Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПРЕВРАЩЕНИЕ АЗОТА ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИИ В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ И ПОТЕРИ ЭЛЕМЕНТОВ С ИНФИЛЬТРАЦИОННЫМИ ВОДАМИ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ПРЕВРАЩЕНИЕ АЗОТА ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИИ В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ И ПОТЕРИ ЭЛЕМЕНТОВ С ИНФИЛЬТРАЦИОННЫМИ ВОДАМИ"

й -и т

На правах рукописи НИКИФОРОВА Марина Викторовна

ПРЕВРАЩЕНИЕ АЗОТА ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИИ В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ

И ПОТЕРИ ЭЛЕМЕНТОВ С ИНФИЛЬТРАЦИОННЫМИ ВОДАМИ

Специальность Ов.01.04 — Агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических доук ■

МОСКВА 1908

. х-.....

Работа выполнена во Всероссийском нйучно-исследовЗ-тельском институте удобрений и агропочвоведения имени Д. Н, Прянишникова в 1975—1988 гг.

Научные руководители — кандидат сельскохозяйственных наук Н, М. Варюшкина, доктор сельскохозяйственных наук, профессор- И. А. Шильников. ■■■■■■ ■■■ ■ ■ * ■ ■ л

Официальные оппоненты — доктор биологических наук,, профессор Э. А. Муравнн, кандидат сельскохозяйственных наук И. Е. Королева. _________

Ведущее учреждение — ВНИПТИХЙМ..

Защита состоится

в . . засов на ..заседании диссертационного совета

Д.020.09.01 .....Всероссийского научно-исследовательского

института удобрений и агропочвоведения имени Д. Н. Пря-лншникова по адресу: 127550, Москва И-550, ул. Прянишникова, д. 31, ВИУА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИУА.

Автореферат разослан

. Ученый секретарь " ' ' диссертационного совета— ■■""'

доктор" сельскохозяйственных* "

наук, профессор (Л. П. Воллейдт).

Усилввагэдеея антропогенное воздействие на кругоэсцт аэота в природе при нарушении-научнис реконевдацгсй'и поры внесения удобрений, в том числе навозных стоков, .часто приводит к негативным последствиям лил здоровья человека: увеличена) концентрации азота нягратов вьше ШК в литьевых водах и растительной проекции. При »том часто ке учитывают, что в почва идут непрерывные процессы минерализации азотсодержащих боеданевдй, интенсивность которых возрастает при внесенди азотных.ударений. Поэтому углубленное изучение процессов трансформации■ азотсодержащих. соединений к, не специфика при выращивании различных культур в условиях применимлл минеральных' и органических удобрений с различным соотноа»екцс& Q;,V до слх яор является актуальной апологической пройлчшД, кроило того/ недостаточно изучены фактора, регулирушае направленность процессов Преэранеипя азота почвы я удобрений в. агроцвкозах и снютак^ике негативные явления. ■

Цел;, и задачи ко^еддун;;!', Целью данной работы является сравнительная оценка процессов превращения азота оргакическях а минеральных удобрений, природных соединений азота почвы и игфиьтраци-оккых вод, з&.годосой цикл и за сеаообэрэт. S цель исйледован-лй .такжй входило изучение эффективности и роля азота удобрений в аа-тания культур, влияния органических удобрений с различным соотношением Gi/V, злаковьв трав яа величину миграции азота нитратов а других элементов питания а грунтовые воды. Работа проводилась с применением стабильного потопа . /У в качестве метки азота органических к минеральны* удобрений.. 3 опытах преследовалась цель показать роль органическихудобреннйи злаковых трав в сохранении плодородия почвы. ...

Дня достижения доставлении целей'предусматривалось релить следующие задачи: ■

1» Изучить лчияняе гранулометрического состава почв, внесения минеральных-и органическщ'удобреияй на урожай и выкос азота почеы к удобрений культурами, на степень инфяльтрашя атьюсферьшс осад- ■ ков а концентрацию элементов питания в промывных водах за годовой цикл в.системе.севооборота;

2, Установить размеры потерь аммонийного и нитратного азота,-кальция. ■ магния, калия и фосфора с вн^альтрааао нн™и водами иод разлачкшя культурами севооборота и действие запахалной соломы ш снижение вмывзная азота;

3. Изучить интенсивность снижения содержания меченого минерального азота, бесподстклочного навоза и его жадной фракции ь.д«?-

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моси ■ ' академии

и.......... ^«чрпэева.

Ино. /33

ново-подзолистых ночвах эа осенний-и весенний периоды. ■ ~ .

4; Выяснить размеры-включения азота Сесподстмочного навоза и минерального азотного удобрения в различные фракции органического вещества почвы в степень подвижности остаточного азота »тих удобрений.по сравнению о природным азотом почвы / с применением

5. Определить количественное соотношение вносимого азота удобрение и природного азота почвы в питании растений к инфнльтрацион-иы* водах 1 / о применениемЛ

Научная новизна,- Впервые в вашей стране подучен меченый со -азоту изотопом бесподстилочный навоз- /1974 Г./ и его жадная франция, печеная превращение которых изучено в микропо- .. левом «лизиметрическом опытах.

Впервые получена сравнительная оценка расходных статей азота бесподстилочного навоза и минеральных удобрений, а также скорость -преврааения минерального азота разных видов навоза. ■- ■

Впервые установлены размеры включения азота »леченого беспод-стдоочного навоза во фракции органического вещества почвы, определена* степень подвижности остаточного азота навоза к природного азота почвы по сравнению с остаточным азотом минерального удобрения; . . Установлено,-что при внесении всех вадов навоза в дерново-подзолистые почвы возрастает вымывание азота с инфильтрацией по сравнению с неудобренными почвами. Доказано, что »тот процесс более интенсивен ври внесении органических удобрена! с узким Ьоотно-вением С:/У. .

Установлен удельный вес влияния зерновых культур и многолетних злаковых трав на интенсивность просачивания атмосферных осадков, концентрацию азота нитратов и потери элементов питания с промывными водами.

Показано, что содома, внесенная одноразово совместно"«; жидкой фракцией Оесподстилочного навоза А5И/ /,.в условиях понижен--вих температур и интенсивного выпадения: осадков снижает потери- -азота нитратов с.инфильтрацией только на. второй год.после ее'внесе-нач. ..'■■■■.' Ч '" .-.' ■' '

Впервые в эвене севооборота рассчитано,соотношение потерь азота с взмыванием к выносом растительной массой привырашваниизер- , но в юс' культур в многолетних, злаковых трав..

врздт?;ческая значимость работы- Дана теоратич^сния основы по ■ ■ улучшению экологической ситуации в системе, "почва-растение-вода" на дерново-подзолистых почвах различного гранулометрического со- •. става при выращивании зерновых"культур и многолетних злаковых трав с использованием, видов, навоза, с различным соотношением С:/И. ■

АшроДашя яодтчентгг матдугатовГ-Оояовямё рв1ультаги'асследоваяа!-доложена ва коаферекокж дододкк учввих к «пвидаджсто» B«tTA'»м.Д.Н. Прягаяшиом » 1979, 1986; 1987 годах;.' Л 1|тбду*ап^ц,, Оо темв двосерташгв опубдаковано 12 работ. pfltg* Дюсе&таджя яздожева вв ffS «трактах;; содержи*" ",

таблпи;' 7 рнсуяков х основной тексте к таблц впралажеии. Cnico* лжтературывклвчавт ¿в Г paOO* отечествен!)« « эаруОвжы«' авторов. • • ".-''•

_ ОСНОВНОВ С0Л2РЖАНИВ РАБОТЫ ■ Уело^ид -.в -иетоямц'-'дрозевещд »е?лезк>вайцй; Работа 'проводи-" лаеьва ЦОС '£ЛУА' » Блриаям Косяовсковоз ластя и вюючада' в себя ' ■ествлетнк* макроподе вой / 1971-1976 г./ «пятилетние / 1983-1987 г./ лазиштричесжмй ooutH. Почва некрополевого' опыта - дарново-подзолистая тяжвлоеугджнлата-Я соследусджи» агрохямачесхани показателя«; РНСОд-<. б; Ij-gдр-^З, 86 мг-экв/100 г почва; /У^тО, 076 ry«yo-t;Se ?£;*Рг06-7,7 " KgO-lfi.e мг/w иоч»ы. ' * .'

Почвы лизяматрячееаого опыта- дерново-яодзолястие, раэдвчао-даеся со гр&кулометркческоцу< составу; с/песчзкая почва- рН^^-4,2; Ирадр-б;^ иг-аха/100 р пЬчвн1/УввнТ0,079 U /У-УУН^-О.Ов ж /V-A/O^Z.

0.63.кг/)0о г яочвмг-Р2°5~17 к kgo-e мг/кг яочвы;. гумус-1,36 ' сугданшсгая почва-ри^^-з.г; нг -7;экг-aWlOO г почва;

О Л 07 X;/V-/VaJ-0,63 в'/И-Л'Оз-оГа мг/IOQ Г почви; P205-20,1 ■ * К^О-Ю.в w/Jtr no9B«i'r7*rc-1,92 i. . •

Мдхрополево й опыт дроводадк в сосудах без дна влоаадью 0,25 . _ Н2, повторвость пятддратвая, Культур н севооборота: *уауруэа-ач-иевь-овес. Схема михрополвього опита:

1. РК - контроле. / Р200 KJQO /., ..,.-■...

2. 'VPS /Л'гоо р200 Кгоо.

3» Бесподет идоч н нВ навоз (,{л/) / N ^gg Рцо Kj^q А . ' По варианту С минеральным удобрением виосжлж меченую С0ль{ Л//Ц)д5<\ о «збигком атомного процента 15.66 . КечвямЙ йесподеталочви! ttatai вносам в доза <0 т/га дд» 1 кг/сосуд, Содержанвв щтатальних «»-авств в, Давосе / % ш серо» навоз /: /И0Еч.-0.«6; //-/VHj-O.OW: /И-/ИО3-О.ОО1; Р205-0,27 ; К20-0,60. Изонток атомного вродеига в Сееподсталочном вавозе-19,89.

Фосфорные в кадийиив удобрены в мкроподевом » двзкметрв-ческой опте вноежля в вид» гранулированного суперфосфата ■ хлористого хал «я. Перед захдяжко* опытов Еочвыаэвестком-»» во /3 L D * в лтеюютрячесхо^ опнте всаодвэожалж лжзаметрм вас «а ко го тжтандоаадью 0,25 м? глубиной 65 си. Довторноотв опита четиред-нратвая,

-J-

Схека лизиметрического опыта:

1. Контроль / вез удобрений /,

2. Подстилочный навоз /Ы л50 р60 ^50 ■

3. Еесподстклочний навоз / /V ир Рцз ^180 1

4* Твержая фракция Оесподстидочиого навоза / М160 Р110 /7,-5.1идкая фраки ел бесподстилочного навоза. / Ы150 Р110 К, 20 /.6. Хшисая фракция бесводстшючногонааоза солома».......

Культур" севооборота лизиметрического опыта: озимая пшеница-' ячмень с подсевом трав- многолетние злаковые травм.' Органические ■ удобрения вносили по полной дозе осень» 1883 года. В последействии в качестве подкормке грев первого года пользования вносали мече- . кую натриевую селитру.

р<?г9дцд-м»гьштические условия. За период исследований погод-ние условия (Эылиблиэкж к среднемноголетним,.характерный для Московской области за исключением двух периодов. Холодной к дождливой'! отличался 1983 год: за год вшало 630 км осадкоа. из них за сентя-брь-но*0рь-1вЗ,9 мм* Зима 1984 гола вида малоснежной, летом и особенно осенью «того года осадки превшал* среднемяоголетнво норму / 58 мм / .почти в два раза /108,6 мм А* Ион» 19в5года отличался, обильным выпаде наем осадков ( что было выае среднемноголетней нормы в 1.5 раза / 98.9 мм /. ',"...-''■'

уетодияа исследований.В микроволевом опыте меченый по азоту бесподстялочный навоз получали по методике, разработанной Н.М.Ва-рткиной /Агрохимия.1337 * 9'/, путем кормления теленда меченой растительной массой высокого обогащения /около 45 ат % /. Собирали отдельно твердив к хядххе выделения животного, хоторке затем анализировали на содержание Кал и мочу животного с близким

изотопным составом /расхождение не древшало 0.5 ат % / смевшва-ли в весовом соотношении,2,5|1. В лизиметрическом опиге ддя получения меченого минерального азота в органических удобрениях, содержа них в преобладанием количестве /жидкая фракция' / бееподстилочного навоза /.вводили меченый сульфат:аммония с обогащением 95 ат % в количестве 15 % от общего содержания /У-/И14+ в навозе.. В лизиметрическом опиге вносили бесподстилочный навоз с* , избытком 20.15 ат % и жидкую фракцию бесподстяхочного навоза с . избытком гг;б$ ат %. . ■ :

:Содержание % от общего азота в навозе! подстилочный

- 30. беополетилочный - 29, твердая фрахцкя - £4, жидкая .фракция- \ -76. Жидкую фрахцию бесподстилочного навоза вносили совместно с измельченной соломой злаков одноразово в год закладки опита осенью . года. Дэза солоны - 50 ц/га.'

■ ' ' Таблица 1 .

Характеристика изучаем« видов органических удобрений в лизиметрическом опыте 1 ■

Навоз Вид Навоза Влажность. с Ш /У:Р:К Валовое «де^жанее сух.в-во Нормы, удобрений из расчета 150 кг/га /V. т/га

Подстилочный: Бесполстилочни! Твердая фракииг яшшх^пшшз. 75.4 15 1:0,22:0,4 . 2.91 жидки*;- 92,7 И 1:0,6:0.7 3,84 * 53,6 > 83.0 31 1:0,6:0,6! 1,47 60,0 стоки- 1:0.3:1 4.7? 1(^.1

- Образцы почвы, растении. лизиметрически* вод в «сходного навоза анализировал»на изотопныЗ состав на масс-спектрометре ИИ-1Э05 гипобромитным методом Риттенйврга Л./' 946 г./. Фракционный состав органического азота почвы определяла методом Воробьева в иодифакаина Швондв-Королевой /1964 г./ вутем^двухстуяекчатого кислотного гидролиза при кипячении с 0,5-н и5-н Ь^З Од. В образцах лизиметрических вод я почвенных вытяжках определяла азот нитратов отгоном со сплавом Леварда в щелочной среде на аппарате Къельдаля. Остальные анализы растении, почв и вод проводили обшепринятыня методами.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ . Удпрдпие ста^ьу азота штеоальша и органических глоссе кий ■ Коэффициенты использования растениями азота навоза и

минерального удобрения. в прямом действии я последействии В кикрополевом опте изучали действие и последействие меченого поазоту изотопом '^/У бесподствлочмого навоза ж меченого сульфата, аммония в дерново-подзолистой тякелосугликистой почве, а тахже рас' пределе на в по фракциям органического азота почвы.

В первый год опита при внесении меченого бесподстилочного навоза под кукурузу в слое 0-40 см закрепилось 65,8 % азота от внесенной дозы в форме органических соединений, из которых €4,3 в пахотном слое /табл. 2 /.При внесения Н4/2 3 О4 остаточный

азот в слое 0-40 см составлял 39,2 основное количество которого содержалось в пахотном слое. По данным баланса неучтенный азот органического удобрения бия значителен /четверть от дозы азота /, минерального удобрения - в 1,5 раза меньше. Коэффициент использования меченого азота йесзодстилочного навоза кукурузой невысок -9,2 X от внесенного количества.-из минерального удобрения - ь пять раз ВШ$ - 42,8 ' • . ■

V : В последействии ячменем использовано 6,9 % от доза азота бес-содстилэчнолз навоза, усвоение же азота минерального удобрения в

два раза меньше- 3,0 %, В каждом из погледующих лет последействия, аэот бес подстилочного навоза использовался растет; и яки в два раза лучше, чем остаточный азот минерального, удобрения.' Однако суммарный коэффициент использования растениями меченого минерального-удобре--' ния выше /51.6 ¡4 У. чем бе с подстилочного навоза /25. &% / за счет высокого использования азота из минерального'удобрения первой куль-' турой.севооборота.- ■. Таблица 2

. Коэффициенты использования растениями азота удобрений

Варианты опыта . ...! Гопы опьтч - •■ к;уммя

-1-Я | 3-й Ъ-Я 6-И ,1 • за -.

КУКтоуза Ячмень овес КУНУ». ячыет оп=с16 лет

меченый аэот чпс Юзэнкя. Я от внесенного

» рас-( в не [гении I почве* тчтеж Поступило в растения в последействии

42,в 18,0 14.0 3.0/ - 2,1 ,4,6-1,2 0,9 54,6 ...

ьесподсти-| лочный. навоз <*Л/) 9.2 Йи.Г -24,9 1.5 6,9 3,5 1 -2,6 2,1 1,5 25.8 -

х-в числителе-слой 0-20 см, в знаменателе-слой 20-40 см

Распределение азота бесподстадочного навоза ж сульфата аммония.по фракциям органических соединений'почвы

'в действия х последействии .■*;■■.■.-■.• В первый год опыта с растениями при внесении бесподотилочного навоза в пахотном слое почвы■закрепилось» органической форме 64.3 X азота от внесенного количества, при внесении сульфата аммойия уровень закрепленного в органическом веществе почвы азота' был ни-*е-25,2 %. Закрепленный азот удобрений распределялся по фракциям органического вещества почвы: легко- /КГЫ/, трудно- /1ТЫ/ в не-гидролизуемого азота /НГЛ//. Величины азота навоза по всей фракциям в 2-3 раза выше соответствующих фракций варианта с внесением минерального удобрения /табд.З /. Наибольшее количество азота минерального и-органвчес кого удобрений /половина от остаточного / определено во фракции негидролвзуемого азота, наименьшее- во фракам дегкогидролиэуемого азота /1/4 - 1/7 часть /. Минеральный'азот содержался в почве в виде следов. Снижение остаточного азота суль- ■ фата аммония в почве по годам бито более высокое /45,2 % от аккумулированного в первый год /по сравнении с "почвой, удобренной бес-под отелочным навозом /37.6 % /. О •

В данном микрополевом опыте имелся вариант с ларуичейся почвой, в которус вносили тот хе меченый бесподстилочныЗ навоз, что я в варианте о растениями,'

Таблица 3

Содержание соединении азота удобрений в дерново-подзолистой тя*елосуглинистой почве под растениями

Фракции

органического азота

Годы ■ опыта

' 1-й 2-й 6-й 1-й . 2-й | 6-й

Содержание азота удобрений, % от доз чР

Вариант с Г1&//н4)2&о4 Вариант с меченым навозом

25.2 13.8 64.Э 55.3 40,1

12.1 9,6 6.9 38.3 18,4 23.2

6.2 9,4 4,7 11.4 24,9 10.5

' . З.Э 2.1 2.2 10,0 ' 8,2 ■ 3.8

/V органич., в том числе: КГ/У

тг/у ,

луу

х - минеральный азот - следы 6 парущейся почве определяли обший азот удобрений после трех /август/ и четырех /сентябрь/ месяцев парования. Вольте половины внесенного азота навоза /6ф,1 % от дозы / аккумулировалось в слое 0-40 см'.. Этот азот содержался в основном в пахотном слое /61,6 % /. Дефицит азота бесподстилочного навоза в парущейся почве выше /33,0 % от дозы азота /, чем в почве под'растениями / 24.9 % /.

- Из закрепленного азота навоза в пахотном слое парушейся почвы после трех месяцев•парования на долю органических соединений приходилось 51,9 % в сумме по фракциям, остальные 9.7 % составлял минеральный азот. Максимальное количество органического азота было представлено наименее доступной фракцией негндролизуемого азота- 34,6 Я. Содержание трудногидролизуемого азота было в 2.5 раза меньше - 13.Э<, .легкогидролизуемого - 4 '

После четырех месяцев парования произошло снижение содержания общего количества органического азота до 42.2 %, а величина минерального азота возросла до 19,4 %, что произошло в основном за счет фракции негидролизуемого азота, величина которой за.четыре месяца парования почвы уменьшилась с 34,6 до 28.4 %*

В последующие три года последействия в пару, происходило быстрое снижение остаточного азота меченого навоза до 41,4 % от внесенного количества, однако перегруппировка во фракциях органического азота почвы происходила в меньших количествах по сравнению с первым годом опыта. Данные динамики- содержания органического азота в ■ парующейся почве.показывают," что наиболее высокая ■-■

1-й год

2-й год азот' н а в о 3 ат;

год

а 3 о т _ п 6 тв ы131-

азот (15/ун4> 2 $ 04х

азот почв

. х - % от суыын органических соединения азота удобрения, » - % от суммы органических соединений почеы.

О - ЛГУ/ . .'. \ШТТГМ. ■ ШШ-'н&У . Рис.1. Лпнамика соединений азота различной стене ни подвиж -нооте в дерново-подзолистой тяхелосуглинистой почве. ■■'■-. •Кякрополевой опиг с растениями.

интенсивность превращения'азота сесподстилочного навоза происходит в год его внесения1в почву. Интенсивность превращения азота навоза в почве пара вше, чем а почве под растениями,

В каждой из выделенных фракций содержание азота почвы рассчитывали вычитанием меченого азота удобрения из общего азота каждой фракции,' Сравнение количества азота каждой фракции в процентах от суммы органических соединений почвы и удобрения позволяет судить о степени подвижности азота данной фракции /рио. 1 /..

Величина азота меченого навоза в почве под растениями и в пару не превышала 1-6 % от общего азота каждой из выделенных фракций. . Остальные 95-97 % составляет азот почвы. Аккумулированный в органическом веществе азот навоза я сульфата аммония под растениями и в парующейся почве Характеризуется Солее высокой подвижностью по сравнения с азотом почвы; доля более подвижных соединений меченого азота удобрений легко- я трудногидролизуемых фракций.выше соответствующих груди азота почвы. Величина азота бееподстилочного навоза,, закрепленного в форме негидролизуемых соединений,под растениями и в нарушайся почве значительно выше, чем негидролнзуемый азот мине -рального удобрения, что указывает на большую подвижность соединений азота минерального удобрения, чем азота навоза, закрепленных во фракциях органического вевества почвы.

Трансформации азоту Ра?ных.видов о^ничес^пг тиооуендй ... а дернууо-пол^олиатыт почвах за севооборот /лизиметрический опыт / Превращение в почвах меченого минерального азота -бесподстилочного навоза и его жидкой фракции В дерново-подзолистые супесчаную и суглинистую почвы вносили бесподстилочный навоз и его жидкую фракции, минеральный азот которых был мечен Изотове* После двух месяцев вегетации в фазе осеннего кушения озимой пшеницы обшее количество минерального азота в неудобренных почвах составляло 1,1 мг/100 г почвы /рис,2 Л В почвах с внесением органических удобрений во всем вариантам опыта наблюдалось увеличение общего содержания минерального азота - 2-6 мг/100 г.п. Суммарные величины меченого минерального азота внесенных удобрений были более высокими в-суглинистой почве, чем в супесчаной.,В обеих почвах меченый минеральный азот бесподстилочного навоза и его жидкой фракции, внесенной раздельно и совместно С соломой, содержался в основном в нитратной форме, величина которой составляла 0.28-1,01 мг/100 г, на тяжелой и 0,10-0,52 мг/100 г на легкой почве..Меченого аммонийного азота удобрений в обеих почвах было очень небольшое количество - не Солее 0,04 мг/100 г почвы.

.,. .. Следовательно. эа дм м*ояца вогвтаа»« оэхмой пивнте основная часть меченого аммояхйаого дзота органхчесхих удобрения натр«-фаяаромлаоь.

хухенхе хукевхе куиеыае - кущеяае

~ йвсполсгыочнуЗ ■ ' ■ • —• — 'фракция бесподста-

в&воз лочвого яавоза

■■ ххдхах фрахт* навоза + волока Ржоувок Д* Дхяхмаха превращена* »«военного маверальиого азота оргаахчееххх удобреяхй в дерхово-подзоласти почвах вод оз то в шмякаеК / Л от велхчххя » «сход-

ном удобреихх/

■ Вавболмюе додххество меченого мхяерыького азота в фаз« осен-хего хухеххх оэжмо! вявяаци содержалось в почве варааыта с жадхой фрамае* бееподоталочяого вавоза. яххменьшее — в варх&хтв о соломой, ввесеяпой совмеотжо о «мдяой фрахте Я «ее подог хлорного навоза.. . По еле двух месяцев.вегетхпах озвмой юмкиця / осеннее куще не / в ооча» пахотного сдоя меченнй «инеральяав аздт оргавлеекхх удобрв-хх! составлял ваввооху» доли от общего хоххчеотва маверальхого азота! 2,6-17,8 % в супесчаной ■ 6,Ь-»7.2 % & суглавлстоа. НаиЗолшуг дал» в обвам кодачветвв мхввралыюгв азота в почвах занималмхяе-ральвм» азот меченой ххдхой фрахцвх навозу. '

Ва еледухщх! год в фазе весеннего куквкхх оэхыоК пяекххш в поч-

вах опыта определены следи внесенного мииеральвого меченого азот» органических удобренай / 0,03-0,07 «г/100 г рочвы /. Калачаство оввего минерального азота / «имоннйного книгратного / в обеих почвах мало разлеталось ко вариантам а кодейалось в пределах &-10 мг/100 г почвы. Величина меченого;минерального азота'удобрений * ' концу весеннего хуяения не яревмаала 1-3 Й от дозн /У-/УН4% Таким образом, с помощью ^/У установлено, тток осеыывиусрояу кукенжя озимых культур почти полностью ?авврдалется цикл превражепая »весе ьшого мянвраяьного азота органических удобрений.■

Использование азота почвы и удобрений культурами севооборота в действии х.последействии

Действие всех видов оргакическжх удобрений ка урожай первой культуры севооборота было положительное /, табл. < А

■ Таблиса 4

Влхяние разданных видов органических удобрений на урожай озимой швепицы а коэффициенты использования азота растениями

Варианты опыта урожаи зерна ирвбавка урожая зерна Яиаос азота,'с урожаем /зерно+солома/

иоаее колач. | Из удобрений соде ркаыегосж в 150 кг/га навоза

г / лизиметр £ от общего выноса

ле оно во-подз ол но тая тяжелостглжнястая почва

Контроль >60,0 —■■ 2.41 ' . - ■ - ■ -

д.и. 67,6 7.6 2,49 - ■ -

Б.Н. 67,4 7.4 2.13 0,15 6,9 12.8

Т.ф.б.я. 68.7 8.7 ■ 2,41 - ■ ■ - -

Ж.ф.б.н. 79,4 19.4 3,77 0,70 18,6 29.7

Ж,ф. +■ о*- 74.2 \и.2 2.62 0,22 8.4 9.3

Ле оново-дотаолистая стдесчаная дочва

Кожтроль И.Н." Е.Н,' Т.ф.в.н. .х.ф.е.в. Я.ф, о*

53,8

72.3 72,2 49,8

76.4 аб.о

18*5 18.4 -4,0 22,6 32.2

1,83 2.54 2.45 ■ 2,12 2.57 2,53

0.33 13,5

0.71 27,6 0.« 17.4

20,2

30,1 18,6

Дм зерна: на суглинистой почве НСР=7.2 г/лиз: Р» 3.5

на супесчаной почве НСР!*}3,9 г/ли; Р» 6.4

Уелонкие обозначения: П.И.-подстилочный навоз. Б.Н.-бвсподстклоч-вжй яавоз. Т.ф.-твердая фракояя беоподстыочвого яавоза.К.ф.б.н.-жкдкы фракция бесподетилочвого вавоза. Д.ф.+ с.-дихкжк фрактал бесподстклочаого навоза + солома. ." - ■

Эффект,от применения органических удобрений,в первый год.опыта в 1,5-2,5 раза визе на ле гко Я дер но бо-по дзодис то Й . поч ве. чем на тяжелоН по всем вариантам опыта..Наибольшие урожаи зёрна озимой шиенкци и прибавки по сравнению с контролем получены при внесении, * жидкой фракции бесподстилочноге навоза раздельно и совместно с соломой. Минимальный урожай с отрицательной прибавкой собран на почве варианта с твердой фракцией бесподстилочного навоза, и особенно на легкой,,где прибавка к.контролю отрицательная.

Меченый-а-зо^ органических удобрений в год их внесения не превышает 24,6 % от общего выноса азота из супесчаной и 18 % из суглинистой почбы. Остальное количество азота при формировании урожая зерна использовалось культурой из почвы.

Величины коэффициентов использования растениями меченого азота внесенных органических удобрений / Кй ^уд / в 2 раза выше из супесчаной почвы по с равно ник- с аналогичными вариантами суглинистой почвы при небольших различиях в использовании общих количеств азота. Независимо от гранулометрического состава почв использование озимой паенкцей меченого аммонийного азота жидкой фракции бесподстилочного навоза составило 30 % от дозы, что.приближается к коэффициенту использование азота меченых минеральных удобрений. Добавление в почву солома сникало коэффициент использования растениями из жидкой фракции до 9.3 % от дозы 'из супесчаной и 18.6 X из суглинистой почвы.

На второй год опыта высевали ячмень с подсевом многолетних злаковых трав. Под ячмень вносили немеченую натриевую■селитру; ' ' двойкой суперфосфат и хлористый калий в дозе /Удо^эо^бО' урожай ячменя оказывало влияние последействие органического вещества наво- ■ за и действие минеральных удобрений. Прибавки урожая зерна ячменя на контроле и удобренных почвах в 1.5-3 раза вше на легкой почве, чем на тяжелой. Наибольшие прибавки зерна получены при внесении. /УРК на фоне последействия органических удобрений с широким отно--шением С:/У- подстилочный кавоз, бесподстилочный навоз, его твердая фракция и солона, внесенная совместно с жидкой фракцией в супесчаную почву. Минимальные прибавки урожая зерна ячменя - на обеих почвах с последействием жидкой фракции бесподстилочного навоза.

Меченый остаточный азот удобрений в последействии на обеих почвах составлял 6,9-9,2 % от оОшего выноса азота с урожаем и наи- . более существенен из лочэ. удобрении жидкой фракцией оесподстилоч-ного навоза. В сумме за два года коэффициент использования меченого минерального азота органических удобрений двумя зерновы-

их культурама наибольший кэ жалкой фракции «есподстилочного навоза на обеюспочвах: 34,4 в 34,2 %"от дозы.. Добавление в почау соломы приводило к минимальному использованию азота бевводстелочного навоза / 15.5 % от дозы из тяжелой почва /.

После уборки ячменя в последом» два года выращивали миогол»т-иие злаковые травы. Сод каика из трех укосов вносили Л^бО^бО^вО в виде суперфосфата и хлориотого кадия. Азотные подкормки делали меченой натриевой селитрой: под 1-й и 2-Й укосы с избытков 14,55 ат % 15ЛЛ под 3-й — 1.23 ат %* наследующий год выращивания трлв-ыемеченой натриевой солью.

На тяжелосуглинистой почве урЬкак первого года пользования в первом укосе на контроле составляли 47;0 г/лизиметр. Бри внесении минеральных удобрений урожаи трав возрослв в 1-й в 3-ем укосах в 2-3 раза, во 2-м - в4-4.5 раза. Едя супесчаной почвы на контроле . получено всего 19.4 г/лнэиметр. яо влияние минеральных удобрений воле« существенно по сраввениос тяжело! почвой; урожаи трав возрастали в 3-4 раза в 1-м и 3-ем укосах и в 7 раз во втором. Под травами первого гол» пользования отмечалась-наибольшая эффективность минеральных подкормок на почвах вариантов о последействием солом!!, твердой фракции беоподствлочного навоза к подстилочного -ва-воза/табл.б /.

Аналогичная зависимость наблюдалась для величин облего выноса азота па контроле, а также по вариантам опыта с внесением удобрений: растения использовалв вз удобренных почв 1.2-1.6 г/лизиметр общего азота вз тяжелосуглинистой почвы к 1,1-1,3 г/лизиметр из су-песчавой.Вынос общего азота травами первого года пользования на контроле в 2 раза вше из тяжелой почвы, чем из легкой и снижается от весны к осени. ■

Таблица 6

Ч,- Ко»ффжпвеига использования и вынос азота травами

первого года пользования

мрЖт,- ^ушуд.

АГо4т. К от аМВ от оу ло?ы от ¡Л/о«»)%

г^-ИУКОС„

Варианты —ддига.

Дерново-ползолястая тяжелостглинистая и^в»

п.н. Б.Н. ■ Т.ф.б.в. Ж.ф.б.н. 56,7 68.9 61.1 ;■ ■ 42,8. 36,1 39.7 25,1 62,s; 52л1 73.2 57,1 35.6 61,6 - 62,2 76,1 61,9 67,6 76,0 37.3 34,3 34.0 32.7

5.4.+ е. 57.6 46.2 ' 48.9" 34.9 40.0 40.7

Леоново-пояздлистая ствесчаная почва -

,контроль П.Н. Б.Н. Т.Ф.б.Н. L 1.Ф.6.Н. с. : . 56.4 52,3 , 72,9 . 57.0 70,6 : 34.0 35.3 42.1 ' 38:3 75.6 1 73.6 . 64,9 ' 98:8- 59.2 52,4 44.3 IB ■ 90,1 82,0 79.1 Ш 3S.7 • 31,3 32,7 т

'-/Л-

Доля азоте минерального удобрения в питании трав значительна и возрастает. от первого укоса /43-73 % от общего выноса/ к третьей /62-97_<./. что возможно объясняется более слаоой минерализацией почванного азота в летний период. Наиболее высокие коэффициенты усвоения азота удобрения трэдами первого года пользования отмечены во втором укосе и особенно из тяжелосуглинистой почвы /35-62 % от дозы /.. личины коэффициентов использования азота удобрения со второго укоса трав включали внесенный азот и последействие предшествующих подкормок. Размер последействия минеральных подкормок не превышал 46 % от внесенного азота. Урожаи сена трав второго года пользования на обеих почвах были в. раза ННше. чем в предыдущем году.

Потери азота и других элементов питания инфпльтради-

9Кн«ми'волаид из.дегково-пддэолистьо; »049 различного

состава

Отбор и анализ лизиметрических вод проводили в три срока:ве-сенний, летний и осенне-зимний до промерзания почвы. В опыте под озимой пшеницей при внесении органических удобрений в осенний период повышалась' концентрация азота нитратов в лизиметрических во-. -дах с большими различиями по вариантам опыта: 35-44 мг/л из тяжелой и 32-59 мг/л из легкой почвы по сравнению с контролем /31-29 мг/л /. Потери азота нитратов в осенне-зимний период под озимой пшеницей из почв на контроле равнялись 9,6 кг/га из тяжелой и в 2 раза больше из супесчаной. На удобренных органическими удобрениями почвах возрастало обшее количество потерь азота нитратов по сравнению с контролем: 12-17 кг/га из тяжелосуглинистой почвы и в 2-4 раза больше из супесчаной - 26-51 кг/га. Меченый азот удобрений в . »тот период учета не превышал 0.4-5.0 % от дозы /У-/УН^ из тяжело-оуглинистой я 3-16 % из супесчаной почвы илм 0.4-2.4 кг/га и 3,315,2 кг/га соответственно почвам. Остальную дол» в общем количестве потерь азота нитратов составлял азот почвы..Совместное внесение жидкой фракции бесподстилочного навоза с соломой резко снижало /более, чем в 4 раза / потери общего и меченого азота нитратов из обекх почв в сравнении с раздельным внесением жидкой фракции. Иммобилизующее действие соломы проявилось в большей степени на второй год после ее внесения: потери азота нитратов с инфильтрацией за весь второй год выращивания озимой пшеницы снизились со 100 до . 60 кг/га из легкой и с 42 до 30 кг/га из тяжелой почвы..

При выращивании многолетних злаковых трав в течение двух лет отмечается резкое снижение инфильтрации осадков и вымывания нитратов. что объясняется прежде всего сильно развитой корневой системой,

-Й- ■ V

способной' потреблять значительное количество воды'и выносить с урожаем «ного элементов питания; Потер/*азота нитратов с ккфильтра-цией за два года воздельдаания трав в-среднем составляли 4.9-15,4 кг/га из суглинистой;и 6,5-10 кг/га из супесчаной почви. что значительно меньше по сравнению о зорнови/и культурами: Чв, 1-41,8 кг/га и 100,0- 57,3 кг/га соответственно почвам.

За пятилетний период исследований установлено. что нааоолыоае. концентрации к потери азота нитратов и других элементов в инфальт-рационных-водах обнаруживаются в весенний и осенний периоды, когда растения еще не развились идя-были убраны.'Размеры концентрации-нитратов в водах различны при возделывании зерновик /в среднем ЗО-50 мг/л / и злаковых трав /1-11 мг/л /. Под первой зерновой культурой -в лизиметрических водах из удобренных почв концентрация нитратов колебалась от 53-65 мг/л из суглинистой до 63-112 мг/л из супесчаной почвы. За пять лет опыта 80-90 % азота нитратов от суммы потерь вымывалось при возделывания зерновых культур, под травами двухлет пользования,терялось 9-17 % М-А/0^. Основные потери нитратов в севообороте происходили при выращивании озимой шиеницы- 4656 % от суммы потерь, под ячменем- 34-3*5 %. Второй год выращивания трав резко снижает потери нитратов до 3.6 % от общих потерь за севооборот. • .....

Под зерновшв культурами в год внесения органических удобре-нийвеличины выкоса азота о урожаем и вследствие вымывания примерно одинаковы. При возделывании многолетних злаковых трав соотношение между выносом азота и потерями с инфильтрацией резко смешается' в сторону выноса с урожаем, что значительно сокращает потери нитратов $ втшванием.

. . . Элементы питания вымывается в следующей убывавшей последовательно ст» независимо от гранулометрического состава почв: Са У/У-Л^О"^

М37-К7Р, /табд. 6/. Таблица 6

Потери елементов питания с промывными водами за севооборот .

Элемент н сумме за еевоойооот. кг/га

Контроль, без удобрений ■ вреднее по удобренным почвам контроль, без удобрений вреднее по удобренным почвам

^песчаная почва Тяжелое глиниста^ почва

Са Му ■ - к ? р 381,5 , 363.4 89.5 174.0 54.3 64.9 V 28.7- 30.6 ■ 1.8 .3.2 .181,7 246.4 69.8 112.1 . 33,5 52.3 ; 25,5 31,5 2.2 2,3

Но данным дисперсионного анализа ддяобеихпочв установлена тесная корреляционная связь между потерями элементов питания /кг/га/, и их концентрацией /их/л/ в растворах иифальтрационних вод для Д/-И/О3, Са, М5, Р. Между количеством просочившихся осадков и потерями элементов обнаружена тесная связь для И/-/У0?. Са. и&.К.

ВЫВОД ы " .

1. Внесенный осенью ь дерново-подзолистые почвы меченый аммонийный азот бесподстилочного навоза я его жидкой фракции почтя: полностью нитрифицируется к осеннему сроку кущения оэгаюа пшеницы- 8 пдследушие фаз« роста питание растений осуществляется за / счет природного азота почв и и невысокого ежегодного последействия иммобилизованного ранее аэота органического удобрения.

2. На дерново-подзолистой почве легкого гранулометрического состава питание растений происходят в большей степени за счет удо- -брений, чем на тяжелой почве. ■■;..■"■■

3. С увеличением абсолютного содержания минерального азота . в органических удобрениях коэффициент использования его растениями возрастает и составляет 30 % из жидкой фракции бесподствлочно-го навоза первой культурой севооборота и 4-6 % в последействии*.

4. Характер распределения остаточных количеств^азота бесподстилочного навоза по фракциям органического вещества почвы более блазок к фракционному составу природного аэота дерново-под-эолистой тяхелосуглинистой почвы по сравнению с остаточным азотом минерального удобрения.

5. Закрепленный во фракциях органического вещества почвы азот бесподстилочного навоза менее подвижен по сравнению с зак-, реплеиным азотом минеральных удобрений. . * -

6. В общем количестве потерь азота о промывными водами на долю азота нитратов приходится 98 %. из которых основную часть составляет природный азот почвы. Меченый минеральный азот органических удобрений в лизиметрических водах на превышает 0,4-5,0 % ,'. от дозы /У-/УН4* из дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы

к 3.4-16,1 % из супесчаной, к наибольшее из жидкой фракция бас-подстилочного навоза.' .■ ,

7. Наиболее' благоприятная экологическая ситуация в системе ' "почва-промывные воды" отмечена при внесении в дерново-подзолис- ' тые почвы органических удобрений о высоким соотношением СгД/-твердой фракции бесподстилочного навоза и подстилочного навоза. Потери нитратов в сумме за севооборот составляли 100.4-130 нг/га из тяжелой почвы и 101,4-144.4 кг/га из легкой, '

8. Основные потери за севооборот азота нитратов /до 90,5£/,

и наибольшие их концентрации /53-112 мг/л/ в промывных водах про- ' ■

всходят-при вмраишвакяи оэамых ияровы* зерновых культур. Мднимали-зация парусовгося состояния почвы при выращивании многолетних алаков ыхтраг и интенсивны! вынос ими влаги и элементов питания снижает потери нитратов*с водами до 10 $ от суммы потерь за севооборот при уменьшении> концентрации: ид до 1 -И кг/л.

. ' 9, Потери азота нитратов с инфильтрацией ори внесении разных видов органических удобрений снижается из обеих почв в последовательности: :жидкая фракция бееподстилочного навоза>жидкая фракция* + солома> бе сподстилочньй навоз> подстилочный навоза твердая фракция бесподстилочкого навоза.

10. Внесение соломы совместно с жидкой фракцией бесподстилочного навоза под озимую пшеницу, и особенно на легкой дерново-подзолистой почве сокращало потери азота нитратов о инфильтрацией со 100 до 68 кг/га в год на следующий год после ее внесения. На тяжелой почве потери при внесен» солома сокращались в меньшей степени-.о 42 до 30 кг/га за год.

11; При выращиваяиизерновткультур величины выноса азота урожаем я>вследст8ие ви*ывания примерно одинаковы. Дм многолетних трав соотношение между втими показателями резко смещается в сторону увеличения выноса азота урожаем и снижения потерь с вымыванием.

12* Установлена тесна*1связь между потерями элементов и их концентрацией в промывных водах г жз дерново-подзолистых почв для А/-/УОэ" Са. Нд. Р. Кмеется тесная связь между количеством просочив-яв^ск осадков к потерями на обеих почвах для /У-Л^д. Са. Ид. К.

. ; ПРВДОЖЕНИЯ* ПРОИЗВОДСТВУ .'.

Г. При внесении органических удобрений для снижения вымывания азота и уменьшения.концентрации нитратов в промывных водах из дерново-подзолистых почв следует.вносить твердую фракцию бесподстилочного навоза и солому совместно с жидкой фракцией, и особенно на легких почвах.

'. 2, Для уменьшения потерь влементов питания и их концентрации в и ¿фильтрационных водах необходимо включать в севооборот иного- ' летние злаковые травы, которые улучшает экологическую ситуацию в "системе "почва-промывные:воды"

Я 3. В условиях сельскохозяйственного производства в Нечерноземью^ зоне России необходимо отдавать предпочтение органическим удобрениям с широким отнохенжем твердой фракции бесполотилочного навоза, подстилочному навозу я соломе, что способствует снижению просачивания осадков и более аффективному использованию «декентов питания растениями. ;

,,.4. Необходимо сокращать период парования почв после уборкж

зерновых культур путем вырашивания сидератов, .а.также.-заменять-. ■ чистые пары.на занятые. . , -, :,..„■■ Л. „-

СПИСОК ОПУЕЯИКОВАНЯЫХгРАБОТ ВО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ* ...'- -■ .1. Превращение■азота органических-и минеральных; удобрений в дерново-подзолистой почве оирта с озииой пшеницей.* В-ки;*Кругово-рот и баланс,-в системе "почва-удобрениетрастение-вода*- М.. Наука. 'S?9. С. 191-196 /в с эавторстве-Ва рюшкина Н.М.. ..Кирпанева Л.И., Никифорова М.В., Семенов li.ií. /. . .-- ,-.■'■„ .

2. Динамика иреврашения;азота меченого бесподстилочного. навоза в паруюиеЖся почзо. Доклады ВАСХН/Л.; 1979.0.-С.39-40 /Никифорова М.З. /.. ■ ■ . , •

3. Превращение азота органических и минеральных-удобрекнЙ*в системе 'почва-растение: Бюллетень,ВИУА.1979.->:45.С.18-26 / в соавторстве- Зарюакииа Н.И,, : Никифорова М.З.-/,

4. Баланс и превращение азота минеральных'и органических удое-рений. Тезисы докл.на Эеес.совет."Применение,стабильного, изотопа. ■

/V о исследованиях по земледелию? Т0илиси.19?9. С.7-9 /в соав--торстве- йарюакика Н.И.. Кирпанева Л.И.¿■Никифорова.М.В./. .

5. Превращение азота минеральных и-органических удобрений и. микробиологические процессы в дерноso-подзолистой супесчаной-почве. Агрохимия.1981 ,>7.. С.3-9 /в соавторстве- Ренте Е.Х.,. Варшки-на Н.М.. Кирпанева Л.К,. Никифорова М.В. /. ■ ■* .

6. Действие азота органических и минеральных, удобрений на~уро-жай культур и трансформацию питательных-элементов из дерново-подзолистых почв. Бюллетень В£УА'.19В8,, .»-92.0.2-6/Никифорова М.В. /,

7. Превращение азота минеральных удобрений при ежегодном внесении в дерново-подзолистые почвы. Агрохимия. 1982, № 7.С.11-16. , /в соавторстве- Варюшкина Н.М.. Никифорова М.З. /. .

8. Трансформация азота различных видов органических удобрений в дерново-подзолистых почвах. Бюллетень ЗИУА.19ЭЗ > 88,С,74-79. . / в- соавторстве - Зарешкана Н.М., Никифорова К,В. /.

9. Трансформация азота различных видов навоза в опыте с озимой пшеницей. Еюллетень ВЯУА.1988. Я85.С,56-57 /Никифорова М.В./.

10. Негативные последствия применения удобрений. Химизация сельского хозяйства.1938. Л 8.С.32-33 /в соавторстве-Ватник и на Н.М., Никифорова М.В. /,

П. Прзвратенйе азота органических удобрений. В кн. ;* Приме не- ■ ние 15/V в агрохимических и5Следованиях".Новосибирск.198й.С.88-90. / в соавторстве- Варюижина_Н.М., Никифорова М.З. /.

12. Превращение азота lo/V различных форм органических удобре-' ниВ в дерново-подзолист юс почвах к 1 потери элементов с промывными водами.Бюллетень ЗИУА. 1998. J* 111.0.48-49 /Никифорова М.З. /.

- а-

Объем I1/« п. л.

Заказ 524

Тираж 100

Типография Издательства МСХА 127550, Москва, Тимирязевская ул., 44