Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование растениями и эффективность азота удобрений, накопление нитратов в кормовой и овощной продукции при применении ингибиторов нитрификации

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Использование растениями и эффективность азота удобрений, накопление нитратов в кормовой и овощной продукции при применении ингибиторов нитрификации"

п о

- з 0\п «96

На правах рукописи

ЗАЙКО Александр Сергеевич

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАСТЕНИЯМИ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ АЗОТА УДОБРЕНИЙ, НАКОПЛЕНИЕ НИТРАТОВ В КОРМОВОЙ И ОВОЩНОЙ ПРОДУКЦИИ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ИНГИБИТОРОВ НИТРИФИКАЦИИ Специальность 06.01.04 — агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Л10СКВА ¡996

/

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

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

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

Ведущее предприятие — Институт (почвоведения и фотосинтеза (ИПФС) РАН, Пущино-на-Оке.

Защита диссертации состоится « 7 » . .

1996 г. в « часов на заседании диссертационного совета Д 120.35.02 в Московской сельскохозяйственной академик имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, Тимирязевская ул., 49.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан «^«З» &. . 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета — кандидат сельскохозяйственных нг

Л. М. Наумова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Азотным удобрениям принадлежит ведущая роль в Повышении урожаев разнообразных с.-х. культур, производстве кормового и пищевого белка, сохранении плодородия почвы. В современных условиях все большую актуальность приобретает проблема рационального, ресурсо- и енергосберегающего, экологически безопасного применения азотных удобрений.

В практике мирового сельского хозяйства для снижения потерь и повышения эффективности вносимого азота, а также в природоохранных целях уже широко используются ингибиторы нитрификации. Под действием-ингибиторов уменьшаются потери азота аммонийных и аммонийпродуцирующих удобрений вследствие денитрификации и вымывания, ограничивается накопление нитратов в растениеводческой продукции и загрязнение ими природных вод. В нашей стране организован выпуск опытных партий ингибиторов нитрификации и модифицированных ими азотных удобрений (прежде всего мочевины) и проводится их всесторонняя оценка. Выявлены основные закономерности в действии ингибиторов нитрификации на трансформацию азота в почве, азотное питание и продуктивность по/юных культур, а также условия эффективного применения ингиботороа. Остается, однако, открытым вопрос о целесообразности использования ингибиторов нитрификации при выращивании овощных и кормовых культур (вт. ч. в целях снижения содержания нитратов в продукции), особенно при повторном их применении с азотными удобрениями.

Цель и задачи исследований. Целые работы являлось изучение оффектьвности и использования растениями азота удобрения, накопления нитратов в кормовой и овощной продукции при применении ингибиторов нитрификации - дициандиамида (ДЦД) и нового перспективного препарата и» числа замещенных пиразолов - 1-карбамоил-3(5)-метилпиразола (КМП).

В гадачу..иссчед<?83ний ВХОДИЛО изучение - сравнительной эффективности стандартной и модифицированной ингибитором нитрификации КМП мочевины в полевых условиях; нитрификации а почве и использования растениями азота почвы и удобрений при применении ингибиторов, в том числе при повторном их внесении; влияния ингибиторов нитрификации на баланс меченого азота удобрений в прямом действии и последействии, а также при систематическом применении; действия ингибиторов нитрификации и модифицированных ими

азотных удобрений на химический состав и качество продукции, в том числе на накопление нитратов и содержание остаточных количеств основного метаболита ингибитора КМП - метиллиразола.

массу и многолетними злаковыми пастбищными травами получены новые данные об эффективности мочевины, модифицированной ингибитором нитрификации КМП. Впервые в полевых условиях охарактеризовано действие трехлетнего систематического и разового применения ¡КМП с сульфатом аммония на степени И продолжительность торможения нитрификации в почве, урожай кукурузы и потребление растениями меченного ,5Ы азота удобрения ,и азота почвы О трехлетних вегетационных опытах с пекинской капустой изучено влияние систематического применения ингибиторов нитрификации (КМП и ДЦД) с сульфатом аммония (и кальциевой селитрой) на урожай и накопление нитратов в растениях и баланс меченого азота удобрений .при 'Повторном их снесении, а также в последействии. Установлено, что при повтцриом применении изучавшихся ингибиторов нитрификации сохраняется их высокая биологическая активность. Впервые с помощью ,5Ы показано снижение потерь .ие только аммонийного азота сульфата аммония в год внесения, но и .оставшегося в почсо, а затеи реминерализованного меченого азота удобрений в последействии.

Практическая значимость работы. В полевых опытах в Нечерноземной зоио выявлено преимущество модифицированной ШП мочевины перед стандартной формой удобрения по влиянию на урожай зеленой массы кукурузы на серых лесных почвах и злакоылх трав на |Т>ай;лоннои пастбища, сбор сырого протеина и использование еаота .растэиикмж

Результаты исследований показали возможность повторного приькзнанка ингибиторов нитрификации ДЦД и КМП длз снижения потерь ы повышенна вффективности азота аммонийных и гмидных удсбргний, в тщека ограничения нЕхоллення нитратов >в «ормогой (пастбищныо травы) и оеоиоюй (пакинсксз капуста на с&пат) культура.

Другие качественные показатели продукция при использовании *«ги5«тор©о нитрификации па мзмзмались, остатков >8 мой иэтмлпирзаояа пра

систиматическом применении ^вйЛ.ио обнаружено.

Апдпбаикя ¡Цдтсрмалы дохяздыгвяасг» на »гсадаиага

В двухлетних полевых опытах с кукурузой на зеленую

кафедры агрономической и биологической химии, научных конференциях ТСХА в 1992 и 1995 гг., и на научных конференциях молодых ученых в ВИУА в 1994-95 гг. Основные положения диссертации отражены в 7 опубликованных работах.

машинописного текста и включает, кроме введения, 2 главы обзора литературы, 4 главы экспериментальной части, 32 таблицы, 4 рисунка, выводы, рекомендации производству, список использованной литературы, 14 таблиц приложений. Список литературы представлен 390 наименованиями, в том числе 86 иностранных автор'

Полееыэ опыты с ^укурузоЗ на зеленую массу проводили в учхозе "Дружба* Переславского района Ярославской области в 1989-1990 гг. Почва опытного участка - серая лесная среднесуглинистая слабосмытая на покровном лесовидном суглинке (содержание гумуса 2,6%; рНсол 7,0; нитрификационная способность и содержание подвижных форм фосфора и калия соответственно на уровне 3, 5 и 0 классов).

Стандартную и модифицированную ингибитором нитрификации гранулированную мочевину вносили под предпосевную обработку почвы в доза 100 кг/га азота по хозяйственному фону фосфорно-калийных удобрений. Количество ингибитора нитрификации КМП в модифицированной мочевине - 2 % от азота удобрения. По фону РК применяли чистый препарат К МП в дозе 2 кг д.в./га. Агротехника возделывания кукурузы - зональная. Площадь опытных делянок 100 м2 (11,9x8,4), учатных - а 1989 году 51 м2 (9,1x5,6 ) и в 1990 году 47,в мг (8,5x5,6). Повторность опытов 4-х кратная, расположение повторений 4-х ярусное. Способ учета урожая сплошной.

И.Б.Литвинской) на енесевооборотиом участке с бессменным посевом кукурузы опытного поля кафедры агрохимии ТСХА о учхоза. Ежегодно осуществлялось наложение одной и той жэ схемы, включавшей в себя фоновые (РК) варианты о ручной и химической (гербицид почвенного действия атрозин в дозе 2,5 кг Д.в./га) прополкой, соответствующие варианты с применением азотных удобрений (КАС и сульфата аммония в доза 100 кг М/га), а также их сочетания о ингибитором нитрификации КМП в дозе 2 кг д.о./га. В 19Э1 году схема опыта была дополнена

Диссертационная работа изложена на 179 страницах

Условия проведения п мэтодккэ исследований.

1ВГ? проводился в 1989-91 гг. (совместно о

нами вариантами с разовым (только на третий год проведения опыта) применением сульфата аммония и ингибитора нитрификации КМП в условиях химической прополки. Площадь опытной делянки составляла 5,67 мг (3 рядка кукурузы длиной 2,8 м при ширине междурядий 70 см. общео число растений 54). учетной - 1,05 мг (центральный рядок за исключением торцевых защиток; количество растений 10). Меченный ,SN сульфат аммония с обогащением 2,5 ат. % вносили на всю площадь опытной делянки одного из повторений, чередовавшихся по годам. При уборке урожая из десяти учетных растений отбиралось пять типичных, каждое из которых анализировалось отдельно на содержание азота и его изотопный состав.

Метеорологические условия на протяжении вегетационных периодов а годы проведения опытов с кукурузой складывались не одинаково, но в целом были благоприятны для роста и развития кулыуры и к моменту уборки на зеленую массу а третей декаде августа растения находилась в фазе молочной (1990 г.) или молочно-восковой (1989, 1991 гг.) спелости зерна.

Оолмой опмт елшгвдашшшлшимм проводился a 1992-93 гг. в САОЗТ "Сергиевское* Коломенского района Московской области на одном из загонов долголетнего культурного пастбища в пойме реки Москвы. Залужение участка многокомпонентной бобово-злаковой смесью было произведено а 1989 году, к моменту закладки опыта предшествующее ежегодное применение азотных удобрений привело к практически полному выпадению бобовых и формированию злакового травостоя с преобладанием ежи сборной (46%), тимофеевки /тутовой (22%) и овсяницы луговой (19%). Почва опытного ^астка - аллювиальная дерновая кислая, слоисто-зернистая, слабооподэоленная, легкосуглинистая на суоесчанчом аллювии (гумус 3,2%, рНсол 5.0; емкость поглощения катионов 15.6 мг-акв/100г; степень насыщенности основаниями 76%; содержание легкогидролизуемого азота • низкое при средней нитрификационной способности, обеспеченность подвижными формами фосфода и кали« соответственно на уровне 3 и 2 класса).

Сравнительную оценку обычной и модифицированной КМП мочеаины (содержание КМП - 2% от азота удобрения) проводили на неорошаемом участка пастбища. Поеториость • четырехкратная. Расположение далаиок одноярусное, площадь опытной делянки 42 м* (6x7), учетной 10 м* (2,5x4). Азотные удобрения

«

применяли ежегодно по фону РК в дозе 180 кг N/ra в один срок - (вся доз» весной) и дробно - в два срока (по N 90 весной и после 2-го стравливания), в три срока (по N 60 весной, после 2-го и 4-го стравливания) и пять сроков (весной и перед каждым последующим отрастанием по N 36). В качества фоновых удобрений использовали двойной гранулированный суперфосфат в дозе 80 кг РгО^/га (весной) и хлористый калий в норме 120 кг KjO/fa (равными долями • весной и после второго стравливания). Скашивание трав В период наступлении пастбищной спелости имитировало стравливание, выпас скота на опытном участ*" не производился.

Метеорологические условия в первый год проведения полевого опыта о лугопастбищными травами были нехарактерными для Московской области. Острый недостаток влаги в июне, июле и августе (когда количество осадков составляло 50-60% ежегодной нормы) и повышенные температуры отрицательно сказались на отрастании трав и продуктивности пастбища. Погодные условия 1993 г. были благоприятны для трав, количество и распределение осадков и температуры воздуха по месяцам были близкими к среднемноголетним данным.

В9гегдц«втим* .РПМТЧ С пекинской капустой. В трехлетнем опыта 1 изучалось влияние ежегодного применения сульфата аммония (и в первые два года - кальциевой селитры) с ингибиторами нитрификации ДЦД и КМП на урожай и накопление нитратов в салатной продукции, потребление растениями азота удобрений и почвы, баланс меченого азота удобрений (вносившегося в соответствующих вариантах ежегодно в два сосуда попеременно).

В опыта 2 азотные удобрения - сульфат аммония и кальциевая селитра -вносились только а первый год, а затем в течении двух лет изучалось их последействие на продуктивность пекинской капусты и накопление нитратов в салатной продукции, потребление растениями азота удобрений и почвы, а такая баланс меченого азота удобрений в прямом действии и последействии (повторность о 15N - двукратная) в зависимости от ежегодного применение ингибиторов нитрификации ДЦД и КМП.

Доза азота а опытах составляла 150 »«г/кг почвы. Ингибиторы нитрификации из фон« РК и в вариантах о азотными удобрениями применяли из расчете: ДЦД -10%, а КМП - 3% от внесенного азота. Исходное обогащение мота удобрений ,SN осояо 20 ех.%.

Почва хорошо окультуренная дерново-подзолистая среднесутлинистая, (гумус 2,3%; рНсол 6,5; емкость поглощения катионов 17,4 мг-э*»/100г, нитрификационная способность, обеспеченность подвижными формами фосфора и калия соответственно на уровне 4, 6 и 5 класса). Масса почвы в сосудах типа Вагнера при закладке обоих опытов составляла - 5 кг; на второй год в первом опыте • 4,5 кг и во втором опыте - 4 кг, а на третий год соответственно 4 кг и 3.1 кг абсолютно сухой почвы. Число растений в сосуде пять. Сорт пекинской капусты ТСХА - 2. Учет урожая салатной продукции проводили а фазу 9-10 настоящих листьев, через 35-40 дней после посева.

Агрохимический анализ почв перед закладкой полевых и вегетационных . опытов проводили общепринятыми методами. Программа наблюдений и методика исследований соответствовали требованиям отраслевых стандартов и рекомендациям по испытанию ингибиторов нитрификации. Содержание аммонийного и нитратного азота (после его восстановления до аммония) определяли • свежих почвенных образцах на макроаппарате Къельдаля, общего азота в растениях - микрометодом Кьельдаля после сжигания с фенолсерной кислотой. Определение изотопного состава азота почвенных и растительных образцов проводили после соответствующей подготовки проб на масс-спектрометре МИ-1301В. Содержание нитратов в свежих растительных образцах определяли потенциометрически с использованием мон-селактиеных электродов, фосфор и калий - общепринятыми методами после мокрого оэоления, а элементный состав пекинской капусты я* атомно-абсорбционноы спектрофотометре РС - 7100 после сухого озопения. Оценку качества зеленой массы кукурузы и трав проводили согяасмо отраслевым требованиям стандартными методами.

Остаточные количества «етиялмразола - основного метаболита ингибитора нитрификации К1/Л • в юпоной массе кукурузы и трав, салатной продукции пекинской «апусты определяли методом тонкослойной хроматографии (продал обнаружения 0,04 мг/«х сырой массы) «а кафедра химических средста защиты растений ТСХА. Математическую обработку урожайных данных методом дисперсионного анализа, а также обработку результатов изотопного анализу азо(а и последующие рес+эты количества меченого «эота удобренийрйстсмйгз

и почве проездили с использованием ЭВМ.

•

1. Влияние ингибитора нитрификации КМП на эффективность ггетныя Удобрений, использование растениями азота удобрения и почзы при

гыращиагнии кукурузы на зеленую массу в полевых условиях. 1.1. Сравнительная эффективность стандартная и модхфицярозгнной

ингибитором нитрификации мочевины в полевых опытах. Под влиянием изучавшихся форм азотных удобрений происходило значительное повышение урожая по отношению к фону РК и возрастало содержание сырого протеина в зеленой массе (табл. 1).

1

Год

1989г.

Урожай, содержание сырого протеина и нитпатоа в растениях -_потребление азота кукурузой. ПдлеШэ^опыть^

Вариант опыта

Фон

Фон +КМП Фон -Жм Фон тИм с КМП НСР05

Урожай зеленой массы, ц/га

426 451 532 606 50

Сбор сухого вещества, ц/га

73,7 86,7 96, Э ал

Содержание

сырого протеина,

% на сух,в-во 6,00 6,01 7,9« 7,6»

N03', мг/кг зелен, массы

40 75

Т2в

Вынос азота с урожаем, кг/га

60Л 7?,5 МО,2 122,2

КИ азота удобр., % от внесем.

5© 52

1990г.

Фон Фон +КМП Фо*

Фон +Гй* с КШ1

516 54Т 63& 713 51(

61,1 65,7 75,5

&,1

7,00 7,83 8,94 9.19

7» 165 180

63.4 82,8 108,0 125.9

45 59

Наблюдения1 за динамикой минеральных соединений о гота а 0-20 см слоэ почвы в течение вегетации показали, что ингибитор КМП, эвосмЕагмйся по фгту РК и в составе мочевины, активно тормозил нитрификацию на протяжении 1-1,5 месяцев. При этом, как и а микрополевом опыте (рис. 1), обэспечиЕЗяесь сохранение большего количества минерального почвенного и внесенного азота в почзе в аммонийной форме до начала интенсивного роста и потребления азота кукурузой.

Под действием ингибитора . в составе модифицированной мочевины а среднем за два года урожай зеленой массы кукурузы увеличился на 75 ц/га или на 13%; возросло потребление растениями азота на 15 хг/га и соответственно

г

повысился коэффициент использования кукурузой азота удобрения, рассчитанный разностным методом. При этом относительное содержание азота ,и, следовательно, сырого протеина в зеленой массе под действием ингибитора в

составе мочевины существенно не изменялось. В вариантах без азота под влиянием ингибитора нитрификации проявлялась явная тенденция к увеличению урожая и возрастали размеры потребления кукурузой азота почвы (табл. 1).

Улучшение азотного питания кукурузы под действием КМП приводило также к увеличению выноса фосфора и калия с урожаем, прежде всего за счет повышения сбора сухого вещества. Внесение ингибитора нитрификации в составе модифицированной мочевины практически не сказалось на основных показателях качества урожая зеленой массы кукурузы. Содержание нитратов в ней в вариантах с азотными удобрениями находилось на уровне ниже установленной ПДК, при этом остаточных количеств метилпиразола (основного метаболита ингибитора КМП) в продукции не обнаружено.

1.2. Сравнительное действие систематического и разового применения ингибитора нитрификации КМП с сульфатом амыония а ыикрополеаоы опыте.

При ежегодно^ в течении трех лет, применении КМП с сульфатом аммония в микрополевом опыте с кукурузой на зеленую массу сохранялась высокая биологическая активность ингибитора нитрификации.

Степень и продолжительность торможения процесса нитрификации в почве были одинаковы при разовом (только на третий год проведения опыта) и трехкратном применении КМП (рис. 1).

Величина урожая, общие размеры потребления азота кукурузой, а также изменения в выносе других основных элементов питания с урожаем также практически не зависели от того, было ли это разовое или систематическое применение сульфата аммония и ингибитора нитрификации. Применение позволило установить, что под влиянием ; КМП возрастало использование кукурузой не только меченого азота удобрения, но и немеченого азота почвы. При разовом и систематическом внесении ингибитора нитрификации размеры потребления кукурузой азота удобрения и почвы были практически одинаковы (табл. 2). Остатков метилпиразола в зеленой масса кукурузы, убиравшейся в фазу молочной или Кюлочно-восковой спелости зерна не обнаружено и при систематическом применении КМП.

Рис.1 Динамика минеральных соединений азота в почве. Микрополевой опыт. А - разовое (только в 1991 г.), Б - систематическое трехлетнее (1989-91 гг.) применение сульфата аммония и ингибитора нитрификации. 1,2,3 - соответственно варианты: фон РК, ЫРК, и ЫРК + ШП

Вариант опыта

Сухая масса пяти растений, г.

Содержа« азота, % на сухое вещество

Использовано озота растениями

всего

г. на пять рзстен.

г. на пять расюн.

% от общего выноса

из удобрения

г. на пять растен.

% от внесен, колич.

Систематическое внесение азота и ингибитора - ежегодно в течении трех лзт

Фон

Фон +N3 Фон +N3 +ШП

НСРр.5

547 714 813 64

1,03 1,06 1,07

5,64 7,59 8,70

5,64 5,94 6,27

100,0 78,3 72,1

1,65 2,43

31,4 46,3

Разовое внесение азота и ингибитора - только на третий год

Фон

Фон +Ыа Фон +Ыа +КМП I НСРр.5

, 547 702 730 60

1,03 1,07 1,03

5,64 7,51 в,49

5,64 5,81 6.26

100,0 77,4 73,7

1,70 2,23

32.3

42.4

2. Эффективность и использование травами азота стандартной к модифицированной ингибитором нитрификации мочевины на пойменном культурном пастбище.

На пойменном злаковом лугу при пастбищном (многоукосном) использовании травостоя модифицированная мочевина имела преимущество перед стандартной мочевиной по сезонному сбору зеленой массы, сухого вещества и сырого протеина только при разовом (весной) и двукратном (равными долями весной и под третье отрастание) внесении азота, а также обеспечивала более равномерное поступление корма в течений сезона. При этом коэффициенты использования травами азота модифицированной мочевины за . сезон, рассчитанные разностным методом, были выше на 8-12% от внесенного количества (табл. 3).

При более дробном 3-х и 5-кратном внесении общей нормы азота в виде модифицированной мочевины (т.е. при разовых дозах азота 60 и 35 кг/га) доза вносимого ингибитора нитрификации была, очевидно, слишком мала для достаточно активного и продолжительного торможения нитрификации в почве и проявления положительного действия на азотное питание и урожай трав.

^^ЯШвн^д^ззщмцааеЕ!Ш^оВМ^еынасфзат^с^ож^^ЛШЩ

Вариант опыта Урожай Сбор Содержание Вынос КИ 1

Форма KpaiH. зеленой сухого сырого азота с азота

Год озогн. внесения массы, вещества, > протеина 6ЭВ урожаем удобр.,

удобр. 180 N ц/ia Ц'га % на абсолютно сухое вещество кг/га % от внесен.

Фон . 112 23,8 10,9 53,2 41,5 ;

1 241 42,9 17,2 48,5 .118 42,7 !

Мм 2 • 227 41,4 17,4 45,6 : 1,15 , 40,8 '

1992( 3 235 44,0 16,2 45,1 114 ' 40,4 '

5 226 43,1 15,8 46,1 109 37,2 !

1 265 ■ 46,7 , 17,8 47,0 132 50,-6 ;

Мм с 2 267 47,2 18,1 44,8 136 52,3

кмп 3 238 44,9 16,8 46,3 120 43,7

5 234 45,8 15,3 44,9 112 39,1

Фон - 131 28,6 9,6 53,0 44,1 .

1 272 51,5 17,1 45,6 141 53,9

Мм 2 304 51,1 18,2 45,1 148 58,4

19931 3 282 48,9 18,2 45,6 138 54,7

' 5 287 50,4 17,8 45,0 143 55,0

1 308 57,0 17,7 46,2 №1 65,1 ,

Мм с 2 312 56,3 18,9 46 ;0 170 69,7

3 285 51,3 >17,9 44,3 1143 ■ • 57,7

5 290 52,7 16,8 45,1 444 54,1

НОРо.5 «ля частных (различий: 1992 г. - 5;0 ц(га ; 1993 .г. - 8,0 ц/га вел. .массы

На протяжении всей вегетации содержание сухого вещества в грззах было выше в фоновых вариантах (20,2-23,7%), чем е вариантах со стандартной и модифицированной мочевиной ,<14,9-22,0%). Одновременно под влиянием азотных удобрений наблюдалось значительное увеличение содержания сырого протеина а корме (в табл. 3 приведены средневзвешенные данные за сезон). Большая продуктивность травостоя и более равномерное поступление хорма в течении сезона было отмечено 8 1993 г. с типичными погодными условиями, чем 1992 г. Урожай, концентрация азота з тразах по отдельным отрастаниям и размеры отчуждения азота с получаемым кормом зависели главным образом от разоаой дозы азота и складывавшихся условий вяагообеспеченности. (табл. 4). 4. Урожай и содержание

НСР0,5 для частных различий 5,0 2,6 3,0 1,9 0,9 8,0

Фон - 120 90 110 90 120 -

Содерж. 1 590 390 190 140 170 I

нитратов Мм 2 460 170 340 170 160 •

в травах, 3 200 150 190 140 270 •

,МГ !Ы03" 5 (190 140 190 160 250 -

,на кг. ¡1 190 180 170 160 150

сырой Ым с 2 120 180 180 150 190 -

массы кмп | 3 170 170 170 140 210 -

5 110 160 130 100 150 -

Фон . 14,0 13,5 3,1 5,1 5,4 44,1

1 51,3 42,1 21,6 16,5 9,7 141

Вынос Мм 2 44,3 28,8 42,5 21,9 10,5 148

азота с 3 38,7 23,8 36,4 19,3 19,7 138

урожаем, 5 34,1 36,7 26,1 29,9 16,3 143

кг/га 1 58,2 45,7 25,3 22.0 10,0 161

Мм с 2 49,9 34,5 ¿9,3 23,9 11,9 170

КМП 3 40,7 29,5 33,1 24,6 20,1 143

5 30,4 34,8 31,0 23,9 21,2 141

За C"RT введения ингибитора нитрификации в состав мочевины не только увеличивался урожаи трав, но и назл-одалось небольшое, но стабильное увеличение концентрации азота в трава* тех отрасталий, под которые вносились повышенные дозы удобрения. Соответственно возрастал вынос азота травами (табл. 4). Концентрация азота е травах первого отрастания при разовом внесении стандарт ной и модифицированной мочевины составила соответственно 2,98% и 3,21% з 1992 г. и 3.11% и 3,29% в 1933 г. При двукратном внесении этих удобрении (разовая доза 90N) ч травок первого отрастания концентрация азота составила в 1992 г. соответственно 2.64% и 2.53%, а в 1993 г. - соответственно ?,89Ч'п и 3,21%. При разовом и двукратном применении модифицированной КМП мочевины отмечалось увеличение сбора сырого протеина в среднем за два года на IS-liS'j по сравнению^ стандартной »иочеьпной.

В оба года проведения опыта при внесение ,вс.™ мормы азота в один прием веской в тразах первого отрастания накапливались нитраты в концентрациях, близких к потенциально опасным для ж:"ьотных !(ПДК для зеленых кормов 500 мг NOj"'4r) Применение ингибитора нитрификации КМП в составе мочевины ограничивало члкопленке нитратов е глстбмипом дерме е пределах 100-240 мг/кг. Даже при разовом внесении 160N весной в форме модифицированной мочевины содержание ы/.тратов в кормозо> массе при первом отрастании не превышало 200 vr/кг (табл. 4)

Усиление азотного питания трав при внесении ручавшихся форм мочевины сопровождалось некоторым снижением содержания в корме безазотистых экстрактивных веществ. Содержание сырой золы, сыоой клетчатки и сырого ж Ира в травах под действием изучавшихся факторов заметно не изменялось. 3 целом получас/ыи корм отвечал зоотехническим требованиям, однако при разовом и двукратном внесении азота был менее сбалансировал по протеину и углеводам (табл. 3)

Остаточные количества метилпиразола в растительной массе первых отрастаний после внесения модифицированной мочеаины (даже всей нермы 180N весной), были ниже предела его обнаружения методом тонкослойной хромлтограоип.

3. Накопление нитратои * салатной продукции пекинской капусты, баланс меченного 15Ы азота з прчмем действии и последействии

при систематическом применении ингибиторов нитрификации. Внесение азотных удобрений обеспечивало в условиях вегетационных опытов резкий рост урожая пекинской капусты, но приводило к накоплению а салатной продукции нитрагез а высок:их концентрациях. По влиянию на урожай и содержание нитратов в растениях изучавшиеся формы удобрений - сульфат аммония и кальциевая селитра - был» практически равноценны (табл. 5).

Применение ингибиторов нитрификации ДЦЦ и КМП при ежегодном удобрении пекинской капусты сугьфлтом аммония (опыт 1) не вызывало существенных изменений в уразне урожая, но позволило значительно (в среднем за три года в 2-2,3 раза) ограничить накопление нитратов в салатной продукции.

5. Урожай ппктгкей кгпусты (1-г сырого пещестш^сооуд!

Варианты | Год прпиеления опыта I!

ПорвыйЛ

Второй

Фон 139 520 34 760 30 370 >

Фон *-Д11Д 165 £00 58 650 46 270 |

Фон + КМП 178 310 58 560 36 170 ]

Фон ^ N3 389 1.723 184 2120 151 1480 !

Фон<Мз+-ДЦД 406 530 177 680 163 £90 !

Фон+ИатКМП 383 ТССО 176 660 144

Фон+Мокц 372 1-760 175 2240 ■ \

Фон+!Чскц+ДЦД 372 X 770 186 2230 ч

Фон+Мскц+КМП 355 Г773 ?ЯЭ 2340 <

НСР0_5 21 27 14 1

Опыт 2 - Разовое внесение азогз * повгерис» применение ингибиторов ни1рификации 'я

Фон 71 зга 16 990 31 1С20 |

Фон+ДЦД 99 зот 39 310 48 630

Фон+КМП 82 230 36 520 27 310

Фон+Иа ' 144 ЛГО-С 0 146 1140 41 930 |

Фон+Ыа+ДЦД 163 2930 160 690 55 780 !

Фон+На+КМП 166 2550 129 1110 36 580 5

Фон+Ыскц 145 3950 159 1470 ЗЭ 1050 |

Фон+Мскц+ДЦД 147 3350 151 1410 40 1020 |

Фон+№кц+КМЛ 146 эзса 153 1460 38 1050 |

НСР05 11 13 9 1

здесь и а табл. 6 и 7 данные, полученные совместно с Вани Джавид Ахмедом (1993)

При повторном применении ингибиторов нитрификации сохранялась и< высокая биологическая октивнссть. что подтверждается не только уменьшением

П

содержания нитратов в растениях, но и снижением потерь меченого азота удобрений, которое сопровождалось увеличением его потребления пекинской капустой и количества оставшегося а почве после уборки урожая меченого азота (табл. 6, 7).

При сис.ематическом применении сульфата аммония возрастали не только общие размеры потребления азота растениями, но и размеры дополнительного усвоения азота почьы - "экстра-азота". По годам проведения1 опыта использование пекинской капустой азотл почвы постепенно спггж&лось, а яоД действием ингибиторов возрастало только в первые два года проведения1 опыта (табл. 6).

ланты I Год проведения опыта

Первый

|Фон

вФон-ДЦД ¡Фон »-КМП

¡Всего! Меч. ¡Немеч.

158 ! - | 158 137 ! - I 137

Всего 64 12;

96

Второй

Меч.

Немеч.' 64" 122 95

Всего 22 54 32

Третий

Мен."

Немеч.*' 22*

54 32

(¡Фон t-Na jOoH-i-ND-ДЦД

6SS I 319 I 369 806 | 362 ! 444 7SS ! 332 ! 406

520 618 597

211 245 257

309 373 340

339 435 382

164 204 182

225 231 200

¡Фон ^-Мскц

¡Фон+Ыскцт-ДЦД

" N " к 1 ^

694 750 719

397 4С8 403

297 342 311

545 549 540

236 240 236

309 309 304

*- с учетом использованного растениями азота удобрения, внесенного в 1 год **-с учетом использованного растениями азота удобрения, внесенного во 2 год

Применение ингибиторов нитрификации не оказывало фитоцидного действия на пекинскую капусту, удобрявшуюся нитратной формой азота, однако в вариантах с сульфатом аммония в первый год проведения опыта 2 наблюдалось временное угнетение проростков, очевидно, вследствие аммонийного отравления.

От ежегодного применения ингибиторов нитрификации, при снабжении растении нитратным азотом, существенных изменений в урожае, накоплении нитратов е растениях, потреблении ими азота почвы и удобрения, размерах основных Статей баланса меченого азота кальциевой селитры не установлено (табл. 5-7).

Результаты исследований в опыте 1 показали, что при ежегодном применении азотных удобрений в почве после уборки урожая пекинской капусты

оставалось 24-26% внесенного меченого азота сульфата аммония и 14-15% азота кальциевой селитры (табл. 7).

7, баланс меченого азога уддб^ений__Рпщ _

Год проьодонин омыта

Варианты Первый' В горой" Трети"*

опьпэ Использ. Ос 1алосъ Потери Использ Осюпось Потри Использ

растен в почве рэстен в почве рас 10м

фон »N3 43 24 33 32 26 42 21

Фон • № -ДЦД 48 26 26 36 32 32 33

Фон >Ма 'КМП 51 24 25 38 32 30 29

Фон »Мскц 53 15 32 35 14 51

Фон «Мскц <ДЦД 54 13 33 36 16 48

Фон »№кц < КМП 54 14 32 35 19 46

Дозэ азота. * - 750 м(,сосуд * * - 675 м( 'сосуд *' * - 620 м(/сосуд

Попеременное внесение меченых удобрений ежегодно в два из четырех повторений не позволяло .однако, проследить за судьбой оставшегося в почве азота удобрений и влиянием ингибиторов нитрификации иа его использование растениями и потери.

В вегетационном опыте 2 с помощью было прослежено за изменением баланса меченого азота удобрений в прямом действии и последействии при повторном применении ингибиторов нитрификации (табл. 8). В первый год его проведения, как и в опыте 1, применение ингибиторов нитрификации обеспечивала значительное уменьшение потерь азота сульфата аммония за время вегетации ««миской капусты, но существенно не повлияло на размеры потерь остававшегося в почве меченого азота удобрений во вневегетационный период. В условия* опыта наблюдалось высокое последействие азота удобрений. Использование пекинской капустой меченого азота в первый год последействия составило 10-13% от внесенного количества. Под влиянием ингибиторов нитрификации прослеживалось небольшое, но явное снижение потерь меченого азота удобрений в последействии (с 12-14% до 9-10% от оставшегося в почва йврад повторным посевом). На второй год последействия использование растениями составляло всего 1-2% от первоначально внесенного азота удобрений, но и а атом случае установлено уменьшение его потерь (с 12-14% до 5-6% от оставшегося посла уборки второго урожая).

Следовательно, применение ингибиторов нитрификации не только ограничивает накопление нитратов в салатной продукции пекинской капусты и потери ааста сульфата аммония в прямом действии, но и ограничивает потери оставшеюся в почве и затем реминерализованното азота удобрений в последействии (как, очевидно, и минерализованного почвенного азота).

Систематическое применение ингибиторов нитрификации привело к увеличению использования за три года - в прямом действии и последействии -меченого озо^а сульфата аммония и немеченого азота почвы пекинской капустой, в при удобрении кальциевой селитрой • не снижало потребление азота удобрения и почвы растениями

в 5рлднсОпы т 2

Использовано Ос 1алоеь По 1 ери

Вариант рас тениями в почве

о( ;ы>а % от % от % от % ог % от

внесений! о останце! осн внесенною вмесемно! о ос тавше< оси

Прямое лейсшие зэот$ и ингиСиюроа нитрификация '

Фон«N3 31 - 45 ,. 36 24 / 33 -/20

Фон< (ча-ДЦД 36 - 51 / 44 13 / 20 -/14

Фон < №4 КМП 39 • 48 / 40 13 / 20 -/16

Фон + Г*скц 32 • 35 / 29 33 / 39 -/18

Фом'Мсгц'ДЦД 33 - 39/31 28/36 -/19

Фон» Мскц»КМП 32 - 35 / 29 33 / 39 •/21

1-й 1рцносдедейс!ьия Н. 2-й гол применения ингибиторов нитрификаиии **

Фон + N8 11/42 30 21 5/38 12

Фон + №*ДЦД 13 / 49 29 27 4/24 9

Фон-* N3-* КМП 10 / 49 24 26 4/25 10

Фон ♦ Ь1скц 10 / 42 34 15 4/43 14

Фон->Мскц-'ДЦД 11/44 36 17 3/39 9

Фон •> №кц • КМП 10 / 42 37 15 3/43 10

2-й год последействия N. 3-й гол применения ингибиторов нитрификдшт^И

Фон+№ 0,9/43 4 17 2,8/40 14

Фон<-№+ДЦД 1,9/51 5 24 1.6/25 5

Фон ♦ №1 КМП 1,3 / 50 5 24 2,1/26 6

Фон» 1,1 /43 7 12 1,7/45 12

Фон-Мсмд-ДЦД 1.1/45 6 15 1,3/40 6

Фон + Мскц- КМП 1,1 '43 7 13 0,9/44 5

' числитель - осенью при уче1е урожая, знаменатель • летом следующего года при

перезакладов опыта для учета последействия ** числитель - в последействии, знаменатель • в сумме за два года. "' числитель • во второй год последействия, знаменатель • в сумм« за три года.

Изучавшиеся ингибиторы нитрификации по действию на содержание нитратов в салатной продукции и использованию растениями азота удобрений оказались практически равноценными Большее потребление пекинской капустой немеченого азота в варианта* с ДЦД. чем с К МП свидетельствует об усвоении растениями содержащегося в дициандиамиде азота Остаточных количеств метилпиразола в салатной продукции не обнаружено, а дициандиамид, как известно, является экологически безопасным препаратом

Применение ингибиторов нитрификации не вызывало изменений в элементном составе пекинской капусты, удобрявшейся кальциевой селитрой. Выявленные различия в зольном составе растений под действием ингибиторов нитрификации, внесенных с сульфатом аммония (увеличение концентрации калия и снижение - кальция, железа и марганца), по-видимому, связаны с преимущественно аммонийным типом питания растений и сдвигом реакции почвы; других закономерных изменений в концентрации изучавшихся зольных элементов, в том числе тяжелых металлов, не установлено

Выводы.

1. В исследованиях с кукурузой на зеленую массу (зыращивавшейся в полевых условиях на серой лесной почве Владимирского ополья в 1989-91 гг.), многолетними пастбищными травами (на культурном пойменном лугу в Московской области а 1992-93 гг ) и пекинской капустой на салатную продукцию (в серии вегетационных опытов с дерново-подзолистой почвой) показано, что применение ингибиторов нитрификации позволяет не только снизить потери и повысить эффективность азота амидных и аммонийных удобрений, но и улучшить качество кормовой и овощной продукции вследствие увеличения в ней содержания протеина и ограничения накопления нитратов.

2. Применение ингибитора нитрификации КМП в дозе 2% от азота удобрении (в составе модифицированной мочевины в полевых опытах и при внесении с сульфатом аммония в микрополевом опыте с кукурузой) обеспечивало продолжительное - на протяжении 6-8 недель - торможение нитрификации в оарой лесной почпе и сохранение в пахотном слое большего количества снесённого азота в аммонийной форме до начала интенсивного потребления азоте яукуруэоД, повышало эффективность и использование растениями азота

удобрения. В полевых опытах под влиянием ингибитора нитрификации возрастал урожай зеленой массы кукурузы и сбор сырого протеина.

3. В микрополевом опыте с ,f'N установлено, что под влиянием ингибитора нитрификации повышалось использование кукурузой как меченого азота удобрений, так и немеченого почвенного азота. При разовом (только на третий год) и систематическом трехлетнем применении КМП степень и продолжительность торможения нитрификации в почве была одинаковой, в ровной мере возрастали также размеры потребления кукурузой азота удобрения и почвы, а также урожай зеленой массы, сбор сухого вещество и сырого протеина.

4. 8 двухлетнем полевом опыте со злаковыми пастбищными травами модифицированная ингибитором нитрификации мочевина имела преимущество перед стандартной мочевиной только при разовом (в дозе 180N) и двукратном (равными долями весной и после второго отрастания) внесении, при этом под влиянием ингибитора в травах возрастало содержание протеина и ограничивалось накопление нитратов (ниже уровня ПДК для зеленых кормов) в первых после внесения азота отрастаниях, а также обеспечивалось более равномерное поступление корма в течении сезона. При более дробном 3-5 кратном внесении изучавшиеся формы азотных удобрений по сбору сухого вещества трав, сезонному поступлению и качественным показателям кормовой массы были одинаковы.

5. В вегетационном опыте с пекинской капустой, при систематическом трехлетнем применении ингибиторов нитрификации КМП и ДЦД с сульфатом аммония( ежегодно снижались газообразные потери меченого азота удобрения (на 8-10% от внесенного количества) и значительно повышалось использование пекинской капустой меченого и немеченого азота, уменьшалось накопление нитратов в салатной продукции (б среднем за три года в 2-2,3 раза).

6 В другом трехлетнем вегетационном опыте с пекинской капустой, под влиянием ингибиторов нитрификации, снижались потери и возрастала эффективность аммонийного азота удобрения не только а прямом действии, но и в последействии. Впервые показано, что повторное применение ингибиторов нитрификации ограничивает в последующие даа года потери ранее закрепленного в почве и затем реминерализоаанного меченого азота удобрений (сульфата аммония и кальциевой селитры). При этом повторное применение ингибиторов не

снижало в последействии потребление растениями меченого азота удобрений и немеченого азота почвы.

7. При внесении изучавшихся доз ингибиторов нитрификации КМП а составе модифицированной мочевины (2 кг д а .(а под кукурузу и 3,6 кг д а./га на пастбищном травостое) • в получаемой кормовой массе остатков метилпиразола, определявшегося методом тонкослойной хроматографии, не обнаружено.

Метилпиразол не накапливался в зеленой масса кукурузы, пастбищном корме и салатной продукции пекинской капусты и при повторном применении «МП.

Рекомендации производству, ведущим научным учреждениям страны агрохимического профиля при определении перспективного ассортимента азотных удобрений, потребности в ингибиторах нитрификации и модифицированных ингибиторами азотсодержащих удобрений предусмотреть их производство для использования а сельском хозяйство на только для снижения потерь и повышения эффективности вносимого азота удобрений, но ,и ,а целях ограничения накопления нитратов в кормовой и сгощноЛ продукции. Наиболэа безопасным с эколого-токсикологической точки гряниа яаляэтея .ингибитор нитрификации ДЦД. Обязательным алэмзитом дальнейших испытаний ноеых ингибиторов нитрификации на основа замещенных пираголоз л угатся ¡разработка 'более чувствительных методов определения их токсичных,остаткоэ,в продукции,и объект&х,о!фу5чгющай среды.

Oojiy.lQßHSäSM

1. Кудряшова Л.А.. Вами ДА. Зайко АС. Сравнительная эффективность обычной и модифицщювпнной ингибиторами нитрификации мочевины при выращивании кукурузы на серой лесной почве. // Известия ТСХА Вып. 5. -1992 - С 68-76

2. Зайко А С Использование растениями и баланс меченого азота удобрений в прямом действии и последействии при повторном применении ингибиторов нитрификации // Тез докЛ 29-ой конф Метод учены* .Эффектна примен. средств химизации и продуктив с -х культур" • М ВИУА, 1994. С. 13-15.

3. Влияние ингибиторов нитрификации на баланс азота удобрений, урожай и химический состав пекинской капусты / Муравин Э.А, Кудряшова ЛА., Вани Д А., Саблина С М.. Зайко А С // А(рохимия. - №6. - 1994. - С 21-29.

4. Зайко А С. Эффективность и использование травами азота стандартной и модифицированной ингибитором нитрификации мочевины. // Тез. докл. 30-ой конф. молод, ученых .Эффектна, применен, средств химизации и продуктив. с.-х. культур" - М. ВИУА, 1995. С. 3-4.

5. Муравин Э.А., Зайко A.C., Кудряшова Л.А. Эффективность и использование травами азота стандартной и модифицированной ингибитором нитрификации мочевины на пойменном культурном пастбище // Агрохимия. - 1995. - Na6. -С. 22-29.

6. Эффективность и использование кукурузой азота КАС при совместном применении с ингибиторами нитрификации в условиях химической прополки. / Мурасин Э.А., Литвинская И.Б., Кудряшова Л.А., Зайко A.C. // Агрохимия. -1995. - №8. - С. 23-34.

7. Зайко A.C., Муравин Э.А. Влияние систематического применении ингибиторов нитрификации на использование пекинской капустой и баланс азо!,1 удобрений в прямом действии и последействии. / Актуальные проблемы развития сельского хозяйства. // Сборник научных трудов молодых специалистов и аспирантов. - М.: Изд-во МСХА. - 1996. С. 101-111.