Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

БАЛАНС МЕЧЕННОГО 15N АЗОТА УДОБРЕНИЙ ПОД РАЗЛИЧНЫМИ КУЛЬТУРАМИ В ЛИЗИМЕТРИЧЕСКОМ ОПЫТЕ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "БАЛАНС МЕЧЕННОГО 15N АЗОТА УДОБРЕНИЙ ПОД РАЗЛИЧНЫМИ КУЛЬТУРАМИ В ЛИЗИМЕТРИЧЕСКОМ ОПЫТЕ"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

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

На правах рукописи

ИОНОВА Ольга Николаевна

УДК 631.84 : 631.662 '

БАЛАНС МЕЧЕННОГО АЗОТА УДОБРЕНИЙ ПОД РАЗЛИЧНЫМИ КУЛЬТУРАМИ В ЛИЗИМЕТРИЧЕСКОМ ОПЫТЕ

(Специальность 06.01.04 — Агрохимия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА—1986

Работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор [ П. <М. Смирнов. /

Официальные оппоненты — доктор сельскохозяйственных наук Д. А. Кореньков, кандидат биологических наук. Л. А. Иванникова.

Ведущее предприятие — Научно-исследовательский про-ектно-технологический институт жидких удобрений (НИПТИЖ).

Защита состоится 1986 г. в /^час.

на заседании Специализированного совета Д 120.35.02 при Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, г. Москва, Тимирязевская ул., 49. Ученый Совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан 1986 г.

Ученый секретарь Специализированного совета —

кандидат биологических наук,

доцент _- л" А' д°р°жкина

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Несмотря на исследования, проведенные с меченными азотными удобрениями, до настоящего времени недостаточно изучены вопросы трансформации и баланса азотных удобрений при систематическом их применении в зависимости от сроков их внесения под различные культуры. Неизученным является также вопрос эффективности совместного длительного применения азотных удобрений и ингибитора нитрификации.

Изучение этих вопросов имеет большое значение не только в агрономическом, но и в экологическом аспектах вследствие возникновения опасности загрязнения окружающей среды нитратами и ,ч«угими соединениями при внесении высоких норм удобрений.

В этой связи исследование путей превращения азота удобрений в почве с целью разработки способов повышения эффективности азотных удобрений, снижения размера газообразных потерь азота и загрязнения окружающей среды является актуальным.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось изучение превращения азота удобрений в почве и статей его баланса в зависимости от норм, формы и срока их внесения, а также применения ингибитора нитрификации под различные сельскохозяйственные культуры в условиях лизиметрического опыта.

В задачу исследований входило изучение следующих вопросов:

1. Влияние норм и срока внесения азотных удобрений на урожай и использование растениями азота почвы и удобрений при систематическом их внесении.

2. Размера закрепления азота в почве в зависимости от норм, формы, срока внесения азотных удобрений и ингибитора нитрификации.

3. Влияние норм, формы и срока внесения азотных удобрений и ингибитора нитрификации на баланс азота удобрений-и величину вымывания азота почвы и удобрений.

-и -1

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. сельскохоз. академии им, К. А. Тимирязева

Научная новизна работы. В исследованиях, проведенных в шестилетних лизиметрических опытах с различными сельскохозяйственными культурами на дерново-подзолистой среднесутлинистой почве, впервые установлено влияние систематического внесения-разных норм и форм азотных удобрений и ингибитора нитрификации на размер использования азота почвы и удобрений растениями, закрепление азота удобрений в почве и потери его в газообразной форме и в результате вымывания нитратов. Выявлена степень влияния разных норм внесения азотных удобрений на размер потерь азота из почвы от вымывания.

Установлена зависимость размера потерь азота почвы и. удобрений в результате вымывания от количества атмосферных осадков и биологических особенностей растений. Изучена динамика инфильтрации минерального а'зота из почвы при систематическом применении удобрений.

Практическая -ценность, работы. Результаты исследований, полученных. с применением стабильного изотопа о путях трансформации азота в зависимости от норм, формы, срока внесения азотных удобрений и применения ингибитора, нитрификации, могут быть использованы при разработке агротехнических приемов рационального применения азотных удобрений в Нечерноземной зоне. Данные о размере вымывания азота; и концентрации нитратов в фильтрационных водах могут служить показателем возможного загрязнения водных источников при применении азотных удобрений в условиях сельскохозяйственного производства.

Апробация работы. Материалы исследований были доложены на научных конференциях ТСХА в июне и декабре 1979, 1981 XI 1985 гг., а также на Всесоюзном- совещании «Экологические последствия применения агрохимикатов» в .Пущино (1982 г.).

Объем, работы. Основной текст диссертации изложен на 146 страницах машинописного текста, состоит из введения, 3 глав обзора литературы, 7 глав экспериментальной части, выводов и приложения; включает 59 таблиц. Список использованной. литературы, представлен 277 наименованиями, в том числе 87 иностранными.

Условия и методика проведения исследований. Лизиметрические. исследования проводились в 1976—1981- гг. на агрохимической опытной станции им. Д. Н. Прянишникова ТСХА. В качестве лизиметров использованы цилиндрические сосуды площадью 0,2 м2 и высотой 1 м. Лизиметрические сосуды набивались с сохранением естественной последовательности генетических, горизонтов- почвы. Глубина пахотного слоя составляет 25, переходного 15—16 и иллювиального 45—46 см. Масса почвы отдельных- горизонтов

в лизиметре равнялась соответственно 65, 45 и> 145 кг. С целью создания естественного уплотнения почвы в лизиметрах первую закладку опыта провели через восемь месяцев после набивки сосудов.

Почва пахотного слоя дерново-подзолистая, среднесуг-линистая, была взята из совхоза «Нара-Осаново» Московской области (бывший участок многолетнего лолевого опыта учхоза «Дубки»). Агрохимическая характеристика пахотного слоя почвы до и после проведения опыта представлена в таблице 1.

Таблица 1.

Агрохимическая. характеристика почв ы

Варианты опыта; Р'Н'СОЛ Нг | в 1 ГГ мг-экв./ЮО г почвы Гумус Общий азот РгОг КгО.

% мг/100 г почвы

1976 г.

5,55. 2,18 11,4 13,58 2,26 144 12,4 26.0

1981 г.

РК-ф'он- 5,79 1.69 11.6 13.29 120 18,2 17,5

Маа80 5,79 1,72 VIЛ 13.32 118 16.2 14.7

N„160 5,79 1,71 11,9 13,61 123 16,0 1.3.0

Иа80 5,46 2,02 10,9 12,92 118 17,0 15,9

Перед закладкой опыта в 1976 г. почва пахотного горизонта была произвесткована полной нормой по гидролитической кислотности. В качестве .фосфорных и калийных удобрений ежегодно использовали двойной суперфосфат и хлористый калий из расчета 120 кг/га Р205 и КгО. До посева азотные удобрения — аммиачную селитру и сульфат, аммония вносили в почву, перемешивая их со всей массой пахотного слоя и поверхностно при подкормках. В соответствии с задачей исследований нормы азота аммиачной селитры составляли- 80—120—160 кг/га, сульфата аммония 80- кг/га. Ингибитор нитрификации — нитрапирин вносили совместно с сульфатом аммония в норме 1% от азота удобрения. Исходное обогащение аммиачной селитры, меченой в аммонийной и нитратной группах, и сульфата аммония составляет 25—27 атомных- %. Повторность опытов 3-кратная.

Для- изучения .сравнительной эффективности азотных удобрений- под- различными, существенно отличающимися биологическими- ■ особенностями культурами, и баланса

з

азота при одинаковых погодных условиях, опыты ежегодно проводились с двумя культурами — зерновой и пропашной (кукурузой). Чередование культур представлено на рисунке \ и таблицах 6 и 7.

Норма высева зерновых составляла из расчета 5—6 млн. на 1 га. Кукурузу возделывали ъ количестве 5—6 растений на лизиметр. Посев культур и ранневесенние подкормки озимых зерновых проводили в оптимальные для Московской области сроки. Ячмень и озимые зерновые убирали в фазу полной спелости зерна, а кукурузу на зеленую массу в конце августа. В опытах использованы: ячмень — Московский . 121,. озимая рожь — Белта, озимая пшеница — Мироновская 808, кукуруза — гибрид Буковинский ЗТВ.

Содержание общего азота в растениях определяли методом. Кьельдаля — Иодльбауэра, в почве по методу Кьель-даля после предварительной экстракции минерального азота -0,1 н раствором KCl. Определение нитратного азота в почве и лизиметрических водах проводили в щелочной среде по Деварду с последующим отгоном аммиака на макро-кьельдале. Содержание азота нитритов определяли по Грис-су. Аммонийный; азот в лизиметрических водах анализировали путем его дистилляции в. щелочной среде на микро-кьельдале. Органический азот' в'лизиметрических водах определяли после мокрого озоления сухого остатка с последующим- определением азота по Кьельдалю. Анализ изотопного состава азота проводили на масс-спектрометре МИ-1305. Математическая обработка урожайных данных и выноса азота растениями проводилась методом дисперсионного анализа.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

1. Действие азота удобрений на урожай и вынос азота различными сельскохозяйственными культурами. Внесение азота удобрений в норме 80—160 кт/га способствовало увеличению урожайности растений — ячменя на 10,0—80,0; озимой ржи 42,0—62,3; озимой пшеницы 49,0—58,5 и кукурузы на 35,1—108,0% (табл. 2—4). Дробное применение аммиачной селитры не оказывало устойчивого преимуществен* ного влияния на урожай сельскохозяйственных культур по сравнению с разовым и зависело от количества и динамики распределения осадков в течение вегетации растений, а также запаса: почвенной влаги к моменту проведения подкормок. Дробное внесение азота удобрений (N80 до посева и N80 в подкормку), обеспечивало достоверную прибавку урожая в опытах с ячменем лишь в 1979 и 1981 гг.— 38,3 и 18,2%' соответственно и в опытах с кукурузой, в 1977,

Таблица 2„

Урожаи и вынос азота ячменем

1976 г. 1979 г. 1980 г. 1981 г. Среднее

. Варианты опыта » г Урожай Вынос азота Урожай Вынос азота Урожай Вынос азота Урожай Вынос азота Урожай Вынос азота

64,6 1,52 73,3 1,45 81,2 1,65

86,7 * 2,42 97,0 2,08 103,8 2,74

97,3 59,2 3.68 32,3 118,2 84,8 3,01 29,0 127,0 66,9 3,60

50 ,£ 80,е 142,1 2,45 ' 61,3 95,5 107,6 2,72 57,6 98,0 122,4 2,84

24.8 94.9 61,2 3,84 30,3 131,6 87,6 3,94 22,7 137.0 72,4 4,09

46,9 ■87.6 152,6 2,42 79,5 90Д 171,7 2,48 70,9 98,5 149,3 2,57

35,6 85,9 59,2 2,44 22,9 92,0 71,0 2,51 22,6 106,5 57,1 2,60

.33,0 00,5 25,5 73,1 32,1 62,3

/10,6 ОДЗ 7,8 0,37 142 •

Р120К120 — фон Каа80 до посева Каа1С0 до посева

Каа80 в фазу кущения

^а80 до поссва+ Маа80 в фазу кущения

Ыа80 до посева

Ыа80+нитрапирин до посева

НСР0Л

106,5

11742 10,0

147.5 38,5 116,8

9,8 148,1 .39,1

121.6 •14,2 126.8 ,19,1

4,4

1,78

2,77'

55.6 ЗДЗ 120,8 259 68,0

.3,61 102,8 2,55 ,43.2 2,63

47.7

0,21

80.5

114.2 41,9 144,9 80„0 101,5 26,1 175,7

118.3 94,9 <17,9 121,5 50,9

8,2

■ 1,84

3,09 67,9 4,03

119.0 3,18

■72,6 4,97

170.1 2,85 54,9 3,09

67,9

0,41

м

Примечания: в графе урожай —числитель — г/лизиметр, знаменатель —прибавка в ■% от РК. В графе вынос — числитель — г/лизиметр, знаменатель — разница с РК в %.

о

Урожай и вынос азота кукурузой

• 1976 г. 1977 г. 1978 г. ■1979 г. 1980 г. 1981 г.' Среднее

Вариант опыта Урожай Вынос азота Урожай Вынос азота Урожай Вынос азота Урожай Вынос азота Урожай Вынос азота Урожай Вынос азота Урожай Вынос азота

Р120К120 — фон Naa80 до посева 109.7 1,91 1 1CGV5 ш 143,2 1,47 | 195,0 1,45 194,9 1,0 t 235,7 ' 1,20 174,2 1,55

161,5 2.83 289.4 2,78 220,0 2,52 300,8 3,35 274Д 2,63 318,4 1,99 201,4 2,68

47,2 л- ОС Ii 73,8 71,6 53,0 71,4 55,8 131,0 40М 60,4 35,1 05,8 51,5

Na а 160 до посева 188,4 4,21 3.80 256,5 3,49 334,3 4,09 320,0 3,05 373,3 3,39 303,2 3,77

71,7 120,4 108,0 134,6 79,1 137,4 71,4 182,1 64,2 122,0 58,5 182,5 75,5 146,0

Naâ80 до посева+ Naa80 в фазу 7—8 лист. 184,0 4,00 304,8 357. 268,0 3,08 355,6 4,72 355Л 3,08 375,7 з,7а 3173 3,90

68,3 109,4 119,1 120,4 87,1 150,3 82,4 225,5 82.1 124,4 50,4 210,8 »3,1 156,8

Na80 до посева 147,4 2,88 254,0 2,65 221,0 2,37 313,6 3,37 242*8 2,32 274.0 1,85 247,8 2,57

34,4 50,8. 52,5 03 £ 54Д 61,2 60,7 132,4 24,0 41,5 16,5 54,2 40,5 67^3

Na80-f нитрапирин 180,9 3,19 264,4 2,70 235,2 2,47 321,4 3,42 258,0 2,39 276,0 1,90 250,4 2,08

до посеву М,У 67,а 58,9 06,7 64,2 08,0 04,8 135,9 32,4 45,7 17,1 5йД 50,4 73,0

1!СРМ 12,4 0,44 <8,6 0,53 14,0 0,31 17,1 0,37 15,0 0,31 19,9 0,29 38,0

Примечания: в графе урожай — числитель — г/лизиметр, знаменатель — прибавка в % ог РК-В графе вынос — числитель — г/лизаметр, знаменатель —разница с РК в

•1979-и-1980 гг. 11,1; 11,0 и 17,9%. В остальные годы дробное внесение аммиачной селитры не имело преимущества перед допосевным.

В среднем за годы: проведения опытов существенных различий в действии: аммиачной селитры и сульфата аммония на урожайность ячменя, озимой ржи и кукурузы не наблюдалось. Применение ингибитора нитрификации оказывало неустойчивое действие по годам: на увеличение урожайности сельскохозяйственных культур. Достоверные прибавки урожая от ингибитора на фоне сульфата аммония были получены в опытах с ячменем в 1976 и 1979 гг. (4,9— 33,0%) и в опытах с кукурузой в 1976, 1978 и 1980 гг. (4,9—9,9%).

Наряду с увеличением урожайности внесение азотных удобрений способствовало повышению выноса азота растениями. В зависимости от норм внесения аммиачной селитры

Таблица 4

Урожай и вынос азота озимыми культурами

Нормы, срок» внесения Урожай зерна Вынос азота

до посева ранней весной трубко-ваняе « Я о. в: ^г -Ц <и прибавка в % к РК г/.тази-метр § » п ОСи О

■ 1977 г. — Озимая рожь

РГ20К120 — фон N„80 91,0 1,49

Р120К120 — фон 129,2 42,0 2,33 56,4

Р120К120 — фон N„160 N„80 147,7 62.3 3.8Э 157,0

Р120К120 — фон N„80 153.2 68,3 3.64. 144,3

Р120К120 — фон N,80 127,0 39,6 2,37 59.1

Р120К120 — фон N,80+ . 136,2 49,7 2,47 65,8

НСРо.5 нитрэпирнн

15,0 0,51

1978 г, — Озимая пшеница

Р120К1Э0 — фон 74,0 1Л1

Р120К120Ы„30 N„50 ПОД 49,0 2,51 91,и

Р120К120^,30 N„50 113,0 52,7 2.55 94.6

P120K120Naa30 N„50 111,0 50,0 2,92 122,9

Р120К120М„30 N„90 117,3 58,5 2.99 128,2

Р120К120Ма30 N,50 Ю1,2 36,7 1.98 51,1.

Р120К1201М,30+ N,50+ 105,0' 41,9 1,98 51,1.

нитрапирин нитрапирин

НСРо,5 6,7 0,23

общий вынос азота ячменем возрастал на 66,9—122,4%, кукурузой на 74,7—146,6%, озимой рожью и озимой пшеницей на 56,4—157,0 и 91,6—122,9% (табл. 2—4). Дробное внесение аммиачной селитры не оказывало устойчивого влияния не только на урожай, но и вынос азота растениями по сравнению с допосевным. При внесении равных норм азотных удобрений (N80) урожай и вынос азота растениями были близкими, как в варианте с сульфатом аммония, так и с аммиачной селитрой, за исключением опыта с озимой пшеницей (1978 г.) и кукурузой (1980 г.) (табл. 2—4). Применение нитрапирина в большинстве случаев не оказывало существенного влияния на вынос азота растениями.

2. Баланс азота удобрений в зависимости от норм, формы, сроков внесения и применения ингибитора нитрификации. Исследованиями установлено, что коэффициенты использования азота аммиачной селитры, внесенной в норме 80 кг N/ra до посева растениями ячменя, кукурузы, озимой ржи и озимой пшеницы были близкими и колебались в зависимости от погодных-условий соответственно в размере 44,4— 50,6; 46,3—55,0; 58,7 и 42,5% (рис. 1). Закрепление азота удобрений в почве составило в опытах с ячменем 18,8— 21,0%, с кукурузой 17,0—23,9 и в опытах с озимой рожью и озимой пшеницей 17,9 и 25,1%. С увеличением нормы аммиачной селитры относительное использование азота удобрения растениями и закрепление его в почве снижалось, за исключением опытов с ячменем и кукурузой в 1976 г. и озимой рожью в 1977 г. Коэффициенты использования азота аммиачной селитры, внесенной в норме 160 кг/га различными растениями и размеры иммобилизации в почве были соответственно на 1,8—7,2 и 0,6—7,0% ниже, чем при норме 80 кг/га. Содержание азота аммиачной селитры в минеральной форме в период уборки растений было незначительным и варьировало в зависимости от нормы и срока внесения от 0,6 до 5,3% от внесенного количества. Вымывание азота аммиачной селитры в зависимости ог нормы ее внесения составило 0,1—2,0%.

Потери азота удобрений происходили в основном в виде газообразных соединений. При внесении 80 кг/га азота аммиачной селитры они колебались в опытах с ячменем 28,1—34,6%, с кукурузой 20,4—36,2%, озимой рожью 21,8% и озимой пшеницей 29,8%. С увеличением нормы -удобрения с 80 до 120—160 кг/га газообразные потери возрастали на 1,2—11,5% в опытах с ячменем, 6,8—14,0% с кукурузой. Несмотря на колебания по годам, в среднем величина газообразных потерь азота аммиачной селитры за годы проведения опытов с различными культурами при обеих нормах.значительно не различалась и составила в среднем

в опытах с ячменем 30,1%, с кукурузой 27,7%, с озимой пшеницей 29,8% при норме 80 кг/га и 38,2% в опытах с ячменем; 35,6% с кукурузой и 34,3% с озимой пшеницей при норме 120—160 кг/га (рис. 1; табл. 5).

Таблица 5

Баланс азота удобрений под ячменем (в среднем за 4 года) и кукурузой (в-среднем за 6 лет) (в % от внесенного)

Варианты опыта Использовало растениями Осталось в почве в форме Потери:

Вымывание Газообразные

минеральной 1 • У ез а ь- г- »к Си К о о я «

N¡,„80 до посева....... 47,3 |1.1 19.6 '1.9 30.3

Маа160 до посева . . . , . . Каа80 в подкормку...... Маа80 до посева+Маа80 в подкормку ......... Ма80 до посева..... 50,5 43.7 II, 5 1.3 20,3 16.2 0,5 Об 27,7 33.2

46,6 50.0 (1.5 15,9 17.6 0,5 0.1 35,6 30.&

47.5 )1.3 18.2 0.8 32,2

48,7 42,9 2..3 .1,7 21,4 23.3 0,4 ¡0.7 1,2 2.1' 27,2 31.4

На80+нитрапирнн до посева . . 45,9 45.0 ал-ал 24,5 27.8 26.3 23,0

47,9 2,3 23,7 0,4 20,7

Примечание. Числитель — ячмень, знаменатель — кукуруза.

Снижение газообразных потерь азота при дробном внесении аммиачной селитры обусловливалось более высоким использованием азота удобрений растениями и иммобилизацией в почве. В среднем за ряд лет газообразные потери азота аммиачной-селитры в опытах с ячменем и кукурузой при-разовом внесении составили 38,2 и 35,6%, а при дробном соответственно 32,2 и 27,2% (табл. 5). Дробное внесение аммиачной-селитры под озимую рожь и озимую пшеницу не способствовало снижению газообразных потерь азота удобрения.

Перенесение аммиачной селитры (N80) в фазу кущения не имело преимущества по сравнению с допосевным его внесением. Коэффициенты использования азота аммиачной селитры ячменем при допосевном сроке внесения составили 44,4—50,6%, а при внесении в фазу кущения 46,2—53,7%.

Закрепление азота в почве при применении аммиачной селитры до посева и в фазу кущения также было практически равным— соответственно 18,8—21,0 « 16,7—18,0%. Потери азота аммиачной селитры в газообразной форме составили 28,1—34,6% при внесении ее до посева и 27,8— 33,1% в фазу кущения (рис. 1).

При большем использовании, в ряде опытов растениями азота Маа по сравнению с N3 закрепление его в почве было меньше, поэтому в среднем газообразные потери из обеих форм удобрений существенно не различались и составили 30,1 и 31,4% в опытах с ячменем, 27,7 и 26,3 с кукурузой и 29,8 и 33,0% с озимой пшеницей (табл. 5; рис^ 1).

Применение нитралирина не оказывало достоверного влияния на использование азота сульфата аммония растениями. Коэффициенты использования азота в варианте N380 и ^80+нитрапирин составили 35,0—50,6 и 38,7— 52,5% в опытах с ячменем, 41,9—50,6 и 42,5—58,1% с кукурузой 52,5 и 57,5% с озимой рожью, 34,8 и 36,9% с озимой пшеницей (рис. 1). Внесение сульфата аммония и нитрапирина способствовало увеличению (на 0,8—6,9%) размера иммобилизации в почве и снижению его газообразных потерь. Газообразные потери азота сульфата аммония в варианте Ма80+нитрапирин были ниже, чем в варианте Ы.80-в опытах с ячменем на 8,4%, с кукурузой на 5,6% и озимой рожью на 8,6% (табл. 5; рис. 1).

Потери-азота результате вымывания. Проведенные исследования показали, что величина потерь азота в результате вымывания зависела от количества атмосферных осадков. Так, в 1976, 1977, 1980 « 1981 гг., когда сумма осадков за год превышзла среднемноголетнюю норму на 220, 152, 117 и 223 мм вымывание азота достигало 10,2— 25,0 кг/га. В годы, когда количество осадков приближалось к среднемноголетней норме (1978 и 1979 гг.), потери азота от вымывания варьировали в размере 1,3—9,4 кг/га (табл. 6, 7).

Исследования динамики вымывания азота из почвы показали, . что ранневесенние потери азота зависели от предшествующей культуры и были аыше после выращивания кукурузы, чем зерновых (ячменя, озимой ржи и озимой пшеницы). Размеры потерь от вымывания в период вегетации растений определялись биологическими особенностями выращиваемой культуры и были выше под кукурузой, чем под ячменем,, озимой рожью и озимой пшеницей (табл. 8).

Применение азотных удобрений способствовало дополнительной минерализации азота почвы ' и увеличению размера потерь за счет вымывания. При внесении-аммиачной селитры и сульфата аммония в норме 80 кг/га' вымывание

14 24

;jü ífl

15

' "-i/:-'/t

.....

50 5« .1!

AiU

1 2 3 4 5 I27Sr - i^iypyaa

12 3^5 1377? - OZZ.ZL1 rcci

J 4 5

2?(35

4«

16

45

30

17

30 23

55

ipí

49

¿34

15

5152

№

127?* - jyiyjysa. I979r -.'.«nasas , tóflOr - 17171733 ' JS*If * irc-éo

C3caa pcnt ,

1. /V^^O jcinefi recno.*.

2."7VCaIC0 poíno* rcc::o¿

3. N^ ponas: ttcacr. + /V^íQ b TjjCrcsaia.

4. iccnar.

51 + jcupanspn pai¿¡a:

tS&IOÍ

■ Bcraasoxano pací CCTÜ

§3arrp2Iffl.,I0C£ B oprainnecEcu reaccTBG noinu

• ccraíoos b soir-e B tm:o}a-TM!a* JOJi» •

nofcpt OT ■

: □

BOTéps fc rahocípas-

KOS tpOJKO ■

Pac I.

34

35

гз

««¡и

40

34

29

20

%

30

и

55|г!

1 .4 О

1 2 3 4 5 6 19?ог - лт.:гоь

1. Л'^^О допосеза •

2. Л^СО до посею. •

3.'/Уаа^О в $азу ку^снх:

4. И/д/О дэ посева + /Л^ЯО в Сазу ку^сзая

5. И/а50 до посева»

6. /Уа80 + ютрапзршг ; до посезз

21

17

33

; 151

..'11,1,Г< .< 53 4«, ЯП

То

1977? - иугуруза 1978т- сзяая ■ , •. ЗГСЙЕЭ

Кптг/за

1. /Ум80 дэ_досева

2. Л^ЛСО до посева

3. /1/^90 до посева + ДЛдРО в >"азу 7-в ототьез

4. /Уа80 до посева

5. /Уа80 + нзтрагсрвя до :, посева

31

15|35

ияЙ7

24

21

': н)

VI:,!. 45 ¡3?- ¡4^48

с о

35

44

45 33

40

?А\

;э..гб

■ 11.1 4£Ч4№ ■ 111

1Щ

г:о ч з

27

43'

197Эг - кукуруза < - ят.-ещ,. 128Хт - :717773а

■, Сзааз пзонгга '

1. Л^ЗО до посева + /1^50 р^шеС веспа"

2. /Иаа30 до посеет £ /1^40 ратае*" весзо5 + Д/^50

з ^азу труйхгапп

3. /У^ЗО до посева + Л^О в ^37 труСксяаягя

4. /УддЗО до посева + /У^гО рапе; веете!

5. /УаЗО до посева + /Уаб0.га:ст1£ всапсг

6- /Уа3° * пгтрагарга до посоза * /{/а50 + кгграпз-рза рахшеЛ весзсЗ

Потери азота почвы и удобрений в результате вымывания (Опыт I)

Т а блица б

1976 г. 1977 г. 1978 г. озимая пшеница 1979 г. 1980 г. 1981 г.

ячмень кукуруза кукуруза ячмень' кукуруза

Варианты опита

Сумма осадков за год (мм)

853 785 627 .719 •750 856

поч- удоб- поч- удоб- поч- удоб- поч- удоб- поч- удоб- поч- удоб-

вы рения вы рения вы рения вы рения вы рения вы рения

1. Р120К120 — фон......

2. Каа80 до посева

3. N„160 до посева

«>. ди иисеватччаас

подкормку ......

6. N,80 до посева ....

13,6 — 2,2 — 4,6 — ■3,7 — '3,4 — 7<3 —

100| — 100 >— 100 — 100 — 100 — 100

14,6 0,1 2.6 0,1 <3,9 4,1 • 6,6 0,8 5,5 0,7. 9,4 0,3

99Л 0,7 У6.Э 3.7 78,0 22,0 »ад 10,8 88,7 ид 96,9 3,1

24,8 ОД 5.1 0,3 (4.3 \2 <8,4 '1,0 6,4 ■0,6 18,3 0,6

99,2 0,8 94.</ 5,6 78,2 21,8 89,4 10,6 91,4 8,6 96,8 3,2

13,9 2,0 0,3 3,1 '1,5 — — 6,7 0,4 — —

в 99,3 0,7 87,0 13,6 67,4 32,6 — — 94.4 543 — —

12,7 0,1 13,2 0,2 •4,2 .1,8 4.6 •ол 7.1 0,6 13,7 <3,5

г 99,2 0,8 94,1 6.9 70,0 30,0 85,2 14,8 92.2 7,8 96,5 Л,5

13.9 следы 2,9 следы 4.1 <1.0 5,4 0,5 .3,7 0,2 73 0,2

100 — 100 — ОС Й-Ь 19,6 91,5 8,5 94,9 5,1 97,5 2,5

10.2 следы »'1,8 следи 3.8 0,8 3.7 ЙЛ 1,0 02 6£ 0.2

100 —- 100 —- 82,6 17,4 92,5 '7,5 83,3 16,7 97,0 3,0

Примечание 1. В таблицах 6 и 7 числитель — кг/га, знаменатель— доля азота почвы и удобрения от суммы вымытого в %. •

Примечание 2. Под озимую пшеницу в вариантах 3, 4 и 5 внесено соответственно азота 80, 120 и 120 кг/га. •-

Таблица 7

м Потери азота почвы и удобрений в результате вымывания

(Опыт И)

1976 г. 1977 г. озимая рожь 1978 г.' 1979 г. 1980 г. 11981 г.

кукуруза кукуруза ячмень кукуруза ячмень

Сумма осадков за год (мм)

«Варианты опыта 853 ,785 • 627 719 750 836

почвы удобрений почвы удобрений почвы удобрений а а ег о К удобрений почвы [ удобрений | почвы удобрений

1. Р120К120 — фон ..... 20,2 — <5,1 — >1,3 _ '2,8 9,3 2,6 _

100 — 100 — 100 — 100 — 100 — 100 —

2. N„¡,80 до посева...... 21,2 0,2 6,0 0,3 <1,5 0,5 4,7 1.6 12,2 -1,2 5,3 0,6

99,1 0,9 95,2 4,8 75,0 25,0 74,6 25,4 91,0 9,0 89,8 10,2

3. Ыаа160 до посева ..... 21,6 0.8 10,3 0,1 '3,2 11,0 •4,6 '2,1 22,4 13,1 '1,1

' 96,4 ,3,6 99,0 1,0 76,2 23,8 68,7 31,3 94,5 5,5 92,3 7,7

4. Маа80 в подкормку . . . . . 5. Каа80 до посева+Маа80 в подкормку ........ _ — — — — — 42 '1,4 — — 4,5 0,7

22,8 0,5 ,8,4 0,5 2,3 0,7 75,0 Л,1 25,0 1.7 18,3 '1,3 86,5 10,4 133 '1,2

97,9 2,1 94,4 ■5,6 76,7 233 64,6 35,4 93,4 6,6 89,7 10,3

6. Ка80 до посева...... 18,9 4,1 60 |0,2 <1,4 0,4 '2,6 •1,2 13,4 (0,5 Л,6 0,5

82,2 17,8 96,8 (3,2 77,8 222 68,4 31,6 96,4 <3,6 91,8 8,2

7. На80+нитрапнрин до посева . 20,4 ' 0,9 ,3,9 0,1 1,2 ол 2,4 0,4 7,3 0,3 1,4 —

95,8 4,2 97,5 2,5 80,0 20,0 85,7 14,3 96,0 4,0 100 —

азота возрастало соответственно в 1,1—2,2 и 1,0—2,3 раза. С увеличением нормы аммиачной селитры до 120—160 кг/га инфильтрация азота с атмосферными осадками повышалась по сравнению с вариантом РК в 1,1—5,5 раза (табл. 6, 7).

Внесение всей нормы аммиачной селитры до посева, или же перенесение части ее в подкормку не оказывало существенного влияния на размеры вымывания азота. Применение разных форм азотных удобрений также не оказыва-

Таблица 8

Динамика вымывания азота почвы и,удобрений (кг/га) (по варианту Маа120—160)

1976 г: / 1977 г. 197» г.

Месяцы

I-V VIVI II IX— XII I-V VI— VIII IX—XII Г—V VI-VIII IX—XII

Сумма осадков по декадам (мм)

31.6 260 221 234 | 260 291 182 213 233

Ячмень

18,3

6,7

Кукуруза

3,1

Озимая пшеница

0,5 •

4,6

Кукуруза

Озимая рожь

Кукуруза

14,7 7,4 0,3 9,3 1,1 — 4,2 — —

1979 г 1980 г. 1981 г.

Месяцы

I—V VI— VIII IX— XII I—V VI-VIII IX—XII I—V VI—VIII IX—XII

Сумма осадков по декадам (мм)

197 1 255 267 205 1 354 .191 186 301 368

Кукуруза

3,4

6,0

Ячмень

6,2

0,5

4,9

0,1

Ячмень 2,0 0,1 Кукуруза 14,2 6.4

Кукуруза

7,2

12,5

5,4

6,3

Ячмень

0,6

1,1

Примечание. В 1978 г. вымывание под озимой пшеницей наблюдалось в алреле и в мае, а под кукурузой только в мае.

ло существенного влияния на величину потерь азота от вымывания. При внесении Маа80 вымывание колебалось в пределах 2,0—21,4 кг/га,- а Ыа80 1,8—23,0 кг/га. Ингибитор ■ нитрификации снижал вымывание азота" на 3,7—6,3 кг/га лишь в годы с избыточным количеством осадков в период вегетации растений (табл. 6, 7).

Применение стабильного изотопа показало, что потери азота вследствие вымывания происходят в основном за счет азота почвы и в незначительной степени за счет удобрений. Вымывание азота удобрений за годы проведения опытов <в зависимости от культур, погодных условий и нормы удобрений варьировало 0,1—5,1 кг/га (табл. 6, 7).

Установлено, что вымывание азота происходит в основном в виде нитратов. Наряду с нитратной формой небольшая часть представлена нитритами (0,3—1,6 кг/га), концентрация которых увеличивалась весной в холодной и переувлажненной почве л снижалась при повышении температуры (таблица не приводится). Содержание аммонийного азота в лизиметрических водах не превышало 0,3— 0,4 мг/литр. Вымывание азота из почвы в органической форме варьировало 0,2—0,7 кг/га, в том числе меченного 15>1 органического азота удобрений только 0,01—0,02 кг/га (таблица не приводится).

Выводы

1. В шестилетних лизиметрических опытах на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве внесение азота удобрений из расчета 80 и 120—160 кг/га увеличивало урожай ячменя в 1,3—1,6 раза, озимой пшеницы л озимой ржи в 1,4—1,6 раза, кукурузы в 1,5—1,8 раза.

2. При допосевном систематическом внесении аммиачной селитры и сульфата аммония их эффективность была близкой и лишь в отдельные голы наблюдалось преимущество аммиачной -селитры по сравнению с сульфатом аммония вследствие его. более высокой физиологической кислотности.

3. С увеличением нормы азота аммиачной селитры с 80 до 120—1160 кг/га размеры его потребления растениями возрастали в 1,6—2,1 раза,, а использование азота удобрений (в % от внесенного количества) имело тенденцию к снижению.

4. В годы с достаточным и избыточным увлажнением внесение азотных удобрений способствовало усилению мобилизации азота почвы д использованию его растениями. В годы с недостаточным увлажнением применение азотных . 14

удобрений не оказывало влияния^ на. размер мобилизации; азота почвы.

5. Перенесение части азота аммиачной селитры в подкормку в фазу кущения .и трубкования зерновых культур и в фазу 7—8 листьев кукурузы» не! оказывало устойчивого положительного действия-на использование растениями азота почвы и удобрения по сравнению с допосевным его внесением. В зависимости от погодных условий коэффициенты использования азота удобрений,, определенные изотопным, методом, составили: ячменем — 35—54%, кукурузой — 39— 55%, озимой рожью и озимой пшеницей—59—63; и 40— 46%. Размеры потребления азота растениями практически не зависели от формы удобрения.

6. С увеличением нормы азота аммиачной, селитры с 80 до 120—160 кг/га абсолютное количество иммобилизованного азота возрастало в 1,1:—2,1 раза,- а относительное снижалось. При дробном внесении аммиачной селитры (N120—160) закрепление азота удобрения в почве возрастало в опытах с ячменем, озимой рожью и озимой пшеницей на 2—8% и с кукурузой на 2—17%. При применении, разных форм азотных удобрений иммобилизация азота в почве была выше из сульфата, аммония. (20—30%), чем из аммиачной селитры (17—25%).

7. Потери азота удобрений из почвы происходили в: основном в газообразной форме и колебались в зависимости от нормы, срока внесения удобрений и погодных условий проведения опытов от 14 до 46%. С увеличением нормы аммиачной селитры размер газообразных потерь увеличивался. Перенесение части азота удобрений в подкормку снижало газообразные потери азота лишь в годы с высоким содержанием влаги в почве в период .подкормки.

8. Размер вымывания азота почвы и удобрений определялся прежде всего количеством и распределением осадков и практически не зависел от формы азотных удобрений и сроков внесения. В годы с избыточным увлажнением потери азота составили 10—25 кг/га, а в годы '.с умеренным. увлажнением 1—6 кг/га. С увеличением нормы аммиачной селитры с 80 до 120—160-кг/га потери азота от вымывания возрастали в 1,1—5,5 раза.

9. Величина ранневесенней инфильтрации азота за пределы корнеобитаемого слоя почвы зависела от биологических особенностей и размера водопотребления предшествующих культур. Вымывание азота из почвы было выше, если предшественником являлась кукуруза (36—98% от суммы вымытого за год), чем культуры сплошного сева — ячмень, озимая пшеница и озимая рожь (38—77%), Потери в результате вымывания в период вегетации растений так-

же обусловливались, биологическими особенностями растений и были выше под пропашной культурой, чем* сплошного сева.

10. Потери азота от вымывания происходили в основном за счет азота почвы. Доля азота почвы составляла 65— 99%, а доля азота удобрений 0,7—35% от суммы вымытого за год азота почвы и удобрения. Наряду с вымыванием нитратов незначительная часть потерь азота из почвы терялась в виде нитритов (0,3—1,6 кг/га) и азота органических соединений (0,2—0,7 кг/га). Доля меченного 15М азота удобрений в составе вымывающегося в виде органических соединений азота равнялась 0,01—0,02 кг/га.

11. Применение ингибитора нитрификации снижало газообразные потери азота сульфата аммония на 3—9% и вымывание азота почвы и удобрения в годы с избыточным количеством осадков на 4—6 кг/га, , но не оказывало устойчивого положительного влияния на урожай- сельскохозяйственных культур. Снижение потерь азота удобрений под действием нитрапирина обусловливалось более высокой иммобилизацией азота в почве.

Предложения производству

1. Для повышения, эффективности азота удобрений и снижения его потерь в газообразной форме и в результате вымывания при возделывании сельскохозяйственных культур на дерново-подзолистых почвах следует рекомендовать совместное применение аммонийных удобрений и ингибитора нитрификации.

2. При высоких нормах азота удобрений рекомендуется дробное его внесение — '/г нормы азота (N80) до посева и '/г нормы азота в фазу интенсивного роста растений — кукурузы в фазу 7—8 листьев и в фазу кущения — начало трубкования зерновых культур.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

1. Ионова О. Н. «Баланс азота удобрений под кукурузой и озимой рожью в лизиметрическом опыте». Доклады ТСХЛ, 248, 1979, с. 28—33.

2. Смирнов П. М.", Кидин В. В., Ионова.О. Н. «Превращение меченого азота удобрений в почве в зависимости от доз и сроков их внесения». Известия ТСХА, 5, 1980, с. 65— 70.

3. Кидин В. В., Смирнов П. М., Ионова О. Н. «Использование растениями меченого азота удобрений и превращение его в почве». Известия ТСХА, 6, 1980, с. 63—69.

• 4. Смирнов П. М;, Кидин В: В., Ионова О. Н. «Баланс

азота удобрений под различными культурами и его потери в результате вымывания». Агрохимия, 10, 1980, с. 3—10.

5. Смирнов П. М., Киди« В. В., Ионова О. Н., Тор-шин С. П. «Размер потерь азота почвы и удобрений». В сб.: «Проблемы химизации и мелиорации почв». М., 1981, с. 3—8.

6. Смирнов П. М„ Кидин В. В., Ионова О. Н. «Превращение и баланс азота удобрений © лизиметрическом опыте». В сб.: «Вопросы теории и практики повышения плодородия почв». Всесоюзн. школа молодых ученых и специалистов. 15—20 мая, 1981.

7. Кидин В. В., Смирнов П. М., Ионова О. Н. .«Баланс азота удобрений и вымывание азота почвы в лизиметрическом опыте». Сборник научн. трудов «Вопросы агрохимии азота». М, 1982, с. 34—39.

I

Л 64642 7/11—86 г. Объем 1'Д п. л. Заказ 245. Тираж 100

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

Бесплатно