Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Структура азотного фонда черноземов типичных мощных лесостепи УССР и желтоземов типичных влажных субтропиков Западной Грузии в природных и культурных экосистемах

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Структура азотного фонда черноземов типичных мощных лесостепи УССР и желтоземов типичных влажных субтропиков Западной Грузии в природных и культурных экосистемах"

ХАРЬКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМШИ СШСШОЗЯЙСТВШНЫИ ИНСТИТУТ имени В.В.ДОКУЧАЕВА

СТРУКТУРА АЗОТНОГО ФОНДА ЧЕРНОЗЕМОВ ТИПИЧНЫХ МОЩНЫХ ЛЕСОСТЕПИ УССР И ШТОЗЕМОВ ТИПИЧНЫХ В1А1НЫХ СУБТРОПИКОВ ЗАПАДНОЙ ГРУЗИИ В ПРИРОДНЫХ И КУЛЬТУРНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ

06.01.03 - агропочвоведениэ и агрофизика

Автореферат диссертация на соискавие ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Ив правах рукописи

САИЗОНУ АГЕНОН ГОДШЗ Р01Е

УДК 6Э1.Ш.5.631.<Й5.2.5

Харьков - 1990

Работа выполнена в Харьковском ордена рудового Краевого Знамени сельскохозяйственной институте имени В.В.Докучаева

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук

профессор Д.Г.Тихоненко

Официальные оппоненты:

Член-корреспондент ВАСХНИ1, доктор биологических наук,

профессор Л.П.Щербаков Доктор сельскохозяйственных наук,профессор В.Д.Муха

Ведущая организация - Украинский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии им.А.Н.Соколовского

Защита диссертации состоится 14 декабря 1990 г. в 10 чесов на заседании специализированного совета Д 120.21.01 при Харьковском ордена Трудового фасного Знамени сельскохозяйственном институте имени В.В.Докучаева: 312131, г.Харьков, п/о"Кокмунист-1", учетный городок ХСХИ, корпус I, ауд. 307.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан " 1990 г.

Ученый секретарь специализированного

совета- кандидат сельскохозяйственных

наук, доцент ¿¿¿ы^-*,* Шеларь И. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Курс ускорения и коренной перестройки, осуяествляемой в СССР, предусматривает в области сельскогр хозяйства наиболее аффективное и рациональное использование каждого гектаре земля и дальнейшее повышение культуры земледелия за счет постоянного совершенствования приемов и технологических процессов повышения плолоролия почв и на этой основе урожайности сельскохозяйственных культур. В связи с усилением химизации земледелия СССР каждый гектар пашни будет получать все большее количество удобрения, в том числе и азотных. В комплексной программе химиза-пии народного хозяйства СССР на период до 2000 года планируется довести выпуск минеральных удобрения в 1990 г. до 41,7 млн.т (азотных - до 17,2 млн.т), а в 2000 г. - до 56-58 млн.т (азотных - 23-2*1 млн.т).

Вместе с тем, расчеты баланса питательных веществ на ближайшую и отделенную перспективу показывают, что баланс азота в земледелии СССР еще долго будет оставаться напряженным, а урожая сельскохозяйственных культур будет создаваться в большей степени за счет природных запасов почвенного азота.

Известно, что сельскохозяйственные растения потребляет 30-60^ вносимого азота удобрения, 5.-10? его теряется с инфильтрационными водами и 10-25? в виде газообразных соединений, а лишь 20-401? его может закрепиться в почве.

В связи с этим становится очевидным, что предотвращение непроизводительных потерь азота, а следовательно, и повышения аффектив-нйстй азотных удобрения возможно лишь при разработке практических приемов по целенаправленному регулировании процессов трансформации азотсодержащих соединений в почве. Собственно, этим и определена: наша попытка изучить особенности структуры азотного фонда чернозема типичного модного Лесотепи УССР и желтозема типичного влекных субтропиков Западной Грузии и выявит основные закономерности ее трансфорнагии под влиянием сельскохозяйственного использования.

Цель и задачи исследований сводились к познании основных закономерностей транс#ормации структуры азотного фонда черноземов а желтоземов под влиянием сельскохозяйствениого использования, что служит теоретической основоП при разработке практических приемов воздействия на круговорот азота в изучаемых почвах.

- 4 -

В ходе исследований решались следующие задачи:

- изучить структуру азотного фовда чернозема и желтозема в природных и культурных экосистемах;

- выявить основные закономерности трансформации структуры азотного фонда этих почв под влиянием распашки, длительного систематического применения удобрения и кальцийсодерташих веществ;

- разработать основные приемы регулирования процессами трансформации соединении азота в почвах.

Научная новизна исследований состоит в осуществлении комплексного изучения структуры азотного фонда черноземов и желтоземов в природных и культурных экосистемах. В результате выявлены основные закономерности трансформации структуры азотного фонда изучаемых типов почв в культурных экосистемах, что позволит рационально распределять органические и минеральные (азотные) удобрения.

Практическая генвость работы определяется решением важной теоретической проблемы, которая составит основу практических приемов целенаправленного урегулирования азотного режима почв, что весьма важно при решении вопросов повыиения плодородия почв и охраны окружавшей среда от загрязнения нитратами.

Апробапия работы. Основные результаты исследования докладывались на ежегодных научных конференциях Харьковского СХИ им.В.ЗДо-кучаева в 1988-1990 гг., на научной конференции "Мелиорация и химизвпия земледелия Кодавии" (Кишинев, 1938 г.).

На аавдту выяосятся положения об особенностях структуры азотного фонда черноземов и желтоземов в природных экосистемах и об основных закономерностях трансформации ее под влиянием расценки, длительного применения удобрения и кальпийсодержзщкх веществ.

Публикация по материалам диссертации опубликовано 4 печатные работы.

Структура и обьеи работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, предложения производству, списка использоьаи-ной литературы и приложений. Основной текст изложен на ИВ страницах иавинопясного текста, иллюстрирован 35 таблицами и 7 Рисунками. Приложевия на 53 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Ввведение. Кратко обоснованы актуальность темы исследований, научнбя новизна и практическая ценность полученных результатов.

Глава I.Аналитический обзор (состояние изучения вопроса о структуре азотного фонда почв и ее изменении под влиянием сельскохозяйственного использования). Азот как один из компонентов белков и нуклеиновых кислот играет ведущую роль в жизни растения и, следовательно, является незаменимый элементом для развития жизни на земле. Основная заслуга в постановке и обосновании проблемы азота как коренной в почвоведении, плодородии почв и питании растении принадлежит выдающимся советским ученым Д.Н.Прянишникову и И. В. !Ьрину.

Рассматривая проблему азота в сельскохозяйственной науке, основоположник советской агрономической химии академик Д.Н.Прянишников отметил, что "главным условием, определявшим среднгт высоту урожая в резные эпохи, была степень обеспеченности сельскохозяйственных растения азотом" (Д.Н.Прянишников, Соч. 7.2., 1945). Поэтому в настоящее время изучение вопросов разработки методов повышения степени использования сельскохозяйственными растениями азота почв и обогащения последних азотом при оптимизации доз применяемых удобрений чрезвычайно важно и актуально как в теоретическом, так и в практическом отношении.

В зарубежной и советской литературе главным образом в последнее двадцатилетие, накоплен достаточно обширный материал, свидетельствующий о том, что применение удобрений оказывает большое ■влияние на целый ряд почвенных процессов, показателей физических, химических и других характеристик, с которыми связаны процессы трансформации почвенных азотсодержащих соединения. Большинством исследователей отмечается, что длительное систематическое применение удобрений существенно воздействует как на общие запасы почвенного азота, так и на отдельные его формы. Характер и степень этого воздействия определяется видом, нормой, длительностью и"*частотой внесения удобрений (Смирнов П. M., 1977; Кореньков Д.А., 1966, 1975, 1976; Воинов С.Н.,Царенко П.В. и др. 1981; ТУрчин Ф.В., 1972; Хилько Л. Ф., 1969; Чесняк O.A.,, 1978, Г 982, 1985; Чесняк O.A.» Чесняк Г.Я., 1977, 1978; Чеботарева М.В., Г987; Сирота Л.Б., 1977; Нестерова Е.М., 1973; Кудеяров В.Я., 1989; Адерихин П.Г., Щербаков А.П., Гетманец А.Я., 1976; Никитииен В.И., Петербургский A.B., 1986; Муха В.Д., 1978 и др.).

Однако одним из негативных последствий применения больших доз минеральных (особенно азотных) удобрений является декальдирование и подкчслевие почвы. Многие исследователи, в том числе П.А.Дмитрен-ко, И.Б.Шестидесятная (1962), U.C.Авдонин,. В.И.Стеикина (1963),

- б" -

Т.А.Гринченко (1975), Н.Н.Кулешов (1980), Д.КЛедров-Зихман (1954), Т.А.Гринченко, П.АЛмитренко, СТ.Е.Цестидесятная (1962) и Э.Я.Талп-сепп (1958) отмечают главную роль извести в улучшении подзолистых и оползоленных почв. Теоретической основой применения кальций-содержещих соединении, и в частности гипса, для повышения плодородия подзолистых и оподзоленных почв являются работы А.Н.Соколовского (1956,1971), К.К.Гедройца (1955), А. М.Гринченко (1963) и других. Тем не менее влияние извести и гипса на структуру азотного фонда почвы изучено слабо. Поэтому возникла необходимость в глубоком изучении действия вышеперечисленных химических соединений на структуру азотного фонда почвы, в частности черноземов и желтоземов типичных.

Глава 2. Объекты и методы исследований. Объектами напих исследовании является два стационарных опыта, проведенных в 2есостепкоВ зоне УССР и в зоне влажных субтропиков Западной Грузии.

В Лесостепи УССР исследования проводились на черноземах типичных мощных Роганского почвенного стационара (учхоз ."Коммунист"), организованного в 1955 году под руководством доктора с.-х. наук, профессора А.М.Гринченко по программе длительных полевых опытов. Опыт с резными системами удобрений (ОРСУ) заложен в 1965 г., он представляет собой пятипольный пропашной севооборот с таким чередованием культур: занятый пар (горох), озимая пшенице, сахарная свекла, кукуруза и овес. Изучаемые варианты опыта следующие:контроль, A/ffoPI20K60;A/I20P60KI20; нав03 24 навоэ 12 т +/^50Р30К60' и залета (целина). ца удобренном участке ежегодно вносятся азотные удобрения в виде аммиачной селитры; фосфорные - суперфосфата гру-нулированного и калийные - 10% калийных солей. -

Во влажных субтропиках Западной Грузии исследования проводились на желтоземах типичных, занятых под плантации мандарин (стационар учхоза "Эшера" с 1918 года являвшегося учебным хозяйством Грузинского института субтропического хозяйства). Наш опыт является составной частью опытов, проводимых доктором с.-х. наук, профессором И.И.Маршании. Варианты исследовании следующие: целина (эвкалиптовый лес) контроль и интенсивно удобренный <250 кг/га азотных удобрений, 350 кг/га Р205, 120 кг/га К20 + Ч т/га навоза, а также 30 т/га торфа через 5-6 лет).

Почвенные образцы в опыте на Рогавском стационара на всех изучаемых вариантах отбирали (под руководством канд. с.-х. наук, доцента О.А.Чесвяк) буром послойно до глубины НО см, а образцы желтозема-;

(под руководством канд. с.-х. наук Н.А.Горина) из почвенных разрезов до глубины IOO см.

В результате определения состава обменно-поглощенннх катионов в этих обраэпах (слой 0-30 си) мы наблодали значительное декаль-иирование и подкисления почвы на вариантах А^о^бо^го чеРНОЭ0|,а и интенсивно Удобряемого желтозема (табл Л).

Таблица I

Состав обменно-поглоиенных катионов в черноземе и желтоземе . типичных (0-30 см)

: Обленно-поглощенные :Сумма :Стелет на-:_ 2+

Варианты : катионы : :сыщеиности »Ь"

.--:-:-:-г--' .Qg <

:Ca2+:k'}2+: Н+ I : ' ^

- - Чернозем ТИПИЧНЫЙ мсяный

Контроль 40, 72 4,20 0,83 0,28 4,08 50Д1 81 9,9

36, 90 3,85 0,97 0,35 4,52 46,61 79 9.6

/Vl20P60KI20 35,57 3,99 1,80 0,43 5, 77 47,56 75 8,9

Вйвоэ 24 т 43,53 б, 19 1.43 0,58 3,39 55, Г2 79 7,0

Невоз 12 т +•

+/V60?30K60 41,18 6,24 1,20 0,35 4,30 53,27 77 б, б

1едтозем типичный

Целине 10,04 2,25 0,89 0,15 20,67 33,98 30

Контроль 4,35 1,25 0,45 0,10 21,56 27,92 17 3,5

Интенсивно 1,03 0,14

удобряемые 7,59 1,73 26,30 36,84 21 4,3

В связи с этим возникла необходимость в изучении влияния кальций-содерлащих веществ на структуру азотного фонда данных почв. Опыта с кальпийсодержащики соединениями проводились в лабораторных и полевых условиях.

Лабораторный опыт проводился путем компостирования образцов почв контроля и удобряемых вариантов, где минеральные удобрения сочетали с гипсом и мелом. Норму их рассчитывали по допоглощаемому почвой кальпио (по А.М.Гринченко). Длительность опыта - 3 месяца.

Волевой опыт является составной частью опыта ОРСУ. Ежегодно вносятся по 3 т/га гипса и такое же количество извести (за 10 лет). Варианты опыта: контроль, гипс, известь.

В аналитических исследованиях, в соответствии с общепринятыми методиками определяли: общее содержание азота методом Хь ельдаля -формы азотсодержащих соединений в почве - методом Ф.Е.Воробьева в модификации Э.И.Шконде и И.Е.Королевой (1964).

Из минеральных определяли: азот нитратов дисульфофеноловым методом, водорастворимый и обменно-поглощенний аммонийный азот-колориметрически с реактивом Несслера и необменно-поглощенным или фиксированный азот методом И.А. Могилевкиной (1964).

Для определения форм органических соединений азота использовали метод двухступенчатого кислотного гидролиза почвы по Э.И.Шконде и Й.Е.КоролевоЯ с окислением органических веществ в гидролизатах.

Также в пахотном слое почв определяли - содержание гумуса хромовокислым методом с фогоколоримзтрическим окончанием на СФ-46, минералогический состав ва рентгеновском дифрактометре общего назначения ДРОИ-2,'0 и численность микроорганизмов принимающих участие в превращении азоха в почве, нитрификациончус способность почвы.

Математкческу!) обработку полученных данных проводили на ЭВЙ.

Глава З.Структура азотного фонда чернозема и желтозема типичных в природных экосистемах.

При изучении изменения структуры азотного фонда данних почв под влиянием сельскохозяйственного использования нами определены абсолотное (мг/кг) и относительное от общего азота) содержание всех ¡рорм почвенного азота, а также следующие показатели ее подвижности: ¿шн: ^орг; ЖиггД'тг^гидр: /Унт.

3.1.Особенности структуры азотного фонда чернозема типичного мощного Лесостепи УССР в природной экосистеме (зеле«.).

Дана полная .характеристика структура азотного фонда ртого подтипа чернозема в природной зкосисвеме.

3.2.Особенности структуры азотного фонда желтозема типичного влажных субтропиков Западной Грузии в природной экосистеме (яюа-липтовый лес).

Приведена также полная херактфистиха структуры азотного фонда этой почвы. В сравнении с черноземом данный желтозем беднее общим содержанием азота и органическим азотом. А содержание фиксированного аммония значительно больше в желтоземе, чем в черноземе.

В целом структура азотного фонда этих типов почв характеризуется высокой стабильностью, но степень ее стабильности ниже у *елто-зема.

Главе ¿(.Изменения в структуре азотного чернозема типичного мощного Лесостепи УССР и желтозема типичного влажных субтропиков Западной Грузии под влиянием сельскохозяйственного использования.

Сельскохозяйственное использование лсйой почвы представляет собой комплекс мероприятия, направленных на получение всесозрас-тапщего качественно и количественно устойчивого урожая и повышения плодородия почвы.

4.1.Изменения в структуре азотного фонда чернозема и желтозема типичных под влиянием обработки без применения удобрений.

Вовлечение этих почв в сельскохозяйственную культуру без применения удобрений приводит к значительному снижении общего содержания азота во асех изучаемых слоях почвенных профилей. Обеднением изучаемых почв общим содержанием азота является результатом интенсивной минерализации органических соединений азота (особенно негидролизу емых), которые при этом вовлекается в биологический круговорот. Причем интенсивность втого процесса, как правило, значительно выве в корнеобитаемом слое почвы.

Интенсивная мобилизапия негидролизуемой фракции органического азоте как в черноземе, так и в желтоземе частично привела к пополнению почвы всеми остальными формами азота. Г^ичем степень минерализации негидролизуемой фракяии и обогащения почвы всеми остальными формами азота значительно выше в желтоземе, чем в черноземе.'

4.2. Изменения в структуре азотного фонда чернозема и желтозема типичных под влиянием длительного систематического применения удобрений.

Результаты исследований показали (табл.2,3 и 4), что в черноземе тшичном мощном под влиянием удобрений проявилось существенное изменение содержания всех изучаемых форм почвенного азота в абсо-лътном и относительном исчислениях.

Содержание нитратной формы азота под влиянием удобрений существенно увеличилось, причем это увеличение значительно больше при

применении минеральных удобрений (Л^о'г2о?С60*^120Р60К120^ • чьм органических (навоз 24 т) и органо-минеральных (навоз 12 т +

+/^60Р30К60 ^ .

Содержание обиенно-поглощенного аммония на всех удобряемых фонах также заметно выпе,' чем в почве контрольного варианта, и с увеличением доз минеральных удобрений обогащение почвы этой формы азота возрастает," но на навозном фоне и смешанной системе зверх~ ней части почвенного профиля несколько меньше (16-20 #)» чем па фоне /VI20P60KI20 (36

Варианты! опыта! Глубина, см|

0-30 30-50 50-70 70-90 50-110

0-30 30-50 50-70 70-90 30-110

С-30 30-50 50-70 70-90.

0-30 зс-зо

70' 70-90 90-110

Таблица 2

Изменение содержания минерального азота в черноземе .типичном Лесостепи УССР под влиянием систематического применения удобрений

Контроль !^60^120%0 | ^120^60^120 I Навоз 24 т +^60Р30К60+

'"Г" !"Г|"ТТТ"Гз" !"~Г"Г"г"ГТ" Г Т"Т~Г~Г~з~ ! 1 Т 2 7 э~

4

3 3 3

25 17 12 10 9

Ш: 164 193 2.'3

235

169 184 £08

236 .247

од сд 0,1 0 20,2

0,9 0,6 0^6 ■0,6 0,7

5,1 б'З 9 6

14.0 18.2

6,1 7,0 10 О 14 8

19.1

4

3

4

ъ-

5

26 21 15 12 12

163 180 208 237 236

155 214 227 234 253

0,1

9*1 0,2 0 3 о; 4

0,9 0,8 0.7 .0 7 О) 9

5,6 66 9. в 13 9 19) С

7,0

7 5 10',7 14,9 21,0

100 100 133 166 250

112 123

125 120 133

116

109 107 106 100

0,2 0,1 0,2 0,4 Д. 5

34 26 17 15 12

1.1

0 9 0 7 0,8 0,9

150 133 .200 233 350 обм

136 153 141 150 133

193 225 224 267 241

/У-уУЙ^ фикс

6,3 6,2 9 9 15,0 17 9

137 137 116 119 .102

7 0,2 . 175 7

4 0 1 133 4

5 0 2 166 б

5 оз. 166 7

3 0|2 150 7

30 0,9 120 29

21 0,7 123 24

15 0*7 125 17

14 0^8 140 16

12 1,0 133 . 12

178 5,5 127 186

185 6 9 112 209

194 8 7 101 209

223 12,8 200 252

231 1С 9 98 240

Сумма минерального азоте

115

116 109 107 102

233 -

255

247

289

260

8,0 9,2 10 5 15 2 20 С

137

138 118 122 105

215 220 214 ¿42 246

6,6 7,7 9 6 14^0 20 О

127 222

119 237

102 232

102 275

100 253

0,2 0.1 0,3 0,4

о: б

0,9 0,8 0 7 0 9 1,0

6,0 8 0 '9,-Ц 14,8 20|2

7Д 9,0 10^4 16,1 22; О

175 133 200 233 350

116 141 141

150 133

132

127 108 ИЗ 102

131

128 III 116 105

с I

I - кг/кг почвы, .2 - % от. обяего азота, 3 ~ % от контроля

Таблица 3

Изменение содержания органического азота в черноземе типичном Лесостепи УГОР под влиянием систематического применения удобрений

Варианта |~^б0^120*%0 ^¡¡7б оЬ7о ["н^ГГгГт

! I ? ТТ __I__2_'_!__3__1__I__ ■> 1—2_. .1__I__Д. -2. ! 3

Легкогидролизуеиый азот

0-30 290 II 251 9 87 250 8 87 251 8 86 239 8 82

30-50 208 8 171 6 83 182 7 67 184 ■ 6 88 175 6 64

50-70 155 ' 8 125 б 81 134 б 86 133 6 86 131 6 84

70-90 . 105 6 101 6 96 104 6 99 102 6 97 108 б 103

90-110 70 5 68 5 97 72 5 102 74 б 107 73 б 104

968 ТрудногидполизуемыЯ азот 99

0-30 35 930 31 92 911 30 94 954 30 98 964 31

30-50 876 34 800 29 92 • 827 30 54 852 30 97 849 31 97

50-70 624 31 625 29 100 636 28 102 625 28 100 638 28 102

70-90 413 24 415 24 101 436 24 105 411 24 99 433 25 104

90-110 309 24 312 24 101 325 24 105 296 24 96 300 24 97

Негидролизуемый азот

0-30 1253 48 Т494 52 Пб 1606 52 124 1790 55 138 1685 54 130

30-50 1332 • 51 1495 55 122 1466 54 110 1544 55 115 1506 54 ИЗ

50-70 • 1013 51 1143 54 118 1233 55 121 1258 56 124 1219 55 120

70-90 906 54 930 55 103 976 55 10 5 995 57 109 934 55 103

90-110' 665 52 607 49 90 683 51 102 604 49 91 578 48 87

Сумма органического а.гота

. 0-30 2551 94 '2645 91 103 2767 90 108 2995 93 117 2888 93 ИЗ

30-50 2415 93 2466 91 102 2475 91 102 2585 92 107 2533 91 105

50-70 1792 90 1893 89 106 2003 89 III 2016 90 112 1938 90 КО

70-90 1424 86 1445 85 101 1516 85 106 1508 87 106 1475 87 103

90-110 .1043 81 987 79 95 1080 80 103 974 80 93 951 78 91

I - мг/кг, 2 - •% от общего азота, 3 - % от контроля

Таблица 4

' Изменение показателей подвижности азотного фонда и общего содержания азота в черноземе типичном Лесостепи УССР под влиянием систематического применения удобрений

Варианты!

£л2бинаПЫсм! Контроль ! Аг60Р1г0Кб0 ! Л/120Рб0К120 ! Навоз 24 т ¡Навоз 12 т + /V60Р30К60

0-30 30-50 50-70 70-90 50-110

0-30 30-50 50-70 70-50 90-110

0-30 30-50 • 50-70 70-50 50-110

0-3 О ЗС-50 50-70 70-£0 " 50-110

,/мин : ¿орг

0,07 о; се- С 12 0,17 0,26 0,08 о! 10 0,12 0,19 . 0,26 . 0,08 0,10 0 12 0 19 ." :0,2б

Мг : /Угг'

0,30 0,24 С 24 0,25 0,22 0,27 0,21 0,20 0,24 0,21 0,25 0 22 0,21 0 24 0,22

¿'гидр : /Унг

0,97 0,81 0,77 0,57 0,57 0,77 0,72 0,65 .0,65 0,66 0,62 0,55 0,55 0,62 0,58 Общий азот

2720 2600 2000 1660 1293 2900 2710 2120 1700 1240 3060 Т7Я0 2250 1760 1340

0,07 О 08 О II 0,16 0,25

0,25 0,22 О 21 0,24 0,25

0,67 0,67 0,60 0,52 0,61

3210

геоо

2230 1740 1220

0,08 0,09 О 12 О* 19 О'27

0,25 О 21 О 21 0,25 0,24

0,71 0,66 О 63 0,58 0,64

ЗПО 2770 2220 1700 1210

- 13 -

Содержание фиксированного аМмония также заметно выше на всех удобряемых вариантах, чем в почве контроля. Обогащение почвы этими соединениями езота при применении минеральных удобрении и совместном внесении с навозом проявляется до глубины 90 см, а на невознок фоне только в верхних двух слоях и заметно слабее, чем при внесении N120^60^120'

Тзким-образом, суммарное содержание минерального азота как в збсолитном,гтак и в относительном исчислениях в почве удобряемых фонов-эаметно выше, чем в почье контрольного варианта. Однако в почве удобряемой только минеральными удобрениями абсолютное и относительное содержание минерального азота ваше, чем в почве удобряемой только навозом. С увеличением норм минеральных удобрений количество минерального азота в структуре азотного фонда возраста ет.

Увеличение содержания минеральных форм азота в черноземе на ■удобряемых фонах,несомненно, связано о тарнсформацией органических азотсодержащих соединений (табл.3).

Процесс минерализации фракции легкогидролизуемого азота наблю-яглся в верхней частя почвенной толщи до 70 см на всех удобряемых Фонах ебсплотное и относительное содержание его заметно ниже,чем в почве контрольного варианта.В зависимости от вида и нормы при-применяемых удобрений абсолютное количество его снизилось на 13-. 20а относительное - на 2-Э<.Однако это явление более выражено на варианте с умеренными дозами удобрений (^о^обО-''- с Увелгг ~ чеиием норм этих удобрений процесс мобилизации легкогидроллзуе-1 мой фракции несколько ослабевается. Совместное внесение навоза и минеральных удобрений (навоз 12 т + А/борзо%£р сс!Условливает мобилизацию азота в большей стелени,:чем их раздельное внесение.

Тохгя ие закономерность наблюдалась и по отношении к трудногид-ролизуемой фрзкпии в пахотном и подпахотном слоях тсчвы. С звели-чение»? норм минеральных удобрения зе количество снижается менее интенсивно. При'внесении только навоза (24 т/га) и в условиях совместного внесения его с минеральными удобрениями (навоз 12 т + ' '^50^30^50^ айсолптное содержание трудногидролизуеной фракции органического азота во всем почвенном профиле существенно не изменялось^ однако относительное ее количество несколько уменьшилось (на 3-4 по сравнении с почвой контрольного варианта.

Применение удобрений оказало существенное влияние и ка более стабильные форкы органических соединения азота (негидролизузмую ^рэкпию). По данным З.И.Шкондн и, 1.Е.Королевой (1964), они пред-

ставлены гуминами, меланивами и битумами. Абсолютное ее содержание во всех удобряемых вариантах существенно увеличилось. Причем прирост ее больше выражен при применении ^120*60^X20 (составляет 1628 "О, чем при внесении пРименен1,е навоза (24 т) в боль-пен степени способствовало обогащение почвы негидролизуемой фракции, чем минеральные удобрения. А смешанная система удобрений занимает промежуточное положение .между минеральной и навозной системами.

"Полученные данные о подвижности взотного фонда чернозема типичного мощного (табл.4) свидетельству!}®' о том, что под влиянием удобрений параллельно с интенсивной мобилизацией органических гижроли-зуемых соединений азота и с увеличением содержания минеральных форм еще более интенсивно протекам процессы новообразования негидроли-зуемых соединений азота, в связи с чем стабильность структуры азотного фонда данной почвы не снижается, а органической части его даже повышается.

Результаты исследований влияния удобрения на структуру азотного фонда желтозема представлены в таблицах 5,6, и 7. Они показывает, что действие удобрения на структуру азотного фонда как чернозема, .так и желтозема имеет некоторые общие черты, однако изучаемый желтозем сохраняет свои особенности. Интенсивное внесение удобрений привело к существенному обогащению почвы всеми формами азотсодержащих соединений, причем во всех изучаемых слоях почвенного профиля.

В составе минерального азота абсолютное количество нитратного и.обменно-поглощенного аммония соответственно в 2,5 и 5,б раза выше в слое 0-20 см интенсивно удобряемого варианта,5 а относительное в 1,5 и 3 раза выше,'1 чем в почве контрольного.

Динамика фиксированного аммония такая же как и в черноземе при .внесении ^го^бо^го* Б составе органического азота легко и трудно-гидролизуемого отмечена иная закономерность. Если в черноземе содержание их существенно снизилось под влиянием удобрений, то в мелкоземе наоборот - абсолютное их количество было выше на 35 и 36 ^ в пахотном слое причем интенсивное накопление их наблюдалось во всех изучаемых слоях почв. А относительное содержание, как и в черноземе, уменьшилось. Закономерность изменения содержания негидролизуемой фракции органического азота такая же как и в черноземе, В целом можно скезеть, что применение удобрений оказывает существенное влияние на структуру азотного фонда изучаемых почв. Степень и направленность их в значительной мере зависят от системы и вида удобрений, р также от типа почвы. '

Таблица 5

Изменение содержания минерального азота в желтоземе типичном влажных субтропиков Западной Грузии под влиянием интенсивного применения удобреьий

Варианты!_ опыта!" Глубина, см!

I " ~2

!____Кнт^сивно_^аоЙ£яемнй_

! I Г" г ! з"~

/И-/У03

0-20 3,9 0,2 : 9.5 0,3 244

£0-40 2.6 ■ 0,2 4.5 0,2 151

ад-бо 1.8' ' .0,1 6,2 0,3 344

60-80 1,6 0-,1 5,3 0,3 311

80-100 . 1-1 0.1' 3,3 0,2 300

/У-Л^ обм

0-20 17,3 1,0. ' 97,5 3,1 564

20-40 . 52.3 3,3 • 76,5 2,7 146

40-60 49,5 •3,2 59,5 2,5 120

60-80 44,5 3,5 84,7 4,4 150

80-ЮС 42,2 4,4 79,4 5,0 .188

//-№к фикс

0-20 364 20,2 394 12,9 108

20-40 339 21,2 390 13,9 115

40-60 413 ' 27,3 454 18,8 109

50-80 430 34,2 ' 493 25,5 115

ео-юо ' 441 45,5 504 31,5 114

Сумма минерального азота

0-20 385 21,.4 501 16,0 • 130

20-40 354 24,7 471 • 17,0 120

40-60 469 -30,6 ■ 520 21,6 III

60-30 476, Г 37,8 563 30,2 123

60-100 484 50,0 587 36,7 121

I - мг/кг почвы,. 2 - % общего азота, ' 3 - $ от контроля

Таблица 6

Изменение содержания органического азота в'желтоземе типичном влажных субтропиков Западной Грузии под влиянием интенсивного применения удобрений

Ваоканты! * опыта Г

_Контооль__£___И[ггексиБН0_£20бряемый_

""i ~ ' Í 2 V i "i " I 2 I 3~

Легкогидролизуемый азот

0-20 206 11,0 278 • 9,0 135

20-40 ' 172 • 11,0 200 7,0 116

40-60 65 4.2, 219 9,1 337

60-80 ■' 56 4,5 118 6,1 211

80-100 40 4.1 42 . 2,6 105

Трудногидролизуемый азот

0-20 350 20,0 475 15,0 136

20-40 350 22,0 417 15,0 IIS

40-60 251 16,4 298 12,3 119

60-80 206 16,4 193 • 10,0 94

60-100 99 10,2 131 8,2 132

Негидролизуеммй азот

0-20 856 47,6 . 1846 60,0 216

20-40 682 42,3 • 1702 61,0 250

40-60 746 48,7 . 1377 57,0 185

60-80 520 «.3 1039 53,7 200

80-100 347 35,7 639 52,5 242

Сумка органического азота

0-20 1412 78,6 2599 '84,0 184

20-40 1204 75,3 2319. ■83,0 IS3

40-60 1062. 69,4 1894 78,4 178

60-80 782 62,2 1350 69,8 , 173

. 80-100 486 ' . 50,0 1012 63,3 208

. I - (.¡г/кг 1 почвы, 2 - % . от общего азот а, 3 - % ОТ KOEi

Таблица 7

Изменение показателей подвижности структуры азотного фонда и общего азота в желтоземе типичном влажных субтропиков Западной Грузии под влиянием интенсивного применения удобрений

Бврианты : Контроль : Интенсивно удобряемый

опыта \ ;

■ Глубина,ом I :.......• ■ *

: -^орг

0-20 0/27 • 0-.Г9

20-40 0,33 0,20

40-60 0,44 0,27

60-80 ' 0,67 • 0,43

80-100 0,99 0, 58

/V лг .•Л/ гг

0-20 0,59 0,59

20-40 0,49 0,48

40-60 0,26 0-,73

60-80 0,27 0,61

■ V.. 80-100 0,40 0,32

¿Г гидр : /Унт

0-20 0,65 0,41

20-40 0,57 0,36

40-60 0,42 . 0,38

. 60-80 ' 0,50 0,30

80-100 0,40 0,21

Общий азот

0-20 1797 3100

20-40 ' 1998 2790

40-60 1531 2414

60-80 1258 1933

80-100 • 970 1599

4.3.Изменения в структуре азотного фонда чернозема и яелтозе-ма типичных под влиянием кальцийсодержащих веирств.

4.3.1.Изменения в структуре азотного фонда чернозема и желтозема под влиянием кальотйсодержащих веществ (лабораторный опыт).

В опыте с черноземом под влиянием кальцийсодержащих соединений как в опытз с исходной лочбой неудобряемого фона, так и в опыте с исходной почвой удобряемого фона содержание суммы минерального взЬта (А/- N0^+ /У-А/Н^) абсолютно и относительно увеличилось, при чем это обогащение почвы минеральным азотом заметно выше под влиянием мела, чем гипса. Однако в этих случаях почве обогащается только нитратами, а под влиянием гипса и нитратной и обменно-погло-щенной аммонийной формами, но нитратная форма азота образуется значительно меньше при применении гипса, чем мела.

Обогащение почвы содержанием минеральных форм азота в черноземе при применении мела и гипса неразрывно связано с трансформацией органических соединений азота. В вариантах с гипсом и мелом в обоих опытах с разными исходными почвами проявилась одинаковая закономерность: абсолютное и относительное содержание гидролизуемых фракций азота существенно снизилось, а негидролизуемой фракции несколько увеличилось. Так,' в варианте с гипсом абсолютное содержание гипролизуемой фракции органического азота снизилось на 17-'2Ъ% по сравнению с исходной почвой и в опыте с мелом на 16-23 В опыте с желтоземом трансформация органических и минеральных соединений азота под влиянием гипса и мела имеет ту же направленность, что и в черноземе. Вместе с тем проявились несколько иные закономерности в отношении нитратной и аммонийной форм азота. В опыте с исходной почвой неудобряемого фона под влиянием гипса содержание нитратного азота снизилось примерно в 5 раз, а в варианте с челок, наоборот, количество его в 10 раз увеличилось. Также в этом опыте увеличилось содержание обменно-поглощенного аммония," причем это явление более выражено под влиянием мела, чем гипса. В варианте с почвой удобряемого фона такая же закономерность Наблюдалась. Однако под воздействием гипса почва обогатилась нитратами в 1,4 рвза и обменно-поглощенным аммонием - в 7,9 раза, а при использовании мела соответственно в 2,7 и 9,5 раза.

ч. 3.2.Изменения структуры азотного фонда желтозема типичного под влиянием гипса и извести в полевом опыте.

В условиях полевого опыта влияние гипса и извести на минеральный азот чернозема типичного не имело существенных различий. Так,

в почве гипсованного и известкованного фонов абсолютное и относительное содержаниз минеральных соединений азота как в нитратной, тек и в аммонийной формах было заметно выше, чем в почве контрольного варианта. В пахотном и подпахотном слоях на гипсованном фоне суммарное содержание минерального азота на 42 и 47 % и на известкованном фоне на 26 и 38 # выше, чем в соответствующих слоях почвы контрольного фона. Однако под влиянием гипса в черноземе больше увеличивается содержание минерального азота в обменно-поглоценной аммонийной форме, чем в нитратной, а под влиянием извести почва больше обогащается нитратами.-

Трансформация органических легкогидролизуемых соединений азота в полевом опыте происходит несколько иначе, чем в лабораторном опыте. Абсолютное и относительное их количество в пахотном и подпахотном слоях на гипсованном и известкозанном фонах в сравнении с контролем существенно увеличились. Обогащение почвы этими соединениями в большей мере проявилось под влиянием гипса, чем извести.

Поведение трудногидролизуемой фракции азота под влиянием гипса и извести в условиях полевого опыта такое же, как и в лабораторном опыте.

Кзмцнения в содержании негидролизуемых соединении азота в условиях полевого опыта были менее выражены, чем в лабораторном слыте. Можно лишь отметить тенденцию к увеличению относительного содержания гтой фракции азота. .

В пелом как в лабораторных, так и в полевых условиях действие крльцирссдержзтих соединения сводилось к уменьшению общего содержания азота в изучаемых почвах.

4.4.Влияние удобрений на численность микроорганизмов, принанимающих участие в превращении азота в пахотном слое чернозема и желтозема типичных.

Жизнедеятельность микроорганизмов является одним из решающих факторов в процессе формирования почв и их плодородие. Результатами наших исследований установлено, что в черноземе при внесении минеральных удобрений количество микроорганизмов (среды МПА и КаА) значительно уменьшилось, причем с повышением норм минеральных удобрений - это явление интенсифицируется, а с применением навоза 24 т и оргаво-минеральной системы (навоз 12 т + их

количество увеличилось. Так, если при внесении минеральных удобрений количество амионификаторов снизилось ,на 9-23^, бактерий -да 7-25 и актиномкцетов - на 2-6, то с внесением навозннх и

органо-минервльных удобрений количество их, наоборот, возросло соответственно в Г,47 и 1,4; 2,9 и 2,3; 1;4 и 3,45 раза. Следовательно,' коэффициент минерализации более высокий при внесении органо-минеральнах удобрений (2,95) и при отдельном внесении навозе (2,33), что и подтверждает закономерность трансформации гид-ролязуемой фракции органического азота в данных условиях. Под влиянием удобрений количество нитрификаторов существенно возросло, но интенсивность этого явления значительно выше при навозной и органо-минеральной системе, чем при минеральной.

При интенсивном внесении удобрений в желтоземе количество аико-нификаторов <сера МЯА) увеличилось в 7,5 раза, бактерий в 3,7 и ектиномицетов - в 4 раза. Однако ковффициент минерализации здесь ниже, чем в почве контрольного варианта. Число нитрификаторов в 10 раз ниже, чем в почве контрольного варианта.

Глава 5. Прогноз трансформации структуры азотнрго фонда черноземов и желтоземов типичных в условиях интенсивной химизации земледелия.

Интенсивное развитие сельского хозяйства вызывает необходимость вносить все большее количество минеральных и органических удобрений в почву, что обусловливает развитие ряда почвенных процессов, требующих серьёзного изучения и анализа. К ним в первую очередь относится проблема азота. Расчеты баланса питательных веществ на ближайшую и отдаленнуо перспективу показывают, что баланс азота в земледелии СССР еЦв долго будет оставаться напряженным. В условиях интенсивного применения удобрении, в структуре азотного фонда черноземов и желтоземов, как было показано выше, доля минерального азота (всех его форм) повышается, причем значительно больше при применении минеральных удобрений. В этих условиях процессы мобилизации и иммобилизации органических соединений азота приобретают мощный импульс и становятся конкурентными. Преобладание одного из атих синхронных процессов в значительной, степени будет зависить о® системы, видов и норм применяемых удобрений, в также от почвенно-климатических условии местности.

В условиях Лесостепи минеральная и органо-минеральная системы удобрений будут способствовать процессам мобилизации гидролизуемой Фракции органического азота и ослаблять процессы их иммобилизации и навозная - наоборот. Однако при внесении высоких норм минеральных удобрений почва подкисляется, а поэтому в таких условиях необходимо вносить качьцийсодеркащие вещества (извести) вместе с органическими удобрениями.

В условиях же субтропиков интенсивное применение удобрения приводит к усилениг процессов новообразования органического азота. При этом в структуре азотного фонда изучаемых желтоземов будут увеличиваться доли всех форм органических и минеральных со.епинения азота.

ВЫВОДЫ

1.В структуре азотного фонда изучаемых черноземов и желтоземов типичных преобладают стабильные формы азотсодержащий соединении: из органических негидролизуемые и трудногидролизуемые и в составе минеральных - фиксированный аммоний минеральных. Стабильность азотного фонда у черноземов более высокая, чем желтоземов.

2.Сельскохозяйственное использование черноземов и желтоземов типичных оказывает существенное воздействие на общее содержание почвенного азота и на структуру азотного фонда этих почв. В условиях без применения удобрений происходит истощение запасов почвенного азота зе счет минерализации органических веществ. При длительном систематическом применении удобрении в структуре азотного фонда почз увеличивается содержание всех форм минерального азота. При внесении только минеральных удобрений - этот процесс более интенсивен в черноземе.

3.В черноземе под влиянием систематического применения удобрений происходит иьтенсивная мобилизация гидролизуемоя части органических соединений азота, что особенно проявляется в условиях минеральной и органо-минеральной системы удобрений. С увеличением норм минеральных удобрений эта закономерность ослабевает. На навозном фоне процесс мобилизации выражен слабее.

3 почве удобряемых фонов параллельно с интенсивной мобилизацией гндролизуемых органических соединений азота еще более интенсивно протекает процессы новообразования стабильных форм,, в. связи с чем структура азотного фонда изучаемых черноземов типичных сохраняет высокую стабильность.

4.Под влиянием длительного интенсивного применения удобрений интенсифицируются процессы новообразования всех форм органического азоте / причем эти процессы.в значительной степени преобладает над процессами минеральными.

5. Длительное и интенсивное применение высоких норм микералькых удобрения приводит к декалышнировапию и подкислегат этих почв. Поэтому применение минеральных удобрений необходимо сочетать с калы'иЯсодерзадими веществами.

- 22 -

6.Из кальцийсодержащих веществ на черноземах типичных мощных целесообразно применять гипс , а на жедтоэекзх типичных - известняковые материалы.

7.Полученные результаты исследований и выявленные на их основе закономерности изменения структуры азотного фонда изучаешх типов по«в является теоретической основой для разработки практических приемов целенаправленного регулирования процессов трансформации азотсодержащих соединения в почве и повышения эффективности удобрения.

ШШОЕЕШЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1.Внедрить в учебный процесс сельскохозяйственных вузов и университетов раздел о структуре азотного фонда почв, в частности черноземных и желтоземных почв.

2.Рекомендовать практике сельского хозяйства применение на черноземах типичных навозной С 24 т/га) и смешанной (навоз 12 т/га +>

+Л/60Р30Я60) мотем-

При внесении в изучаемых почвах высоких норм минеральных удобрений необходимо сочетать их применение с кальцийсодержащими соединениями. На черноземах более целесообразно вносить гипс, в на желтоземах - известь.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЗИКОВАНННХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Чесняк O.A., Саизону Г.Р. Структура азотного фонда чернозема типичного Левобережной Лесостепи УССР и закономерности ее трансформации-под влиянием длительного систематического применения удобрений //Исследование окультуривания почв и повышения их плодородия: Сб.науч.тр./Харьк.с.-х.ин-т им.В.В.Докучаева. Харьков, 1987.-С Л 9-28.

2,Чесняк O.A..Саизону Г.Р. Влияние кальцийсодеркащих веществ не необменнуо фракцию аммония в черноземах типичных Лесостепи УССР //Тезиса докладов республиканской конференции "Мелиорация и химизация земледелия Молдавии".Ч.2, 12-12 hdhh 1988 г. Кишинев,' 1988. - C.I09-II0.

3.Саизону Г.Р. Структура азотного фонда желтозема типичного влажных субтропиков Западвой Грузии и ее изменение под влиянием сельскохозяйственного использования //Плодородие почв при интенсивном земледелии: Сб.н&уч.тр./Харьк.с.-х. ин-т им.В.В.Докучаева. Харьков, 1989, - С.31-41.

4.Чесняк O.A., Саизону Г.Р., Олодо ПД.Влияние кальцпйсодеряй-

щих веществ на структуру азотного фонда чернозема типичного мощного Лесостепи УССР //Тезисы докладов И съезда почвоведов и вгро-химиков Украинской ССР 11-14 сентября 1990 года. Почвоведение. -Харьков. Украинский НИИ почвоведения и агрохимии, 1990. - С.210-211.

Ответственный за выпуск -канд. с.-х. наук И.А.Шеларь

Подп.к печ. 27.10.90. Формат 60x84 1/16. Объем 1,0 уч.-изд.л. Тира* 100. Заказ "534. '

Участок оперативной печати Харьковского СХИ. 312131, г.Харьков, п/о"Коммунист-1" учгородок