Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ТРАНСФОРМАЦИЯ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВНЕСЕНИИ ПОД ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ НА ТИПИЧНОМ ЧЕРНОЗЕМЕ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ЭРОДИРОВАННОСТИ В ЦЧЗ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ТРАНСФОРМАЦИЯ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВНЕСЕНИИ ПОД ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ НА ТИПИЧНОМ ЧЕРНОЗЕМЕ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ЭРОДИРОВАННОСТИ В ЦЧЗ"

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ УДОБРЕНИЯ И АГРОПОЧВОВЕДЕНИЯ имени Д. Н. ПРЯНИШНИКОВА

На правах рукописи

ВИНОГРАДОВ Юрий Александрович

УДК 631,416.1 : 631.454 : 631.459.01

ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ТРАНСФОРМАЦИЯ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВНЕСЕНИИ ПОД ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ НА ТИПИЧНОМ ЧЕРНОЗЕМЕ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ЭРОДИРОВАННОСТИ В ЦЧЗ

Специальность 06.01.04 — агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1088

Работа выполнена во Всесоюзном научно-Ис<; ледов атель-ском институте земледелия и защиты почв от эрозии.

Научный руководитель — академик ВАСХНИЛ Д. А Ко-реньков.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук Болдырев Н. К., кандидат сельскохозяйственных наук Киднн В, В.

Ведущее предприятие — ЦИНАО.

Защита состоится «А6» . . . . 198 9 г.

в « /У » час. кСОъ мин. на заседании специализированного совета Д 020.09.01 при Всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте удобрений и аг-ропочвоведения им. Д. Н. Прянишникова-

Отзывы на автореферат просим присылать в двух экземплярах по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 31, ВИУА. Ученому секретарю совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИУА,

Автореферат разослан « . 198/ г.

Ученый секретарь специализированного совета — доктор сельскохозяйственных наук

Л. П. ВоллеЙдт

Актуальность темы. 3 соответствии о решениями ХХУП съезда 1<ПСС первостепенной задачей развития сельского хозяйства на современном этапе является высокоэффективное и.агроэкологически безопасное использование все возрастающих количеств удобрений с цель» увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. Рациональное применение удобрений на конкретном поле, рабочем участке требует установления и количественной оценки связей эффективности применяемых удобрений и механизмов их трансформации с элементами плодородия почвы, в первуо очередь, с ее агрохимическими показателями, а также с агротехническими мероприятиями и погодными условиями,

В Центральночерноземной зоне наиболее остро стоит про б лама рационального применения азотных.удобрений, так как азот в питании растений находится здесь.в первом минимуме^ Поэтому познание процессов превращения азота удобрений и. почвы и определение эффективности азотных удобрений при разном уровне плодородия почв является актуальнейшей задачей как в научном, так и в производственном отношении. .

Цель.и задачи исследований.' Целы» настоящей работы 'являлось определение основных- путей трансформации-азота удобрений в почве под зерновыми культурами, установление количественных характеристик его баланса в системе почва-растение и способов повышения эффективности азотных удобрений- при разном уровне плодородия типичных черноземов .

В связи с этим; основные задачи исследований заключались в ' следующем: .■"■ ...". : V'--:""'.■..'■

I,. Изучить баланс азота удобрений под зерновыми культурами. 2. Установить количественные закономерности,трансформации азота удобрений в типичных ..черноземах, различающихся степень»

Г': »¡.а иЗлмтт ■■ ■ ■'■1 С*.Г 1:4 ¿Екща

зродированности.

3» Изучить особенности потребления азота удобрений зер-новымиькультурами с различной глубины почвенного профиля.

4. Определить зависимость урожайности зерновых культур от условия азотного питания и исходного плодородия почв.

5. Определить оптимальный уровень насыдения типичных черноземов разного уровня плодородия азотом удобрений под зерновыми культурен и.

^аучная новизна. Впервые получены данные, характеризующие влияние эродированное™ почвы на баланс азота удобрений под зерновыми культурами и трансформацию азота.удобрений- в типичных черноземах* Получены новые данные о закономерностях потребления зерновыми культурами запасов минерального азота в почвенном профиле. Для зерновцх культур установлена количественная зависимость эффективности азотных удобрений от условия их фосфорного питания на типичных черноземах ЦЧЗ.

Практическая,значимость работы. В результате проведенных исследований дана количественная оценка баланса и процессов трансформации азота удобрений в системе почва-растение ка типичных черноземах* различающихся степенью эродиро-ванности, оценена взаимосвязь эффективности азотных удобрений и уровня фосфорного питания зерновых культур, что является необходимым для совершенствования методики расчета доз азотйых удобрений спелы» повышения их эффективности и разработки рекомендаций по сохранении и повшению плодородия типичных черноземов ЦЧЗ.

Данные о возможности применения в полевых условиях экономически более выгодной обедненной.по ^/У формы азота

■ ■ 3

удеСрений мопут быть использованы как методическая основа в исследованиях процесса потребления азотаудобрения сельскохозяйственными культурами.

Апробация и публикации. Основные положения диссертации докладывались на научно-производственной конференции " роль молодь« ученых и специалистов в развитии Агропромышленного комплекса" (Свердловск, 1988), По итогам конкурса-конференции на лучшую научно-техническую разработку года, посвященном 70-■ летию Октября (ВНИИЗ и ЗПЭ, Курск) работе присуждено третье . место. ^

По материалам диссертации опубликовано 3 статьи.

' Объем и структура работы. Диссертация изложена на 95 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех . глав*-общих.выводов и предложений; содержит 25 таблиц, 3 ри-■ сунна и приложения. Список литературы включает 223 наименования, в том числе 79 на иностранных'языках.

_ Содержание работы

Глава I. СОВРЕМЕННЫЕ ПКЭДСТАВЛЕШЯ О БАЛАНСЕ.И TFAH- .

' С50РШИЯ АЗОТА: УДОБРЕНИЙ В ПОЧВЕ И ПУТЯХ ПОВЫШЕНИЯ ЭМЕКТИВНОСТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

'-■' (Литературный обзор)

В главе дается краткий обзор литературы по изучению баланса азота удобрения в системе почва-растение, рассмотрены факторы, определяющие соотновение его элементов* Дан анализ ' > . современных представлений о причинах возникновения и величине "зкстраи-аэота. , Подробно проанализированы результаты советских .' •и эарубеяных исследований процессов трансформации азота удоб--. рений:в органическом, веществ© почв/ их. направленности в эави-

симости от разнообразных условий» На основе литературного материала показана необходимость учета запасов минерального азота пЬчвениого профиля для,оптимизации азотного питания сельскохозяйственных хулъгур 11 определения, в связи с этим, оптимальных сроков и глубины отбора почвенных гроб..

В заключительной части обзора приводятся сведения о современном состоянии г|лодородия черноземов ЦЧЗ и о зависимости эффективности азотных удобрений от агрохимических свойств

почв, . .

; В главе дается

также обзор литературы о возможности ис-

пользования в агрохимических исследованиях экономически.более выгодной обедненной |о ^А/ фораы азота удобрения, '

Обобщение и анализ научной литературы по выбранной теме, исследований показал! слабую ее разработанность на тюзичти черноземах ЦЧЗ и позволили определить наиболее актуальные вопросы исследований,| •

Глава 2» П0ЧБ£Шр-ГЕО;ЮР5ОЛ0П1ЧЕСК>!Е, ПОГОДНЫЕ УШШЯ и 1:стод1ш'пршадшя ИССЛЕДОВАНИЯ

Hill

2.1. Исследование проводились.в 1934-1987 годах на территории землепользования ОППХ.ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии (Курская область, Ыедвенский.район).

Объектами.исследований являлись чернозем типичный мало-• гумусный'среушемощный]тякедосуглинистый, залегащий в приво- . дор аз дельной части-склона,; и чернозём типичныйыалогумусный тяк ело суглинистый сред|несмытый, залегащий в нижней, трети . склона шной экспозиции крутизной 5°, По морфологическим признакам.и агрохимическим свойствам выбранное объекты характерны для используемых в юшне типичшх черноземов ¿-не рек но-тел—

' ■ ' 5

лсго радиального подтипа. В пехотном сдое неэротированного .

чернозема содержание гумуса составляет в составе гуму-

са преобладает гуммновые кислоты. Среднеэродиро ванный чернозем отличается от неэ радированного меньшим содержанием гумуса в пахотном слое (4,57^) и снижение« содержания в нем свободных и связанных с полуторными окислами и кальцием фракций пу-1 мнновше кислот. ;.-.-*

2.2. Климат района исследований характеризуется умеренной континвитальностью, которая проявляется в колебаниях температуры и относительной влажности воздуха, в неравномерном распределении осадков в течение года.и по годам. Средиемного-летние; сумма осадков за год - 545 мм,. среднегодовая температура воздуха - Погодные условия период исследований отражали, в целом, особенности климата. Наиболее засушливой была весна 1064 года (Гцдротермический коэффициент равен 0,42) 1985 год можно охарактеризовать как слабоэаедшливый (Г1К«1,12) В 1936 и.1937 годах ГШ равен 1,66 и I,38 соответственно, что близко к его. среднемноголетней величине - 1,50.

2.3. Изучение баланса азота удобрений в системе почва-растение и его трансформация в почве в год внесения и в последующие два года'осуществлялось в полевом микроделяночном опыте, который в пространстве располагался даумя блоками,- по одному на неэродированном и среднеэродированном черноземе* Каждый блок состоял из двух вариантов: Р60К60 и *®/УбОРбОКбО. Повторность вариантов - трехкратная,' размер делянки - 0,25 м

времени опыт закладывался дважды: в 1904 и 1985 году. Удобрения вносились.в пахотный слой перед посевом ячменя. Последействие удобрений изучалось в посевах озимой пшеницы.

Почвенные и растительные образцы отбирались ежегодно после .уборки урокая с каждого блока и варианта»

. Изучение особенностей потребления азота удобрений сраз« личной глубины почвенного профиля зерновыми культурами и воэ-мощности использования,в исследованиях обедненной по формы азота удобрений проводилось в полевой микродедяночном опыте по следущей схеме;

I. реоксо . ■ ■

2« Р60К60 + 15/УбО на глубину 30 см

3, Рбокео + 15д/60 на глубину 60 см " 4. Р60К60<+ 15/УбО на глубину 90 см . . ■.;

5. Р60К60 + 14/УбО на глубину 30 см

6. Р60К60 + на глубину 60 см" ' "

?. реокбо + 14/Уео

на глубину 30 см

Повторность вариантов - трехкратная, размер делянки - 0*23 Ч кв. В пространстве каждый из вариантов опыта размещался .на неэродированном и среднеэродированном черноземе* Во времени опыт закладывался дважды: в 1984 и 1985 году* Удобрения вносились в пахотный слой перед посевом ячменя. Процесс использования азота одобрений ячменем изучался а динамике* для чего в период кущения и колошения, а таксе после уборки отбирались растительные обрадии с каждого варианта на обеих почвах* ■ " ■■.'■''

Влияние уровня фосфорного питания зерновых культур на эффективность азотных удобрений изучалось в полевом ыногофак торном опыте, который был заложен в 1981 году и предусматривал сяЕДУпцее чередование культур: вика-овсяная смесь на зеленый корм, озимая пшеница,. сахарная свекла, ячмень* В пространстве севооборот располагался двумя полями, исследовав-

; ■ . - 7

культура - ячмень (1933-1987 годы). Опьгг имел четырех. фшпсфву»'схему 1/8 (4x4x4x4) с ревдомизированным размещением вариантов, в которой самостоятельными факторами изучались азотные, фосфорные, калийные удобрения и четвёртый фактор -искусственно смоделированные уровни-обеспеченности почвы подвижным фосфором на повышенном уровне обеспеченности.обменным калием. Каждый фактор изучался на четырёх (включая нулевой) уровнях. Повышенный уровень обеспеченности почвы обменным калием (10,5 - 11,4 мг/100 р почвы) был создан путём разового внесения калийной соли из расчёта 600 кг/га д.в. под уравни-... тельный посев, В качестве нулевого уровня обеспеченности почвы подвижным фосфором использован уровень исходного его со. держания л почве (9,Z ± 0,2 и 10,1 * 0,3 мг/100 г почвы в первом и втором поле (соответственно) . Для создания более вьг-- соких уровней под уравнительный посев разозоя дозой был внесен суперфосфат из расчёта 700, 1400 и 2100 кг/га д.в. В ре--зультате этого созданы уровни: 12,3+0,4 - 12,7+ 0,4; 16,3 + 0,3 - 16,1 i 0,3 и 21,6 + 0,8 -16,5 ± 0,4 мг/100 г почвы в первом и втором поле, соответственно: Повторность' вариантов . в опыте трёхкратная. Размер посевной площади делдаки - 16,2 г м кв.» учётной- 6'м-кв. ; . -■■-.-''.■

Лабораторные исследования растительных'и почвенных образцов осуществлялись путём выполнения следующих видов и ые- тодов_ анализов:'в почвенных образцах. - общий азот по Кьель-далю-Исдльбауэру,: фракционный состав гумуса по Пономарёвой-Плотниховой с определением во фракциях общего азота, подвиж-■ дай фосфор по Чирикову,1 обменный калий по Масловой; в рас-' тительных образцах - общий азот по Кьельдаяо-Иодяьбауэру. ■ Изотопный состав азота'определ.<!-1ся;;масс-сяектрометрически. ,

Статистическая обработка результатов исследований осуществлялась методом дисперсионного анализа. Анализ зависимостей уро-.

4" * * . -

«айности ячменя в многофакторном опыте проводился методом регрессионного анализа. Исследования полученных уравнений проводились с использованием программ нелинейного программирова- -■; кия на машине ЕС-1032.

Глава 3. ШАНС И ТРАНСФОРМАЦИЯ АЗОТА УДОБРЕНИЯ НА

Ч2РНСВЕМАХ ТИПИЧНЫХ РАЗЛИЧНОЙ ЭРОДНРСЗАКНОСГЛ

3.1. Баланс азота удобрений под ячменем.

Исследованиями установлено, что в среднем внесенного' количества азота удобрений используется ячменей, более поло- . вины (5€й) его закрепляется в почве, неучтенные потери со- -ставляют 1йЕ'(Таблица I). Установлено также, что на величину .. указанных частей баланса существенное влияние оказывают погодные и почвенные условия*1 Так, коэффициент использования азота удобрений растениями на среднезродированиом черноземе на 7,63,36 ниже, чем на незродированном* Увеличение гидротермического коэффициента, особенно весной (1985 год)', увеличивает КИУ\ на 11,2 -15,3%. В основном погодными условиями определялась и доля азота удобрений в общем выносе азота урожаем, увеличиваясь.с 11-13% в 1984 году до 27-2435 в' 1985 году. Величина общего выноса азота также сильно зависит от погодных условий, но закономерно не вависит от эродированности почвы. Однако, затраты азота на создание единицы урожая на среднеэродиро ванном', черноземе выше, чем на неэ род про ванном, в оба года исследований, то есть азот;используется на нем менее рационально.

Исследованиями установлена высокая.дополнительная мобилизация почвенного аяота, Доля'."экстра^ааога в'ебцек выносе

9 . ..■"•■■

составляет, в среднем, 2056. Причем, на среднеэродированном черноземе, независимо от погодных условий, количество "экстра" -азота в выносе выше количества азота удобрений, что, возможно, указывает на меньшую устойчивость органического вещества среднеэродированного чернозема х минерализующим воздействиям.

. Закрепляется азот удобрений в почве в пределах слоя 0-100 сы, 70% В слое 0-20 см и 16? в слое 20-40 см. Эродиро-ванность почв в меньшей*степени, чем погодные условия, влияет на размеры закрепления азота удобрений, особенно на средне-эродированном черноземе. На неэродированном черноземе в 1985 году, а-эста удобрений закрепляется на меньше, чем в 1964 году, а не среди ¿эродированном _ йа'14&

Величина неучтенных потерь и закономерности ее изменения находятся в обратной зависимости с коэффициентом использования азота удобрения, увеличиваясь а засушливых условиях и, особенно на среднеэ род яро ванном черноземе....

Таким образом, эродирован«ость почв ведет к менее рациональному использованию азота удобрений. Имеется тенденция зависимости количественны* характеристик баланса азота удобрений от погодных условий,, более заметна она на среднеэродиро-.ванном черноземе.

. Таблица I

Баланс азота удобрений, % от внесенного количества.

Год .. Лспояь-: Осталось в по«ве ; Неуч-

' »сего : в том числе го слоям, см

дований дчмеьем . ЖНИ г поте?и -

Чернозем типичный неэ род иро ванный

19Э4 29,4-, 61,1 43,8 II, 0 3.3 3,0 следы 9,5 1985 40,6 53,8 35,3 ' 7,& 5,2 3,3 .2,5 5,6

Чернозем типичный средиеэродированный

1994 21,8 61,1 .'43,8 10,9 3,9. 2,5 следы 17,1 1985 37,1 47,1 34,2 6.8 3,6.... 2л5. следы 15,8

3.2« Трансформация азота удобрений в составе гумуса типичных черноземов .

В нАтоящее время установлено, что азот удобрений закрепляется в почве,в органических азотсодержащих соединениях, в основном, в составе гумуса* Гумус изучаемых нс-э род про вш него и ереднезродированного черноземов фульв&тно-гуиатного ти- . па. Иммобилизованный азот удобрений в год их внесения обнаружен во-всех:выделенных группах и фракциях органического вещества. Расчет» соотношения азота удобрений и природного мэота во фракциях гумуса показывают, что обогащение азотом удобрений природного азота группы гукиновых кислот меньше, чем природного азота группы фульвскислот (Таблица 2). Наибольшее относительное накопление идет в самых подвижных, легкогид-ролизуемых фракциях, а в трудногидролизуемых: соединениях оно наименьшее. Независимо от погодных условий, во фракции 2 относительно больше обогащены азотом удобрений гуминовые кислоты, а во фракции 3 - фульвокислоты. Вместе с тем, обогащение азотом удобрений органических соединений фракции I. характеризу-V ется высокой динамичностью по годам:, в засушливом 1964 году оно выше в фульвокислотах, в более благоприятном 1985 году -в гуминовых,, .

. Особенностью процесса иммобилизации вдота удобрений в гумусе среднеэродированнсго чернозема, в сравнении с незро-дированным, является наименьшее обогащение в группе фульво-.' кислот органических соединений фракции 2. что,предположительно , являётся'следствием' большей скорости на средн«эродированком черноэемепроиесса реминералиэации азота удобрений, ко торий частично идетуже в год их внесения.В ралькеГш.еу процесс ре-мйнералй

ТаОлииа 2

Соотношение азота удобрения и обцего азота во фракциях гумуса, % азота даобр./ % общ. азота •

Год -исследований

' Пушшовие кислоты

1.

2

3 : сукна

íy.tbBO кисло ты

фракции

la : I

: Негнд-■роли-:эусмыЛ , остаток

.-■'.; Чернозем типичный незрсдированшй

1534 . 0,93 .; 0,86 . О»49 ' 0,78 ' 1,36 1,32 0,58 0,51 0,90 1,12

1535 1,13 0.1S . 0,37 . 0,78 1,63 I.II 0,57 0,56 0,36 I.CS

Чернозем типичный среднезродировакный

■1934/.- 0,58 0,?6 ' 0,43' 0,69 1,39 0,98 0,52 0,64 0,86 1,22

■I96Ó ' 1,40 0,74 0,72 0,80 1,47 1,20 .0,53 0,00 0,96 . 1,04

Телица 3

Динамика иммобилизованного в составе гумуса азота удобрений

Год : Год : Убыль : Гуиинорые кислоты : фульво кисло ты : Негцд-

, внесе-; после-: иыыоби-: <'.....—■■ ■- -----------:—- --------- ■ -.....■- ■ : ¡ши-

нка : дейст- лиэо- : -- фракции . : фракции - ; зуемый

■ удоб- : вил : : ванного: " ■ " ■ ■ ■ ■:-1-; остаток

реаий : ¡азота : 1:2 : 3 :сумма 1а : I : 2 : 3 ¡суша ;

Чернозем типичный неэродированный

. I9Ü4 . первый *0.4 -47.? - 1.1 -48.0 >18.1 -12.1 - 7^ +11.2 -26.4 -72.7

■ - 22,7 + 1,6 -30.3 -3,8 -22,8 -42,9 -29.9 -44,6 +49,3 -31,8 - 26,0

в» 2 . -ш -м -22»s '••aSifi -2м

года - 39,6 -15,9 -46,6 ♦ 1,0 -36,4 -59,5 -39,8 -92,2 - 2,2 -46,7 -36,5

1985 ' первый -31.0 -8.1 -20.0 4-25,7 - 2Л >13.0 +6.5 -6.2 -1.0 -13.7 + QjZ

- 5,8 -29,1 -15,4 +150,3 - 1,4 -36,3 +30,1 -44,0 - 3,7 -14,0 + 0.1

за 2 -ЩО -19.0 * М -Плй '-Ш + ¿J ■+ Ы -35.6

года >32,6 -63,3 -52,3 +56,7 -44,2 -56,7 +14,4 -71,6 + 1,5 -27,4 -17,6

.: Чернозем типичный среднеэродированный

I9J5 первый -fiiS -24Л + ZA '22.5 -12.4 -¿Д - 7.5 +4.1 -19.5 +

. .. - 8,4 - 2,8 -22,7 + 7,8 -13,6 -36,9 -17,8 -16,6 +12,0 -1(3,9 + 2,2

за 2 -171.0 -Iii -5LI -5дЙ -72.8 -17.3 - 4.4 -II.2- - 5.6 -38.5 - ?2.7

Г4** - 33,3 -55,6 48,2 -18,8 «44,0 -51,5 -21,2 -69,6 -17,2 -37,4 -15,9

. Примечание: над чертой - иг/делянка; под чертой - - в слое почва 0-20 см

эаиии азота удобрений усиливается. Через два года после внесения удобрений на неородированном черноземе в сдое почвы 0100 см реыинерализуется ?fi,I-25,2íS иммобилизованного количества, на средиеэродированном - 23,35» из'которого В0% в слое почвы О-S0 см, рсминерализация иммобилизованного азота идет а первую очередь в тех фракциях гумуса, органические соединения которых более л«гкогидролизуются, В группе фульвокис-лот это органические соединения фракции 2 (Таблица 3).В группе гуминовых кислот, в зависимости от погодных условий, ре-минерализация интенсивнее идет во фракции 2 или I гумуса..;

Й ходе процесса трансформации азота удобрений в трудного релизу емые соединения наблюдается накопление ^/V во фракции 3 гумуса, менее интенсивно это происходит на среднеэроди-рованном черноземе, "

Иммобилизованный азот удобрений используется растениями слабо, КИУ за деа года последействия на неэродированном черноземе равен 5,9-1,8Х.а на среди еэродированном - J.fíSor внесенного количества; Это обусловлено стабилизацией процессов трансформации азота удобрений во времени» сближением его с процессами трансформации природного азота.

Таким образом, полученные результаты позволяют предположить, что азот удобрений, первоначально закрепившись в более гцдролизуемых соединениях гумуса, в дальнейшем подвергается ■ реминералнэ&ции и трансформации в более трудмогидролиэуемые соединения. Наибольшей реыннерализацим подвергается азот удобрений иммобилизованный .в гумусовых веществах фракции 2* Эродированное» почв.ведет к усилению зависимости процессов трансформации азота удобрения от погодных условий, усилению процесса ремилизацци азота удобрений.;'

4.3. Использование ячменем азота удобрений с рал личной глубины почвенного профиля

Для практического земледелия вечно знать не только запасы и характер распределения минерального азот» по почвенному пробили,но и закономерности использования.его растениями в течение вегетации. Исследованиями установлено, что в период куцения азот удобрения используется ячменем на не?родирован-ном черноземе,с глубины 30 и 60 см, а на средьеэродированном -только с глубины 30 см и в меньшем количестве. С глубины 90 см азот удобрений в этот* период не используется. Б гвргод ко--лошбкия с увеличением глубины внесения азота удобрений веяичи-наего выноса ячменем значимо уменьшается, н.ч средне-^родиро- ■ ванном черноземе оти различия выражены более контрастно.

После уборки урожая ячменя (зерно + солона) определено, что процесс потребления азота удобрений с различной глубины почвенного профиля зависит от погодных условий вегетационного периода. На неэродированном и среднезродкрованном черноземе в формировании урожая ячменя принимает азот удобрений из слоя почвы 0-£0 см (Таблица 4). В засушливых' погоднкх условиях имеется тенденция к снижению.потребления азота удобрений -с глубины 90 см на незродиро ванном .черноземе и с глубины 60 и . 90 см на среднеэрод ированном черноземе. Это. происходит из-а а поздних1сроков потребления (после периода колошения) азота ' удобрений ячменем с указавших глубин,

В рамках исследований характера использования ячменем азота удобрений с различной глубинн почвенного профиля била.; исследована возможность применения для этого ^конечически '.'■..-' более выгодной обедненной.по (или обогащенной по

формы азота удобрений. Дисперсионныманализом.гю^ченкьк ре-

' Таблица 4

Коэффициенты использования ячменем азота удобрений,, внесенного в обогащенной по ^/У форме с.различной глубины почвенного профиля

Вариант . I--L-12Ш--

. : Урожай. : КИУ, i Урожай, : К11У, : г/дел, rf : г/дел., : #

Г (зерно+ : ; (зерно* :. *

; солома) : : солома) ;_

. Чернозем типичный.неэродированный

Г60К60 - фон • 181 - 136 -

F&0K60 + /V60 на ■ ' '

глубину 30 см ; 302 43,5 191 47,3

P60KG0 + /V60 на

глубину 60 см 192 33,0 167 41,6 Р60К60 +/УбО на .

глубину 90 см • 174 14,6 158 36.9

У Чернозем типичный сред неэ род иро ванный

Р60К60 - фон 96 120 Р60К60 + /V60 на

глубину 30 см ■ 117 21,7 178. 45,6 Рбокео + /Veo на ■■"

глубину 60 см 108 10,9 151 37,6 F60K60 + /Veo на .

глубину 90 см Ю6 6,9 144 29,8

НСР^д мекду вариантами . 19 . 12 ■' !

почвами ; Ю 7

1С. - ■ ■■

аулътатов определено, что значимых различий в величинах выноса

азота удобрений, рассчитанных по обогаа^нной и обеднённой по

^Л? Ф°рме, нот. Вычисленное значение Г - критерия равно С,5

- 1,2 , в то время как теоретическое значение V - критерия

равно 4,3,.

Глава 4.: ЭФФЕКТИВНОСТЬ А30Т1СК УДОБРЗШ И СГГСПЛЗАЦйг ИХ ДОЗ ПОД ЯЧМЕНЬ ПРИ РАЗНСМ УРОВЕЕ ССДгТ.ЙМИ ПОДВШЗЮГО 50СЮРА В ПОЧВЕ 4.1 Влияние азотных удобрений на урожайность ячменя Функции урожайности.ячменя в многофактернем опыто имели

вид:

у198б "-2®.! - 2,оах11,езх3 * 7,87Хт'5 ♦ -г,*зх£*5-_.

- 2,64Хз*5 + 1,63 (Х^)0,5 <П; ■

У1987 = 33,I- 7,52ХГ + 1,9ех4 + 15,52Х}'5 ♦ 2,20Хз*5+"

> 2,35 СХ^)0,5 - 2,60 СХ2Х4>0'5 , где ; (2)

• ♦ »

У - урожайность ячменя, ц/га;- -' '

' Х^.Х^Дз - испытываемые дозы, соответственно, азотных,

фосфорных и калийных удобрений.в кодированных обозначениях от 0 до 3; ;'.;... Х4 - уровень содержания подвижного фосфора в почве

в кодированных обозначениях от 0 до 3, Полученные уравнения и их члены значимы на 95$ уровне при коэффициенте множественной корреляции - 0,98 - 0,84. -

Наибольшее влияние на урожайность ячменя оказывали азот- . ные удобрения. Доля вклада азотных удобрений в прибавку урожая зерна ячменя составила, в среднем, Эффективность азотных удобрений зависила от уровня фосфорного питания растений.

Ь 1986 году значимым было взаимодействие, азотньос удобрений и. уровня содержания подвижного фосфора в почве (фона)» в 1987 году - взаимодействие азотных и фосфорных удобрений. В целом, характер указанных взаимодействий в оВа года исследований одинаков: с увеличением уровня фосфорного питания прибавка урожая зерна ячменя от каждой из исследуемых доз азотных удобрений возрастает, не с постепенным снижением темпа ее роста (Таблица 5).

Таблица 5

, Прибавка урожая зерна ячменя от азотных удобрений в зависимости от уровня его фосфорного питания, ц/га

Год Исследуемые иссле- даэзы азот-дований ¡них удобрений, кг/га "ï Д.в. ,

Уровни фосфорного'питания Г

_____||ш-| : повышения

: уровня 3 ; фосфорного

4 : питания

30 ■ 5,8 .7,2 7,9 8,3 2,5

: бо ■ 7,0 9,0 9,9 10,6 3,6 ,

90 . 9,9 II.I 11,8 4,4

1937 - 30 9,6 11,8 12,7 13,4 3,8

60 . , 9,9 12,9 14,2 15,2 5.3

90 .'■ 8,5 12,3 13,6 15,0 6,5

Примечание!.в качестве факторов фосфорного питания растений для 1986 года использован уровень содержания подвижного фосфора в почве (фон), для 1987 года -. исследуемые дозы фосфорных удобрений; в качестве контроля использована величина урожая безазот кого варианта на соответствующем уровне фосфорного питания, .'. . , '¡■„■Из вышеизложенного следует,, что на типичных черноземах : |д,ЧЗ пап .'»cphOBitMH культурами имеется достоверная поло кит ель-

пая связь между факторами азотного и фосфорного питания растений, то есть эффективность азотных удобрений определяется степенью сбалансированного азотного и фосфорного питания растений*

4.2. Оптимизация доз азотных удобрений, вносимж ■ под ячмень

. В изучаемой области доз удобрений расчетная максимальная, урожайность ячменя значимо выше полученной экспериментально и достигает 46,1-52,9 ц/га в 1986 и 1937 году соответственно. При этом, с увеличением уровня фона до наибольшего величина макси- ' мальной урожайности.на нем возрастала, а затраты азотных удобрений для ее создания в 1966 году не изменялись и снижались на 53$ в 1937 году, в сравнении с затратами на нулевом уровне. Однако, достижение максимальной урожайности является, как правило, экономически нецелесообразным. Для оценки экономической эффективности применяемых доз удобрений в исследованиях использован поха- -эатель условно чистого дохода. Выполненные расчеты показывает, . что для получения максимального'условно чистого дохода затраты удобрений ниже, чем для создания максимальной урожайности. При этом, величина урожайности ячменя,; обеспечивающая этот доход, ниже величины максимальной урожайности, но различия между нкми: меньше НСР на 95% уровне значимости. Очевидно; что урожайность ■ ячменя и дозы удобрений, обеспечивающие получение максимального условно чистого"дохода, можно принять за оптимальные (Таблица 6) ' Характер влияния фона на величину затрат азотных удобрений на получение I ц/га прибавки урожая зерна ячменя имел общую для . обеих лет исследований закономерность, которая заключалась в снижении их. затрат с увеличением фона. Количественная оценка • указанной зависимости позволяет использовать полученные реэуль-

Таблица 6

Оптимальная урожайность ячменя и дозы удобрений, обеспечивающие ее получение, при разных уровнях содержания подвижного фосфора в почве

Год исследований

Аргументы: Уровни содержания подвижного фосфора и ; в почве .. ■

функция : ■ — ■■■■■ — -— ....... -

. хд, «О : хч «I : х^ -2 : хц -3

1986

1907

V ' . 2,6 3,1 .. 3.4 3,6

хг ' 1,6: 1,5 1,6 1.5

хз ■ 3,6 3,6 3.6 3,6

У 40,0 ' .42,3 43,8 45,1

х! ■ ■ 1'4. 0,8 0.7 0.7

2,6 0,0 0,0 : 0.0

• 3.6 3,6 3,6 3,6

= 52,0 47,3 49,4 51,5

таты при расчетах оптимальнее доз азотных удобрений (Таблица 7). Они позволяет также прогнозировать изменение эффективности азотных удобрений при изменении содержания подвижного фосфора в почве,

1 . . Таблица 7

' Снижение затрат азотных удобрений при увеличении содержания подвижного фосфора в почве, %,

Ке^шдвЖго I Повьшенное удержание подвижного фосфора фосфора в почве, : в почва, нг/Арр г

мг710° г : 12.5 : 16,2 : 20.0

9,6 12.5 16,2

8,0

14,0 6,0

18,0 9,0 3,0

- ... 20

Таким образом, количественная оценка взаимосвязи эффективности азотных удобрения с содержанием подвижного фосфора в почве способствует более рациональному применений азотных удобрений, оптимизация доз которых должна проводиться совместно с оптимизацией доз других элементов минерального питания растений, в первую очередь, фосфорного питания, предусматривающей достижение оптимального соотношения мекду дозами фосфорных удобрений и уровнем содержания подвижного фосфора в почве.

ВЫВОДЫ

Результаты исследований баланса и трансуразили азота удобрений в системе почва-растение и оптимизация их доз мед зерновые культуры на типичных черноземах ЦЧЗ позволяют сделать следущие основные выводы:

1. Внесение азотных удобрений под зерновые культуры на исследуемых почвах является высокоэффективным, на эродированной почве эффективность их повышается.

2. Внесение азотных удобрений обуславливает дополнительную минерализацию органического азота почвы. Величина."экстра" -азота составляет, в среднем, 20й от общего содержания азота в растениях. Эродированность почв закономерного влияния на этот процесс не оказывает* '■■"'. : ■

3. Коэффициент использования азота удобрений ячменем зависит от погодных условий и составляет, в среднем, 35$ от внесенной дозы, а на средкеэродированном черноземе он снижается

до 29$. ! ■■ * '■

4. В год внесения удобрений.в почвах закрепляется, в V среднем, 56^ азота, из которого 36$ - в слое 0-40 см. Зроди-

■ .; 21

роранностъ почв значимого влияния на размеры закрепления азота удобрения не оказывает,

5. Потери азота удобрений на типичных черноземах ЦЧЗ составляют, в среднем, 65». На эродированном, черноземе они увеличивались в два раза,

6. Азот минеральных удобрений в год их внесения обна--ружен во всех виделенних группах и фракциях почвенного органического вещества. Характер его распределения аналогичен, в основном, распределению природного почвенного азота..

7. Азот удобрений первоначально закрепляется в свободных и связанных с полуторными окислами органических соединениях группы гуминовьгх и фульвокислот. Отмечена тенденция,

по которой процесс иммобилизации азота удобрений на средне-эродированном черноземе сильнее, чем на незродированном,зависит от погодных условий вегетационного периода.

8. В последействии отмечено перераспределение иммобилизованного азота удобрений по группам и фракциям органического вещества, что, вероятно, обусловлено непосредственным участием азота удобрений в процессах трансформации органических веществ почвенного гумуса.

9.- За два года последействия реминералиэуется ■ 333» иммобилизованного азота удобрений, при этом в первый год озимой пшеницей используется 522 реминераяизованного за год количества на незродированном черноземе и 30$ - на средне-эродированном, во второй год последействия на обеих:почвах используется только 7-1058 от Деминерализованного за год

• /У1

количества азота удобрений. Наибольшей реминералиэации под. вергается азот удобрений,, иммобилизованный в органических согяаненидс фракшТ гуминовых и фульвокисдо*, связанных .в

полимерном комплексе с кальцием. .

10. На неэротированном и среднеэрсдир^в^ном черноземе

. г

в формирований урожая ячменя принимал азот удобрения из слоя почвы 0-90 см. В засушливых условиях имеется тенденция к сни женио потребления азота удобрений с глубины 30 см на неэроди рованном черноземе и с глубины 60 и 90 см на средиеэротированном черноземе. '

11. На типичных черноземах ЦЧЗ отмечена положительная ' связь между эффективностью азотных удобрения и уровнем фосфорного питания растений, в результате. которой приЗавка урожая зер«а ячменя от действия азотных удобрения увеличивается на 3,2-5,4 и/га.

12. Оптимизация азотного питания зеркоБчх культур в сочетания с содержанием достаточного, количества подвижного фос фора в почве позволяет снизить затраты азотных удобрений на 'производство" продукции на 8-1Й&.

13.^Исследованиями обедненной по Ид, форме азота удобрений в полевых условиях установлено, что азот удобрений в этой форме может применяться в опытах при изучении вопросов использования азота .удобрений '.сельскохозяйственными культурами,. ■■ • . .■/* ■ ■■■ ■ '.-''.''.■■■■;■■..

. ; ;пщлшеш производству . ■ ;

.На основании полученных результатов, с.целью совершенствования методики расчета доэ удобрений при: составлении рекомендаций во их лрим^йеНию под зерновые культуры, а также . . сохранению и повышениго^лодородия типичных черноземов ЦЧЗ предлагается: : .'-..■:[..-■. ,. ■. .. -;■-. -'.■:',

I, Учитывать зепас.ы минерального азота из слоя почвы , 0-90 см для]оптимизации доз азотных удобрений1под зерновые .

культуры.'-

2. Проводить оптимизаций доз азотных удобрений под зерновые культуры с учетом количественной оценки взаимосвязи эффективности азотных удобрений с содержанием подвижного фосфора в почве, которая дает также возможность прогнозировать изменение эффективности азотных удобрения при изменении содержания подвижного фосфора в почве,. ,

3. Использовать научно-исследовательскими учреждениями ЦЧЗ метод обогащенного и обедненного по ад о та удобрений для получения количественных характеристик различных статей

баланса внесенного азота, а также выявления характера превра-

... *

. щешя его в органическом вацестве изучаемых почв.

По материалам диссертации опубликованы следующие статьи;

1. Виноградов ТЗ,А»,. Хмоленко у.И, Определение потребления минерального азота почвы зерновзди культурами с применением стабильных изотопов // Билл. ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии. - 1937. -Вып. 3. -С. 39-41. - ■

2.-Виноградов С.А., Хмоленко М.И. Баланс и трансформация азота удобрений в типичных черноземах 1£13 под зерновыми кулмзрами // Балл. ВИКИ земледёлияи защиты почв от эрозии.-1987. -.Вып. 4. -С. 33-37. - _ ; .

3..Виноградов О.А., Хмоленко М.И. Особенности баланса и трансформации азота удобрений в типичтк черноземах ЦЧЗ // Роль молодых ученых и специалистов в развитии Агропромышленного комплекса. Свердловск» 1988. Тез.докл. -Свердловск,1908. -С. 19. . л

Л-38792 7.Х [1.88 г. Объем 1 Чг п. л. Заказ 3034. Тираж 100

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