Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

СОДЕРЖАНИЕ АЗОТА И ЕГО ДИНАМИКА В ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЧЕРНОЗЕМЕ ЭРОЗИОННЫХ АГРОЛАНДШАФТОВ.

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "СОДЕРЖАНИЕ АЗОТА И ЕГО ДИНАМИКА В ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЧЕРНОЗЕМЕ ЭРОЗИОННЫХ АГРОЛАНДШАФТОВ."

А-мгве-

РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ

Не правах рукописи

СЛОБОДЯНЮК КЛАВДИЯ ВАСИЛЬЕВНА

СОДЕРЖАНИЕ АЗОТА И ЕГО ДИНАМИКА В ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЧЕРНОЗЕМЕ ЭРОЗИОННЫХ АГГОЛАНДШАФТОВ.

DA.0t.04-агрохимия

Автореферат днссерташи на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Мое ей 2004

Диссертационная работа выполнена на кафедре ботаники, физиологии растений и агробнотехиологии Российского университета дружбы народов.

Полевые и аналитические исследования проведены на базе Всесоюзного научно-нсследовгтельского института удобрений я агроиочвоведешп имени Д.Н. Прянишникова в 1985-1991гг.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук.

профессор [Явтутеико Blf]

Официальны« оппоненты: доктор сельскохозяйствевных наук, профессор А.А.Завалин; кандидат химических паук доцент Кузнецов A.B.

Ведущая организация: Московская сельскохозяйственна» академия имени К.А.Тнмирязева

Защите состоится 29 юою 2004 г, & 15 часов на заседании дп^ 'ионного совета К212.203.11 т Российском университете дружбы народов по а.-/. . , Мосетп.ул. Миклухо-Маклая, дои 8, корл. 1 (Аграрный факультет, леккионлы/ ^.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной биСлиот гс ' : .-итога

дружбы народов (117198, ул. Миклухо-Маклаял.6).

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Эрозия почв - является серьезной проблемой современного земледелия. практически во всех странах мира, нанося непоправимый ущерб ее плодородию, а следовательно, и продуктивности земледелия. Основными факторами водной эрозии являются склоновыв рельеф, тип почвы, содержание в ней гумуса, обильные осадки, условия снеготаяния, неотрсгулированносгь. стока, растительный покров, экстенсивна» система земледелия.

Снижение продуктивности почв под влиянием эрозии связано с большими потерями гумуса, азота и других важнейших элементов питания в усвояемых формах. Преградой -»розни могут служить различные агротехнические мероприятия, в том числе применение удобрений, которые являются мощным средством повышения противоэрозионной устойчивости почв. Сельскохозяйственные растений на удобренной почве развивают более мощную корневую систему, улучшают физические свойства почв, что способствует защите их ог эрозия. В связи с интенсивным применением азотных удобрений в земледелии появилась настоятельная необходимость поиска практических способов снижения непроизводительных потерь и повышения эффективности азотных удобрений. Изучение этих вопросов имеет большое течение не только в агрономическом, но и в экологическом аспектах, вследствие возникновения опасности загрязнения окружающей среды нитратами и другими соединениями, при внесении азотных удобрений,

В этой связи исследование путей снижения потерь азота, повышения эффективности азотных удобрений в эрозионных агрчмаядишфтах является актуальным, Hc.il. и изатм работы. Цедио плпозкеЛ работ являлось юукшк эффективности применения сульфата аммония и статей его баланса.« зависимости ог доз, сроков н способов его внесения из выщелоченном черноземе водораздела и склона под ячмень в условиях полевого, мнкрополсвою н лабораторного опытов.

В задачу исследований входило изучение влияния элементов рельефа, дог. сроков и способов ьпгсекм азотных удобрений па:

1. урожай ярового ячменя;

2. использование азота удобрений и почвы растениями ячменя;

3. водный режим почвы;

4. азотный режим почвы;

5. дополнительную минерализацию азота почвы («экстра»-азот) при внесении азотных удобрений;

6. поверхностную и внутрнпочвенную миграцию азота удобрений в почве;

7. банане азота удобрений.

Научная новизна работы. Впервые для выщелоченных черноземов склонов в условиях Центральночерноземного раЛона с применением стабильного изотопа "Ы установлены величины использования азота почвы и удобрений яровым ячменем в зависимости от рельефа, доз, сроков и способов внесения азотных удобрений.

Определена доля «экстра»-азота в общем выносе азота урожаен и показано, что более высокая минерализация азота почвы происходит па склоне, чем на водоразделе и при внесении азотных удобрений весной, чем осенью.

Выявлена возможность повышения эффективности азота* сульфата аммония путем внесения удобрения в непосредственную близость к корням растеши. Практическое значение. Результаты исследований, полученные в полевых и микрополевых опытах с применением стабильного изотопа 15Ы, могут быть использованы при разработке агротехнических приемов рационального применения азотных удобрений в Центрально-Черноземном районе. 1____—

ЦНБ МСХА фонд научной литературы

1- 5

Установленные размеры использования азота удобрений растениями ячмеия. величины «экстра»-азота и характер передвижения азота в почве склонов дают возможность дифференцированно использовать азотные удобрения под зерновые культуры с учетом рельефа, применения противоэрозионнон агротехники н тем самым значительно повысить их эффективность.

Аиробаияя работы. Материалы диссертации докладывались на Всесоюзной конференции «Агроэкологические приемы применения удобрений» (Горки, 1988,1991), на Всесоюзной конференции «Почвенно-агрохимкческие н экологические проблемы формирования высокопродуктивных агроценозов» (Пущине, 1938), на Всесоюзной конференции молодых ученых «Эффективность применения средств химизации и продуктивность сельскохозяйственных культур» (Москва, 1989). Публ вкапни. По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Шьем н структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений по использованию результатов исследований. Работа изложена на 115 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц, 10 рисунков. Список литературы включает 185 наименований, в том числе 40 зарубежных авторов.

Объект в методы нсс.телоканий. Полевые и микропалевые опыты проводились в филиале ВИУА, расположенном в Корочаиском районе Белгородской области в точение 1984-1988 !Т..

Опытные участки размешали на покатом склоне южной экспозиции (с уклоном 45°) и - на примыкающем к нему водоразделе. Общая длина склона составляла 300 м. Склон в верхней и средней частях характеризовался прямой формой профиля, и вогнутой - в нижней части.

Почва - чернозем выщелоченный, сформированный на лессовидных карбонатных легких глинах.

В таблице 1 приведены данные агрохимических исследований пахотного слоя (0 -30 см) почвы склона и водораздела при закладке микрополевых н полевых опытов.

Таблица 1

Агрохимическая характеристика почвы (0-30 см) опытного участка

Показатели Водораздел Склон

Гумус, % 4.8-5,2 3,7-4,4

рН 5,6-5,9 5.2-5,

Нгла-экн/ЮОг 4,0-4,7 1,2-2.2

Са, мг-экв/)00г 28-39 24-33

мг-экв/100т 3,6-4,7 2,4-4,0

Азот общий, % 0,28-0.30 0,16-0,22

N • т«,мг/кг 7,8-9,6 5,9-7,7

N - ЫОз.мгУкг 5,5-6,9 • 2,7-4,0

РгОз. мг/1 ООг (по Чирикову) 8,9-9,7 6,0-6,8

КзО, мг/100г(по Масловой) 28Д-28.8 24,1-24,9

В полевых опытах с ячменем площадь экспериментальных делянок составляла 50 мг (25 м х 2 м). Повторность в опытах трехкратная. Фосфорные и калийные удобрения

вносили общий фоном в оптимальных дозах под ячмень (РбоКю), азотные (N«0) согласно схеме опытов на глубину 10-12 си осенью лад основную безотвальную обработку почвы к весной под предпосевную культивацию переоборудованной зерновой дисковой сеялкой.

Схема ольпа на водораздельной плато н южном склоне включая а:

1. Фон - РбоКлй

2. Фон+N«0 вразброс осенью;

3. Фон+Ы«1)Леиточноосенью;

4. Фон+N¿0 вразброс весной;

5. Фон + Ми леикмно весной.

В мнкрополевых опытах - площадь демиок ©оставшла 1 м2 (1м х 1м), говторность - четырехкратна».

Схема микрополеаых опытов на водораздельном плато и южном склоне включала:

1. Фон - РюК>о;

2. Фон+Мл> вразброс осенью;

3. Фон+М«денточ1ю осенью;

4. Фон+N3« вразброс весной;

5. Фон +■ Мм ленточно весной;

6. Фом+N«0 вразброс осенью;

7. Фон + N»4 ленточно осенью;

8. Фон + Км вразброс весной;

9. Фон ■+■ N«0 ленточно весной;

10. Фон + К« вразброс осенью;

П. Фон + Км ленточно осенью;

12. Фонврагаброс весной;

13. Фон + лептотпо веской.

Использоьимс азота удобрений рзстснтимн изучали с номошио чеченах азотных удобрений по |4М и "Ы.

[1 опыте 1958 юда использовал» сульфат аммония, мечеиныЛ стабильным мшгопон "к с обогащением 25 ат.%, а в опытах 1985-1987 тг. сульфат аммония, обедненный но "М.

В опытах применяли прогиао>роионную агротехнику (безогвадыыд обработка почвы и посев поперек склона).

В лабораторном опыте изучали накопление и миграцию мниераяыюго азота про разводных дозах и способах внесения азотных удобрений. Схема огшгов с почвами водораздельного плат» н южного склона включала:

1. Фон - РаКзо;

2. Фон + N>0 вразброс;

3. Фон-»-Кю ленточно; .

4. Фон -I- N«0 вразброс;

Фон -I- Нд ленточно;

6. Фон+вразброс;

7. Фон + Н*} ленточно.

Поэторность опьгга - четырехкратная.

Для эксперимента образцы почвы отбирали Ш пахотного слоя и помешали в кюветы, имеющие размер: длину 20см, ширину 13 см и высоту 3,5 см.

В кюветы помещали по 700 г сухой почвы, которую в течение 60-ти суток выдерживали в термостате при заданной влажности (25%) н температуре <26-28*С).

Азотные удобрения (КН^)^О« вносили в расчете на массу пахотного ело* почвы. На вариантах с локальным способом внесения азотвых удобрений их вносили двумя лентами с расстоянием между ними 15 см. Шовеш с почвой склона размешали в термостате под углом наклона 5°, имитируя уклон в полевых условиях. Образцы почвы для анализа отбирали с одного повторения на ленте и ниже ее на расстоянии 3 и 7,5 см

(Рис, 1) через 7,21. 42 и 60 суток. Во влажных образцах почвы определяли N-N0; >1 К->ч114(10,1%К]504), а также другие агрохимические показатели.

Ц полевых опытах образцы почв для агрохимических анализов отбирали до глубины 1м буром (в сдоях; 0-30, 30-50. 50-70, 70-100см). Образны отбирали перед закладкой опыта и по окончании вегетационного периода.

Рис.1. Схема огбора сорзшов почв в модельном ошле.

В обрат* почвы определяли: рП (1 н КС!), глдро.типнсскую кислотосгь (по Каонену-Гнлььовнцу), гумус (но Тюрину), оГ>чспиие катионы (Са, М^, N'0, К). митрлнцП и аммонийный а«»т (со. |евая подвижным (но Чнринову),

обменный калий (но Масленой), нитрификащкншук» способность (но Кракову в модификации Болотиной и Абрамовой)

Расти |едьиис образны отбирали в период «одной спелости урожая. Определен иг ам!а в раст тельной продукции проколили по меюду Кьсльлаля-Лодльбау?ра, содержание сырою белка рассчитывали по количеству обшею азота, умпо.кешюю па коэффициент 5,7.

Для 01федсдсни« N. 1\ К и других элемстоя в растительны* ооражач

иеполыовали также неитрошю-зктнбаинонныП метод ВИУЛ (Меюдическнс у к наши......

1986). В основной и побочной раскис.и.ноП продукции определяли общий аюг и состав избыточною азота ид мзсс-спеклроме]р>с МИ-12-0Ш с системой напуска I ид С11ВП-1 в даГюратории азопшх удобрения ВИУЛ (ДЛ. Корен ьюа и др.. 1И0)

Полученные в опытах данные но уро-мПкоскт, а таюке результаты агрохимических исследований были подвергнут дне нервной ному (БЛДосмехое, 1065) и регрессионному (В.Н Перегудов, 197К) анализам к лабораториях меюднки нолевых опытов с удобрениями н математческого обеспечен»* а1ро\имическмх исследований ВИУЛ.

Гезультатм н обсуждение.

Влияние элементов рельефа на втный и а ютнмН режимы выщелоченного

чернокма.

Запасы продуктивной влаш в почве. Каждые 6 из 10 лет основным ли нитрующим фактором, ограничивающим урожай ссдьскохомйствснкых культур, является влага. В области, по многолетним данным, в среднем выпадают осадки с колебаниями от 300 до Я80 мм. Расход влаш на непроизводительное испарение составляет около 30% выпадающих осадков.

Отбор образцов

на лепте ниже леи ты между лентамн

В наших опытах запасы продуктивной влага в метровом слое почвы склона и водораздела определяли сразу после схода света и перся началом сева ячменя. № абсолютные показатели по годам исследований колебались в зависимости от количества выпавших осадков за осенае-зишшй период и толщины снежного покрова, а также температуры воздуха весной, во время таят« снега (табд2). < -

Таблица2

Метеорологические условия проведения опьпов на черноземе выщелоченном в ' _ условиях эрозионного ландшафта _^

Показатели Годы исследований Среднее за4года Среднее многолетнее

1985 1986 1987 1988

Средняя температура (СС) в:

марте ■ -6,5 0,0 -8Л 0,3 -3.6 -3,8

апреле 7,8 10,7 3.6 7.7 7.3 5.6

Осадки (мм 1 по месяцам:

X 23 8 52 0 18

XI 24 55 7 14 23

XII 23 30 43 П 29

I 63 30 66 30 38

11 29 39 17 28 27

Ш 7 9 32 25 18

сумма 164 171 217 108 153

Влага (м.м) в метровой слое почвы

водораздела 33 \ 135 1 220 158 142

склона 124 1 17А I 239 149 172

Пмротерч ичсскиЯ коэффициент (ГТК)

за год 0,8 1,0 1 0.9 и

1а вегетаци-оннын период 0.7 0.8 0,9 1.6

Таблица 3

Влияние азотных удобрений на весенние запасы продуктивной влаги (ми) в метровом

слое почвы

Вариант Слой Годы исследований Среднее

почвы. 1985 1986 1987 1988 заЗ

см года

ВОДОРАЗДЕЛ

Фон-РК 0-50 9 76 119 65 67

0-100 40 94 199 104 109

Фон+Нл 0-50 28 80 180 76 91-.

о. 100 53 135 220 158 142

СКЛОН

Фон-РК 0-50 38 86 139 42 76

0-100 106 175 212 134 157

Фсн+Ы«| 0-50 37 104 188 70 100-

0-100 124 176 239 149 172

Склоны южной жепознини характеризуются наилучшим обеспечением солнечной радиацией, а значит более быстрым тая наем снега и интенсивным поверхностным стоком.

однако вяутрипоч венный сток влаги продолжается eme некоторое время. Именно этим можно объяснить, что перед посевом ячменя в почве склона запасы продуктивной влага оказались несколько больше запасов влаги на прилегающем к нему водоразделе (табл.3).

Однако уже к началу всходов картина может измениться, и ячмень на склоне будет испытывать дефицит влаги, особенно в тасушливый период.

Запасы минерального азота в почве. Количество общего азота в почвах изменяется в соответствии с содержанием в них гумуса, чем сильнее смыта почва и меньше в ней гумуса, тем меньше в ней н азога.

Соответственно обшеыу азоту изменяется в зависимости от степени смытосги почвы, удобрений и других факторов содержание подвижных форм азота (легкогкдролизуемого и минерального), которые могут в некоторой степени характеризовать обеспеченность растений азотным питанием.

В нашем опыте весенние запасы минерального азота в метровом слое почвы вовсе голы па&поденнй на склоне (155-218 кг/га) били меньше, чем иа водоразделе (198-284 кг/та) (табл.4). Соотношение нитратной и минеральной его форм (значительная доля нитратною и небольшая - аммиачного), является результатом нарушения природного равновесия между нитратной и аммиачной формами. Зго происходит в результат« распашки почвы. Природное соотношение нитратной формы и аммиачной близко единице, причем превышение содержания нитратного азота над аммиачным прослеживается до глубины 1,5 метров (В Л, Яятушенко,1997).

Таблица 4

Влияние элементов рельефа, доз и способов внесения азотных удобрений на нсссппис

Вариант Водоракел Склон

N-NH«* * N-NO, K-NOj N-N11^ M-KOi N-NOi

Фон-Р^Кк, 189 102 162 103

Газбросное внесение

Фон+Hkv 198 129 155 105

Фон+NM 222 114 169 122

26-1 185 211 147

Леш очное внесение

Фои+Мю 214 120 - 157 106

Фон+N« 279 153 171 131

Фон+Noo 284 189 218 148

Нитрификапионная способность почв и Нитрификации в первую очередь подвергается азот удобрений, так ках основная масса почвенного азота находится в трудногидролизуемых органических соединениях растительных остатков и гумусовых веществ.

В смытых почвах, в отличие от несыызых, процессы минерализации органического вещества протекают менее активно вследствие Wiee низкого содержания в них общего количества микроорганизмов (Г.Л, Черемнсинов,1968; A.M. Гордее в,1974; Ф.Ш.Гарифуллин.1979: Ф.Х. Хазнев,1979; Н.С.Наумов.1983) Особенно снижается накопление нитратов в почвах, подверженных эрозии. Об это« свидетельствуют

результаты нашнх лабораторных опытов с компосшрованнем почвы при Оптимальных условиях влажности.

Сроки компостирования почвы н отбор образцов для определения минерального азота были соотнесены со срока миро ста и развита ячмени: всходы, выход в трубку, колошение и созревание. Исследования выявили неравнозначное влияние рельефа на накопление минерального азота в почве.

В лабораторном опыте за 60 даей компостирования неудобренного выщелоченного чернозема содержание юпрэтов составило на водоразделе 104 мг, а на примыкающем к нему склоне лишь 61 мг/кг почвы (рнс.2,3).

] Водораздел

\\Ц==аЬ

\ б 1И I-Ж-

| * sof^r

| 7 21 42 ео

( дня

P;ic2.1 Ii прифахациоиная способность вы щелочена их черноземов водоракела к склона в у слое lux моделышп инкубации.

1500

Л

S 1000

Водораздел

5С0

о

7 21 42 60 дни

Склон

—•—ИЗО -•-N60 -л—N90

7 21 « 60

Рнс.3. Аммонификация выщелоченных черноземов водораздела и склона в условиях модельной инкубации.

При внесении сульфата аммония на склоне со временем произошло увеличение нитратов в среднем до 269 иг по сравнению с 218 мг/кг почвы на водоразделе. Повышенная доза азота (N90) кнгибировала процесс нитрификации в почве.

Результаты лабораторного опыта еше раз подтвердили, что в эродированных почвах меньше нитратного азота, чем в полнопрофильных.

Миграция минерального .азота, в почве. В зоне локального размещения азотных удобрений формируются очаги повышенное концентрации минерального азогта, которые сохраняются на протяжении длительного периода. Так, в лабораторном опыте на

выщелоченном среднее мигом черноземе склона с локальным внесением, сульфата аммония (N30, N60, N90) на фоне P«Kw суммарное содержание аммонийной и нитратной форы азота на ленте через 7 дней компостирования почвы составляло 1213-2673 мг/кг почвы. Спустя 60 дней оно снизилось до 820-2048 мг/кг в основном за счет миграции N-NOj ниже лент (рис.4).

Наблюдения показали, что вследствие диффузии и внутрилочвенаого тока влаги ми! рация нитратов из ленты на расстояние 7,5 см произошла уже па 7-й лень компостирования почвы склона (44-48 мг/кг), на 21-й день ока возросла на 60-71 мг/кг и достигла максимума (96-1124 мг/кг) на 60-й день. Вследствие низкой миграционной способности ионоа аммония увеличение содержания N-NHt обнаружили лишь на 21-й день компостирования почвы на 3 см ниже ленты при внесении средних н высоких доз сульфата аммония. Несмотря на то, что концентрация N-NH4 в зоне ленты через 60 дней увеличилась с 106-526 до 219-663 мг/кг почвы.-лхтьйеЯшего передвижения его вниз не произошло.

U ж _

с 200 -

о"

2 1 № -

Z

200 -

400

600 -

есо --

1QOO _

£ i200 -

£

то -

X

Z 1600 -

3 то - .

гооо -

2200 -

гш -

2600 -

2800 -

Рис.4. Латеральная миграция (NN4)1801. внесенного локально на черноземах склона, в условиях модельного опыта.

Внесение: а - фон РК, б - фок + N30, в - фон + N60, г - фон + N90. Отбор образцов: Л - через 7 дней, К - через 21 день, В - через 42 дня, Г—через 60 дней. 1 — на ленте, 2 — ниже ленты, 3 — между лентами.

Длительное сохранение аммонийного азота i now при дональноч внесении азотных удобрений является результатом замедленного процесса нитрифншшн в очаге. В нашем опыте высокая концентрация аммонийного азота к ленте ингибироеала процесс нитрификации на протяжении 20 дней после применения удобрений. В течение этого времени более интенсивное накопление N-NO) происходило между лентами 7,5 см. В дальнейшем концентрация нитратов повышалась и в месте размещения ленты.

Слабая миграция ионов аммония в почве и более низкая нитрификация удобрений, внесенных локально, позволяет заключить, что на почвах склонов предпочтение должно быть отдано аммонийным формам удобрений.

Иляавие ъзеиеито» рельеф* на эффективность применения азотных удобрений под яровой ячмень на черндееме вьипелочеаном.

/loi» у,-!олений. На смытых почвах склонов наибольшее влияние на

урожайность сельскохозяйственгых культур оказывают азотаые удобрения, затем фосфорные. Положительное действие калийных удобрений проявляется только при повышенных дозах азотных и фосфорных удобрений (Г.Д. Черемисинов, 1970; Скородумов. 1970; А.Н. Ляхов, В^ЕЛвтушенко, 1974,1975).

Нолевые опыты на разных злемешах склонов 'показали, что опгвнхтыше дозы удобрений под зерновые и другие культуры ira несмитых почвах не всегда являются о)гтма.ты1ымндля этих же культур на емьгшх почвах.

Ill обобщенных данных A.lLKainranoea и В.ЕЛвтушешго (1997) следует «ас одно валнос заключите: оптимальные дозы удобрений, обеспечнвающие высокие прибавки урожая, позволяют свести к минимуму разницу в сборе зерна па несмитой и емшой iio'mx. Отсюда можно предположить, что на смытых почзлл при повышенных дозах внесения удобрений в сочетании с влат онахошпелмшми и лрониозрозионными [ф нем a vu можно получать такие же или почти такие урожаи, пак на разиншгмх участках. Олизко внесение nosu ¡лепных доз удобрений связано с неизбежными логервмн а юта и загрязнением окружающей среды.

В зон; неустойчивого увлажнения азотные удобрения из аышглочггсюи черноземе иоеишаниг урожайность культур на 25-3ÛΫ. Дозы азотных удобрений корректируются на оснояапни результатов почкнно-раеппельной диагностики. а фосфора и »алия - по результатам анализа почвы (Рекомендации.,,, I9S9).

В зшзих микрополевых опытах на черноземах склона южной экспозиции и водораздела под ячмень использовали дозы азота 30,60 и 90 кт/ia на фоне PK.

1*езультагы исследований показали, что азотные удобрения были эффективнее на почве склона (прибавка урожая от N составила 4,9-7,2 дкг/м* по сравнению с нрийззхой на водоразделе - 3.2-6.1 дхг/м1), несмотря из то.что урожайность ячменя в целом оказалась вьпие на почве водораздела (3,69т/га - на водоразделе и 3,39 т/га - на склоне) (таСл,5,6).

Па основании экспериментальных данных мнкрололевого опита установлена четхая зависимость урожайности ячменя от доз азотных удобрений, о чем свидетельствуют но.тучею tue регрессионные модели (среднее за 1936-1938гг.): для чернозема выщелочешюго склона:

у~34,863 -+0.081, т-0,91 для чернозема выщелоченного водораздела: у^З 7,489+0,061, 1=0,80.

î •

Сроки внесения азотных удобрений. Сокращение времени пребывания азота удобрений в незасеянной почве или периода от их внесения до интенсивного потребления азота растениями является важнейшей предпосылкой более эффективного применения удобрений.

Сравнение осеннего н весеннего сроков внесения азотных удобрений при Одинаковой продуктивности культур показывает, что использование азота удобрений и размеры их потерь бьига различными.

Таблица 5

Влихние доз, сроков и способов внесения азотных удобрений в выщелоченный чернозем

водораздела на урожайность зерна ячменя, т/га. (микрополевой опыт).

ВАРИАНТ Годы исследований

1986г. 1987г. 1988г. Среднее заЗ юза

Фон — РлоК» 3.99 3,78 330 3,69

ФоиИ^з» локально осень 4,25 4,14 3.45 395

вразброс 4.П 3,88 3.40 380

локально весна 4,40 4.20 3,59 406

вразброс 4.21 4,03 3.48 391

Фон +N«1 локально осень 4.59 4,35 13,68 1421

вразброс 4,22 4.12 ¡3.56 1397

локально весна 4.83 4,51 1 3,77 1 437

вразброс 4.31 4.28 (3.68 | 409

Фон+Ы«) локально осень 4,33 4,21 13.82 4,12

вразброс 4,72 4,38 3,70 427

локально веема 4.98 4.51 13.93 4,47

вразброс 4.37 435 13.86 4,19

Р.% | 3.5 | 4.7 | 5,8 |

НСР„:

"сроки" 0.34 0.02 0,18

"способы" 0.09 0,11 0,11

"дозы" 0,11 0.01 0.12

При выборе оптимальных сроков применения азотных удобрений необходимо учитывать не только биологические особенности культур, но и уровень содержания доступного азота почвы. При низком уровне минерального азота в почве азот удобрения лучше использовался растениями при внесении его перед посевом или же на ранних стадиях их развития (В.В.Кшшн, П.М.Смнрнов, 1985). Более позднее внесение азота аммиачной селитры было менее эффективным.

При умеренном и высоком содержании минерального азота в окультурем1ых почвах перед посевом ячмень лучше использовал азот удобрений, если он вносился в фазы кущения и трубкоеани» по сравнению с другими сроками.

Таблица 6

Влияние доз; сроков и способов внесения азотных удобрений в выщелоченный чернозем

ВАРИАНТ Годы исследований

1986г. 1987г, | 1988г. Среднее таЗ года

Фон - Ры-Хк! 3,46 3,66 3,04 3,39

Фон+Мад локально осень 4.11 4,04 3,22 3,79

вразброс 3,90 3,73 3,14 3,59

локально весна 4,24 4.17 3.34 3,92

вразброс 4,08 3,82 3,18 3.69

Фон+Ы«, локально осень 4,47 | 4,29 3,46 4,07

вразброс 4,27 | 4,01 3,25 3,84

локально весна 4,46 4,40 ■ 3,58 4,15

вразброс 4,31 ! 422 332 3,95

Фон» К.,) локально осень 4.41 4,25 3,63 1 4,10

вразброс 4,67 4,40 3,48 3,73 " 4,18 4,27

локально вразброс «ом 4,64 4.43

4,56 430 3,67 | 4,18

Р,^ 1 1>9 | 3,9 | 3.7 |

НСР„<:

"сроки" ) 0,15 \ 0,03 [ 0.05

"способы" ' I 0.09 0,02 1 0,02

"доты" | 0,11 ( 0,03 | 0.04

Ячмень максимально исиолыовал азот аммиачной селитры (45-55%) при внесении удобрений в начале трубкования (В.В.Кндин, 1993). Заблаговременное (осенью) и слишком позднее (период колошения) применение азотных удобрений приводило к значительному снижению доступности его ятя ячменя.

Сроки внесения удобрений более сильное влияние оказывают на доступность растениям азота, нежели на почвенное плодородие, за исключением крайне деградированных кислых почв (В.В.Кндин н др.. 1990).

На эродированных почвах склонов, где происходит смыв заделанных с осени удобрений, весеннее внесение азотных удобрений в ряде случаев может иметь преимущество перед осенним.

В опыте Мухина (1968) на смытом обыкновенном черноземе Воронежской области при внесении ЫмРмКм под предпосевную культивацию урожай зерна ярового ячменя в среднем за 2 года составил 3,72 т/га, а при внесении того же количества удобрений под осенюою вспашку - только 3,31 т/га

Результаты опытов В.Е.Явтушенко (1972) по применению азотных удобрений под ячмень в условиях в условиях ЦЧЗ показали, что на черноземах типичных среднесмышх* Курской области азот, внесенный весной иод предпосевную культивацию, обеспечивал на 0.3 т/га выше урожай, чем при внесении с осени под вспашку. Очевидно, это связано с

большими потерями азота, внесенного осенью, вследствие вымывания я смыва в период весеннего стока талых вод. На и ее мытых почвах азотные удобрена*, внесенные весной под культивацию, не имели преимущества перед одноразовым их внесением осепио под вспашку. На выравненных полях Курской сельскохозяйственной опытной стшишн в сухие годы получены аналогичные данные (Г\Л.Поршнев, ИЛ.Чапдыпш, 1988).

В наших onuraxjipo веденных в условиях недостаточного увлажнения Белгородской области на смытых почвах склонов внесение азота весной под ячмень также обеспечивало более высокие урожаи, чем внесение нх осенью. В среднем за три года в микронолевом опыте на черноземе выщелоченном смытом южного склона прибавка урожая зерна ячменя от внесения N«o весной под культивацию составила 0,7 т/га, а осенью пол основную обработку почвы • лишь 0.42 т/га при урожае на контроле (IVKw) 3,14 т/ta (табл.5.6). На почве водораздела, где не происходит больших потерь из почвы воды н питательных веществ как на склоне, весенний и осенний сроки внесения азота были равнозначны по влиянию на урожайность.

Результаты трехлетних исследований (1986*1988 гг.) показали, что на выщелоченных черноземах склонов весенние сроки внесения азота обеспечивали не только более высокие прибавки урожая, но и увеличивали примерно на 1% содержание протеина в зерне ячменя по сравнению с осенними (табл.7).

. Способы рнесения азотных удобрений. Исследования по данной проблеме истаются актуальными до настоящего времени, несмотря на обстоятельное освещение сс в научной литературе (О.А.Соколов, В.МСемеиов, 1992). Эк» определяется тем.что, во-первых, в условиях острого дефицита удобрений, какой сегодня переживает сельское хозяйство России, технология локального их применения является альтернативой решения проблемы повышения плодородия почв н продуктивное™ сельскохозяйственных культур. - Во-вторых, - локализация ахиных удобрений в значительной степени сникает острогу зколоппесю1Х последствий, поскольку помимо качества )-рожая затрагивает решите ряда вопросов круговорота азота в окружаюкей срезе.

. Неравномерное использование растениями азота из различных слоев почвенного профиля лежит в основе технологии локального внесения азотных удобрений и ajoia почвы.' Причиной неодинакового использования азота растениями явлжттся _ специфическое воздействие о'ига удобрений на мерфолепоо кернеюй системы я сс поглотительную деятельность. В зоне очагоз с повышению! содержанием азота формируется большая поглощающая поверхность корней, увеличивается их общая масса, что обеспечивает более полное использование растениями элементов шпаки* из удобрений и усиление мобилизации почвешюго азота (ОЛ.Соколов, В.М. Семенов, 1992).

В наших опытах на черноземе вышелочигпом водораздела достоверные прибавки ■ урожая зерна от локализации азота (1X20-0,23 т/гз) получены только при низких (N30) и средних (N60) дозах алопшх удобрений (табя.5). При высоких дозах азотных удобрений (N90) сроки и способы их внесения по влиянию на урожайность существенно между собой не различались. Вероятно, в этом случае растения были достаточно обеспечены азотным питанием, несмотря на некоторые потерн азота из почвы в результате вымывания и смыва в зимне-весенний период.

На черноземе выщелоченном склона в увеличении урожайности повысилась роль ленточного способа внесения азотных удобрений. В сравнении с разбросным способом прибавки урожайности зерна ячменя от ленточного внесения N30 и N60 составили 0,140.28 т/га (табл. б).

Таблица 7

Влияние доз. сроков и способов внесения азотных удобрений в выщелоченные черноземы водораздела и склона южной экспозиции на урожайность зерна ячменя, т/га (полевой _опыт)._

ВАРИАНТ Годы исследований Среднее

1986 1987 1988 за 3 года

ВОДОРАЗДЕЛ

ФОН — Р«;,Ки> 4,18 3.58 3,01 3,59

Фом+М*ллок. осень 4,46 3.94 3.39 3.93

Фон+М^яраз. осень 4,36 3,79 3,36 3.84

Фон+М«1лок, весна 4,44 4,06 3,67 4.06

OoH+N*i»pai. весна 4.28 3,97 3.4S 3,90

РМ 4,3 7 4.9

HCPoi 0.06 0,15 0,06

СКЛОН

OOH-IVKW 3.73 339 2.84 3.32.

Фон tN«Ct(lK. (lCCHb 4,26 3.79 3,07 3,71

Оон+Ммврзз осень 4,06 3,61 1 3,01 3,56

Фо1НМ*ллок. весна 4.33 3,88 3,24 3,82

Фон+N-враз. весна 4.13 3,73 3.15 3,67

Р.% 4,3 6.0 4.7

HCIVt 0,1 0,22 0,15

Положительный эффект ог ленточного внесения азотных удобрений объясняется спецификой взаимодействия азота с почвой. При локализации аюшыч удобрений создаются более благоприятные j слойка аютного питания растений ячменя.

Применение высоких до) азотных удобрений, особенно на почва* склонов. в эколошческом отношении не оправданно. Неусвоенный растениями аюг мокнет быть смыт поверхностным стоком талых вол. Весенние сроки и локальное способы внесения аютиых удобрений на почвах склонов следует считать прогрессивными приемами, способствующими эффективному ич использованию, снижающими вероятность избыточного накопления нитратов в почве, воде н растениях и повышающими урожайность культур.

Динамика азота в черноземе вышелоченяоч ьчавиевмости отллемеитов рельефа.

Использование азота почвы и удобрений растениями ячменя. Потребление растениями азота является ключевым звеном его биологического круговорота, определяющим агрохимическую эффективность и экологическую целесообразность применения удобрений.

Из научной литературы известно, что значительная часть внесенного азота удобрений усваивается растениями, а оставшийся азот претерпевает в почве целый ряд превращений: иммобилизуется почвой, улетучивается в атмосферу и вымывается в нижние горизонты почвенного профиля, а на склонах, кроме того, мигрирует с поверхностным и внутрипочвениым латеральным стоком талых вод, что приводит к загрязнению природной

среды? {Д.А_Кореньков, 1976; НМВарюшкина, ЛЛКирланева, 1984; Г.П.Гамзадсов, ГЛКострик, В.ШЕмельянова, 1985; ВЛ.Кудеароа, 1989; Е.В.Рудеяеа,1989; ИАЛ аврова,1992; О А.Соколов, В.М.Сеыеж>в, 1992).

Используя в.ваших мнкрополевых опытах меченый азот (15К), мы поставили перед собой задачу выяснить, как используется азот удобрений ячменем на разных элементах рельефа. Результаты исследований представлены в таблице 8,

«Экстра»-рзот н остаточный азот удобрений $ почв$, Дополнительное накопление почвенного азота растениями при внесении азотных удобрений происходит ие только за счет увеличения запасов доступного азота в почве, но н вследствие стимулирования внесенным азотом физиологических функций вегетируюших растений, в результате чего активизируется их продукционный процесс и возрастает потребность в азотном питании (ЛБ.Сирота, 1973).

Таблица 8.

Использование растениями ячменя азота почвы и удобрений в зависимости от рельефа.

доз, сроков и способов внесения азотных удобрений.

ВОДОРАЗДЕЛ СКЛОН

Вариант Обпшй В том числе N Общий В том числе N

вынос N. удобрений почвы выносу удобрений ПОЧВЫ

г/м1 КИАУ,% экстра N. гЛ*1 г/м1 КИАУ,% экстра N. г/м1

ОСЕННЕЕ ВНЕСЕНИЕ

Фон-РК 8,5 7,0

• вразброс

Фон+ N30 10.8 27 2.3 7,4 34 0,3

Фон+ N60 113 23 2.7 8,5 32 и

Фон+ N90 10.6 21 1.9 8,9 28 1,7

локально

Фон+N30 11.4 26 2,8 8,3 36 и

Фон+ N60 ИД 24 2,6 9,8 30 2,6

Фон+ N90 П,7 22 3,0 10,3 30 3,1

ВЕСЕННЕЕ ВНЕСЕНИЕ .

Фои-РК 8.5 7,0

вразброс

Фон+ N30 11,0 51 2,4 7,7 54 0.6

Фон+N60 10,5 50 1,7 8,9 52 1,6

Фон+ N90 10,6 48 и 10.1 50 2.6

локально

Фом+ N30 13.7 57 5.0 8.8 59 1,6

Фон+ N60 13.0 55 4,2 9.7 56

Фон+ N90 12,7 52 3,7 10.$ 53 3.3

В исследованиях Е.В.Руделева (1992) показано, что в первую очередь н наиболее полно культурные растения используют в начальные фазы своего развита минеральный азот удобрений. Максимальное же использование почвенного азота и "экстра"-азога приходится на более поздние фазы развития.

При локальном размещении азотных удобрений значение физиологического фактора в дополнительном обеспечении растений азотом почвы существенно выше, чем при разбросном, что связано с изменением морфологии корневых систем и физиологических функций растений под действием концентрированного очага удобрений (В.Г.Булаева, 1975; МБ-Пшис, 1975; ОА.Соколов. 1977; В.К.Трапезников, 1983 и др.)

В нашем опыте величина "экстра"-азота в лочве водораздела при локальном внесении была 2,6 - 5.0 кг/ra (разбросное внесение - 1.7- 2.4), а на склоне картина иная: разбросное внесение дало 1,3-5-6' кг/ra дополнительно минерализованного азота, по сравнению с локальным способом - 1.2-3,3 кг/га. Причина, очевидно, состоит в менее обеспеченной азотом почве склона, по сравнению с почвой водораздела (табл.8).

Баланс азота удобрений. Баланс азота рассчитан нами с учетом источников его расхода и прихода в почву, установленных непосредственно в опыте. Поступление азота в основном определялось внесением азотных удобрений. Расходная статья азота из почвы включала вынос его урожаем. Величина потерь азота включает вымывание его в нижние слои лочвы, смыв поверхностным стоком, а также газообразные, потери. Еще одной статьей, которую мы использовали при расчете баланса азота, является закрепление ею в почве.

Азотные удобрения, внесенные в почву, в результате физических, химических и биологических процессов претерпевают целый ряд превращений, которые смогут привалить как к закреплению их в почве, так и значительным потерям.

Особенно нежелательны потери азота в результате вымывания и с мы ta (водной -»розни), а также улетучивания в атмосферу. Решаюшее значение в снижении потерь азота имеют приемы, способствующие повышению коэффициента использования азота из вносимых удобрений.

Как показано нами выше, на выщелоченном черноземе склона ячмень лучше'всего использовал азот удобрений при весенних сроках его внесения (табл.8).

При этих же сроках внесения в метровом слое почвы остаточное количество азота составляло от 14 до 30% от внесенной дозы по сравнению с осенним внесением азотных удобрений — от1 б до 38ÍÍ.

Зная количество £ песенного, мспок.зованното и оставшегося азота в почве, ми рассчитали величину потерь alora ygобреки¡¡.Результат баланса азста наглядно показывают, что на почвах склонов вносить азогнце удобрения вразброс в осенние сроки недопустимо (рис.5,6). Непроизводительные потери агата при осеньем внесении вразброс составляют до 50% от внесенною количества. Если даже отнести из этой величины до 25?i xa газообразные потери <S LJajtsson, 1963; Д.А.Корсньксв. 1976; Б Н.Мзхароа, 1988), то и в эюм случае можно считать, что примерно столько лс зсрястся азота вследствие водкой эрозии и вымивэния в ннзлежащке слои почв и.

Внесение удобрений локальным способом снизило потери азота на 10?í, а применение удобрений в весенние сроки еше снизило потерн азота на 17-27® ».

Воаорамел ■ В«на Осе« и

и«

А

НУ.

в

N4

Склон

. Весив Омиь

с

ШШ^и*

Л

Рис.5 Баланс азота в зависимости от рельефа и сроков внесения азотных удобрений (% от внесенного N 30-90)

А - использовано растениями; В • осталось в почве; С - потери (неучтенное количество)

Водораздел Вразброс Локально

Рис,б Баланс аюта в зависимости от рельефа и способов внесения аюшых удобрени й {% от внесенного N 30-90)

Л • использовано растениями; В • осталось в почве; С - потери (неучтенное количество)

выводы

1. На выщелоченном черноземе на урожайность ярового ячменя наибольшее влияние оказали азотные удобрения, внесенные на склоне, чем на волорамеле, В полевых опытах на водоразделе в среднем за зри года исследований урожайность от внесения азотных удобрений составила—3,84-10,б т/га на фоне РК - 3,59 т/га. а на склоне - 3,56-3,82 т/га на фоне РК - 3.32 т/га.

2. В микрополевых опытах урожайность ячменя во все годы исследований была ниже на склоне (3,59-4,27 т/га), чем на водоразделе (3,80-4,47 т/ia), а прибавки урожая от внесения азота на фоне РК были на склоне выше (при осеннем внесении азотных удобрений — 0,49 т/га » при весеннем внесении - 0.55 т/га), чем на водоразделе (соответственно - 0.32 н 0,37 т/га). (Среднее за три года исследований).

3. На почвах склонов выявлено снижение усвоения азота удобрений растениями: коэффициент использования азота удобрений (КИАУ) колебался от 32% на склоне, до 48% на водоразделе,

4. Оптимальной и экологически оправданной_ дозой ^применения азотных удобрений является N60. Внесение повышенных доз удобрений связано с неизбежными потерями азота и загрязнением окружающей среды,

5. В агрономическом и экологическом отношении наиболее оправдано весеннее внесение азотных удобрений, независимо or способа их внесения. Прибавки от внесет« азотных удобрений весной составили: на склоне - 0,55 т/га (среднее за три года) и из водоразделе - 037 т/га.

6. Наибольшая минерализация органическою азота почвы втедсна на склоне при вчессннн аютных удобрении весной. Величина «экстрзл- азога в весенние сроки внесения зютних удсС-рений Сила 1,5-5.6 кг/ia, а в сссште - 13-3.0 кг/га. нз склоне н на водораиелс соответственно 1,7-5,0 н 2,0-3,1 кт/га.

7. На емьлом выщелоченной черноземе больше всего азота 31крендидось в метровом слое почвы (14-30 %) при весенних сроках внесения азота и (16-38 %) - при осенних срока к.

8. На пи12;лоч;1П1Ы\' черпоземзх склонов наиболее эколоппсски безопасный баланс азота складывался при весенних сроках прныенсни« аюшич удобрений. При вссснни* сроках внесения аютных удобрений неучтенные потери азота составляли 25% нроша 42% - при внесении их осенью.

9. Результаты полевого опыта (1986-19S8 гг.) показали, что на вышелочепных чсрн0)смах склонов всссннис сроки внесения азота обеспечивали не только более высокие ирибагыг урожая, но и увеличивали примерно на 1% содержание про теина в зерне ячменя но сравнению с осенними.

Предложен ив по использованию результатов исследований.

1. На выщелоченных чернозем» склонов азотные удобрения под яровые зерновые культуры следует вносить только весной, так как это способствует снижению потерь азота.

2. Локальные способы применение азотных удобрений также снижают потери азота.

Список научных трудов, о лу Линкованных по теме диссертация

1, Явтушенко В Е., Шершнев Ал., Рындыч ЛЛ„ Слободянюк К.В.

Влияние удобрений на урожайность ячменя, выращиваемого при почвозащитной

технологии. Химия в сельском хозяйстве №12,1987, ВО " Дгропрочиздат", с.22-24.

2. Явтушенко В.Е., Наконечная М'А^ Слободянюк tCB.

Экологические проблемы применения удобрений на склоновых землях. Всесоюзная конференция "Почвенно-агрохимнческие и экологические проблемы формирования . высокопродуктивных агроценсвов". Тезисы докладов. АН СССР. Путина, 1988,0.188189. '

3.Стободянкж К.В. , .

Сроки и способы внесения азотных удобрений кпд ячмень на кодированном вьаделоченноч черноземе Центральночерноземной области. Бюллетень ВИУА Jft9f, 1988,0.67-70.

4; ГулеикоА.Т. и др. в т.н. Слободякюк К.В.

Особенности почвозащитных технологий возделывания зерновых кудыур на склоновых ' земляхРекомеидашт, М., ВО "Агропромиздат",1989,52с. .

' ■ 5. Явпушевко В.Е., Медведев С.С., Хрии И.А., СлоСодшюк К.В. . Внесение удобрений под ячмень на «донах. Ж "Химизация сельского хозяйства" N¡¡4,199!. . '

• 6. ЯвтушенкоВJL, Медведев С.С., Слобод« нкж К.В.

' Способ посева и внесения в почву минеральных удобрений и устройство для его осуществления. Авторское свидетельство на изобретение № 1697603. Зарегистрировало 15августа1991г

7. Явтушенко В.Е., Слободянюк КЛ. Влияние сроков и способов внесение аэотшдх

- удобрений из урожайность ячменя наперноземах выщелоченных смытых, Агрохимия ,\>t,

- 1992, с. 14-19. .

8. Слободяккж KU.

Использование растениями ячменя азота лоч вы н удобрен вй. Тезисы Международной конференции " Физвологиярастеннй — наука Щ тысячелетия". IV съезд общества ' физиологов растений России. Москва, 4-9 октября 1999, с.279.

Slobodyanuk KlavdiaVasilevna

; "Nitrogen content and Its dinaraic in the lixivate black soils on the erosieded

agricalture landscapes.

It was stading an application of different doses, ways and-dates of nitrogen fertilizers at the lixivated black soils otrthe slope and watershed and olsow . nitrogent using by the barley plants from soil and fertilizers..

Иэд.БФРГТЗ "СЛОВО" Лицензия ИД №00102 от 24.08.1999г. Подписано к печати 27.05.2004г. Формат 60x90 1/1^

Тираж 100 экз. Заказ 37. Отпечатано па множительном участке ООО СИМС

№13 982