Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эколого-агрохимические аспекты регулирования азотного режима черноземных почв лесостепи Среднего Поволжья

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-агрохимические аспекты регулирования азотного режима черноземных почв лесостепи Среднего Поволжья"

На правах рукописи

НАДЕЖКИНА ЕЛЕНА ВАЛЕНТИНОВНА

ЭКОЛОГО-АГРОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ АЗОТНОГО РЕЖИМА ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 03.00.16 - Экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Казань - 2004

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская Государственная сельскохозяйственная академия»

Научные консультанты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Официальные оппоненты: Копосов Г.Ф., д-р биол. наук, профессор

Аканова Н.И. д-р биол. наук, с.н.с. Гайсин Ш.И., д. с-х-н., профессор

Ведущее предприятие: Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия

Защита диссертации состоится 20 апреля 2004 г. в 14 часов 30 минут на заседании диссертационного Совета Д 212.081.19 при Казанском государственном университете им. В.И Ульянова-Ленина по адресу: 420008 г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. Н.И. Лобачевского Казанского государственного университета

академик РАСХН [Кореньков Д. А.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАСХН Минеев В. Г.

Автореферат разослан

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, доктор химических наук

Г.А. Евтюгин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. Лесостепное Среднее Поволжье, куда входит Пензенская, правобережье Ульяновской, часть Самарской и Саратовской областей, - обширный регион, где в сферу активного сельскохозяйственного использования вовлечено более 71% всей площади земель, играющих важную роль в производстве зерна в Российской Федерации. Расположенный на Приволжской возвышенности, он характеризуется высокой активностью эрозионных процессов, что вызвано сведением плакорной растительности зла-коворазнотравных луговых степей и лесов, распашкой кормовых угодий. Начиная с конца 18 века, когда была освоена данная территория, использование почвенных ресурсов носило эксплуатационный характер. Площадь пашни была завышена, введенные севообороты имели небольшую долю почвовос-станавливающих культур, использовались интенсивные обработки почвы с оборотом пласта, вынос биогенных элементов превышал их поступление. Все это и привело к усилению агродеградации основных почв региона - черноземов. За последние 100 лет было потеряно от 20 до 40% исходных запасов гумуса, произошло обесструктуривание почв, их переуплотнение, четко выражена тенденция к подкислению пахотного слоя (Русский чернозем, 1983; Щербаков, Васенев, 1996). Как итог: плодородие пахотных почв не воспроизводится, а продуктивный потенциал черноземов уменьшается. Сложившаяся ситуация требует разработки стратегии и тактики управления плодородием черноземов для получения максимально возможного количества сельскохозяйственной продукции высокого качества при сохранении агроресурсов, в первую очередь, почв и биоразнообразия (Добровольский, Никитин, 1990; Карпачевский, 1997; Структурно-функциональная..., 1999;).

Многими авторами предлагается компромиссная стратегия ведения сельского хозяйства (Кант, 1982; Одум, 1986; Жученко, 1990; Минеев, Деб-рецени, Мазур, 1993). Она основывается на активизации естественного биологического потенциала с введением севооборотов с повышенной долей поч-вовосстанавливаюших культур, в первую очередь бобовых, как потенциальных азотфиксаторов, поликультур, сидеральных посевов, на минимализации обработки почвы и в целом освоении адаптивно-ландшафтного земледелия (Кирюшин, 1993; Трепачев, 1999; Лопырев, Макаренко, 2001).

В то же время для компенсации элементов питания, использованных урожаями сельскохозяйственных культур, необходимы антропогенные субсидии - обязательное внесение некоторого количества минеральных удобрений, в первую очередь азотных, в умеренных дозах, с заделкой в почву. Система их использования должна основываться на биологических требованиях культур и с учетом результатов почвенной и растительной диагностики.

Проблема азота в земледелии России является одной из центральных не только в связи с первостепенной его ролью в питании растений, повышении урожайности и качества сельскохозяйственной продукции, но и вследствие широкого спектра негативного воздействия продуктов трансформации азота на окружающую среду. При интенсивном

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ]

БИБЛИОТЕКА ]

ваются процессы его иммобилизации и мобилизации. Цикл азота становится более открытым, что может приводить к нарушению динамического равновесия и изменению направленности процессов внутрипочвенной трансформации природного и технического азота. Усиление минерализации почвенного азота приводит к нарушению экологической стабильности агроэкосистем, выражающейся в появлении избыточных количеств минерального азота в окружающей среде, и как следствие - в сельскохозяйственной продукции (Ко-реньков, 1976, 1999; Сапожников, 1976; Смирнов, 1977; Гамзиков, 1981; По-мазкина, 1985; Кудеяров, 1989,2000; Муравин, 1989; Минеев, 1990; Соколов, Семенов, 1992; Janson, 1958; Jenkinson, 1987).

Поэтому количественный учет динамики изменения азотного фонда необходим как для понимания процессов, происходящих в почве, так и для разработки практических мероприятий, направленных на оптимизацию азотного режима в агроэкосистемах, в процессе которого решается двуединая задача повышения их биопродуктивности и сохранения экологически безопасной среды обитания.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлась агроэко-логическая оценка современного состояния азотного фонда черноземных почв лесостепи Среднего Поволжья и разработка научных основ экологически-ориентированной системы его использования для обеспечения роста продуктивности и устойчивости земледелия

Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи, каждая из которых имеет самостоятельное научное значение:

1. Дать агроэкологическую оценку современного состояния азотного фонда почв и его изменения в процессе сельскохозяйственного использования и различной интенсивности антропогенного воздействия.

2. Определить количественные параметры азотминерализующей способности почв как суммарной оценки трансформации азота под воздействием биотических и эдафических факторов.

3. Провести природоохранную количественную оценку комплексного использования технического, органического и биологического азота в агро-ценозах.

4. Изучить процессы миграции азота по профилю почв в зависимости от форм, доз, сроков и глубины внесения.

5. Разработать систему мер реабилитации деградированных черноземов за счет использования автогенных восстановительных сукцессии растительности - фитомелиорантов (многолетних бобовых трав), биомелиорантов (навоза, соломы, сидератов) и химической мелиорации, исключающих развитие негативных процессов при использовании азотных удобрений.

Научная новизна. Проведен системно-экологический анализ основных составляющих азотного фонда недонасыщенных черноземов, и разработана система показателей для оценки его в условиях правобережной лесостепи Среднего Поволжья. Установлены закономерности трансформации азота почвы в зависимости от различной интенсивности антропогенного воздействия.

Выявленные количественные параметры азотминерализующей способности почв в зависимости от подтиповых особенностей, реакции почвенной среды, использования агрохимических средств дают возможность корректировать дозы азотных удобрений под зерновые культуры, делая их более безопасными для окружающей среды.

Проведена количественная оценка баланса азота l5N и особенности его трансформации на черноземах с различной реакцией среды и степенью окультуренности в зависимости от доз, сроков, способов и форм применения азотных удобрений. Выявлены факторы образования «экстра»-азота и его потребления растениями при использовании различных средств химизации.

На основе выявленных взаимосвязей показателей азотного режима почвы и продуктивности сельскохозяйственных культур дана агроэкологическая и природоохранная оценка известкования черноземов и разработана модель, позволяющая выбрать для конкретных условий Поволжья эффективные и безопасные приемы использования и сочетания технического, биологического и органического азота.

Установлены экологические функции азотных удобрений: агрономическая и физиологическая их эффективность в зависимости от комплекса эда-фических, абиотических и антропогенных факторов. Основные положения, выносимые на защиту:

агроэкологическая оценка азотного фонда черноземных почв лесостепи Среднего Поволжья и направленности его трансформации в зависимости от интенсивности агрогенного воздействия;

азотминерализующая способность и динамика накопления доступного азота как показатели прогноза обеспеченности им получения запланированного урожая культур в агроценозе;

количественная оценка статей баланса азота при различной реакции почвенной среды, дозах, сроках, способах и формах применения азотных удобрений, а также принципы регулирования участия азота почвы, удобрений и «экстра»-азота в формировании урожая и качества зерна пшеницы;

агроэкологическая концепция управления азотным режимом недона-сыщенных черноземных почв и продуктивностью сельскохозяйственных культур путем известкования и системой других приемов антропогенного воздействия на почвенный покров.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Установленные с использованием закономерности трансформации азота удобрений в агросистеме позволяют на научной экологической основе совершенствовать приемы оптимизации азотного питания зерновых культур, повысить эффективность использования агрохимических средств и снизить опасность загрязнения ими окружающей среды.

Результаты изучения азотминерализующей способности почв дают возможность с достаточной точностью устанавливать величины доступного для растений азота в течение предстоящего вегетационного периода и прогнозировать потребность в азотных удобрениях под планируемый урожай яровой пшеницы.

Выявленные размеры и состав потерь азота из почвы в результате вымывания и газообразных потерь при различных условиях применения удобрений позволяют оценить влияние сельскохозяйственного загрязнения биосферы и прогнозировать пути его снижения.

В условиях ухудшения экологической ситуации, прогрессирующего подкисления черноземов известкование стабилизирует почвенное плодородие, улучшает реакцию среды и азотный режим за счет активизации процессов мобилизации почвенного азота, способствует повышению коэффициентов использования азота растениями и снижает размеры потерь. Это дает возможность снизить дозы азотных удобрений, необходимых для получения запланированных урожаев, улучшить состояние окружающей среды.

Предложенные рекомендации по известкованию черноземов в сочетании с использованием агрохимических средств используются при разработке нормативов расхода известковых материалов для оптимизации реакции почвенной среды.

Теоретические положения и результаты экспериментальных исследований нашли отражение в рекомендациях по различным аспектам применения известкования и других удобрений. Они включены в «Рекомендации по известкованию черноземных почв Пензенской области», «Краткий справочник агронома», а также в учебные пособия:

«Экологические факторы и их воздействие на организм» (гриф Министерства образования РФ);

«Землеведение», «Методы экологических исследований», «Почвенная биология», «Химия окружающей среды (с грифами Министерства сельского хозяйства РФ);

«Экологические проблемы геосферы», «Эколого-экономическая и энергетическая оценка агроэкосистем», «Основы радиоэкологии», «Практикум по экологии и химии окружающей среды» (с грифами УМО вузов РФ по агрономическому образованию).

Основные теоретические положения и практические результаты диссертационной работы используются при чтении специальных курсов в Пензенской ГСХА и Пензенском государственном педагогическом университете.

Апробация работы. Результаты научных исследований были доложены на 30-ти Международных, Всероссийских и региональных конференциях (1989-2003), в том числе на Международных конференциях Географической сети опытов с удобрениями ВИУА (1995,1996,1998,2001,2002), Почвенном институте им. В.В. Докучаева (1997,1998,2001); МГУ им. Ломоносова (1996, 1998); 2-ом и 3-ем съездах общества почвоведов России (Санкт-Петербург, 1996, Суздаль 2000); выездном заседании президиума РАЕН «Эколого-экономические проблемы лесостепных регионов» (Пенза,1997).

Публикации По результатам исследований опубликовано 120 научных работ объемом более 40 печатных листов, в т.ч. 2 монографии, 17 статей ы центральных журналах и 36 в сборниках материалов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и выводов. Работа изложена на 263 страницах машинописного текста, содер-

жит 101 таблицу, 25 рисунков, 44 приложения. Список использованной литературы включает 470 наименований, в т.ч. 86 иностранных авторов.

Все научные положения диссертации разработаны лично автором. В решении отдельных вопросов в разное время принимали участие Ю.В. Коря-гин, СМ Надежкин, Т.А. Власова, Г.Е. Гришин; некоторые экспериментальные данные получены совместно с К.К. Лазаревым, Е.Г. Сильновой, которым автор выражает искреннюю благодарность.

Особая признательность научному консультанту академику РАСХН В.Г. Минееву, профессорам А.Ф. Блинохватову, О.А. Соколову, Э.А. Мура-вину, И. А. Шильникову за методические советы и поддержку при подготовке диссератции.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектами изучения являлись автоморфные черноземы (оподзоленные, выщелоченные, типичные) различного гранулометрического состава Пензенской, правобережье Ульяновской, Самарской и Саратовской областей. Полевые опыты проводились в учхозе ПГСХА, хозяйствах Пензенской области и заповеднике «Приволжская лесостепь».

Основной фон почвенного покрова региона на 71% представлен черноземами - оподзоленными, выщелоченными, типичными и на 22% - серыми лесными почвами. Среди подтипов черноземов преобладают выщелоченные. Характерной особенностью черноземов центральной лесостепи Среднего Поволжья является недонасышенность основаниями и значительная доля водорода в ППК. Наибольший процент кислых черноземов отмечается в Пензенской области. По мере подкисления уменьшается устойчивость агроэко-систем к атропогенному воздействию, что связано в первую очередь с потерей кальция из почвенно-поглощающего комплекса. При подкислении, меняется ход и направленность процессов трансформации азотсодержащих соединений почвы и обеспеченность растений азотным питанием.

Своеобразие лесостепного ландшафта обусловлено в значительной мере климатическими особенностями зоны: в летний период возрастает солнечная радиация, повышаются средние температуры, одновременно понижается количество атмосферных осадков. Осадки выпадают неравномерно: влажные годы и месяцы чередуются с засушливыми. Среднемноголетнее количество осадков составляет на юго-востоке зоны 350-400 мм, в северо-западных районах - 400-500 мм; больше всего их выпадает в июле месяце. Засухи и суховеи наблюдаются достаточно часто (в среднем один раз в 3 года), что создает угрозу урожаям сельскохозяйственных культур. Продолжительность вегетационного периода составляет 145-170 дней, сумма активных температур -2100-2400 °С, среднегодовая температура воздуха +1,0 +4,0°С. Гидротермический коэффициент за период вегетации в среднем колеблется от 0,8 до 1,1;

в засушливые годы в отдельные периоды он снижается до 0,4, а во влажные -увеличивается до 1,5-1,7.

За период исследований (1985-2002 гг.) достаточным увлажнением характеризовались четыре года (1989, 1990, 1993, 1994 гг.), умеренным - пять лет (1985, 1987, 1991, 1992, 1997 гг.), засушливым - шесть лет (1988, 1995, 1999- 2002), крайне засушливым -три года (1986,1996,1998 гг.).

Условия и методы проведения исследований

Исследования проводились путем сравнительно-географического и сравнительно-аналитического методов, стационарных методов наблюдений в сочетании с моделированием в полевых и лабораторных условиях.

Для изучения азотного фонда использовались образцы почвы парных разрезов (целина, залежь - пашня), заложенных в период маршрутных экспедиций, стационарных наблюдений в заповеднике «Приволжская лесостепь». При заложении почвенных разрезов использован принцип единственного различия (почвы различались только способом использования).

Для оценки современного состояния физико-химических свойств черноземов проанализированы результаты массовых обследований почв института «Волгогипрозем» и других научных и учебных учреждений региона. На основании этого сформирована выборка из 1028 объектов.

Изучение изменений азотного фонда черноземов и его составляющих под действием антропогенного воздействия проводилось в многолетнем (с 1980 г.) стационарном опыте с разными системами и-дозами удобрений (NoPoKoi N«P47K5I; NsiPtsK«; NiuPniKiri) на двух фонах навоза (5 и 1О т/га севооборотной пашни) в зернопропашном севообороте.

Выяснение экологической роли разных видов органических удобрений проводилось в стационарном полевом опыте. Схема его (2x7)3 со следующими факторами и градациями: А - минеральные удобрения: (NoPoKo и NwPsoK«,); В - органические удобрения (1- без удобрений; 2 - навоз 50 т/га; 3 - солома 5 т/га; 4 - редька масличная (Raphanus sativus); 5 - донник белый однолетний (Melilotus albus); 6 - редька +солома; 7 - донник + солома).

Для определения роли известкования в изменении свойств кислых черноземов и продуктивности сельскохозяйственных культур изучали закономерности действия и взаимодействия доломитовой муки и минеральных удобрений в полевых опытах, проводившихся по схеме (6х4)хЗ, которая предусматривала изучение 6 доз доломитовой муки (в долях г.к. 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 и 2,5) и четырех уровней минерального питания (NoPoKoi N30-44P30-37K3M7;

Опыты были заложены в трех почвенно-климатических зонах Пензенской области на черноземах: выщелоченном и оподзоленном (тяжело- и среднесуглинистом).

Изучение основных приемов управления плодородием почв — севооборотов, известкования и систем удобрения с использованием сидератов - проводилось в стационарном опыте (Зх2х9)х4 со следующими факторами и градациями: А - севообороты: 1- зернопаропропашной; 2- зернопропашной; 3 -зернотравянопропашной; Б - известкование: 1- без извести (контроль), 2 -

известкование по 1,0 Нг, В - системы удобрений: 1 - биологическая нулевая (контроль), 2 - органическая, 3 - минеральная минимальная, 4 - органо-минеральная минимальная, 5 - органо-минеральная минимальная с пожнивной сидерацией, 6 - минеральная интенсивная, 7 - органо-минеральная интенсивная.

Все опыты в учхозе ПГСХА проводились на черноземе выщелоченном среднемощном среднегумусном тяжелосуглинистом на покровном карбонатном суглинке, имеющем в пахотном слое следующие исходные агрохимические показатели: рНы - 4,35-5,2; Ц. - 5,8-113 мг-экв/100 г почвы; 8 - 26,233,8 мг-экв; V -74,1-80,8%; содержание гумуса (по Тюрину) 6,02-6,80%; общего азота - 0,349-0,402%; подвижного фосфора 53-108 мг и обменного калия (по Чирикову) 92-146 мг/кг почвы.

Приемы оптимизации использования азотных удобрений (формы, сроки, дозы и способы внесения удобрений) изучались в краткосрочных опытах.

Трансформация азота удобрений и почвы (определение «экстра»-азота, процессов минерализации-иммобилизации, нетто-минерализации, потерь азота, ассоциативной фиксации азота) проводилось в микрополевых и вегетационных опытах с использованием индикаторно-изотопного метода с применением ^ в составе NH.N0, (20,26; 23,80; 24,52 и 31,18 ат%), ^Ы4)2804 (49,34; 50,12 и 92,00 ат.%), зеленой массы донника и соломы (с избытком 26,08-35,64 ат%), микробной биомассы (28,13 ат%).

Определение влияния уровня рН на биологические, физико-химические свойства, азотный фонд, продуктивность и качество зерна 6 сортов яровой мягкой пшеницы, величину ассоциативной азотфиксации проводилось в модельном микропалевом опыте. Уровни рНы от 4,5 до 7,5 с интервалом 0,5 ед. были созданы путем внесения в почву НО и СаСО3.

Исследование состава, свойств почв (агрохимических, физических, биологических и энзиматических) и режимные наблюдения проводили общепринятыми методами. При применении удобрений, меченых 15К, выделение азота проводили дистилляционным методом по Къельдалю-Йодльбауэру с анализом изотопного состава масс-спектрометрическим методом. В составе легкоразлагаемого органического вещества ЛОВ выделялся по Ганжаре с соавторами (1987), азот по Къельдалю.

Экстра»-азот вычисляли по Семенову (1999): 1 - по разнице выноса азота растениями на вариантах КРК и РК (ЭАр); 2 - по разнице сумм выноса почвенного азота растениями и содержащегося в почве 14^н. (ЭАб); 3 - по разнице величин нетто-минерализации азота почвы на вариантах КРК и РК (ЭАн). Величину нетто-минерализации рассчитывали по Кудеярову (1989) 14К нетто-мин. = (Кмин. в почве + N в растениях + N потери + 15К иммобилизованный) - ^ в семенах + N мин. первоначально присутствовавший в почве + N доза удобрения).

Количество фиксированного азота из атмосферы определяли: по разнице между инокулированными и неинокулированными вариантами (Завалин и др., 1997): N . = Н б . - Ш + N ч . + Н .), где: N . - количество

^■г ' ' ' / нол общ V уд почв экс / ' ^ нол

фиксированного азота; - общий вынос азота растениями; N - вынос азота удобрений; ]Чпмв - вынос азота почвы; ]Чэкс- количество «экстра»-азота

удобрений; - вынос азота почвы; - количество «экстра»-азота в

урожае.

Азотминерализующую способность почв определяли по Стенфорду-Смиту (1972) и Башкину-Кудеярову (1987).

Полевые и мелкоделяночные опыты закладывали по методикам ВИУА и ЦИНАО; статистическую обработку проводили по методикам в изложении Б.А. Доспехова (1985) и В.Н Перегудова. (1968) с использованием пакетов прикладных статистических программ 81аИ8Ика и Statgгagfics.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ АЗОТНОГО ФОНДА ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ

Вопрос о природе и запасах почвенного азота подробно рассмотрен в ряде крупных работ (Тюрин, 1937; Кононова, 1956; Адерихин, Щербаков, 1970; Кук, 1973; Кореньков, 1976; Славнина, 1978; Колоскова, 1979; Гамзи-ков, 1981; Бгешпег, 1965 и др.).

Вместе с тем, региональные абиотические условия почвообразования накладывают отпечаток на количественный и качественный состав азотсодержащих соединений в почвах. Для черноземов естественных ценозов лесостепи Приволжской возвышенности характерно большее содержание азота по сравнению с аналогичными почвами ЦЧО и Западной Сибири (Щербаков, 1968; Гамзиков, 1981).

В среднем, в верхнем слое этих почв содержание общего азота составляет: в выщелоченных 0,419% (с колебаниями от 0,312 до 0,543%), оподзо-ленных 0,275 (0,239-0,313) и в типичных - 0,424% (0,372-0,434%) (табл. I). Длительное экстенсивное использование черноземов привело к значительному снижению содержания и запасов гумуса и азота.

Азот органических соединений

Основная часть азота в черноземах лесостепи Среднего Поволжья сосредоточена в специфических гумусовых веществах (около 90% от общего количества). Это несколько больше, чем черноземах Татарии (Винокуров, Алпатьева, 1948) или ЦЧО (Адерихин, Щербаков, 1974), но несколько меньше, чем в черноземах Прсдуралья (Хазиев, 1982; Хабиров, 1993) или Западной Сибири (Гамзиков, 1981).

Остальной органический азот представлен неспецифическими соединениями (аминокислотами, аминосахарами, моноамидами и др.). Сюда же включается азот легкоразлагаемого органического вещества. Количество азота неспецифических органических веществ в изучаемых почвах невелико (5,0-5,2%). На долю легкоразлагаемого органического вещества типа детрита приходится 3,4-4,3% от общего азота почвы.

Отличительной особенностью черноземов Поволжья является невысокое содержание азотистых соединений в первой фракции гуминовых кислот

(4,5-6,7%). Во всех изученных почвах основная часть азота гумуса (60-72% от суммарного содержания в этой группе) представлена соединениями фракции 2 гуминовых кислот, предположительно связанных с кальцием.

Таблица 1

Содержание углерода и общего азота в черноземах центральной лесостепи Приволжской возвышенности

Подтип чернозема

Показатель оподзоленный, п=28 выщелоченный, п=42 типичный, п=21

Содержание в слое 0-20 см, % С 4,63+0,57(1) 6,50+0,68 6,06+0,62

3,22+0,29 (2) 5,20+0,43 4,96+0,41

N 0,393+0,043 (1) 0,524+0,048 0,518+0,041

0,275+0,037 (2) 0,419+0,028 0,424+0,031

в слое 0-20 см 11,7±0,8 12,4+1,0 11,7±0,8

Запасы, т/га в слое см 0-20 С 77±6,5 116+9,5 114+9,0

N 6,1±0,7 9,5+1,1 9,7+0,8

0-50 С 156+13,7 245±23,8 238±18,5

N 14,4+1,2 22,1+2,1 22,1+2,0

0-100 С 223±14,2 345+19,3 356+17,7

N 22,5+1,9 35,3+2,2 36,6+2,6

Примечание: 1 - целина, 2 - пашм

Использование в опытах удобрений и микробной биомассы, меченных позволило проследить за направленностью процесса иммобилизации азота и количественно определить величину его закрепления в составе гумусовых соединений. Установлено, что влияние азота удобрений на иммобили-зационно-мобилизационные процессы определяется характером использования почв, видом удобрения и погодными условиями.

В пахотном черноземе закрепление азота микробной биомассы в органическом веществе меньше, чем в целинном аналоге. Первоначальное закрепление внесенного азота происходило в наиболее простых по своему строению органических соединениях. Но уже к концу первого года иммобилизованный азот обнаруживался во всех группах и фракциях органического вещества. При этом относительное содержание ^ в подвижных фракциях гумусовых кислот (ГК-1, ФК-Ь и ФК-1) целинного чернозема было большим, чем в пахотном. Сам факт обнаружения ^ во всех фракциях гумусовых соединений свидетельствует о высокой скорости процесса закрепления и направленности его в сторону образования более сложных соединений.

В зависимости от вида удобрений абсолютное и относительное содержание иммобилизованного азота было различным. Наибольшее количество азота зеленой массы бобового сидерата закреплялось во фракциях ГК-1 и ФК-1, соломы - во фракциях ГК-2 и ФК-2. В первый год в состав подвижных

форм органического вещества включалось в 1,5-4,0 раза больше внесенного ^ по сравнению с его немечеными формами. После уборки первой культуры 9-38% внесенного аэота было обнаружено в составе легкоразлагаемого органического вещества (^|ов) И 8-42% в лабильных гумусовых кислотах ^лгк).

К концу четвертого года содержание меченого азота уменьшалось, а его количество во фракциях и группах гумуса изменялось. Максимальное снижение отмечено в группе фульвокислот, что подтверждает большую степень подвижности иммобилизованного азота в этой группе органического вещества почвы, минимальное - в группе гуминов. По-видимому, уменьшение содержания иммобилизованного азота во фракциях и группах гумуса обусловлено рядом факторов: использованием его растениями, минерализационными потерями, а также сближением процессов трансформации вновь внесенного азота с процессами трансформации природного азота почвы.

В исследуемых почвах большая часть органического азота представлена негидролизуемыми и трудногидролизуемыми соединениями (88,5-9,05 %). Наиболее высокое содержание азота этих фракций отмечается в типичных черноземах, далее идут выщелоченные и оподзолеппые (рис. 1).

Рис. 1 Фракционный состав соединений азота

черпоземов лесостепи Поволжья А- оподзоленный; Б- выщелоченный; В - типичный Азсгг. ЩЯ минеральный:Ш&а легкогидролизуемый-1 труяногидролизуемый;

I | негилролизуемый

Это позволяет заключить, что азот органического вещества черноземов лесостепи дифференцирован по устойчивости к гидролизу, что определяет региональные особенности их к высвобождению минерального азота.

Минеральные формы азота в черноземахлесостепного Поволжья

К настоящему времени имеется достаточно обширная информация о содержании, запасах и режиме минерального азота в почвах лесостепного Среднего Поволжья (Николаева, 1965; Лебедева, 1973; Власова, 1999; Сатаров, 1999).

Минеральный азот в почвах представлен в основном аммонием, нитратами и нитритами. Количество его в пахотном слое изучаемых почв составляет в среднем 2-7 % от общего азота. Запасы минерального азота возрастают в ряду черноземов: оподзоленные - выщелоченные - типичные и достигают

соответственно 120-163-164 кг/га. Более 80% от суммы минеральных соединений азота составляет необменный аммоний.

В пределах метрового профиля отношение нитратного азота и обменного аммония меняется: в верхнем 0-20 см слое оно составляет 1,7-2,3, вниз по профилю уменьшается до 0,1-0,2.

Из общего количества доступных форм азота, заключенного в метровой толще, в слое 0-20 см сосредоточено 35,7-44,5% азота.

Влияниереакции среды на азотный фонд черноземов

Антропогенное воздействие на черноземы, выразившееся в декальцинации и ускоренном развитии подкисления почв, прослеживается при сопоставлении материалов массовых обследований черноземных регионов. Так в ЦЧЗ площадь выщелоченных и оподзоленных черноземных почв с кислотной реакцией увеличилось на 13,8 % (Щербаков, Васенев, 1996; Шильников, Богомазов, Ивойлов, 1998). Наиболее существенные антропогенные изменения за 30 последних лет произошли в почвах Пензенской области.

По данным ГЦАС «Пензенский» за период с 1970 по 2000 гг. в черноземах выщелоченных содержание обменных оснований снизилось с 33,94 мэкв до 30,47 мэкв, показатель рНы уменьшился с 5,2 до 4,9 (Гришин, 2001). Площади почв с рНкаДО 5,6 составляют 93,1%, с рНы ДО 5,1 -46,4% площади пашни. В настоящее время более половины пахотных почв Пензенской области обладают сильно- и среднекислой реакцией среды.

С изменением реакции почвенной среды меняется направленность процесса минерализации азотсодержащих органических соединений. С увеличением уровня рНы содержание минерального азота и азота легкогидролизуе-мой фракции повышалось при соответствующем снижении количества его негидролизуемых форм (табл. 2).

Накопление обменного аммония и нитратного азота при изменении реакции среды происходило по-разному. С ростом кислотности (от рНы 7,5 до 4,5) содержание N-N0, снижалось с 13,4 до 1,88 мг/кг почвы, а N-NH4 - увеличивалось с 3,8 до 13,2 мг/кг.

В кислой почве активизация процесса аммонификации происходила за счет грибов и актиномицетов, в то время как число бактерий снижалось. Особенно сильно при этом страдали нитрифицирующие микроорганизмы. Число нитрификаторов при рН снизилось более чем в 7 раз по сравнению с нейтральной средой. При этом количество аммонийного азота увеличилось в 1,8 раза к исходному уровню (рН 5,15).

Нитрифицирующие микроорганизмы сильно реагировали на изменение кислотности почвы. В интервале рН 5,0-6,0 количество их выросло в 2,3 раза, а N-N03 -- в 2,5 раза, в интервале 6,0-7,0 - в 2,2 и 5,4 раза соответственно.

Наибольшая активность протеазы отмечена при рН 6,5, уреазы - при 7,0. При росте как кислотности, так и щелочности почвы активность протеазы снижалась в 2,12-2,5 раза, уреазы - в 1,17-2,2 раза по сравнению с рН 6,5, где активность ферментов была наиболее высокой.

Таблица 2

Влияние реакции среды на азотный фонд чернозема выщелоченного через 5 лет после закладки опыта.

Показатели азотного РНЫ

фонда исходный 4,5 5,5 6,5 7,5

Над. 3392 3321 3320 3318 3319

100 100 100 100 100

N-N03 + N-N11, 37 26 20 22 46

1,1 0,8 0,9 1,2 1,4

N-N11) фиксированный 142 143 139 133 133

4,2 4,3 4,2 4,0 4,0

Н,рга1ШЧ всего 3219 3158 3157 3152 3146

94,9 95,1 95,1 95,0 94,8

в т.ч неспецифических ор- 176 Ш 173 172 169

ганических веществ 5,2 5,3 5,2 5,2 5,1

из них ЛОВ 146 139 139 из 146

4,3 4,2 4,2 4,3 4,4

N гумуса 3043 2982 2985 2980 2977

89,7 89,8 89,9 89,8 89,7

N легкогидролизуемый 285 249 289 Ш 395

8,4 7,5 8,7 10,6 11,9

N трудногидролизуемый 553 538 548 ш 591

16,3 16,2 16,5 17,3 17,8

N негидролизуемый 2374 2364 2314 2220 2154

70,0 71,2 69,7 66,9 64,9

Примечание: числитель - мг/хг почвы, знаменатель - % от общего азота

Выявлена средняя зависимость между показателями рНкс1, гидролитической кислотности и содержанием нитратного азота (г = -0,52; +0,56).

Полученные данные позволяют заключить, что для активизации процессов трансформации азотсодержащих соединений в кислых черноземах необходимо регулирование реакции среды с целью обеспечения сельскохозяйственных культур минеральным азотом, и в первую очередь нитратным, за счет почвенных запасов.

Влияниеудобрений на азотный фонд

Под влиянием длительного применения различных систем удобрения удалось выявить основные изменения в азотном фонде чернозема выщелоченного. Применение минеральных удобрений приводило к достоверному росту абсолютного и относительного содержания минеральных форм азота. При внесении органических удобрений содержание минерального азота увеличивалось только в пахотном слое, а использование минеральных удобрений способствовало накоплению их и в нижней части профиля.

Увеличение содержания минерального азота в удобренной почве связано не только с внесением удобрений, но и трансформацией органического

азота почвы. Об этом свидетельствует снижение абсолютного и относительного содержания легко- и трудногидролизуемых форм и увеличение негид-ролизуемого азота в верхнем полуметровом слое удобренной почвы по сравнению с контролем.

Азотный фонд черноземов центральной части лесостепи Среднего Поволжья сложен и представлен различными по составу и свойствам соедине-

Рис. 2. Состав азотного фонда черноземов лесостепи Среднего Поволжья

Минеральный азот в диагностике азотного питания

Количественное определение доступных азотсодержащих соединений может быть одпим из критериев расчета оптимальной дозы удобрений, необходимой для получения запланированного урожая. Для диагностики азотного режима почв в разных природных зонах используются как нитратные, так и

аммонийные формы минерального азота присутствующие в почве на момент отбора проб на анализ.

Особенностью почвенной диагностики азотного питания является информация о доступности растениям нитратного и аммонийного азота из разных глубин почвенного профиля.

Для выяснения возможности использования минерального азота (N-N0^ + N-NH4+ ) в диагностических целях в модельном полевом опыте, проведенном на черноземе выщелоченном тяжелосуглинистом учхоза Пензенского СХИ, были созданы разные уровни содержания доступного растениям азота внесением сульфата аммония в дозах 20,40, 60 и 80 кг/га на фоне Р60К60 осенью под вспашку.

Азот, внесенный с осени в пахотный слой, увеличивал запасы N-N0^ + К-КН4+. Так при дозе 20 кг/га количество минерального азота в слое 0-100 см возросло на 11%, при 40 кг - на 41,6%, а при 80 кг/га - в два раза. В основном этот азот был сосредоточен в слое 0-60 см (на 83-89%). Эти данные свидетельствуют о некоторой миграции азота по профилю.

При сопоставлении данных по содержанию минерального азота с продуктивностью яровой пшеницы выявлена сильная зависимость ее урожая от количества нитратной формы азота в слое 0-60 см (г=0,859+0,067) и суммы нитратного и аммонийного азота (г=0,921+0,079). Более слабой эта связь оказалась с обменно-поглощенным аммонием (г=0,637±0,057).

Для выяснения роли азота различных горизонтов почвенного профиля в продукционном процессе яровой пшеницы нами проведены специальные исследования, в которых 15^Н4)2804 вносили на глубину 10, 30, 60 и 90 см в два срока - осенью и весной.

Степень использования азота из разных слоев черноземной почвы менялась в течение периода вегетации пшеницы. В первые фазы роста потребление азота шло, в основном, из слоя 0-30 см. В среднем за три года к периоду кущения растения пшеницы использовали 50,1-57,1% ^ сульфата аммония, внесенного на глубину 10 см и 33,9-46,1 - на глубину 30 см (рис. 4).

В период колошения - полной спелости зерна увеличивалось потребление азота из нижних горизонтов почвы, однако использование его было существенно меньшим, чем из слоя 0-60 см. Наибольшее потребление азота растениями яровой пшеницы происходило с глубины 30 (60) см. Наиболее полное использование минерального азота из пахотного слоя связано с тем, что основная масса корней сосредоточена в слое 30-60 см. При размещении азота удобрений глубже 60 см его доступность растениям снижалась (рис 3).

В среднем за 3 года наибольшее потребление азота растениями яровой пшеницы происходило при заделке 15^Н4)2804 на глубину 30 см. Меньший вынос ^ с глубины 10 см обусловлен тем, что в период интенсивного потребления его (фазы выход в трубку - колошение) верхний слой почвы пересыхал.

Установленные закономерности следует учитывать при отборе образцов для диагностических целей.

Диагностика минерализуемого фонда азота черноземньх почв -

Для прогнозирования обеспеченности растений азотом наиболее целесообразно определение азотминерализующей способности, которая характеризует оличество органического азота почвы, способного к минерализации в течение прогнозируемого вегетационного периода и включает в себя азот, поглощаемый растениями, реиммобилизуемый микроорганизмами, теряемый при вымывании и денитрификации, а также остающийся в доступной форме после окончания периода вегетации (Башкин, Кудеяров, 1985; Хабиров, 1993; Исмаилов Stanford, Smith, 1972; Nafe et al., 1983; Campbell et al., 1995; Chris-tenson, 1997; He et al., 2000).

Стенфорд и Смит (1972) считают, что доступный для минерализации фонд азотсодержащих соединений почвы (потенциал минерализации почвенного азота, No) однороден в течение всего периода вегетации и процесс минерализации подчиняется кинетике первого порядка и описывается уравнением dN/dt=kN, где N= N 0 - N t - содержание потенциально минерализуемого азота в конце интервала времени t; k - константа скорости минерализации -доля No, минерализуемая в единицу времени. Вместе с тем при определении азотминерализующей способности этим методом не учитывается воздействие удобрений на минерализационные процессы.

60 см ——90 см

Рис. 3. Динамика использования азота яровой пшеницей в зависимости от глубины осеннего внесения (15МН4)г504, среднее за 1986-1988 гг., % от внесенного, фон: А-РК, Б-ОТК

Для оценки учета воздействия вносимых удобрений на процесс минерализации был разработан метод определения минерализуемого азота, эквивалентного азоту удобрений при компостировании образцов почвы с возрастающими дозами азотных удобрений. При определении этой величины дается оценка потенциально доступного азота почвенного фонда, способного к минерализации в течение прогнозируемого вегетационного периода (Башкин,

Кудеяров, 1985)

Изучение азотминерализующей способности черноземных почв лесостепи Поволжья показало, что накопление азота зависело как от подтиповых особенностей почв, так и от характера их использования.

Наибольшим накоплением доступного азота характеризовался целинный чернозем выщелоченный, в котором за 8 недель компостирования образовывалось 305,2 мг/кг минерального азота, в типичном — 301,3 и оподзолен-ном - 278,2 мг/кг почвы (рис. 4).

В старопахотных почвах величины накопления азота были на 30,148,1% меньшими по сравнению с целинными аналогами.

Для расчета величин N использовались данные по накоплению азота за период с третьей по восьмую неделю.

Наибольшее содержание минерализуемых соединений отмечалось в целинных почвах. Оценка пула минерализуемого азота, определенного по потенциалу минерализации, показала, что снижение N по сравнению с целинными аналогами в старопахотных почвах достигает 53-61% (по Стенфор-ду-Смиту) и АМС — 55,9-50,9% (по Башкшгу- Кудеярову).

Основная причина снижения величины №>, вероятно, связана с уменьшением количества лабильных, быстрее и полнее минерализующихся компонентов азотного фонда почв: распашка почв приводила к снижению содержания N и С ЛОВ в оподзоленных - в 3,2-3,8 раза, выщелоченных - 2,8-3,1 и типичных — 2,7—3,2 раза по сравнению с почвами биоценозов.

Изучение влияния величины рНы на азотминерализующую способность почв было проведено в лабораторном и микрополевом опытах на черноземе выщелоченном тяжелосуглинистом. Определение количественных показателей N и констант скорости (к) минерализации азота в зависимости от уровня рН выявило их значительную вариабельность. Количество потенциально минерализуемого азота увеличивалось с повышением показателя рНы с 4,5 до 7,5 в 4,7 раза. При этом наибольшее накопление его происходило в интервале рНкс1 с 5,0 до 6,5 - 169-299 мг/кг почвы (табл. 3).

Скорость реакции минерализации органического азота колебалась от 3 до 14,1 мг/кг за одну неделю. При рН 4,5-5,5 она составила 3,8 мг, с повышением рН с 5,5 до 7,5 - на 9,4 мг/кг нед-1. Следует заметить, что эти данные получены при оптимальной температуре и увлажненности почвы. В полевых условиях константы скорости минерализации будут несколько меньшими даже при оптимальном уровне кислотности почвы, что обусловлено колебаниями гидротермических показателей в течение вегетационного периода.

Азотминерализующая способность с изменением величины pHkcl чернозема менялась. За вегетационный период (май—август) она увеличивалась с 78 кг/га при рН 4,5 до 188 кг/га при рН 7,0. При дальнейшем повышении рН происходило некоторое затормаживание процесса минерализации.

Наибольшая величина АМС была за три года исследований получена при рНы равном 7,0. При изменении уровня рН на 0,1 единиц азотминерализующая способность изменялась на 2,2±0,6%.

Пользуясь полученными данными и поправочным коэффициентом, можно с достаточной вероятностью прогнозировать накопление минерального азота в черноземе выщелоченном за вегетационный период с учетом реакции почвы и гидротермических условий конкретного региона, что позволит корректировать дозы внесения азотных удобрений под полевые культуры. Например, при рНы 5,0 за 14 дней может быть высвобождено из органических азотсодержащих соединений в доступной форме 22 кг/га азота, а при рН 7,0 - 76 кг/га.

Величины азотминерализующей способности почвы, согласно методу Башкина, примерно на 12% меньше, чем по методу Стенфорда-Смита, т. к. в первом случае дается оценка актуальной азотминерализующей способности, которая может иметь место в течение ближайших прогнозируемых вегетационных периодов, во втором - определяется вообще весь потенциально минерализуемый азот.

Сравнение разных способов оценки обеспеченности растений доступ-

ньш азотом, проведенное в полевом опыте, позволило выявить, что количество азота почвы, минерализуемое в течение вегетации и рассчитанное по выносу ^ урожаем яровой пшеницы (зерно + солома) с учетом коэффициентов использования азота (для засушливых условий 25,4 + 2.5%, оптимальных - 50,7 ± 3,9%), составляло 155-288 кг/га (табл. 4).

Таблица 3

Влияние уровня рН^а на количество потенциально минерализуемого

азота

Показатель РНм

4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

метод Стенфорда-Смита

Количество потенци- 78 108 169 193 299 326 370

ально минерализуемого азота (N0), мг/кг

почвы

Период полураспада 18,5 20,6 25,1 23,2 21,3 18,0 18,5

N0, недель

Константа скорости 0,038 0,034 0,028 0,049 0,033 0,039 0,038

минерализации (к),

нед"1

Минерализуемый азот за одну неделю, мг/кг 3,0 3,7 4,7 7,5 9,9 12,7 14,1

метод Башкина- Кудеярова

AMC, кг/га 78 96 131 139 160 188 173

N минерализуемый за май-август, кг/га 156 192 262 278 370 376 346

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что величины высвобождения азота в течение вегетационного периода в черноземной почве, определенные разными методами, были близки. Разница между величинами минерализуемого азота составляет 13-16%.

Указанные выше методы (по выносуСтенфорда - Смита, Башкина - Кудеярова) дают возможность с достаточно высокой точностью прогнозировать процессы минерализации органического азота при периодически -промывном водном режиме черноземов центральной лесостепи Приволжской возвышенности.

ЭКОЛОГО-АГРОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ Использованиерастениями азота удобрений

Важным показателем эффективности азотных удобрений является степень усвоения культурами внесенного азота. Исследованиями, проведенными в опытах на черноземе выщелоченном Пензенской области с использованием меченых ^ аммиачной селитры и сульфата аммония, установлено, что

эффективность действия азота удобрений, оцениваемая по степени его использования растениями яровой пшеницы, зависит от реакции среды, доз удобрений, его форм, сроков и глубины внесения, предварительной удобрен-ности почвы и определяется складывающимися погодными условиями.

Обобщение экспериментальных данных вегетационных и микрополевых опытов позволило установить, что в зависимости от реакции чернозема растения яровой пшеницы использовали от 41,9% до 54,3% азота удобрения в оптимальных условиях и 22,5-30,9% - в полевых (табл. 5).

Зависимость между показателями pHkcl и выносом азота из удобрения выражалась следующими уравнениями регрессии:

для вегетационных опытов: Иму = 15,1-4,97рН+5,60рН2 1^=0,745

для полевых опытов: ИМу =3,2+3,1 рН+8,84рН0,5 гЧ),417

где Ипу - использовано азота удобрения, % от внесенного. Таблица 4

Величины минерализуемого азота чернозема выщелоченного при вы-

Варианты Урожайность сухой Вынос уро- Запасы N-N03+ N-N11% (N0) кг/га АМС, кг/га Сумма (£), кг/га Разность, кг/га

массы, жаем перед по- (В) (С)

т/га N почвы, кг/га (А) севом пшеницы, кг/га (Б) Б + В Б + С А-Ь (Б+В) Л- Ь (Б+С)

1987 г.

N0 5,72 155 42 144 128 186 170 -31 -15

N20 6,14 172 43 163 142 206 185 -34 -13

N40 6,92 210 63 167 152 230 215 -20 -5

N60 7,88 252 93 195 152 288 245 -36 7

N,0 8,55 288 108 198 170 306 278 -18 10

1988 г.

N0 3,85 188 29 202 180 231 209 -43 -21

N,0 4,37 216 37 221 195 258 232 -42 -16

N40 4,76 248 41 247 216 288 257 -40 -9

N«0 5,32 288 63 249 223 312 286 -24 2

№о 5,43 312 84 257 220 341 224 -29 8

При недостатке влаги в период активного роста пшеницы коэффициент использования азота удобрений (КИУ) не превышал 16,6-27,9%, а при достаточном увлажнении - увеличивался до 34,2-43,5% от внесенного количества (табл. 6). При этом на кислых черноземах коэффициент использования азота в благоприятные годы выше, чем в сухие в 2,06 раза, на среднекислых - в 1,86 и на нейтральных - в 1,46 раза, т. е. неблагоприятное действие засухи на

величину использования азота удобрений можно в определенной мере устранить применением известкования.

Таблица 5

Исследованиями в микрополевом опыте выявлено, что при недостатке влаги в период активного роста пшеницы количество азота, используемого растениями, не превышало 156-310 мг/делянку. При этом увеличение дозы азота в 3 раза обеспечивало рост потребления его лишь в 1,4-1,6 раз. С улучшением влагообеспеченности количество азота удобрений возрастало до 5411854 мг/делянку.

При увеличении дозы азота с 5 до 10 мг/100 г почвы коэффициент использования азота удобрений снижался с 12,0-26,5 до 10,0-20,6% от внесенного количества. Однако при этом общее количество азота, потребленного из удобрений по мере роста их доз, увеличилось со 120-265 мг/делянку до 201412 мг.

В вегетационном опыте, проведенном на фоне известкования, выявлено, что на среднекислом черноземе при увеличении доз азота аммиачной селитры с 5 до 20 мг/100 г почвы вынос азота удобрения увеличивался с 75 да

274 мг/сосуд, на слабокислой почве - с 79 до 358 мг/сосуд. При этом наибольшее потребление азота (в % от внесенного количества) отмечено при дозах 10-15 мг/100 г почвы: 33,8-32,4% на неизвесткованной почве и 37,8-37,2% на фоне известкования.

В условиях вегетационного опыта на кислом черноземе (рНы 4,62) оптимальная доза азота под яровую пшеницу составила 10 мг/100 г почвы. При каждой последующей дозе по сравнению с предыдущей эффективность азотных удобрений снижалась (рис. 4). На черноземе с рН 5,33 коэффициент использования азота несколько повышался, а урожайность практически не изменялась.

Аналогичные данные получены и в полевом мелкоделяночном опыте, где в среднем за три года исследований по мере роста доз азота с 40 до 120 кг/га количество использованного азота удобрения не менялось.

В оптимизации азотного питания растений немаловажное значение имеет форма азота удобрения. Результатами исследований, проведенных в условиях полевого мелкоделяночного опыта, определено, что растения пшеницы потребляли больше азота из аммиачной селитры (40,4-46,6% в среднем за два года), чем из сульфата аммония (32,4-37,3%). При известковании, независимо от формы удобрения, коэффициент использования азота повышался на 2,7-10,0%.

В опытах на черноземе выщелоченном лесостепного Поволжья выявлено, что потребление азота яровой пшеницей зависело от общего уровня плодородия почвы, обусловленного ее предварительной удобренностью.

Доля азота сульфата аммония, внесенного в составе NPK в создании урожая пшеницы на черноземе, ранее не удобрявшемся, в среднем за 3 года, составила 44,5%, на фонах навоза и минеральных удобрений - 48,0%.

Известкование усиливало потребление азота на всех фонах. Однако повышение коэффициента использования было неодинаковым. Действие известкования на усвоение азота аммиачной селитры наиболее сильно проявлялось на почве, длительное время не получавшей удобрений. При этом коэффициент использования удобрений, в среднем за 3 года, увеличился на 6,5%. Влияние известкования на почве с систематическим внесением КРК на потребление вновь внесенного азота было меньше. При этом рост КИУ от доломитовой муки составил только 2,1%.

Отмеченные особенности использования вновь внесенного азота яровой пшеницей на черноземе выщелоченном в условиях Поволжья в зависимости от органической и органо-минеральной систем удобрения характерны и для других почв (Минеев, Шевцова, 1977; Кореньков, 1999; Гамзиков, Барсуков, 2001).

Использование азота удобрений во многом определяется их видом. Количество азота (15КН4)2804 в создании урожая первой культуры - озимой ржи - составляло 44,9% от внесенного, органического азота - от 5,8 до 24,6%. Прибавка урожая последующих культур формировалась в основном за счет азота почвы (табл. 7).

Таблица 7

Использование азота удобрений культурами севооборота в микрополевом опыте с применением 1 % от внесенного

Варианты Озимая рожь Просо Яровая пшеница В сумме по трем культурам

C^NHtbSO* 44,9 2,0 2,1 49,0

'^N донника 24,6 5,1 1,9 31,6

15N соломы 5,8 1,9 1,1 8,8

l5N донника+'"N соломы 13,8 4,6 1,5 19,9

соломы + ,4N донника 10,2 4,8 1,3 16,3

Дополнительное использование азота почвы при внесении азотных удобрений

В результате внешнего воздействия, вызванного использованием азотных удобрений, усиливается мобилизация минерального азота из почвенных запасов. Это явление получило название «экстра»-азота (Турчин, Берсенева, Жидких, Лобовикова, 1960; Андреева, Щеглова, 1964; Замятина, 1967; Смирнов, 1970; Сапожников, 1968; Кореньков, 1976; Кудеяров, 1989). В англоязычной литературе оно называется «затравочный» или «первичный» эффект (priming effect) (Jansson 1958; Legg, Allison, 1960; Broadbent, 1965), добавочный эффект взаимодействия - «added nitrogen interaction» - ANI (Jenkinson et al., 1985).

Для надежного прогнозирования экологической и агрономической эффективности «экстра»-азота необходимо знать условия его образования и учитывать точное количество в конкретных почвенно-климатических условиях (Кореньков, 1999).

В связи с тем, что растения при использовании азотных удобрений способны к дополнительному использованию почвенного азота на формирование урожая, нами изучены различные почвенно-агрохимические факторы, которые прямо или косвенно влияют на параметры внутрипочвенного азотного цикла.

Изучение динамики процессов минерализации органического азота в зависимости от доз применяемых азотных удобрений показало, что минерализующий эффект азотного удобрения наиболее четко проявился в начальный период вегетации растений пшеницы. Спустя 3 недели после внесения удобрений увеличение содержания минерального азота в вариантах с внесением доз азота 40-120 кг/га находилось в пределах 131-318%, а в среднем за 3 года - 170-270% по отношению к варианту РзоКзо. Определение минерального «экстра»-азота почвы в последующие фазы вегетации растений выявило ослабление минерализующего эффекта азотного удобрения, хотя даже к периоду уборки количество его составляло 17-42% к фону.

Установлено, что при использовании на фоне РзоКзо величина дополнительного использования азота почвы («экстра» - азота) по сравнению с фоном составила, в среднем за 3 года 17,1% от общего выноса, с колебаниями по годам от 188 до 441 мг/делянку.

Известкование по 1,0 Нг способствовало увеличению количества потребленного «экстра»-азота до 23,8% от общего выноса в микрополевом и с 2,8-11,4 до 15,1-29,6% в вегетационном опытах. Наибольшее положительное действие известкования на дополнительную мобилизацию почвенного азота проявлялось в варианте с использованием почвы, в течение 8 лет не получавшей удобрений.

Изучение влияния реакции среды на использование почвенного азота позволило установить, что сдвиг ее с сильнокислого до нейтрального уровня способствовал увеличению размеров потребления азота почвы в 1,7 раза. При этом величина использования «экстра»-азота увеличивалась с 41 до 168 мг/делянку или с 7,5 до 16,3% от выноса.

Большинство исследователей при изучении минерализующего эффекта азотных удобрений прибегают только к частичной оценке, т.е. к определению величин «экстра»-азота в растениях (Кореньков, 1976, 1999; Кудеяров, 1989; Муравин, 1989; Шарков, 1992; Кидин, 1993; Гамзиков, Барсукова, 2000). Однако дополнительно минерализованный азот может повторно вовлекаться во внутрипочвенный цикл азота путем иммобилизации или теряться вследствие денитрификации.

Учет превращений иммобилизованного азота, его потерь и использования растениями позволил определить размеры нетто-минерализации как результирующего показателя внутрипочвенного цикла, т.е. накопление минерального азота в результате взаимодействия двух процессов - минерализации и иммобилизации.

Количество «экстра»-азота, образованного в результате полного учета внутрипочвенного цикла превращений азота (ЭАн), было выше, чем выявленного по разнице выноса азота растениями на вариантах NPK и РК (ЭАр) и

по разнице сумм выноса почвенного азота растениями и содержащегося в почве '^„„„(ЭАб).

Между величинами «экстра»-азота, рНы и дозами азота обнаружена линейная зависимость, которая выражается следующими уравнениями регрессии (п = 32):

Наибольшая дополнительная мобилизация почвенного азота (ЭАр) происходила в черноземе при реакции среды близкой к нейтральной (рН 6.5-7.5) и составляла 0,14-0,15 единиц на единицу внесенного азота удобрения.

Как известно, микробиологические процессы в почве активно протекают при оптимальных значениях температуры и влажности, отклонение от которых приводит к изменению направленности этих процессов или их временному затуханию. Наблюдения за величиной «экстра»-азота показали, что наибольшее накопление и использование его в условиях лесостепной зоны происходит при гидротермическом коэффициенте в период вегетации яровых зерновых культур больше 0,8.

Обобщение данных микрополевых и вегетационных опытов позволило заключить, что количество «экстра»-азота, участвующего в создании урожая, составляет 2,9-15,7% от общего выноса растениями пшеницы (табл. 8). Величина урожая тесно коррелирует с размерами потребления «экстра»-азота (г= 0,64-

Дозы удобрений (40 и 120 кг/га N^N0,,) по-разному влияли на мобилизацию почвенного азота. С повышением дозы N процесс поступления «экстра» - азота в растения яровой пшеницы ингибировался и величина его была отрицательной (-331 мг/делянку в среднем за 3 года).

Основной причиной отсутствия эффекта дополнительного усвоения азота при увеличении доз с 40 до 120 кг/га является, вероятно, то обстоятельство, что при высоких дозах в почве на ранних этапах развития яровой пшеницы создается запас усвояемых его форм преимущественно за счет азота удобрения. Растения пшеницы, имеющие сравнительно короткий период интенсивного потребления азота, в значительной мере удовлетворяют свои потребности в нем именно в тот период за счет азота удобрений. Таким образом, при внесении высоких доз удобрений в растениях накапливалось меньше почвенного азота, чем в случае его небольших доз.

Аналогичная картина выявлена и в вегетационном опыте при выращивании яровой пшеницы сорта Воронежская 6, где с увеличением доз азота с 5 до 20 мг/100 г почвы дополнительное потребление почвенного азота сокращалось с 42 до -129 мг/сосуд.

Изучение сроков внесения показало, что осеннее внесение сульфата аммония, вне зависимости от глубины и фона предварительной удобренно-сти, не вызывало дополнительное использование азота почвы. Величина «экстра»-азота при внесении на глубину 10 и 30 см составляла -296-128мг/делянку, с колебаниями по годам от -419 до +254 мг/дел. Перенесение

ЭАр = 0,178рН+0^ -0.536, ЭАб = 0,206рН+0,01Ш -0.706, ЭАН = 0,244рИ-0,196К-1.27,

г = 0,82 г = 0,89 г = 0,82

0,79).

срока внесения на весну обеспечило несколько большее усвоение почвенного азота, а размеры «экстра»-азота были выше, чем при осеннем внесении на 104-192 мг/дел.

Таблица 8

Доля участия азота почвы и удобрений в формировании урожая яровой пше-

ницы в зависимости от уровня рН, % от общего выноса растениями

рН Из удоб рения Из почвы всего в т.ч. «эксгра»-азот

Мш | Мах М+ш Мш | шах | М+т шш | шах | М+ш

Вегетационные опыты, среднее по лозам 5-10 мг/100 г почвы (п=36)

<5,0 (15) 173 44,9 32,1+2,8 55,1 82,7 67,9+23 -9,0 18,1 8,5+2,1

5,01-5,50(12) 143 36,6 27,5+2,7 62,8 86,2 72,5+2,2 -3,9 24,4 11,1+23

5,51-6.00(6) 27,0 34,8 29,9+1,6 65Д 73,0 70,1+1,5 -7,1 23,9 12Д+2,0

>6,01 (3) 26,6 33,4 29,1+1,5 66,6 73,4 70,9+1,8 11,1 21,0 15,7+1,6

Уравнение регрессии У=158,7- 473рН+4,28рН2 1^=0,676 У= -58,7+473рН - 4Д8рНг ¿=0,676 У = 473 - 18,45рН + 2,17рН2 хЧ),977.

Микрополевые опыты

<5,0 (15) 13,6 72,0 35,5+3,5 28,0 86,4 64,5+4,9 -24,8 25,1 2,9+13

5,01-6,00(21) 16,1 70,5 35,7+33 29,5 83,9 64,3+5,1 -20,1 26,6 8,2+2,5

>6,01 (15) 21,2 67,2 35,5+2,9 32,8 78,8 64,8+3,7 10,8 18^ 14,7+2,9

Уравнение регрессии И=36,6-0,21рН гЧ),614 У=63,4+0,21рН гЧ),614 У=М,68+2,40РН гЦ),999

Примечание: в скобках - количество опыто-лет

Различная предварительная удобренность почвы оказывала существенное влияние на соотношение потребления азота из разных источников в вегетационном опыте. При использовании органической и органо-минеральной систем удобрения величина «экстра»- азота возрастала с 13 мг/сосуд до 49-66 мг/сосуд, или с 2,8 до 8,3-11,4% от общего выноса растениями пшеницы.

Основной причиной этого, вероятно, является снижение запасов азота в активной фазе почвы, длительное время не получавшей удобрений, на что указывали и другие исследователи (Башкин, 1987; Кудеяров, 1989; Семенов, 1999)

Обобщение экспериментальных данных позволило установить, что урожайность зерна яровой пшеницы сорта Пирамида на 26% формировалась за счет азота удобрений и на 74% за счет азота почвы, в т. ч. на 12% за счет

«экстра»-азота. Прибавки урожая зерна обусловлены поглощением азота удобрения (г =0,88), «экстра»-азота (г =0,96) и почвенного азота (г =0,66).

Уравнение множественной регрессии между прибавками урожая и потреблением азота из различных источников имело следующий вид:

¡У =4)0^298x1-0,111х2+0,635х3, где XI - использование азота из удобрений; х2- использование азота из почвы; хз- «экстра»-азот (процент от общего выноса).

Изменение кислотности с среднекислого уровня (рН < 5,0) до реакции среды, близкой к нейтральной (рН 5,51-6,0 и > 6,0), увеличивало мобилизацию почвенного азота с 0,07 до 0,21-0,30 ед на единицу внесенного азота удобрений в среднем в вегетационных опытах и с 0,02 до 0,10 - в микрополевых.

Таким образом, процессы образования «экстра»-азота, как составной части общего цикла превращений азота в системе «удобрение-почва-растение», зависят как от активности почвенных микробных и ферментных систем, так и от реакции почвенной среды, выступающей в качестве одного из основных регуляторов потоков внутрипочвенпого цикла азота.

Это имеет важное практическое значение для корректировки доз азотных удобрений и снижения антропогенной нагрузки технического азота на агроэкосистему.

Иммобилизация азотаудобрений в черноземе выщелоченном

Наряду с использованием азота удобрений происходит его иммобилизация (закрепление) в органическом веществе почвы. Иммобилизация, с одной стороны, может рассматриваться как положительное явление, препятствующее непроизводительным потерям азота, с другой - как процесс временного отчуждения азота удобрений. С течением времени иммобилизованный азот может подвергаться повторной минерализации и использоваться растениями.

В условиях лабораторного опыта, проведенного с использованием почвы, в течение 10 лет получавшей различные системы удобрения выявлено, что количество иммобилизованного азота было обусловлено микробиологической и энзиматической активностью почв. Уже через 3 дня после внесения от 8,2 до 17,1% азота закреплялось в форме органических соединений.

Иммобилизация азота удобрений определялась целым комплексом биотических и эдафических факторов, и в первую очередь, активностью микро-боценозов. Максимальное количество азота в почве (43,5-68,2% от внесенного количества) обнаружено на 30-ые сутки после внесения удобрений. В дальнейшем отмечалось постепенное снижение количества иммобилизованного азота. На 30-60-ые сутки коэффициенты корреляции между размерами закрепления азота и количеством микроорганизмов на МПА составили +0,940,98, КЛА (-0,50-0,52), олиготрофов (+0,96-0,98), педотрофов (-0,78-0,82), активностью протеазы (0,98) и уреазы (0,66-0,63).

Известкование сильнокислого чернозема изменяло направленность процессов трансформации иммобилизованного азота. Установлено, что в начале вегетации количество легкоминерализуемого и минерального азота при нейтрализации кислотности было выше, чем в неизвесткованной почве, а не-гидролизуемого - в 2,5 раза меньше. В течение вегетации устойчивость закрепленного азота возрастала, о чем свидетельствует снижение отношения 'т1лг:15Лнг с 6,4 до 1,5 или в 4,36 раза.

Распределение меченого азота во фракциях почвенного азота зависело от гидротермических условий периода вегетации. В условиях засушливых лет (ПК 0,53-0,56) закрепление азота усиливалось. Отношение органического азота к минеральному при этом составляло 43,6, а в благоприятные по увлажнению годы (ГТК 1,02-1,17)-только 10,1.

Изучение динамики содержания иммобилизованного азота в период вегетации яровой пшеницы показало, что с увеличением времени взаимодействия удобрений с почвой количество минерального азота уменьшалось. Если в фазу кущения было обнаружено 14,8% от внесенного то к уборке

его осталось только 2,5 %. При этом происходили существенные изменения в содержании меченого азота, что проявлялось в снижении количества легко-гидролизуемых форм с 30,9 до 6,8% от общего содержания ^ в почве.

Превращение различных видов удобрений значительно различалось. Определение количества закрепленного в почве азота после уборки озимой ржи показало, что при внесении в почву овсяной соломы, бедной азотом (С№ = 100), но являющейся энергетическим источником для микроорганизмов, усиливалась иммобилизация азота (табл. 9). Добавление к меченой соломе немеченой зеленой массы донника и наоборот в первом случае снижало величину иммобилизации, а во втором - увеличивало ее, что вероятно, обусловлено различиями в составе микробных ценозов, осуществляющих иммобилизаци-ониые процессы. .

Таблица 9

Иммобилизация азота удобрений в черноземе выщелоченном, % от внесенного ___ _____

Вариант N060, Ь^лов

1 2 3 1 2 3 1 2 3

С^ЪБОч 37,1 15,4 8,4 12,2 1,1 0,9 8,3 2,8 0,5

донника 62,1 41,5 30,7 19,0 5,1 4,3 16,5 6,2 3,7

соломы 85,8 72,6 59,6 38,4 17,8 13,2 41,6 25,9 20,6

донника +,4Ы соломы 74,5 58,3 39,2 29,7 8,4 7,2 32,4 16,2 13,3

соломы +|4Ы донника 69,7 61,2 47,9 30,4 12,8 10,7 36,8 21,4 16,7

Примечание: 1- через 1 год после заделки удобрений, 2- через 2 года, 3 - через 4 года

Потери азота удобрений

Изучение миграции (15МН4)г504 в течение трех лет выявило, что глубокого проникновения азота в почву не наблюдалось, хотя отбор почвенных образцов проводился до глубины 3 м. В разные годы проведения исследований наблюдалась как нисходящая, так и восходящая миграция азота. Как правило, во второй половине вегетации пшеницы происходило перемещение азота с глубины 30-90 см в верхние слои почвы.

Наибольшие потери отмечались при внесении удобрений на глубину 10 и 30 см.

Таким образом, в условиях правобережной лесостепи Среднего Поволжья на тяжелосуглинистых черноземах существенных потерь нитратного азота за счет миграции не происходит. Незначительное вымывание нитратов из пахотного слоя не вызывает их потери, т.к. корневая система зерновых культур способна использовать этот азот практически из всей метровой толщи.

Кислая реакция черноземов усиливала потери азота удобрений из пахотного слоя: при рН 4,35-4,50 они составляли 22,5-34,5% от внесенного, а при 5,2-5,3 - - 19,8-29,1%. Снижение размера потерь азота было обусловлено, в основном, усилением выноса меченого азота растениями яровой пшеницы. При росте значений рНы с 4,5 до 7,5 величина потерь снижалась в 1,4-1,6 раза.

Обобщение экспериментальных данных вегетационных и микрополевых опытов с известкованием позволило количественно описать влияние реакции среды на размеры потерь азота удобрений (табл. 10).

Учитывая, что потери азота в условиях черноземов тяжелого гранулометрического состава в результате вымывания незначительны, можно предположить, что основная их доля приходится на газообразные продукты.

Величина потерь азота во многом определяется дозами его внесения. Так, в полевых условиях при увеличении доз с 40 до 120 кг/га на фоне РзоКзо потери азота возрастали в 4,6 раза. В вегетационном опыте при возрастании доз с 5 до 20 мг/100 г почвы непроизводительные потери увеличивались 7,87,9 раза.

Срок внесения (15КН4)2804 существенного не влиял на величину потерь азота. Наибольшее воздействие оказывала глубина заделки удобрения. В среднем за 3 года исследований минимальные потери азота- 12,7-19,8% выявлены при внесении азота на глубину 90 см. Наибольшие потери отмечены при внесении на глубину 10 см - 21,0-36,1%.

ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ

На процессы формирования урожая влияет целый комплекс экологических факторов: гидротермические условия, свойства почв, обеспеченность растений элементами минерального питания. Несмотря на наличие у расте-

ний защитных механизмов, неблагоприятные факторы, в том числе и повышенная кислотность, нарушают продукционный процесс и формирование качества урожая.

Таблица 10

Потери азота удобрений на черноземе выщелоченном разного уровня кислотности, % от внесенного_

рН min | max | M+m V, %

Вегетационные опыты, среднее по дозам 5-10 мг/100 г почвы (п = 36)

<5,0(15) 14,8 41,9 25,1+2,3 28,1

5,01-5,50(12) 12,0 34,3 21,0+1,8 20,4

5,51-6,00(6) 9,2 24,4 17,5±1,4 16,5

>6,01 (3) 10,7 18,7 14,1+1,2 14,3

Уравнение регрессии n=12,9+10,5pH-l,69pH2, гЧ),999

Микрополевые опыты, п= 51

<5,0(15) 10,7 56,3 39,2+2,3 22,5

5,01-6,00(21) 8,8 46,7 28,8+2,1 19,7

>6,01 (15) 16,8 39,3 31,5+3,2 18,8

Уравнение регрессии П = 20,1+18,2рН-0,20рН2, 1^=0,740

Примечание: в скобках - количество опыто-лет

Урожайность яровой пшеницы при использовании азотныхудобрений и известковании

Изучение различных уровней рНи показало, что сорта мягкой яровой пшеницы по-разному реагируют на изменение реакции среды. Оптимальный уровень почвенной среды для сортов Л-503, Прохоровка и Лада находился в интервале 5,5-6,5, Ишеевская - 5,5-7,0, Харьковская-10 - 6,5-7,0 и Пирами-да-6,5-7,5.

Зависимость урожайности изучаемых сортов пшеницы от реакции среды чернозема выщелоченного описывалась уравнением полинома с половинными степенями (табл. 11).

Реакция среды оказывала воздействие на качество зерна пшеницы. При росте рН до 6,5-7,0 количество белка увеличивалось и было максимальным у сорта Лада при рН - 6,0; Л-503 и Прохоровка - 6,5; Ишеевская, Пирамида, Харьковская-10 - при рН 7,0.

Оптимальная величина рН для накопления сырой клейковины составила: для сортов Лада - 6,0; Л-503 и Прохоровка - 6,5; Ишеевская, Пирамида и Харьковская-10 - 7,0.

Таблица 11

Уравнения зависимости урожайности яровой пшеницы (у) от величины __рНы, за 1997-1999 гг._^

Сорта Уравнение Я2

Л-503 ■ у=-198-34,8рН+175рНи,:> 0,96

Прохоровка у=-209-36,6рН+183рН°'5 0,95

Ишеевская у^го-г^рн+норн0-5 0,96

Пирамида у=-70-11,1рН+63рН°'5 0,99

Харьковская-10 у=-122-20,8рН+109рН°'5 0,98

Лада у=-193-34,9рН+172рН°-5 0,92

В вегетационных опытах выявлено, что окупаемость единицы азота удобрений прибавкой урожая основной продукции на почве с рН > 6 (6,0-6,1) была в два раза выше по сравнению с почвой, имеющей сильно- и среднекис-лую реакцию среды.

В микрополевых опытах, проведенных с дозами азота 4,0-28,3 (в среднем 16,3) г/м2, выявлено, что урожайность пшеницы в значительной мере определялось взаимодействием кислотности и складывающимися гидротермическими особенностями периода вегетации (табл. 12). Так, при ГТК < 0,75 на почве с кислой реакцией среды (рНи < 5,0) прибавка урожайности составила всего 25,8 г/м2 (15,1% к фону). Нейтрализация кислотности и доведение уровня рН до величины > 6,0 обеспечивали рост продуктивности на 103,1 г/м2 (40,2 %).

В условиях более благоприятного сочетания температуры и влаги (ГТК > 0,75) при этих же уровнях рН прибавки урожайности составляли соответственно 65,4 и 195,5 г/м2 (27,6-60,2%)

Окупаемость 1 г азотных удобрений возрастала с 1,8 г зерна (при рН < 5,0 и ГТК < 0,75) до 9,9 г (в 5,6 раза), при благоприятных условиях ГТК и рН > 6,0.

Агрономическая эффективность азотных удобрений в значительной мере определялась процессами их внутрипочвенной трансформации и поглощением азота растениями яровой пшеницы. Коэффициенты использования азота из удобрений и поглощения азота растениями являются самостоятельными показателями, характеризующими этапы формирования эффекта от удобрений. Первый показывает характер превращения азота удобрений почве и влияние растений на эти превращения. Второй характеризует эффективность потребления растениями запасов минерального азота, сформированных из удобрения и «экстра»-азота. Поскольку процессы превращения в почве и потребления азота растениями во многом взаимосвязаны, нами установлена связь между этими показателями:

АЭ = 2,76 +0,49 КИ; г = 0,487; Ц^.о,

АЭ = 2,39 +0,72 КП; г = 0,716; ^^«м-

ФЭ = 20,7+ 0.28КИ-0,23 КП; г = 0,263; Ц^'оз.

Таблица 12

Эффективность азотных удобрений в зависимости от уровня рН и гидротермических условий периода вегетации при возделывании яровой пшеницы, _микрополевые опыты, г/м2.__

Уровень рНкс1 Урожайность зерна, г/м2

РК 1МРК Прибавка от азота Доза азота Окупаемость 1 г азота/ г урожая

Зерно

ГТК < 0,75, п = 48

<5,0 171,3 197,1 25,8 14,5 1,77

5,0-6,0 205,1 246,5 41,4 14,5 2,86

>6,0 256,2 359,3 103,1 19,8 5,21

<5,0 ГТК > 0,75, п= 16

237,3 302,7 65,4 14,5 4,51

5,0-6,0 287,9 386,5 98,6 14,5 6,80

>6,0 324,8 520,3 195,5 19,8 9,87

Сухое вещество, п = 48

<5,0 ГТК <0,75

367,1 439,1 72,0 14,5 4,97

5,0-6,0 441,5 549,2 107,7 14,5 7,43

>6,0 566,4 801,2 234,8 19,8 11,86

<5,0 ГТК > 0,75, п= 16

534,6 697,1 162,5 14,5 11,21

5,0-6,0 633,1 862,6 229,5 14,5 15,83

>6,0 685,5 1094,4 408,9 19,8 20,65

Усвоение азота представляет собой физиолого-биохимический этап его участия в продукционном процессе растений, на котором осуществляется ассимиляция поглощенных растениями N-N0, и синтез сложных органических соединений. Влияние азотных удобрений на усвоение азота оценивается показателем «физиологическая эффективность» (ФЭ), которая выражает оплату потребленного растениями азота удобрений и «экстра»-азота прибавкой урожая основной продукции (сухого вещества).

Обобщение данных исследований в полевых опытах, проведенных в 1986-2002 гг., позволило установить, что на почве с сильно- и среднекислой реакцией (рН 4,35-4,90) в условиях засушливых лет (ГТК < 0,75) прибавка урожайности зерна не превышала 0,23-0,47 т/га (соответственно при использовании ^0Р30К30 и ^Р^К^). Повышение уровня рН внесением доломитовой муки до 5,2-5,8 способствовало получению прибавок зерна в количестве 0,32-0,46 т/га. Следует отметить, что в условиях засушливого лета применение повышенных доз минеральных удобрений не оказывало положительного влияния даже при нейтрализации кислотности.

Иная картина складывалась при благоприятном сочетании тепла и влаги. При этом на кислом черноземе от указанных выше доз прибавка урожай, <-..,1.. .Ц110НАЛЫ1АЯ

|биолногскл 33 | СПетервург

' 05 КО кг

ности зерна составляла 0,52-0,66 т/га, а при нейтрализации - увеличивалась до 0,63-0,86 т/га.

Интегральной характеристикой эффективности использования минеральных удобрений и мелиорантов является их окупаемость прибавкой зерна и другой растениеводческой продукции. Установлено, что она возрастала с 2,3-5,2 кг зерна при рН 4,35-4,90 до 3,2-6,3 кг при рН 5,2-5,8.

В полевых опытах под влиянием известкования содержание белка в зерне пшеницы возрастало на 0,4-0,6%.

Оптимизация условий питания пшеницы также способствовала улучшению качества зерна. Наибольшая прибавка белка в зерне отмечена на вариантах с органо-минеральной системой удобрения на известкованном фоне.

Удобрения и известкование повлияли на величину сырой клейковины. В условиях засушливых лет содержание сырой клейковины было выше, чем в год с нормальным увлажнением. При органической и органо-минеральной системах удобрений была выявлена тенденция повышения данного показателя на 0,83,9%. Известкование способствовало росту клейковины, в среднем за годы исследований на 0,5-1,2%.

Влияние известкования и системудобрения на продуктивность полевых севооборотов

Исследованиями в стационарных полевых опытах в различных зонах Пензенской области выявлено, что эффективность использования минеральных удобрений во многом определялась уровнем рНы. На сильнокислом черноземе выщелоченном (рНкс1-4,35) продуктивность увеличивалась на 0,27-0,48 т/га з.ед. в год. Нейтрализация кислотности и доведение уровня рН до близкого к нейтральной обеспечивало повышение продуктивности на уровне 0,30-0,84 т/га з.ед. в год. При этом окупаемость 1 кг КРК на сильнокислом черноземе составляла при одинарной дозе удобрений 2,3 з.ед, при двойной и тройной 1,8-1,4 кг з.ед. соответственно. Применение мелиоранта позволило повысить окупаемость туков при одинарной дозе их использования до 2,6-4,1 кг з.ед, при двойной и тройной -до 2,0-3,2 и 1,6-2,4 кг в год, т.е. в 1,1-1,8 раза.

На черноземе оподзоленном тяжелосуглинистом устранение избыточной кислотности на неудобренном фоне способствовало росту продуктивности севооборота на 0,06-0,22 т/га з.ед. в зависимости от доз доломитовой муки. Дозы используемых минеральных удобрений не оказывали существенного влияния на эффективность доломитовой муки.

Наибольший эффект известкования выявлен на черноземе оподзоленном среднесуглинистом. В зависимости от доз доломитовой муки прирост урожайности достигал, без использования минеральных удобрений, 0,03-0,16 т/га з.ед. В среднем по уровням минерального питания под влиянием доломитовой муки продуктивность севооборота увеличивалась на 0,13-0,31 т/га з.ед. в год.

Изучение действия известкования и различных систем удобрения, проведенное в 1993-2002 гг. в различных видах полевых севооборотов, показало, что в среднем да 2 ротации в зернопаропропашном севообороте наибольшая

эффективность известкования выявлена при использовании минеральной системы удобрения и достигала 0,21-0,23 т/га з.ед. в год. При применении органической (8 т навоза на 1 га пашни в год) и ее сочетании с минеральной прибавки продуктивности от известкования были на уровне 0,10-0,24 т/га в год. В зернопропашном севообороте прибавка продуктивности от действия доломитовой муки составляла соответственно 0,25-0,25 и 0,10-0,15 т/га, в зернотравянопропашном—0,23 и 0,18-0,20 т/га з.ед.

Использование органической системы удобрения в среднем за две ротации было наиболее эффективным в зернопаропропашном севообороте (0,420,44 т/га) и наименее - в зернотравянопропашном (0,27-0,32 т/га в год).

Использование ^6_38Р26_39К26_45 способствовало получению 0,56-0,64 т/га з.ед в год в зернопаропропашном севообороте и 0,41-0,56 - в зернопропаш-ном. При этом, в отличие от органической системы, применение доломитовой муки способствовало росту эффективности минеральных удобрений на 0,05-0,14 т/га з.ед. в год.

Эффективность биологического азота в питании зерновых культур

Проблема обеспечения растений азотным питанием остается одной из наиболее важных в современном земледелии. Традиционно она решалась с использованием химически связанного азота. Актуальным становится поиск путей, способствующих увеличению доли биологического азота в обеспечении сельскохозяйственных культур азотным питанием (Патыка, 1986; Ума-ров, 1986; Кудеяров, 1989; Кожемяков, Хотянович, 1997).

Изучение эффективности инокуляции семян яровой пшеницы сорта Л-503 ризоагрином (^гоЬайегшш гаёюЬайег), проведенное в микрополевом опыте на чернозёме выщелоченном, показало, что бактеризация является эффективным приемом повышения продуктивности этой культуры. В среднем за три года проведения опыта (1997-1999 гг.) урожайность зерна на фосфор-но-калийном фоне увеличилась на 11%, фоне КРК - на 7% по сравнению с неинокулированиыми растениями.

Наиболее сильно эффект инокуляции проявился на почве с рН 5,5-6,5, где прирост урожая зерна был в пределах 8-27% в зависимости от погодных условий периода вегетации. В засушливые годы (ГТК 0,54-0,57) прибавка от инокуляции была небольшой, в благоприятных условиях она повышалась в 1,4-1,8 раза.

Положительное влияние бактеризации семян на продуктивность яровой пшеницы обусловлено в значительной мере фиксацией азота. Использование меченой аммиачной селитры дало возможность оценить участие азота атмосферы в питании растений. При этом реальные размеры фиксированного азота обусловливались, в первую очередь, кислотностью почвенного раствора. Чернозем с рН 4,5 ингибировал действие азотфиксаторов, и количество азота, использованного растениями пшеницы за счет фиксации из атмосферы, не превышало 4,5% от общего выноса (в среднем за три года исследований).

При росте рН до 5,5 оно возрастало до 7,8%, а при рН 6,5 составило 17,2% от суммарного выноса азота растениями (табл. 13).

Таблица 13

. Вынос азота яровой пшеницей в зависимости от уровня pHkcl и применения удобрений, среднее за 1997-1999 гг.

Вынос азота яровой пшеницей

рНы Варианты всего, мг/сосуд из почвы удобрений атмосферы

%

РК 406 100,0 - -

4,5 1:ЫРК 492 52,8 47,2 -

РК + ризоагрин 425 95,5 - 4,5

'^РК + ризоагрин 516 50,4 44,0 5,6

РК 592 100,0 - -

5,5 15м»к 749 49,5 50,5 -

РК + ризоагрин 642 92,2 - 7,8

1>ЫРК + ризоагрин 814 45,6 44,5 9,9

РК 648 100,0 -

6,5 15ЫРК 907 41,4 58,6 -

РК + ризоагрин 746 86,9 - 17,2

15ЫРК + ризоагрин 1007 37,3 50,6 12,1

НСРозг частных различий - 88; рН - 61; N и ризоагрина - 44 (мг/сосуд).

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ АЗОТНЫМ РЕЖИМОМ ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ

Сведение статей баланса азота удобрений показало, что эффективность использования азота является результатом прямого и косвенного действия на почву и растения. Она определяется процессами внутрипочвенной трансформации, что выражается в формировании запасов минерального (или способного к минерализации) азота и усвоения его растениями в течение онтогенеза. Как в вегетационных опытах, так и в полевых условиях коэффициент использования азота (КИ) связан с потерями (П) и иммобилизацией (И) при обратной зависимости между этими переменными (табл. 15).

Для черноземов выщелоченных среднемощных среднегумусных тяжелосуглинистого гранулометрического состава среднестатистические величины показателей баланса азота в условиях лесостепи правобережного Среднего Поволжья можно принять за стандартные, так как они получены при обобщении большого массива экспериментальных данных. При этом следует ожидать, что если отношение КИ к сумме неиспользованного азота (П + И) в полевых условиях будет больше 0,48, то эффективность азотных удобрений и их вклад в формирование урожайности яровой пшеницы существенно возрастут, а непроизводительные потери снизятся.

Фактические размеры потребления почвенного азота на удобренных вариантах выше, чем без азотных удобрений. В среднем по вегетационным опытам на единицу внесенного азота растения пшеницы дополнительно потребляли 0,1 единицу «экстра»-азота, по микрополевым - 0,05 ед.

В этой связи эффективность азотных удобрений следует характеризовать не по КИ, а по коэффициенту поглощения (КП), позволяющему оценивать потребление как азота удобрения, так и «экстра»-азота. Величина его в условиях вегетационных опытов составляла 52,0+7,0, в микрополевых -36,9+6,0% к дозе внесенного удобрения.

Следовательно, в условиях лесостепи Поволжья на черноземных почвах баланс азота складывается следующим образом: КИ 42,0+3,2 и 32,2+3,9%, иммобилизация 33,8+2,8 и 38,6+2,7, потери 24,2+2,5 и 28,4+2,8% от внесенного количества соответственно для вегетационных и микрополевых опытов.

Регулирование азотного питания яровой пшеницы необходимо проводить с учетом комплекса взаимосвязанных процессов, происходящих в составе азотного фонда почвы и продукционного процесса растений. Для этого вначале должно определяться необходимое количество азота для получения запланированного урожая, а затем с учетом запасов минерального азота в корнеобитаемом слое (0-60 см) и реального высвобождения азота, определенного по АМС, производится корректировка необходимой дозы с учетомЛ свойств почвы, поступления в растения «экстра»-азота и возможного использования азота за счет ассоциативных азотфиксаторов и других источников (рис. 5).

Таблица 14

Баланс азота удобрений и использование его растениями яровой пшеницы

Показатель Коэффициент использования азота растениями (КИ) Иммобилизованный азот удобрения (И) " Потери азота удобрений (П) Коэффициент поглощения азота (КП), % к дозе

Вегетационные опыты, п = 48

Минимум 22,4 19,6 92 21.5

Максимум 58,9 59,2 45,2 105,0

Среднее 42,0+3,2 33,8+2,8 24,2±2,5 52,0±7,0

Стандартное отклонение 10,70 9,69 8,59 24,20

Коэффициент вариации, % 25,5 2,87 35,6 45,6

Уравнения регрессии КИ-66Д1-0.65И; г=0,648; КИ=57,4-0,64П; г=0,513; У>1<>01 КИ=24.88 + 0,74 КП; г=0,745; ' И= 58,55-0,65 КИ; г=0,648; ^01 И - 42,58-0,32 П г-0,321; ^ П= 41,47-0,51КИ г=0,512; П = 33,77-0,32КИ г=0,321;1г>1оз КП - -18,85+0,74КИ г=0.745; 1?»1оо1 КП " 25,14+0,71АЭ г=0,708;

Микрополевые опыты,, п - 73

Минимум 5,4 7.3 6,2 4,5

Максимум 65,6 60,0 56,3 106,2

Среднее 32,2+3,9 38,6+2,7 28,4+2,8 36,9+6,0

Стандартное отклонение 16,61 11,99 12,04 25,68

Коэффициент вариации, % 51,6 31,0 42,3 69,6

Уравнения регрессии КИ=69,41-0,70И; г=0,696; 1г>1оох КИ=59,77-0,70П; г=0,704; «¿Ним КИ=20,71 + 0,48 КП; г=0,480; ^о! И= 54,81-0,70 КИ; г=0,696; ^ощ Зависимость И от П несущественная О/«^) П=44,83-0,70КИ г=0,704; КП - 13.02+0.48КИ г=0,480;1г>1оо1 КП ~ 25,62+0,77АЭ г=0,758; ^^о!

Эта концепция позволит выбрать для конкретных условий Поволжья наиболее эффективные и безопасные приемы использования и сочетания технического, биологического и органического азота.

Разработана система мер реабилитации деградированных черноземов за счет использования автогенных восстановительных сукцессии растительности - фитомелиорантов (многолетних бобовых трав), биомелиорантов (навоза, соломы, сидератов) и химической мелиорации, а также доз азотных удобрений, исключающих развитие негативных процессов при их использовании.

На основе выявленных взаимосвязей показателей азотного режима почвы и продуктивности сельскохозяйственных культур дана агроэкологическая и природоохранная оценка известкования черноземов (рис. 6,7).

Рис. 7. Экологические аспекты известкования черноземов лесостепи Среднего Поволжья

выводы

1. В условиях центральной части лесостепи Среднего Поволжья азотный фонд среднемощных черноземов сложен и представлен различными по составу и свойствам соединениями. Основная часть азота сосредоточена в специфических гумусовых веществах, степень гидролизуемости которых неодинакова, что обусловливает их разную роль в минерализационно-иммобилизациопных процессах. На долю легкоразлагаемого органического вещества типа детрита приходится 3,4-4,3% от общего азота почвы. Отличительной особенностью черноземов является невысокое содержание азотистых соединений в первой фракции гуминовых кислот (4,5-6,7%). Во всех изученных почвах основная часть азота гумуса представлена прочносвязан-ными соединениями фракции 2 гуминовых кислот, предположительно связанных с кальцием.

Антропогенное воздействие оказало существенное влияние на составляющие азотного фонда: уменьшились по сравпению с целиной содержание и запасы общего, органического и азота лабильных соединений; снизилась азотминерализующая способность почв; резко возросло количество минеральных форм, большая часть которых представлена фиксированным аммонием. Запасы доступных форм минерального азота (N0^+ NH4обм+) в метровом слое пахотных почв составляют 120-163-164 кг/га соответственно в ряду черноземов оподзоленные - выщелоченные - типичные.

2. Отличительной особенностью почв региона является педонасыщен-ность основаниями верхней части профиля, что при длительном агрогенном использовании и техногенном воздействии привело к подкислению всех подтипов черпоземов. С изменением реакции почвенной среды меняется направленность процесса минерализации азотсодержащих органических соединений. С увеличением уровня рНм чернозема выщелоченного содержание минерального азота и азота легкогидролизуемой фракции возрастает при снижении количества его негидролизуемых форм. Накопление обменного аммония и нитратного азота при изменении реакции среды происходит по-разному: с ростом кислотности (от рНы 7,5 до 4,5) содержание N-N0,, снижается в 5-7 раз, а N-NH4 - увеличивается в 3,1-3,5 раза. Систематическое применение минеральных азотных удобрений приводит к достоверному росту абсолютного и относительного содержания минеральных форм азота и способствует миграции нитратов по профилю выщелоченного чернозема. Использование органической системы удобрения и известкования приводит закреплению запасов доступного растениям азота в пахотном слое.

3. Основным источником азотного питания сельскохозяйственных культур в земледелии лесостепи Поволжья является азот почвы. Доля его в общем выносе основной зерновой культуры - яровой пшеницы - составляет 64-73%. Изменение реакции среды с сильнокислой до нейтральной способствует увеличению размеров потребления азота почвы в 1,7 раза, что связано с процессами дополнительной мобилизации почвенного азота. Наибольшее количество «экстра»-азота в черноземе выщелоченном образуется при реакции среды близкой нейтральной (рН 6,5-7,5) и составляет 0,14-0,15 единиц па

единицу внесенного азота удобрения. Повышение доз азота вызывает снижение относительной величины мобилизации азота в 1,7-2,3 раза.

4. Запасы нитратного азота и обменного аммония, определенные в конкретный срок для прогнозирования доз и эффективности азотных удобрений, не отражают фактических изменений в фонде минерального азота в течение вегетационного периода. Суммарной оценкой всех статей азотного баланса является установление потенциала минерализации (К0) или азотминерали-зующей способности почвы (АМС), которые зависят от особенностей чернозема, количества органического вещества в экосистеме, применяемых систем удобрения и реакции почвенной среды. Количество потенциально минерализуемого азота увеличивается с повышением показателя рИы с 4,5 до 7,5 ед. в 4,7 раза. С изменением величины рНы азотминерализующая способность чернозема меняется: за вегетационный период (май-август) она возрастает с 78 кг/га при рН 4,5 до 188 кг при рН 7,0. При дальнейшем повышении рН происходит затормаживание процесса минерализации. Связь запасов нитратного азота и обменного аммония с урожайностью яровой пшеницы низкая (г = 0,02-0,21), с N и АМС средняя (г = 0,60-0,87).

5. На основании результатов вегетационных и микрополевых опытов с установлено, что коэффициенты использования азота удобрений яровой

пшеницей составляют в вегетационных опытах 42,0+3,2%, в полевых условиях - 32,2+3,9%. Оптимизация доз и способов применения азотных удобрений в соответствии с биологическими особенностями культуры, известкование кислых черноземов повышают размер использования азота удобрений растениями. Отрицательное действие засухи на использование азота удобрений сглаживается устранением повышенной кислотности почв и глубокой заделкой азота. Установленные закономерности использования яровой пшеницей аммонийного и нитратного азота из разных слоев почвы свидетельствуют о необходимости дифференцированного учета его содержания и доступности при почвенной диагностике азотного питания растений.

6. Размеры иммобилизации азота зависят от степени окультуренности чернозема, видов и форм применяемых удобрений, гидротермических условий периода вегетации. Внесенный азот удобрений независимо от реакции среды первоначально закрепляется в более простых органических соединениях. В течение вегетации устойчивость закрепленного азота возрастает, о чем свидетельствует снижение отношения 15№г: 15Кнг с 6,36 до 1,46, или в 4,36 раза. Известкование сильнокислого чернозема, усиливая микробиологическую активность почвы, изменяет направленность процессов трансформации иммобилизованного азота, снижая закрепление его в трудногидролизуе-мых и негидролизуемых соединениях.

7. В биоклиматических условиях лесостепного Поволжья, где гидротермический коэффициент меньше единицы, потери азота удобрений за счет инфильтрации незначительны. Возможно лишь вертикальное перемещение нитратов с капиллярной влагой в пределах метрового слоя почвы тяжелосуглинистого чернозема. При росте значений рНы с 4,5 до 7,5 величина потерь азота аммиачной селитры снижается в 1,4-1,6 раза. При известковании и сие-

тематическом применении минеральных удобрений на фоне навоза количество неучтенного азота по сравнению с неудобренной почвой уменьшается на 2,6-10,4%. С увеличением доз азота с 40 до 120 кг/га потери его увеличиваются на 9-12%. Оптимизация реакции среды черноземов внесением каль-цийсодержащих мелиорантов повышает эффективность внесенного азота, сокращает затраты питательных веществ на формирование урожая и снизит удобрительную нагрузку на агроэкосистемы в условиях лесостепного Поволжья.

8. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в условиях черноземных почв зависят от реакции почвенной среды, обеспеченности растении азотным питанием, гидротермических условии периода вегетации и определяются генотипическими особеннстями сортов. Оптимальный уровень рНы для сортов Л-503, Прохоровки и Лады находился в интервале 5,5-6,5, Ише-евской — 5,5-7,0, Харьковской-10 — 6,5-7,0 и для Пирамиды — 6,5-7,5. Исследованиями в вегетационных, микрополевых и полевых опытах установлена высокая эффективность нейтрализации повышенной кислотности черноземных почв при возделывании яровой пшеницы. При известковании и улучшении обеспеченности растений влагой окупаемость единицы азотных удобрений возрастает с 1,8 до 9,9, увеличивается содержание белка и клейковины.

9. Разработана агроэкологическая концепция регулирования азотного режима недонасыщенных черноземов лесостепи Среднего Поволжья, основывающаяся на использовании автогенных восстановительных сукцессии растительности - фитомелиорантов (многолетних бобовых трав), биомелиорантов (навоза, соломы, сидератов) и химической мелиорации, исключающих развитие негативных процессов при использовании азотных удобрений.

Список основных работ по теме диссертации монографии и рекомендации

1. Нижегородцев В.Ф. Рекомендации по известкованию черноземных почв Пензенской области / В Ф. Нижегородцев, ЮА Ларькин, Е В. Надежкина, Т Б. Лебедева, Г.Е. Гришин, А Ф. Блинохватов - Пенза, 1991.- С. 22-24с.

2. Ковлягин А.Ф. Состояние плодородия почв лесостепи Правобережья Среднего Поволжья / А.Ф. Ковлягин, СМ. Надежкин, Е.В. Надежкина // Плодородие почв и зеленое удобрение. - Москва-Пенза.: Полиграфист, 1997.-С. 5-22.

3. Надежкина Е.В. Формы зеленого удобрения / Е.В. Надежкина // Плодородие почв и зеленое удобрение. - Москва-Пенза: Полиграфист, 1997 -С. 25-27.

4. Надежкина Е.В. Влияние сидератов на плодородие почвы. Азот /ЕВ. Надежкина // Плодородие почв и зеленое удобрение. - Москва-Пенза.: Полиграфист, 1997.-С. 70-81.

5. Кузин Е.Н. Плодородие почв и удобрения. Е.Н. Кузин, Т.Б. Лебедева Е В. Надежкина, СМ. Надежкин, Ю В. Коряги н// Поле-технология-урожай (к системе земледелия Пензенской области).- Пенза, ПГСХА, 2000.- С. 25-38.

6. Надежкина Е.В. Бактериальные удобрения / Е.В. Надежкина // Краткий справочник агронома- Пенза2002.- С. 90-102.

7. Надежкина Е В. Экология и агрохимия азота черноземов лесостепи Приволжской возвышенности / ЕВ. Надежкина- М: Изд-во МГУ, 2003.- 216 с. ISBN 5-21104892-Х.

статьи » центральных журналах

S. Надежкина Е В. Действие азотных удобрений и известкования на урожай и качество яровой пшеницы в условиях лесостепи Среднего Поволжья /ЕВ. Надежкина, ИА. Шильников, Т.Б. Лебедева // Агрохимия - 1995.- № 9.- С. 48-53

9. Лебедева Т.Б. Изменение азотного режима чернозема выщелоченного при использовании удобрений / Т.Б. Лебедева, С.М. Надежкин, Е В. Надежкина // Агрохимия - 19%.- № 4.- С. 3-8

10. Лебедева Т.Б. Зеленое удобрение на черноземах лесостепи Правобережья Среднего Поволжья / Т.БЛебедева, СМ. Надежкин, Ю.В. Корягин, Е.В. Надежкина // Агрохимия. - 1998-№3.-С. 38-44

11. Лебедева Т.Б. Многолетние бобовые травы на зеленое удобрение / Т Б. Лебедева, Ю В. Корягин, Е.В. Надежкина, С В Фомин // Земледелие.- 1998.- № 6 - С. 2829.

12. Надежкина Е В. Влияние ризосферных бактерий на формирование урожая зерна проса /ЕВ. Надежкина, Е.Г. Сильнова //Агрохимия.- 2001.- № 6.- С. 40-43

13. Надежкина Е В , Лазарев К К. Влияние известкования на азотный режим чернозема выщелоченного, урожайность и качество зерна озимой пшеницы / ЕВ. Надежкина, К К. Лазарев // Агрохимия.- 2001.- № 2 - С. 5-11

14. Надежкина Е.В., Влияние реакции среды чернозема выщелоченного на азотный режим, урожайность и качество зерна яровой пшеницы / Е.В. Надежкина, СМ Надежкнн, А П. Стаценко, К.К. Лазарев // Агрохимия - 2001.- № 9 - С. 17-25

15. Щербаков А П. Трансформация азота почвы и удобрений в зависимости от кислотности чернозема выщелоченного / А П Щербаков, Е В Надежкина, С М На-дежкин // Доклады РАСХН.- 2003 - № 3.- С. 18-21

16 Надежкина ЕВ. Баланс и эффективность азотных удобрений при разном уровне кислотности черноземных почв / ЕВ. Надежкина // Достижения науки и техники вАПК.- 2003 • X*9.-С. 7-9

17 Надежкина Е В.. Экологи«еские приемы регулирования несимбиотической азотфиксации яровой пшеницы /ЕВ Надежкина // Агро-ХХ1.- 2003 - № 7-12.- С. 102103.

18 Надежкина Е.В. Формирование качества зерна яровой пшеницы в зависимости от реакции почвенной среды /ЕВ. Надежкина //Зерновое хозяйство - 2003 - № 8 -С. 18.

19. Ганжара Н Ф. Агроэкологическая оценка азотного фонда черноземных почв Лесостепи Приволжской возвышенности / НФ. Ганжара, Е В. Надежкина, СМ. На-дежкин // Известия ТСХА.- 2003.- № 9 - С 3-15.

20. Надежкина Е В. Регулирование размеров использования азота удобрений агрохимическими приемами / Е.В. Надежкина // Вестник Саратовского ГАУ им. Н И. Вавилова.- 2003.- № 4 - С 23-27.

21. Надежкина ЕВ. Эколого-агрохимические приемы регулирования потерь азота в черноземных почвах /ЕВ. Надежкина, И А. Шильников, Т.Б. Лебедева // Плодородие - 2003 - № 6.- С. 14-16.

22 Надежкина Е.В. Продуктивность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от кислотности почвы и обеспеченности минеральными и органическими элементами /ЕВ. Надежкина // Сельскохозяйственная биология.- 2004.- № 1- С. 5661.

23. Надежкина Е.В. Эффективность ассоциативной азотфиксации и продуктивность фотосинтеза у пшеницы яровой в зависимости от экологических условий и внесения удобрений / Е.В. Надежкина // Сельскохозяйственная биология.- 2004.- № 3.- С. 48-55.

24. Надежкина Е.В. Экологические аспекты влияния реакции среды на азотный режим чернозема выщелоченного / Е.В. Надежкина // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук.- 2004.- № 2.- С. 12-16.

статьи в сборниках

25. Надежкина Е.В Усвоение растениями яровой пшеницы минерального азота с различных глубин профиля чернозема выщелоченного лесостепного Среднего Поволжья/ЕВ. Надежкина//Бюллетень ВИУА.-М, 1991.-Л'$ 104.-С. 41-46.

26. Надежкина Е.В. Влияние известкования на использование азота удобрений, урожай и качество яровой пшеницы на черноземе выщелочен / Е.В. Надежкина, Т.Б. Лебедева////Бюллетень ВИУА.-М, 1991.-№ 104.-С. 46-50.

27. Надежкина Е.В. Баланс азота удобрений при известковании // Е.В. Надежкина // Сб. научн. тр. Самарского СХИ. Самара, 1994.- Ч. 1.- С. 126-128.

28. Надежкина Е.В. Превращение азотных удобрений и их эффективность на черноземе выщелоченном лесостепного Поволжья / Е.В. Надежкина // Тезисы докладов 2-ого съезда общества почвоведов России. Санкт-Петербург, 1996.- Книга 1.- С. 379-380

29. Надежкина Е.В. Отзывчивость сортов яровой мягкой пшеницы на уровень азотного питания / Е.В. Надежкина, К.К. Лазарев, О.В. Пиманов / Материалы докладов научной конференции, Пенза, 1996.- С. 14-16.

30. Надежкин СМ. Изменение плодородия чернозема выщелоченного при различных системах удобрений / СМ. Надежкин, Т.Б. Лебедева, Е.В. Надежкина Е.В // Тезисы докладов 2-ого съезда общества почвоведов России. Санкт-Петербург, 1996.-Книга 1.-С. 378-379.

31. Надежкина Е В. Попроси взаймы у почвы / Е.В. Надежкина // Сб. материалов научно-практической конференции. Пенза, 1996.- С. 34-36.

32. Надежкина Е.В. Иммобилизация азота удобрений в черноземе выщелоченном / Е.В. Надежкина, Т.А. Власова, Т.Б. Лебедева // Сборник научн. тр. Саратовской ГСХА. Пути повышения эффективности использования сельскохозяйственных земель.-1997.-С 206-213

33. Заварзин А.И. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы при разных уровнях азотного питания / А.И. Заварзин, Е.В. Надежкина // Сборник научн. тр. Саратовской ГСХА Пути повышения эффективности использования сельскохозяйственных земель. - 1997.- С. 91-98

34. Надежкина Е.В Влияние известкования и азота удобрений на минерализацию органического азота чернозема и использование его яровой пшеницей / Е.В. Надежкина//Сборник научн. тр. Саратовской ГСХА. Пути повышения эффективности использования сельскохозяйственных земель. -1997.- С. 98-104

35. Nadezhkina E.V. Condition of nitric fund an chernozeme leached Forreststeppe average Povolzhye / E.V. Nadezhkina // International conference. Problems of antro-pogenic soil formation June 16-21, Moscow, 1997.- V.4.- P. 179-181.

36. Надежкин СМ. Биологический азот в агроиенозах лесостепи Среднего Поволжья / СМ. Надежкин, Е.В. Надежкина, Ю.В. Корягин, RB. Корягина // Материалы выездного заседания РАЕН. Москва - Пенза, 1997.- С. 202-213.

37. Лебедева Т.Б. Состояние плодородия черноземов лесостепного Среднего Поволжья / Т.Б. Лебедева, СМ. Надежкин, Е.В. Надежкина Е.В., Т.А. Власова // // Материалы выездного заседания РАЕН. Москва - Пенза, 1997.-С- 191-202

38. Надежкин СМ. Значение донника белого в биологическом земледелии лесостепи Среднего Поволжья / СМ. Надежкин, Е.В. Надежкина, Ю.В. Корягин // Материалы докладов второго международного симпозиума Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования. (16-20 июня 1997 г).- Пу-щино-Т.5.-С765-768.

39. Надежкина ЕВ. Миграция азота в системе почва-вода /ЕВ. Надежкина //Материалы Всероссийской научной конференции. Пенза, 1997.- С. 21-24.

40. Надежкина Е.В. Пути повышения доступности для растений азота активной фазы почвы / Е.В. Надежкина, СМ. Надежкин // Тезисы и доклады Всероссийской конференции. Москва, Почвенный инст., 16-18 июня 1998 г.-Т 1.- С.266-267

41. Надежкина Е.В. Трансформация и баланс азота сульфата аммония в черноземе выщелоченном южной лесостепи Среднего Поволжья / Е.В. Надежкина, Т.А. Власова // Тезисы докладов 1-ой Всероссийской конференции. Лизиметрические исследования почв (М.: МГУ, 6-10 июля 1998). -М, 1998.- С. 110-113

42. Надежкина Е.В. Влияние разных уровней минерального азота на качество зерна яровой пшеницы / Е.В. Надежкина // Тезисы докладов Всероссийского координационного совещания участников Географической сети опытов с удобрениями и агрохимическими средствами. Агрохимические, агроэкологические и экономические проблемы и пути их решения при возделывании зерновых и других культур. М, 1998 -С. 90-92

43. Надежкина Е В. Особенности трансформации азота различных видов удобрений на черноземах лесостепи правобережного Среднего Поволжья /Е.В. На-дежкина // Материалы 5-ой научно-практической конференции. Удобрения и химические мелиоранты в агроэкосистемах (Москва, 7-10 октября 1997 г.) М, 1998.- С. 88-95

44. Надежкина Е.В. О миграции нитратного азота в черноземе выщелоченном лесостепи Среднего Поволжья / ЕВ Надежкина // Сборник трудов Воронежского ГАУ. Черноземы - 2000 состояние и проблемы рационального использования (к 100-летию со дня рождения проф. М С. Цыганова). Воронеж, 2000.- С. Л4-119

45. Надежкин СМ. Трансформация азота в составе органического вещества почвы / СМ. Надежкин, Е В. Надежкина. // Сборник трудов Воронежского ГАУ. Черноземы - 2000. состояние и проблемы рационального использования (к 100-летию со дня рождения проф. М.С Цыганова). Воронеж, 2000.- С. 120-126.

46. Надежкина Е В. Влияние удобрений на содержание минерального азота в полевых севооборотах /ЕВ. Надежкина, В Г. Минеев, К К. Лазарев, Е.Г. Сильнова // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Почва-жизнь-благосостояние», посвященной 100-летию КА. Кузнецова, Пенза, 2000.

47. Надежкин СМ. Влияние реакции среды на биологическую и ферментативную активность чернозема выщелоченного / СМ. Надежкин, Е В. Надежкина. // Бюллетень ВИУА № 114. 60 лет Географической сети опытов с удобрениями. М, ВИУА, 2001.-С 88-91

48. Надежкина Е.В. Действие известкования на баланс азота аммиачной селитры на черноземе выщелоченном /ЕВ. Надежкина // Бюллетень ВИУА № 115. 60 лет Географической сети опытов с удобрениями. М, 2001.- С. 144-145

49. Надежкина Е.В.Урожайность зерна яровой пшеницы при различных системах удобрения / Е.В. Надежкина // Материалы юбилейной научно-практической конференции, посвященной 50-летию ПГСХА. «Агроэкологические аспекты повышения эффективности сельскохозяйственного производства», Пенза, 2001.- С 54-57.

50. Надежкина Е В.Эффективность инокуляции яровой пшеницы ризоагри-ном в зависимости от кислотности чернозема выщелоченного / Е.В.' Надежкина // Ма-

териалы 2-ой Международной научно-практической конференции «Почва-жизнь-благосостояние», Пенза, 2001.- С. 57-58

51. Надежкина Е.В. Отзывчивость азотного режима чернозема выщелоченного на антропогенное подкисление / Е.В. Надежкина. // Тезисы докладов Всероссийской конференции. Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям. М, 2002.- С. 212.

52. Надежкина Е.В.Ферменты азотного обмена в почвах лесостепи Поволжья / Е.В. Надежкина // Материалы международной научно-практической конференции «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства» Пенза, 2002.- С. 97-99.

53. Надежкина Е.В.Видовая и сортовая отзывчивость яровой пшеницы на изменение кислотности чернозема выщелоченного / Е.В. Надежкина. // Материалы научно-практической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов БГСХА, (4-7 февраля 2002). Улан-Удэ, 2002. С. 57-59

54. Надежкина Е.В.Состояние азотного фонда черноземных почв лесостепи Среднего Поволжья / Е.В. Надежкина. //Сборник материалов всероссийской научно-практической конференции посвященной 50-летию кафедры почвоведения и агрохимии «Проблемы плодородия почв на современном этапе» Пенза 2002 г.- С. 42-44.

55. Надежкина Е.В.Минеральный азот в почвах лесостепи Поволжья/ Е.В. Надежкина // Материалы международной научно-практической конференции «Био-сферосовместимые и средозащитные технологии при взаимодействии человека с окружающей средой», Пенза, МНИЦ. 2002.- С. 16-18.

56. Надежкина Е.В.Органический азот в почвах лесостепи Поволжья / ЕВ. Надежкина. // Материалы международной научно-практической конференции «Био-сферосовместимые и средозащитные технологии при взаимодействии человека с окружающей средой», Пенза, МНИЦ, 2002 - С. 18-20.

57. Надежкин СМ. Влияние систем удобрения на плодородие чернозема выщелоченного и продуктивность полевых севооборотов /СМ. Надежкин, Е.В. На-дежкина // Бюллетень ВИУА, 2003.- С. 64-66

58. Лебедева Т.Б. Сидеральные культуры и эффективность их использования на черноземах правобережной лесостепи Поволжья / Т.Б. Лебедева, СМ. Надежкин, Ю В. Корягин, Е В. Надежкина // Бюллетень ВИУА, 2003.- С. 222-225.

59. Надежкина Е.В.Дополнительная мобилизация азота почвы в зависимости от уровня кислотности / Е.В. Надежкина // Материалы научно-практической конференции «Проблемы АПК и пути их решения» Пенза 2003 г..- С. 33-35.

60. Надежкина Е.В Инокуляция яровой пшеницы ризоагрином / Е.В. Надеж-кина. // Межвузовский сборник физиологе - биологические аспекты обработки семян с/х культур. Ульяновск, 2003.- С. 48-52.

Подписано в печать 16 03 2004 г Формат 60x80/16 Объем 3 печ. лист. Тираж 100

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии «Korm-Riso» ЧП Поповой М Г, г. Пенза, ул. Московская, 74. к. 304. тел.: (841-2) 56-25-09

V - 5 7 9 п

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Надежкина, Елена Валентиновна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА 1 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ 10 ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ ЛЕСОСТЕПИ ПРИВОЛЖСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ 34: ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объекты исследований;

2.2: Методы лабораторных исследований

ГЛАВА 31 АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ

АЗОТНОГО ФОНДА ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ

3.1. Формы азота в почвах 4<Х

3.2. Минеральный азот в диагностике азотного питания 92 3.3: Диагностика минерализуемого фонда азота черноземных почв

ГЛАВА 4. ЭКОЛОГО-АГРОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИИ- 121 4.1. Использование растениями азота удобрений 123 4.2! Дополнительное использование азота почвы при внесении азотных удобрений!

4.3. Иммобилизация азота удобрений в черноземе выщелоченном

4.4. Потери азота удобрений

ГЛАВА 5: ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И КАЧЕСТВО

51. Урожайность яровой пшеницы при использовании азотных 210 удобрений и известковании

ПРОДУКЦИИ

5.1.1. Вегетационные опыты 5 Л .2. Микрополевые опыты 5.1.3. Полевые опыты

5.2. Эффективность азотных удобрений в зависимости от способов и сроков их внесения

5.3. Эффективность биологического азота в питании зерновых культур

5.4. Качество зерна яровой пшеницы

ГЛАВА 6. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ АЗОТНЫМ РЕЖИМОМ ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ 251 ВЫВОДЫ 259 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 263 ПРИЛОЖЕНИЯ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Эколого-агрохимические аспекты регулирования азотного режима черноземных почв лесостепи Среднего Поволжья"

Многими? авторами, предлагается компромиссная; стратегия ведения сельского хозяйства (Кант, 1982; Одум; 1986; Жученко, 1990; Мйнеев, Део-рецени; Мазур, 1993). Она основывается на активизации естественного биологического потенциала с введением севооборотов с повышенной долей поч-вовосстанавливающих культур, в первую очередь бобовых, как потенциальных азотфиксаторов, поликультур, сидеральных посевов; на.минимализации обработки почвы и в целом освоении адаптивно-ландшафтного земледелия (Кирюшин; 1993; Трепачев; 1999; Лопырев; Макаренко, 2001).

В то же время для компенсации элементов питания; использованных урожаями сельскохозяйственных культур, необходимы антропогенные субсидии— обязательное внесение некоторого количества минеральных удобрений; в первую очередь азотных, в умеренных дозах, с заделкой в почву. Система их использования должна основываться на биологических требованиях культур и с учетом результатов почвенной и растительной диагностики¡

Проблема азота в земледелии России является одной из центральных не только в связи с первостепенной его ролью в питании растений; повышении урожайности ш качества сельскохозяйственной продукции, но и вследствие широкого спектра негативного воздействия продуктов трансформации азота на5окружающую среду. При интенсивном поступлении азота в почву усиливаются; процессы его иммобилизации и мобилизации. Цикл азота становится более открытым, что может приводить к нарушению динамического равновесия и изменению направленности процессов внутрипочвенной трансформации природного и технического азота. Усиление минерализации почвенного азота приводит к нарушению экологической стабильности агроэкосистем, выражающейся в появлении избыточных количеств минерального азота в окружающей ¡среде, и как следствие - в сельскохозяйственной продукции;(Ко-реньков, 1976; 1999; Сапожников, 1976; Смирнов, 1977; Гамзиков, 1981; По-мазкина, 1985;Кудеяров, 1989; 1999; Муравин, 1989; Минеев, 1990;Соколов, Семенов, 1992; Janson, 1958; Jenkinson, 1987).

Поэтому количественный;учет динамки изменения азотного фонда необходим как для понимания процессов, происходящих в почве, так и для разработки практических мероприятий, направленных на оптимизацию азотного режима в агроэкосистемах; в процессе которого решается двуединая задача повышения их биопродуктивности и сохранения экологической безопасной среды обитания.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлась агроэко-логическая оценка современного состояния азотного фонда черноземных почв лесостепи Среднего Поволжья и разработка научных основ экологически-ориентированной системы его использования для обеспечения роста продуктивности и устойчивости земледелия

Для достижения;этой цели были поставлены жрешены следующие задачи; каждая из которых имеет самостоятельное научное значение:

1. Дать агроэкологическую оценку современного состояния азотного фонда почв: и его изменения-в процессе сельскохозяйственного использования и различной интенсивности антропогенного воздействия;

2. Определить количественные параметры азотминерализующей способности почв как суммарной оценки трансформации азота под воздействием биотических и эдафических факторов.

3; Провести природоохранную! количественную оценку комплексного использования технического, органического и биологического азота в агро-ценозах.

41 Изучить процессы миграции азота по профилю почв в зависимости от форм, доз, сроков и глубины внесения.

5. Разработать систему мер реабилитации деградированных черноземов за' счет использования автогенных восстановительных сукцессию растительности — фитомелиорантов (многолетних бобовых трав), биомелиорантов (навоза; соломы, сидератов) и химической мелиорации; исключающих развитие негативных процессов при использовании азотных удобрений;

Научная новизна. Проведен системно-экологический анализ основных составляющих азотного фонда недонасыщенных черноземов, и разработана система показателей дшь оценки? его в условиях правобережной лесостепи Среднего Поволжья. Установлены закономерности трансформации азота: почвы: в зависимости от различной интенсивности антропогенного воздействия.

Выявленные количественные параметры азотминерализующей способности почв в зависимости от подтиповых особенностей почв, реакции почвенной среды, использования агрохимических средств дают возможность корректировать дозы азотных удобрений под зерновые культуры, делая их более безопасными для окружающей среды.

Проведена количественная оценка баланса азота; ,5Ы и особенности его трансформации? на черноземах с различной реакцией среды и степенью окультуренности г в зависим ости от доз, сроков, способов и форм ■ прим ен е н ия азотных удобрений. Выявлены факторы образования «экстра»-азота и его потребления растениями при использовании различных средств химизации.

Установлены экологические функции азотных удобрений: агроном и че-ская и физиологическая их эффективность в зависимости от ком плекса эда-фических, абиотических и антропогенных факторов.

На основе выявленных взаимосвязей*показателей азотного режима почвы и.продуктивности сельскохозяйственных культур дана агроэкологическая и природоохранная'оценка известкования черноземов и разработана модель, позволяющая выбрать для конкретных условий; Поволжья эффективные и безопасные приемы;использованиями;сочетания технического, биологического и органического азота.

Основные положения, выносимые на защиту: агроэкологическая оценка азотного фонда черноземных почв лесостепи Среднего Поволжья и направленности его трансформации в зависимости от интенсивности агрогенного воздействия; азотминерализующая; способность и динамика накопления; доступного азота как показатели прогноза!обеспеченности;им получения запланированного урожая культур в агроценозе; количественная5 оценка- статей баланса азота при различной реакции почвенной г среды, дозах; сроках, способах и формах применения азотных удобрений; а также принципы* регулирования? участия азота почвы, удобрений и «экстра»-азота в формировании урожая и качества зерна пшеницы; агроэкологическая; концепция управления азотным режимом недона-сыщенных черноземных почв? и продуктивностью сельскохозяйственных культур путем известкования и; системой других приемов антропогенного воздействия на почвенный покров.

Практическая значимость и реал иза ция результате в иссл едо паи и и.

Установленные с использованием 15И закономерности трансформации азота удобрений в агросистеме позволяют на научной- экологической основе совершенствовать приемы; оптимизации? азотного питания: зерновых культур, повысить^эффективность«использования агрохимических средств и снизить опасность загрязнения ими окружающей среды.

Результаты изучения азотминерализующей способности: почв дают возможность с достаточной точностью устанавливать величины; доступного для'?растений азота в течение предстоящего вегетационного периода и прогнозировать потребность в азотных удобрениях под планируемый урожай яровой пшеницы.

Выявленные размеры и: состав потерь азота из почвы в резул ьтате вы -мывания и газообразных потерь при различных условиях применения удобрений позволяют оценить влияние сельскохозяйственного загрязнения биосферы и прогнозировать пути его снижения.

В" условиях ухудшения экологической ситуации, прогрессирующего подкисления черноземов известкование: стабилизирует почвенное плодородие, улучшает реакцию среды и азотный режим за счет активизации процессов'мобилизации почвенного азота, способствует повышению коэффициентов использования; азота: растениями ш снижает размеры потерь. Это даег возможность снизить дозы азотных удобрений; необходимых для получения запланированных урожаев, улучшить состояние окружающей среды.

Предложенные рекомендации по известкованию черноземов в сочетании с использованием агрохимических средств могут быть использованы при разработке нормативов-расхода известковых материалов для оптимизации реакции почвенной среды.

Теоретические положения и результаты экспериментальных исследований, нашли отражение в рекомендациях по различным*аспектам -применения известкования< и * других удобрений. Они: включены в «Рекомендации по известкованию черноземных почв Пензенской области», «Краткий справочник агронома», а также в учебные пособия:

Экологические факторы и их воздействие на организм» (гриф Министерства образования РФ);

Методы экологических исследований», «Почвенная; биология», «Химия окружающей среды» (с грифами Министерства сельского хозяйства РФ);

Экологические проблемы геосферы», «Эколого-экономическая и энергетическая оценка агроэкосистем», «Основы радиоэкологии», «Практикум по экологии и химии окружающей среды» (с грифами УМО вузов РФ по агрономическому образованию).

Основные теоретические положения и практические результаты диссертационной работы используются при чтении специальных курсов в Пензенской FGXA и Пензенском государственном педагогическом университете.

Апробация работы. Результаты научных исследований были доложены на 30-ти Международных, Всероссийских и региональных конференциях (1989-2003),,в том числе на Международных конференциях Географической сети опытов с удобрениями ВИУА (1995, 1996, 1998, 2001, 2002), Почвенном институте им: В:В: Докучаева (1997, 1998, 2001); МГУ им. Ломоносова (1996, 1998); 21ом и 3-ем съездах общества почвоведов России: (Санкт-Петербург, 1996; Суздаль 2000); выездном заседании президиума5 РАЕН «Эколого-экономические проблемы лесостепных регионов» (Пенза; 1997).

Публикации. По результатам; исследованию опубликовано 120 научных работ объемом более 40 печатных листов, в т.ч: 2 монографии.

Все научные положения диссертации разработаны лично автором. В решении отдельных вопросов в разное время принимали участие Ю.В. Коря-гин, С.М. Надежкин, Т.А. Власова, Г.Е. Гришин; некоторые экспериментальные данные получены совместно с К.К. Лазаревым, Е.Г. Сильновой, которым автор выражает искреннюю благодарность.

Особая* признательность научному консультанту академику РАСХН В;Г. Минееву, профессорам А.Ф. Блинохватову, O.A. Соколову, Э.А. Мура-вину, И.А. Шилышкову за методические советы и поддержку при подготовке диссератции.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Надежкина, Елена Валентиновна

выводы

1. В условиях центральной* части лесостепи Среднего Поволжья азотный фонд среднемощных черноземов сложен и представлен различными по составу и свойствам соединениями. Основная?. часть азота сосредоточена в 9 специфических гумусовых веществах, степень, гидролизуемости которых неодинакова; что обусловливает их разную роль в минерализационно-иммобилизационных: процессах. На долю легкоразлагаемого органического вещества типа детрита приходится 3,4-4,3% от общего азота почвы. Отличи-тельнош особенностью черноземов является невысокое содержание азотистых соединений« в первой фракции гуминовых кислот (4,5-6,7%). Во всех изученных почвах основная часть азота:гумуса представлена прочносвязан-ными соединениями фракции^2: гуминовых кислот, предположительно связанных с кальцием:

Антропогенное воздействие: оказало существенное влияние на составляющие азотного фонда: уменьшились по сравнению с целиной содержание и запасы общего, органического и азота лабильных соединений; снизилась азотминерализующая способность почв; резко возросло количество минеральных форм; большая часть которых представлена фиксированным ам мо-нием; Запасы; доступных форм минерального азота (N03"+ NH^m*) в метровом слое пахотных почв составляют. 120-163-164 кг/га соответственно в ряду черноземов оподзоленные — выщелоченные — типичные.

2: Отличительной особенностью почв региона является недонасыщен-ность основаниямиверхней части;профиля, что при длительном arpoгеином использовании и техногенном воздействии привело к подкислению всех подтипов черноземов. С изменением реакции почвенной среды меняется направленность процесса минерализации - азотсодержащих органических соединений. С увеличением уровня pHkd чернозема выщелоченного содержание минерального азотах и; азота легкогидролизуемой фракции; возрастает при сн и-жении количества его негидролизуемых форм. Накопление обменного аммония и нитратного азота при» изменении реакции среды происходило поразному: с ростом кислотности (от pHkci 7,5 до 4,5) содержание N-NO3" снижалось в 5-7 раз, a N-NH4+ - увеличивалось в 3,1-3,5 раза. Систематическое применение минеральных азотных удобрений приводит к достоверному росту абсолютного и относительного содержания * минеральных форм азота и способствует миграции нитратов по профилю выщелоченного чернозема. Использование органической системы, удобрения;и известкования приводит закреплению запасов доступного растениям азота в пахотном слое.

3: Основным; источником азотного питания. сельскохозяйственных культур в земледелии" лесостепи Поволжья, является ; азот почвы. Доля его в общем выносе основной зерновой культуры — яровой пшеницы составляет 64-73%. Изменение реакции среды с сильнокислой до нейтральной способствует увеличению размеров потребления азота почвьь в 1,7 раза; что связано с процессами дополнительной мобилизации почвенного азота. Наибольшее количество «экстра»-азота в черноземе выщелоченном образуется при реакци и среды, близкой нейтральной (рН 6,5-7,5) и составляет 0,14-0,15 единиц на единицу внесенного азота удобрения. Повышение доз азота вызывает снижение относительной величины мобилизации азота в 1,7-2,3 раза.

4. Запасы нитратного азота и обменного аммония, определенные-в конкретный срок для прогнозирования*доз и эффективности;азотных удобрений не отражают фактических изменений в ; фонде минерального азота в течен и е вегетационного периода; Суммарной оценкой всех: статей; азотного баланса является установление, потенциала минерализации (No) или азотминерапи-зующей способности почвы (АМС), которые зависят от особенностей чернозема; количества органического вещества в экосистеме, применяемых систем удобрения ; и реакции ; почвенной среды. Количество потенциально мин ерал н-зуемого азота увеличивается с повышением показателя pHkci с 4,5 до 7,5 в 4,7 раза. С изменением величины рИксгазотминерализующая способность чернозема меняется— за вегетационныйшериод (май-август) она.возрастает с 78 кг/га при рН 4^5 до 188 кг при рН 7,0. При дальнейшем.повышении рН происходит затормаживание.процесса минерализации. Связь запасов нитратного азота и обменного аммония^ с урожайностью яровой пшеницы-низкая (г = 0,02-0,21), с N0 и АМС средняя (г = 0,60-0,87).

5. На основании результатов вегетационных и микрополевых опытов с установлено, что коэффициенты; использования азота удобрений яровой пшеницей составляют в вегетационных опытах 42,0+3,2%, в полевых условиях - 32,2+3,9%. Оптимизация доз и способов применения азотных удобрений в соответствии * с биологическими ! особенностями; культуры, известкование кислых черноземов повышают размер использования азота удобрений растениями: Отрицательное; действие засухи на использование азота удобрений сглаживается устранением повышенной кислотности почв и глубокой заделкой азота. Установленные закономерности использования яровой пшеницей аммонийного и нитратного азота из разных слоев почвы свидетельствуют о необходимости:дифференцированного учета его содержания и доступности при почвенной диагностике азотного питания растений.

6. Размеры, иммобилизации г азота зависят от степени окультурен ности чернозема, видов и форм применяемых удобрений, гидротермических условий; периода вегетации. Внесенный азот удобрений независимо от реакции среды первоначально закрепляется в более простых органических соединениях. В течение вегетации устойчивость, закрепленного азота возрастает, о чем; свидетельствует снижение отношения. 15Ылг:15Ынг с 6,36 до 1,46, или в 4,36 раза; Известкование сильнокислого чернозема, усиливая микробиологическую активность почвы, изменяет направленность процессов трансформации иммобилизованного азота, снижая; закрепление его в трудногидролизуе-мых и негидролизуемых соединениях:

7. В биоклиматических условиях лесостепного Поволжья, где гидротермический коэффициент меньше;единицы, потери азота удобрений за счет инфильтрации5 незначительны; Возможно лишь вертикальное перемещение нитратов с капиллярной влагой в пределах метрового слоя • почвы тяжел осу глинистого чернозема; При росте значении рН^ с 4,5до 7,5 величина потерь азота аммиачной селитры снижается в 1,4-1,6 раза. При известковании и систематическом ; применении минеральных удобрений на; фоне навоза кол и ч ество неучтенного азота по сравнению с неудобренной почвой уменьшается на 2,6-10,4%. С увеличением доз азота с 40 до420 кг/га потери его увеличиваются? на 9-12%. Оптимизация реакции среды черноземов внесением каль-цийсодержащих мелиорантов повышает эффективность внесенного азота, сокращает затраты питательных веществ на формирование;урожая и снижает удобрительную нагрузку на агроэкосистемы в условиях лесостепного Поволжья.

8. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в.условиях черноземных почв зависят от реакции почвенной среды, обеспеченности растений азотным питанием, гидротермических условий периода вегетации - и определяются генотипическими особеннстями* сортов. Оптимальный уровень рНкС1 для сортов Л-503, Прохоровки и Лады находился в интервале 5,5-6,5, Ише-евской— 5,5—7,0, Харьковской-10— 6,5—7,0 и для Пирамиды— 6,5-7,5. Исследованиями; вь вегетационных, микрополевых и полевых опытах установлена высокая эффективность * нейтрализации повышенной- кислотности черноземных почв при возделывании яровой пшеницы. При известковании и улучшении ? обеспеченности растений влагой окупаемость единицы азотны х удобрений возрастает с 1,8 до, 9,9 единиц, увеличивается содержание белка и клейковины.

9. Разработана: агроэкологическая концепция регулирования • азотного режима недонасыщенных: черноземов лесостепи Среднего Поволжья, основывающаяся на использовании автогенных восстановительных сукцессию растительности — фитомелиорантов (многолетних бобовых трав), биомелиорантов (навоза; соломы, сидератов) и химической мелиорации; исключающих развитие негативных процессов при использовании азотных удобрений.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Надежкина, Елена Валентиновна, Пенза

1. Авдонин Н.С. Повышение плодородия кислых почв/ Н.С. Авдонин -М.: Колос, 1969.- 304 с.

2. Авдонин Н.С., Лебедева Л.А. Влияние длительного применения удобрений и известкования на свойства кислых почв / Н.С. Авдонин, Л.А Лебедева//Агрохимия. 1970.- № 7.- С. 3-11.

3. Адерихин П.Г., Щербаков А.П. Азот в почвах Центральночерноземных областей/ П.Г. Адерихин; А.П; Щербаков Азот в почвах Центрально-черноземных областей // Биол. науки, 1970.- № 6.- С. 3-15

4. Аканова Н.И. Изменение агрохимических свойств дерново-подзолистых почв при« систематическом применении минеральных удобрений в сочетании; с известкованием / Н.И. Аканова // Вопросы известкования; почв; М.: Агрокон-салт, 2002.- С. 11-18.

5. Александрова; Л.Н. Органическое; вещество почвы? и процессы его трансформации / Л.Н. Александрова. Л.: Наука, 1980. - 261 с.

6. Андреева^ Е.А. Использование сельскохозяйственными растениями азотных удобрений / по данным опытов, проведенных с изотопом 15Ы / Е.А. Андреева, Г.М. Щеглова // Почвоведение. 1964.- № 12. — С.47-54.

7. Андрианов А.А. Известкование и урожай / А.А. Андрианов, Ф.Я. Михайлов. Чебоксары.: Чувашское книжное изд-во, 1979. - 63с.

8. Аникст Д.М. Влияние доз азотных удобрений на урожай яровых зерновых культур в основных зонах их возделывания / Д.М. Аникст // Агрохимия. 1980.-№10.- С.12-15.

9. Аникст Д.М. Удобрений; яровой пшеницы / Д.М. Аникст.- Mf: Рос-сельхозиздат.,1986.—141с.

10. Афанасьева^ E.A. Черноземы Среднерусской; возвышенности; / Е.А. Афанасьева М.: Наука, 1966. 222 с.

11. Бабкин В;В. Агрохимический бизнес России / В.В. Бабкин.- Справочное пособие. С-Петербург, 2002.- 444 с.

12. Банкина Т.А. Миграция минерального азота из почв различного механического состава в растения и дренажную воду / Т.А. Банкина; М:П. Горбунова// Тезисы докл. конф. «Экологические последствия применения агрохимика-тов (удобрения)». Пущино, 1982.

13. Барбер С. А. Биологическая доступность питательных веществ в почве. Механический подход/ С.А. Барбер. Пер. с англ. Ю.Я: Мазеля. Под ред. Э.Е. Хавкина; М;: Агропромиздат, 19881 376 с.

14. Барсуков А.И. Эффективность локального внесения основного удобрения под яровую пшеницу при различных: видах обработки почвы/ А.И. Барсуков, В К. Зинченко // Бюлл. ВИУА. 1980. Вып. 53, - С. 41-44:

15. Бахчеван В.В. Цементная пыль — удобрение / В:В; Бахчеван // Земля родная. 1975.- № 8> С. 43-44:

16. Бацула A.A., Крупский Н.К. Формы азота гумусовых веществ некоторых целинных и освоенных почв левобережной Украины// Почвоведение, 1974. №8,-0.35-40.

17. Безлюдный H.H. Потери и баланс основных питательных веществ в зависимости от механического состава почв и форм; азотных удобрений / H.H. Безлюдный; Т.Н. Денисова // Агрохимия, 1998.- № 7. — С.11-15.

18. Беляускас П.М: Защита почв от эрозии и рациональное: применение удобрений в условиях холмистого рельефа Литовской ССР / П.М. Беляускас, O.K. Алякнавичюте // Химия в сельском хозяйстве. 1985.- Т. 23.- № 2.- С. 47-50.

19. Берестецкий O.A. Азотфиксирующая активность в ризосфере и на корнях небобовых культур 7 O.A. Берестецкий, Л.Ф. Васюк // Известия АН СССР, сер. биол. 1983.- № 1- С. 44-50.

20. Богомазов Н.П. Эффективность сочетания минеральных удобрений с известкованием на ¡черноземе выщелоченном. Автореф. дисс. канд. с.-х. наук. / Н.П: Богомазов.- М- ВИУА, 1988: 20 с.

21. Богомазов Н.П. Изменение агрохимических свойств; выщелоченного чернозема в зависимости от уровня кислотности/ Н.П; Богомазов, И.А. Шиль-ников; С.М. Солдатов //Агрохимия. 1991; - №4: — С. 71-75;

22. Богомазов Н.П. Эколого-агрохимическая эффективность удобрений на выщелоченных черноземах. Автореф: дис.д-ра с.-х. наук/ Н.П. Богомазов. — М;:ВИУА, 1994.-45 с.

23. Бочкарев А.Н. Потери азота с водой при выращивании риса и пути их содержания / А.Н Бочкарев, В.Н, Кудеяров, O.A. Соколов//Агрохимия: 1980.-№10.- С. 3-12.

24. Булаев В.Е. Агрохимические основы и технология локального внесения удобрений / В.Е. Булаев// Способы внесения удобрений; Mi: Колос, 1976. -С. 5-40.

25. Бунякина Р.Ф. Методы определения? азота: в почве: для диагностики обеспеченности растений этим элементом на выщелоченных черноземах Кубани / Р.Ф. Бунякина, М:Х. ПЬфинян // Химизация в с.-х., 1975.- № 9.- С. 32-35.

26. Бурганов; Ф.Г. Оптимизация; известкования дерново-подзолистых, серых лесных почв, выщелоченных шоподзоленных черноземов; в; условиях Татарстана. Автореф. дисс.канд. с.-х. наук/ Ф.Г. Бурганов. М.:ВИУА, 1993г. 26 с.

27. Бурлакова Л.М: Плодородие алтайских черноземов в; системе агроце-ноза/ Л.М. Бурлакова-Новосибирск.:Наука. Сиб. отд-ние. -1984. 196с.

28. Васенев И.И. Процессно генетический анализ и оценка агроэкологиче-ского состояния черноземов / И.И. Васенев, А.П. Щербаков, Д А. Букреев // Аг-роэкологическое состояние черноземов ЦЧО. Курск, 1996 С 290-312.

29. Винокуров М:А. Состав гумуса в почвах Татарской республики/ М.А. Винокуров, Р.А. Алпатова//Почвоведение. 1948 №8. - С.489-494.

30. Вислобокова Л.Н. Эффективность сочетания^минеральных; удобрений с известкованием на выщелоченном черноземе. Автореф. дисс. канд. с.-х. наук. / Вислобокова Л.Н. М.: ВИУА, 1993.- 23 с.

31. Власова Т.А. Азотный режим черноземных почв лесостепного Поволжья. Автореф.дис.канд.с.-х.наук/ Т.А. Власова.— М.:ВИУАД996.-17с.

32. Власова Т.А. Азот в:черноземах Среднего Поволжья/ Т.А. Власова — М., 1999. 62 с.

33. Власова Т.А. Методы экологических исследований.// Т.А. Власова, Е.В. Надежкина, Ю.В; Корягин. Пенза, 2001г. - 325с.

34. Власюк П: А. Влияние растений и удобрений на активность некоторых ферментов почвы/ П;А. Власюк, А.П. Лисовал// Сб. докл. симпоз. по ферментам почвы (Минск, 27-30 июня 1967 г.). Минск.:Наука и техника, 1968. - С. 10-23

35. Воробьев Ф.К. Поглощение растениями различно * закрепленных соединений азота черноземной почвы / Ф.К Воробьев. // Питание растений азотом и некоторыми зольными элементами. М; 1941.-Вып. 26.- С. 159-169.

36. Галстяш А.1Ш Ферментативная; активность, почв Армении/ А.Ш. Гал-стян; -Ереван. :Айстан; 1974* -275 с.

37. Галстян А.Ш; Регуляция ферментативных процессов почв/ А.Ш. Гал-стян, С.А. Абрамян //Проблемы почвоведения: Советские почвоведы к XII Между нар. конгр. почвоведов; — М;: Наука, 1982. С. 45-49:

38. Гальдин Г.Б. Водно-физические свойства, режимы < влажности и механизм передвижения' влаги в выщелоченных черноземах Пензенской области. Автореф. дисс. канд. с.-х. наук/Г.Б. Гальдин-Воронеж., 1963. — 22с.

39. Гамзиков Г.П. Азот в земледелии Западной; Сибири/ Г.П: Гамзиков. -М::Наука, 1981.-266 с.

40. Гамзиков Г.П., Барсуков П.А. Баланс азота при длительном применении удобрений в агроценозах на дерново-подзолистых почвах//Агрохимия.1997. №9. - С. 5-10.

41. Ганжара Н.Ф. Гумусообразование и агрономическая оценка органического вещества подзолистых и черноземных почв Европейской части СССР. Автореф. дис. д-ра биол наук./ Н.Ф. Ганжара. М.:МСХА, 1988. - 31 с.

42. Ганжара Н.Ф. Процессы трансформации органического вещества в почвах и его качественный состав/ Н.Ф; Ганжара, Д.С. Орлов// Концепция оптимизации органического вещества почв в агроландшафтах. — М.:Изд-во МСХА, 1993.-С. 18-26.

43. Ганжара! Н.Ф. Гумусообразование и агрономическая оценка органического вещества почв/ Н.Ф. Ганжара, Б. А. Борисов. — М::Агроконсалт, 1997. 82 с.

44. Ганжара* Н.Ф. Гумус, свойства почв и урожай // Почвоведение.1998. №7.-С.812-819.

45. Герасимов; В.А. Дозы и соотношение минеральных удобрений под яровую пшеницу / В.А. Герасимов // Труды Пензенской областной сельскохозяйственной опытной станции. Приволж. кн. изд-во. 1970. С.40-44.

46. Гиззатуллин С.Г. Эффективность наклонно-ленточного применения удобрений под зерновые культуры / С.Г. Гиззатуллин, В.М. Валеев // Бюллетень ВИУА. 1990. № 99. С.46-49.

47. Гилис М.Б. Рациональные способы внесения удобрений/ М:Б. Гилис -М;: Колос, 1975.- 240 с.

48. Гл азовская М.А. Технолобиогеомы — исходные физико-географические объекты ландшафтно-геохимического прогноза / М.А. Глазов-ская // Вестн. МГУ. Сер.5: География. 1972.- №6.-С. 21-34.

49. Гнатовская А.И. Известкование в свекловичном севообороте/ А.И Гна-товская // Удобрение в районах интенсивного полеводства. Киев, 1936.- С. 2534.

50. Гордеев А.М: Биофизические основы эколого-адаптивного земледелия/ А.М. Гордеев. Смоленск.: Смядынь, 1999. — 316 с.

51. Государственный доклад О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1995 году. М:: Центр международных проектов, 1996.458 с.

52. Государственный доклад О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1996 году. М.: Центр международных проектов, 1997,510 с.

53. Государственный доклад О состоянии окружающей природной среды Российской: Федерации в 1997 году. М.: Государственный центр экологических программ, 1998,- 608 с.

54. Гришин Г.Е. Эффективность известкования выщелоченных и оподзо-ленных черноземов в сочетании с минеральными удобрениями в условиях лесостепи Среднего Поволжья: Автореф. дис. канд. с.-х. наук/ Г.Е. Гришин.— М.:ВИУА, 1995.-22 с.

55. Гришин Г.Е. Влияние известкования и системы удобрений на агрохимические показатели чернозема выщелоченного и продуктивность звена севооборота / Г.Е. Гришин // Агрохимия, 2001; № 10.- С. 5-10.

56. Дебрук И: Зерновые культуры. Актуальные проблемы/ И. Дебрук, Б. Фишбек, В. Кампе- / Пер. с нем. М.: Колос, 1981 127 с.

57. Дьяконова A.A. Изменение некоторых физических и химических свойств; целинных черноземов при их обработке / A.A. Дьяконова // Изв. Вое. фил. АН СССР, 1957.- № 3.- С. 14-28

58. Евдокимова Н.В: Влияние; длительного применения удобрений на ферментативную активность, некоторых типов почв/ Н.В. Евдокимова //Изв. ТСХА. 1981. - Вып. 2. - С. 186-189.

59. Егоров В.Е. Содержание и состав гумуса при длительном применении удобрений; севооборота и монокультуры / В.Е. Егоров, А.М. Лыков // Почвоведение , 1962-№5- С. 5-7

60. Завалин«A.A. Методика исследований эффективности препаратов ризосферных диазотрофов / A.A. Завалин; Т.М: Духанина; М.В: Чистотин.- М.:2721. Агроконсалт, 1998 76 с.

61. Завалин, A.A. Действие азотных удобрений' на продуктивность коротко- и длинностебельных сортов яровой пшеницы/ А.А Завалин, А.Н. Павлов, О.Ю. Артюшина //Агрохимия. 1999. - №5: - С.33-40.

62. Замятина В.Б. Превращение и баланс азота удобрений/ В.Б. Замятина, Н.М. Варюшкина, Л И! Кирпанева// Применение стабильного изотопа 15N в исследованиях по земледелию.— М.:Колос, 1973, С. 178-188.

63. Иванов А.И. Растительность Пензенской области (лекция) / А.И. Иванов, И.С. Антонов, Т.Г. Власова / Саратов, 1989.- 40 с.

64. Кант Г. Зеленое удобрение7 Г. Кант.- Пер с нем. Б.Д. Кирюшина.- М.: Колос, 1982;-128 с.

65. Карпачевский Л.О. Динамика свойств почвы / Л.О. Карпачевский.-М.: ГЕОС, 1997.- 170 с.

66. Карягина Л.А. Микробиологические основы повышения плодородия почв/ Л.А. Карягина. — Минск: Наука и техника; 1983: — 181 с.

67. Кауричев И.С., Ноздрунова: Е.М. О проявлении подзолообразова-тельного процесса в современных условиях лесо-луговой зоны/И.С. Кауричев, Е.М; Ноздрунова// Известия ТСХА, 1964 Вып. №.3.- С. 39-48

68. Каштанов А.Н. Агроэкология почв склонов/ А.Н. Каштанов, В.Е. Явтушенко. М;: Колос, 1997. - 240 с.

69. Келлер Б.А. Из области черноземно-ковыльных степей/ Б.А. Келлер. // Ботанико-географические исследования в Сердобском уезде Саратовской. губернии. Казань.: Изд-во Казанского ун-та, 1903 — 130 с.

70. Кидин В.В; Превращение и использование азота удобрений в почвах различной степени окультуренности/ В.В. Кидин, Л.А. Иванникова// Круговорот и баланс азота в системе почва-удобрение — растение — вода. — М;: Наука, 1979; С.84-87.

71. Кидин в.в; Использование ячменем минерального азота из различных слоев дерново-подзолистой почвы/ В;В. Кидин В;В, А.Г. Замараев // Известия ТСХА. 1989: № 5. - С.78-82.

72. Кидин B.B: Баланс, потери и трансформация азота в системе почва-растение удобрение. Дисс. доклад д-ра биол. наук/ В.В. Кидин. — М,1993- 68 с.

73. Кидин В В. Превращение в дерново-подзолистой почве и баланс разных форм и доз удобрений в условиях длительного лизиметрического опыта/ В:В: Кидин, О.Н. Ионова // Агрохимия. -1993 № 11. - С.3-20.

74. Кирюшин В.Ш, Ткаченко Г.И: Профильное распределение нитратов в черноземе Сибири и ; усвоение их растениями яровой ; пшеницы: с различной глубины / В.И. Кирюшин, Г.И. Ткаченко // Доклады ВАСННИЛ:- 1985 № 8. -С.6-10.

75. Классификация, почв России. М.: Почв, ин-т им. В.В: Докучаева, 1997 -236 с.

76. Ковда В .А. Биогеохимические циклы в природе и их нарушение человеком/ В:А. Ковда- М.: Наука, 1975.-74 с.

77. Ковда В.А. Русский чернозем 100 лет после Докучаева / В;А. Ковда, Е.М. Самойлова - М : Наука, 1983:- 304 с.128: Ковда В.А. Проблемы защиты почвенного покрова и биосферы планеты/В^. Ковда -Пущино.: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1989. 155 с.

78. Кожемяков А.П. Перспективы! применения препаратов азотфикси-рующих микроорганизмов в сельском хозяйстве / А.П. Кожемяков, A.B. Хотя-нович // Бюлл. ВИУА. -№ 110.- М.: ВИУА, 1997.- С. 4-5.

79. Козлов Е.В. Известкование почв / Е В; Козлов, А.Н; Небольсин, Ю.В. Алексеев, П.А. Чуриков.- Л, 1983.- 282 с.

80. Кононова М.М:, Александрова И.В. Использование бумажной хроматографии для изучения форм азота в гуминовых вещества / М.М. Кононова, И.В; Александрова // Почвоведение,- 1956,-№ 5. С.88-92.

81. Кононова М.М: Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы изучения/ М.М; Кононова — М;: Изд-во АН СССР, 1963. 314 с.

82. Корабицкий Н.К. Влияние удобрений на урожай и качество проса / Н.К. Корабицкий, Е.В. Четвергов // Уч. записки Мордовского ун-та; Саранск, 1969.-№80.-С. 89-93:

83. Кореньков Д А. Азотные удобрения и пути их эффективного использования/ Д А. Кореньков // Бюл. ВИУА, 1975.- № 25 С.3-12.138: Кореньков: Д:А. Агрохимия азотных удобрений/ Д.А. Кореньков.-М.: Наука, 1976. 223 с.

84. Кореньков Д А. Успехи и перспективы использования стабильных изотопов в агрохимии/ Д.А. Кореньков, Н.И! Борисова // Вестник с.-х. науки. 1980; № 9.-С.22-27.

85. Кореньков Д.А. Агроэкологические аспекты применения удобрений в интенсивных технологиях/ Д:А. Кореньков// Экологические проблемы химизации в интенсивном земледелии. Труды ВИУА, М;, 1990. — С.21-27.

86. Корягин Ю.В. Почвенная биология/ Ю.В.Корягин, Н.В: Корягина, G.M. Надежкин, А.И. Иванов, Е.В. Надежкина // Учебное пособие Пенза, 2001.-280 с.

87. Кочергин А.Е. Динамика аммиачного и нитратного азота в Приир-тышском черноземе под посевами яровой пшеницы / А.Е. Кочергин, O.A. Остроумова //Почвоведение. -1957,- № 8; -С.86-92.

88. Кочергин A.B. Условия питания зерновых культур азотом, фосфором и калием и применение удобрений на черноземах Западной Сибири. Автореф. дисс. д-ра с.-х. наук/ А.Е. Кочергин М, 1965; 40 с.

89. Кочергин А.Е. Диагностика потребности сельскохозяйственных культур в азотных удобрениях на черноземах Западной Сибири / А.Е. Кочергин // Химизация в с.-х., 1974.- № 12.- С. 9-12.

90. Кочергин А.Е. Локальное внесение минеральных удобрений в почву в Западной Сибири / А.Е: Кочергин //Способы внесения удобрений в Сибири // Сб. научн. тр. Сиб. отд. ВАСХНИЛ. Новосибирск, 1986. С. 3-11.

91. Кудеяров В.Н. Экологические проблемы применения удобрений/ В.Н. Кудеяров, В.Н. Башкин, А.Ю. Кудеярова, А.Н; Бочкарев. — М.:Наука, 1984.-216 с.

92. Кудеяров В.Н. Размеры дополнительной мобилизации азота почвы при внесении возрастающих доз азотных удобрений / В.Н: Кудеяров7/ Агрохимия.- 1988 № 10: — С. 73-81.

93. Кудеяров В.Н. Цикл азота в почве и эффективность удобрений/ В.Н. Кудеяров М.: Наука, 1989. - 216 с.

94. Кудеяров В.Н. Активность денитрификации в почве при внесении азотных удобрений / В.Н. Кудеяров, Т.С. Демкина, Е.Ф. Егорова // Агрохимия. -1989 № 4. - С.3-10.

95. Кудеяров В.Н. Азотный цикл и продуцирование закиси азота/ В Н. Кудеяров // Почвоведение. -1999:- № 8: С.988-998.

96. Кузнецов К.А. Почвы Пензенской области/ К.А. Кузнецов- Пенза: Прив. кн. изд-во, 1966. 127 с.

97. Кузнецов К.А. Черноземы Попереченской степи/ К.А. Кузнецов //Вопросы повышения плодородия почвы: Сб. научн. тр. Саратовского СХИ, вып. 90.-Саратов, 1911.- С. 3-18

98. Кук Д.У. Регулирование плодородия почвы/ Д.У. Кук. — М., 1970.520 с.

99. Кук Д.У. Системы удобрения для получения максимального урожая/ Д.У. Кук. -. М.:Колос. 1975.-46 с.

100. Куракова Н.Т. Роль денитрификации в азотном балансе почв/ Н:Т. Куракова, М.М. Умаров //Агрохимия. 1984:-№ 5 С. 118-129.

101. Кутузова P.C. Значение денитрификации в газообразных потерях азота из дерново-подзолистых почв разной окультуренности/ Р.С Кутузова //

102. Лебедева И.И. Почвы Центрально-Европейской части и СреднеСибирской лесостепи / И.И: Лебедева, Е В: Семина: — М : Колос, 1974 229 с.

103. Лебедева Т.Б. Динамика. элементов питания >- в г черноземе выщелоченном и серой лесной почве под просом/ Т.Б. Лебедева //Ученые записки Пензенского сельскохозяйственного института. Вып.1, Саратов, 1968—С. 113-119.

104. Лебедева Т.Б: Динамика элементов питания в выщелоченном черноземе и серой лесной почве Пензенской области и влияние минеральных удобрений на урожай яровой пшеницы и проса: Автореф. дисс. . канд. с.-х. наук/ Т.Б. Лебедева — Воронеж, 1973; 32 с.

105. Лебедева Т.Б. Подвижные формы питательных веществ и их динамика в выщелоченном .черноземе и серой лесной почве/ Т.Б. Лебедева// Повышение плодородия почв. -Пенза.: Приволжское кн. изд-во, 1976. —С.130—146.

106. Среднего Поволжья / Т.Б. Лебедева, Г.Е. Гришин //Агрохимия. — 1996. №10. -С. 65-69.

107. Лебедева Т.Б. Плодородие почв и зелёное удобрение /Т.Б. Лебедева, С.М: Надежкин.- Москва-Пенза.: Изд-во "Полиграфист", 1997. 129 с.

108. Лебедянцев А.П. Процесс нитрификации как фактор усиления зольного питания растений 7 А.П. Лебедянцев // Известия Шатиловской * сельскохозяйственной опытной станции; 1927 № 4.- Т. 11.- С. 18-32.

109. Листопадов И.Н. Паровое поле в эрозионноопасных условиях / И:Н. Листопадов, М.В. Техина, С.П. Коломыйцев, В:П. Цветков // Проблемы земледелия: Рассвет, 1993 С. 20-28.

110. Лукин С.В; Трансформация и баланс азота удобрений при осеннем внесении на разные глубины чернозема типичного/ С.В 1 Лукин=// Агрохимия. 1992.-№ 12.-С.З-7.

111. Лыков A.M. Воспроизводство органического вещества почвы в ; современных системах земледелия / Лыков A.M. //Земледелие. — 1989; №9. — С. 20-22.

112. Макаров Б.Н: Влияние известкования и глубины заделки азотных удобрений на газообразные потери азота в форме NH3 и NO2 / Б.Н: Макаров // Агрохимия. 1976.- №2 С. 19-23.

113. Макаров Б.Н. Газообразные потери азота из почвы при внесении различных доз и форм азотных удобрений/ Б.Н. Макаров, Л.Б. Геращенко // Агрохимия. 1981-№1.- С. 13-18.

114. Мальцев В Т. Использование меченого азота пшеницей из различных форм удобрений при поверхностном и локальном способах их внесения/ В.Т. Мальцев // Агрохимия. 1985.- № 6.- С. 3-11.

115. Марковский А.Г. Эффективность системы удобрения в полевых севооборотах на обыкновенном черноземе лесостепи Куйбышевской области/ А.Г. Марковский // Агрохимия. 1974. № 7. — G.50-57.

116. Марковский А.Г. Научные основы и рекомендации по применению удобрений в Поволжье// А.Г. Марковский, В .Я. Шабаев, В. А. Герасимов.- Саратов, 1981.- 192 с.

117. Мергель A.A. Очаговое размещение азотных удобрений и его внесение на трансформацию и использование: азота растениями: Автореф. дисс.канд. биол. наук /Мергель A.A. М, 1989.- 17 с.

118. Мещанов В Н. Проблемы известкования кислых почв на современном этапе / В.Н Мещанов, И.У Вальников, С.Ш. Нуриев, Ф.Г. Бурганов // Агрохимия. -1988; № 5.- С. 75-79:

119. Милащенко Н.Э. Устойчивое развитие агроландшафтов / Н.З. Мила-щенко, O.A. Соколов, Т. Брайсон, В:А. Черников.- Т.2. Пущино:: ОНТИ ПНЦ РАН, 2000 282 с.189: Мильков Ф.Н: Среднее Поволжье / Ф.Н. Мильков М:: Изд-во АН СССР, 1953.- 257 с.

120. Минеев В.Г. Подвижность и доступность растениям основных элементов питания при длительном применении удобрений/ ВЛ7. Минеев, Э.А. Ба-тарина, Л.К. Шевцова, Л.М. Шурова, Н.В: Евдокимова //Бюллетень ВИУА № 5. 1977.-C.3-11.

121. Минеев В.Г. Агрохимические основы повышения качества зерна пшеницы/ В.Г. Минеев, А.Н. Павлов М:: Колос, 1981. - 289 с.

122. Минеев В.Г. Агрохимия и биосфера/ В.Г. Минеев.— М.: Колос, 1984.-С.245.

123. Минеев В.Г. Экологические проблемы агрохимии/ В.Г. Минеев.-. М:: Изд-во МГУ, 1988. 283 с.

124. Минеев В.Г. Химизация земледелия и природная среда/ В.Г. Минеев.-. М.: Агропромиздат, 1990. — 256 с.195: Минеев В.Г. Агрохимия, биология и экология почвы/ В.Г. Минеев, Е.Х. Ремпе. —М.: Росагропромиздат, 1990 — 206 с.

125. Минеев В.Г. Биологическое земледелие и минеральные удобрения/

126. B.Г. Минеев, Б. Дебрецени, Т. Мазур М.: Колос, 1993. - 415 с.

127. Минич А.Н. Особенности роста корневой системы овса при ленточном размещении удобрений в почве / А.Н. Минич // Науч. тр. Белорус. СХИ. Горки, 1976.-№16.- С.35-43.

128. Мишустин E.H. Изменение состава почвенной микрофлоры в результате длительного применения удобрений/ E.H. Мишустин, В.Н. Прокошев //Микробиология: -1979: Т. 18. - Выт 1. - С. 30-41.

129. Мишустин E.H. Микробиология / E.H. Мишустин, В Т. Емцев.- М.: Агропромиздат, 1987.- 368 с.

130. Могилевкина И:А. Сравнительное; изучение динамики поступления в растения фиксированного и обменного аммония почвы/ И.А. Могилевкина // Агрохимия. -1973 № 10.-С.7-13.

131. Могилевкина ША. Оценка резервных запасов искусственофиксиро-ванного аммония в почвах/ И:А. Могилевкина// Круговорот и баланс азота в системе почва-удобрение-растение-вода. — М.: Наука, 1979.-С.139-142:

132. Муравин Э.А. Ингибиторы нитрификации/ Э.А. Муравин. — М.: Аг-ропромиздат, 19891—С.247.

133. Надежкин С.М; Органическое вещество почв лесостепи Приволжской возвышенности и пути его регулирования. Ч. 1 / Надежкин С.М. — Москва-Пенза, 1999: 238 с;

134. Надежкин С.М. Трансформация азота * в составе органического вещества почвы/ С.М: Надежкин, Е.В: Надежкина// Сборник тр. Воронежского ГАУ- Воронеж, 2000. С. 16-24.

135. Надежкина Е.В. Превращение азотных удобрений и их эффективность на черноземе выщелоченном лесостепного Поволжья. Автореф. дис. канд. биол. наук/ Е.В. Надежкина М:: ВИУА, 1994; - 17 с.

136. Надежкина Е.В: Действие азотных удобрений и известкования на урожай и качество яровой пшеницы в условиях лесостепи Среднего Поволжья / Е.В. Надежкина, И:А. Шильников, Т.Б. Лебедева // Агрохимия.- 1995,- № 9.- С. 48-53.

137. Надежкина Е.В: Превращение азотных удобрений; и их эффективность на черноземе выщелоченном лесостепного Поволжья/ Е.В: Надежкина // Тезисы докладов 2-го съезда общества почвоведов России. Книга 1. Санкт-Петербург, 1996.

138. Надежкина Е.В. Экологические факторы и воздействие их на организм / Е.В. Надежкина, Т.М: Хрянина, С.М; Надежкин //Учебное пособие. -Пенза, 1996. 140 с.

139. Надежкина Е.В. Влияние антропогенных факторов на живые организмы/ Е.В. Надежкина, Т.А. Власова, С.М. Надежкин, Т.В. Абрамова //Учебное пособие. Пенза, 1997.-156с.

140. Надежкина Е.В. Бактериальные удобрения / Е.В. Надежкина // Краткий справочник агронома.- Пенза 2002.- G. 90-102.

141. Надежкина Е.В: Химия окружающей среды / Е.В. Надежкина; A.A. Галиуллин, Т.Б. Лебедева -Пенза, 2002: —260 с.

142. Надежкина Е.В. Минеральные формы азота в черноземах лесостепного Поволжья/Е.В: Надежкина// Биосферосовместимые и средозащитные технологии при; взаимодействии человека с окружающей средой. Пенза;. 2002 .-G.128-133.

143. Надежкина Е.В. Эколого-экономическая и энергетическая оценка агроэкосистем / Е.В: Надежкина; H.H. Толочек, G.M. Надежкин.//Учебное пособие-Пенза, 2002.-G. 250.

144. Надежкина Е.В: Практикум по экологии и химии окружающей среды/ Е.В." Надежкина; С.А. Сашенкова // Учебное пособие Пенза, 2003.-260 с.

145. Нижегородцев В.Ф. Рекомендации по известкованию черноземных почв Пензенской области/ В.Ф. Нижегородцев, Ю.А. Ларькин, А.П. Трифонов. -Пенза,-1991.-46 с.

146. Никитишен В.И. Действие и последействие азотного удобрения в связи с миграцией нитратов по профилю почвы / В.И; Никитишен, ИА. Ники-тишена, Л.М. Терехова, Н И Шабанова//Агрохимия. 1979 -№ 7 -G. 8-17.

147. Никитишен-В;И. Оптимизация минерального питания растений / В.И. Никитишен // Земледелие.- № 10. 1985. - С.7-10.

148. Овсянников* А. В: Превращение; и использование яровой; пшеницей азота; удобрений и. почвы на- лугово-черноземной почве Зауралья. Авто-реф.дис.канд.биол.наук/ А.В; Овсянников. — .М;:ВИУА,1991.-19 с.

149. Одум Ю. Экология / Ю. Одум.- М.: Мир, 1986: -Т.1.- 328 с.

150. Одум Ю. Экология / Ю. Одум М.: Мир, 1986. -Т.2.- 376 с.

151. Омельянюк Л.Л; Особенности развития ячменя при локальном применении минеральных удобрений / Л.Л. Омельянюк // Минеральное питание и продуктивность растений; Киев.: Наукова думка, 19781- С.47-51.

152. Орлов? В.П. Влияние снижения кислотности выщелоченного чернозема на. подвижность фосфора в t почве и урожай растений / В.П. Орлов, Л.Д. Князева // Агрохимия. 1980.- № 1.- С. 35-38.

153. Орлов Д.С. Различные формы соединений азота в сероземе, черноземе и дерново-подзолистой почве/ Д.G Орлов, М.Ф. Овчинникова // Агрохимия,- 1966.- № 1.-С. 35-43.

154. Орлов Д^С. Гумусовые кислоты почв/ Д.С. Орлов — М : Изд-во МГУ, 1974.-382 с.

155. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации/ Д.С. Орлов: М.: Изд-во МГУ, 1990. - 325 с.

156. Осипов А.И., Соколов О.А. Роль азота в плодородии почв и питании растений / А.И. Осипов, О.А Соколов. С.-Петербург, 2001.- 301 с.

157. Павлов А.Н. Повышение содержания белка в зерне/А Н. Павлов. -М;: Наука, 1984. 119 с.

158. Панников В.Д. Методические указания < по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями. Часть 3. / Под общей редакцией В.Д. Панникова. М, 1976. - 134 с.

159. Панников В.Д. Методические указания по проведению исследований; в длительных опытах с удобрениями. Часть 2: Программа и методы исследований почв / Под общ. ред. В. Д Панникова-М.: ВИУА, 1983. 159 с.

160. Панников; В.Д. Методические указания? по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями. Часть 3. Анализ растений/ Под общ. ред. ВЩ Панникова-М.: ВИУА, 1985. —128 с.

161. Патыка В.Ф. Роль азотфиксирующих; микроорганизмов в повышении шродуктивности сельскохозяйственных культур: Автореферат дис. . д-ра биол. наук/ В.Ф: Патыка. Л., 1991: - 66 с.

162. Пейве Я.В. Биохимия почв/ Я.В1 Пейве. — Сельхозиздат, 1961 .-422 с.

163. Перегудов В.Н. Планирование многофакторных полевых опытов с удобрениями и математическая обработка их результатов/ В.Н. Перегудов. — М.: Статистика, 1968; — 340 с.

164. Перегудов В.Н. Методические указания проведения многофакторных опытов с удобрением и математический анализ их результатов / Под общей ред. В:Н. Перегудова: М.: ВИУА, 1972. 87 с.

165. Перельман А.И. Геохимия элементов в зоне гипергенеза/ А.И. Пе-рельман.- М.: Недра, 1972 287 с.

166. Петербургский А.В. Потери; питательных веществ из почвы и внесенных удобрений вследствие вымывания (обзор)/ А.В. Петербурский, В.И Никитишен, В:П. Шабаев // Агрохимия,- 1972 №7.- С. 144-155.286

167. Покровская М.Д. Использование растениями и трансформация азота удобрений^ в органическом веществе дерново-подзолистой почвы, имеющей различную предварительную удобренность. Автореф. дисс: канд. биол. наук / М.Д: Покровская -М,- 1983 -22 с.

168. Помазкина Л.В; Агрохимия азота в таежной зоне Прибайкалья/ JI.B. Помазкина.-Новосибирск.: Наука, 1985. — С. 176.

169. Прозорова A.C. Факторы эффективности: локального внесения удобрении ^ под яровую пшеницу и ранний картофель / A.C. Прозоров // Способы внесения удобрений в Сибири. Сборник научных трудов Сибирского отделения ВАСХНИЛ. Новосибирск, 1986.- С.54-64.

170. Прозоров A.C. Исследование причин повышения эффективности удобрений при локальном внесении. Автореферат дисс. канд. биол. наук. / A.C. Прозоров.- Новосибирск, 1987. 21с.

171. Прокошев В.Н. Повышение плодородия песчаных и супесчаных почв дерново-подзолистого типа / В.Н. Прокошев.- М; 1952. -248 с.

172. Простякова З.Г. Азотное состояние серых лесных почв и черноземов типичных республики Башкортостан и? пути его регулирования: Автореферат дисс. канд. с.-х. наук./З.Г. Простякова.-Уфа, 1998.- 27 с.

173. Пругар Я: Избыточный азот в овощах/ Я. Пругар, А. Пругарова / Пер. со словацк. И.Ф. Бугаенко. М.: Агропромиздат, 1990.- 127 с.

174. Прянишников Д.Н. Избранные сочинения/ Д.Н. Прянишников. — М.: Колос, 1963 Т. 3.- 637 с.

175. Родин Л.Е. Динамика органического вещества и биологический круговорот в основных типах растительности/ Л.Е. Родин, Н.И. Базилевич: -М.-Л.: Наука, Ленингр. отд-ие, 1965. — 252 с.

176. Розанов Б.Г. Основы: учения об окружающей среде / Б.Г. Розанов,-М.: Изд-воМГУ, 1984.-371 с.

177. Рутор Т.А. Продуктивность озимой пшеницы в зависимости от уровней минерального питания и; использования; биологического азота на выщелоченном черноземе Краснодарского края. Автореф. дис. канд. с.-х. наук/ Т.А. Рутор - Краснодар, 1999 - 20 с.

178. Рыжова И М: Гумусное состояние черноземов Приволжской местности; сформированных на разных почвообразующих породах / И.М. Рыжова, О .В. Чернова, Т.М. Силева. //Почвоведение. 20031- №12 €.1431-1439.

179. Сабинин Д.А; О значении корневой системы в жизнедеятельности растений/ Д• А. Сабинин//. 9 Тимирязевские чтения. М.: Изд-во АН СССР, 1949. -35 с.

180. Сабинин Д.А. Физиологические основы питания растений/ Д.А. Сабинин; М.: АН СССР, 1955. - 547 с.

181. Сапожников H.A. Научные основы системы удобрения в Нечерноземной полосе / H.A. Сапожников, М.Ф. Корнилов.- JI.: Колос, 1968. 166 с.

182. Сапожников H.A. Баланс азота в земледелии Нечерноземной полосы и основные пути улучшения азотного питания культурных растений/ H.A. Сапожников// Азот в земледелии Нечерноземной полосы. Л.:Колос, 1973.-С.5-33;

183. Сапожников H.A. Применение 15Nb исследованиипревращения азота удобрения в почве и (Потреблении; его растениями/ Н:А. Сапожников. Т.К. Ливанова, И.П. Русинова// Докл. сов; участников: 8 Межд. конгр. по минер, удобрениям. М, 1976. С.219-226.

184. Семененко H.H. Доступность растениям минеральных соединений азота подпахотных слоев дерново-подзолистых легкосуглинистых почв и их роль в формировании урожая озимой ржи / Н.Н Семененко, H.H. Цыбулька //Агрохимия -1995.-№7.- С.8-14.

185. Семенов В:А. Оптимальные параметры свойств почв для возделывания культурных растений/ В.А. Семенов // Теоретические основы, и методы определения оптимальных параметров свойств почв; MJ,1980. — С. 51-60.

186. Семенов В.М. Иммобилизационно-мобилизационные превращения азота в серой лесной; почве/ В.М. Семенов, Т.В* Кузнецова, BlH. Кудеяров //Почвоведение. 1995: - №4. - С. 472-479.

187. Семенов В.М. Высвобождение доступного для растений азота при минерализации активной фазы органического вещества почвы/ В.М. Семенов, Т.В. Кузнецова, В:Н. Кудеяров // Почвоведение. -1995-. № 6. С.732-739.

188. Семенов В.М: Процессы круговорота азота в системе почва-растение и эффективность их регулирования агрохимическимиt приемами. Ав-тореф. докт.дисс:/ В.М: Семенов М.:ВИУАД996-28с.

189. Смирнов П.М. Необменная фиксация аммония почвами/ П.М. Смирнов; Н;И. Фрукгова // Почвоведение. 1963.- № 3.- С. 83-93.

190. Смирнов П.М. Доступность растениям и превращение в почве иммобилизованного азота удобрений в последействии/ П.М. Смирнов, А.А. Суков //Агрохимия. 1980. - №2; - С. 13-15.

191. Смирнов П.М. Баланс азота удобрений под различными культурами и его потери в результате вымывания/ П.М. Смирнов, В.В. Кидин, О.Н. Ионова //Агрохимия. 1981;- №10.- С.3-10.

192. Смирнов П.М: Вопросы агрохимии азота (в; исследованиях с 15Ы)/ П.М. Смирнов -М.: ТСХА, 1982. 74 с.

193. Смирнов П.М. Потери азота в газообразной форме и его вымываниепод различными^ культурами в лизиметрических опытах/ П.М: Смирнов, В;В.

194. Кидин, О.Н. Попова // Экологические последствия применения агрохимикатов:291удобрения. Тез.докл.Всесоюзн. рабоч. совещания по междунар.программе ЮНЕСКО Человек и биосфера. Пущино, 1982. С.100-101.

195. Соболев С.С. Развитие эрозионных процессов на территории Европейской части СССР и борьба с ними/ С.С. Соболев. M.-JI.: Изд-во АН СССР, 1948. -118 с.

196. Соколов A.B. Значение неравномерного распределения в почве питательных веществ и влаги на развитие корней и урожай растений/ A.B. Соколов // Азотные и сложные удобрения. Л, 1937. - С.203-207.

197. Соколов А.В: Агрохимические методы исследования почв/ Под ред. A.B. Соколова, Д.Л. Аскинази. М.: Наука, 1965. — 436 с.

198. Соколов А.В; Агрохимические методы исследования почв /Под ред. A.B. Соколова. М:: Наука; 1975. - 656 с.

199. Соколов O.A. Минеральное питание на продуктивность и качество урожая растений. Автореф. дис. д-ра: биол.наук/ O.A. Соколов. — М.:ВИУА, 1985 -40 с.

200. Солянов A.A. Растительный покров/ A.A. Солянов// Природа Пензенской области. — Пенза.: Приволжское кн. изд-во.- Пенз. отд-ие,-1970.- С. 129-177.

201. Солянов A.A. Заповедные степные участки Пензенской области/ A.A. Солянов, Л:А. Новикова //Краеведение в Центральном районе. Пенза.: Приволжское кн. изд-во. Пенз. отд-ие, 1988 — С. 46—50

202. Спрыгин И.И. Материалы к описанию степи около д. Поперечное

203. Пензенского уезда и заповедного участка на ней/ И;И. Спрыгин. //Работы поизучению Пензенских заповедников. Пенза, 1923.— 45 с.292

204. Спрыгин И.И. Растительный покров Средневолжского края/ И.И. Спрыгин. — Самара — Москва.: Средневолжский краевой НИИ сельского хозяйства, 1931.- 66 с.

205. Суков A.A. Баланс азота удобрения при возрастающих дозах его внесения под яровую пшеницу/ A.A. Суков //Агрохимия. 1998. - №6. - С. 42-45.

206. Сурмач Г.П. Опыт расчета смыва почв для построения комплекса противоэрозионных мероприятий/ Т.П. Сурмач // Почвоведение. 1979.- №4 С. 92-104.

207. Тарасова Н.П. Задачи и вопросы по химии окружающей среды / Н.П. Тарасова, В.А. Кузнецов, Ю.В. Сметанников,- М.: Мир, 2002.- 355 с.

208. Тарвис Т.В. Использование растениями азота удобрений, поглощенного микроорганизмами/ Т.В. Тарвис// Азот, в земледелии: Нечерноземной полосы. Л« :Колос, 1973. - С. 181-212.

209. Тарвис Т.В. Биодинамика и плодородие почвы/ Т.В; Тарвис. //Материалы Симпозиума Биодинамика почв. Таллин, 1979. - С. 166-168.

210. Тарвис Т.В. Процессы иммобилизации азота удобрений почвенной микрофлорой и его использование различными сортами зерновых культур/ Т.В. Тарвис// Экологические последствия применения агрохимикатов: (Удобрения). Пущино: ЦНБИ АН СССР, 1982 - С.144-145:

211. Ткаченко Г.И. Использование пшеницей азота удобрений с разной глубины метрового профиля почвы / Г.И: Ткаченко, Р.И. Пирогова // Применение 15N в агрохимических исследованиях.// Новосибирск Наука. 1988-С.68-70.

212. Толочек Н.Н; Влияние содержания гумуса на свойства чернозема выщелоченного и урожайность сельскохозяйственных культур. Автореферат, дисс. канд. биол. наук. / Толочек Н:Н.- М.: МСХА, 1996.- 21 с.

213. Тохвер В.И. Почвенная денитрификация в свете современных представлений / В.И; Тохвер // Известия АН СССР. Серия биологическая. 1976.- № 5.- С. 661-671.

214. Турчин Ф.В. Превращение азота в почве по данным исследований с применением азота / Ф.В. Турчин, З.Н. Берсенева; И.А. Корицкая, Г.Г. Шидких, Г.А. Любовикова// Докл. Сов. почвоведедов к 7 Межд. конгр. в США. -М.: Изд-во АН СССР, 1960.-С. 197-201.

215. Турчин Ф.В. Азотные удобрения/ Ф.В. Турчин// Справочник по минеральным удобрениям. М.: Сельхозгиз, 1960. — С.91-111.

216. Турчин Ф.В. Азотное питание растений и применение азотных удобрений/ Ф.В: Турчин М.: Колос, 1972: — 336 с.

217. Тюрин И:В. Органическое вещество почв и его роль в почвообразовании и плодородии/ И В. Тюрин// Учение о почвенном гумусе. — М.:—Л:: Сель-хозизд, 1937 287с;

218. Тюрин И.В. Почвообразовательный процесс, плодородие почвы и проблема; азота в почвоведении и земледелии/ И.В. Тюрин // Почвоведение.-1956.-№3.-С 1-17328: Умаров М.М. Ассоциативная азотфиксация/ М.М. Умаров — М.: МГУ, 1986. 133с.

219. Усов Н.И. Почвы Саратовской области/ Усов Н.И. — Саратов: ОГИЗ, 1948: -288 с.

220. Федосеев А.П. Погода и эффективность удобрений / А.П. Федосеев.

221. Ленинград.: Гидрометеоиздат, 1985.- 144 с.294

222. Филимонов Д. А. Потери азота удобрений и почвы при вымы ван и и на основных почвенных разностях Нечерноземной зоны/ Д А. Филимонов, Е.В. Руделев//Круговорот и баланс азота? в системе почва-удобрение-растение-вода. -М.: Наука, 1979.-С.132-138.

223. Филимонов Д.А. Баланс азота удобрения на кислых и известкованных дерново-подзолистых почвах при; чередовании; культур/ Д.А. Филимонов, P.A. Стрельникова //Агрохимия. — 1986. №8; - С. 3-7.

224. Фокин А.Д. Почва, биосфера и жизнь на Земле/ А.Д. Фокин. М.: Наука, 1986;-176с.

225. Фокин; А. Д: Микробиологическая деструкция органического вещества как фактор мобилизации труднорастворимых минеральных соединений/ А.Д. Фокин, А.И. Карпухин, П.М Разтабова // Изв. ТСХА. 1996.- Вып. 3 С.97-104.

226. Фридланд В.М; Черноземы СССР (Поволжье и Предуралье) / В.М. Фридланд, В:А. Носин, И.И. Лебедева-М.: Колос, 1978 304 с.

227. Хабиров И.К. Система показателей азотного состояния почв Южного Урала / И;К. Хабиров; Ф.Х. Хазиев // Агрохимия.-1992.-№ 2: -С. 14-22.

228. Хабиров И:К. Экология и биохимия азота в почвах Приуралья /И.К. Хабиров УНЦ РАН Уфа, 1993. -224с.

229. Хавкин Э.Е. Минерализуемый азот в диагностике азотного режима почвы (обзор)/ Э.Е. Хавкин //Агрохимия: 1985. - №1. - С. 105-121.

230. Хазиев Ф.Х. Почвенный азот и эффективность азотных удобрений/ Ф.Х. Хазиев, Н.С. Наумов-Уфа.: Башкир, кн. изд., 1979.-88 с.339: Хазиев Ф.Х Системно-экологический анализ ферментативной активности почв/ Ф.Х. Хазиев М.: Наука, 1982. - 203 с.

231. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной1 энзимологии/ Ф.Х. Хазиев. — М.: Наука, 1990;-189 с.

232. Хазиев Ф.Х. Почвы Башкортостана. Т. 2. / Ф.Х. Хазиев. Уфа: Ги-лет, 1997.-328 с.

233. Хазиев Ф.Х. Воспроизводство плодородия серых лесных почв/ Ф.Х.

234. Хазиев, Р.Я: Рамазанов, Г.А. Кольцова Уфа: Гилем, 1999. — 164 с.295343: Хомяков Д.М. Государственное финансирование основа экологического сбалансированного АПК / Д.М. Хомяков // Агрохимическиш вестник. 2000., № 2. - С.2-7.

235. Цанава В.П. Агрохимические основы азотного питания: чайного растения. Автореф.» дисс. д-ра с-х наук. / В.П. Цанава.- Сухуми. Груз: ин-т субтро-пич; хоз-ва. Леспром СССР, 1988.- 50с.

236. Почвоведение: 1987.-№ 1V. - С.70-81.296

237. Шарков И;Н. Азотные удобрения и минерализация азотсодержащих соединений почв / И.Н. Шарков // Почвоведение.- 1992.- № 2. С.91-103.

238. Шарков И.Н. Минерализация и баланс органического вещества в почвах агроценозов Западной Сибири. Автореф.дис.д-ра биол; наук/ И:Н1 Шарков. -Новосибирск, 1997. — 37 с.

239. Шатский Н.С. Основные черты строения- и развития ВосточноЕвропейской платформы. Сравнительная тектоника древних платформ. Серия 1 / Н.С. Шатский // Изв. АН СССР, Сер. геол.,-1946. № 1. - С. 65-77.

240. Шатский Н.С. О глубоких дислокациях, испытывающих и платформы и складчатые области (Поволжье и Кавказ)/ Н.С. Шатский // Изв. АН СССР, Сер. геол.- 1948. -№ 6. С. 114-123:

241. Шевцов Н.М. Пути ликвидации дефицита гумуса в почвах / Н.М. Шевцов // Земледелие. 1990.- №1.- С. 34-35.

242. Шевцова JI.К. Гумусное состояние и азотный фонд основных типов почв при длительном применении удобрений. Автореф. дис. док. биол. наук7 Л.К. Шевцова-М., 1989.-48 с.

243. Шевцова Л.К. Гумус черноземов и его изменение при интенсивном сельскохозяйственном использовании / Л.К. Шевцова / Плодородие,черноземов России. Под ред. Н:3: Милащенко. М.: Агроконсалт, 1998:- С. 196-224.

244. Шедеров С.Г. Известкование кислых почв / С.Г. Шедеров.- М, 1960.79 с.

245. Шилова Е.И. Доступность растениям фиксированного почвой аммония в полевых условиях/ E.H. Шилова. // Агрохимия. 1969.- №21- С. 3-8.

246. Шилова E.H. Использование растениями и потери закрепившегосяв почве азота удобрений в последствии/ E.H. Шилова// Экологические послед297ствия применения агрохимикатов (удобрения). Пущино.: ЦНБИ АН СССР, 1982. — С.68-69.

247. Шилова Е.И; Процессы мобилизации-иммобилизации азота в зависимости от различных условий. Применение 15Nb агрохимических исследованиях/ E.H. Шилова; Новосибирск.: Наука, 1988. - С. 104-106.

248. Шильников И:А.Известкование почв/ И.А. Шильников, J1:А. Лебедева— М;: Агропромиздат, 1987. — 169 с.

249. Шильников И.А. Известкование оподзоленных черноземов/ И.А. Шильников, Н.П. Богомазов, A.B. Ивойлов// Плодородие черноземов России. -М:: Агроконсалт, 1998; С. 266-2811

250. Шишов Л.Л. Классификация почв России. / Л.Л. Шишов, В Д. Тонконогов, И.И; Лебедева. М.: Почв, ин-т им: В.В. Докучаева, 2000 — 235 с.

251. Шконде Э.И. Запасы и формы азота в почвах/ Э.И. Шконде, И.Е. Королева// Проблемы азота и урожай на Полесье. -Киев.: Урожай, 1967 -С.31-39.

252. Шконде Э.И. Проблема потерь питательных веществ в интенсивном земледелии. Эрозия и поверхностный сток (обзор) / Э.И. Шконде, Благовещенская З.К. //Сельское хозяйство за рубежом. 1979.- №1.- 0.2-5.

253. Шлегель Г. Общая микробиология / F. Шлегель М.: Мир, 1972 421 с.

254. Щербаков А.П. Формы азота и их изменения при сельскохозяйственном использовании в почвах ЦЧО. Автореф. канд. биол. наук / А.П. Щербаков- Воронеж, 1968.—23с.

255. Щербаков А.П. Азотсодержащие компоненты черноземов и серых лесных почв, их трансформация и роль в современном почвообразовании: Автореф. дис. д-ра биол.наук/ А.П. Щербаков. М.МГУ, 1978.—46 с.

256. Щербаков А.П: Плодородие почв, круговорот и баланс питательных веществ/ А.П: Щербаков, И:Д. Рудай. — М.гКолос, 1983.-189 с.

257. Щербаков А.П. Экологические проблемы плодородия почв ЦЧО / А.П. Щербаков, И.И. Васенев// Почвоведение. 1994 №8 - С. 81-96.

258. Щербаков А.П. Агроэкологическое состояние черноземов ЦЧО 7 Под ред. А.П: Щербакова, И.И Васенева: Курск, 1996.- 326 с.

259. Щетинина A.C. Почвенный покров и почвы Мордовии/ A.C. Щетинина. Под ред. Б.П. Ахтырцева. Саранск, 1988. — 200с.

260. Anthonisen AC. Inhibition of nitrification by ammonia and nitrous acid/ A C. Anthonisen, R.C. Lochr Prakasam, E.G. Srinath // J. Water Poll. Contr. Fed., 1976, v. 48; p. 835—852.

261. Baschkin V.N. Influence of agrochemicals on the fate of precancerroge-nous compounds in natural waters and food / V.N. Baschkin // Med: Biol. Environ. 1989.- V.17 № 3;- P; 46-50.

262. Bakken L.R. Straw decomposition in soil, effects on denitrification and mineralization/ immobilization of nitrogen'during the autumn and Spring/ L.R. Bakken // Meld: Norg. landbrukshogsk. 1986.- Vol. 65 -№13 P. 1-16:

263. Bielek P. Premeny a pohyd dusika v pode/ P. Bielek. Priroda., 1984.-135 S. 25-32

264. Bremner J.M. Studies on soil of humic acids. I. The chemical nature of humic nitrogen / J.MI Bremner // I. Agr. Sci. 1955:- Vol. 46.- № 2.- P. 247-256.

265. Bremmer J.M: Nitrogen availability indexin / J.M: Bremner // Methods of soil analysis, Madison, 1965 P: 1324-1345

266. Bremner J.M. Organic nitrogen in soil / J.M: Bremner / Aoik nitrogen. Agronomy. Madison (Wis), 1965 -№ 10.- P-92-149.

267. Bremner J.M: Terrestrials nitrification asa? source of nitrous oxide / J.M. Bremner, A.M. Blackmer// Denitrefication, nitrification and atmospheric nitrous oxide, NB; Chichester Brisbabc. Toronto, 1981. -P. 151-170/

268. Broadbent F.E. Effect of ferlizer nitrogen on the release of soil4 nitrogen/ F;E. Broadbent II Soil. Sci. Soc. Amen. Proc. 1965> Vol: 29:- №6.- P: 692-696:

269. Campbell C.A. Effect of fertilizer N andrsoil moisture on mineralization, N recovery and A-values, under spring wheat gromn in small lysimeters / C.A Campbell, E.A. Paul // Canad. J. Soil. Sci. 1978.- Vol: 58.-№ 1.-P.39-51.

270. Catroux G; Effect of animal manures on organic matter and nitrogen content of soil a short zeview/ G. Catroux // Nitrogen losses and surface run-oft from landspreadind of manures: The Hague a.o. Nijhoff-Junk, 1981.- P. 348-366.

271. Chanq C. Nitrate leeching losses under.repeated cattle feed lot manure applications ins southern! Alberta/ C. Chanq, T. Entz // J: Environ Quail; 1996.-v.25.-№1.- P. 145-153.

272. Dayegamiye F. Effects of green manures on soil organic matter and wheat yields and N nutrition / F. Dayegamiye, T.S. Tran // Can. J. Soil. Sei. 2001- V.81- № 3.-P; 371-381.

273. Dijk H. Der Aussagawert der verschiedenen Analysenmethoden fur "potentiell pflanzenverfugbaren Stickstoff"/ H. Dijk // Ackerboden Landvirt. Forsch., 1972, V 25. Sondern 27/2, P. 138-145.

274. Drobnick J. Beziehung der enzymatischen inversion in Boden zu einigen microbiologischen Testen/ J. Drobnick, J. Seifert //Folia biologischen. 1955. №2.-P.41-47.

275. Duqqin J.A. Futotrophic and heterotrophic nitrification in response to cle-arcutiinq northern hardwood forest/ J.A. Duqqin //Soil. Biol. Biochem.1991- V.25 -P.779-787.

276. Durand G. Les enzymes dans le soil / G. Durand //Rev. ecol. et. Biol; Soil. 1965.-v. 11.-№2.-P. 141-205.

277. Finck C. Mineraldungug gezielt aid / C. Finck- Heft 1167, Bonn 1991.35 s.

278. Fischbeek G. Sortenbedingte Differenzierungen der Aufnahme und Verwertung von Stickstoff bei Winterweizen / G. Fischbeek, J. Dennert // Pflanzenbauwissenschaft.-2.-1998> 4.- P. 176-182.

279. Frink G.R: Nitrogen fertilizer: Retrospect and prospect/ C.R. Frink, P.F. Waggoner, K.H. Ausubel // Proc. Nat. Acad Sie USA 1999.- № 4. - P.l 175-1180.

280. Gerrels R.M. Chemical cycles and the global environment. / R.M Gerrels, F.T. Mackenzie, C. Hunt Los Atlos (Calif): Kaufmann, 1973 - 24 p.

281. Jansson S.L. Traces studies on nitrogen transformation in soil with special atention to mineralization-immobilization relathonships /S.L. Jansson // Ann: Rev. Coll: Sweden; Uppsala; 1958 vol: 24: - P. 101-361.

282. Jarvis S.C. Potential for denitrificaton at depth below long-term grass swards / S:C. Jarvis, D.J. Hatch // Soil Biol. Biochem. 1994:- V.26.- 1629-163:

283. Jenkinson D.S. Jnterachtion befwen ferfilizer nitrogen and soil nitrogen -the so-called „priming" effect / D.S. Jenkinson, R.H. Fox, J.H: Rayner // J: Soil sei. -1985. 1985. - V. 35. - P. 425-444.

284. Jenkinson D.S. The turnover of soil organic matter in some of the Rothamsted classical experiments / D.S. Jenkinson, J.H. Rayner // Soil Sei, 1977, V. 123 -№4.- P. 298-305

285. Kaila A. Influence of irrigation and placement of nitrogen fertilizers on the uptake of nitrogen by spring wheat / A. Kaila, P. Elonen// Maataloustieteell.aikak. 1970.-Y.42: №2 P. 123-130.

286. Keeney D.R. Nitrogen management for maximum- efficiency and minimum pollution/ D.RKeeney. //Nitrogen in Agricultural Soils, Agronomy ser. 1982 -№12.- P.605-641.

287. Kucey R.M.N. Nitrogen fertilizer management of Alberta / R.M.N. Kucey, J:N. Harapiak, S.S. Malhi, M. Nyborq.- Ottawa: Res. Branch A qr., 1986. 8 p.

288. Kundler P: Ausmetzung, Pestlegung und Verluste vou Dungemittel-stickstoff / P. Kundler // Albrecht Thacr- Arch. 1970 Bd. 14.- №3.- S. 21-24.

289. Ladd J.N. Dis tribulionand recovery of nitrogen from legume residues decomposing in soils sown to whenb in the field / J.N. Ladd, J.M. Oades // Soil Biologu and Biochem. 1981.- V13.- №2.- P. 251-256.

290. Legg J.O: Role of rhizosphere mitroorganisms in the uptake of nitrogen by planrs / J.O. Legg, F.E. Allison // Trans. 7 Intern.Gongr.Soil Sei. 1960. Vol.2:-P.545-550.

291. Legg J.O. A tracer study of nitrogen balance and residual nitrogwn availabilty with 12 soils/ J.O. Legg, F.E. Allison II Soil Sei. Soc. Amer. Proc. 1967: Vol. 31. № 3. -P.403-406.

292. Linden B. Kvaveprognoser I flamfiden / B. Linden // Traktor J., 1978; v.30.-№4.-P. 17

293. Luttich M: Quantifizierung cler Mineralisierung der organishen Bodeusub-stanz durch Eindeziehung unterschiedlich schnell Abbauender Graktionen / M. Luttich // Arch Acker und PFlanzenbau und Bodenk. 1987. Bd.31.№8.- S. 507-511.

294. Marshner H. Mineral nutrition of higher plants. 2nd edition/ H. Marshner London: Academic Press. 1985. 530 p.

295. Mulvaney R!L. Nitrogen fertilizers promote denitrification/ R.L. Mulvaney, S.A. Khan, C.S. Mulvaney//Biol; Fertil. Soils. 1997. V. 24;- P. 211-220.

296. Dayeqamiye A. Effects of green manures on soil organic matter and wheat yields (yields) and N nutrition/ A. Dayeqamiye, SC. Tran //Can J. Soil Sei 2001.-V.81.-№3.- P. 371-3811

297. Needham P. Survey of residual nitrogen in soils 1973-75 // ADAS experiments and development in the eastern region / P. Needham.- Cambridge; 1975: — P.76-84.

298. Newbould P. Terrestial nitrogen cycles: problems, present knowledge and fti-rure research needs/ P. Newbould // Ecol; Bull. -1981- №33 P. 671-691.

299. Novak B: Role of soil organic matter in intensive agriculture and the pathways of its synthesis and decomposition / B. Novak// Soil «Biol: And Conserv. Biosphere. Budapest. 1987. VI p. 411-425.

300. Ottman M.J: Nitrogen fvitilizer movement in the soil a influenced by nitrogen rate and timing in irrigated wheat/ M.J. Ottman, N.V. Pope: //Soil Sci; Soc. Amer J. -2000.- V.64.- №5 P. 1883-1892.

301. Paul E.A. Mineralization and immobilization of soil nitrogen by microorganisms/ E.A. Paul, N.G. Juma // Terrestrial nitrogen cycle: Ecol. Bull. 1981.-№33- P. 179195:

302. Pessi Y. The effect of fertilization technique on the grain crop of cereals, primarily on the protein content / Y. Pessi, M. Ylzmen, J. Syvlahti // Suomen maatalousti-eteell seuran julk. .1971:- № 123.- P.206-216.

303. Romares-Gareia F. Recovery of 15 N-labeled fertilizer from manured and sludge- amended Soil/ F. Romares-Gareia, P.F. Pratt // Soil Sci: Society of American J. 1978 V. 42.- № 5. p.717- 720.

304. Saha D. Availability of clay-fixed NH4 nitrogen to crops / D. Saha, A.K. Muk-hopadhyay // Advances in nitrogen cycting in agricultural ecosystems: Intern Symp Brestane (Austral). 1987. -P.66-68:

305. Schulten N.R. The chemictry of soil organic nitrogen: a review/ N.R. Schulten, M. Schnitzen II Biology and Pen. Soils, 1998;- №7.- P. 312-342

306. Sembiring H. Extractable nitrogen using hot potassium chloride as s mineralization potential index/ H. Sembiring, G.V. Johnson, W.R. Raun //J. Plant Nutr.-l 998.-21.-№2 P.1253-1271.

307. Smith O.L. Soil microbiology: a model of decomposition and nutrient cycling / O.L. Smith.- Boca Raton (USA), CRC Press, 1982,273 p.

308. Stanford G. Rationale for optimum i mfrogen fertilization in corn production/ G. Stanford II J: Environ. Qual:, 1972.- v. 21- N 2.- P. 159-166.

309. Stanford G. Assessement of soil nitrogen availability/ G. Stanford // Nitrgen in agricultural soils, Madison: Amez. Soc. Agron.a.o. 1982, P. 651-688.

310. Stanford G. Nitrogen mineralization potentials of soils/ G. Stanford, O.L. Smith //Soil. Sci. Soc. Amer. Proc. 1972. V: 36.- N3.- P. 4654831

311. Teira-Esmatges M:R. Fluxes of nitrous oxide and molecular nitrogen from irrigated soil of Catalonia (Spain) / M R. Teira-Esmatges, O. Van Cleemputo, I. Porta-Casanellas II J. Environ. Qual; 1998;- V.27.- №3 P. 687-697.

312. Vanek V. Mineralizovat Selny dusik V pud a vynosy obilnin/ V. Vanek, I. Na-jmanova, I: Petr, R. Nemecek // Rostl. Vyroba. 1996 - V. 42.- № 9 - P. 408-415.

313. Westcott M.P. Conpparative effects of an organic and inorganic nitrogen source in flooded: soils / M.P. Westcott, D.B. Mikkelsen // Soil. Sci. Soc. Am. J., 1985. V49.-№6.-P. 1470-1475:

314. Westselaar R. Nitrogen inputs and outputs of an unfertilized paddy field / R. Westselaar // Terrestrial nitrogen cycles: Ecol. Bull. 1981:- № 33 P. 573-584:

315. World Resourse Institute. WorldiResourse, 1988-1989 N-Y.- Basic Book, 1989 -372 p.