Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ РАЗЛИЧНЫХ ДОЗ И ФОРМ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ РАЗЛИЧНЫХ ДОЗ И ФОРМ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УЦИ8№СИ^ ТЕГ ИМЕНИ М,В.ЛОМОНОСОВА ФАКУЛЬТЕТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ

На правах рукописи УДК 631,41:631,83/5

ХОМЯКОВ Дмитрий Михайлович

ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ И ЦИОДОЩЧЕСШ® СВОЙСТВ ДЕРНОШ-ПОДЗОЛИСТОЙ почвы деи ПРИМЕНЕНИИ РАЗЛИЧНЫХ ДОЗ И ФОВ4 МИШРА®,НЫХ УДОБРЕНИИ

Специальность 06,01,04 агрохимия

Автореферат

даюовртаци» к« соискание ученой оуег^ин кандидата биологических науп

Москва - 1985

Работа выполнена на кафедре агрохимии факультета почвоведения Московского государственного'университета им.Н.В.Ломоносова

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Л.А.Лебедева

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственный наук Д.А.Филимонов

кандидат биологических наук Е.Ш.Егорова

Ведущее учреждение - Воронежский государственный университет имени Ленинского комсомола

Защита состоится

в /. ^¿Ха . на

заседании специализированного совета К 053.05.16. в МГУ им.М,В.Ломоносова в аудитории М-2 /Москва, Ленинские горы, факультет почвоведения МГУ/

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ ,г

Автореферат разослан

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на ■ оседании специализированного совета по почвоведению в Московском чверситете, а отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные ' 1атыо, просим направлять по адресу: Москва, 119899, Ленинские горы, чУ, факультет почвоведения. Ученый Совет

Ученый секретарь - .

специализированного совета, ^г— л >

доцент И.П.Бабьева

Актуальность темы. Продовольственной программой.СОСР намечено довести среднегодовое производство зерна в ХП пятилетке до. 250-255. млн.т. В решении этой.задачи большую роль отводят Нечерноземной зоне СССР,.в которой можно возделывать сорта зерновых культур - интенсивного типа. Одаако в несение высоких доз хоропюр&створишх форм-, минеральных удобрений /и в частности азотнык/, необходимых для реализации их потенциальных возможностей, не всегда эффективно. В связи о зтим большой интерес представляет использование форм удобрений с пролонгированным действием.

Имеющиеся ъ литературе данные об-ином поведении в почве слаборастворимого в воде мочевино-формальдегидного удобрения /МФУ/ по сравнению с хорошорастворимыми формаыи азотных туков,, а именно различающиеся количественные показатели содержания в. гай'аммония и нитратов в период вегетащи растений, позволили некоторым исследователям считать М®У удобрением пролонгированного действия /Корень-ков, 1976,-1984; Кураков, 1982; Каилунова,. Ароижтейн, 1983 и др./. Между тем нередко отмечается отсутствие преимущественного действия ИФУ перед аммиачной селитрой и мочевиной на продуктивность зерновых культур /Буторина, 1983; Минеев с соавт., 1984;, Егоров, 1985; Коро-таевская,. 1985 и др./. Причина этого исследованы недостаточно.

Эффективное применение высоких доз минеральных удобрений во многом зависит от их действия на почву. Однако не проводилось всесторонних сравнительных исследований влияния слабо- и хорошораст-воримых форм азотных удобрений в составе НРКна изменение биологической активности, физико-химических свойств дерново-подзолистых почв, накопление в них различных форм азота, фосфора и калия..

Цель исследования. Изучение направления и масштабов изменения, комплекса агрохимических и биологических свойств дерново-подзолис-

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Mpcrt.ee/UiCKoxo3. «nanewi» им. К. А. Тимирязева

Инв. X&Jt -MtPJ?'.,

тых почв разного уровня окультуренности при интенсивном применении различных форм азотных удобрений /мочевины, ее сочетаний с МФУ и ЫШ/ в составе МРК.

Основные, задачи исследования. I. Изучить изменения содердания различных форы азота в дерново-подзолистых почвах разной степени окульгуренкостк в зависимости от доз и форм азотных удобрений в составе ЦРК. 2. Изучить влияние возрастающих доз полного минерального удобрения на изменение физико-химических свойств дерново-подзолистых почв,, накопление в них подвижного фосфора и различных форм калия. 3. Выявить изменение ферментативной активности дерново-подзолистых почв при. применении, различных доз и форм минеральных удобрений.

Научная новизна. Установлены некоторые причины отсутствия преимущественного действия слаборастворимой формы азотного удобрения перед хорошорастворимоЯ на продуктивность ряда зерновых культур. Ими являются более сильное ингибирущее воздействие выских доз МШУ и его сочетаний с мочевиной по сравнению с мочевиной в составе НРК на ферментативккую активность дерново-подзолистых почв, а также малораэличащееея действие этих удобрений на содержание общего азота и структуру азотного фонда почв.

Показано, что независимо от форм азотных удобрений в составе ЮС за 5 лет не происходит существенных изменений физико-химических свойств известкованных дерново-подзолистых почв. Степень их окульту-ренности в этих условиях определяет масштабы накопления подвижных форы фосфора, а также напряженность биологических процессов.

Практическая ценность. Полученные результаты рекомендуется использовать при разработках оптимальных доз и форы азотных удобрений на дерново-подзолистых почвах под зерновые культуры.

Реализация результатов исследований. Отдельные результаты исследований используются в лекциях по агрохимии для студентов и слушателей ФПК на факультете почвоведении МГУ ..

Апробация. Основные положения диссертации доложены на конференции "МГУ - сельскому хозяйству" /Москва, 1982/, на отраслевом совещании в НИИ® им.Я.В.Сзмойлова /Москва, 1985/,. на II-й Межведомственной конференции. "Проблемы рационального использования и охраны почв" /Ленинград, 198&/, на Всесоюзной, научной конференции "Современные методы исследования почв" /Москва, 1988/, на школе-семинаре молодых ученых "Роль почвы в управлении продуктивностью агроценозов" /Велогорка, 1984/, на Всесоюзной конференции молодых ученых во ВНПОЧ и СК /Махарадзе, 1985/, на УП Всесоюзном съезде почвоведов /Ташкент, 1985/.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 210 страницах машинописного текста, содержит 49 таблиц и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части из 5 глав, выводов и 26 приложений. Список литературы включает 310 наименований, из них 36 " на иностранных языках.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектом наших исследований в 1982-1954гг. была слабо- и сред-неокультуренная легкосуглинистая дерново-подзолистая почва с делянок полевого опыта, заложенного в 1979 году на Агробиологической станции МГУ "Чашниково" /Солнечногорский район, Московская область/.

По данным В.С.Егорова и Н,А.Коротаевской /1983/ перед систематическим внесением удобрений по показателям агорохимических свойств слабоокультуренная почва, значительно уступала среднеокультуренной. Содержание гумуса в пахотном /0-20 ей/ горизонте против 2.7Х;

р2°5 и Кирсанову,' в мг/100 г лочвй/ 6,5 а 25,0 против 46,5

к 25,0. В подпахотном /20-40 см/ горизонте слабосгкультуренной почвы содержание подвижного фосфора и: налет выло 5,2 и 5,8 мг/100 г почвы против 16,1 а 15,0 среднеокудь туренной.

Показатели физико-химических свойств пахотных горизонтов обеих почв были вполне удовлетворительны и почти одинаковы, перед систематически« внесением удобрений псгаввг были произвесткованы по I т.к.: pHictt - 5,9; гидролитическая кислотность - 1,8 и 2,3 иг-экв/100 г почвы /слабоокультуренной и среднеокультуренной почвы соответст- -венно/; сумма поглощенных оснований 13,1 и 15,0 мг-экв/100 г почвы; степень насыщенности основаниями 87,9 и 86,7%; в ничтожном количестве обменная кислотность и подвижный алюминий. С-изико-хшшчес кие свойства подпахотных горизонтов суиественно различались, pHKCI слабоокультуренной почвы было 4,6 против 5,0 - среднеокультуренной, обменная и гидролитическая кислотность 0,12 и 3,4 цг-екв/ЮОг почвы против 0,09 и 2,6; сумма поглощенных оснований 7,8 ыг-экв/ЮОг почвы против 9,5; содержание подвижного алюминия 0,75 игЛ00 г почвы против 0,42; степень насыщенности основаниями 69,69, против 78,6%.

Полевой опыт проводился с повторением во времени и в пространстве. Один участок под севооборот вводили в 1879г., другой в 1980г. 6 условиях звена севооборота: ячмень Московский 121 - вико-овсяная смесь - озимая пшеница Мироновская'808 - подсолнечник /на зеленую массу/ - ячмень Надя ежегодно вносили возрастающие дозы мочевины, сочетания ее с ИФУ^ и МФУ на фоне двойного суперфосфата и хлористого калин. Схема опыта приведена в таблице I. Размеры опытных делянок

МФУ - мочевино-формальдегидное удобрение с содержанием общего азота - 37,ЗХ, индексом усвояемости - 52%; отношение мочевины к формальдегиду - 1,5.

25 кв.м, повторность "четь*рехкратная, На одной поле, звено севооборота кончилось в 1983г., на другой в 1984г.

Исследования показали, что МйУ по сравнении с мочевиной не оказывало преимущественного действии на урожаи исследуемых культур УМи-неев с соавт., 2984; Егоров, 1985; Лебедева, 1985/. Расчеты продуктивности. звена севооборота свидетельствуют /табл.1/, "что при ехе-

1

годном внесении хоршораствордаых форм удобрений в дозе 100 кг/га в среднем за 5 лет по сравнению с контролем ока повышалась на 19,1 ц к.е^/га на слабоокультуренной и; на 16,6 ц к.е./га на среднеонуль-туренной дерново-подзолистой почве. При дальнейшей росте доз удобрений продуктивность практически не увеличивалась... Замена мочевины на 1Ш в составе полного минерального удобрения, не изменяла продуктивности звена севооборота по сравнению с аналогичными дозами одной мочевины.

Таблица!

Продуктивность звена севооборота в ц к.е./га. Средние данные по двум полям, 2е79-19аарг. к 1980-1984гг.

Дозы и формы вносимых В сумме за 5 лет В среднем за

удобрений, кг/га д.в. ежегодно С 1 П

I. Контроль /без удобрений Л3,5 185,9 22,7 37,2

2. нмЮО Род 100 Кх 100 209,0 269,1 41,8 53,8

3. нм J50 Род 150 Кх ISO 221,1 284,7 44,2 56,9

4. нм 200 Род 200 Кх 200 231,3 292,7 46,3 56,5

5. йм 50Лмфу 50 Род 100 Кх 100 213,5 264,3 42,7 52,9

6. К" 50ймфу ЮОРсд 150 Кх 150 224,7 278,4 44,9 55,7

7. НМ 50нифу 150Рсд 200 Кх 200 230,5 285,2 46,1 57,0

8. ймфу 200 Рсд 200 Кх 200 222,5 272,8 44,4 54,6

Колебания.НСР05 по годам и

культура», ц к.е./га 1, 8-4,0 2,7-5,0

I - слабо-; П - средиеокультуренная дерново-подзолистая почва.

. ..

Исследования проводили ив только в условиях полевого, но и в модельных и вегетационных опытах. В 1982г. слабо- и среднеокульту-ренную дерново-подзолистую почву, взятую из пахотного слоя делянок полевого опыта перед посевом подсолнечника после четырехлетнего внесения удобрений, компостировали в сосудах на б кг почвы при постоянной влажности 60Х ППВ /модельный опыт/. В 1983 и 1984гг. в условиях вегетационного опыта, на тех же дерново-подзолистых почвах, что и полевой опыт, в сосуды на 6 кг почвы вносили возрастающие дозы мочевины, МФУ и их сочетаний на фоне двойного суперфосфата и хлористого калия. Повторность опыта 17-кратная, в 14 сосудах с отверстиями на В кг почвы выращивали ячмень сорта Московский 121 /к уборке оставалось б сосудов, учет урожая проводили совместно с З.А.Рахматул-линой/. Три сосуда оставляли без растений.

Схема вегетационного опыта в 1983 и 1984гг. /дозы, удобрений в г д.в./кг почвй/

1. Контроль /без удобрений/

2. Мм 0,1 Рсд 0,1 Кх 0 ,1

3. Им 0,2 Рсд 0,2 Кх 0,2

4. tlu 0,3 Рсд 0,3 Кх 0,3

5. «к 0,05 0,05 рсд 0,1 Кх 0,1

6. tiu 0,05 rlufty 0,25 Рсд 0,2 Кх 0,2

7. Нм 0,05 Нмфу 0,25 Рсд 0,3 Кх 0,3

8. 0,1 Рсд 0.1 Кх 0,1

9. ilMfy 0,2 Рсд 0,2 Кх 0,2 -

10. К»4>У 0,3 Рсд 0,3 Кх 0,3

Исследования агрохимических свойств почв выполнялись в соответствии с методическими указаниями /Агрохимические методы исследования почв, 1975/. Необменный гидролизу ешй калий определяли по Пчелкину, необменно-тюглощенный - по Пот ербургскому-Янишевскому, формы азота в почве - по Шконде-Королевой, фиксированный аммоний - по Могилевкиной. Анализ потенциальной уреазной, аспарагиназной и протеазной активное-

ти проводили по Галстяну /1974/, активность иммобилизованной уреазы и аспарагиназы определяли по Звягинцеву /1979/, потенциальную инвер-тазную активность - фотоколориметрическим методом /Бабьева, Зенова, 1933/. Математическая обработка экспериментальных данных, полевого и вегетационного опытов проводилась по Доспехову /1979/.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

I. Влияние интенсивного применения минеральных удобрений на физико-химические свойства дерново-подзолистых почв

Физико-химические свойства почвы в значительной мере определяют характер превращения в ней питательных веществ, а также оказывают непосредственное влияние на урожай сельскохозяйственных культур. Известно, что интенсивное применение физиологически кислых минеральных удобрений может ухудшить физико-химические свойства почв, что существенно снижает и иногда приводит к полному отсутствию эффективности

#

туков /Авдонин, 1969; Панников, 1983; Лебедева, 1984 и др./. Поэтому целесообразно начать рассмотрение влияния.высоких доз различных форм азотных удобрений в составе НРК на изменение агрохимических и биологических свойств дерново-подзолистых почв с результатов исследования состояния их поглощающего комплекса.

Результаты наших исследований показали, что внесение за 5 лет от 500 до 1000 к£/га М, Р^Ос, и К^О не сопровождалось существенными изменениями показателей кислотности /рН, Нг.; Нобм./, содержания подвижного алюминия, суммы поглощенных оснований и степени насыщенности ими слабо- и среднеокультуренных известкованных дерново-подзолистых почв. Это отмечается в пахотном слое исследуемых почв и по их профилю /исследования вели до глубины 80 см/. Отсутствие существенного подкисляющего действия высоких доз минеральных удобрений с различными формами азота в составе КРК можно объяснить следующим:

к/ обе почвы до внесения туков шали высокую степень, насыщенности основаниями; б/ пять лет в опте фосфор вносили в виде двойного суперфосфата, с который было внесено большое количество кальция, составляющее в пересчете на СаО - 280, 420 и 560 кг/га при дозах соответственно 600, 750 и 1000 к!7га д.в. Щк; Это в значительной степени дожег способствовать компенсации потерь кальция в результате вымывания и отчуждения его с урожаями сельскохозяйственных.культур /Шильников, 1984/.

Показатели физико-химических свойств исследуемых дерново-подзолистых почв были близки к оптимальным, позволяющим получать высокие урожаи сельскохозяйственны*, культур /Кулаковекая, 1983; Семенов, 1983; Минеев, 1984/. Т.е. с этой стороны вероятно нет существенных причин снижения-эффективности высоких доз минеральных удобрений /свыше 100 кГ/га ЦРК ежегоднб/, необходимых для реализации потенциальных возможностей высокопродуктивных сортов зерновых культур, а также препятствий для проявления возможности слаборастворимого в воде ЩУ по сравнению с мочевиной /конечно если таковая имела бы местЬ/ обеспечить более благоприятный питательный режим и тем самым способствовать формированию более высокого урожая растений. Однако в условиях полевого опыта не было обнаружено преимущественного действия

сочетаний мочевины с МФУ и одного ЫФУ при систематическом приме*

нении ^РК на урожаи различных зерновых культур и продуктивность звена-севооборота в целом. Для выяснения причин отмеченного явления мы изучали влияние этих удобрений на содержание различных форы азота, фосфора и калия в дерново-подзолистых почвах, а также изменение юс биологической активности.

2. Изменение содержания различных ¿эрм азота в дерново-подэолиотых почвах разной стеньги окультуренности в результате применения высоких доз мочевины, ЫФУ и их сочетаний в составе НРК

В связи с интенсивным применением разных форм азотных удобрений особое значение имеют данные об изменении содержания различных по подвижности и доступности растениям соединений азота в почве. Характер этих измененеий может оказать существенное влияние на условия питания сельскохозяйственных культур.

По результатам проведенных в условиях полевого опыта исследований /табл.2/ можно говорить о существовании определенной тенденции к увеличению содержания общего азота в пахотных слоях слабо- и сред-неокультуренных дерново-подзолистых почв по сравнению с неудобренным контролем под влиянием внесения за 5 лет 500 /варианты 2 и 5/ и 1000 /варианты 4, 7, 8/ кг Н/га на фоне РК. Причем мочевина, ЫФУ и их сочетания оказали примерно одинаковое действие на этот показатель, характеризующий потенциальное плодородие почв /Тюрин, 1956/,

Удобрения способствуют накоплению минеральных форм азота в исследуемых почвах, однако в условиях полевого опыта, используя метод Э.И.Шконде и Е.И.Королевой /1964/ трудно выделить различия в их содержании в зависимости от форм азотных туков.

Применение минеральных удобрений приводило к увеличению содержания в дерново-подзолистых почвах гидролизуемых и негидролизуемых соединений азота. При внесении 500 кг/га азота действие мочевины и сочетания ее с МШУ в составе МРК практически не различается. При удвоении дозы отмечается тенденция к несколько большему накоплению трудно- и негидролизуемых соединений азота под влиянием 1№У по ■ сравнению с мочевиной.

Таблица 2

Форш и содержание азота в пахотной слое дерново-подзолистых почв после пятилетнего применения различных доз и форм минеральных удобрений. Полевой опыт, средние данные по двум полям, 1983-1984гг.

№ ва Общий _Формы азота_

риан- азот минеральным легкогидро- трудногидро- неглдролизу-та % _лизуемыя лизуеыыи_емый_

I 21 21 21 2

Слабоокультуренная почва

I. 0,089 35 4,0 250 28,2 243 27,5 357 40,3

2. 0,092 44 4,8 267 29,0 250 27,1 360 39,1

4. 0,095 45 4,7 283 29,8 247 26,0 375 39,5

5.. 0,092 43 4,7 263 28,7 249 • 27,2 362 39,4

7. 0,096 40 4,2 252 26,2 259 27,0 409 42,6

8. 0,097 38 4,0 251 25,9 262 27,0 418 43,1

НСР050,006 19,6 16,2

Среднеокультуренная почва

I. 0,137 37 2,7 346 25,2 464 33,9 523 38,2

2. 0,140 49 3,5 379 27,0 459 32,7 517 36,8

4. 0,144 48 3,3 389 27,0 470 32,6 533 37,4

5. 0,141 40 2,8 381 27,0 465 33,0 524 37,2

7. 0,146 47 з,г 359 24,7 498 34,2 551 37,0

8. 0,146 46 3,2 360 24,7 502 34,4 551 37,7

НСР050,СЮ5 16,2 16,0

Примечание: Схема опыта в табл.1; I - мг Н на I кг почвы;

2 - X от общего азота.

Результаты наших исследований в условиях модельного и вегетационных опытов показали, что высокие дозы полного минерального удобрения независимо от форм азота приводят к существенному накоплению в дерново-подзолистых почвах нитратов и обменного аммония. Из

данных таблицы 3 /вегетационный опыт/ видно, что при внесении !ЙУ и сочетаний его с мочевиной содержание минерального5^ азота в зависимости от сроков исследования в 2-4 раза превышает таковое на контроле, но в среднем в 1,5-2 раза ниже, чем при внесении аналогичных доз мочевины. С ростом доз туков независимо от формы азотного удобрения наблюдается снижение доли азота нитратов в составе минерального. При использовании мочевины это вероятно связано с замедлением процессов нитрификации под влиянием высоких концентраций аммония /Турчин, 1972; Кореньков, 1976 и да./, которые на вариантах с НФУ были значительно ниже. Есть мнение, что МФУ способно оказывать ингибирупцее влияние на нитрификацию /Арнаутова, 1973, 1981/, в этом случае не исключено накопление нитритов, что может повлиять на возможность исследуемых форы азотных удобрений создать благоприятный для роста растений питательный режим. Однако в наших опытах содержание нитритов в почвах не достигало токсичных ддя растений величин /Блэк, 19173/. Оно колебалось от 0,13 до 0,84 мг 4 на кг почвы.

На содержание минеральных форм азота в почве может оказать влияние интенсивность его газообразных потерь. Относительно действия МФУ на эти процессы в настоящее время нет единого мнения. А.Л.Степанов /1985/, работая в условиях опытов, где мы вели наблюдения, отмечал высокие газообразные потери Н 2 ПРИ внесении ШУ, нередко превышавшие таковые при внесении аналогичных доз мочевины. Вероятно это является, главны» образом, следствием активизации процесса гетеротрофной нитрификации под влиянием ЫФУ. Подтверждением этого явля-

Под минеральным азотом мы имеем в виду сумму азота нитратов

И обменного аммония.

Таблица 3

Влияние различных доз и форм минеральных удобрения на содержание минерального азота в почве без растений и доля азота нитратов а его составе. Вегетационный опыт, средние данные 1983-1984гг.

(Р ва- _Продолжительность опыта, дни_

риакт ? 15 ?0

~1 П I П I П I П 7

Минеральный азота, мг N на 100 г почвы

I. 3,3 3,9 4,2 4,3 3,0 4,0 3,2 4,0

2; 13,3 12,С 14,6 12,6 И,8 8,3 7,2 6,1

3. 22,4 20,8 21,0 19,9 21,4 16,1 11,0 7,Э

4. 32,4 30,9 29,3 29,4 27,8 22,2 14,0 10,7

5. 10,4 8,5 12,6 10,5 8,7 7,8 . 6.6 5,1

6. 11,3 9,5 15,9 14,8 12,2 10,5 8.6 7,0

7. И,7 10,3 17,8 16,8 14,2 12,3 10,1 8,2

8. . 6,4 6,3 9,8 8,7 7,9 6,9 5,9 5,1

9. 7,1 6,9 12,1 10,7 9,8 9,7 7,4 6,5

10. 8,0 7,9 13,9 11,9 12,3 10,4 9,0 7,5

Доля нитратов в составе минерального азоа

I. 47 57 54 63 68 69 64 75

2. 31 36 42 57 66 76 68 74

3. 18 20 26 36 65 72 69 75

4. 12 14 19 26 58 69 73 77

5. 33 46 39 53 67 .69 64 77

6. 29 37 30 41 60 64 66 68

7. 23 28 22 33 59 61 65 68

8. 42 52 40 49 61 65 62 74

9. 31 39 31 39 58 60 62 69

10. 24 32 22 30 55 61 61 66

Примечание: I - слабо-; П - среднеокультурениая дерново-подзолистая

почва

ются данные /шнег, Ив1в1д, 1968, 1970/ об усилении развития организмов - гетеротрофных тарификаторов в присутствии этого удобрения. Не исключено, что меньшее содержание минерального азота и нитратов в дерново-подзолистых почвах при внесении и$У по сравнению с мочевиной может быть обусловлено не только постепенным разложением и нитрификацией в них МЕГ /Золотарев, 1975; -Каплунова, Аронжтейн, 1983 и др./, но и более интенсивными газообразными потерями азота.

Можно заключить, что при замене мочевины на МФУ в составе высоких доз НРК не наблюдается существенных различий в накоплении общего азота в дерново-подзолистых почвах, а также в содержании гидроли-эуеыых и негидролизуемых его форм, не всегда удается снизить и газообразные потери азота, но при внесении ШУ существует возможность меньшего накопления минеральных форм азота в почве.

Исследования в условиях вегетационного опыта показали, что на слабо- и среднеокультуренной дерново-подзолистой почве максимальное увеличение урожая зерна ячменя Московский 121 и содержания белка в зерне с 10 растений по сравнению с неудобренным контролем получено при внесении 0,1 г на кг почвы азота мочевины на фоне РК, повышение дозы туков приводило в снижению урожая. Сочетания мочевины с МФУ и МФУ не оказывали на него преимущественного действия по сравнению с аналогичными дозами одной мочевины, несмотря на меньшее накопление минеральных форм азота на этих вариантах. Не отмечено разницы в поступлении и метаболизме азота в растениях в зависимости от форм азотных удобрений, они нарушаются с ростом доз туков /Лебедева с ооавт., 1985; Егоров с ооавт., 1985/. Вероятно возможное негативное влияние высоких концентраций нитратов и обменного аммония на растения при применении высоких доз минеральных удобрений /Станков с соавт., 1978;

Авдонин,. 1982 и др1/ являются не единственный существенным фактором, определяющим эффективность исследуемых форм азотных туков.

3. Влияние возрастающих доз различных форм минеральных удобрений на ферментативную активность дерново-подзолистых почв разного уровня окультуренности

Ферментативная активность почвы является важным интегральным показателем ее биологической активности. От нее во многом зависит интенсивность превращения в почве питательных веществ, а также возможность их использования растениями /Галстян, 1974; Ыинеев, 1984; Ве-рестецкий, 1984; Кулаковекая, 1984 и др./. Однако сейчас практически отсутствуют данные о влиянии мочевино-формальдегидного удобрения и сочетаний его с мочевиной по сравнению с одной мочевиной в составе НРК на ферментативную активность дерново-подзолистых почв разного уровня окультуренности.

Результаты проведенных в условиях вегетационного опыта исследований показали /табл.4/, что увеличение доз мочевины на фоне РК свыше 0,1 г д.в. на кг почвы приводит уже к довольно значительному снижению потенциальной ферментативной активности*^ слабо- и средне-окультуренной дерново-подзолистой почвы. Это может быть следствием ингибирующего воздействия высоких концентраций аммония и нитратов /Чундерова, 1973; Галстян, 1974 и др./ Полная и частичная замена мочевины на НФУ не снижала, а наоборот несколько усиливала это действие. Поскольку содержание минеральных форм азота на этих вариантах было меньше по сравнениюс мочевиной, это вероятнее всего, может быть связано с-возможным негативным влиянием мочевино-формальдегид-кых соединений на численность и биохимическую активность различных почвенных мияроорганизмов /Романов е соавт.,. 1979; Кураков,, 1982;

х/ В литературе зачастую слово "потенциальная" отсутствует.

Таблица 4

Влияние различных доз и форм минеральных удобрений на ферментативную активность дерново-подзолистой почвы. Средние данные четырех определений за вегетационные периода' 1953 и 1984 гг. Вегетационный опыт.

№ ва- Протеазная Аспарагиназная Уреазная актив- Инвертазная ак-риан- активность, активность, ность, мг НН«+ тивность, мг та мг глицина мг НН^ на 10 на 1г почвы чза глюкозы на I г на I Г поч- г почвн за 24 24ч, t370 почвы за 24 ч, вы за 24 ч 137° 130« 4302_________________________________________________________

I П 1 П I П I П

Почва без растений

I. 0,17 0,34 0,48 2,03 0,32 0,47 17,3 29,0

2. 0,15 0,34 0,44 1,99 ' 0,30 0,48 16,7 28,5

3. 0,12 0,32 0,39 1,92 0,26 0,43 15,9 27,8

4. 0,11 0,31 0,33 1,88 0,23 0,42 15,1 27,2

5. 0,13 0,32 0,36 1,92 0,26 0,43 16,0 27,8

8. 0,11 0,30 0,34 1,68 0,24 0,40 15,3 27,2

7. 0,10 0,28 0,31 1,83 0,20 0,38 14,5 26,5

8. 0,12 0,31 0,34 1,86 0,24 0,40 15,2 27,2

9. 0,10 0,29 0,30 1,79 0,21 0,37 14,5 26,5

10. 0,08 0,26 0,27 1,75 0,18 0,35 13,6 25,8

Почва из-под растений ячменя

I. 0,21 0,39 0,54 2,10 0,36 0,51 19,0 30,9

2. 0,19 0,39 0,50 2,08 0,34 0,52 18,3 30,7

3, 0,17 0,36 0,45 2,02 0,30 0,48 17,7 30,1

4. 0,15 0,34 0,40 2,00 0,25 0,45 17,0 29,6

5. 0,17 0,35 0,43 2,00 0,29 0,47 17,8 30,0

6. 0,15 0,33 0,40 1,95 0,28 0,44 17,1 29,5

7. 0,13 0,32 0,37 1,92 0,23 0,42 16,5 29,1

8. 0.16 0,33 0,40 1,94 0,27 0*45 17,1 29,6

9. 0.14 0,31 0,37 1,90 0,24 0,41 16,3 29,1

10. 0,12 0,29 0,33 1,85 0,21 0,39 15,8 28,5

Примечание: I - слабо-; II - среднеокудьтуренная почва.

Kaller, Heislg,£968, 1970; Verstreete et al, 1973 И Др./ А.Л.Степанов /1985/, параллельно с нами работавший в опыте, где мы вели наблюдения, отметил более сильное негативное влияние ЬШУ по сравнению с мочевиной на активность несимбиотической азотфиксации и численность

некоторых, групп почвенных микроорганизмов.

Исследования изменения активности иммобилизованных уреазы и ас-парагиназы /по методу Д.Г.Звягинцева /1979/ в почве без растений показали, что возрастающие дозы мочевины на фоне PK в первые 2 недели после внесения удобрений'в большей степени влияли на иммобилизованные ферменты по сравнению с ЫФУ. Поскольку в последнем случае происходит более интенсивное снижение потенциальной активности этих ферментов, зто можно считать косвенным подтверждением негативного влияния МФУ на активность почвенной микрофлоры. Со временем и на этих вариантах уменьшается активность иммобилизованных ферментов, причем более существенно, чем при внесении мочевины.

Изучение ферментативной активности дерново-подзолистых почв в условиях модельного и полевого опытов показало, что систематическое внесение минеральных удобрений в дозах 200 Kf/ra М, Р, К в среднем на 20% снижает потенциальную протеазную, аспарагиназную, уреазную и инвертазную активность среднеокультуренной почвы, на слабоокульту-ренной отмечено значительное /в 1,5-2 раза/.уменьшение этих показателей. Ингибирующее действие МФУ и сочетаний его с мочевиной, как правило, превышало действие мочевины в составе HPK. Внесение же дозы 100 кг/га этих туков не приводило к существенному изменению активности ферментов по сравнению с контролем.

Результаты проведенных исследований /вегетационные, модельные и полевые опыты/ свидетельствуют, что несмотря на интенсивное.применение минеральных удобрений степень окультуренности дерново-под-

золистых почв в значительной мере определяет уровень их ферментативной активности. На срелнеокультуренной-почве она в среднем в 1,5-2 раза выше, чем на слабоокультуренной при внесении одних и тех же доз и форм туков. По всей вероятности эти связано с более благоприятными условиями для функционирования почвенной микрофлоры и сохранения активности внеклеточных, иммобилизованных в почве ферментов на окультуренных почвах с большим содержанием гумуса /Звягинцев, 1977; Хазиев, 1982/. В условиях вегетационного опыта на слабоокультуренной дерново-подзолистой почве отношение активности иммобилизованной уреазы к потенциальной уреазной активности при внесении удобрений на протяжении вегетационного периода.колебалось от 19 до 61% против 35Х на контроле, а для асларагиназы - 24-38$ при 24% на контроле. На среднеокультуренной почве - 39-76Ж против 54Ж и 63-75% против 65% соответственно. Это можно считать подтверждением предположения о существенной роли иммобилизованных ферментов в поддержании интенсивности биологических процессов в почве при использовании высоких доз минеральных удобрений,

В условиях полевого опыта, как и в условиях вегетационного опыта, наряду со снижением ферментативной активности дерново-подзолистых почв при внесении высоких доз минеральных удобрений мы наблюдали снижение эффективности последних. Отсутствие преимущественного действия высоких доз МФУ и сочетаний его с мочевиной в составе ЦРК может быть в значительной степени связано с существенным ингибирукяцим влиянием мочевино-формальдегидного удобрения на биологическую активность исследуемых почв, зачастую превышающее действие■ мочевины.

4. Изменение содержания подвижного фосфора и различных форм калия в дерново-подзолистых почвах под влиянием интенсивного применения минеральных удобрений

При внесении высоких доз физиологически-кислых азотных и калийных удобрений в составе npk не исключены негативные изменения фосфорного режима дерново-подзолистых почв. Отмечается, что в этих условиях возможно не только уменьшение темпов накопления подвижного фосфора в почвах, но и снижение его содержания по сравнению с исходным, что может существенно повлиять на эффективность применяемых туков /Закке, 1973; Гамалей с соавт., 1981 и др./. Поэтому при выяснении причин отсутствия преимущественного действия ИУ по сравнению с мочевиной в составе высоких доз полного минерального удобрения определенное значение имеет изучение изменения содержания подвижного фосфора в дерново-подзолистых почвах разной степени окультуренности.

Результаты исследований в условиях полевого опыта показали, что внесение за 5 лет от 500 до 1000 кг/га д.в. суперфосфата на фоне ЦК приводило к накоплению подвижного /в 0,2н HCl/ фосфора в пахотных слоях дерново-подзолистых почв по сравнению с исходным его содержанием в среднем на 2,4-7,0 мг Pg05/I00 г - в слабоокультуренной почве и на 4,9-13,4 мг/ХОО г - в среднеокультуренной почве. Форма азотного удобрения /мочевина, МФУ и их сочетаний/ не оказывала на эти процессы существенного влияния.

, Различающиеся по окультуренности произвесткованные дерново-подзолистые почвы имели одинаковый механический состав, близкие показатели кислотности, а также содержание подвижного алюминия, обменных кальция и магния.Можно предположить, что более интенсивные темпы накопления подвижного фосфора в среднеокультуренной почве в значи-

.тельной степени связаны с высокой насыщенностью им ее пахотного слоя. Об этом видетельствует и степень подвижности фосфатов, увеличивающаяся с 1,0 мг Р205/л на контроле до 1,8-1,9мг при максимальном уровне внесения туков против 0,12 мг и 0,28-0,29 мг соответственно в слабоокультуренной почве.

В литературе отмечается влияние исходного содержания подвижного фосфора на темпы его увеличения при внесении минеральных удобрений /Закке, 1973; Постников, Шафран, 1981 и др./, однако результаты исследований противоречивы. В нашем опыте, как следует из балансовых расчетов, для увеличения подвижного фосфора в пахотном слое среднеокультуренной почвы на I мг Р^Од на 100 г почвы потребовалось внести сверх выноса растениями 45-56 кг/га д.в. суперфосфата на фоне ЦК, на слабоокультуренной - 113-130 кг/га.

Применение минеральных удобрений сопровождалось некоторым увеличением содержания подвижного фосфора в подпахотных /20-40 ск/ слоях исследуемых почв, по сравнению с исходным содержанием изменения составляют 0,7-1,7 мг Р2°5/100 г в слабоокультуренной и 1,0-3,8 мг -в среднеокультуренной почве. Аналогичное явление было отмечено ря- 4 дом исследователей, однако в настоящее время не представляется возможным сделать однозначное заключение о его причинах. Отмечается, что существенную роль может играть перепашка, смыв, рост корневой системы растений и т.д. /Юркин с соавт., 1978; Гинзбург, 1981 и др./. В настоящем опыте обогащение подвижным фосфором подпахотного -слиа было пропорционально дозам суперфосфата. Форма азота в составе НРК не оказала на него существенного влияния.

Рациональное применение калийных удобрений и создание благоприятного для растений калийного режима дерново-подзолистых почв в значительной степени определяют эффективность высоких доз минеральных туков. Не исключено, что полная и частичная рамена мочевины на ЫФУ

в составе HPK может оказать влияние на поведение калия в почве, т.к. на возможность обменного и необменного поглощения калия влияет наличие в ней кона аммония, а повышенное содержание нитратов, может способствовать передвижению калия по профилю почв /Жукова, 1974; Кореньков, 1976 и др./. Однако такие исследования-на дер-ново-подэолистых почвах не проводились.

Пятилетнее применение возрастающих.доз минеральных удобрений сопровождалось увеличением содержания подвижного /в 0,2н HCl/ калия в пахотном слое дерново-подзолистых почв по сравнению с исходным, определяемым до закладки полевого опыта /табл.5/. На некоторых вариантах количество калия в составе полного минерального удобрения, внесенное сверх выноса растениями, сопровождающееся увеличением содержания подвижной kgo на i мг на 100 г почвы, меньше 30 kf/ra. Аналогичные данные были получены в ряде исследований /Шафран, Ваганов, 1980; Прудников с соавт., 1982; Бабарина с соавт., 1983; Прокошев, 1985 и да./, что объясняется возможной мобилизацией калия из необменных форм под влиянием растений и удобрений. Можно предположить, что с ростом положительного баланса калия интенсивность этих процессов снижается.

Полная или частичная замена мочевины на МФУ в составе HPK несколько уменьшает темпы накопления обменного калия. На этих вариантах отмечается более высокое содержание необменных его форм /табл.6/. Поскольку катионы калия и аммония имеют почти одинаковый радиус и фиксируются в почве с помощью одного и того же механизма /Кореньков, 1976/, вероятно одной из причин этого может быть меньшее накопление обменного и фиксированного аммония в пахотных слоях почв на вариантах с МйУ.

Под влиянием интенсивного применения минеральных удобрений наблюдалось повышение /в' 1,5-2 раза по сравнению с контроле^/ степени подвижности калия по профилю дерново-подзолистых почв до глубины 60 см.

Таблица 5

Влияние различных доз и форы минеральных удобрений на содержание подвижного калия в пахотном слое дерново-подзолистых почв Полевой-опыт, средние данные по двум полям, 1983-1984гг.

№ варианта

I П I п I П

I. 0 206 354 -2,5 -4,9 _ _

2. 500 471 582 2,0 -3,0 15 -

3. 750 582 701 6,1 4,5 28 II

4. 1000 618 745 10,2 7,3 37 35

5. 500 485 597 2,1 -3,7 7 -

6. 750 520 659 4,8 3,1 48 29

7. 1000 537 712 7,5 5,0 62 58

8. 1000 537 663 6,2 4,8 75 70

НСР05 мр №>0/100 г почвы 1,5 1,5

Примечание: I - слабо-; П - среднеокультуренная почва.

Увеличение количества калия, внесенного сверх выноса растениями, приводило к некоторому /до 2,7 ыР/ЮОР/ увеличению содержания его подьшой формы в подпахотных /20-40сй/ слоях исследуемых почв. Замена мочевины на №У в составе НРК способствовала снижению интенсивности этих процессов. Например, на слабоокультуренной почве при положительном балансе 382 к£/га К^О в подпахотном слое накопилось 2,7 мг К^О/ЮО'г почвы /вариант 4/, а при положительном балансе 463 к!"/га /вариант 8/ - 2,4 К^О/ЮО г почвы.

Внесено Вынос с уро-с удоб- жаями куль-енияш тур и кг/га за о лет

ре!

щ

Изменение содержания КоО в почве по сравнению с исходным, м£/ ЮОг

Количество КоО удобрений внесенное сверх выноса растениями, сопровождающееся накоплением

подвижной к«0

на I м^ЛОО?

Таблица 6

Содержание необменкых форы калия и фиксированного аммония в пахотном слое, дерново-подзолистых почв после 5 лет внесения различных доз и форм минеральных удобрений. Полевой опыт, средние данные по двум полям, 1983-1984гг.

№ вариан- Необменный гидро-лиэуемый калии Необменно-ный калий -поглощен- Фиксированный аммоний, мг м на

та мг К^О на 100 г почвы 100 г почвы

I П I П I П

I. 38,5 49,0 73,5 83,3 4,9 5,8

2. 39,0 50,1 76,8 83,1 6,0 6,1

3. 38,5 51,3 78,9 83,0 - -

4. 39,0 52,4 80,5 82,8 6,0 7,9

5. 39,0 52,1 77,4 83,8 5,7 6,2

6. 41,1 53,8 80,3 84,7 - -

7. 41,8 54,9 83,6 86,1 4,9 6,7

8. 42,8 56,3 84,5 85,7 4,8 6,5

нср05, 100 Р мг К^О на 1„6 1*4 1,8 1,1

Примечание: I - слабо-, П - среднеокультуренная почва.

На всех удобренных вариантах опыта в дерново-подзолистых почвах содержались значительные количества подвижных форм фосфора и калия, позволяющие получать высокие урожаи различных сельскохозяйст- . венных культур /Семенов, 1933; Панников, 1933; Ыинеев, 1984 и др./. Изменения фосфорного и калийного режима исследуемых почв вероятно не могли быть причиной снижения эффективности доз. минеральных удобре-' ний, превышающих 100 к!7га д.в. ЦРК-ежегодно ине могли обусловить отсутствие преимущественного действия ЫФУ по сравнению с мочевиной в составе полного минерального удобрения.

ВЫВОДЫ

. 1, Увеличение ежегодной дозы минеральных удобрений свыше Й100 PI00 KI00 не приводило к дальнейшему росту продуктивности звена зерно-пропашного севооборота на слабо- и среднеокультуренной дерново-подзолистой почве. Полная и частичная замена мочевины на ШУ не способствовала повышению эффективности минеральных туков.

2. Меньшее /в среднем в 1,5-2 раз&/ накопление нитратов и обменного аммония в почвах при внесении ШУ и сочетаний его с мочевиной по сравнению с одной мочевиной не обеспечивало преимущественного действия слаборастворимого азотного удобрения на продуктивность растений. Некоторыми причинами этого являются:

2Л. Ингибирующее влияние высоких доз МФУ и сочетаний его с мочевиной в составе МРК на потенциальную протеазную, аспарагиназную, уреазную и инвертазную активность дерново-подзолистых почв превышало действие одной мочевины.

2.2. На протяжении вегетационного периода ШУ по сравнению с мочевиной оказывало более сильное негативное влияние на активность иммобилизованных в почвах.уреазы и аспарагиназы.

2.3. Действие различных форм азотных удобрений на фоне FK на содержание общего азота и структуру азотного фонда дерново-подзолистых почв существенно не различалось.

3. Ферментативная активность среднеокультуренной дерново-под-эолистой почвы в 1,5-3 раза выше, чем слабоокультуренной. Высокие доэы.минералышх туков в среднем на 20% уменьшали ее на среднеокультуренной почве, в то время как на слабоокультуренной отмечалось значительное /до 50Х/ снижение активности федаентое.

4. Пятилетнее применение высоких доз минеральных удобрений /№К/ не привело к существенному изменению показателей физико-химических свойств произвесткованных дерново-подзолистых почв.

5. Увеличение содержания подвижного* фосфора в дерново-подзолистая почвах определялось дозами двойного суперфосфату не зависело от фор« азотного удобрения в составе HPK- /мочевина, ЫФУ, их сочетаний/. На его тейпы оказало влияние исходное содержание подвижного фосфора в почвах.

6. Для накопления I мг Р.>05 /в 0,2н HCl/ на 100 г почвы в пахотном слое дерново -подзолистой слабоокультуреннной почвы понадобилось внести сверх выноса растениями II3-I30 кг д.в,/га суперфосфата, на среднеокультуренной - 45-56 к!7га.

7. Количество хлористого калия в составе ЧРК, внесенное сверх выноса растениями и сопровождавшееся увеличением содержания подвижной К^О /в 0,2н HCl/ в пахотном слое дерново-подзолистых почв на I wtylOO r почвы, не зависело от степени их окультуренноети и увеличивалось с ростом доз удобрений,, изменяясь.от 7 до 75 Kt> д.в./га.

8. При внесении МФУ в сравнении с мочевиной в составе »PK несколько снижались темпы накопления подвижного калия в пахотном слое дерново-подзолистых почв, при этом выше было содержание необыенных его форм и менее значительно накапливался фиксироеанный аммоний..

9..Применение возраставших доз минеральных удобрений сопровождается увеличением содержания подвижных форм фосфора и калия в подпахотных слоях /20-40 ей/ дерново-подзолистых почв.Накопление фосфора не изменялось при замене мочевины на МФУ в составе HPK, а калия - снижалось.

Предложения производству

Под зерновые культуры на дерново-подзолистых почвах нецелесообразно применять дорагостопцее МЯУ, неоказываюцее преимущественного действ вия на урожай по сравнению с мочевиной в составе высоких доз HPK., В" условиях интенсивного применения минеральных удобрений необходимо про* водить мероприятия по повышенно содержания органического вацества в дерново-подзолистых почвах, являющегося интегральным показателем их окультуренности, обеспечивающей повышенную продуктивность культур.

Список работ, опубликованных по теме диссертации .

I. Действие различных.норм и форм азотных удобрений на продук- .

- 25--.

тивность и качество зерна овса и ячменя. - Конференция "МГУ - сельскому хозяйству". Тезисы докладов, М., 1932, с.94 /в соавторства/.

2. Активность ферментов как псиазатель состояния плодородия дерново-подзолистой почвы при применении минеральных удсб рений. - Тези-' оы докладов Всесоюзной научной конференций "Совраиенные методы исследования.почв", и., 3983, с.131 /в соавторстве/.

3. Интенсивность биологических процессов в почве и продуктивность растений в зависимости от норм и форм минеральных удобрений, -Доклады ВАСХНИЛ, 1984, №'10, с.46-43 /в соавторстве/.

4. Биологическая активность дерново-подзолистой почвы и повышение продуктивности интенсивно удобряемых агроценозов. - Тезисы докладов Всесоюзной конференции молодых ученых "Достижения научно-технического прогресса на службу наращивания продовольственного фонда страны...". Махарадзе, 1985, с.56.•

5. Роль окультуривания дерново-подзолистых почв в повышении продуктивности интенсивно удобряемых агродшозов. - В сб. Роль почвы в управлении продуктивностью агроценозов, л, 1985, с. /в соавторства/.

6. Динамика содержания азота в почве и в растениях при внесении различных доз и форм минеральных удобрений. - Вести. Моек .ун-та, сер.почвоведение, 1985, № 2, с.34-39 /в соавторстве/.

7. Роль биологических свойств дерново-подзолистой почвы в про-' дуктивности интенсивно удобряшых агрсценоэов. - Тезисы докладов на УП делегатской съезде ВОЛ, Ташкент, 1985, ч*„2, с.145/в соавторстве/.

8. Накопление подвижных форм фосфора в дерново-подзолистых почвах разного уровня скульгуренности в зависимости от доз и форм минеральных удобрений. - Доклады ВАСХНИЛ, 1985, №12, с. /в соавторства/.

rwштштъящ ñnfmf «wwff'M

Ye», «я, 4,f . 4P

Тщят 490 мм. Знм / W

5/Т.