Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПРЕВРАЩЕНИЕ В ПОЧВЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЗОТА УДОБРЕНИЙ РАЗЛИЧНЫМИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМИ РАСТЕНИЯМИ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ПРЕВРАЩЕНИЕ В ПОЧВЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЗОТА УДОБРЕНИЙ РАЗЛИЧНЫМИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМИ РАСТЕНИЯМИ"

■,: ■'■' ■. '-'г; -:;

; МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

\" і ■ ' , ■

На правах рукописи

Надежда Ивановна ДЕГТЯРЕВА

ПРЕВРАЩЕНИЕ В ПОЧВЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЗОТА УДОБРЕНИЙ Л И Ч Н Ы М И С Е Л ЬС КО ХО ЗЯ ИСТ ВЕННЫМИ РАСТЕНИЯМИ \

у (06.01.04 — агрохимия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1973

-¿Л Л-С .

Работа выполнена на кафедре агрономической и биологи* ческой 'Л химии и Агрономической , опытной , станции имени Д. Н. Прянишникова. Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.. ' ' _ ' . " • ,

/ Научный ;ру^ощ9дут§ль,— доктор \ сельскохозяйственных

наук,ирофес9ед."11'. Смирнов'.. Л....... ^ ^ • г

% • Официальные-т оппоненты: доктор' V сельскохозяйственных

- наук! Е./,П^ТрерЧчев',' кандидат геолого-минералогических наук М- А.. Бобрицкая. $.'^-"-.<1,, г -

• Ведущее; предприятие —Долгопрудная ^агрохимическая, опытная станция. ■ >' 4 1

^\ ' " > ■ ; .".Л 1 ^ . • т г'.'-' ': \ • ■ - 1 -'У " '

Автореферат разослан « . .-» ... . . 1973 г.

. Защита диссертации! состоится » . 1973 г.

в »19 час. на заседании Совета факультета агрохимии и почвоведения ТСХА:(, к ь >. • „ , -■'¡С,-диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА (10-й

корпус}.^.........* ......о...;,,.- . ./;,, ,.,„5

Ваши отзывы:и замечания по автореферату просим присылать по . адресу: Москва 125008, Тимирязевская ул., 47, кор- ■ ус 8, Ученый совет ТСХА. ! - ' ■

-¿"Отзывы, заверенные печатью, просьба направлять в двух 1'Сземплярах' ~ --4

- : ' I' ' ' . ' - - . '

, '..Ученый секретарь Совета ТСХА <'

Ф. А. Девочкин

Вопрос о превращении азота удобрений в почве и об использовании его. растениями привлекал внимание агрохими-. ков на протяжении многих лет. Исследованиями с применением стабильного изотопа азота (15N) . проведенными как в на-. шей стране (Андреевой, Бобрицкой, Борисовой, Замятиной, Кореньковым, Сапожниковым, Смирновым, Турчиным); так н за рубежом (Allison, Atanasiu, Bartholow,: Broadbent,; Carter) установлено, что степень использования растениями азота - удобрений для разных почв составляет вгсреднем 50—60% в вегетационных и 30—50% в полевых опытах,, а не 70—80% и больше как считалось раньше на основе обычных методов определения по разнице с контролем-

Значительное количество азота переходит в органические соединения почвы, кроме того он теряется в газообразной

форме. . . . . .....

Для повышения эффективности азотных удобрений, разработки практических приемов, направленных на увеличение1 коэффициента использования растениями азота, удобрений и уменьшение непроизводительных потерь его из почвы, важное значение имеет выяснение особенностей превращения в почве азота удобрений, и размеров усвоения его различными с.-х. культурами. 1 ; _ . ' .

. Имеющиеся в литературе данные о характере превращения азота в почве и его использовании различными растениями довольно разноречивы и.•охватывают-далеко не все с.-х: культуры. Кроме того, эти данные'трудно сопоставить, так как опыты с разными культурами проводились, различными авторами, в разных почвенно-климатических условиях, при-внесении-разных доз и форм азотных удобрений. " - Поэтому возникла необходимость изучить в динамике особенности использования азота почвы и удобрений отдельными с.-х. культурами в аналогичных почвенно-климатических условиях, а также влияние этих культур на превращение азота б почве, интенсивность , его;-минерализации и иммобилизации в вегетационных опытах и в полевых условиях. .

: Важное значение имело также выяснение особенностей

ниями, степени доступности растениям азота удобрений, закрепившегося в почве.

Изучение перечисленных вопросов и составляло задачу нашей работы.

Условия проведения опытов и методика исследований

. Исследования проводили в вегетационых и микрополевых опытах в течение 3-х лет с использованием меченых 15і\ азотных удобрений— (ЫН4)2504 и ЫаМ03. Избыток атомною процента в удобрениях в вегетационных опытах составил 9—17,4% и в полевых 11,6—21%.

Для опытов использовали дерново-среднеподзолистую. среднесуглинистую почву отделения «Бабенки» учхоза «Мн-хайловское» Московской области. Агрохимическая характеристика почвы приведена в таблице 1.

Таблица 1

Агрохимическая характеристика почвы

Годы проведения опытов Ж о. Гидролитическая кислотность Сумма оснований Емкость поглощения Степень насыщенности оснований, % • Р2О3 К20 Общий азот

мэкв/100 г почвы мг/100 г почвы

19j3 5,0 6,0 13,9 20,0 69,5 7,1 8,2 144,7

1969 4,7 5,8 14,3 20,1 71,0 7,5 8,5 133,4

1970 j 5,5 6,0 13,2 19,3 68,8 6,9 8,0 127,0

Вегетационные опыты проводили в сосудах, вмещающих 2,5 кг сухой почвы. При набивке сосудов на 1 кг сухой почвы вносили по 106—118 мг Р2О5, К20 в форме Са(НгР04)2 и KCl и в той же дозе вносили азотные удобрения по схеме: 1) PK; 2) PK+(NH4)2S04; 3) PK + NaN03. Опытными культурами были 6 1968 году ячмень, яровая пшеница, кукуруза, лен, в 1969—1970 годах—райграс, просо, гречиха. Повторность опыта пятикратная. За время вегетации отбирали 4 раза почвенные и 3 раза растительные пробы.

Через 14 дней от начала опыта из сосудов буром брали только почву, через 28 и 42 дня убирали урожай с одного сосуда каждого варианта, а после созревания — с 3 сосудов. Надземную часть растений и корни высушивали, взвешивали и определяли в них содержание азота по КьеЛЪдалю—йодель-.2 ■ , '

бауэру. В почве определяли общий азот этим же методом, а также МН4 и Ы03 в вытяжке 0,1 н. КС1 при соотношении почвы к раствору 1:5.

Мелкоделяночный полевой опыт проводили в учхозе «Ми-хайловское» в отделении «Бабенки». Опыт закладывали на делянках размером 3 м2, в середину которых были вкопаны полиэтиленовые сосуды без дна, размером 0,1 м2 (33X33 см") на глубине 25 см'. В сосуды на фоне РК вносили азотные удобрения, меченные 15М. В качестве фона в почву вносили суперфосфат и хлористый калий из расчета 90 кг/га. На фоне РК вносили (\тН4):504 и ЫаЖ)з 135 кг/га азота под озимую пшеницу и по 90 кг/га под все остальные культуры. Фосфорные и калийные удобрения перемешивали со слоем почвы 20—25 см, а азотные — со слоем 0—10 см.

Повторность опыта четырехкратная. Опытными культурами были: ячмень, яровая пшеница, овес, лен, озимая пшеница, картофель. В каждом сосуде после прореживания оставляли зерновых и льна 45 растений, картофеля — по 3 куста. Во время вегетации в фазу кущения, выхода в трубку, колошения и при уборке анализировали пробы почвы и растений. Почвенную пробу брали из сосудов буром на глубину 25 см- Для растительной пробы брали по 5 растений с каждого сосуда для зерновых и льна" и по одному кусту картофеля. Анализы проводили те же, что и в вегетационном опыте.

Использование азота из почвы и азотных удобрений различными культурами

При внесении азотных удобрений заметно увеличилось усвоение растениями азота почвы по сравнению с контролем (РК). Размер увеличения в зависимости от культуры и года сильно колебался от 15 до 84% в вегетационных и от 9 до 80% в полевых опытах (табл. 2, 3).

Кукуруза и картофель усваивают азот почвы значительно больше, чем зерновые культуры и лен. В вегетационных опытах доля почвенного азота в общем выносе к концу вегетации составила у яровой пшеницы, ячменя и льна 50—55% от общего выноса, у гречихи, райграса и проса только 35—46%, а у кукурузы — 75—77%.

В полевом опыте на азот почвы у зерновых и льна приходилось 63—74%, а у картофеля — 85%.

Коэффициенты-использования азота удобрений \таМ03 и (ИН^гБО^ определенные «методом разности»,^ вегетационных опытах составили: ячменем, яровой пшеницей, льном и райграсом — 67—79%, просом и гречихой (в среднем за 2 го-

з

' Использование растениями азота из почвы и удобрений. Вегетационные опыты у

а PK РК+ (NH,hSO, PK+NaN'Oä

к ° о 3 N почвы N почвы N удобрения N почвы N удобрения

Культуры мг/сос % от контроля мг/сос % от внесенного мг/сос мг/сос % от внесенного

Годы дення мг/сос % от общего выноса % ОТ общего выноса % от общего выноса % от контроля % ОТ общего выноса

Ячмень Яровая пшеница Кукуруза Лен 153 158 429 167 186 122 115 141 116 181 60,4 201 131 127 165 133 198 06,0

- 1968 г. 50,6 181 49,4 171 71,3 57,0 50,4 201 49,6 175 82,2 58,4

51,5 606 48,5 205 65,0 68,3 53,4 707 46,6 212 72,9 70,5

1 . 74,7 194 25,3 174 127,3 57,9 77,0 222 23,0 182 163,3 60,7

52,8 47,2 67,1 54,9 45,1 79,1

С Гречиха Райграс Просо 87 99 88 133 153 163 184 206 68,5 142 163 139 174 228 76,1

СП о О) 36,2 147 63,8 194 83,9 64,6 38,3 138 61,7 200 91,3 66,8

1 43,2 162 50,8 189 80,7 62,9 40,9 153 59,1 232 80,0 77,4

46,2 53,8 87,8 42,3 57,7 39,3

С Гречиха Райграс Просо 72 £•5 78 ; 130 181 142 172 180 59,8 171 238 120 146 . , 207 68,0

о О) 42,1 135 57,9 185 79,1 61,7 45,2 114 54,8 197,5 101,9 65,8

42,2 134 57,8 175 75,2 58,2 36,5 114 63,5 213,0 72,3 70,9

43,4 56,6 76,8 34,9 65,1 82,7

Примечание: азот удобрений в % от внесенного в числителе, рассчитанный изотопным методом, в знаменателе— разностным.

о

о S £• о

з 2 ^ 5 Я 5

i-, Ct

Использование растениям» азота из

почвы и удобрений. Полевые опыты

Таблица

Культуры

Ячмень

Яровая пшеница

Овес: Леи . Картофель

РК

N почвы

мг/сос

531 520 555 477 1251

PK+(NH<hSOt - : PK+NaKOs" г - --

N почвы N удобрения N почвы N удобрения

мг/сос мг/сос 7о ог внесенного мг/сос % от контроля мг/сос % ОТ внесенного

. % ОТ общего % от контроля % от общего 7о от общего % ог -общего

выноса выноса выноса . выноса

;. 935 176 121 135 123 102 316 35,1 955 -180 '149 163 ; 163 112 ; 350 38,9

74,8 * 631 25,2 297 " 80,0 33,0 73,2 778 26,8 ■ - 282 86,0 31,3 ,;

68,0 : 748 • 32,0 314 45,3 34,9 73,5 • 922 26,5 .- 387-: 60,0- " 43,0, "

70,4 589 29,6 291, 56,430,3 • 70,7 779 . 29,3 298 ' • • 83,8. 33,2

66,7 1275 33,3 352 45,1 39,1 72,4 ' 1407 27,6 362- 66,8 40,2

78,3 21,7 41,8 73,9 26,1 57,5 -

699 109 146 139 120 131 . 162 404 44,9 788 123 : 127 123 114 ' 130 .167 424 47,1

■ 63,4 1001 36,6 397 , 51,1 . 44,1 65,0 867 35,0 , 421 5fj9 46,8

71,6 • 851 28,4400 79,6 44,4 67,3 756 32,7 433 : : 67,3 "48,1

• 68,0 1166 32,0 412 70,8 30,5 63,6 1110 ' 36,4 , 5С9 , «,1 37,7

73,9 773 26,1 320 67,3 35,6 58,6 766 41,4 • . 348 . . 71,8 . 38,6

70,7 2356 85,4 29,3 402 14,6 56,1 44,7 141,5 68,9 2128 84,9 31,1 431 -15.1 58,4 . 47,8 155,8 .

СП

tool

Ячмень

Яровая пшеница

Овсе

Озимая пшеница

Лен

Картофель

642 682 613 972 ■ 588 1457

Примечание: азот удобрения в теле — разностным.

% .от внесенного в числителе, рассчитанный изотопным методом, в знамена-

да)—86—88% и кукурузой — больше 100%; в мнкрополевых опытах эти коэффициенты равнялись (в среднем за 2 года): ячменем, яровой пшеницей и овсом — 63—70%, льном — 56% и картофелем*—100%.

Коэффициенты использования азота удобрения, определенные по разнице с контролем, были выше чем определенные изотопным методом, что объясняется значительным дополнительным использованием растениями азота почвы под влиянием азотных удобрений.

Как в вегетационных, так и в полевых опытах в начале вегетации азот удобрений используется интенсивнее, чем азот почвы, поглощение последнего продолжается почти до конца вегетации.

Общий размер и темп потребления азота почвы и удобрений в течение вегетации зависит от вида растений- Ячмень, овес, яровая пшеница интенсивно усваивали азот удобрения в первый месяц вегетации (табл. 4, 5).

Лен, просо, райграс, кукуруза и гречиха характеризуются медленным темпом потребления азота в начале вегетации. Но затем потребление его резко возрастало—у гречихи через 2—3 недели после всходов, у проса, льна и райграса в первые две недели второго месяца вегетации (т. е. у льна — с фазы «елочки» (с 24/У1—8/УП) и у проса с начала выметывания метелки (с 30/У1 по 17/\Ш).

Кукуруза и картофель использовали азот равномерно до конца вегетации.

Динамика меченых и немеченых минеральных

соединений азота в почве под различными растениями

Содержание в почве меченого минерального азота в течение вегетации резко уменьшалось под всеми культурами. Особенно быстрое снижение наблюдалось в первый месяц под интенсивно потребляющими азот ячменем, яровой пшеницей и гречихой; через 1 —1,5 месяца после посева под всеми культурами кроме кукурузы в почве остается незначительное количество меченого |5М азота удобрений в минеральной форме, причем убыль его в почве значительно превышала вынос растениями.

Содержание п почве немеченого минерального азота, образовавшегося из почвенного органического вещества, в первые две недели вегетации увеличилось по сравнению с исходным . 6

Динамика потребления азота из почвы и удобрений различными с.-х. культурами

Вегетационные опыты

Годы проведения опытов

Культуры

Вынос N (надземная масса+корни) мг/сос/% от конечного

РК РК+(МН,)2504

почва почва | удобрение

число дней от начала опыта а дата определения

28 24/УІ

42 8/УИ

86 22/УІІІ

28 24/УІ

42 8/УІІ

86 22/УІІІ

28 24/УІ

42 8/УІІ

22/УІІІ

1968 г.

1. Ячмень 146,8 145,8 152,7

2. Яровая пшеница 143,1 144,5 157,5

3. Кукуруза 140,1 203,2 429,0

4. Лен 56,2 124,9 166,6

141,0

168,3

76,0 162,1

90,7 151,5

89,4 141,1

83,5 236,2

23,3 52,3

39,0 130,1

26,9

67,0

185,5

186,8

100 181,4

103,1 195,6

100 606,4

114,4 103,2

100 194,3

50,3 56,8

100

32,7

187,8

103.6

180.7

105,7 156,7

76,4 165,0

95,0

181,2

100 171,0

100 204,9

100 173,7

100

32 30/VI

49 17/УІІ

5. Гречиха 50,4 78,1

6. Райграс 45,5 92,0

7. Просо 21,2 77,2

73-81 , 10-18/УІІІ

32 30/VI

49 17/УП

73-81 10-18/УІІІ

32 ЗС/УІ

49 І7/УІІ

73-81 10-18/УШ

II — 1969 г.

Примечание. Результаты в варианте с ХаМО (КН^БО,.

53,3

40,2 34,5

86.5

98.6

87,6 --

8,6

близки с вариантом

23,5 14,0

86,5

65,3 125,3

, 85,2 106,3

65,5

132,5

100 147,0

100 _162,2_ 100

154,0

202,7

74,8 55,2 28,5 29,7

98,5 191,2

98,7 189,1

15,7

100,2

205,8

100 193,8

1С0 188,7

100

Динамика меченого |5М и немеченого минерального азота (КН4 + Х03) в почве (мг/кг). Вегетационные опыты .Меченые минералные соединения азота

Годы проведения опыта Культуры Варианты

РК+(ЫН4)250, . 1 РК + МаЫОз

число дней от начала опыта и дата определения

> ■ч- О 00 см см ^Г 00 > со с-Т со см ^ о ОО ч* см см см> оо со см ОО см

I — 1968 г. Ячмень Яр. пшеница Кукуруза Лен 78.2 81,1 93.3 60.4 12.3 25.4 60,2 49,9 4,9 0,6 22,3 0,5 •2,4 0,2 0,2 0,2 91.2 79,7 98,9 83.3 4,0 16,9 50,3 56,2 2,0 0,7 20,0 2,2 ' 4,7 0,3 0,4 0,4

О ¿3 см о со со :> Оз ьГ -т — оо г- 1 к СО О 00 о СО* см & со со О) оо г—■ 11< К — 2

и О СО Гречиха 90,2 21 2 0,4 97,9 28,6 0,5

съ Райграс 00,6 48,9 0,6 — 55,9 '47,7 0,6 —

1 Просо — 57,6 0,8 — — 73,1 0,8 —

я

П р п м с ч а и н с. Исходное содержание удобрения н 1908 г. — 118 мг/кг, и 1959 г. — 103 мг/кг почвы.

Немеченые минеральные соединения

РК РК+ (N114)2804

и Ячмень 31,5 25,3 8,4 9,1 63,1 54,1 10,9 16,0

СО Яр. пшеница 29,9 25,0 3,6 7,2 65,6 60,2 6,9 12,7

СГ) Кукуруза 42,8 39,1 8,2 10,4 73,8 60,2 14,6 15,6

2 Лен 32,5 22,6 13,8 10,2 74,3 70,0 16,9 18,3

II—1969 г. Гречиха Райграс Просо 46,9 33,0 21,6 22 2 24',6 10,2 9,9 10,2 9,4 9,6 10,3 60.5 46.6 24,5 28,7 40,5 8,9 9,8 20,0 11,7 11,5 10,4

Примечания: 1) Исходное содержание минерального азота в почве — 33 мг/кг почвы.

2) Результаты в варианте с Ыа>Ю3 близки с вариантом (ЫН4)2504.

Таблица 5

Динамика потребления азота из почвы и удобрений различными с.-х. културами.

Микрополевые опыты

Вынос N (надземная масса + корни) мг/сос/% от конечного

Годы проведе- - .... РК PK+(NH„hS04

Культуры почва почва 1 удобрение

ния число дней от начала опыта и дата определения

32 . I7/VI 47 2/VII 103 28/VIII 32. I7/VI 47 2/VII 103 28/VIII 32 I7/VI 47 2/VII ■103 28/VIII

230,1 663,3 953,1 93,2 244,0 316,0

I. Ячмень 196,8 518,7 531,4 24,6 70,9 100 29,6 77,2 100

2 Яровая пшеница 187,9 501,7 519,7 187,8 338,3 631,1 106,0 252,0 296,9

29,7 53,6 100 35,7 84,9 100

г — 3. Овес 4. Лен 197,2 32,5 516,5 396,2 575,5 476,9 175,3 637,2 748,5 83,7 215,7 314,4

1968 г. 23,4 78,0 85,1 401,8 100 588,9 26,6 22,4 68,6 191,1 100293,8

13,2 68,2 100 7,6 65,1 100

5. Картофель 1007,4 1250,7 1021,7 1274,5 259,3 352,0

80,2 100 73,7 100

37 24/VI 50 -7/VII 91—120, I7/VIII— 15/IX 37 24/VI 50 7/VII 91—120 17/VIII— 15/IX 37 24/VI 50 7/VII 91—120 17/VIII— 15/IX

6. Ячмень 316,8 532,6 642,4 220,1 490,4 699,1 331,4 372,6 403,6

31,5 70,1 100 82,1 92.3 100

7. Яровая пшеница 245,5 399,5 681,9 369,3 456,5 1000,9 287,6 ' 375,3 396,7

36,9 45,6 1CO 72,5 94,6 100

II — 8. Овес 240,2 393,1 613,3 192,7 353,9 850,6 324,6 399,6 399,7

22,7 41,6 100 81,2 100 100

1969 г. 9. Озимая пшеница 372,8 554,8 971,8 349,4 502,7 1166,0 250,5 ' 349,7 412,0

30,0 43,1 100 60,8 84,9 100

10. Лен 373,4 588,2 411,4 772,5 152,6 320,4

53,3 100 47,6 100

11. Картофель 1175,0 1457,3 1392,3 2355,7 220,1 402,0

59,1 100 54,8 100

Примечание. Результаты в варианте с NaN03 близки с вариантом (NH4)2SO<.

в 1,5 раза на контроле и в 2,5—3 раза в вариантах с азотными удобрениями под всеми культурами как в вегетационных, так и в полевых опытах. Минерализация почвенного органического вещества интенсивнее происходила под кукурузой и картофелем.

Снижение содержания в почве немеченого минерального азота находилось в соответствии с особенностями потреблении его различными культурами.

Баланс азота удобрений в системе «почва — растения»

В вегетационных опытах (табл- 7) яровая пшеница, ячмень, лен и райграс использовали из (МН^гЭС^ и ЫаМО$ 57—66% азота от внесенного, кукуруза 68—71%, гречиха и просо — 60—77%, причем, последние две культуры больше использовали азота из нитратного удобрения (69—77%), чем из аммиачного (58—68%).

Т а б л и ц а 7

Баланс удобрений (в % от внесенного).

Вегетационные опыты

Год проведения опыта Культуры Варианты

РК+ (КГЬЬБО) РК+К'зМОз

й та ^ ¡3 о-в о о Н С = ш и га н аз а о л о 0> о ва ^ га о 1- С о о се «и и а а о • я «ч £ ^ к 5 о 3 С — <у О СЗ 5 са и .а о а> О со г; з-СЗ О о ю а. о о Б

Опыт 1968 г. Ячмень Яровая пшеница Кукуруза Лен 60,4 57,0 68,3 57,9 21,8 18.7 17.8 20,5 17.8 24,3 13.9 21,6 66,0 58.4 70.5 60,7 10,6 6,3 12,2 7,8 23.4 35,3 17,3 31.5

Опыт 1969 г. Гречиха Райграс Просо 68.5 64.6 62,9 12,8 12,7 12,5 18,7 22,7 24,6 76,1 66,8 77,4 4,1 5,8 4,5 19,8 27,4 18,1

Опыт 1970 г. Гречиха Райграс Просо 59,9 61,7 58,2 19,4 17,7 18,3 20,7 20,6 23,5 68,9 65.8 70.9 5,2 7,2 11,8 25,9 27,0 17,3

В полевых опытах (табл. 8) использование азота удобрений различными культурами было близким (в среднем зг 2 года яровыми зерновыми 42—44%, однако, коэффициенты использования заметно колебались по годам — в 1968 г. яровые зерновые культуры использовали 31—35% азота (Г^Н^БС^ и 31—43% ЫаМОз, а в 1969 г. —44—45% и 47—48% соответ-

Баланс азота удобрений (в % от внесенного). Ліикрополевьіе опыты

РК+(.ЧН4)2504 РК+МаМОя

Годи ' использо- осталось в почве использо- осталось в почве

проведения вано растениями потери вано растениями потери

Яровая пшеница

1968 33,0 50,0 17,0 31,3 27,8 39,3

1969 44,1 37,2 18,7 46,8 24,3 28,9

Среднее 38,9 ' 43,6 17,5 39,4 26,0 33,7

Ячмень

1968 35,1 40,6 24,3 38,9 23,0

1969 44,9 47,0 8,1 47,1 19,2

Среднее 39,0 43,8 16,6 42,9 21,1

Овес

1968 34,!) 45,7 19,4 43,0 30,7

1969 44,-1 '47,0 8,6 48,1 21,6

Среднее 39,6 46,3 14,0 45,5 26,1

Озимая пшеница

1969 . | 30,5 | ¿1,3 | 45,2 | 37,7 | 13,7 | -18,0

Лен

1968 30,3 39,7 40,0 33,2 15,5

1969 35,6 46,4 18,0 38,6 16,0

Среднее 32,9 43,0 29,0 35,9 15,7

Картофель

1968 39,1 2 {,8 36,1 40,2 10,9

1969 44,7 20,6 34,7 47,8 16,5

Среднее 41,9 22,7 35,4 44,0 13,7

ственно; лен —30 и 36% в 1968 г. и 33—39% в 1969 г., картофель 39 и 45% и 40 и 48%.

Наряду с использованием растениями значительное количество азота удобрении потерялось и закрепилось в почве в органической форме. В вегетационном опыте количество азота, закрепившегося в почве в органической форме, в зависимости от формы азотных удобрений и вида культур колеблется от 4 до 21%- Закрепление азота удобрений в почве под

Таблица 9

Динамика баланса азота удобрений (в % от внесенного)

Использовано Осталось в почве орган, форме Потері

и мин. форме

дни от начала опыта н дата определения

Культуры вегетационный опыт 1968 г.

_ _

сч СЧ сч^ -гг да со сч да сч ОО ^ сч сч сч> оо со сч" оо сч — м -л- сч сч т ОО о сч 00 сч

(N«4)^04

Ячмень Яровая пшеница Лен Кукуруза 62.3 65,2 18,9 34.4 62,6 64,4 55,0 52,2 60,4 57,0 57,9 68,3 9,5 15,9 19,8 17,0 17.4 17.5 20,8 12.6 17.8 24,3 21,6 13.9

11,2 1,9 4,1 18,0 2,0 18.5

21.5 18.6 0,5 23,8 0,2 20,3 11,4 20,2 11,0

42,3 3,6 0,4 18,3 0,2 17,6

51,0 18,9 0,2

Вегетационный опыт 1969 г.

сч о" со со > Оэ С^Г ^Г —1 00 ~ 1 1 < со о оо с- — — сч с? со со О тг — оо . Г" 1 1 £ со о °° — — сч о со со С5 ^Г т — 00 ~ 1 1 < СО О оо

Гречиха Райграс Просо 51,4 18,4 9,9 67.6 63.7 63,0 68.5 64.6 62,9 15,0 15,3 12.8 15.6 20,2 22.7 16,7 21,1 23,2 18,7 22,7 24,6

20,0 15,2 0,4 14,6 12,7

46,2 13,0 0,6 13,0 12,5

54,3 0,8 —

Микрополевон опыт 1969 г.

еч=*

со сч 1С — СМ со сч ю г— — сч со сч О ^ ю Г^- — сч

(мшььо.

Ячмень Яровая пшеница Овес Озимая пшеница Лен Картофель 36.8 31.9 36,1 20,5 41,4 41,7 44,4 25,9 17,0 24,4 44,9 44,4 44.4 30.5 35.6 44.7 54,1 52.6 56,5 53,3 85.7 75,1 49.6 41,5 47,5 33.7 66,0 47,5 47,0 37.2 47,0 24.3 46.4 20,6 9,1 15,5 7,4 26,2 14,3 24,9 9.0 17,8 8.1 40,4 17.0 28.1 8,1 18,7 8,6 15,2 18,0 34,7

Примечание. Резеультаты и варианте с >іа!ЧОз аналогичны варианту (ЫН4)2504.

И

■всеми культурами значительно сильнее выражено в варианте с аммиачным удобрением. (12—21 от. внесенного), чем с нитратным (4—12%). Потери азота удобрений к концу вегетации составляли 14—35% от внесенного и были больше в варианте с ЫаЖ)3 (17—35%), чем в йариаете с (№14)2504 (14—24%).

При близких коэффициентах использования азота удобрений в полевом опыте ячменём^ яровой пшеницей, овсом и картофелем (44—48%) и несколько меньшим у озимой пшеницы (35—39%) в почве закрепилось в органической форме больше азота под яровыми зерновыми (20—24% из МаМ03 и 34—47% (•МН^гЭС)^, чем под озимой пшеницей, льном и картофелем (14—24%). Потери азота, наоборот, были больше под озимой пшеницей (45—49%),-картофелем (35—36%) и льном (18— 45%), чем под яровыми .зерновыми (9—18) из (МН4)2504 и 28—34% из Ма^Юз. Потери азота удобрений и закрепление его в органическую форму под всеми культурами происходили в основном в первые 3—4 недели в вегетационных опытах и в 5—6 недель в полевых опытах (табл. 9).

Азот удобрений закрепившийся в начале вегетации в органической форме, в последующем частично подвергался минерализации и использовался растениями, в связи с чем содержание в почве меченого |51Ч органического азота к уборке уменьшилось, а потери несколько возросли.

Доступность растениям и превращение в почве

иммобилизованного азота удобрении в последействии

Азотные удобрения оказали незначительное последействие па урожай и общий вынос азота растениями. В первый год последействия наблюдалось слабое использование растениями азота удобрения, содержащегося в почве в органической форме. Лен использовал'азот удобрения к концу вегетации на 1,4% от внесенного, яровая'пшеница 3,3%, ячмень 2,9% и от закрепившегося соответственно 6,7 и 12% (табл. 10). Повторное внесение немеченого азотного удобрения в 1/2 дозе повысило использование ячменем , азота удобрения закрепившегося в почве с 2,9% до 4,5% от внесенного. Потери азота удобрения в первый год последействия составили 1,5—4,3% от внесенного или 9—10% от закрепившегося. Основная часть перешедшего в органическую форму азота удобрений (78,2—84,1 %) в 1-й год последействия не использовалось растениями. Это говорит о слабой степени минерализации закрепившегося п почве азота удобрений. Однако степень минерализации и усвоение растениями, иммобилизованного азота удобрений в первый год последействия была все же в 3—4 раза больше, чем азота почвенного гумуса.

Использование и превращение иммобилизованного азота удобрений и доступность азота органического вещества почвы

Варианты

-1-й -а и 1С1

ч я

Использовано азота растениями

в.том числе

из почвы

С 3

04 о]

Зя

из удобрения

^ я - Л.

о о ь а. ш та \с> з- £ н о ° 5

о Йо 2

% от оставшегося

от внесенного

РК

РК+(МН4)2504 РК

РК+(\Е1,)250, РК

РК+(N114)2504

РК

РК+ (N114)250,

Яровая пшеница (после льна)

14,7 . 552

1.8

16,8 633 603 30 3,3 84,1 9,2

2,1 6,7 39,0 4.3

Ячмень (после оз. пшеницы)

20,0 512

512 1,8

21,5 627 601 26 2,9 78,2 9,9

2,1 11,9 19,0 2,4

Ячмень (после яр. пшеницы)

20,7 24,5

525 860

525

1,6

819 41 4,5 83,9 1,0

2,7 12,1 31,2 1.5

Леи (после картофеля) 9,90 547 10,9 708

547

1,7

695 13 1,4 83,1 10,1

2 2 6,9 17,1 2,1

Превращение соединений азота в парующей почве

Общее количество минеральных соединений азота (N1-14 + + N03), образующегося из почвенного органического вещества, заметно увеличилось против исходного во всех вариантах в первые 3—4 недели от посева (табл. 11). В середине вегетации в парующей почве оно снизилось за счет потерь и ча-

13

Динамика меченого и немеченого минерального азота в парующей почве и под растениями (мг/кг)

В пару Под растениями

Варианты Азот . Исходное содержа- число дней от посева и дата определения

15/V 17 2/VI 32' 17/VI 47 2/VI1 103 28/VIII 17 2/VI 32 17/VI 47 2/V1I 103 28/VIII

PK nN 33,0 60,9 56.3 37,2 33,3 54,2 41,5 34,3 35,0

'■ 52,3 ' 54,0 55,4

W 35,3 12,0 4,4 2,3 8,7 4,2 0,4

' . — 8,3 9,9 12,1

PK+(NH4)2SO, HN 33,0 107,8 87,1 42,5 37,4 84,0 56,2 39,7 38,3

— 63,6 52,9 69,3

Всего 68,3 119,8 91,5 42,5 39,7 92,7 60,4 39,7 38,9

— 71,9 62,8 75.4

I5N 35,3 14,2 7,7 2,9 9,1 4,4 — 0,6

— 7,8 9,3 11,7

PK+NaN03 HN 33.0 96,4 63,4 38,4 42,6 99,4 87,2 52,9 35,3

— 94,9 68,3 66,9

Всего 68,3 110,6 71,1 38,4 45,5 108,5 91,6 52,9 36,9

' — 102,7 77,6 78,6

Примечание: в числителе содержание минерального азота в почве, в знаменателе—в почве и растениях в сумме.

Баланс азота удобрений в парующей почве и в почве под растениями "

(% от внесенного количества)

Под растениями В парующей почве

Удобрения Показатели число дней от начала опыта и дата определения

17 32 47 103 17 32 . 47 103

2/УІ 17/УІ 2ДЧІ 28/VIII 2/УІ 17/VI 2/УІІ 28Д'Ш

Использовано растениями . — 11,8 28,0 33,0 _ _ — —

Осталось в почве:

(К'Н^О, в минеральной форме . . 24,6 11,9 — 1,1 34,1 12,5 — 0,4

в органической форме . . 69,4 70,1 58,2 48,9 36,3 50,4 — 44,7

Потери........ 6,0 6,2 13,8 17,0 29,6 37,1 — 48,9

Использовано растениями . — 9,5 26,4 31,3 — _ _ _

Осталось в почве:

в минеральной форме . . 25,8 12,5 — 1,6 40,3 21,8 — 8,2

Ка,\03 в органической форме . . 57,2 60,5 43,3 27,8 19,9 33,2 — 24,9

Потери........ 17,0 17,5 30,3 39,3 39,8 45,0 66,9

стично за счет закрепления его в органической форме. Под растениями сильное снижение минеральных соединении азота в почве обусловлено прежде всего потреблением их растениями. Процессы минерализации под растениями происходят не менее интенсивно, чем в парующей почве. Немеченых минеральных соединений': азота, с учетом использования их растениями (в почве и в растениях в сумме), в конце вегетации было даже больше," чем в парующей почве. Меченого 15М минерального азота не обнаружено в почве уже через 32—47 дней как под растениями, так и в пару.- .

В пару потери из ЫаМОз и (МН^гЭС)* были в 2—3 раза больше (67 и 49%), чем под яровой пшеницей (39 и 17%) (табл.12).

ВЫВОДЫ

1. В начале вегетации азот удобрений,использовался растениями интенсивнее, чем азот почвы, поглощение последнего продолжалось почти до уборки.

Кукуруза и картофель усваивали азота'-почвы значительно больше, чем зерновые культуры и лен.

Доля почвенного азота в общем выносе в вегетационных опытах у яровой пшеницы, ячменя и льна 50—55%, у гречихи, райграса н проса — только 35—46%, а у кукурузы 75—77%. В полевых условиях на азот почвы у зерновых и льна приходилось 63—74%, а у картофеля — 85 % -

, 2. Коэффициенты использования азота удобрения, определенные по разнице с контролем, были выше, чем определенные изотопным методом, что объясняется значительным дополнительным (против контроля) усвоением растениями азота почвы под влиянием азотных удобрений-

3. В вариантах с азотными удобрениями содержание в почве немеченого минерального азота, образовавшегося из почвенного органического вещества в начале вегетации было значительно выше, чем в контроле. Минерализация органического вещества интенсивнее происходила под кукурузой, картофелем, чем под другими культурами.

4. Содержание в почве меченого минерального азота в течение вегетации резко уменьшилось под всеми культурами. Особенно быстрое снижение наблюдалось под интенсивно потребляющими азот зерновыми культурами и гречихой; через 1—1,5 месяца после посева под всеми культурами, кроме кукурузы, в почве остается незначительное количество меченого азота удобрений в минеральной форме, причем убыль его е почве значительно превышала вынос растениями.

5. В вегетационных опытах яровая пшеница, ячмень, лен и райграс использовали из (\'H4)2S04 и NaN'03 57—66% азота от внесенного, кукуруза 68—71%, гречиха и просо 60—77%, .причем последние две культуры больше использовали азот«"-из нитратного удобрения, чем из аммиачного.

В полевых условиях использование азота удобрении различными культурами было близким яровыми зерновыми (в среднем за 2 года) 39—15%, озимой пшеницей — 31—38%, льном — 33—36% и картофелем — 42—14%, однако коэффициенты использования заметно колебались по годам: п 1968 г. они были ниже, чем в 1969 году.

6. Наряду с использованием растениями значительное количество азота удобрений потерялось и закрепилось в почве в органической форме. Потери азота удобрений и превращение его в органическую форму под всеми культурами происходили в основном в первые 3—4 недели в вегетационных опытах и в 5—6 недель в полевых опытах.

7. К концу вегетации закрепилось азота удобрении в почве в органической форме в зависимости ог формы удобрения и культуры в вегетационных опытах от 5 до 22%- Из аммиачного удобрения закрепилось азота в почве больше, чем с нитратным (5—15%), потери азота, наоборот, были больше пз нитратного удобрения (17—35%), чем из аммиачного (14-25%).

В полевых условиях при близком использовании азота удобрений различными культурами закрепилось в почве в органической форме больше азота удобрений под яровыми зерновыми культурами, чем под картофелем и озимой пшеницей, а потерн, наоборот, были меньше под яровыми зерновыми, чем под озимой пшеницей, картофелем и льном.

8. В первый год последействия азот удобрения, закрепившийся в почве в органической форме, слабо усваивался растениями 1,4—3,3% от внесенного или 7—12% от закрепившегося.

Повторное внесение немеченого азотного удобрения (в половинной дозе) увеличило в 1,5 раза использование ячменем иммобилизованного азота удобрения.

Степень минерализации и усвоение растениями органического азота почвы были в 3—4 раза ниже, чем закрепившегося в почве в органической форме азота удобрений в первый год последействия (соответственно 1,6—2,2% и 7 и 12%).

9. Из незасеянной (парующей) почвы потери азота удобрений в полевых условиях были в 2—3 раза выше, а закрепление его в органической форме, наоборот, меньше, чем из ночвы занятой растениями (яровой пшеницей).

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Использование азота (NH4)2S04 и NaN03) яровой пшеницей и особенности превращения его в пару и под растениями. Доклады ТСХА,, вып. 169, 1971 г.

2. Использование азота почвы и удобрений отдельными сельскохозяйственными культурами. Известия ТСХА, вып- 3,

1973. : .•

3. Доступность растениям и превращение в почве иммобилизованного азота удобрений, в последействии. Доклады ТСХА, вып. 188, 1972 г. .

Объем 17« п. л._Заказ 1096._Тираж 150

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева Москва 125008, Тимирязевская ул., 44