Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАСТЕНИЯМИ АЗОТА КАС ПРИ СОВМЕСТНОМ, ПРИМЕНЕНИИ С ИНГИБИТОРАМИ НИТРИФИКАЦИИ ПОД КУКУРУЗУ НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАСТЕНИЯМИ АЗОТА КАС ПРИ СОВМЕСТНОМ, ПРИМЕНЕНИИ С ИНГИБИТОРАМИ НИТРИФИКАЦИИ ПОД КУКУРУЗУ НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ"

-ЗО 993 •

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

На правах рукописи ЛИТВИНСКАЯ Ирина Борисовна

УДК 631.84 : 631.46.3 : 632.95.4

ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАСТЕНИЯМИ АЗОТА КАС ПРИ СОВМЕСТНОМ ПРИМЕНЕНИИ С ИНГИБИТОРАМИ НИТРИФИКАЦИИ ПОД КУКУРУЗУ НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ

Специальность 06.01.04.— агрохимия

Автореферат диссертации иа соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1994

/ ь-- ,

Г-

г/ /

Диссертация выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской'ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени , сельскохозяйственной академии им. К; А. Тимирязева.

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

Официальные оппоненты: доктор . сельскохозяйственных наук, член-корреспондент РАСХН В. Ф. Ладонин, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Л. А. Горелик.

Ведущее предприятие — НИКПТИЖ НПО «Жидкие средства химизации сельского хозяйства». _ 1

Защита диссертации состоится с » _1994 г

в «час. на заседании специализированного совета К 120.35.01 в Московской сельскохозяйственной, академии имени К. А. Тимирязева. '

Адрес: 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 49. Ученый совет ТСХА. . • .

С диссертацией можно ознакомиться в. ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан « » ¿¿¿¿^¿Ц_ 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета— > /7\ /

кандидат сельскохозяйственных наук ¿^Т&^^Л. П. Родионова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Применение азотных удобрений имеет важное значение для повышения урожайности и улучшения качества сельскохозяйственных культур. В ассортименте азотных удобрений постоянно возрастает доля жидких форм вследствие . более низкой их себестоимости, высокой технологичности производства и применения. К таким удобрениям относятся-водные растворы мочевины и аммиачной се-V литры (КАС). Важным преимуществом КАС по сравнению с традиционными твердыми формами азотных удобрений является возможность совместного внесения с другими средствами химизации земледелия - микроудобрениями, пестицидами, физиологически активными веществами. В практике сельского хозяйства уже нашло широкое применение КАС с совместимыми гербиицдами почвенного действия в -виде баковых смесей при возделывании различных культур (в т.ч. с препаратами из класса симм-триазинов под кукурузу), что создает более благоприятные условия дня роста и развития культурных растений за счет снижения засоренности посевов и ' лучшего использования ими питательных веществ почвы и удобрений.

. Введение в состав КАС ингибиторов нитрификации позволяет снизить потери и • повысить эффективность аммонийного и амидного азота удобрения, а также огра-■ . ничивать накопление нитратов в растениеводческой продукции и загрязнение ими \ окружающей среды. Совместное применение КАС с почвенными'гербицидами и ин-: гибиторами нитрификации может явиться одним из решений остростоящей перед сельским хозяйством проблемы рационального, энерго-и ресурсосберегающего, ' экологически безопасного использования азотных удобрений. , ' Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучение эффективности совместного внесения КАС с новыми перспективными ингибиторами нитрификации из числа мелшшразояов (КМП и МП) при возделывании кукурузы на зеленую массу в условиях химической прополки на серых лесных почвах Ярославской об. ■' ласти. В рамках этой общей цели предстояло решить следующие основные задачи:

- дан» сравнительную оценку КАС и традиционных твердых азотных удобрений . (гранулированной аммиачной селитры и мочевины) по их влиянию на урожай и его ' качество; 4

' - изучить действие совместного применения ингибиторов КМП (1-карбамоил-; 3(5)метилпиразола) и МП (метилпиразола) с КАС на нитрификацию в почве и эффективность азота удобрения;

- определить эффективность совместного применения КАС с гербицидом и ин-

. гибиторами нитрификации в виде баковой смеси;

| ЦЕНТРАЛЬНАЯ ! I 7\УЧ '<"'>■' Г В Г, -ОТЕКА ; ''»"оз :")яосо1, рчздэмии | К. А. Тич,1рлззаа

- в исследованиях с ,5N охарактеризовать влияние совместного применения КАС, а также сульфата аммония с гербицидом почвенного действия и иь ибитором нитрификации на использование кукурузой и сорной растительностью азота почвы и удобрений

В )адачу исследований входило также сравнительное изучение действия КМП и ингибиторов нитрификации на основе нитрапирина (американского N-serve и отечественного ТХМП) на икисление аммония накопительной культурой Nitrosomonas, а также активность свободноживущих азотфиксаторов рода Oostndium в чистых культурах и потенциальную азотфиксирующую способность почвы

Научная новизна работы Получены новые данные о равноценности традиционных форм азотных удобрений и КАС, а также о повышении эффективности КАС за счс введения в состав удобрения ингибитора нитрификации при выращивании кукурузы на зеленую массу в условиях химической прополки

Показано, что необходимая для 50^-ного подавления активности накопительной культуры Nitrosomonas и свободноживущих азотфиксагоров рода Clostridium в чистых культурах концентрация КМ Г1 соответственно в 3 и 10 раз выше, чем нитрапирина, в рекомендуемых для практического использования дозах КМП (2-3 кг/га) как и нитрапирин (0,5-1 кг/га) не влияет на жизнедеятельность свободноживущих азотфиксаторов рода Cloitndium и не снижает потенциальную азотфиксирующую способность почвы

Установлено, что предназначенные для внесения с КАС новые ингибиторы нитрификации - смачивающийся препарат КМП и жидкий МП, по способности к торможению нитрификации в почве, воздействию на азотное питание и урожай кукурузы существенно не отличаются

Показано, что при совместном внесении КАС с изучавшимися почвенным гербицидом и ингибиторами нитрификации перед посевом кукурузы действие агрохи-микатов на урожай носит синергетический аддитивный характер При этом биологическая активность гербицида и ингибиторов нитрификации не снижается, а эффективность азотного удобрения возрастает благодаря уничтожению сорняков гербицидом (как и при ручной прополке) и сохранению, вследствие временного .подавления нитрификации ингибиторами, большего количества внесенного аммонийного и амидного азота удобрения в почве в аммонийной форме до периода интенсивного потребления азота кукурузой

Впервые в 3-х летних исследованиях с ,5N в полевых условиях количественно охарактеризовано влияние ежегодного внесения гербицида и ингибитора нитрификации КМП на использование кукурузой и сорной растительностью азота почвы и удобрений (КАС и сульфата аммония) Установлено, что разовое и повторное при-

менение КМП в сочетании с химической прополкой увеличивает использование кукурузой меченого азота удобрений на 11-16% от внесенного количества и не снижает потребление культурой немеченого азота почвы. Не выявлено существенных . различий в действии ингибитора КМП на нитрификацию в почве, потребление азота растениями и урожай кукурузы при трехлетнем систематическом и разовом (только в . 3-ий год) внесении ингибитора с азотными удобрениями и гербицидом.

: Практическая значимость работы. Показана целесообразность совместного при' менения ингибиторов нитрификации с КАС при выращивании кукурузы на зеленую массу на серых лесных Почвах Ярославский области. За счет введения в КАС ингибиторов Нитрификации - смачивающегося препарата КМП или жидкого МП, в количестве 2% от N удобрения (2 кг/га при дозе 100 кг N/ra) увеличивается коэффициент использования кукурузой азота удобрения (на 15-17% ог внесенного количества при расчете разностным методом) и урожай (на 50-70 u/га) без ухудшения качества зеленой массы.*-

. Установлена возможность внесения КАС с почвенным гербицидом атразином и изучавшимися новыми ингибиторами нитрификации в виде баковой смеси, при этом сохраняется их биологическая активность и обеспечивается экологическая безопасность. При уборке кукурузы в фазы молочной и малочно-восковой спелости зерна в зеленой массе не обнаруживаются остатки применяемых агрохимикатов, а содержание нитратов остается на уровне ниже ПДК.

' Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Всесоюзных совещаниях по применению ингибиторов нитрификации для повышения эффективности азотных удобрений в Москве (1985 г.) и Самарканде (1990 г.) и на научных конференциях ТСХА (июнь и декабрь 1992 г.).

Пу<ШПЯ11ШИ По материалам диссертационной работы опубликованы 4 научные рабспък И одна рукопись депонирована. : . 1

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 195 страницах машинописного текста и включает, кроме введения', 4 главы обзора литературы, 5 глав экспериментальной части, 19 таблиц, 7 рисунков, выводы, список использованной литературы, 22 страницы приложений. Список литературы представлен 342 наименованиями, в том ЗисЛе 62 иностранных авторов..

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые опыты с кукурузой на зеленую массу проводили в учхозе "Дружба" Пе-реславского района Ярославской области в 1989-1991 гг. Почвы опытных участков с бессменным выращиванием кукурузы - серые лесные среднесуглинистые, слабое-

мытые., на покровном лессовидном суглинке Агрохимическая хар ктеристика представлена в таблице 1, схемы полевых опытов - в таблицах 2 и 4-

Доза азота в форме гранулированной аммиачной селитры, мочевины и КАС (применявшихся по фону РК) составляла 100 кг/га Твердые азотные удобрения вносили вручную вразброс, а КАС-28 - ранцевым штанговым опрыскивателем под предпосевную культивацию Ингибиторы нитрификации - смачивающийся 85% порошок КМП (1-карбамоиЛ-3(5)метилпиразол) и жидкий МП (метилпиразол) применяли в дозе 2% от N удобрений и использовали совместно с КАС в виде баковой смеси В вариантах с химической прополкой гербицид почвенного действия атразин (50% смачивающийся порошок) вносили в дозе 2,5 кг д.в /га Ручную прополку в соответствующих вариантах полевого опыта 2 проводили в 2 срока (в фазы шнгьца и 5-7 листьев кукурузы) Учет засоренности посевов проводили по методике Координационного совета по борьбе с горной растительностью 1(1980) Способ посева кукурузы рядовой пунктирный (70 х 15 см), агротехника зональная Площадь опытных делянок в опытах 1 и 2 соответственно 100 и 50 Мг, учетная - 51 и 25,5 м2 Повторность опытов 4-х кратная Способ учета урожая сплошной

Таблица 1

Агрохимическая Характеристика почвы опытных участков

К,О

Год Гумус, рНеол. Нг N-N04 по Кирсанову

% мг-экв/100 г иг/кг почвы

Полечой опыт 1

1989 2 56 7 00 0 45 21 3 156 27 12 160 410

1990 2 85 в 55 1 03 23 1 185 30 14 170 260

Пплевой ОПЫТ 1

1889 2 56 7 00 0 37 21 9 151 28 11 160 410

Микропплевой опыт

1989 3 83 5 55 2.82 25 3 183 24 11 120 210

1990 3 80 5 48 291 25,1 183 21 15 130 200

19911 3 86 5 68 2 48 24,7 184 21 14 110 210

19912 3,80 5,71 2,40 25,0 185 24 12 »140 190

* - систематическое применен«« агрохимикатов ^ - разовое применение агрохимикатов

Микрополевой опыт на протяжении 3-х лет проводили на внесевооборотном участке опытного поля кафедры агрохимии в учхозе ежегодным наложением одной и

ч

той же схемы, вюпочавшей в себя варианты с химической и ручной прополкой и совместным применением азотных удобрений (КАС и сульфата аммония) с гербицидом почвенного действия, а также ингибитором нитрификации КМП (табл.6). Меченые азотные удобрения с обогащением 2,34-2,57 ат.% "И вносили на делянки одного из повторений, чередовавшихся по годам. На третий год (1991 г.) схема опыта быладополнена аналогичными: вариантами с разовым использованием всех изучавшихся агрохимикатов. Площадь опытных делянок - 5,67 м2 (три рядка длиной 2,1 м), учетных - 1,05 м2 (только центральный рядок за минусом торцевых защиток). Учет сорняков проводился в 3 срока ручной прополки (в фазы шильца, 5-6 листьев и выметывания метелки) и при уборке урожая.

- Метеорологические условия вегетационных периодов 1989-91 гг. были различны. Хороший запас влаги в почве перед посевом (14 мая) г обильные осадки и повышенная по ■ сравнению со среднемноголетнейг,. температура воздуха в вегетационный период 1989 г. способствовали активному росту и развитию кукурузы, уборку которой проводили 24 августа вфазумолочно-восковой спелости зерна. В 1990 г. ограниченное количество влаги весной в почве до посева (11 мая), избыточное увлажнение в последующий период при относительно низких температурах воздуха (по сравнению со среднемногалетаей) 'в течение всей вегетации привели к более замедленному, росту и развитию кукурузд-Уборку проводили 24 августа в начале фазы" Молочной спелости зерна. В 1994 году'затяжная весна, высокий снежный покров и ' низкие температуры: воздуха до конца: апреля, избыточное количество осадков и влаги в почве в мае сделали невозможным выход в поле посевной техники до середины июня (посев проводили 11 июня). Однако, в дальнейшем складывались весьма благоприятные дай роста и развития кукурузы погодные условия (характерное для региона количество и распределение осадков при повышенных температурах), что позволило к обычному; сроку уборки ' (24 'августа) получить 'зеленую массу с початками молочно-восковойепелостизерна. '•;,. '•

Агрохимический анализ по^в перед закладкой опытов проводили общепринятыми методами. Программа наблюдений соответствовала требованиям ОСТ 10-10687- Содержание аммонийного и нитратного азота (после его восстановления до аммония) определяли во всех опытах в свежих почвенных образцах на макроаппарате Кьельдаля, общего азота в растениях - микрометодом Кьельдаля после сжигания с фенолсерной кислотой. Оценку изоТопноср состава азота каждого из 5 типичных растений с учетных делянок микропалевого опыта с проводили после соответствующей подготовки проб на масспектрометре М И-1305.

Наличие остаточных количеств метилпиразола (основного метаболита ингибитора нитрификации-КМП) в сыром,растительном материале изучали «а кафедре ; химических средств зашиты растений ТСХА методом тонкослойной хроматографии.

Микробиологические исследования проводилина кафедре микробиологии ТСХА .. ' совместно с Т-А-Хрушковой. С помощью биотеста с накопительной' культурой • Nitrosomonas, разработанного с нашим участием, бьша проведена сравнительная оценка ингибиторов нитрификации на основе.; нитрапирина .- (отечественного -ТХМП и - американского -N-serve), а также метилпиразола -. (КМП). Влияние различных концентраций ингибиторов нитрификации на активность накопительной v; культуры Nitrosomonas оценивали по образованию нитритов после суточной . инкубации в среде Лохниса с аммонийным источником азота. В опытах, с чистыми культурами свободноживуших азотфиксаторов рода Clostridium» а также в опытах с / ризосферой и парующей почвой ■ определение ' азотфиксирующей активности проводили ацетиленовым методом. Ингибиторы нитрификации вводили в среды из: "расчета 0,01; 0,1; 1,0; 10; 100 и 1000 мг/л, а в почву-0,01; 0,1; 1,0; 10 и 100 мг/кг по ^ активному ингредиенту^ Полученные данные: обрабатывали с помощью статистического метода пробит-анализа (Доспехов, 1985)., • ■ ■. ■

Математическую обработку урожайных данных в полевых и микропалевом опы-, ' ; ' тах, а также данных об использовании растениями меченного..1^ азота удобрений .. проводили методом дисперсионного анализа на ЭВМ. / • ' • с

' РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ' ,;V

1. Влияние различных концентраций ингибиторов нитрчФШ"""«* на активность накопительной культуры'Nitrosomonas и евобопноживуших азотфиксаторов рода Clostridium в чистых культурах - . с.. ' ■/- ■•• '.;. : ' '

Исследования показали, что ингибиторы на основе нитрапирина (N-serve, -. . ТХМП) и метилпиразола (КМП) в равных концентрациях в различной степени тор-. -мозили активность Nitrosomonas в питательной среде с аммонийным азотом. Оценка. 4, данных о зависимости "эффект-доза" с помощью пробит- анализа показала, что 50% -ингибирование нитрификации происходило при конце нтрацни препаратов на основе -нитрапирина 0,025-0,03 мг/л среды, относительно безвредная'их' концентрация со-! , ставляла менее 0,001 мг/л среды, а практически полное (на уровне 95%) подавление' окисления аммония до нитритов наблюдалось при концентрации нитрапирина более • 1,0 мг/л среды. Для КМП эти концентрации состааляли соответственно 0,08-0,09 мг/л, менее 6,03 мг/л и более 3,0 мг/л; следовательно,- 50% торможение активности : . Nitrosomonas - наблюдалось при • концентрациях КМП: в 3 раза большей, ' чем нитрапирина. Чувствительность свободноживуших азотфиксаторов CI. pasteurianum и

а. ас^оЬШуНсит в чистых культурах к препаратам на основе ннтрапирина была значительно выше, чем к КМП. Концентрация кюрапирина, вызывающая 50% подавление азотфиксации,'составляла 0,025 мг/л, а КМП - 0,25 мг/л среды. Угнетающее действие этих ингибиторов нитрификации на нитрогёназную активность в ризосфере кукурузы и в парующей.почве проявлялось при концентрациях на 1-2 порядка больших.

2.Эффективность различных Форм азотных удобрений и ингибиторов нитрификации в составе КАС в полевом опыте с кукурузой

В палевом опыте 1 1989-90 гг. визуальные и биометрические наблюдения не выявили существенных изменений в росте и развитии кукурузы в зависимости от формы изучавшихся азотных удобрений. По влиянию на урожай зеленой массы кукурузы КАС в оба года не уступал традиционным формам твердых азотных удобрений (аммиачной селитре и мочевине), а в 1989 году прибавка урожая от КАС была достоверно выше, чем от применения мочевины (табл. 2). В среднем за 2 года сравниваемые азотные удобрения были равноценны, прибавки зеленой массы составляли 103-135 ц/га, а сбор сухого вещества возрастал на 13,3-20,0 ц/га по сравнению с фоном РК. Размеры выноса азота с урожаем увеличивались по сравнению с фоновым вариантам в 1,8 раза, а коэффициенты использования растениями азота КАС, рассчитанные разностным методом, в среднем за 2 года были выше, чем азота мочевины и аммиачной селитры (52% против 42% и 46% от внесенного в дозе 100 кг ]Ч/га). ' "-''■'."■■..,*"•

, Таблица 2

. Урожай кукурузы и потребление азота растениями. Опыт 1.'

(1989 г./1990 г.) - ' •

Вариант опыта . Урожай зеленой массы, ц/га Сбор сухого , рещества, Ц/га Вынос азота с • урожаем, кг/га КИ азота удобрения, % от внесенного

1РК (фон) 2РК+КМП . ; ЗРК+МП 4РК+ЫМ ВРК+Ы^ ■ б-РК+Иклс 7РК+Ыкас+-. КМП вРК+Ыкхс+ МП 445/516 ' 464/&41 ♦71/564 , . 532/6ЭД 563/628 . 582/64» . , 645/721 «36/700 73,»/61,1 . 89,3/55,7 80,1/66,6 , 86,8/75,5 ' М,1/78,3 »2,6/82,3 " 100,6/в2,1 ^ 107,1/92,3 66,5/68,4 . , 73,9/82,8 68,7/01,2 • 110,2/108,0 : 107,4/118,8 115,0/121,8 .131,8/140,0 127,5/142,1 44/40 41/51 48/53 65/72 . 61/74

НСР0_, ; 63/48 7,6/5,8

'-. Наблюдения за д инамикой минеральных соединений азота в почве показали, что ин-" гибиторы КМП и МП при внесении их совместно с КАС тормозили процесс нитрификации в течение 1,5-2 месяцев и .сохраняли в почве большее количество азота в аммонийной форме до начала интенсивного потребления его кукурузой (табл. 3). .

Это способствовало улучшению азотного питания растений, положит :ьно сказалось на их росте и формировании урожая зеленой массы, который в среднем за 2 года в варианте с КАС без ингибиторов возрастал на 134 u/ra, а с ингибиторами - на 187202 u/ra по сравнению с фоновым вариантом. . •

., Таблица 3

Содержание минеральных соединений азота в почве, мг/кг. Опыт 1. (1989 Г./1990 г.) •

3 отбор.

Вариант 1 отбор. Всходы 2 отбор* 5-7 лист Мол.воск.спелость/Вы-.

опыта 20.06/05.06 12.07/07.07 мстывание метелки

■ 24 08 '07.08

N-NH, N-NO., N-NH, N-NO, N-NHi N-NO,

1.РК(фон) а/їв 14/18 11/22 4/29 7/15 З/З .

2.РК+КМП. 17/23 . .: 11/20 14/24 4/27 10/15 3/4

З.РК+МП • 16/26 13/28 14/20 5/27 9/16 З/З

4.PK+NM 8/53 17/26 U/54 7/27 10/12 7/2

5pk+NAA 7/33 24/31 10/37 5/24 . 6/14 . 5/4

6PK»-NKAC 12/47 ' .23/23 15/40 8/34 8/10

?PK+NKAC ЗЄ/6З. 14/22 . 24/56 6/37 : 10/21 •»/2 .

+КМП ' •

8J5K+NKAC 33/57 14/23 22/57 4/40 11/lí З/З

+МП

Вынос азота кукурузой в вариантах с ингибиторами нитрификации увеличился на 67-69 кг/га по сравнению с вариантом РК, в том числе от ингибиторов нитрификации - на 16-18 кг/га. Соответственно повышались под действием ингибиторов и коэффициенты использования растениями'азота КАС, рассчитанные разностным методом (табл. 2). По степеней продолжительности действия на нитрификацию в почве, потребление азота'растениями и урожай ингибиторы КМП и МП были равноценны. \ ' ■■■'''.

3. Эффективность совместного применекия КАС с гербицидом почвенного действия и ингибиторами нитрификаичч . ' .•■,■

В полевом опыте 1989 г. ручная прополка на фоне №К и РК, а также применение атразина на фоне РК обеспечивали небольшие, но достоверные прибавки урожая зеленой массы.кукурузы (табл. 4). Снижение засоренности посевов в вариантах с КАС при ручной и химической прополке (на 34 и 62% соответственно)'Положительно сказывалось на росте кукурузы и эффективности азотных удобрений. Прибавки урожая зеленой массы от применения КАС без прополки составили 106 ц/га, а в условиях ручной и химической прополки - соответственно 141 и 176 ц/га по сравнению с вариантом РК без прополки. Меньший эффект от ручной прополки связан с повторным отрастанием сорняков после июльских дождей. ' • -

Наблюдения за динамикой минеральных соединений азота в почве в течение вегетации показали, ато применение атразина на фоне РК способствовало увеличению запаса минерального (аммонийного) азота в почве лишь во второй срок определения, а в составе КАС - не вызывало существенных изменений в количестве и соотношении аммонийного и нитратного азота в пахотном слое (рис. 1). Однако снижение засоренности посевов (при учете урожая кукурузы с 82,0 г. абс.сух.в-ва/м2в варианте ^К без прополки до 31,2 г. абс.сух.в-ва/м2 - в варианте совместного применения КАС с гербицидом) сопровождалось уменьшением выноса сорной растительностью питательных веществ из почвы и способствовало усилению питания кукурузы, в т.ч. азотного. Содержание азота, фосфора и калия в сорняках при уборке урожая на делянках РК и ИРК без прополки при расчете в кг/га составляло,^соответственно, 16Ы6Р23Ки 12Ы6РЗОК. ^ .

: От применения атразина на фоне КАС повышение урожая зеленой массы кукурузы составило 70 ц/га, а вынос азота с .урожаем возрастал на 25 кг/га. Коэффициенты использования кукурузой азота удобрения, рассчитанные разностным методом, увеличивались за счет химической и ручной прополки в равной мере.

... Таблица 4

Урожай кукурузы и потребление азота растениями. Опыт 2

Урожай зеле- Сбор сухого Вынос азота с- КИ азота удоб-

Вариант опыта ■ ной массы, Ц/га вещества. урожаем,. рения, в % от

ц/г» кг/га внесенного

1РК (фон) 406 70,2 55,8 -

2.РК+прополка 436 74,8 66,6 -

3-РК+атразин 445 73,0 66,5

4.РК+атразин +* 464 80,S 73.0 -

КМП ; .

5.РК+ атра:іин-+- 471 80,1 69,7 -

мп

б-РК+Мкдс . 512 84,5 60,4 35

7.РК+1*КАС+ / 547 88,8 - 116,7 50

прополка .

8.РК+НкаС+ ат- 582 82,6 115,0 48

разин ■ " , ■

»РК+ЛнАс+ат- .642 ' 100,6 131,8 65

рааин+КМП

10РК+ЯКАС+ 636 . 107,1 ' 127,5 в1

ьтраэин+МП ■

■ НСР„ 52 8.7

НСР0і1 доя фаетора С (прополка ручная и химическая) 27,6 ц/га

для фактора В (азотное удобрение КАС) . .27,6 ц/га .

доя фактора А (ингибиторы нитрификации КМП и МП) 27,6 и/га

Как и в опыте 1, применение ингибиторов КМП и МП в составе КАС обеспечивало достаточно продолжительное торможение нитрификации и консервацию

большего количества внесенного аммонийного и амидного азота удобрения в пахотном слое почвы в аммонийной форме вплоть до периода интенсивного накопления сухого вещества и потребления азота кукурузой (рис. 1). При внесении .КАС с атра-зином и ингибиторами нитрификации в виде баковой смеси степень и продліжи-тельность подавления нитрификации в почве были такие же, как и при введении ингибиторов в состав КАС в сочетании с отдельным довсходовым применением гербицида (табл. 3). Как. свидетельствуют результаты учета засоренности посепов, биологическая активность гербицида также не снижалась от введения в состав его баковой смеси с КАС изучавшихся ингибиторов нитрификации.

• За счет совместного внесения КАС'с гербицидом и ингибиторами урожай зеленой массы кукурузы увеличивался по сравнению с фоном РК без прополки на 230-

• 236 и/га и по отношению к ^К без прополки - на 124-133 ц/га, а вынос азота с урожаем кукурузы - соответственно на 82-86 кг/га и 37-47 кг/га." От изучавшихся ингибиторов нитрификации КМП и МП, применявшихся в составе баковой смеси КАС с гербицидом^ прибавка, урожая составила 54-60 ц/га, а увеличение выноса

' азота с урожаем - 13-17 кг/га.

Коэффициенты использования кукурузой азота удобрений, рассчитанные разностным методом по отношению к соответствующим вариантам без азота, представлены в таблице 4. За счет совместного внесения КАС с гербицидом и ингибиторами нитрификации они возрастали на 26-30% от внесенного количества, в т.ч. от ингибиторов нитрификации - на 12-16%.

Сочетание гербицида с ингибиторами нитрификации позволяло достоверно повысить урожай кукурузы и без внесения азотных удобрений.

4. Влияние азотных удобрений и ингибиторов нитрификации на химический со. став растений и качество урожая зеленой массы кукурузы', ; .; Повышение урожая зеленой массы кукурузы и сбора сухого вещества кукурузы

• под действием азотных удобрений в-полевых ^>пытах сопровождалось увеличением содержания общего азота в растениях и, соответственно, сырого протеина (с 5,0, 6,0% до 6,7-7,9% в 1989 г. и с 7,0% до 8,9-9,2% А 1990 г.) при одновременном возрастании концентрации нитратов (с 35-45 мг/кг сырой массы до 145-190 мг/кг). Среди

. других изменений а определявшихся параметрах качества зеленой массы кукурузы : необходимо отметить снижение содержания сырой клетчатки (до 25-28% против 28. 31% в вариантах без внесения азота) и тенденцию к уменьшению количества сырого - жира, а также увеличение содержания каротина. Существенных различий в хи-' мическом составе кукурузы от изучавшихся форм удобрений не наблюдалось, как и от применения гербицида (по сравнению с ручной прополкой). . "

Усиление азотного питания кукурузы в результате использования ингибиторов нитрификации в составе КАС вызывало небольшое, но стабильное дальнейшее увеличение содержания сырого протеина (до 7,4-8,2% в 1989 г. и 9,5-9,6% в 1990 г.), а концентрация нитратов в зеленой массе либо снижалась, либо несколько возрастала, оставаясь ниже уровня ПДК.

Поскольку диапазон колебаний в содержании сухого вещества в зеленой массе был достаточно узким (15,2-17,6% и 11,8-13,2% в опытах 1989 и 1990 гг.), а закономерных изменений в содержании золы и ее составе под действием изучавшихся факторов не установлено, вынос зольных элементов, в т.ч. фосфора и калия „ с урожаем определялся прежде всего изменениями в сборе сухого вещества кукурузы'и повышался в соответствии с его ростом от азотных удобрений и ингибиторов нитрификации. ' - •

Как хорошо известно, при уборке кукурузы в фазу молочно-восковой спелости зерна остатки атразина (при рекомендуемых дозах внесения) в растениях не обнаруживаются. Что касается остатков применявшихся ингибиторов нитрификации, то в почве КМП быстро деградирует с образованием МП - метилпиразсша. Наши исследования показали отсутствие этого продукта в зеленой массе кукурузы при уборке (предел обнаружения при использовании метода тонкослойной хроматографии 0,04 мг/кг сырой массы).

5. Эффективность и использование растениями азота удобрений при систематическом трехлетнем применении с гербицидом почвсцного действия и ингиби-

В мнкрополсвом опыте с |5И изучалось использование кукурузой и сорной растительностью азота удобрений и почвы при разовом (1989 г.) и повторном (1990 г.) ' применении КАС и сульфата аммония с ат разином и ингибитором нитрификации КМП, а также эффективность и использование кукурузой азота удобрений при трехлетнем систематическом (1989-91 гг.). и разовом (только в 1991 г.) внесении изучавшихся агрохимикатов. ■ '■'

В первый год проведения микронолевого опыта действие ручной прополки, азотных удобрений без прополки и их сочетания с гербицидом и ингибитором нитрификации па массу сорняков и урожай кукурузы, вынос основных элементов питания растениями было подобным описанному ранее в полевом опыте 2 с аналогичными вариантами (см. раздел 3). Во второй и третий год, т.е. при повторном и трехлетнем применении агрохимикатов сохранялись те же общие закономерности в Изменении засоренности посевов и урожая кукурузы, размеров потребления ЫРК растениями,. несмотря на различия в складывавшихся погодных условиях. В вариантах без азота масса сорняков при уборке кукурузы снизилась от ручной прополки на 76% в 1990 г.

и 84% - в 1991 г., а сырая масса учетных растений кукурузы под влиянием оОих форм азотных удобрений возрастала в равной мере соответственно в 1,6 и 1,3 раза по отношению к фону РК без прополки. Средняя прибавка урожая кукурузы за 3 года от систематического внесения азота составила 49%, а от сочетания азота и химической прополки - 64%. Снижение засоренности посевов при внесении атраэина способствовало большему потреблению кукурузой питательных веществ,- в т.ч. азота (ежегодно на 11-16% к фону МРК без прополки с обоими формами азотных удобрений). Влияние ингибитора нитрификации КМП при одногодичном и повторном его внесении в 1989 и 1990 гг. на динамику минеральных соединений азота в пахотном слое почвы в течение вегеташи было в микрополевом опыте подобным рассмотренному в полевых опытах 1 и 2 (табл. 3, рис. 1). Е достаточно увлажненном и жарком 1991 г. нитрификация в почве протекала активно, на делянках систематического трехлетнего применения КМП в пахотном слое сохранялось больше минерального азота в аммонийной форме к началу интенсивного роста кукурузы (рис. 2). От ежегодного применения КМП урожай зеленой массы кукурузы в 1989-90-91 гг. возрастал соответственно на 11, 10, 17% на фоне КАС с химической прополкой, а на фоне с сульфатом аммония - на 8, 10, 16%. Прибавки же урожая от сочетания атраэина и КМП соответственно составляли 21, 22, 31% и 18, 22, 28%.

Коэффициенты использования кукурузой меченого азота КАС и сульфата аммония оказались близкими. Они были значительно выше, чем рассчитанные разностным методом, что обусловлено лучпшм усвоением растениями почвенного азота ' при внесении азотных удобрений (табл. 5). .

.'. V. . ' : ' ' . . • Таблица 5

- Коэффициенты использования растениями азота удобрений,(% от внесенного)

Вариант ■■■ ■ опыта ; Разностный метод ■ Изотопный метсд

Кукуруза Кукуруза + сорняки ■ Кукуруза Сорняки Всего "

ЗРК+Мд «• +ИКАС . е. +МКДС+' +атр*эин и +аграаии+КМП ~ +атразин+КМП 43/45". 47/47 ■ »7/57 •'./' . 57/50 71/72" 72/73 46/54 50/53 ... 54/56 56/59 ' • 68/72 . . ' . 70/71*. 3 3 Г/з. 31 ■ 45 4: ,5/33,6 .0/34,1 ,6/38,2 ,0/37,8 ,1/49,7 1,7/44,8 2.8/3,4 • 2,2/3,5 0>5/2,8 0,7/2,6 0,7/2,8 0,5/2,5 34,3/37,0 32.2/37,6 35.1/41,1 38.7/40.5 42,8/52.6 44,2/47,4

. «ее/то .-г' * нср^, • зд/г.»

Под влиянием разового и повторного применения атразина на фоне азотных удобрений размеры потребления сорной растительностью немеченого азота почвы

СИСТЕМАТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

РАЗОВОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

К. Л

124 вв 12468 1 24 вв 124 68

1(10.06.) И (06.07.) III (06.08.) IV (24.08.)

1 246 8 1 2438 1 2468 1 2468 Вариант

I (10.06.). II (06.07.) V 1П (06.08.) IV (24.08.) Отбор

проб

Рис. 2 ' ' Изменение содержания минеральных соединений азота в микропалевом опыте при' : систематическом и разовом применении КАС с атразином и ингибитором нитрификации КМП. 1991 Г; (мг/кг почвы)*.

уменьшилось в' 1,5 и 1,7 раза при одновременном увеличении использования кукурузой меченого азота КАС на 8,0% и 3,8%, а сульфата аммония - на 3,1% и 4,6% от внесенного количества. От разового и повторного совместного применения атразина с ингибитором нитрификации использование кукурузой меченого азота КАС повышал осьна 13,7% и 10,8%, а сульфата аммония - на 10,6% и 16,1% от внесенного соответственно" в 1989 и 1990 гг. При этом размеры потребления кукурузой немеченого . азота почвы возрастали на 20-29% по сравнению с соответствующими фонами (табл.

' '..' ■••■■■. ■ Таблица 6

Отчуждение азота почвы и удобрения сорняками и с урожаем кукурузы, .'.' "'. ■'■.■."; (г/площадьпитания5растений) •

Вариант Отчуждено азота. Вынос азота с урожаем Отчуждено азота куку-

• опыта-- с сорняками кукурузы рузой и сорняками

всего • из из > всего из из всего из из

V - : ' почвы удоб- почвы Удоб- почвы удоб-

рений - рений рений

4РК (фон) 0.31/ 0,31/ 2,34/ 2.34/ -. - . 2,65/ 2,65/ -

0,5а1' 0,58 2.72 2.72 3,30 2,65

2: + .-*•.'* і.оо/- 1,00/ ■ *-'*"' 3,53/ 3.53/ 4,53/ 4 53/ -

прополка 1.1В ■ - 1.1» . 3,60 ■ 3,60 4.70 4.7»

3. +(!„<. 0.4Є/ • 0,34/ . 0,12/'- 4,78/ 3.21/ 1.57/ 5.24/ 3,55/ 1,69/

0,86 , '■ 0,68 С,18 . ' • 5,21.: 3,35 1,86 6,07 4.03 2,04

0,26/ . 0,22/ ■ 0,04/ 5.32/. 3,32/ 2.00/ 5,5В/ 3,54/ 2,04/

Н~атразин 0,54 0,40 ' 0,14 5,88 ; 3,82 2,07 6,43 4,22 2,21

+КкАС+ 0,15/ - 0,12/ 0,03/ 6,15/ ' 3,85/ 2,30/ 6,30/ ' 3,97/ 2,33/

+атраакн+. 0,47 ■ ' 0.34 , • 0,13 . 6,56 .: 4,23 • 2,33 7.03 4,57 ' 2,46

+КМП'У

'..'.. 1989 г /1990 г.- ; У . . '. . •

. В 1991 г. действие азотных удобрений и их сочетаний с атразином и КМП на . урожай и потребление кукурузой основных элементов питания при систематическом трехлетнем (1989-91 гг.) и: разовом (только в 1991 г.) применении агрохимикатов было одинаковым, равноценными были и изучавшиеся формы азотных удобрений. Не выявлено также существенных различий в биологической активности гербицида и ' ингибитора; нитрификации.'. КМП активно топмозил нитрификацию в почве на протяжеюш1,5 месяцев как на делянках, где он вносился 3 года подряд, так и на ' делянках, где он применялся впервые (рис. 2). |.

? - Коэффициенты использования кукурузой азота удобрений (КАС и сульфата аммония), рассчитанные разностным методом, , в 1991 г, возрастали при систе-; матическом'й разовом применении атразина на 15-16%, а от сочетания химической V прополки с ингибитором нитрификации - на 34-37% от внесенного количества (табл.

Таблица 7

Коэффициенты использования кукурузой азота удобрений, рассчитанные разностным методом,(% от внесенного) :

Вариант опыта В средней за 198991 гг. при ежегодном применении 1991 г. ' •"■Л/ . .

систематическое . применение разовое ■ применение

■3J>K+Na 42 40 . ■ . 40

46 44. 42 ,

5. +ЫА+атразин.. 56 55 • .. • • ' 56

в- +ЫКАС+атРа" -59 . во '■ 58 '•.

зин „ " ■ ■. ■ ■ * ' ^ • ' . ■ -

7. +ЫА+атрааин ' 72 s ■ 74 ■ ' '* ., 77 г

;+КМЦ

8. +ЫКАС+атра- • '. . 74 . ' ; : - '.79 •" V " Г :: 78

аин+КМП.

Д,зеленой массе кукурузы с делянок систематического применения ингибитора нитрифркэцци КМП эо все годы проведения микропалевого опыта при уборке в фазы молочной.и молдчно-восковой спелости зерна не обнаружено остаточных количеств основного метаболита КМП - метилпиразола. ; ! , .. , Г ,.*

• ...•. выводы '••:.":.'"• '' V '".

1, В полевых (1989-1990 гг.) и микрополевом (1989-91 гг.) опытах с кукурузой установлена высокая эффективность водного раствора мочевины и аммиачной селитры (КАС) на серых лесных почвах Ярославской области. По влиянию на величину и качество урожая зеленой массы, а также размерам использования азота растениями . КАС был равноценен традиционным твердым азотным удобрениям - гранулирован- ■ ной мочевине и аммиачной селитре• при внесении до посева в равной дозе 100 кг. N/ra. '/*-. л). v---;

2. Внесение с КАС ингибиторов шпрификации на основе! метилпиразола (смачивающегося порошка КМП и жидкого МП) в дозе 296 от азота удобрения обес-;. печивало торможение нитрификации в почве на протяжении 1,5-2 месяцев и сохра- . нение в пахотном слое большего количества минерального азота в аммонийной фор-.. ме до начала интенсивного потребления его кукурузой. Ингибиторы КМП и МП по -степени и продолжительности торможения нитрификации, по влиянию на эффективность азота удобрения были равноценны. ,. ;,v' ! V "■"''' ..' > -

3 При совместном внесении ингибиторов нитрификации с КАС урожаи юленой массы кукурузы в условиях химической прополки увеличивался на 180-200 ц/га по сравнению с фоном PK, а прибавки урожая от применения ингибиторов КМ 11 и МП на фоне КАС составляли 50-70 ц/га Коэффициенты использования кукурузой азота удобрения, рассчитанные разностным методом, под действием »тих ингибиторов нитрификации возрастали в среднем по полевым опытам на 15-17% от внесенного количества

4 Снижение засоренности посевов при внесении гербицида (атразича в дою 2,5 кг/га) создавало более благоприятные условия для роста и развития кукурузы проявления положительного действия азота удобрения и ингибиторов нитрификации на азотное питание и урожай культуры От сочетания химической прополки с внесением ингибиторов нитрификации коэффициенты использования кукуруюй лота КАС в полевом опыте повышались на 26-30% от внесенного количества При совместном внесении с КАС биологическая активность атразина и ингибиторов нитрификации не снижалась

5 При ежегодном (1989-91 гг) совместном применеьии атразина и ингибитора нитрификации КМП сохранялась их высокая биологическая активность и положительное действие на эффективность азотных удобрений Рассчитанные разностным метолом коэффициенты использования кукурузой азота КАС и сульфата аммония возрастали от химической прополки на 13-14%, а от сочетания гербицида и КМП -на 28-30% от внесенного количества в среднем за три года При систематическом трехлетнем и разовом (только на третий год) применении агрохимикатов s 1991 V степень и продолжительность торможения нитрификации в почве под действием КМПГ а также шшяние ингибитора на урожай и потребление азота кукурузой не различались.

6 Коэффициенты использования кукурузой меченного ISN азота сульфата аммония и КАС при разовом и повторном их применении были одинаковыми и оказались значительно ниже (30-34% от внесенного количества в вариантах без прополки), чем рассчитанные разностным методом (43-47%)' Эткэ обусловлено усилением мобилизации и большим (в 1,3 раза по сравнению с фоном PK) использованием минерализо-

i

ванного немеченого почвенного азота растениями при внесении азотных удобрений На долю почвенного азота приходилось 64-67% общего выноса азота с урожаем кукурузы

7 За счет химической прополки возрастало использование кукурузой как меченого азота КАС и сульфата аммония (ежегодно в среднем на 5% от внесенного), так и потребление немеченого азота почвы От ингибитора нитрификации КМП в сочетании с атразином использование кукурузой меченого азота удобрений уве-

личивалось при первом и повторном их применении соответственно на 11-14% и 11- •' 16% от внесенного количества, а немеченого азота почвы соответственно на 20-29% и 26-28% по сравнению с его выносом кукурузой в вариантах с азотными удобрени- . ями без прополки. . - 7 . "

8. При внесении ингибиторов нитрификации на основе метилпиразояа,- а также • атразина и этих ингибиторов совместно с КАС основные качественные показатели . урожая зеленой массы кукурузы не ухудшались, а сбор сырого протеина с 1, га *■-значительно возрастал по сравнению с фоном ^К без прополки. В зеленой массе ' кукурузы при уборке в фазе молочной или молочно-восковой спелости зерна содержание нитратов во всех случаях не превышало ПДК, а остатков метилпиразола - , основного метаболита ингибитора нитрификации КМ П не обнаружено.

9. Концентрации КМП, вызывающие 50% подавление активности накопительной . культуры №ио$0П101Ш и жизнедеятельности свободноживущих азотфиксаторов рода * С]оЯп<)шт в чистых культурах,оказались соответственно в три раза и на порядок большими, чем ингибиторов нитрификации на основе нитралирина. В рскомендуе- -мых для практического использования дозах КМП не снижает потенциальную азот-фиксирующую способность почвы, а также численность и активность клостридиаль- ' ных азотфиксаторов в ризосфере и парующей почве. ;,

10. Совместное применение КАС с новыми ингибиторами нитрификации на основе метилпиразола (смачивающимся порошком КМП и жидким метилпиразолом в дозе 2% от N удобрения) является эффективным приемом при выращивании кукуру- ; зы на зеленую массу в изучавшемся регионе. Внесение КАС с/ совместимыми ■ почвенными гербицидами и ингибиторами нитрификации в виде баковой смеси мо- * .' жет стать важным элементом технологии возделывания различных с§гсьскохозяй- , ственных культур, обеспечивающим трудо-и энергосберегающее, более эколо- . гически безопасное комплексное применение этих средств химизации земледелия в соответствующих условиях. * , . . ; . • • ,";;-• • ч V •: ' :.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ.ДИССЕРТАЦИИ: . : 4

1. Муравин ЭЛ., Хрушкова ТА.;Журавлева И.Б. (Липшнская И,Б.). Влияние различных концентраций ингибиторов нитрификации на окисление аммония накопительной культурой Шгтеотопаз // Вопросы рационального использования удобрений. М.', ТСХА, ■ • 1985,с.25-30. , У } ■ \ ■'•'■..'.-.-V,

2. Потребление "экстра-азота", растениями и несимбнотическая аэотфиксация в почве при использовании ингибиторов нитрификации / Муравин ЭА:, Сидоренко ОД., Хруш- . кова Т.А., Журавлева'И.Б. (Литвинская И.Б.). // Микроорганизмы, их роль в плодородии: почвы и охране окружающей среды. М., ТСХА, 1985, с. 60-66. ^ > ,

3 Сравнительная оценка ингибируюшего нитрификацию действия КМП и препаратов на основе нитралирина и АТС / Муравин ЭА-, Хрушкоча ТА., Журавлева И Б (Литвинская И Б ), Писарева Е.С // Перспективы использования ин-ибитороа нитрификации для повышения эффективности азотных удобрений М , Основхим, НИУИФ 198ь, с.12-13

4 Совместное применение ингибиторов нитрификации и почвенных гербицидов с КАС в интенсивных технологиях / Муравин Э.А., Калинин В.А., Калинина Т С Берку-това И Б (Литвинская И Б ) // Применение ингибиторов нитрификации для повышения эффективности азотных удобрений Тез всесоюзн совещ М, НИУИФ 1990, с 95 96

5 Литвинская И Б Эффективность и использование растениями азота КАС мри совместном применении с ингибиторами нитрификации под кукурузу на серых чешых почвах Депонированная рукопись ТСХА, МСХ России М , 1992 58 с Библ 26 41/54 ВС 92 ВИНИТИ АПК.

Объем I1/« п. л.

Тираж 100

Заказ 653

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