Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ИММОБИЛИЗАЦИЯ АЗОТА УДОБРЕНИЙ В ПОЧВЕ И СОСТАВ ИММОБИЛИЗОВАННОГО АЗОТА

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "БИОЛОГИЧЕСКАЯ ИММОБИЛИЗАЦИЯ АЗОТА УДОБРЕНИЙ В ПОЧВЕ И СОСТАВ ИММОБИЛИЗОВАННОГО АЗОТА"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

московская ордена ленина и ордена трудового красного знамени СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи Наталья Иннокентьевна ХОН

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ИММОБИЛИЗАЦИЯ АЗОТА УДОБРЕНИЙ В ПОЧВЕ И СОСТАВ ИММОБИЛИЗОВАННОГО АЗОТА

(06.01.04— агрохимия) .

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук .

МОСКВА —1974 I

($1Лп*>0<аСГПЪ7)

Работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии и Агрохимической опытной станции имени Д. Н. Прянишникова Московской ордена Ленина и"ордена. .Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук профессор П. М. Смирнов,,кандидат сельскохозяйственных наук •£.• И. Шилова. ".-•'•.>::'

Официальные;,оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук Е. П.: Треиачев, кандидат геологотминералогических наук М. А. Бобрицкая. -

Ведущее предприятие — Долгопрудная агрохимическая опытная станция......

Автореферат разослан «Л/. » . tyA^hiA^. . 1974 г.

Зашита диссертации состоится « лт» ,<ЛА-*Л. . 1974 г. в гк . час. на заседании Совета факультета агрохимии и почвоведения ТСКА.<; . ::.(.!

;Ваши отзывы и, замечания по автореферату просим присылать по адресу:: 125006, Москва А~8, Тимирязевская ул.у 47. корпус 8, Ученый совет ТСХА.

Отзывы, заверенные печатьюЛ просьба направлять в двух экземплярах.

Ученый секретарь Совета ТСХА Ф. А. Девочки н

Применение в последние 20—25 лет в агрохимических исследованиях стабильного изотопа 15N позволило расширить и углубить представление об основных процессах превращения азота удобрений в почве, в частности о процессе биологической иммобилизации. Исследования (Турчин Ф. В., Смирнов П. М., Бобрицкая М. А., Кореньков Д. А., Трепачев Е. П., Bartholomew V. W.,. Jaasson S. L., Broadbent E. F. и др.) показали, что иммобилизация азота удобрений в почве достигает значительных размеров (15—40% от внесенного азота удобрений). Дополнительное внесение органических остатков, особенно с широким соотношением С: N, усиливает процесс иммобилизации; изучение этого явления приобретает особое значение в связи с применением в последнее время соломы в качестве удобрения.

В то же время процесс иммобилизации в почве тесно взаимосвязан с минерализацией почвенного органического азота, которая усиливается при внесении азотных удобрений. Закрепившийся в почве азот удобрений в некоторой степени компенсирует вынос растениями азота почвы, однако иммобилизованный азот мало доступен растениям, что объясняется дальнейшей трансформацией азотистых соединений в почве, которая связана с чрезвычайно сложной проблемой происхождения и новообразования гумусовых веществ.

Большое значение процесса иммобилизации в цикле превращений азота удобрений в почве, определяющее влияние его на эффективность азотных удобрений и коэффициент их использования, а также недостаточная изученность этого вопроса определили задачу наших исследований.

В работе предусматривалось изучение следующих вопросов: 1. Баланс азота при внесении разных доз и форм азотных удобрений в системе «почва—растение». 2. Использование растениями и превращение азота удобрений в почве при ежегодном трехлетнем их внесении. 3. Влияние органического материала на превращение азота удобрений в почве. 4. Взаимосвязь процессов мобилизации — иммобилизации азота в почве. 5. Состав иммобилизованного азота удобрений. 6. Степень минерализации иммобилизованного азота и доступность его ра-

1 Хдасшкй орд. iiomaa Ссд**ш. { . Лкаакия на.1иА.Ду^|^

откипим и последействии. 7. Изменение состава иммобилизованного азота удобрении п последействии.

Методика проведения исследовании

В работе обобщены результаты 2 вегетационных п 2 микрополевых опытов, которые проводились в течение 2—3 лет (1969—1972 гг.) на Агрохимической опытной станции им. Д. Н. Прянишникова Тимирязевской с.-х. академии и в учхозе «Дубки» Московской области. Для вегетационных опытов использовали аерново-подзолистую среднесуглиннстую почву учхоза «Дубки» с агрохимическими показателями: рНСОл>—4,5—5,2; Ыг—4,10—4,55 мгэкв/100 г почвы; S —7,8—8,2 мгзкв/100 г почвы; Ncf — '04—125 мг/100 г; P2Os (но Кирсанову) — 5,5—7,5 мг/100 г; К20 (по Пейве) —6,6—11,0 мг/100 г.

Краткая характеристика опытов представлена в таблице 1. В растительных и почвенных образцах вегетационных и микрополевых опытов определяли в динамике содержание общего азота по Кьельдалю—йодльбауэру. В почве определяли также содержание минерального азота (iN—NH.t+, N—NC>3~) в вытяжке 0,25 н. КС1. Для фракционирования органического азота почвы использовали последовательный кислотный гидролиз 0,5 и. H2S04 (Воробьев Ф. К.) и 6 н. НО (Bremner J. M„ Stevenson F. J.). Изотопный анализ проводился на 'масс-спектрометре МИ-1305.

I. Баланс азота удобрений

Внесение азотных удобрений в 2—3 раза повысило урожаи зерна овса и ячменя (табл. 2). "Дополнительное внесение соломы, и особенно одной соломы, -резко снизило урожай зерна. Аналогичные результаты получены в вегетационных опытах.

Азот (15NH4)2S04 и Ca,5(N03)2 использовался растениями в вегетационных опытах на 56—65%, в полевых условиях— на 30—47% (табл.3).

Наиболее интенсивное использование растениями азота удобрений наблюдалось в первые три недели в вегетационном и в первые 4 недели в микротюлевом опытах (рис. 1).

В вегетационных опытах в почве закрепилось в органической форме 20—25% азота удобрений, в микрополевых опытах— 20—35%. Закрепление азота было в 1,5 раза больше из (NH4)2S04, чем из Са(ЫОзЬ- Отмечалось уменьшение процента закрепившегося в почве азота удобрения с увеличением его дозы.

Потери азота удобрений наиболее интенсивно происходили в первые 2—3 недели вегетации. К концу вегетации потери азота составили 16—20% от внесенного в вегетационных опы-

Таблица 1

Краткая характеристика опытов

Опыты Культура варианта Варианты Доза N. .мг/сос Изб. ат.% Кол-во почвы, кг/сос Примечания

- 1 2 3 4 5 6 7 • • 8 ••-• > .....

Пегет. опыт 1 1909 овес пар овес пар 1 2 РК + (!5МЫ,)2804 350 12,23 2,60 Сосуды с почвой из-под овса оставляли для изучения последействия в 1970 г. Вносили РК

овес пар 3 + ("^4)^04 -¡-глюкоза 350 12,23

овес пар 4 + (15МЫ4)2804 +солом а 350 12,23

Вегег. опыт 2 1970

1 РК+СаСОз —

2 -¡-солома С^) 200 5,75

3 + ('5МЫ,Ь804 200 19,75

4 + ('^^04 400 19,75

5 + (15Ш14)2804 солома 200 19,75 2.С0

6 + (15Ш141г804 солома ('"М 200 5,75

7-12 то же с Са(МО,|)2 (Изб. ат.% "N-22,50%)

В сосуды первых О вариантов во II и III годы опита на фоне меченого "удобрения вносил 1 немечен, и на. оборот.

Изб. ат.% 15М (МЫ^О,

во II год —22,02%; в III год —21,74%. Доза К — 400 мг/сос, культура ячмень

Продолжение таблицы 1

Опыты Культура № вар. Варианты Доза N. мг/сос Изб. аг. % 15М К-во почвы, кг/сос Примечание

1 2 3 4 5 6 7 8

Микро-полев. опыт 1 1970 овес 1 2 3 4 5 6 РК +солома + (^И«)180, + ('^И,Ь80, солома + Са(15Ш3)2 + Са(15Ш3)2 солома 600 600 600 600 22,29 22,29 18,78 18,78 25,0 Во II и III годы опыта в часть делянок каждого варианта вносили РК или ОТК (доза N 600 мг/сос) Культура — ячмень

Микро-полев. опыт 2 1971 ячмень 1 2 3 4 РК + солома + ('^И4Ь804 + с^н^о, солома 360 800 800 8,81 17,71 17,71 22,1 Во II год опита часть делянок каждого варианта оставлена под пар, часть засевали ячменем. Вносили РК

ШАНС мечсншх: • N ' УДОБРЕНИЙ в -ДИНАМИКЕ

/ ояйс /• '-л "' ' • ввгвтьцисинык ояит!

. /. 0аев / микроасдеро;! опыт 2

100%

СОЛИ.»

10 а во во

иепгльэ; ргкигем.

мкел

10 17 30 60 60 в ПОЧве

ИММ6НЛЮА1ШЯ ШТАДоНЬВд»и ШШИЗАШЛ АЗСТА ПЛЫ >, мВГВТаЯКШКИй опыт I

100 &0 о 50

Ш 150 200 250 ЭОи

& II

II

1 4

1

10 25

50

/!-- """""

"тЁГ^ГТо

50

7 а

Дни

Н

Н !\ 1 V

( I ! I 1

микроиоделой опаг 2 /ячмень/

400 ИХ) ., С:

200 400 600

дня

Ч-

ГС 17

30

60

80

_— н — « — К —■ '

-•. га

- >'/мVa*0*

.-.,-,, + ^Мл/!]ол ( солома - . _ , » /1\1Н4/ Б04 УМК!КО»

*и.К печей-паше оси «бс, иммобилизованный N удос.гюн. ниже ССИ абсцисс

«

-ч

Таблица 2

Урожайные данные микрополевых опытов

Вес, г/сое.

Опыт Варианты Доза К, мг/сос. зерно солома

1 1970 г. овес РК РК+солома РК+ШН^О* РК+(МН4^04 солома 600" 600 10,6 4,2 23,3 15,8 12,8 6,5 26,5 17,3

2 1971 г. ячмень РК + СаСОз РК+солома РК+ШН4)2804 рк+(мн44)В§04 солома 8 8 8 § | I , 9,3 2,3 31,5 23,9 16.3 6,8 38,8 29.4

тах и 26—36% в микрополевых, причем из нитратного удобрения они были на 6—7% больше, чем из аммиачного,

В парующей почве (рис. 1) в варианте с сульфатом аммония резко возросли потери, но вдвое снизилось закрепление азота удобрения в органической форме по сравнению с почвой под растениями.

При ежегодном в течение 3 лет внесении сульфата аммония (табл. 4) суммарное (с учетом последействия) использование растениями азота удобрения повысилось. Закрепление его в почве в сумме за 3 года относительно уменьшилось по сравнению с 1 годом опыта (16—18% против 21—24%). Потери азота удобрения в течение 3 лет оставались на одном уровне— 19,9—20,4%.

При добавлении соломы в 2—3 раза снизился коэффициент использования растениями азота удобрений, причем снижение было больше в случае аммиачного удобрения, чем нитратного (табл. 3), закрепление азота удобрения в почве резко увеличилось (в 2—3 раза), но снизились потери.

В условиях вегетационного опыта внесение соломы оказывало лишь незначительное влияние на использование растениями и превращение в почве азота удобрений, внесенных в последующие годы (табл. %).

Азот соломы, внесенной в первый год опыта, слабо попользовался растениями: 4,4% без азотных удобрений и 10,5— 11,4% при совместном внесении ее с азотными удобрениями. Основная часть азота соломы (79—90%) осталась в почве, некоторая часть (5,6—10,5%) терялась.

Т а 0 л 5 и а 3

Калане азога удобрений (% от внесенном))

Осталось в ючве

Опыт, Варианты * о в т. ч, -

год о [?■ ч § с^я 5(йо всего N мин. N орг. Си о

солома (15К) (;;КИ4)8804 (N^^04 200 200 400 4,4 59,0 60,5 90,0 24,8 19,6 1,3 0,8 0,4 88,7 24,0 19,2 5,6 16,2 19,9

Вегетац. опыт 2 1970 -4-солома -(-солома ( N 200 200 18,6 11,4 68,0 78,9 2,3 3,1 65.7 75.8 13,4 9,7

ячмень Са("МОзЬ Са('*ЫОзЬ 200 400 60,5 63,7 19.8 13.9 0,6 0,5 19,2 13,4 19,7 22,4

Са(13Ш3)] -Ьсолома 200 35,6 48,7 1,6 47,1 15,7

+солома ( N 200 10,5 79,0 3,1 75,9 10,5

600 39,2 34,5 0,4 34,1 26,3

Мнкрополсв. опыт 1 1970 овес +солома Са(13Ш,:Ь Са('5Ш3И +СОЛОМЭ 600 600 600 21,7 47,1 27,7 73,2 20,8 49,2 1,1 0,4 0,7 72,1 20,4 48,3 5,1 32,1 23,1

II. Иммобилизация азота удобрений и мобилизация азота почвы

Наряду с закреплением азота удобрения в почве в органической форме идет процесс минерализации почвенного органического азота, который при внесении азотных удобрений усиливается.

Дополнительная мобилизация почвенного азота, вызванная внесением азотного удобрения, составила в вегетационных опытах 25—30%, в микрополевых — 36—51% по отношению к контролю, но она была ниже, чем размер иммобилизации азота удобрения, поэтому «чистая иммобилизация» составляла 6—10% от внесенного в вегетационном опыте и 4—20% в микрополевом при внесении одного азотного удобрения, а при совместном внесении его с соломой — 55—70% и 55—76% соответственно (табл.5).

Таблица 4

Баланс азота сульфата аммония при ежегодном внесении (% от внесенного)

Использовано

Обнаружено в почве

Варианты ни шдаи растениями I г. II г. III г, 1шкрп

I 11 111 I г. И г. III г. N мин, N орг. N мин. N орг. N мин. N орг. I Г. II г, III г.

ИИРК «ОТК 60,5 57,8* 56,7 0,4 19,2 1.5 20,7 1,6 21,3- 19,9 20,0 20,4

60,5 60,9 1.0 17,9 12 16,6 20,6 21,3

^N0 рк 15отк 59,0 57,4 57,7 0,8 24,0 '1.2 20,0 0,9 22,0 16,2 21,4 20,6

59,1 60,4 1,0 19,6 1,0 17,9 20,3 20,7

^ РК 15отк 18,6 54,9 54,6 2,3 -65,7 1,2 23,2 1,8 ] 23,3 13,4 20,7 19,3

-¡солома 46,2 52,4 1.7 33,9 1,8 1 25,2 19,2 24,9

РК + СОЛОМВ 13отк 55,1 5!,5 1,2 25,3 1,3 25,2 18,4 19,0

* В числителе — % от внесенного в год внесения; в знаменателе.— % от внесенного в сумме за 2 и 3 года.

Иммобилизация азота удобрений

Опыт

Нарианш

Вег. опыт 2

РК+СаСОз

+ (МН,)2804

+ (МН,)280,

(>Ш,)280, -(-солома

Са(Ш311

Са(Ш3)2 -(-солома

РК

Микрополевой опыт 1 1970, овес

+ (N11,1180,

<>Ш4)2804 +солома

+ Са(>)СЬ11

Са(Ш3)2 +солома

мобилизация азота почвы

Таблица 5

Доза

N мг/сос

2С0 400 200 400 200

600 600 600 600

Иммобнл. N удобрений

мг,'сос % о г внес.

47.9 24,0 76.9

19.2 131.4

• 65,7

53.4

13.3 9.4.1

43.5

204.4 34,1

431,2 72,1

122.5

20.4 291,0

48.5

Усвоено растен. N почвы

мг/сос к контр.

Дополнит, мобллиз. N почвы

мг/сос

от внесенного

При ежегодном внесении сульфата аммония в вегетационном опыте иммобилизация в сумме за 3 года была на 3—6% ниже,'чем в 1-й год опыта.

Абсолютные величины дополнительно усвоенного растения -ми почвенного азота в течение 3 лет оставались примерно на одном уровне (30—40 мг), а относительные величины (i% от контроля) возрастали (табл. 6).

В сумме за 3 года дополнительное усвоение почвенного азота по отношению к соответствующему контролю составило 48—49% при внесении одного азотного удобрения и 12,7% при совместном внесении его с соломой в первый год опыта. Количество иммобилизованного азота как в первый год опыта, таи< и в сумме за 2 и 3 года значительно превышало дополнительную мобилизацию азота почвы и «чистая» иммобилизация за 3 года составила 7—17% от внесенного азота удобрения.

Процессы минерализации азота почвы и иммобилизации азота удобрения протекают сопряженно, максимум интенсивности обоих процессов наблюдался в вегетационном опыте в первые 5—10 дней, в «ммкрополевом опыте—10—30 дней (рис. 2). Дополнительное внесение соломы повышает интенсивность обоих процессов в начальный период.

В вегетационном опыте 1 в парующей почве скорость иммобилизации (i) и скорость минерализации (т) (рассчитанные но уравнению Kirkham D., Bartholomew W. V.) в первые дс-,.сять дней были в 2—3 раза выше в варианте с внесением сульфата аммония н соломы по сравнению с вариантом, где вносился один сульфат аммония: i = 17,25; m= 10,95 мг/кг-сутки против i = 7,60 н m = 3,04 мг/кг-сутки в первые 10 дней. Однако, если в случае внесения сульфата аммония и соломы иммобилизация преобладала над минерализацией до конца опыта, то при внесении одного сульфата аммония после 10 дней опыта минерализация начинает превышать иммобилизацию.

Аналогичные закономерности наблюдались и в микрополевом опыте (рис. 2).

III. Состав вновь иммобилизованного азота удобрений

Применение в наших исследованиях методики последовательного кислотного гидролиза 0,5 н. H2S04 и 6 н. НО позволило разделить органический азот почвы на следующие фракции: 1 —легкогидролизуемый (Л. Г.), представленный в основном азотом амидов; 2 — гидролизуемый, отгоняемый с NaOH (Г. О.) —азот аминосахаров и других гидролизуемых до NH-, азотистых соединений; 3 — гидролизуемый и не отгоняемый с NaOH (определяется после сжигания гидролизата с KOIIU. H2S04 (Г. С.) — в основном азот связанных аминокислот;

о

Таблица 6

Усвоение растениями азота почвы (в числителе — мг на сосуд; в знаменателе — % к соответствующему контролю) вег. оп. 2

Азот почвы в растениях

I год II год III год всего за 3 года

КРК №К - №К

варианты всего дополнит. к контр. РК всего дополнит. к контр. РК всего дополнит. к контр. РК всего дополнит. к контр.

РК

№>,5РК +солома

РК

-(-солома

мг/сосуд, % от соответствующего контроля

108,9 100

147,0 135

142,0 130,5

86,6 79,6

42,6 39,2

38,1 33,1 -22,3 -66,3

67,2

70,0 73,7 86,5 87,0

110,6

158.0

117,2 158,8

117.1 137,4

122,7. 141,1

53,7

40,6 49,9

43.5 51,0

30.6 61,6

35.7 66,3

81.4

169,1

85,4

167.5

89,4

138.6

09,0 119,5

31,5 31,4 21,8 32,7

231,8 228,8 233,6 260,6 262,2

342,0

149.5

344.6

147,8 293,1

112,8 264,3

104,3

113,2 111,0 33,1 2,1

МмРК

4 — иегидролизуемыи азот (Н. Г.) —по-видимому, азот гетероциклических азотистых соединений и соединений, прочно связанных с минеральной частью почвы.

Несмотря на значительную разницу по вариантам в абсолютных количествах иммобилизованного азота удобрений к концу вегетации, в гидролнзат перешло 90 — 96% всего меченого иммобилизованного азота (табл. 7, 8). Основная его часть (64—72% в вегетационных и 75—77% в мпкрополевом опытах) приходилась на долю гидролнзуемого и не отгоняемого с МаОЫ азота. На долю Л. Г. азота приходилось 7—10%, гид-ролнзуемого и отгоняемого — 12—24% всего иммобилизованного азота удобрения. Незначительное количество меченого азота обнаружено в пегидролизуемой фракции — 3 — 7%.

Дополнительное внесение соломы и особенно глюкозы повысило долю меченого гидролнзуемого и псотгоняемого (аминокислотного) азота и снизило процент негндролизусмого азота.

;.' Через 25 дней от начала опыта обнаружена разница в составе вновь иммобилизованного азота удобрения в парующей почве п в почве под растениями. В первой происходит более значительное увеличение содержания негндролизуемого азота к концу опыта и снижение доли азота аминокислотной фракции. В почве под растениями абсолютное содержание негнд-ролизусмого азота к концу опыта практически не изменилось, а содержание аминокислотного азота несколько увеличилось.

В мпкрополевом опыте (табл. 8) разница между варианта' ми в относительном распределении меченого азота во фракциях органического азота почвы незначительна, что объясняется более широким соотношением 1.между дозой азотного удобрения, соломы и почвы.

Органический азот почвы характеризовался значительным постоянством состава и не зависел от вариантов и сроков опыта. В среднем около половины всего органического почвенного азота (50—54%) приходилось на долю фракции аминокислотного азота, 22—28% составляет азот гндролизуемой и отгоняамой с МаОЫ фракции, 15 —17% —иегидролизуемыи азот и 7—9% — азот легкогидролизуемых соединений.

Вновь иммобилизованный азот удобрений отличался от состава почвенного органического азота прежде всего меньшим (в 3—5 раз) содержанием в нем негндролизуемого азота, но повышенным (в 1,3—1,5 раза) содержанием азота аминокислотной фракции.

Со временем, особенно в парующей почве, в варианте с одним азотным удобрением наблюдалось значительное сближение состава вновь иммобилизованного азота удобрения с составом почвенного азота. В вариантах с добавлением энер-

П

Та бл и на 7

Состав иммобилизованного азота удобрений

Вегетационный опыт 1

Иммобилизованный азот (КШЬБО*. %

Варианты Фракции т пар I год опыта- • - по дням II год

. ' 5 10 25 50 75 опыта

Л..Г. 10,0 10,4 12.6 12,8 11.6 10,5

9,7 8,5 9,1

Г. О. 13,2 16,6 19,6 16.8 19.6 14,8

14,2 13,4 12,4

елмн.ьБо, г. с. 69,0 63,5 57,3 59,2 56,1 68,1

70,2 72,3 71,6

н. г. 7.8 9,5 10,5 11,2 12,7 6,1

6,1 5,8 6,9

всего, мг/сос. 23,5 33,2 37,2 46,7 49,2 31,7

43,0 68.5 87,0

Р^ЪЬБО,

-[-солома

ГМН^О, -¡-глюкоза

Л. Г. . Г. О.

Г. С.

Н.'-Г.

всего, мг/сос.

Л. Г, Г. О.

Г. С.

Н. Г.

всего, ' мг/сос.

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

7,7 8,9 6,9

19,8 13,5 14,0 18,7 17,5

17,5 17,8 14,3

70,4 75,3 69.5 66.8 65.3

71,0 69,8 73,8

4,4 4,4 6.1 7.3 9,6

,3,8 3,5 5,0

149,2 188,5 178,5 174,1 187,7

216,8 218,5 211,5

5,5 16,1

75,5» 2,9 316,5

4.5 17,3.

75,6

2.6 315,0

8,3 ' 7,5 7,9

' 6,1 7,1 6.4

1аз 18,4 17.4

18,1 14,0 13,9

72,0 69.8 68,0

73,5 76,6 < 76,2

3,4 4,3 6.7

2,3 2,3 3,5

267.8 254.9 245,1

295,8 287,7 275,0

Таблица 8 Состав иммобилизованного азота (N114)280, (%) '

МикрополевоЛ опыт 2

I год опыта Последей-

Варианты Фракции дин от начала опыта ствие

10 17 30 60 80 ра-стен. пар

Л, Г. Г. О. Г. С. Н. Г. 7.6 17,7 72,0 2.7 6,8 16,9 74,5 1,8 5.1 11,1 80,6 3.2 6,4 11,3 79,3 3,0 6,6 14,0 74,9 4,5 8,1 18,1 67,9 5,9 8,6 20,4 63,9 7,1

всего, мг/сос. 218,6 274,1 356,5 281,1 256,8 211,6 190,6

pNH<hS0, -Г солома Л. Г. Г. О. Г. С. Н. Г. 6,6 13,8 77,4 2,2 5,6 9,3 83,3 1,3 6,5 8,8 82,7 2,0 6,8 12,4 78,3 2,5 7,9 11,8 76,8 3,5 9,9 17,4 68,0 4.7 9,6 19,9 64,7 5,8

всего, мг/сос. 336,4 552,0 524,9 406,0 372,4 284,5 258,2

гегического материала и в почве под растениями разница до конца опыта была значительной.

IV. Использование растениями и изменение состава иммобилизованного азота удобрений в последействии

Значительная устойчивость против разложения иммобилизованного азота удобрении в почве обуславливает небольшое их последействие.

Использование растениями азота удобрения, закрепившегося в почве, в первый год последействия составило в вегетационных опытах 3,2—13,7% от оставшегося (1,8—9,3% от внесенного) в вариантах без повторного внесения азотного удобрения и 14—15% (2,7—11,9% от внесенного) —при ежегодном внесении, в микрополевых опытах 2,4—3,2% (0,5—2,3% от внесенного) и 3,3—4,1]% (0,9—2,8% от внесенного) соответственно (табл. 9).

♦ Во второй год последействия использование растениями иммобилизованного азота удобрений на фоне РК снижается вдвое, при наложении удобрений снижение было значительно меньше.

Использование растениями азота почвы в последействии составляет2—4% от общего О вегетационных опытах и 0,5—1 % в микрополевых. То есть интенсивность минерализации вновь иммобилизованного азота в 3—6 раз выше, чем почвенного органического азота.

Таблица 9

Использование растениями азота удобрений в последействии

Опыт, год, культура

Варианты

1-й год после -действия

2-й год после -действия

использовано N уд обр, 1-го года

Вегет. опыт 2 1970, ячмень

1971, ячмень

.1972, ячмень

Микропол. опыт 1 1970, овес

1971, ячмень

1972, ячмень

Мпкрополев. опыт 2

1971, ячмень

1972, ячмень

1-ю года о 1? 1 «счй %. от оставшегося % от внесен- , •% от оставше- % от внесенного

Азот (N^^0,

РК отк 9,3 13,9 1,8 2,7 4,2 12,0 0,7 1.8

РК NPK 9,9 14,6 2,5 3,5 6,0 11,7 1.2 2,3

("N^^04 +солома РК NPK Азот 13,7 15,0 соломы 9,3 10,2 6,8 12,1 4.1 6.2

^Н4)^04 +солома РК отк ' 11,1 15,1 8,8 11,9 6,8 ,12,0 4,6 7,8

солома РК NPK 10,3 ' 12,1 9,3 10,9 6,0 10,8 4.8 8,0

РК NPK 2,9 3,6 1,0 1,2 1.2 19 0,4 0,6

+солома РК 1 3,2 PIл 3>8 2,3 2.8 " 1,3 2,0 0,9 1,5

Ca(i5Ni03)2 РК NPK 2,4 4,1 0,5 0,9

СЕ('5Ш3)2 Г-солома 1 РК NPK 2.8 3,3 1.4 1.6

(15NH4)2S04 РК 3,1 1,0

PNH4)2S04 +солома РК 3,1 1,5

те

Таблица 10

Минерализация меченого органического азота в лочве

1-й год 3-й год опыта

опыта последействие ежегодное внесение

Опыты Варианты Фракции содержание N во фракциях, мг/сос

сод. N во фр., мг/сос интеп-сивн. минер., % /о от общей минерал. сод. N во фр., мг/сос интен-спвн. минер., '!з от общей минерал.

Л. Г. 7,4 5,5 25,7 9,3 4,9 33,8 10,5

Г. О. 14,7 12,1 17,7 12,7 11,4 22,4 13.8

Г. С. 49,3 34,2 30,6 74,1 32,4 34,4 70.7

Н. Г. 5,5 4,7 14,5 3,9 4,3 21,8 5,0

Всего, мг/сос 76,9 56,5 26,4 53,0 31,1

Еегет опыт 2

Л. Г. 10,9 9,3 11,7 3,9 7,2 33,9 7,2

Г. О. 22,9 20,9 8.7 4,9 18,1 23,0 9.3

('^И4)2804 Г. С. 90,8 53.9 40,7 89,3 49,6 45,3 80.2

+соломч Н. Г. 6,8 6,0 13,3 1,9 - 5,1 25,0 3,3

Всего, мг/сос 131,4 90,1 31,4 80,0 39.2

Продолжение таблицы 10

2-й год опыта

1-й год опыта растения пар

Л. Т. Г. О. Г. С. Н. Г. Всего, мг/сос 16,9 35,9 192,5 11,5 256,8 17,3 38,8 145,9 12,6 214,6 —2,4 -10,9 24,2 -7,8 16,4 -1,0 -6,9 110,5 2,6 16.4 38,8 121*9 13.5 190,6 2,9 — 10,9 36,7 —17,4 25,7 0,7 -4,4 106,8 -3,0

Микрополев. опыт 2

О'мн^о, -1 солома Л. Г. Г. О. Г. С. Н. Г. Всего мг/сос 29,4 43,8 286,2 13,0 372,4 28,2 49,6 193,3 13,4 284,5 4,1 -13.2 32.5 -3,1 23.6 1,4 -6,6 105,7 —0,5 24,8 51,4 167,0 15,0 258,2 15,6 -17,4 41,6 —15,4 30,8 4,0 -6,6 104,4 л-1,8

О минерализации иммобилизованного азота удобрении можно судить по постепенной убыли меченого органического азота в почве (табл. 10). В вегетационном опыте 2 за 2 года последействия интенсивность минерализации составила 26—31 % в вариантах без повторного внесения сульфата аммония н 31—39% при ежегодном внесении н была выше в варианте с внесением соломы в начале опыта.

В мшсрополевом опыте интенсивность минерализации также выше при совместном внесении удобрения и соломы в 1 год опыта (24% против 16,3%) и в пару больше, чем под растениями.

Снижение интенсивности минерализации меченого органического азота во второй год последействия объясняется дальнейшей трансформацией его в почве и постепенным включением в состав повообразугащихся гумусовых веществ.

Относительный состав иммобилизованного меченого азота изменяется в последействии в направлении снижения его подвижности, постепенно приближаясь к составу почвенного органического азота (табл. 7, 8).

Снижение содержания меченого органического азота происходило главным образом за счет гидролизуемой и неотгоняе-мой фракции, представленной связанными аминокислотами белковых веществ микробной плазмы и периферических частей молекул новообразованных гумусовых веществ.

Выводы

1. На дерново-подзолнетой среднссуглинистой почве коэффициент использования азота растениями (овес, ячмень) в вегетационных опытах составил 56—65%, в мнкрополевых опы-тах—30—47%.

2. Иммобилизация азота в почве при внесении (КИЛаБ0) составила 24% в вегетационных опытах и 34% в мнкрополевых, при внесении Са(К03Ь Ш1а была в 1,5 раза ниже. В парующей почве иммобилизация азота (КИЛБСи ниже, чем в почве под растениями.

3. Внесение органических добавок (солома, глюкоза) в первый год опыта в 2—3 раза увеличивало иммобилизацию азота удобрения, уменьшало использование азота растениями и .потери и не оказало заметного влияния на превращение азотных удобрений, внесенных в последующие 2 года опыта.

4. Дополнительная мобилизация растениями почвенного азота, вызванная внесением азотных удобрений, составила в вегетационных опытах 25—30%, в мнкрополевых опытах — 36—51% по отношению к контролю. Количество иммобилизованного азота удобрения во всех опытах превышало количество дополнительно мобилизованного азота почвы.

5. Процессы иммобилизации азота удобрения и минерализации почвенного органического азота усиливаются при внесении соломы. Максимум интенсивности этих процессов отмечен в вегетационном опыте в первые 5—10 дней, в микрополевом опыте—17—30 дней. •

6. Иммобилизованный азот удобрений отличался по составу от органического азота почвы большей (в 1,3—1,5 раза) долей ааота в гидролизуемой и не отгоняемой с ^ОИ (аминокислотной) фракции и меньшей (в 3—5 раз), долей негидролн-зуемото азота.

7. Внесение органического материала снизило долю азота удобрения в негидролизуемой фракции и увеличило долю его в аминокислотной фракции. В условиях вегетационного опыта отмечено значительно большее уменьшение доли меченого азота аминокислотной фракции и увеличение ее в негидроли-зуемой фракции в парующей почве по 'сравнению с почвой под растениями. '

8. Использование иммобилизованного азота растениями во 2-й год опыта составило 0,8—8,8% от внесенного в вегетационных опытах и 0,5—2,8% в микрополевых и повышалось при повторном внесении азотных удобрений и при внесении органических остатков в 1-й год опыта. В 3-й год опыта интенсивность минерализации и использование растениями иммобилизованного азота снижалось..

9. Снижение содержания меченого органического азота происходит главным образом за счет минерализации гидролизуемой и не отгоняемой с ^ОИ фракции, представленной связанными аминокислотами белковых веществ микробной плазмы и периферической части молекул новообразованных гумусовых веществ.

Со временем наблюдается тенденция к сближению состава вновь иммобилизованного азота удобрений к составу почвенного органического азота, особенно в парующей почве.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Иммобилизация азота удобрений в дерново-подзолистой почве (микрополевой опыт). Доклады ТСХА, вып. 176, 1972 г. ...,'..-

2. Иммобилизация азота удобрений в парующей почве. Доклады ТСХА, вып. 183, 1972 г. •

3. Иммобилизация, азота! удобрений в полевых опытах на различных почвах. Известия ТСХА, вып. 2, 1972 г.

Объем 1'Л п. л._Заказ 601._Тираж 150

Типография МОСКОВСКОЙ С.-Х. академии им. К. А. Тимирязева 125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., 44