Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Процессы азотного цикла в серой лесной почве при внесении азотных удобрений и органического углерода

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Процессы азотного цикла в серой лесной почве при внесении азотных удобрений и органического углерода"

РОССИЙСКАЯ АКАД5Ж СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК Всероссийский научно-исследовательский институт удобрений и агропочвоведения имени Д.Ч.Прянишникова

Р Г 6 00

. . _ На правах рукописи

„ 1 • • . П • гл п

' !.' ; I и . ■ ч '

КОТЗВА Кивка Василева

ПРОЦЕССЫ АЗОТНОГО ЦИКЛА В СВДЙ ЛЕСНОЙ ПОЧЗЕ ПРИ ВНЕСЕНИИ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ И ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА

Специальность 06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1993

Работа выполнена в Институте почвоведения и фотосинтеза Российской академии наук.

Научный руководитель - доктор биологических наук, профессор В.Н.Кудеяров.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Э.А.Ыуравин кандидат сельскохозяйственных наук, ст.н.с. Е.В.Руделев

Ведущее предприятие:

Московский, государственный университет им. М.В.Ломоносова, факультет почвоведения, кафедра агрохимии.

Зашита состоится "-/в" и^Л/И^Й 1993г. в часов

на заседании специализированного совета Д.020.09.01 Всероссийского научно-исследовательского института удобрений и агропочво-ведения им. Д.Н.Прянишникова / 127550 Москва, ул. Прянишникова 31, специализированний совет ВИУА /.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИУА. ■ Автореферат разослан

г Ученый секретарь

специализированного совета доктор сельскохозяйственнызсэаун

профессор £1С^ Воллейдт

Актуальность проблемы: Азоту принадлежит ведущее место сре-ци питательных элементов в формировании плодородия почв. Интенсивное использование земель и широкомасштабное применение агро-хищжатов в сельскохозяйственных регионах нарушают азотный баланс почвы. Возросшие требования к охране окружающей среды ставят перед наукой и практикой задачу введения биологически обоснованных и экологически чистых систем земледелия. Следовательно, изучение роли биологического азота в его круговороте в системе почва - растение является актуальным и крайне важным с позиции рационального использования природных ресурсов и охраны окружаю-дей среды. Ванное значение биологического азота не исключает эффективного использования минеральных азотных удобрений, которые остаются и будут оставаться в обозримом будущем одним из главных рычагов повышения продуктивности сельскохозяйственного производства.

Имеющийся литературшй материал дает весьма противоречивые сведения о действии азотных удобрений на биологическую активность почвы. Это объясняется в значительной степени разнообразием почв и неоднозначной реакцией почвенных микроорганизмов на различные антропогенные воздействия, в том числе и на внесение удобрений. Поэтому представляется важным адаптировать систему применения азотных удобрений к биологическим особенностям каждой конкретной почвы.

Цель работы: изучить влияние азотных удобрений и органического углерода на процессы азотного цикла в серой лесной почве.

Задачи исследований: I) определить влияние концентраций минерального азота, внесенного с удобрениями, на протекание процессов минерализации, иммобилизации, несимбиотической азотфиксации и денитрифккации; 2) установить влияние растений и внесения органического углерода на указанные процессы; 3) количественно оценить размеры несимбиотической азотфиксации и денитрификации в серой лесной почве при внесении азотных удобрений.

Научная новизна: Произведена комплексная количественная оценка влияния азотных удобрений, источника углерода и выращивания растений на ход процессов минерализации, иммобилизация, несимбиотической азотфиксации и деяитрификации. Показано, что использование растениями и эффективность азота удобрений в значительно большей степени зависели от размеров его иммобилизации, чем от процесса денитркфккации. Впервые количественно определены размеры несимбиотической азотфиксации и денитрификации в се-

I

рой лесной почве при внесении азотных удобрений на основе балансовых расчетов с применением ■'■^К и параллельных определений их активностей ацетиленовым методом. Показано, что для серой лесной почвы при выращивании растений наиболее оптимальный баланс между процессами азотфаксации и денитри^икации достигался при отношении С:Н в удобрении 6-12.

Практическое значение: Предложены показатели биологической активности почвы, на основе которых можно прогнозировать и регулировать бездефицитный баланс азота в почве.

Апробация работы: Результата исследований были доложены на' XII конференции болгарских аспирантов с международным участием ( ¡Лосква, 1920).

Публикации : По материалам диссертации опубликовано 3 работы

Структура и объем работы: Диссертации состоит из введения, обзора литературы, описания методов, 5 глав, заключения, выводов и практических рекомендаций; содержит 153 страниц машинописного текста, в том числе 16 рисунков, 39 таблиц, из которых 14 вынесены в приложение, список литературы из 206 названий (из них 89 • зарубежные).

объекты и метода исследований

Объектом исследований служила серая лесная почва тяжелосуглинистого состава, органическое вещество которой обогащалось путем предварительного внесения меченной микробной биомассы и последующего компостирования в течение II недель. Агрохимическая характеристика почв: в опыте I - С0рГ 0,625?, Яойщ 95 мг/ЮОг почвы, рН 4,5, Кшн 4,15 глг/ЮОг почвы; в опыте 2 - Сорг 1,4$, Нобш 108 м1-/1001, почвы, рНС0Л 6,6, Hjjjjg 2,76 мг/ЮОг почвы. Схемы опытов включали две серии с аналогичными вариантами: пар и посев растений. Опыты выполнены в сосудах типа ¡Литчерлкха, вмещающих 5 кг воздушно-сухой почвы. Опытная культура - кукуруза. Опыт

1 проводился в вегетационном павильоне и включал в себя: фон без целлюлозы и с внесением целлюлозы в дозе, обеспечивающей С:Я, раз ные 24, 12 и 6 соответственно в вариантах с дозами азота 8(Hg), I6(Hjg) мг/ЮОг почвы в форме сульфата аммония. Во всех вариантах опыта вносили фосфирно- калийное(РК) удобрение в дозах по 8 мг/ЮОг почвы действующего вещества. Опыт включал дополнительные варианты с меченым (I5ffi4)2S04 на почве с обогащенным органическим веществом ("^црг) в целях составления баланса удобрений, внесенного в почву. Повторность - 6-кратная.

2

Ошт 2 проводили в оранжерее фитотронаого типа при контролируемых условиях. Доза азота 8 мг/100г почвы в виде ^Н^^Оз на г'оне РК по 8 мг/Ю0г почвы. Целлюлозу вносили в количестве, обеспечивающем соотношения С:Н равные бСС-;-), 12(С2), 24(Сд). Повюр-ность - 8-кратная.

В дшгаиике определяли потенциальную активность азутСизсса-ции ацетшеяовшл методим(У.меров, 1386), потенциальную активность деиитриожации - модифицированным методом ингибирования ацетиленом редукцию Г^ОСКудеяров и др., 1283), содержание обменного аммония и нитратного азота - фенолгипохлоритным методом(Кудеяров, 1955,1969) в свежих образцах почвы; содержание общего азота в почве и растениях - в высушенных образцах (Кудеяров, 1372). Изотопный состав азота-^ределнли на масс-спектрометре Ж-1201В к эмиссионном спектрометре НОИ-5.

Содержание водорастворимого органического углерода в свежей и высушенной почве определяли методом бихроматного окисленш(Па-ников-и др., 1985); углерода микробной биомассы - регвдратацион-ным методом (Благодатский и др., 1987); выделение СО2 - с помощью мембранных пробоотборников (Каспаров и др., 1985). Анализ почвы на содержание общего углерода проводили в высушенных образцах методом сжигания серно-хромовой смесью (Орлов, Гришина, 1981).

Размеры несимбиотической азотфиксации и денитрифшеации устанавливали балансовым методом (Кудеяров, 1989). Анализы выполнены в 2 - 3-кратной повторности. Результаты опытов были обработаны с помошью системы статистического анализа ПАС РС 6,03, по компьютерной программе, включающей многофакторный дисперсионный, корреляционный и регресионный анализов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

I. Иммобилизация азота удобрений и ветто-минерализация азота почвы при внесении азотных удобрений и органического углерода в серой лесной почве.

Расчет баланса азота удобрений по данным изотопного анализа показал (табл.1), что иммобилизация азота удобрения происходила интенсивнее на вариантах с внесением дополнительного углерода -42 - 66$ от внесенной дозы азота (опит I). Увеличение отношения С:Н до 24 в опыте 2 приводило к шестикратному увеличению иммобилизации по отношению к варианту без внесения целлюлозы(ЯдЕК). Общие размеры иммобилизации азота удобрения зависели как от дозы

3

(Л

Баланс азота удобрений и нетто-минерализацш азота почвы

Таблица I

Вариант

! С:Я ! в !удобрении

Доза ! Исполвзо-Шммобили- ¡Потери ! Отношение'Нетто- ! Расход ¡Компенсация

т, ! вано рас-! зовано ! !гтк?кч1 1минргятгст-1 n ¡расхода н почвы

к ! тениями !в почве ! Ш-ид-Я шнерали- и ¡иммобилизованным

! (I) ! (2) ! (3) ! К , почвы ,н удобрбНШ

I 1 I м ? 1 I / !

ш1ш._от внес.от внео:^от внес.___• мг/сос_• мг/сос ■

фон без целлюлозы

к4рк

я8рк

н16рк

среднее фон с

целлюлозой н4рк н8ш к16рк

среднее

ядрк

ЛдРКС1

н8ркс2

ндрксз

среднее

ОПЫТ I

0 200 43 16 41 1:0,38:0,94 388 342 10

0 400 35 15 '50 1:0,42:1,40 580 361 16

0 800 34 23 43 1:0,67:1,25 747 408 45

37 18 45 572 370 24

24 200 25 66 9 1:2,60:0,36 512 259 51

12 400 32 51 17 1:1,56:0,51 458 384 53

6 800 22 42 36 1:1,90:1,67 718 357 93

26 53 21 563 333 66

ОПЫТ 2

0 400 44 10 46 1:0,23:1,04 330 , 296 14

6 1» 29 29 42 1:1,01:1,43 324 228 52

12 М 17 46 37 1:2,73:2,15 365 193 96

24 II 7 61 32 1:9,00:4,78 503 197 123

18 45 37 380 228 90

[, так и от внесения целлюлозы. Внесение последней оказало гораз-ю большее влияние на иммобилизацию азота удобрения и она составила в среднем в опыте I на фоне с целлюлозой 53%, и 45% в опытей.

Потери азота удобрения были обратно пропорционально связаны з его иммобилизацией. IIa фоне внесения целлюлозы, при больших раз-лерах иммобилизации, потеря были нижэ(ошт I и 2). Потери азота удобрения в относительных величинах, в среднем по вариантам, не лличались от цитируемых в литературе для вегетационных опытов на зерой лесной почве(1.!акаров, 1988; Кудеяров, 1989).

Коэффициент использования растениями азота удобрений на фоне без целлюлозы (опыт I) составлял в среднем 37%, на фоне с целлюлозой - 26$. Повышение дозы целлюлозы в опыте- 2 в значительной степени сникало коэффициент использования азота удобрения. Соотношение между различными статьями биологического отчуждения азота удобрения убедительно показывает, что использование растениями азота удобрения определяется прежде всего его иммобилизацией, а не потерями - чем выше иммобилизация азота, тем ниже коэффициент его использования.

Размеры нетто-мкнерализации почвенного азота увеличивались с повышением дозы азотного удобреяия(фоя без целлюлозы). На фоне с целлюлозой величина нетто-минерализации уменьшалась (в среднем по вариантам), но продолжала оставаться по активности Еыше процесса иммобилизации азота удобрения. Повышение дозы углерода и расширение С:Я в опыте 2 выявило тенденцию к усилении минерализации азота почвы при одновременном повышении уровня иммобилизации азота удобрений. В целом отмечается, что степень компенсации расхода азота почвы вше там, где иммобилизация азота удобрения вше в абсолютных количествах. При внесении низких доз азотного удобрения, Компенсация расхода азота почвн ниже.

2. Активность несшбиотической азотфиксациии денитрификации при внесении азотных удобрений и органического углерода.

Динамика потенциальной активности азотфиксации в обоих опытах имела схожий характерерко. 1-4, 9, 10). Активность проявлялась по мере снижения содержания минерального азота в почве. В вариантах с растениями отмечается некоторое замедление проявления азотдиксирутоцей активности к 14-му дшо. Подобное явление, по-видимому, обусловлено изменениями в микробных сообществах, которые наступают при развитии растений даже в ранних фазах. В усло-

5

виях парования активность обнаруживается в течении всего исследуемого периода. В целом, растения стимулировали активность азот фиксации: во-первых - как поставщики легкодоступных углеродных соединений для азотфиксирующих мккроорганизмов(прямое действие), и, во-вторых - снижая содержание минерального азота в почве(кос-веняое действие). Влияние внесения целлюлозы выражалось в достоверном повышении активности азотфиксации - в опыте 2 на пару активность в среднем увеличилась в 2,7 раза по отношению к контролю (НРК), а под растениями - 1,5 раза. Различные отношения С:Я по своему действию на азотфиксации не отличались между собой значимо.

Внесение азотного удобрения достоверно ингибировало азот-фиксацшо в парующей почве как при внесении целлюлозы так и без нее(одыт I). Под растениями его ингибирующее действие было менее выражено. Максимальное значение азотфиксации 0,647 мгЯ/100г почвы б сутки отмечалось при содержании 0,06 .итН-НН^/ЮОг почвн, а минимальное - 0,084 мкгК/ШОг почвы в сутки - при содержании 2-,34 жН-НН^/100г почвы. В опыте 2 активность азотфиксации оставалась в пределах одного порядка на всех вариантах в течение исследуемого периода, что объясняется низким содержанием &Н|0(5м в почве и несущественным его изменениям в динамике. Установлена отрицательная корреляционная связь между дозой внесенного азота и активностью азотфиксации. Общий вид этой зависимости в интервале доз 4-16 мгЯ/100г почвы: 1пА=ах-в, где А - активность азотфиксации, х - содержание в почве. На основании полученных данных нами сделано заключение, что регулирующим фактором для активности азотфиксации в серой лесной почве является не общее содержание минерального азота, а наличие его восстановленной формы.

Следует отметить, что в парующей почве была отмечена более высокая активность азотфиксации, определенная по ацетиленредук-ции, чем под растениями, связанная по-видимому с тем, что для серой лесной почвы в паровых условиях величина коэффициента пересчета а ацеткленредукцш к азотфиксации выше, а под растениями -приближается к теоретическому. Это предположение подтверждается результатами специального лабораторного опыта, данные которого приведены в диссертации.

Динамика потенциальной активности денитрификации была связана с динамикой нитратного азота в почве(рис. 5-8, II, 12). В обоих опытах сила влияния этого фактора сохраняется, независимо от остальных условий. Выявлена высокая положительная корреляция 6

Рис.1. Динамика потенциал, вой активности азотфиксацяи (вариант пар). Опыт 1.

ШЦ/(100г*еутм)

СП «

ЕЗ N

Щ ми

7 14 1« и сутки

Рис.3. Динамика потенциальной активности азотфихсации (вариант с раегениими). Опыт 1.

□ и

□ N1 Ш N1«

7 И Ей М суш

Рис.2. Динамика потенциальной активности

азотфихеации (вариант пар с внесением целлюлозы). Опыт 1.

ыгц/(100г*сутки)

Рис.4. Динамика потенциальной активности азотфиксацяи (вариант с растениями и с внесением целлюлозы). 0пыт1.

мгЦ/(100г*сут*н)

7 М М 60 сутки

Рис.5. Динамика потенциальной активности

денигрифшсации (вариант пар). Опыт 1.

мгц/(100г*сугы)

14 И М суТЖЛ

Рис.7. Динамика потенциальной активности

денитрификации (вариант с растениями). Опыт 1.

мгН/(100г'сути1)

Рие.6. Динамика потенциальной активности денитрификации (вариант пар с внесением целлюлозы). Опыт 1.

мгяАЮОг'сутш) «г

□ п

ЕЗ т Ш «и

7 14 Ч «0 суГКЯ

Рис.8. Динамика потенциальной активности

денитрификации (вариант с растениями и с внесением целлюлозы). Опыт 1.

*гн/(100г*сутю0

7 14 30 46 М сугхя

Рис.9. Динаишса потенциальной активности азотфиксадии (вариант пар). Опыт 2.

мгг?/(Ю0г* сутки) Мг

Рис.10. Динамика потенциальной активности азотфиксацин (вариант с растеши ми). Опыт 2.

100г*сутхи)

а п 0 да*

а тс!

в «ЯСС*

СЗ яке»

Т 14 30 46 М сутгя

Рис.11. Динамика потенциальной активности

де нитрификации (вариант пар). Опыт 2.

«гН/(100г*еут1ся)

□ п БЯ як

СЗ хкм 0 ляс* СЭ яя о

7 14 ¡0 14 ы сутвг

Рис. 12. Динамшса потенциальной активности

де нитрификации (вариант с растениями). Опыт 2.

между дозой внесеяого азота и активностью денитрификации. Общий вид этой зависимости в интервале доз 4-16 мгК/ЮОг почвыг Д=а+вх, где Д - активность денитрификации, х - содержание Н-яо3 в почве. Минимальные значения денитрифинащш в обоих опытах получены при содердании 1,53 и 1,25 мгК-НОд/ГООг почвы, независимо от внесения целлюлозы. Можно предположить, что такой уровень содержания нитратов является минимальным для проявления денитрификации в серой лесной почве.

Наличие растений приводило к достоверному снижению величин активности денитрификации - после 14-ото дня она практически не обнаруживалась. В условиях парования денитрификация проявлялась на всех вариантах и в течение всего исследуемого периода. Влияние внесения: целлюлозы на денитрификацию более четко прослеживалось в опыте 2 и выражалось в значительном сннженииСна 1-2 порядка) при отношении С:Н=24 на пару и под растениями. Внесение дополнительного источника углерода в серую лесную почву при невысоком содержании К-КОд снижает активность денитрификации, по-видимому, из-за усиления конкуренции процесса иммобилизации азота.

Наряду с определением активностей процессов азотфиксации и денитрификации изучали также в динамике: выделение СО2 из почвы, разложение целлюлозы, биомассу микроорганизмов и содержание растворимых углеродных соединений в почве в условиях вегетационного опыта 2, что позволило составить довольно полную картину изменений биологической активности при внесении С и Я в серой лесной почве. В целом, выделение СОд, разложение целлюлозы и динамика биомассы микроорганизмов, сильнее коррелировали с активностью азотфиксации, чем с активностью денитрификации. При этом энергетические потребности азотфиксаторов обеспечивались зв счет разложения целлюлозы. При дефиците азота в почве (С:Е=24) активность денитрификации невысокая из-за конкуренции с иммобилизацией азота, и соотношение этих двух процессов контролируется количеством водорастворимого углерода.

3. Общий баланс азота в системе почва-растение-удобрение-атмосфера по данным изотопного анализа.

В таблицах 2, 3, 4, 5 представлены данные по балансу азота в опытах.Проведение балансовых расчетов по данным изотопного анализа показывает, что при выращивании кукурузы наблюдались потери азота почвы и азота удобрений в среднем 1,7-1,8 раза больше, 10

чем при паровании почвы. Это не противоречит данным, полученным по активности денитрификации (определенная ацетиленовым методом).

Наблюдавшееся повышение биологической активности почвы при выращивании растений было обусловлено ускорением циклов превращения К и С в почве. При выращивании растений интенсивнее разлагалась целлюлиза, углеродный субстрат потреблялся с большей эффективностью, сокращалось время генерации микроорганизмов в среднем в 2,4 раза. Умеренное повнкение количества микробной биомассы указывает на то, что под растениями источник углерода использовался преимущественно для обеспечения энергетического, а не конструктивного обмена в микробных клетках. Иными словами,в течение одного вегетационного периода, жизненные цикля микроорганизмов и, соответсвенно циклы превращения Я и С в почве под растущими растениями, имеют большее число и они короче по времени, чем в парующей почве. Поэтому и все процессы, составляющие баланс азота в системе почва-растение-удобрение-атмосфера (минерализация, иммобилизация, денитрийикация, азотожксация), имеют более высокие значения в абсолютных и относительных величинах, чем в системе почва-удобрение-атмосфера. При этом внутренние взаимоотношения между этими процессами сохраняются. В обоих опытах, в среднем, потери азота почвы превышали потери азота удобрений (за исключением некоторых вариантов с внесением только азотного удобрения -опыт I) и неоднозначно зависели от вносимых доз Н и С. Кроме того, потери азота почвы превышали количество усвоенного растениями азота, что бшю более выражено в опыте 2.

Таким образом, под растениями складывался положительный баланс азота. Определение размеров несимбиотической азотфиксации по данным изотопного анализа показало значительное поступление атмосферного азота в почву при выращивании кукурузы. Фиксация атмосферного азота зависела от сбалансированности питания растений и была вше там, где растения развивались лучше. В условиях пара она не обнаруживалась, за исключением вариантов с внесением целлюлозы и КРК в соотношением С:Н=12 и 24(олыт 2). В том же опыте при внесении высоких доз целлюлозы(С:Н=12 и 24) растения развивались слабо, но азотфиксация была значительной. В этом случае мокно допустить, что высокая активность азотфиксации поддерживалась за счет внесения целлюлозы. При внесении дополнительного источника углерода тлеет значение как его доза, так и доза азота.

Факт накопления атмосферного азота в органическом веществе почвы показывает, .что при выращивании ратений в условиях влажяост-

II

Общий баланс азота в системе: почва-растение-удобрение-атмосфера по данным изотопного анализа (мг/сос). Опыт I.

Таблица 2

Вариант

! Вынос ! % ! почвы

! Потери ! 14Н ! почвы

Вынос

! Иммоби-! лизация

удобрения ! %

УД.

Потери ! Несимбио-! тическая удобрения ! Н-фиксация

фон без

целлюлозы

рк 116 132 — — — 140

н4рк 167 175 86 33 81 152

ндрк 206 155 142 59 199 614

н16рк 256 152 274 183 343 346

среднее 186 154 167 92 208 313

фон с

целлюлозой

рк 91 61 — — — 251

н4рк 128 131 50 132 18 421

н8рк 149 235 130 203 67 431

н16рк среднее 157 200 175 333 292 460

131 157 118" 223 126 391

Таблица 3

Общий баланс азота в системе: почва-удобрение-атмосфера по данным изотопного анализа (мг/сос). Опыт I.

Вариант

Внесено ! 15Я с ! удобрением ! Н.

^ ! Иммоби- ! Потери ! Несимбио-в ' ! лизация ! ! тическая

мин.

%

УД.

! удобрения! Н-фиксация

фон без целлюлозы

РК

я4ек НдРК

н16рк

среднее фон с

целлюлозой рк н4рк н8рк н16рк среднее

29 _х

99 49,7 4,0 38,5 7,2 —

85 99,4 7,6 34,0 57,8 —

179 198,7 31,4 103,6 63,7 —

98 14,3 58,7 43,0

9 17 49,7 0,8 39,8 9,1 —

58 99,4 1,5 52,8 45,1 —

260 198,7 3,4 75,4 119,9 —

86 1,9 56,0 58,0

к) - Я-фиксация не обнаружена.

Таблица 4

Общий баланс азота в системе: почва-растение-удобрение-атмосфера по данннм изотопного анализа (мг/сос). Опыт 2.

Вариант ! t Вынос 14Н ! Потери ! % ! Вынос ! % Иммобилизации ! Потери ! 15К ! Несимбио-! тическая

! почвы ! почвы ¡удобрения "уд. ¡удобрения ! Н-финсация

PK 82 — —' — —

HPK 145 151 176 41 183 229

KPKCj 94 134 116 118 166 152

KPKOg 62 131 68 186 146 52

HPKGg 34 163 27 243 129 133

среднее 83 145 97 147 156 142

Общий баланс азота в по данным изотопного системе: почва-анализа (мг/сос удобрение-атмосфера ). Опыт 2. Таблица 5

Вариант ! 1 1 1 Потери % почвы ! Внесено ! ! 15Но ! ¡удобрением ! Чл. в я Иммобилизация 15К УД. ! Потери ! 15Н ¡удобрения ! Несимбио-! тическая ! Н-фиксация

РК 86 — — — —

НРК 69 380 117 189 74 —

НРКСз; 70 380 114 194 72 —

НРКС2 171 380 42 232 106 110

ЯРКСд 35 380 19 340 21 130

среднее 86 73 239 68

Ш-фиксация не обнаружена.

ного режима, приближающегося к оптимальному, возможен положительный баланс азота почвы вследствие превышения размеров неоимбиоти-ческой азотфиксащш над де нитрификацией. Оптимизация питания растений необходима не только для повышения количества и качества урожая, но и для сохранения биологического равновесия и плодородия почвы.

вывода

1. Произведена количественная оценка влияния доз минерального азотного удобрения, выращивания растений и внесения дополнительного углеродного источника на протекание процессов минерализации, иммобилизации, денитрафикации и несимбиотпческой азотфик-сации в серой лесной почве.

2. Внесение в почву органического углерода совместно с минеральными азотными удобрениями в наибольшей степени активизировало процесс иммобилизации, который составлял сильную конкуренцию растениям за использование азота удобрений,

3. Коэффициент использования растениями и эффективность азота удобрений определялись не размерами его потерь, а интенсивностью его иммобилизации в почве в органическую форму.

4. Высокая степень компенсации расхода азота почвы обеспечивается в случаях высокой иммобилизации азота удобрения. При внесении низких доз азотного удобрения, компенсация расхода азота почвы тоае низкая.

5. Внесение азотного удобрения в дозах 4, 8, 16 мгЯ/ЮО г почвы достоверно кнгибировало потенциальную азотдпксацию. Регулирующим фактором для активности 'азотфиксации в серой лесной почве является не общее содержание минерального азота, а наличие его восстановленной формы. Между содержанием Н-НН^ и активностью азот-фиксации установлена отрицательная корреляционная зависимость. в условиях эксперимента азотбиксация прекращалась при содержании восстановленного азота выше 2,3 мг И-НН^/ЮО г почвы.

6. Влияние растений, во-первьп; - как поставщиков легкодоступных углеродных соединений - выражалось в стимулировании всех процессов азотного цикла (прямое действие), и во-вторых, снижая содержание минерального азота в почве, растения стимулируют фиксацию атмосферного азота и снижают активность денитрификации (косвенное действие).

7. Наличие свободных нитратов в почве являлось определяющим

15

фактором для проявления активности денитрификации (положительная корреляционная зависимость). При оптимальных условиях вырашивания растений, активность денитрификации в серой лесной почве наблюдалась при содержании нитратов вше 1,25 мг Е-но3/ЮО г почвы.

8. При внесении азотных удобрений и органического углерода в серую леснув почву.увеличивается в целом ее биологическая активность. При этом выделение СС^, интенсивность разложения целлюлозы к динамика запасов микробной биомассы положительно коррелировали < активностью азотсТиксации. Содержание водорастворимых углеродных соединений в почве влияло еще и косвенно на денитрификацию, через усиления процесса иммобилизации азота удобрений в почве.

9. Процессы, определяющие баланс азота в системе почва - рас-тение-удобревке-атмосфера, имели более высокую активность в абсолютных и относительных величинах, чем в системе почва-удобрение-атмосфера. Причиной повышения биологической активности почвы в присутствии расте;1;:! является сокращение времени генерации микроорганизмов и ускорение циклов превращений Н и С в почве.

10. При оптимальных условиях для развития растений возможен положительный баланс азота Почвы, вследствие значительного накопления за счет несимбиотической фиксации атмосферного азота. Оптимальным отношением С:Н в удобрении можно принять С:Н=6...12, так как в этом случае активность азотфиксации и дэнитрификации сбалансированы и баланс азота почвы положительный.

Материалы диссертации опубликованы в работах:

1. Котева Е.В. Дпвампка активности азотфиксации и денитрифи-кации в почве при применении азотных удобрений// Тез.докл.респ. конф."Экологические аспекты использования и охраны почвенных ресурсов республики".-Кишинев, 1991.

2. Котева Ж.В. Динамика активности азотфиксации и денитрифи-кации в почве при применении азотных удобрений.-Софш, 1990.-Юс. Деп. в ЦИНГИ - ЦНГБ 1990, & НД 3516/90.

3. Котева 1С .В., Кудеяров В.Н., Мякшина Т.Н. Изучение влияния азотных удобрений и других факторов на потенциальную активность азотфиксации и денитрификации в серой лесной почве// Агрохимия,- 1992,- & 6.-С.3-12.