Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Превращение азотных удобрений и их эффективность на черноземе выщелоченном лесостепного Поволжья

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Превращение азотных удобрений и их эффективность на черноземе выщелоченном лесостепного Поволжья"

РГл ОД 1 С И10Л

РОССИЙСКАЯ АКАДМ'Л СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗВДлЕША НАУЧНО-ИСОВДОМТЕШЖЙ ИНСТИТУТ УДОБРЕНИЙ И АГРОПОЧВОВЩЕНМ' имени Д.Н.ПРЯШШШКОВА

На правах рукописи

НАДЕШйНА Елена Валентиновна.

ПРЕВРАЩЕНИЕ Л50ТНЫХ УДОБРЕНИЙ И ИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ВЬЬцЕЯОЧЕННОМ ■ ЛЕСОСТЕПНОГО ПОВОЛЖЬЯ

Об.01.04. - Агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

, диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА - 1954

Диссертационная работа выполнена во Всероссийском орден Трудового Красного Знамени научно-исследовательском инстит те удобрений к агропочвоведения имени Д.Н.Прянишникова и г Учхозе Пензенского сельхозинститута

Научный руководитель - доктор .сельскохо

ственных наук.пр сор,академик РАС Кореньков Д.А.

Официальные оппоненты - доктор биологиче

наук Квдин В.В. ■ - кандидат сельско ственных наук . ■ ' . Орешкина O.A.

Ведущее учреждение - Центральный институт агрохимическо обслуживания сельского хозяйства./ЦИНАО/

Защита состоится " 1994 года в -/fy час. на заседай

Специализированного совета Д.020.09.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения имени J1.H. Прянишникова по адресу: 127550, Москва,ул.Прянишникова,31. Специализированный Совет ШУА.

С диссертацией можно ознакоглиться в библиотеке ВлУА. Автореферат разослан "у^/" с 1«04 года.

■Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании Специализированного совета Д.020.09.01 в В^УА, а отзывы на.автореферат в 2-х.экземплярах просим направить по адресу: 127550, Москва, ул.Прянишникова,31.Специализированный совет ЗиЛ

Ученый секретарь Специализированного. Совета.доктор сельскохозяйственных наук

Л. П. Во лл eí

Общая характеристика работы

Актуальность -темы. Увеличение производства зерна в настоящее ш возможно на основе биологических и хишческкх ¿акторов шсифакации формирования высокого урожая,и преаде всего на ос! применения азотных удобрений. Рациональное использование юмичесяи оправданных и экологически безопасных доз азота удоб-[й наряду с улучшением агротехники способствует поддержанию ;ородия почв ж получению высококачественной продукции, .зот туков принимает, участие во всех процессах внутрилочвенно-¡икла азота,активизируя их,что приводит в ряде случаев к опре-нныгд экологическим аномалиям,связанным с загрязнением окружа©-среда. ,

геоэкологические проблемы систематического применения азотных рений обусловлены также и низкш коэффициентом их использова-растениями. Следствием этого- являются потери, азота в газообраз-состоянш и миграция растворимых азотсодержащих соединений за елы системы "почва-растение". Поэтому решение проблемы оптими-и азотного питания растений возможно лишь на основе комнлексно-одхода к изучению процессов превращения азота во внутрипочвен-цикле и агроценозе в целом,а также количественной оценке ах авленности в конкретных иочвенно-климатических условиях, условиях лесостепи (Зредвего Поволжья.где одной из основных эвольственных культур является яровая пшеница,разработка пр>:е~ ыжавщя эффективности азотныхудобреняи и снижение их потерь г актуальное значение. ...

зли и задачи исследований. Целью настоящей работы являлось тёо-геское обоснование приемов повышения эффективности азотных удоб-I и снижения их потерь,определение основных путей трансформации. I и установление количественных характеристик', баланса его в ¡ме почва - растение.при возделывании яровой пшеницы на черно-выщелоченном.

едусматривалось решение следующих задач: чеиив вопросов использования азота удобрении при известкова-[ чернозема выщелоченного разной предварительной удобреяности, ледование доступности минерального азота яровой пшешеде в за-иыости от распределения его по .профилю почвы при осеннем к енневд внесении на разных фонах глнэрального гит^аад,

- оценка расходных статей баланса азота, удобрений при внесений ■ его на различную глубину почвенного профиля,

- выявление изменения в трасфорыации азота удобрений при известковании черноземных почв,, • .

- определение биоэнергетической эффективности применения азотных удобрений при возделывании'яровой пшеницы.

Научная новизна. Впервые для черноземов выщелоченных лесосте пи Среднего Поволжья с применением стабильного изотопа "^¿ установлены количественные параметры использования азота почвы и удо рений. Определена доля "экстра"-азота в общем выносе азота урояг Получены новые данные о закономерностях: динамики, потребления азота с разной глубины почвенного профиля. Сведен бадане азота удобрений в-зависимости от сроков их внесения,предшествующей уд ренности.реакцЕИ почвенной среды-и фона минеральных удобрений. Е явлены особенности трансформации азота удобрений.размеры его потерь, уточнены коэффициенты использования азота яровой твердой ш ницей. Установлена зависимость урожая от. доз.удобрений и. извёстк ваагя черноземной почвы. ..

Практическая значимость работы. -Установленные с потдм) закономерности превращения азота на черноземах с разной степенью кислотности позволяют на научной ..основе повысить эффективность азотных удобрений и снизить опасность загрязнения окружающей сре, На основе углубленных данных о коэффициентах использования аз удобрений на черноземах лесостепи Среднего Поволжья .параметров п цесса минерализации азота почвы при внесении азотных удобрений /"экстра"-азот/ можно корректировать дозы азота под яровую пшена Изучение закономерностей потребления азота в зависимость от е содержания в разных слоях почвенного профиля дает возможность по сить надежность почвенной диагностики литания яровой даенщщ.

Результаты исследований нашли отражение в рекомецдацих по известкованию черноземных почв Пензенской области.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладываяис на Региональной научно-технической конференции "Плодородие почв в интенсьвном земледелии" /Волгоград,1988/; на республиканской научно-технической конференции "интенсивное земледелие и охрана окружающем среды" /Волгоград, 1989/; на зональном семинаре "Лробл мы экологии в сельском хозяйстве" /Пенза,19^0/; на научной -конфе

нции профессорско-преподавательского состава и аспирантов Пен-Нского СХЙ /1387,1990,1981,1992/; на научной конференции профес-'рско-преподавательского состава Самарского СХи /Самара,1993/.

По теме диссертации опубликовано 15 статей.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 ив,выводов и предложений производству. Работа изложена на 123 ■раницах машинописного текста.содержит 27 таблиц, 11 рисунков, I приложений. Список литературы включает-216 наименований, в том :сле 16 зарубежных авторов,'

Диссертационная работа выполнена в лаборатории азотных удобре-:й ВйУА в соответствий с научно-тематическим планом института.

Условия и методика проведения исследований

В 'работе использованы данные экспериментальных исследований 1Тора,полученные им в период с 1986 по 1991 гг. на опытном поле хоза,Пензенского СБ!«входящего в зону лесостепного Среднего По-

ЛЖЬЯ. • "

Объектом исследований был чернозем средневшцелоченный средне-ядай среднегумусный тяжелосуглкнистай на покровном суглинке. Парный слой его характеризовался следующими показателями; рНС0Л -35 - 5,8; гидролитическая кислотность 4,6 - 8,2 мг-экв.; сумма ^лощенных оснований 28,5 - 35,3 мг-экв/100 г; гумус 6,28 -6,91%; :щий азот 0,401 - 0,413 %. По содержанию доступных зерновым куль-рам форм элементов питания почва характеризовалась как средне-¡еспеченная фосфором,калием и молибденом .высокообеспеченная мар-нцем,медью,кобальтом,бором и низкообеспеченная цинком.

Климат района исследований отличается, умеренной континенталь-ютьв,которая проявляется в колебаниях температуры и относитель-|й влажности воздуха.в неравномерном распределении осадков в те-¡ние года и по годам. Среднеьшоголетняя сумма осадков в год -Ю мм,среднемноголетняя температура воздуха - +3,4°С. Погодные яовия периода исследований отражали особенности климата.Наибо-е засушливым был 1986 год. Гидротермический коэффициент з период гетации пшеницы составлял 0,52. 1987 год мокно охарактеризовать к год нормальный по увлажнению /ГТК 1,02/. 1389-1990 гг. - слабо-юупливые /ГТК - 0,70-0,78/.. В 1988 и 1991 годах погода была остро-

засушливой /ГШ - 0,10-0,47/ в первую половину вегетации шпени а во второй половине осадки выпадали ежедекадно.

Изучение баланса азота удобрений в системе почва - растение его трансформация осуществлялась в полевом мелкоделяночном опыт без известкования - 1. без удобрения, 2- Р30Кд0, 3. "^д^зоК

4. 1 ^зо^ЗО^зо и с •поло№;'1'овой мукой по 1 г.к. по той же схеШ Повторность в опыте шестикратная .размер делянки 50 х 50 см, Удо рения вносили перед посевом пшеницы на глубину 10-12 см. исполь вался 15Ш4^03 с обогащением. 23,80.ет.%.

Изучение особенностей потребления азота удобрений яровой шве цей с разной глубины почвенного профиля при осеннем -и весеннем сении проводилось в полевом мелкоделяночном опыте. Создавалось фона внесением под вспашку зяби двойного суперфосфата-,хлористоп калия и немеченой формы сульфата аммония в дозах ^60^60'И'^60*6' 1 Ьн4/2 о4 с обогащением' 49«34-. и 50,12 ат. % из расчета 60 га-азота на 1 та вносился на делянках размером 0,25 м? в виде раст: на глубину 10,30,60 и .90 см в два срока: первый - в' августе пос; вспашки зяби,второй - перед-посевом пшеницы. Процесс использрваз азота удобрений яровой пшенипей изучался в динамике,для..чего в I риод кущения,колошения и полной-спелости-зерна отбирались и aнaJ зировались почвенные и растительные образцы.

Изучение влияния известкования на эффективность азотных удоб} ний. при различной предварительной.удобренности проводилось - в ве1 тационном опыте. Почва.для опыта отбиралась'со следующих вариант стационарного опыта: 1. без удобрения - контроль, 2.. Навоз 6,3 т/га севооборотной'пашни /вносился один раз под картофель в дозе 50 т/га/, 3. №77ор780^730 сУшлаРН0 под 8 культур. 4. навоз+КРК. Б.вегетационном опыте были следующие варианты: 1. без удобрения, 2. Са, о /г.к,/' 3* 4. Са1 + №РК. йспользовался

1 ^Щ^-^Од с обогащением 24,52 от' % в количестве 400 кг/сосуд, двойной суперфосфат,хлористый калий'/по 300 мг/, доломитовая мук /9,6 г/сосуд/. Сосуды вмещали 5 кг воздушно-сухой почвы. Повторность шестикратная,. . _ .

Закономерности действия доломитовое муки и минеральных удобре ний на урожай и качество зерна пшеницы изучались в стационарном опыте,залояенком по схеме 6x4 /Са в долях-гидролитической кислот кости: 0,0,5...2,5 и ^Р^. ^30*30^60%' ^еАч/-'

Опыт содержал 24 варианта / в 4-х блоках,по 6 делянок в кзкдом/. Размещение юс рендомизированное. Учетная площадь делянки 60 м^ повторность трехкратная.

Лабораторные исследования почвенник и растительных образцов осуществлялись по общепринятым методикам. В зависимости от азучае-мых вопросов, в.работе использовали дисперсионный ь регрессионный методы анализа.

Результаты исследований Потребление азота почен и удобрений и продуктивность ■ яровой пшеницы

В Пензенской области кислые черноземы с рНсоЛ до 5,6 составляют 93,4 %, с рН до 5,1-56,2 % общей площади /Рекомендации ... 1951 /. В этих-условиях знание истинных коэффициентов усвоения растениями азота удобрений дает возможность разработать приемы более эффективного использования как природного,так и азота,внесенного с удобрениями. . .

Исследованиями установлено,что на черноземе выщелоченном с кислой реакцией доля азота почвы в общем выносе урожаем составляла 47,5-80,7 %. Роль азота почвы и удобрений в питании пшеницы менялась в зависимости;от дозы удобрения,погодных условий и реакции зреда. С повышением дозы азота с 40 до 120 кг/га количество азота зочвы в общем вынос.е уменьшалось,а доля участия азота удобрения увеличивалась в 2,6 раза. При достаточном количестве осадков в зериод вегетации пшеницы азот удобрения составлял 26,7-72,0 %, а з условиях засушливых лет только 13,6-20,2 % от выноса урожаем. Уменьшение кислотности почвы при известковании на 0,85 ед.рН несколько увеличивало использование азота 15Ж4№0з. Известкова-ше способствовало дополнительному усвоению азота почвы /рис.1 / I увеличивало урожайность зерна пшеницы, В среднем за 3 Ьэда фибавки его составляли 3,1-3.3 г/дел. /ЙСР05=2,65/.

В вегетационных опытах урожай и общий вынос азота пшенлцей 1аходился в прямой зависимости от предшествующей удобренности поч-5Ы /табл.1/. В среднем за 3, года на неудобренном ранез варианте юля азота удобрений составила 38,1 %, а на удобренных фонах от 32,0 до 33,4 % от выноса. При внесении на всех вариантах

! предварительной удобренностью отмечалось дополнительное - против :онтроля усвоение растениями' азота почвы. Внесение доломитовой муга вменяло соотношение азота почвы и удобрения в выносе урожаем, -лг-

си о о я я я

о VI

25 20 15 10 5

1 2 3

Рис. 1 Дополнительное использование азота почвы яровой пшеницей

' — ЗДЗОКЗО.— • • Й120Р30К30'* ^120Р30К30+С

1 - 1986 Г.. 2 - 1987 г., 3 - 1988 г. весткование способствовало мобилизации почвенного азота,повышало его усвоение растениями,положительно влияло на продуктивность пш ницы на всех фонах. Наибольшее действие отмечалось на фоне контрольного варианта при внесении и доломитовой муки, где урожайность зерна удваивалась. На фоне ^77(^780^730 она увеличивалась всего в 1,3 - 1,6 раза.

Зависимость урожая зерна пшеницы.от минеральных удобрений и доломитовой муки /полевой опыт/ выражалась следующими уравнениям регрессии:

1986 г. у = 14,670 + 6,78 /#РК/05 - 2,96 • -Ш-+ 2,90 Са05

пс Л =• 0,82!(-

19Р7 г. У = 19,975 +- 1.78 /Й>К/ + 3,59 /Ж. • Са

0,95

,05

* = 0,73 ;

1988 г. У = 10,270 + 2,71 ДРК/

уде У - урожайность зерна, ц/га, £ - коэффициент регрессии.

.Для практического земледелия ватао знать закономерности ¿;спол зования азотэ в течение вегетации из разных слоев почвенного пр филя.

Исследованиями установлено,что в первые ¡азы роста потреблена азота яровой тените!1; шло б основном из слоя 0-30 ск / р»ю. 2 /.

Урожайность яровой псекиды к использование азота почеы "л удобрений,з среднем зг. 3 года /вегетационный опыт/

чрг.алтк опктсв елевого"

_ I Усо-

Еегетацион- :ность, ноге . : г/со: суд

Общий йс-лол^зовзнс азота вынос : - -ДЗ - ----¿Экстраазота,'.удобрения : почвы аз°" мг/с :

% общего выноса

53 удоб-

5кпя -

жтроль

•Без удобтэенкя 9.5 15)

15..

13,7

'Ж+Са1.0/г.н/ 19,2

»воз Без удобрения 9,6

15 15

*ГК Ш +

15,7

1С

в03-к

РК

+Са1,0/г.к./ 19,1 Без удобрения.' 11г4

15

15,

та

15,5

275 4.66 3 23

323 581

751

351 592-

+Са.

1,0 /г.к.Л 16,6 649 Без удобрения 11,1 350

15,

15

Ш;

; 16,0

+Са

ЙРК+

1,0 /т.к./ 18.7

623

779

38,1 30,0

33,0 29,0

32,0 30,8

33,4 •29,3

61,9 70,0

67,0 71,0

68,0 69,2

66,670,7

5,9

9.0

11,0

15.6

8.1

10.7

11.1 15,2

Р05, г/сосуд: для частных различий - 3,01; для фона - 1,5; для удобрений - 1,06; для Са - 1,9.

среднем за З^года к периоду кущения растения ьспользовйли 50,1 % азота /Ш^/^ 04, заделанного йа глубину 10 си, и 33,9 -,1на,глубину 30 см. В фазу колошения .увеличивалось потребление эта из слоя 30-60 см. К этому периоду основную роль в питанди зницы играл азот*внесенный на глубину 30 см. Вес зеленой массы 5тевий был на 7,0-17,3 г/дел, выше,чем при заделке азота на глу-1У 10 см. Наряду с этим, отмечалось интенсивное накопление массы ¡тений при внесении удобрения на глубину 60 см. К периоду полной

%

50 ■■ 40 .. 30

20

10

ОСЕННЕЕ ШЕСЖЙ

1987 год

о

й о

аз

аз щ

о

V

и

СО

ь о

50 40

30 20 .

10

«ео

РК 1о

50, 30 /V 50

40 • . / 40 .

/ 30,

30 X р°

20 л / г / 20..

/V У

10 10..

В2СШ1Е^ ЭДЕСЕНмВ

2

Рис, 2 Динамика использования № сульфата аммония из разных слоев чернозема % от внесенного ' * ------ -.....—

-т 0-10 см,----10-30 см,---- 30-60 см, • - 60-90 см.

фазы: 1 - кущение,

5 = йШЛёлость.

пелости зерна увеличивалось потребление азота,заделанного на глу-нну 60 см. С.глубины 90 см использование составляло 7,9 - 10,1 % г внесенного только в нормальный по увлажнению год.

Срок внесения удобрения не играл существенной роли в усвоении зота пшеницей. '

Предварительная удобренность,созданная внесением РК и ЯРК, игра-

з роль в повышении использования азота й урожайности пшеницы. Зы-

зкое содержание минерального азота в почве,созданное предваритель-

îm внесением помеченной формы сульфата аммония,усиливало потребле-

ie азота из верхнего /0-30 см/ слоя.почвы. При этом урожайность

эрна увеличивалась на 2,2-5,7 г/дел. по-соавнению с Фоном РК /ЯСРП1-0.S5 г/дел./. - . иэ

Основное влияние на использование азота удобрения и урожайность зеницы из разных слоев почвенного профиля оказывали погодные усло-1Я."Прк низкой влагообеспеченности /1SB6r.,1S88 г./ действие азота глубины 60 см проявлялось сильнее,чем при заделке его в верхний [ой почвы. ¡¿аксимальнйе прибавки зерна составили 23,8-29,1 г/дел. нормальный по увлажнению 1987 год наивысший - урожай пшеницы был ■мечен при весеннем сроке внесения сульфата аммония в верхний юй почвы /до 30 см/.

Результаты исследований позволяют заключить,что на черноземе щелоченном с кислой реакцией среды основную роль в созданий уро-я зерна яровой швёнвды играет азот почвы,находящийся в слое ■50 см. Известкование способствует дополнительному использования чвенного азота и увеличении продуктивности пшеницы.

Баланс и превращение азота удобрений

Экспериментальные данные свидетельствуют о существенном варииро-нии по годам показателей баланса азота удобрений. Наибольшие ко-, бання отмечены для коэффициентов использования азота. При недо-атке влаги /1986,19S8 гг./ коэффициенты использования составляли ,6-30,7, а в нормальный по увлажнению /1987г./ - 54;1-60,7 % абл.2/.

использование азота удобрений зависело от реакции. среды. На слой почве в интервале доз от 40 Яо 120 кг/га коэффициенты пользования азота яровой пшеницей составляли 33.4-33,6 %. При из-зтковании использование азота при дозе 40 кг/га было несколько аьшим.чем при 120 кг/га. '

15

'о lí аммиачной 1

под яровой пшеницей

Баланс азота,меченого lí аммиачной селитры

Варианты опыта ; использовано '.Закреплено в i Неучтенные

; растениями _ : _ почве__ : потери___

: 1х : 2:3 : 1 : 2 : 3 : 1 : 2:3

"Ч^ЗО^О -Ш 541 156 533 253 536 160 206 _30

30,7 54,1 15.6 53,3 25,3 53,6 16,0 20,6 30

Л40Р30кзо*Са1 0 /г к /413 607 187 480 211 509 107 182 3Q ' 41,3 60,7 18,7 48,0 21,1 50,9 10.7 18.2 30

^120*30^1 1029 1776 218 1257 219 1392 714 1005 13

JU 34^~ "§§,2 ТЗ 4ÏT9 46,4 ЗЗЭТ

]¿120P30K3Q^Ca1 Q Л107 1854 310 1320 303 1191 573 843 jl

x Годы исследований: 1 - 1986, 2- 1987, 3 - 1988; ■ в числетеле - г/делянка,

в знаменателе % от внесенного

количества удобрений.

Бри оптимальных условиях вегетационного опыта отмечалось боль шее потребление азота удобрения по сравнению с полевыми условиям В среднем за 3 года коэффициенты использования азота аммиачной с литры на неизвесткованной почве составили 44,4 %, на известкованной - 51,1 %.

Наибольшие колебания в потреблена внесенного азота удобрения были обусловлены уровнем плодородия почвы.

На вариантах систематического применения удобрений коэффицлен 'ты использования оказались на 3,5 - 7,5 % выше,чем на почвах, нл когда не получавших удобрения. Влияние известкования на почве с систематическим внесением .СРК на потребление вновь внесенного о? та было меньшим,чем на кеудобрявшекся ранее почве /табл.З/,

Изучение влияния сроков применения азота на степень его и спол зования яровой пшеницей показало,что в.условиях недостаточного у лажнения на черноземе выщелоченном коэффициенты использования аз та удобрений при .осекшем л весеннем внесении сульфата ам:лони на глубину 10 см .составляли 30,3 fo, на 30 см - 42,3-43,0 Z, iip.n достаточном увлажнении они увеличивались соответственно до 42,3 43,6 и 52,7 - 53,9 При засухе снизались до 20,7-22,6 и 29,g -32,0 % /рпс.З/. Разное распределение идазраяьмого азота по праг-

11.

Баланс азота акмиачной селитры при известковании на почве разной предварительной удобренности, в среднем за 1989-1991 гг., % от внесенного

Фоны

15

'JPPK

15,-

:>рк+са:

15JiPK

1 %?К+Са: 1 %>К

15

'.'¿РК+Са

Еез удобре-

ния-контроль 44,4

Навоз 47,9

йРК .47,9

Навоз+да '51,9

51,1 22,9 27,5 32,7 21,4

54,3 27,2 31,6 24,£ 14,1

50,1 25,2 25,4 28.8 25.4

57,0 28 И 29,5 19.7 13,5

чернозема обусловливало его различное использование яровой пшеницей, Наибольшее его усвоение /42,3-43,0 %/ наблюдалось при внесении удобрения на глубину 30 си. При заделке на глубину 10 ь 60 см коэффициенты использования азота были в пределах 31,4-33,6 %.

Трехлетние микрополевне опыты показали,что на черноземе выщелоченном после уборки яроЕой пшеницы около половины азота удобрений остается в почве в закрепленном состоянии. Количество удерживаемо/ го почвой внесенного азота было различным по годок., колебания составляли от 6,7 до 52,6 %,что обусловлено гпцротермпческиш усло-' виями,дозами внесенных удобрений.глубиной их заделки,реакцией почвенной средн. С повышением лозы азот?, аммиачной селитры уменьша-

лась доза закрепленного азота с 42,5 % при дозе Ü

40

до 29,0 % при

/ в среднем,за 3 года/. При ;;звес?кованш1 закрепление азота уменьшалось на 2.Р - 4.1 При внесении дололштовэй муки на систематически удобрявшейся почве закрепление азота-составляло 23,2-31,6 процента от внесенного азота аммиачной селитры.

Количество удерживаемого почвой'азота сульфата аммония при вне-сенш: его до глубины 30 см составляло 38,9-;52,0 %. Гвдротермические условия определяли интенсивность•иммобшшзационных процессов. Б годы засугжвне закрепление увеличивалось до 35,8-60,2 % в слое 0—30 см, зо влажные сн:::::атось до 24,4-^2,2 % от внесенного.

Рис. 3 Баланс азота удобрений прл вне сети на различную

глубину почвенного профиля,^ от внесенного среднее за 3 года

- аспользовано растениями»Ш- закреплено в почве, О -

потерь..

Проведенные исследования свидетельствуют о высокой скорости ревращения закрепленного азота и его постепенном потреблении рас-'ениями пшеницы.

К фазе кущения /в среднем за 3 года/ основная часть внесенного зота /64-95 %/ была закреплена в почве. В период кущение -колоше-ке наблюдалось высвобождение закрепленного азота удобрения. Абсо-::атное содержание его в слое 0-30 см снижалось за этот период на ;,2-31,2 %. Во второй половине вегетации /колошение - полная опереть зерна/ - на 7,8-17¿8 % от внесенного. В.более глубоких слоях «минерализация происходила в меньшей степени. Дзот удобрений ,вшю~ :енный в состав почвы,первоначально обнаруживался в скорме минераль-ш и легкогвдролизуемых органических соединений. Со временем продукты трансформации усложнялись и их устойчивость к разложению меньшалась. Отношенье легкогвдролизуемых соединений к негвдро-изуемым в фазу, кущения составляло 1,96, а в период полной спело-:ти зерна ..- 0,49. Высокие темпы закрепления вносила удобрений в [ервый период их взаимодействия с почвой способствует уменьшению шграционннх и газообразных потерь азота.

-Исследованиями установлено .что происходит некоторое перемещение ¡несеяного азота по профилю чернозема. В 1986 г. при осеннем внесе-ши на глубину 10: см уже через 44 дня . меченый азот обнаружится до глубины 70 см. В 1987 г. и 1988 г. за осенне-зимний период 130Т.внесенный на глубину 10-30 см,мигрировал по профилю до 90-120 !м. До глубины 3-х метров обнаруживались лишь "следы". При весеннем шесеник перемещения азота вниз по профилю не обнаруживалось, а ' (тмечалось лишь перемещение его с восходящим током воды. В условное близости гидротершческого коэффициента к единице потери азота табрений за счет инфильтрации'были незначительными. Основную долю ^продуктивного расхода внесенного азота составляли газообразные ютери,

Общее количество "неучтенного" азота по годам исследований коле-!алось. в пределах 5,1-38,5 % от внесенного. В наши исследованиях гок внесении 40 кг/га азота аммиачной селитры "неучтенный" азот в теднем за 3 года составил 19,8-22,4 %, njxi 120 г.г/га - 29,1-34,5 [роцента от внесенного. В полевых условиях на кислом выщелоченном [еркозеке /рНССг4,35/ неучтенные.потери составляли 22,4-34,5 З.Дри вменении реакцп:; до 5,2 ед.рН Потери снижались до 19,8-29,1 %.

Вегетационные опыты на почве разной предварительной удобренностй показали,что потери азота снижались на 7,5-10,4 абсолютных % при использовании органической и органо-минеральной систем удобрения. Известкование на таких почвах дополнительно.снижало непроизводительный расход азота аммиачной селитры на 4,4-11,3 абсолютных алеете с этим.увеличивалась энергоотдача от.применения минеральных удобрений. ...

Выводы

На основании полевых.мшфеполевых,вегетационных и лабораторных исследований,проведенных с использованием стабильного изотопа 1%, установлено:

1. На черноземе выщелоченном в условиях лесостепи Среднего Поволжья основная роль в формировании урожая зерна яровой пшеница принадлежит почвенному азоту. Доля его в общем выносе азота в зава симости от реакции среды почвы составляет до 80,7

2. В формировании зерна яровой пшеницы преимущественная роль принадлежит азоту.находящемуся в почве на глубине,не превышающей 60 см. Значение-отдельных слоев почвы в обеспечении растений азотом неравнозначно. В первой половине вегетации /всходы - колошение в основном используется азот из слоя 0-30 см. Во второй половине /колошение. - полная спелость/ увеличивается потребление его с глубины 30-60 см. Степень использования азота с глубины 60 ч 90 см зависит от увлажнения почвы в соответствии с метеорологическими условиями.

3. Коэффициенты использования азота удобрений яровой пшеницей вариируют в широком диапазоне от 7,3 до 61,8 зависимости от доз удобрения,степени окультуренности почв и'погодных условий.

На известкованной почве,ранее не удобрявшейся,коэффициент использования азота на 6,6-8,2 %,а на систематически удобрявшейся почве на 2,1-5,4 % выше.чем на деизвесткованной. Срок внесения азотных удобрений.в условиях недостаточного увлажнения не играет существенной роли.

4. Внесение минеральных удобрекий обусловливает дополнительную минерализацию органического азота почвы, доля "экстра-азота" составляет 9-25 % от общего выноса азота пшеницей.

При известковании почвы и применении минеральных удобрений . величина "нетто-минерализации" достигает 41-53 кг/га,количество "экстра-азота" увеличивается на 1,5-9,6 %.

5. Степень закрепления азота удобрении в черноземе выщелоченном зависит от окультуренности почвы,дозы удобрения,а также от метеорологических условий..Количество удерживаемого почвой азота колеблется от 6,7 до 52,6 %.

С повышением дозы азота от 40 до 120 кг/га доля закрепленного азота снижалась с 43 до 29 %. При .известкований на всех фонах количество удерживаемого почвой азота уменьшается. Закрепление азота удобрений снижается в.среднем с 62 До 43 % от фазы худения к фазе полной спелости зерна.

6. Азот удобрений,включенный в. состав-почвы',первоначально обнаруживается, в форме минеральных и легкогидролизуемых органических соединений. Однако со временем продукты' трансформации усложняются и их устойчивость к разложению уменьшается. Отношение легко_ гидролизуышх соединений к негидролкзуемым в фазу кущения растений составляет 1,96, а в период полной спелости - 0,49. Соответственно "доля азота подвижной легкогидролизуемой фракции снижается до 26-30 % от общего количества азота,закрепленного в почве.

7. В биоклиматическюс условиях лесостепного Поволжья,где гидро-тершческий коэффициент меньше единицы»потери азота удобрений за счет'инфильтрации незначительны. Возможно лишь вертикальное перемещение нитратов с капиллярной влагой в пределах метрового слоя почвы. . .

. 8. С увеличением доз . удобрений от 40 до 120 кг/га потери азота увеличиваются на .9-12 %. При известковании и систематическом применении минеральных удобрений на фоне навоза количество неучтенного-азота по сравнению с неудобренной почвой уменьшается на 2,6-10,4 %.

. 9, Наиболее эффективно энергетически применение на черноземе выщелоченном под яровую твердую пшеницу азота в дезе 40 кг/га совместно с Рзо^зд. Биоэнергетический коэффициент полезного действия равен 1,04.

'Предложения производству исследования трансформации азота удобрений и почв в условиях черноземов лесостели Среднего Поволжья позволяют рекомендовать сле.гуэдие мероприятии: • • .

- Лр" проведении почвенной диагностики азотного питания ранних зерновкх культур и решении вопроса о дозе внесения азотных удобрений необходимо учитывать запасы минерального азота в слое почвы

0-60 см,из которого наиболее активно вдет потребление азота расте ниями. .

- Для повышения эффективности азотных удобрений и снижения потер! азота на черноземах, с повышенной кислотностью /рН меньше 5,5/ рекомендуется проводить известкование с дозой мелиоранта из расчета на 1 га по 1,0-1,5 г.к.

- В условиях неустойчивого увлажнения,при гвдротершческоы коэфф;; циенте меньше единицы возможно внесение азотных удобрений как.вес ной под культивацию,так и осенью под зяблевую обработку почвы; .

- При разработке оптимальных и экологически безопасных доз азотны удобрений следует учитывать характер превращений азота в чернозем ных почвах, в том числе и величину "экстра-азота", '

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

' i.s

1. Лебедева Е.В; Использование азота сульфата аммония,меченого . яровой пшеницей. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции.// Проблемы повышения плодородия почв в условиях

. интенсивного земледелия - Москва,ШНА0,1988,с.48. '.

2. Надежкина Е.В. /в соавторстве/. Влияние плодородия чернозема н; использование азота удобрений. .Тезисы докладов Региональной научно-технической конференции.// Плодородие почвы в интенсивш

. земледелии - Волгоград, 1988. с.30-32. -3; Надеязсина Е.В. / в соавторстве/.. Повышение эффективности азотных удобрений при внесении доломитовой муки.// Пензенский ЦЕЛИ. 1989 - Информ.листок- 1S 309-89.

4. Лебедева Е.З. Роль органических удобрений в использовании мече! го сульфата аммония. Тезисы докладов -Республиканской научнс технической конференции.// интенсивное земледелие и окружающая' '«реда. - Волгоград - 1989,-с". 103-106. •.

5. Надешшна Е.В. Экологические проблемы применения.азотных удобрений ка выщелоченном черноземе. Тезисы.докладов научно-гехни-

. ческой конференции - Саратов,-1S9Q - С.119-121. ..

6. Надежкина Е.В; Использование яровой пшеницей азота удобрений на выщелоченном черноземе Пензенской,области. Краткие тезисы докле дов областной научной Конференции,// Достижения сельскохозяйст-

. венной науки т производству - Умчуринск.1990 - с.268-270.

7. Надежкина Е.В. Профильное распределение нитратов в черноземе выщелоченном.и усвоение их растениями яровой пшеницы..Тезисы докладов к зональному'семинару. Пенза - 1920,-с.64-66.

8. Надежкина Е.В. Баланс азота удобрений под яровой пшенице*: на выщелоченном черноземе■Пензенской области. Тезисы докладов.-Пенза - 1£50,- с. 11 //Достижения науки - сельскохозяйственно.",у

• производству.

9. Надежккна З.В. /в соавторстве/. Эффективность азотных удобрений при известковании. Тезисы научно-практической конференции./,/ Химизация сельского хозяйства и окружающая среда, - Челябинск,-1990, - с.152-153.

!0. - Надеккина В.5. Усвоение растениями яровой пшеницы минерального азота с различных глубин профиля чернозема выщелоченного лесостепного ■ среднего Поволжья.// Бюллетень ЗиУА, й 104 "К вопросу .• агрохимии азота" - 1951. - с.41-46.

1. Надеккина £.В. / в соавторстве./ Влияние известкования на использование азота удобрений.урожай и качество яровой пшеницы на черноземе выщелоченном.// Бюллетень ВЬУА.-й 104 "К вопросу

. агрохимии азота", - 1991,с.46-50

2. Рекомендации по известкованию черноземных почв Пензенской об.- ласти - Пенза,-1991 ,-с.46. / в соавторстве /.

3. Надежкина Е.З. Зопросы миграции, азота по профилю чернозема. .• Тезисы докладов - Пенза,- 1992, - с.56-59.

4. Надежкина Е.З. Урожай - качество зерна яровой пшеницы при известковании. Тезисы докладов. Творчество молодых - агролроглыш-

. ленному коиплексу - Пенза,1992, с.42-44.

5. Надейкина З.В. Влияние известкования: на сохранение плодородия чернозешых почв. Тезисы докладов-научно-производственно;-; кон- •

ференции.// Рациональное использование земельных ресурсов России - Киров,-1993,- с.5. ,

Подписано в печать 5.05.1384 г.

Заказ ЬЬ. Тираж 100 экз.

Отпочатено аа ратапрнытз ПСХИ

Г.Пснзз, Ьотзническая 30.