Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

БАЛАНС МЕЧЕННОГО 15N АЗОТА УДОБРЕНИЙ В СИСТЕМЕ «ПОЧВА-ЛУГОПАСТБИЩНЫЕ ТРАВЫ»

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "БАЛАНС МЕЧЕННОГО 15N АЗОТА УДОБРЕНИЙ В СИСТЕМЕ «ПОЧВА-ЛУГОПАСТБИЩНЫЕ ТРАВЫ»"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

На правах рукописи ЛОСЕВ Сергей Львович

УДК 633.2.038:631.811.1.

/

БАЛАНС МЕЧЕННОГО АЗОТА УДОБРЕНИЙ В СИСТЕМЕ «ПОЧВА-ЛУГОПАСТБИЩНЫЕ

ТРАВЫ»

(Специальность 06.01.04 — агрохимия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА — 1983

ь&^ъсС ьс /ъас^-си^!^ _

Диссертация выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный .руководитель — кандидат биологических наук, доцент Э. А. Муравин.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, с. ,н. с. Д. А. Филимонов; кандидат биологических наук, м. н. с. И. В. Пайкова.

Ведущее предприятие — Центральный институт агрохимического обслуживания, сельского хозяйства.

Защита диссертации состоится « г. в

« /5- » час на заседании Специализированного совета Д. 120.35.02 в Московской сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 49, Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА. Автореферат .разослан «

Ученый секретарь специализированного совета _ __ __

Дорожкина

Актуальность работы.

Решениями XXVI съезда КПСС и Продовольственной программой СССР предусмотрено дальнейшее увеличение производства животноводческой продукции на основе укрепления кормовой базы прежде всего за счет интенсификации лугового кормопроизводства. Важное место в решении этой задачи принадлежит орошаемым культурным долголетним лугам на мелиорированных пойменных землях. Высокая их продуктивность обеспечивается как естественным плодородием пойменных почв, так и применением повышенных норм минеральных удобрений, среди которых ведущую роль на злаковых травостоях играют азотные удобрения. Условия азотного питания лугопастбищных трав определяют не только уровень урожая, но и сезонное поступление корма, его качество, продолжительность эксплуатации травостоя, особенно при пастбищном и многоукосном использовании.

Для разработки системы наиболее эффективного применения азотных удобрений на долголетних пойменных лугах с учетом рационального использования почвенного плодородия необходимо иметь четкое представление о том, как складывается баланс азота в системе «почва-лугопастбищные травы» при использовании рекомендуемых норм азотных удобрений, в какой степени питание трав обеспечивается за счет минерализации азота почвенного органического вещества, какова судьба азота применяемых удобрений.

Широкие возможности при изучении этих и других не менее важных вопросов азотного питания лугопастбищных трав дает использование 15Ы.

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работч за-клюг ' лась в количественной оценке с использованием 15 ■ ланс^ азота удобрений при различных условиях их при 1 ния на культурном долголетнем пойменном луге с преим ¿с-ственно злаковым травостоем. •

В • задачу исследований входило изучение следующ! новных вопросов:

1. Урожайность орошаемого культурного пастбища с пр^ч-

ЦЕНТРАЛЬНАЯ научная БИБЛИОТЕКА

Молк. оол.-сксхоз. академии

мущестпешю злаковым травостоем в зависимости от кратности внесения азотнокислого аммония в норме 180N — в три (весной, после 2 и 4 циклов использования) и в пять сроков (весной и после 1, 2, 3 и 4 циклов использования).

2. Общие размеры отчуждения азота с урожаем пастбищных трав, а также общего использования ими азота почвы и меченого азота удобрений по циклам использования урожая и в целом за сезон в зависимости от условий применения азотных удобрений.

3. Оценка основных статей баланса меченного 15N азота азотнокислого аммония на культурном пастбище в зависимости от кратности внесения 180N: реальных размеров использования травами азота удобрения (включая азот, оставшийся в корневой системе и пожнивных остатках трав), содержания в минеральной и органической форме в слое почвы 0—30 см, дефицита азота удобрений.

4. Последующее отчуждение с урожаем трав азота удобрения, внесенного в предшествующий сезон и оставшегося в корневой системе и пожнивных остатках трав и в почве.

5. Баланс азота удобрения при внесении дозы 60N в форме общемеченого азотнокислого аммония весной, или после 2 или после 4 учетов урожая в составе полной нормы 180N. Параллельно в динамике изучался баланс азота удобрения в период формирования урожаев 1,3 и 5 циклов использования трав (т. е. через 7—9, 14—18 и 21—28 дней после внесения).

6. Сравнительная оценка основных статей баланса меченного 15N азота различных форм удобрений: азотнокислого аммония, азотнокислого кальция, сульфата аммония и карбамида при внесении их нормой 60N весной.

Научная новизна. В полевых экспериментах с 1SN получены новые данные, характеризующие участие азота удобрения и почвы в формировании урожаев трав, баланс азота удобрений при различных условиях их применения на долголетнем культурном пойменном пастбище. Определены размеры использования травами и отчуждения с кормом азота удобрений и почвенного азота, закрепления в почве и потерь азота 60N в период с начала отрастания трав до наступления их пастбищной спелости. Прослежено за отчуждением травами закрепленного в корневой системе трав и иммобилизованного в почве меченого азота удобрений в год их внесения и впервые установлены размеры дальнейшего очуждения этого азота на протяжении последующих двух сезонов. Дана сравнительная оценка баланса различных форм азотных удобрений — кальциевой и аммиачной селитр, мочевины и сульфата аммвния. Выявлены причины последействия разовых доз 60N, обуславливающего практическую равноценность трех- и пятикратно-

го внесения азота в норме 180Ы по сбору корма и его сезонному поступлению.

Практическая и теоретическая ценность результатов исследований.

Результаты исследований по количественной оценке основных статей баланса азота в системе «почва — лугопаст-бищные травы», а также степени участия почвенного азота в формировании урожая могут быть использованы при разработке системы удобрения долголетних культурных лугов на .меллорировнных пойменных землях Нечерноземья для определения нормы азотных удобрений на планируемый уровень урожайности с учетом рационального использования почвенного плодородия.

Полученные экспериментальные данные расширяют имеющиеся теоретические представления о процессах усвоения лу-гопастбищными травам« и трансформации в почве азота удобрений на пойменных лугах с злаковым травостоем.

Апробация работы. Материалы исследований были доложены в 1978 г. на конференциях молодых ученых в Пущино и ТСХА, а также на научной конференции в ТСХЛ (1981 г.). Полученные результаты прошли производственную проверку в совхозе «Константиновский» Загорского района Московской области.

Объем работы. Диссертация изложена на 234 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав обзора литературы, 7 глав экспериментальной части, выводов, статистической обработки урожайных данных и приложения (из 13 таблиц), включает 42 таблицы, 12 рисунков. Список использованной литературы представлен 292 наименованиями, в том числе 35 иностранных.

Объекты исследования. Изучение баланса азота удобрений в системе «почва-лугопастбищные травы» проводилось в 1975—1978 гг. при использовании общемеченной 15МН415М03, а также Са(151\03)2, (15МЫ4)2504, СОО^НгЬ на пойменном пастбище 6—9 года пользования с двойным водорегулирова-нием. Травостой, сформировавшийся в условиях ежегодного применения только фосфорно-калийных удобрений, состоял из злаков на 70—80%, доля разнотравья составляла 18—27%, сохранилось до 4% бобовых (клевер белый). Систематическое внесение азотных удобрений привело к полному выпадению бобовых, в травостое доминировали злаки (91—99%), а доля разнотравья составляла менее 10%. Среди злаков преобладали ежа сборная, мятлик луговой и овсяница луговая, остальные были представлены тимофеевкой луговой, лисохвостом луговым и пыреем ползучим. Разнотравье представлено в основном одуванчиком лекарственным и будрой плющевид-нон. Почва опытного участка деряово-аллювиальная, слонс-

тпя, легкосуглинистая. Содержание гумуса по Тюрину и общего азота по Кьельдалю и слое 0—33 см составляло 3,52 н

0.19%,.рН солевой вытяжки 6,1, гидролитическая кислотность и сумма поглощенных основании 1,6 и 21,0 мг-экв на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями — 93%, легкогидро-лизуемый азот по Тюрину и Кононовой — 2,81 мг на 100 г почвы, подвижный фосфор по Кирсанову и обменный калий по Масловой соответственно 2,1 и 13,9 мг на 100 г почвы.

Условия и методы проведения экспериментов. Исследования проводились на базе стационарного' нолевого опыта кафедры луговодства ТСХА па культурном пастбище, созданном в 1972 году после проведения мелиоративных и культуртех-ннческих работ на участке центральной поймы р. Дубны, расположенной на территории совхоза «Константнновский» Загорского района Московской области. Средняя глубина заложения гончарных дрен 120 см. Орошение проводили установкой ДШ-25-300. За вегетационный период 1975 г. было проведено три полива: 22 мая с поливной нормой 300 м3/га, 28 нюня 150 м3/га и 21 июля 300 м3/га, общая оросительная норма за сезон составила 750 м3/га. В 1976, 1977 и 1978 гг. необходимость в поливе не возникала.

Полевой опыт. Стационарный полевой опыт заложен в одном из загонов культурного пастбища методом рендомнзиро-ванных повторений, повторность четырехкратная, общая цло-щадь делянки — 105 м2, учетная площадь — 80 м2. В опыте с 1972 г. изучалась эффективностьирименения на фонеР80К120 различных норм (180—360N) и кратности внесения азотных удобрений в зависимости от орошения (Ыейгебаур, 1974; Чернуха, 1976). Нами с 1975 года было продолжено изучение эффективности и отчуждения с урожаем трав азота аммиачной селитры, применявшейся в норме 180N в три (по 60N весной и после 2 и 4 учетов урожая) и пять (по 36N весной и после

1, 2, 3 н 4 отрастаний трав) сроков на орошаемом фоне.

Мелкоделяночные опыты. С целью изучения размеров отчуждения с урожаем пастбищных трав азота почвы и азота удобрения в условиях его систематического применения в 1976 и 1978 гг. на делянках одной из повторностей вариантов полевого опыта с трех- и пятикратным внесением 180N равными дозами были заложены мелкоделяночные опыты. Общемеченый азотнокислый аммоний с исходным обогащением 2—5 ат. % вносился . на делянки в 1 м2. Учет урожая и отбор растительных проб для аналитических работ проводился с площади 0,25 м2, располагавшейся в центре опытной делянки с меткой.

Микрополевые опыты. Опыты предназначались для изучения баланса меченого азота удобрений и ежегодно закладывались на делянках фоновых вариантов по.тевого опыта. Азот-

ные удобрения с исходным обогащением 25—33 ат. % вносились на делянки площадью 0,25 м2 (50x50 см), которые были ограничены по периметру металлическим каркасом на глубину 30 см.

На микроделянках, где в 1975 г. в наших опытах азот применялся нормой 180N равными дозами в три срока и в опытах кафедры луговодства ТСХА нормами 180 и 360N в пять сроков в течение последующих двух вегетационных периодов 1976 и 1977 гг., было прослежено за отчуждением с урожаем трав оставшегося в почве и корнях меченого азота удобрения.

Повторность мелкоделяночных и микрополевых опытов при их закладке определялась программой исследований. При проведении каждого учета урожая была предусмотрена четырехкратная, в том числе с 15N двукратная повторность.

Учет урожая трав при наступлении их пастбищной спелости во всех опытах проводили скашиванием на высоте 5— 7 см от поверхности почвы. В микрополевых опытах, кроме растительных образцов, со всей площади делянок на глубину 30 см отмывались корни и отбирались почвенные образцы для анализа.

Аналитические работы выполнялись на кафедре агрохимии ТСХА и агрохимической опытной станции имени Д. II. Прянишникова. В растительных образцах (отчуждаемом корме и корнях с надземными растительными остатками) определяли содержание общего азота методом Кьельдаля и Иодльбауэра. В свежих почвенных образцах определяли содержание минерального (аммонийного и нитратного) азота по Кьельдалю, а в воздушно-сухих почвенных образцах—содержание общего азота. Изотопный состав азота почвенных и растительных образцов (после соответствующей их подготовки) определялся инженерной группой кафедры агрохимии ТСХА на масс-спектрометре МИ-1305.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Урожай трав и отчуждение азота с пастбищным кормом в зависимости от применения азотнокислого аммония

Применение азотных удобрений обеспечивало резкое повышение урожайности орошаемого культурного пастбища с преимущественно злаковым травостоем на дерново-аллювиальной пойменной почве (табл. 1).

В полевых и мелкоделяночных опытах при внесении азотнокислого аммония в норме 180N сбор абсолютно сухой .массы корма за сезон по сравнению с фоном 80Р120К по годам проведения опытов увеличился в 1,6—2,0 раза, а в микрополевых опытах — соответственно в 1,6—1,8 раза, в равной степени как

Таблица 1

Влияние азоп:ок'1с.юго аммонии на урожаи трав (абс. сух. в-во п полевом опыте ц/га, и микрополсшлх— г/мг) и отчуждение азога с пастбищным кормом (в полепим опыте кг/га, н микрополсшлх — г/мг)

Сроки учета урожая о

Год Варианты опыта I II III IV V iScero за сезон Огчужде азога за ссзси

Нолевой опыт

197

197G

Фон — 80 Р120 К . ; Фон+1 SON п 3 срока Фон+180М п 5 сроков НСР(5 :.....

Фон — 60Р120К . . Фон+120.Ч п 2 срока Фон+ЖМ п 4 срока НСРсз......

10 12 12 12 С 58 140

23 17 19 18 15 92 300

23 21 21 18 14 97 314

О 3 4 3 2 9 —

14 14 7 4 39 70

_ 20 20 19 9 74 185

_ 24 23 20 11 78 172

— 5 5 4 о 3 "

Микрополевыс опиты

1977

Фон — 80Р120К . . Фон+180М п 3 срока Фон+180,4 л 5 сроков

НСРм......

1978

Фон — 80Р120К . . Фон+180.Ч п 3 срока Фон-И80.М и 5 сроков НСРс5......

177 114 9G 59 35 481 13,4

327 150 139 125 108 819 30,2

274 1GG 148 121 121 833 28,2

14 8 8 3 9 28 —

&!• 100 89 100 102 480 13,0

1G7 1G1 174 95 188 788 23,9

131 189 173 123 193 812 25,7

18 18 11 8 9 2G

* В 1970 году в связи с избытком влаги и низкой температурой, в па-чале вегетационного периода первый учет проводился только 18 нюня, за пастбищный период было прозедсио 4 учета урожая как в полевом, так и в мнкрополевых опытах, азот был внесен в норме 120Х при трех- н 144М при пятикратном применении удобрений.

при трех-, так и при пятикратном применении азога удобрения. Поступление корма в течение сезона в полевом и мелко-деляночных опытах при трех- и пятикратном внесении азота удобрения было практически одинаковым. Наиболее существенные различия в распределении урожая трав на протяжении сезона от кратности внесения и, следовательно, величин разовых доз азота проявлялись в весенний период.

С

Как правило, применение азотных удобрении повышало относительное содержание азота в надземной .массе трав по сравнению с фоном — особенно при тех отрастаниях, под которые вносилась более высокая доза азота — 60Ы. В отдельных случаях резкое увеличение урожая трав от применения азотных удобрений не сопровождалось увеличением относительного содержания азота в пастбищном корме вследствие эффекта «разбавления».

Сбор кормовых единиц при внесении азота удобрений по годам проведения опытов колебался в интервале 7,4—9,7 тыс. с гектара.

Отчуждение азота с урожаем трав за сезон как в полевом и мелкоделяночных, так и в микрополевых опытах не зависело от кратности внесения азотнокислого аммония и колебалось но годам проведения опытов в интервале от 172 до 300 кг/га в полевом и от 15,6 до 30,2 г/м2 в микрополевых опытах.

Сравнение коэффициентов использования травами азота удобрения, рассчитанных разностным методом в мелкоделя-ночном и микрополевом опытах (таблица 4, 1970 год), указывает на более высокий их уровень в мелкоделяиочном опыте— в среднем 77% от внесенного количества по сравнению с 50% в .микрополевом опыте. Это объясняется тем, что травостой мелкоделяночных опытов, в отличие от микронолевых, формировался в условиях ежегодного внесения азотных удобрений, что привело к лучшему развитию, трав и усилению их способности усваивать азот почвы. Кроме того, уже отмечались различия в ботаническом составе травостоев фоновых вариантов и систематически удобрявшихся азотом.

2. Использование азота удобрения и азота почвы пастбищными травами при дробном внесении азотнокислого аммония

Размеры использования травами азота удобрения и тем более азота почвы в большой степени зависят от развития их корневой системы. Известно, что многолетние травы за время своей жизни формируют мощную, высокоактивную корневую систему, способную лучше по сравненгю с многими другими сельскохозяйственными культурами усваивать азот почвы. На плодородных пойменных почвах при внесении азотных удобрений в условиях оптимального водного режима способность трав к .мобилизации и усвоению почвенного азота еще более возрастает.

Соотношение между отчуждаемой растительной массой трав за весь пастбищный период и массой их корневой систе-

Таблица 2 Использование траками азота удообрения и почвы. Микрополевые опыты с 1975—1978 гг.

РК

Год

РК+180М

отчуждено с урожаем

г/м2

г/м2

о Я о д « ^ а

о 3

Г/М2

от отчужденного,

%

и: с.

содержание в корнях и растительных остатках

в т. ч.

азог

все- удоб-

го, рения

г/м2 г/м2

%

60М пссной и после 2 и 4 учетов урожая

1975

1977

1978

Среднее за 3 года 36К в:

1977

1978

Среднее за 2 года

10.49 13,40 13,62

12.50 ш и ш 13,40 13,62

13.51

20,05 30,19 23,89

21.71 :ле 1, 28,19

25.72 26,96

5,82 14,23 3,74 18,00 3,24

29 71 за 18

6,22 23.97 10.57 14,96 2,60

21 79 78 17

5,40 18.49 4,87 16,44 2,58

23 77- 36 16

5,81 18,90 6,39 16,47 2,81

24 76 51 17

2, 3 и 4 учетов урожая

6,37 21,82 8,42 15,88 2,44

23 77 62 15

5,88 19.84 6,62 15,62 2,75

23 77 46 18

6,13 20,83 7,52 15,75 2,60

23 77 56 17

мы в слое почвы 0—30 см при ежегодном применении азота удобрений составляло в среднем 0,8: 1,0.

Доля азота удобрения от общего количества отчужденного с кормом за сезон азота по годам проведения опытов составляла 21—29%, а от оставшегося в конце сезона в надземных растительных остатках и корнях— 15—18%.

Соотношение между количеством азота удобрения, отчужденного с урожаем и оставшегося в корневой системе трав, колебалось по годам проведения опытов в пределах 1,6—2,4 : 1 и в среднем составляло 2,1 : 1.

Доля меченого азота удобрения от общего потребления азота травами (т. е. отчужденного с урожаем + оставшегося 8

в корнях с надземными растительными остатками в конце вегетации) не зависела от кратности внесения азотнокислого аммония, была близкой по годам проведения опытов и составляла в среднем за сезон 20%. Следовательно, при внесении нормы 1801М на пойменном пастбище формирование урожая трав проходит в основном — на 80% — за счет азота почвы.

Внесение азотных удобрений усиливало минерализацию почвенного азота и усвоение его травами. Величина дополнительного использования азота почвы на формирование урожая пастбищных трав за сезон не зависела от кратности применения удобрения и составляла 51—56% по отношению к выносу азота в фоновом (РК.) варианте (таблица 2). Отчуждение травами «экстра-азота» возрастало при трехкратном приме-пении азота прежде всего при тех отрастаниях трав, под которые непосредственно вносились азотные удобрения (таблица 3).

Таблица 3 Отчуждение с урожаем трав азота удобрения и почвы.

Мелкоделяночный опыт с 1978 год

РК РК-Ь180N в 3 срока «Экстраазот»

Циклы использования трав всего нз удобрений из почвы

г/м2 г/м2 г/м2

г/м2 от отчужденного, % % К РК

3.33 6,97 1,67 5.30

24 76

3,19 5,88 1,13 4,75

19 81

2,67 6,91 1,41 5,50

20 80

2,15 3,36 0,16 3.20

5 95

2,81 6,11 1,71 4,40

28 72

1.97

59 1.56 49 2.83 106 1.05 49 1.59 57

В мелкоделяночных опытах наблюдалось большее использование травами «экстра-азота» по сравнению с микрополевыми опытами. Причина, как уже отмечалось, заключается в том, что травостой мелкоделяночных опытов развивался в условиях ежегодного применения азотных удобрений.

Сравнение коэффициентов использования- азота удобрения на формирование урожаев трав, полученных разностным

п изотопным методами (таблица 4), показало, что разностный метод дает значительно более высокие величины. Реальные же размеры отчуждения были значительно ниже, колебались по годам проведения опытов в интервале 22—36% от внесенного и составляли в среднем в мслкоделяночных опытах 29%, а в микрополевых 31% от внесенной нормы.

Таблица 4

Размеры отчуждения с урожаем пастбищных трав азота азотнокислого аммония (р/о от внесенного)

Год

Варианты опыта

Разностный метод

Изотопный метод

1976 11)78

1975

1976

1977

1978

120N 144N 180N 180N

180N 120N 180N 180N

180N 180N

Мелкоделяиочные опыты

в 2 срока в 4 срока в 3 срока в 5 сроков

Микрополевые опыты

в 3 срока в 2 срока в 3 срока в 5 сроков

в 3 срока в 5 сроков

92 61 84 81

53 50 93 82

57 , 67

25 22 34 36

32 23 35 35

30

33

3. Баланс азота азотнокислого аммония при различной кратности внесения полной нормы удобрения (180Ы)

Применение удобрений, меченных 15М, дало нам возможность дать количественную оценку основных статей баланса азота удобрения в системе «почва-злаковые пастбищные травы» при дробном внесении азотнокислого аммония в норме 180Ы равными дозами в три и в пять сроков на пойменном пастбище (таблица 5).

Отчуждение азота удобрения с урожаем трав не зависело от кратности его применения и составило 30—35% от внесенного количества (180Ы). В корнях и растительных остатках в конце пастбищных сезонов оставалось до 1/3 от общего количества усвоенного растениями азота, или 14—18% от внесенной нормы. Общие размеры потребления пастбищными травами азота азотнокислого аммония (вынос с урожаем + содержание в надземных растительных остатках н корнях) практиче-

Таблица 5

Баланс меченого азота удобрения в мнкрополевых опытах при трех- н пятикратном внесении азотнокислого аммония в норме 180N

Год Использовано травами Осталось в слое поч. вы 0—30 см Дефицит

урожаем осталось в корнях и растительных остатках всего

s U н ° ~ о *-> о at, ^о а о s- a s js и % от внесенного -ÍL U % от внесенного "и" % от внесенного еч JS и % ОТ внесенного

60N весной и после 2 и 4 учетов урожая

1973 5,82 32 3,24 18 9,06 50 4,21 21 4,73

1977 6,22 35 2,60 14 8,82 49 4,73 26 4,45

1978 5.40 30 2,58 14 7,98 44 4,31 21 5,71

36N весной и после 1, 2, 3 и 4 учетов урожая

1977 6,37 35 2,44 14 8,81 49 4,45 25 4,74

1978 5,88 33 2,75 15 8,63 48 4,83 27 4,54

ски не зависели от кратности применения и колебались в пределах 44—50% от внесенного количества.

В конце сезона в слое почвы 0—30 см оставалось 24— 27% меченого азота удобрения, причем лишь менее 1% было обнаружено в минеральной форме. Иммобилизация азота удобрения в высокобиогенной дернине и почве под травами проходит преимущественно в органической форме; на пойменных почвах небольшая часть аммонийного азота удобрений могла фиксироваться необменно (Смирнов и др., 1972).

Отчуждение почвенного азота с урожаем трав за сезон превышало количество азота удобрения, иммобилизованного в почве и остававшегося в корнях трав с надземными растительными остатками в конце вегетации.

Дефицит азота удобрения (разница между внесенным его количеством и суммой использованного травами и оставшегося в слое почвы 0—30 см) в конце сезона составлял 25—32% от внесенного.

Следовательно, эффективность азота удобрения, внесенного на культурное пастбище нормой 180N в три и в пять сроков равными дозами, а также размеры использования его растениями и .закрепления в почве оказались достаточно близки-

ми. Трехкратное применение полной нормы азота удобрений на плодородной пойменной почве не уступает пятикратному по выходу корма за сезон, а экономическое и организационное преимущества имеет трехкратное внесение удобрения.

4. Последующее использование травами азота удобрения, оставшегося в их корневой системе и закрепившегося в органической форме в почве

В конце пастбищного периода J 975 года в органической форме в почве закрепилось 24% от меченого азота, внесенного нормой I80N в три срока, и 18% находилось в корнях и растительных остатках, т. е. 42,% азота удобрения оставалось в почве (таблица 6), а при пятикратном применении азота нормами 180 и 360N — соответственно 38 и 42% от внесенного количества (Чернуха, 1976). В 1976 и-1977 гг. на этих делянках с 1SN проведено по три укоса трав, азотные удобрения больше не вносились. t

Последующее отчуждение ранее внесенного азота удобрения с урожаем трав в течение вегетационного периода 1976 года равнялось 2,2—3,7% от внесенной нормы (таблица 6) или 5,4—9,7% от оставшегося в корневой системе и растительных остатках пастбищных трав в конце предшествовавшего сезона. За два года отчуждение с урожаем пастбищных трав азота удобрения составляло соответственно 2,8—5,3 или 6,5— 14,1%.

Таблица б

Отчуждение урожаем трав азота азотнокислого аммония (внесенного в 1975 г.) в последействии. (Мнкрополевые опыты с 15М)

Показатели Варианты опыта

180N в ■ 3 срока 180N в 5 сроков 360N в 5 сроков

U. % от I внесенного 1 % от виесен-| иого Ра % от внесенного

Осталось в корнях и почве в кон-

це сслона 1975 года . . . . . 7,45 42 6,82 38 15,14 42

Отчуждено урожаем трав:

в 1976 г.......... 0,61 3,38 0,66 3,60 0,81 2 25

в 1977 г.......... 0,11 0,62 0,30 1,67 0,18 0,50

Всего за 2 года....... 0,72 4,00 0,96 5,33 0,99 2,75

5. Изменение баланса меченого азота азотнокислого аммония в ходе отрастаний трав, под которые непосредственно вносились удобрения, и на протяжении последующего пастбищного периода

В настоящее время проведено ограниченное количество опытов по оценке изменения баланса азота удобрения в течение пастбищного сезона (Муравин и др., 1974; Филимонов, Стрельникова, 1975; Стороженко, Чернуха, 1976 и др.), и отсутствуют сведения, касающиеся «судьбы» азота удобрения в период от начала отрастания до наступления пастбищной спелости трав.

В течение вегетационных периодов 1975 и 1978 гг. нами было прослежено за динамикой использования трапами азота почвы и азота удобрения, его трансформацией в почве на протяжении формирования тех урожаев трав, под которые непосредственно вносился меченый азотнокислый аммоний разовыми дозами по 60N в составе полной нормы 180N при трехкратном ее применении.

Наиболее полно пастбищными травами использовался азот удобрения, внесенного весной; при этом 58% отчуждалось с урожаем трав и 5% оставалось в корнях и надземных растительных остатках в конце сезона. Использование растениями азота удобрения, внесенного после второго учета урожая и после четвертого отрастания трав до конца пастбищного сезона, составляло соответственно 60 и 48% от внесенной дозы 60N (рисунок 1).

Потребление азота удобрения в период интенсивного отрастания пастбищных трав происходило исключительно высокими темпами и опережало скорость накопления сухой массы надземной части растений. Так, в 1978 г. через 7 дней после внесения 60N весной, после 2 и 4 ограстаний в надземной массе трав было обнаружено соответственно 44,80и61% азота удобрения, отчужденного с урожаем трав при наступлении их пастбищной спелости (т. е. спустя три недели после внесения удобрения). Количество азота удобрения в корневой системе трав независимо от орока его внесения достигало максимальной величины уже через 7—9 дней после применения разовой дозы 60N. Общее потребление травами азота из разовой дозы 60N (включая его содержание в отчуждаемой массе и корнях с растительными остатками) полностью происходило в течение первых 9—14 дней после внесения удобрения.

Количество азота удобрения в минеральной форме в слое почвы 0—30 см быстро снижалось вследствие не только потребления его травами, но и интенсивной иммобилизации в почве и потерь.

Дефицит меченого азота в слое почвы 0—30 см выявлялся

уже в первые 1—2 недели после внесения удобрений и мало изменялся в дальнейшем. Он обусловлен прежде всего улетучиванием азота в газообразной форме и частично — миграцией нитратов в нижележащие слон почвы.

Наблюдалась значительная реутилизация азота удобрения, поступившего в,корневую систему трав, и частичная мобилизация азота удобрения, ранее закрепившегося в почве.

6. Использование травами и баланс азота различных форм удобрений^при их разовом внесении нормой 6(Ш весной

I

Внесение азотнкх удобрений — аммиачной и кальциевой селитр, сульфата аммония и мочевины в ограниченной разовой норме весной значительно и практически в равной степени'(в 1,5—1,6 в 1977 г. и 1,2—1,3 раза в 1978 г. по сравнению с фоном без азота) повышало урожай трав. Отчуждение азота с урожаем трав да сезон также не зависело от формы азотных удобрений (табл. 7). Доля азота удобрений от общего количества азота в-отчуждаемой растительной массе в конце первого отрастания трав составляла в 1977 и 1978 гг. соответственно 19—20 и 21—28%, затем в течение сезона она постепенно снижалась и в конце пастбищного периода составляла 11—15%. В корнях трав на долю азота удобрений от общего содержания в них азота в конце сезона 1977 г. приходилось всего 3—6%, в 1978 г. — 5—7,%.

Применение сульфата аммония и .мочевины в большей степени усиливало мобилизацию почвенного азота и усвоение травами «экстра-азота», чем внесение кальциевой и аммиачной селитр. Наибольшее количество «экстра-зота» потреблялось травами прц формировании первого урожая, т. е. в период непосредственно после внесения азотных удобрений.

В опыте 1977 года общие размеры использования травами за сезон меченого азота и ход отчуждения его с урожаем в течение вегетационного периода не зависели от формы удобрений. Подавляющая часть отчужденного за сезон с пастбищным кормом азота (42—45% ог внесенного с удобрениями) приходилась на первый урожай трав.

Существенным оказалось и последующее отчуждение азота удобрении с урожаем трав второго (6—8% от внесенного количества) и третьего (2—4%) отрастания.

В 1978 г. (таблицы 7, 8) общие за сезон размеры отчуждения травами азота удобрений в зависимости от их формы существенно различались. При более .низких температурах воздуха в конце апреля и мае, чём в 1977 г. и в сравнении со средними многолетними данными, с первым урожаем трав отчуждалось меньше азота удобрений. Именно в этот период азот

Таблица 7

Использование травами меченого азота удобрений (% от внесенного) и «экстра-азота» (% к выносу азота в фоновом варианте)

Показатель по срокам >чета урожая N аз Мпш N.

азот удобрений экстра- азог азот удобрений экстраазот азот удобрений ] экстра- | азот азот удобрений о ■ о •л Я ^ ^ р. я

1978 г.

Отчуждено с урожаем:

0-1....... 21 19 26 57 17 73 19 58

1-2....... 12 5 12 5 11 14 9 8

2-3....... 4 4 4 4 4 7 3 4

3-4....... 2 1 2 _ 1 1 2 —

4-5....... 2 2 1 _ 2 2 2 2

За сезон...... 11 13 45 14 35 26 35 20

Осталось в корнях и рас-

тительных остатках в

конце сезона .... 12 — 12 — 18 — 12 —

Использовано травами за

сезон ....... 53 — 57 — 53 — 47 —

Т а б л и ц а' 8

Баланс азота различных форм удобрений в микрополевых опытах 1977—1978 гг. с пастбищными травами (% ог внесенного весной в норме вОМ);

Использовано травами

Варианты опыта осталось

отчуждено с урожаем в корнях и расштель-ных остатках

(по 60М весной) всего

5 О Зо 2 г; »эт !

О м с о

Дефицит

1977 '5Маа 58 8 06 18 16

'^скц 55 6 61 15 24

|5М а 53 5 58 23 19

'Го* 55 7 62 12 • 20

1978 >5>}3а 45 12 57 15 28

41 12 53 13 34

35 18 53 15 32

"И и 35 12 48 11 41

селитр, особенно аммиачной, полнее использовался на формирование урожая, чем азот сульфата аммония и мочевины. Зато большее количество меченого азота удобрений отчуждалось с урожаем трав при втором отрастании (9—12%). По-

18 28

72 ЮЗ 134 9 1В 26 52 83 дна после внесения меченого азога

осталось в иргах

О

оэтуждево

с урохоек

Ряс,

в минеральной гая в органгчес- р=г форме шшя яоа форма Е=

I. Валако ааога разовой доаы 60 15ц пря ев ВЕ9С8Е2И 5Всной (А), сосав второго^ УР0ия * составе

• 19 29

поиоа вориы 1Й0Н (1975 г., * от вносеавого)

следующее отчуждение азота удобрений с третьим и четвертым урожаями трав составляло 3—4% и 1—2% от внесенного весной. В корневой системе трав в конце сезона обнаружено большее количество азота сульфата аммония, чем других форм удобрений.

В ночве (в корнях + закрепилось в почве) азота удобрения в оба года оставалось больше в варианте с сульфатом аммония (28 и 33% в 1977 и 1978 гг.) и меньше — при внесении мочевины — соответственно 19 .и 23% (таблица 8).

Дефицит меченого азота удобрений в слое почвы 0—30 см в конце сезона мог быть обусловлен как газообразными потерями из почвы, так и миграцией его п нижележащие слои. Дефицит азота мочевины и кальциевой селитры оказался большим, чем азота сульфата аммония и аммиачной селитры. Если больший дефицит азота селитр, чем азота сульфата аммония, молено объяснить потерями азота за счет деянтрификашш и вымывания нитратов, то большие потери азота мочевины по сравнению с потерями азота селитр и сульфата аммония могут быть объяснены улетучиванием аммиака при поверхностном внесении '.мочевины на высокоактивную дернину при реакции почвы, близкой к нейтральной. Не исключено также частичное вымывание мочевины в нижележащие слои почвы до ее гидролиза.

, Выводы

'1. Применение азота аммиачной селитры в норме 180N на фоне РК в 1,6—2,0 раза повышает урожайность орошаемого долголетнего культурного луга на мелиорированной пойме и позволяет поддерживать продуктивность 6—9-летнего злакового травостоя при многоукосном использовании в период пастбищной спелости на уровне 7,4—9,7 тыс. к. е. с га. С ростом урожая соответственно возрастают и размеры отчуждения азота с кормом.

2. Трехкратное внесение азота (по 60N весной, после 2 и 4 отрастаний) не уступает пятикратному (по 36N весной и после 1, 2, 3 и 4 отрастаний) как по общему выходу корма, так и сезонному его распределению. Организационно-хозяйственное и экономическое преимущества при этом находятся на стороне .менее дробного внесения азота.

3. При внесении азотных удобрений резко возрастает мобилизация и усвоение травами почвенного азота, особенно на травостоях, ранее систематически удобрявшихся азотом. На долю почвенного азота приходится 71—79% от отчужденного с урожаем при внесении 180N в 3 и 5 сроков на долголетнем пойменном луге.

4. Размеры отчуждения с кормом меченного 15N азота ам-

миачной селитры оказались значительно меньшими (30—36% от внесенного в норме 180М), чем определенные разностным методом; в корневой системе трав, отмытой из слоя почвы 0— 30 см, в конце сезона остается 14—18% азота удобрения, а общее его использование травами за сезон составляет всего 44—50%.

5. Около 1/4 азота аммиачной селитры (24—27% при внесении 180М в 3 и 5 сроков) остается в копне сезона в почве преимущественно в органической форме. Общее количество оставшегося в почве азота удобрения, включая его содержание в надземных растительных остатках и корнях, не компенсирует отчуждение почвенного азота с кормом при многоукосном использовании травостоя.

6. Дальнейшее отчуждение с урожаем трав оставшегося в почве и корнях азота удобрения на следующий сезон после его внесения составляет 3,4—3,7% при норме 180М и 2,2% при норме 360М, а за второй год последействия — соответственно 0,6—1,7.и 0,5%.

7. Основное количество азота удобрения используется травами при формировании первого за его внесением урожая, причем в конце отрастания 1/3—1/2 этого азота остается в корневой системе и он частично используется на формирование последующих урожаев трав. Это наряду с дополнительной мобилизацией азота почвы и минерализацией ранее иммобилизованного в почве азота удобрения обуславливает существенное последействие разовой дозы 60К на урожаи последующих отрастаний.

8. Потребление пастбищными травами меченого азота удобрений происходит исключительно высокими темпами и практически завершается в первые 7—14 дней с начала отрастания; столь же интенсивно протекает и иммобилизация азота удобрения в почве. Быстрое снижение содержания азота удобрения в почве под травами в минеральной форме определяет характер и ход процессов, приводящих к потерям внесенного азота.

9. Значительный дефицит меченого азота, обусловленный прежде всего газообразными потерями и частично миграцией нитратов из верхнего корнеобитаемого слоя почвы, выявляется уже в первые 1—2 недели после внесения удобрений и мало изменяется в дальнейшем. Дефицит азота удобрений в конце сезона при внесении 180,\ в 3 и 5 сроков составляет 25— 32%.

10. Различные формы азотных удобрений (аммиачная и кальциевая селитры, сульфат аммония и мочевина, внесенные весной в норме 60М) были практически равноценны по степени использования их азота травами и действию на урожай, но размеры использования «экстра-азота» и иммобилизация азо-

та удобрений в почве были выше в случае .мочевины и сульфата аммония, чем селитр. Дефицит азота удобрений был наибольшим при применении кальциевой селитры и мочевины.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

"1,-Муравин Э. Л., Стороженко В. А., Нейгебаур Э. Ф., Лосев С. Л. Баланс азота меченной 15Ы аммиачной селитры и вынос азота удобрения и почвы с урожаем трав на орошаемом культурном пастбище. Доклады ТСХА, 1977, вып. 233, с. 20— 24.

2. Муравин Э. А., Стороженко В. А., Лосев С. Л. Использование травами азота удобрения и почвы, баланс азота меченной 151"4 аммиачной селитры при дробном внесении на орошаемом культурном пастбище. Доклады ТСХА, 1978, вып. 243, с. 23—28.

3. Лосев С. Л. Использование травами азота удобрений и почвы, баланс •меченного 15Ы азота удобрения на орошаемом культурном пастбище. Доклады ТСХА, 1979, вып. 253, с. 15— 19.

4. Муравин Э. А., Лосев.С. Л. Использование травами азо-| та удобрения и почвы, баланс азота различных форм удобрений, внесенных весной на старовозрастном пастбище со злаковым травостоем. В сб. Вопросы агрохимии азота. М., 1982, с. 47—55.

Л 82252 18/УП—83 г. Объем I1/« п. л. Заказ 1085. Тираж 100

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