А- .ВДСигОРбОКбО

Рнс. 2. Изменение содержания легкогидродизуемых соединений азота в почве пахотного горизонта в начале вегетационного периода

мерность нарушалась лишь в варианте без удобрений, где относительное снижение содержания легкогидролизуемого азота было меньшим (23 %), чем валового (37 %). Вероятно, в условиях острого дефицита минерального азота (контрольный вариант) его мобилизация за счёт гумусовых веществ протекает интенсивнее.

Установлено, что содержание легкогидродизуемых соединений весьма тесно коррелирует с массой пожнивно-корневых остатков предшествующей культуры. В течение 5 лет наблюдений минимальные показатели (91 - 102 мг/кг) регистрировались после картофеля, оставлявшего после себя 2,1 - 2,5 т/га сухого вещества остатков; максимальное (до 128 мг/кг) - после кукурузы и кормовой свёклы (3,3 - 5,5 т/га остатков).

Нитрификационная способность хорошо окультуренной почвы многие годы сохранялась на исходном, достаточно высоком уровне (40 мг/кг), колеблясь по годам и в течение вегетации в зависимости от складывающихся гидротермических условий. Как правило, действие удобрений на этот показатель было несущественным, хотя тенденция к некоторому его повышению в удобренных вариантах имела место.

В период наблюдений почва характеризовалась весьма различным содержанием минеральных соединении азота в весеннее время. Для 31 % лет было свойственно низкое и очень низкое, для 25 % - среднее, 44 % - высокое и очень высокое содержание нитратного и аммиачного азота. Но эти показатели не имели прямой связи с эффективностью удобрений.

Анализ сезонной динамики минеральных соединений азота показал, что содержание последних сильно изменяется в течение вегетации, в том числе и под влиянием азотного удобрения. Уже через неделю после внесения аммиачной селитры удобренные варианты превосходили контрольный по содержанию нитратного и аммиачного азота в 1,5 раза (рис. 3). В гой или иной степени различия сохранялись весь вегетационный период, достигая максимума а середине июня. Вероятно, этим и объясняется стабильность и высокий уровень агрономической эффективности азотного удобрения на хорошо окультуренных почвах. Кроме того, содержание минерального азота было значительно выше (на 59 %) под пропашными культурами. А вот определённой связи этого показателя с гидротермическими условиями не обнаружено,

1 мая 8 мм 1 ик>в> 15 и««« ) июли ) августа

(да знеседшя удобрений)

Дата отбора

■ N-N03 с N N44

Рис.3. Динамика минеральных соединений азота в вегетационные периоды 2000 - 2002 гг. (в среднем) 1 - контроль (без удобрений); 2 - N90.1:0; 3 - Ь'ямиА&Кед-

Таким образом, для хорошо окультуренной дерново-подзолистой почвы характерны благоприятные показатели содержания валового и легкогидроли-зуемого азота и нитрификационной способности. Но в то же время у такой почвы в отдельные периоды может наблюдаться дефицит минеральных соединений азота, требующий покрытия азотными удобрениями.

Изменение продуктивности полевого севооборота под влиянием длительного использования минеральной системы удобрения. В результате исследований подтверждён высокий потенциал продуктивности хорошо окультуренной дерново-подзолистой почвы. Даже в варианте без применения удобрений среднегодовая продуктивность севооборота оставалась на достаточно высоком уровне (в среднем 5,9 т/га з. ед.) (табл. 1).

В то же время столь же высокой была и окупаемость минеральной системы удобрения (в среднем на I кг д. в. получено от 8 до 16 з. ед.). При этом прибавка урожайности всех культур обеспечивалась только азотным удобрением. В среднем за 16 лет продуктивность севооборота в вариантах с односторонним азотным и полным удобрением была практически одинаковой - по 7,7 - 7,8 т з. ед. с 1 га. Особенно отзывчивыми на азотное удобрение был» пропашные культуры, у которых среднегодовые прибавки урожайности составили 39 %, у озимой ржи они снижались до 28 %, у яровых зерновых - до 17,5 %■

Коэффициент использования азота удобрений определялся степенью интенсивности его баланса (табл. 1). В тех случаях, когда баланс складывался с дефицитом (пропашные культуры и озимая рожь), он был высоким - от 40 до 78 %; при бездефицитном балансе (овёс, ячмень), коэффициент снижался до 17 -33%.

Таким образом, хотя хорошо окультуренные дерново-подзолистые почвы могут длительное время поддерживать весьма высокую продуктивность за счёт созданного ранее потенциала плодородия, на них можно с достаточным эффектом использовать повышенные дозы азотного удобрения. Их внесение следует рассматривать и как один из способов мобилизации накопленных запасов под-

Влияние системы удобрения на продуктивность зерно пропашного севооборота, вынос азота и коэффициенты его использования из удобрения (в среднем за 1987 - 2002 гг.)

Урожайность про- Прибавка урожая Оплата Среднего- Коэффици-

Варианты дукции, т/га проді /кши 1 кг довой вы- ент исполь-

основной побочной д.в., нос азота, зования

основной побочной т/та % т/га % з. ед. кг/га азота удоб-

рений, %

Картофель

0 20,7 10,5 - - - - - 73 -

N1» 27,1 16,1 6,4 31 5,6 53 38 1« 78

КшРЛо 27,0 14,3 30 3,8 36 8 150 59

НСРо.5 3,0 3,9

Рожь ошмая

0 4,0 4,4 - - - - 101 -

N«-120 5,1 5,4 1,1 28 1,0 23 12 146 47

Ксіо.ігоРбоК«і 4,9 5,6 0,9 23 1,2 27 5 139 40

НСР0« 0,7 1,0

Свйсга кормовая

0 46,8 18,9 - - - - 123 -

60,4 25,1 13,6 29 6,2 33 28 178 46

ї^аоРмК«) 63,0 26,1 16,2 35 7,2 38 17 175 44

НСГм 7,9 3,8

ОвЕс

0 3,1 3,4 - - - - - 71 -

N90-110 3,9 4,1 0.8 26 0,7 21 7 101 31

N$»-1 гоРбоК« 4,1 4,3 1,0 32 0,9 26 4 303 33

НСР0,5 0,4 0,4

Кукуруза

0 26,9 нет - - - 110 -

42,1 нет 15.2 57 * 22 197 73

ИиоРеоКйо 43,3 нет 16,4 61 - 12 198 73

НСРо.! 5,0

Ячмень

0 4,3 2,4 - 74

4,7 2,9 0,4 9 0,5 21 4 94 17

4,9 2,9 0,6 14 0.5 21 3 97 19

НСРо,5 0,3 0,4

СРЕДНЕГО ДОЙДЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕВООБОРОТА (3-ЕД)

0 5.0 0,9 - - - - 92 -

N90-120 6,5 1,2 1,5 30 0,3 33 16 147 49

6,6 1,2 1,6 32 0,3 33 8 144 45

НСРЙ.) 0,8 02

вижных соединений фосфора и калия.

Одновременно такие дозы азотного удобрения способствуют стабилизации или, даже, улучшению показателей азотного состояния почвы. В отсутствие органических удобрений они, хотя и не замедляют процесс дегумификации почвы, но предотвращают обеднение гумуса азотом.

4. ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ ВИДОВ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ С ЭКВИВАЛЕНТНЫМ ВНЕСШЕМ АЗОТА НА АЗОТНОЕ СОСТОЯНИЕ ХОРОШО ОКУЛЬТУРЕННОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТОВ С МНОГОЛЕТНИМИ

ТРАВАМИ

Изменение азотного состояния почвы под влиянием разных видов системы удобрения, В отличие от зернопропашного севооборота без многолетних трав, где система удобрения строилась на использовании высоких доз азотного удобрения (N¡14). в анализируемых опытах применялись более типичные для производства невысокие дозы азота: в полевом - по 37, в ми крололевом - по 56 кг/га. Варианты с органической системой удобрения предполагали внесение в год на 1 га севооборотной площади 10 - И т навоза, с органо-минеральной - 5 т/га. Доля клевера в структуре посевных площадей 25 - 29 %.

Возделывание клевера позволило существенно (в 1,5 раза относительно севооборота без трав) снизить темпы дегумификации почвы. Двукратное внесение за ротацию по 40 т/га навоза обеспечило доведение баланса гумуса до бездефицитного.

Однако, и возделывание клевера, и применение низких доз азотсодержащих удобрений не обеспечивало бездефицитного баланса азота и привело к снижению его запасов на 6 - 10 % (в варианте без удобрений они уменьшились на 23 %) (табл. 2). При этом отношение С : N расширялось с 10,2 - 11,9 до 10,6 -

Показатели азотного состояния почвы в начале вегетационного периода (над чертой - перед закладкой, под чертой - в конце опыта)

Варианты полевого опыта. Варианты микропалевого опыта

Показатели и еди- Навоз,

ницы измерения 0 навоз, ЫРК, N. экв, 0 навоз, МРК, 20 т/га

40 т/га экв. 40 т/га экв. + МРК.

экв.

N06111.., мг/кг 1270 1220 1220 1300 1230 1220 1230 1200

980 1150 1100 1190 1030 1060 1030 970

Запасы азота б 12 15 15 3.7 12 1 ? ї И

А™,, т/га 2,8 3,3 3,2 3,4 2,7 2,8 2,7 2,5

СЖ ,10.9 " Ш 11.4 10.2 11.6 11,9 11.7

13,5 11.4 12,5 10,6 12,9 12,3 \ол 12.6

Ни,«., мг/кг 65 66 76 71 88 84 95 89

ИЗ 104 108 120 213 235 195 215

Нитрификациониая 22 21 22 22 42 45 12 43

способность, мг/кг 48 48 40 43 51 42 43 48

К™«.., мг/кг 54 12 51 50 15 51

59 59 53 53 42 46 44 44

13,5, а содержание азота в составе гумуса уменьшалось с 5,3 — 5,4 до 4,6 - 4,7 %. Более существенное действие в направлении стабилизации запасов азота оказывала органическая система удобрения.

Почва анализируемых опытов характеризовалась очень высоким исходным содержанием легкогидролизуемых соединений азота - 65 — 95 мг/кг, которое за ротацию повысилось ещё на 42 - 69 %. Годовая динамика этого показателя определялась чередованием культур в севообороте. Наиболее высокие параметры (144 — 235 мг/кг) регистрировались после многолетних трав, минимальные (84 - 125 мг/кг) - после зерновых культур и картофеля. Изучаемые варианты систем удобрения принципиальных корректив в годовую динамику легкогидролизуемых соединений азота не вносили. Сезонная динамика изучаемого показателя определялась сезонностью развития почвенной микрофлоры, участвующей в процессах минерализации органическою вещества, в результате в середине вегетации содержание легкогидролизуемого азота было на 20 - 30 % ниже в сравнении с началом и концом вегетационного периода.

Нитрнфикационая способность почвы в севообороте с травами также значительно повышалась, В обоих опытах максимальная способность почвы к нитратонакоплению наблюдалась после клевера (42 - 70 мг/кг), минимальная -после картофеля и зерновых культур (25 - 58 мг/кг).

Повышалась в таких севооборотах и обеспеченность почвы доступными соединениями азота. В среднем за исследуемый период содержание минерального азота составляло 47 мг/кг. Сезонной динамике последнего были присущи те же закономерности, что и в опыте без трав (рис. 4). Через 15 дней после внесения минеральных н органических удобрений под картофель количество минерального азота в удобренных вариантах увеличивалось по сравнению с контролем на 20 - 93 %. Пик действия удобрения приходился на вторую половину

130 170 »60 150 но 130 120

_

£ 1ТО 5 90 Ї №

і та 00 50

эс 20 10 о

ш

Ібиют • 15 августа

Дата отбора образцов

ігмюз оы-ш*

16-31 ааг>-

Рис.4. Динамика минеральных соединений азота в вегетационные периоды 5 999 - 2000 гг. (в среднем) I - контроль (без удобрений); 2 - навоз, 40 т/га; 3 - МРК, экв.

июня. Органическая система в данном направлении действовала значительно слабее минеральной. Существенные различия по вариантам сохранялись до середины июля, а затем постепенно сглаживались. Весной следующего года обес-

гсечекность почвы подвижными соединениями азота была практически одинаковой во всех вариантах. Этим, вероятно, в значительной мере к определяется весьма слабое последействие удобрений в анализируемых опытах.

Таким образом, введение в севооборот клевера лугового способствует значительному улучшению большинства показателей азотного состояния почвы, но при отрицательном балансе азота валовые запасы последнего всё же снижаются. Действие азотсодержащих удобрений на азотное состояние почвы в таких севооборотах ослабленное.

Изменение продуктивности севооборотов под влиянием разных видов системы удобрения. В севооборотах с травами хорошо окультуренная почва обеспечивала тоже высокие урожаи даже без применения удобрений (в полевом опыте - 5,56 т з.ед. с 1 га, в микрополевом - 1,75 з.ед. с 1 м1). Но уровень окупаемости действующего вещества удобрений существенно снижался. В полевом опыте на 1 кг д. в. было получено: при органической системе удобрения - 4, при эквивалентной минеральной - 3,3. при моноазотной - 9,1 з.ед. (табл. 3). Такое значительное уменьшение оплаты удобрений определяется не только положительным влиянием посевов клевера на азотное состояние почвы, но и потерей 14 % площади под чистым паром, а также неблагоприятными метеоусловиями в год возделывания картофеля. Сравнительно низкими были и коэффициенты использования азота удобрений первой культурой (у озимой ржи - 18 - 28, у картофеля - 19 - 26 %). В определённой степени это связано с запасным способом внесения удобрений, повышающим непродуктивные потери азота.

В микрополевом опыте н агрономическая эффективность систем удобрения, и окупаемость действующего вещества были более высокими. Но сравнивать данные, полученные в разных типах опытов, без определённых корректив на их особенности нельзя,

По данным проанализированных опытов можно сделать заключение, что возделыванием на хорошо окультуренных почвах клевера лугового достигается

Влияние органической и минеральных систем удобрения на продуктивность полевого севооборота с многолетними травами

Урожайность продукции, т/га Прибавка урожая продукции Оплата

Варианты основной побочной 1 кг Д, В.,

основной побочной т/га % т/га % з. ед.

Рожь озимая (прямое действие)

0 2,46 3,39 - - - - -

навоз, 40 т/га 3,36 3,91 0,90 37 0,52 15 2,3

ЫРК, экв. 3,51 4,08 1,05 43 0,69 20 2,8

N. экв. 3.66 4.3! 1.20 49 0,92 27 И,5

НСРо.5 0,48 0.59

Клевер 1-го гола (зелёная масса) (последействие)

0 36,50 - - - - - -

навоз, 40 т/га 41,00 - 4,50 12 - - -

экв. 39,80 - 3,30 9 - - -

К, экв. 37,30 - 0,80 2 - •

НСРо.( 2,50 -

Клевер 2-го года (зеленая масса) (последействие)

0 48,10 - « - - -

навоз, 40 т/га 49,90 - 1,80 4 - - -

!\!РК, экв. 48,70 - 0,60 1 - - -

Ы, экв. 48,20 - 0,10 0 - - -

НСРо.; 2,90 -

Картофель (прямое действие1

0 23,50 11,70 - • • _

¡іавоз, 40 т/га 26,50 13,40 2,80 12 1 *>л V 15 ■> -і

МРК, экв. 26,90 14,20 3,40 14 2,50 21 2,8

N. экв. 26,90 14,10 3,40 14 2,40 21 8,0

НСР05 2,00 0,90 і

Ячмень (последействие)

0 4,04 5,87 - - - - -

навоз, 40 т/га 4,16 6,08 0,12 3 0,21 4 -

ЫРК, экв. 4,01 5.84 -0,03 -1 >0,03 -1 -

N. экв. 3,97 6,13 -0,07 .і 0Д6 4 -

НСРо; Макнет < Го5. Рфакт,^ РдЗ,

Лён (содома/семена) (последействие)

0 8,71 1,29 - - - - -

навоз, 40 т/га 8,83 К34 0,12 1 0,05 4 -

ЫРК, экв. 8,64 1,25 -0,07 -1 -0,04 -Э -

М, экв. 8,43 1,26 -0,28 -3 -0,03 -2 -

НСРм Рфит < Рс5

Среднегодовая продуктивность севооборота (з ед.)

0 4,78 0,78 - - - - •

навоз, 40 т/га 5,19 0,84 0,41 9 0,06 8 4,0

МРК, экв. 5,13 0,82 0,35 7 0,04 5 3,3

К, экв. 5,06 0.84 0,28 б 0.06 8 9,2

НСРо,; 0,55 0,13

снижение потребности в азотных удобрениях. Но для предотвращения дегуми-фикации такой почвы дополнительное применеше средних доз навоза обязательно.

ВЫВОДЫ

1. Хорошо окультуренные дерново-подзолистые почвы Северо-Западного района РФ обладают высоким потенциалом продуктивности. При 16-летнем их использовании без удобрений в зернопропашиом полевом севообороте среднегодовая продуктивность 1 га составила 5,9 т з. ед., в зернопаротравяном - 5,6 т. Такие показатели в значительной степени связаны с аналогичным потенциалом этой категории почв относительно возможности обеспечения растений азотом (содержание легкогидролизуемых соединений - 84 - 138 мг/кг, нитрификаци-онная способность - 38 - 47 мг/кг).

2. Хотя более 90 % валовых запасов почвенного азота сосредоточены в составе гумуса, при интенсивном использовании хорошо окультуренных почв без удобрений потери этого элемента значительно превышают убыль гумуса. В зернопропашиом севообороте за 16 лет исследований дефицит баланса азота в контрольном варианте составил 1482 мг/кг (по 93 кг/га в год), снижение общих запасов азота - 37 %, или по 2,3 % в среднем за год. В то же время уменьшение содержания гумуса в пахотном слое почвы не превысило 10 %. Как следствие, наблюдалось обеднение гумуса азотом - с 6,4 до 4,4 %.

3. Двухлетнее возделывание в полевом севообороте клевера лугового снижало дефицит баланса азота за ротацию в варианте без удобрений до 485 кг/га (по 69 кг/га в среднем за год), хотя и в данном случае валовое содержание этого элемента уменьшилось за 7 лет на 23 %. Дегумификация почвы тоже не была предотвращена, но её темпы удавалось замедлить в 1,5 раза относительно первой ротации севооборота без трав. Отмечалось и обеднение гумуса азотом -с 5,3 до 4,3 %.

4. Применение минеральных удобрений, включая и азотные, практически не отражается на темпах дегумификации хорошо окультуренной почвы. В севообороте без трав среднегодовое снижение содержания гумуса в пахотном слое составило в варианте без удобрений 0,018 %, в вариантах N и ЫРК - в среднем 0,017 % (в том числе за первую ротацию 0,025 и 0,024 %, соответственно); в полевом севообороте с клевером - 0,016 % во всех вариантах. В то же время внесение в среднем за год по 116 кг азота в составе аммиачной селитры в севообороте без трав позволило уменьшить потери валового азота почвы с 37 % в варианте без удобрений до 10 %. Аналогичное или даже более значимое действие удобрений в указанном направлении наблюдалось и в севооборотах с клевером. Снижение дефицита азота за счёт применения азотсодержащих удобрений обеспечивало либо стабилизацию содержания этого элемента в составе гумуса (при дозе Ыц6) либо замедление темпов снижения (при дозах N37 - м)-

5. Хорошо окультуренные дерново-подзолистые почвы имеют сравнительно неустойчивое гумусное состояние. В большинстве вариантов длительных опытов установлено существенное снижение содержания гумуса. Стабилизация исходно невысоких запасов гумуса лепсосуглииистой почвы полевого севооборота с двумя полями клевера обеспечивалась среднегодовым внесением на 1 га 11 тонн подстилочного навоза.

6. Вероятно, вследствие оптимизации физических, химических и биологических свойств, у хорошо окультуренных почв не выявлено возрастания непродуктивных потерь азота при внесении азотсодержащих удобрений. Последние, напротив, значительно снижались в результате более интенсивного потребления культурными растениями, а отчасти, закрепления в составе гумуса. В севообороте без трав они составляли 56 кг/га в год в варианте без удобрений и 11-18 кг/га при среднегодовом внесении Мц^; в севообороте с клевером: 55 кг/га в контрольном варианте и 5 - 12 кг/га при внесении N37

7. В хорошо окультуренных почвах содержание легкогидролизуемых соединений азота высокое, но достаточно динамичное. Оно коррелирует с массой пожнивио-корневых остатков и балансом азота в системах удобрения. Макси-

мальное содержание регистрировалось после клевера (144 - 235 мг/'кг) и кукурузы (102- 128 мг/кг), минимальное - после зерновых культур и картофеля (84 — 125 мг/кг). В длительном опыте без чрав на фоне дефицитных по азоту систем удобрения наблюдалось постеленное снижение содержания легкогидролизуе-мого азота.

8. Хорошо окультуренная дерново-подзолистая почва обладает высокой нитрификационной способностью (в среднем по изучаемым объектам 43 мг нитратного азота на 1 кг почвы пахотного слоя). Но в подпахотном горизонте и этих почв она крайне низкая (4 — 6 мг/кг). По пласту клевера лугового нитри-фикационная способность выше (до 70 мг/кг), чем после других сельскохозяйственных культур. Этот показатель отличается достаточной стабильностью и слабой зависимостью от системы удобрения.

9. Несмотря на значительные запасы валового и легкогидролизуемого азота и высокую нитрификационную способность хорошо окультуренных почв, содержание в них минеральных соединений этого элемента подвержено большим изменениям, а в начале вегетационного периода в половине лет оно было от очень низкого до среднего (от 6 до 30 мг/кг). Вероятно, этим и объясняется достаточно высокая эффективность азотного удобрения, особенно в севооборотах без клевера.

10. Наиболее значительное влияние на содержание минеральных соединений азота оказывают азотсодержащие удобрения в год их применения, при этом минеральные больше, чем органические. Уже через 7 - 10 дней после внесения содержание аммиачного и нитратного азота возрастало в 1,5-2 раза, достигая максимума в середине или в конце нюня. В последующем различие с контрольным вариантом постепенно сглаживалось, но оставалось заметным до августа.

11. В условиях высокой обеспеченности хорошо окультуренных почв подвижными соединениями фосфора и калия сельскохозяйственные культуры положительно реагируют лишь на азот удобрений. При этом эффективность удобрений и коэффициент использования азота определяются видом севообо-

рота (средние прибавки урожая от удобрений в севообороте без трав - 31 %, в севооборотах с клевером - 12 %); биолотией сельскохозяйственных культур (средние прибавки урожая на пропашных культурах - 40 %, на зерновых - 20 %, на клевере (по последействию) - 3 %, на льне-долгунце (по последействию) - прибавок не получено).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В условиях экономического кризиса в сельском хозяйстве при использовании в полевых севооборотах хорошо окультуренных дерново-подзолистых почв с высокими запасами подвижных соединений фосфора и калия допустимо кратковременное применение ресурсосберегающей моноазотной системы удобрения с ежегодным внесением на 1 га 90 - 120 кг азота в севооборотах без многолетних трав и 40 - 50 кг в севооборотах с клевером. Но при этом следует считаться с неизбежностью ухудшения гумусного, а в ряде случаев, и азотного состояния почв.

2. Для обеспечения высокой продуктивности хорошо окультуренных почв и предотвращения деградации их плодородия на 1 га надо вносить в год не менее 11 тонн навоза и компенсировать дефицит баланса азота минеральными азотными удобрениями.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. А.И. Иванов, О.В. Назарова. Азотное состояние и режим хорошо окультуренной дерново-подзолистой почвы при интенсивном использовании // Гумус и почвообразование / Санкт-Петербургский ГАУ. - Санкт-Петербург, 2001.-С, 86-91.

2, Назарова О.В., Иванов А.И. Азот интенсивно используемой хорошо окультуренной дерново-подзолистой почвы И Наука - возрождению сельского

хозяйства в XXI веке: Тезисы 34 межвузовской научно-практической конференции / Великолукская ГСХА. - Великие Луки, 2001. - С. 44 - 45.

3. Назарова О.В. Влияние действия и последействия различных систем удобрения на динамику минеральных соединений азота в полевом севообороте // Биология - наука XXI века: 6-ая Путинская школа-конференция молодых учёных (Пущино, 20 - 24 мая 2002 года): Сборник тезисов. Том 3. - Тула: Изд-во Тул. гос. пед. ун-та им. Л.Н. Толстого, 2002. - С. 136.

4. Назарова О.В. Влияние различных факторов на динамику минеральных соединений азота на хорошо окультуренной дерново-подзолистой почве в звене полевого севооборота // Рио + 10: охрана окружающей среды, природопользование, образование: Материалы Псковской областной экологической конференции. - Выпуск 7. - Великие Луки, 2002. - С. 206 - 208.

Лицензия ЛР № 040831 Подписано к печати 05.02,04 Формат 60x90/16 Усд, иеч.л. 1,3 Тираж 100 экз. Заказ 31

Редаышонно-издаггельский отдел ВГСХА 182100, г. Великие Луки, пл. Левина, 1