Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Урожайность и качество зерна кукурузы на выщелоченных черноземах в зависимости от уровня азотного питания и ингибиторов нитрификации

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Урожайность и качество зерна кукурузы на выщелоченных черноземах в зависимости от уровня азотного питания и ингибиторов нитрификации"

г^. СП

^ ГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

со

_ оэ

х I

На правах рукописи ХАДИКОВА ТАМАРА ЕЕКОВНА

УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА КУКУРУЗЫ НА ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЁМАХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ И ИНГИБИТОРОВ НИТРИФИКАЦИИ.

Специальность: 06.01.09 - растениеводство, 06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ВЛАДИКАВКАЗ - 1997

Работа выполнена на кафедре агрохимии Горского Государственного Аграрного Университета.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

доктор сельскохозяйственных наук, црофессор, академик

ААО и МАИ, заслуженный деятель науки РСО-Алания Дзанагов С.Х.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор КЕГСХА Ханиев М.З доктор сельскохозяйственных наук, црофессор ТСХА Жуков Ю.П.

Ведущее предприятие - Агроцромышленный комплекс РСО-Алания.

Защита диссертации состоится "30-06" 1997 г в на заседании специализированного согета К I20.5b.01 при Горском Государственном Аграрном университете.

Адрес: 362000, г.Владикавказ, КироЕа, 37, 1ТАУ.

С диссертацией мокно ознакомиться е библиотеке университета. Автореферат разослан » 1997 г.

Ученый секретарь - специализированного согета, црофессор П.Х.ДАБОЮВ

ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЬМЫ. Увеличение производства продукции растение-водотва за счет повышения урожайности сельскохозяйственных культур - важная задача современного земледелия, в решении которой ведущая роль принадлежит минеральным удобрениям и прежде во его азот-вны. Исследования с 'ОУ овидетельотвуют о том, что растения попользуют лишь 30-50^ внесенного азота, а около 20$ теряется в ходе трансформации удобрений в почве путем промывания.

В этой связи большое значение приобретают исследования, направленные на поиок приемов онижения потерь и повышения использования растениями азота удобрений. Их результаты служат теоретической и практической основой экономного, эффективного и экологичеокие безопасного использования азотных удобрений.

При орошении и в уоловиях повышенного увлажнения значительное количество азота в виде нитрат-иона промывается в глубокие слои"' почвы, особенно при близком залегании галечника, нередко достигая грунтовых вод. Помимо непроизводительных затрат азотных удобрений и онижения их эффективности происходит загрязнение нитратами грунтовых вод, рек и водоемов, а также растениеводческой продукции. Эти негативные явления имеют место всюду, и, в частности, в Беспублике Северная Осетия-Алания. Вместе о тем указанные вопросы изучены недостаточно, нестотря на их теоретическую и практическую значимость.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Целью нашей работы явилось изучение влияния отечественных и зарубежных ингибиторов нитрификации на эффективность азотных удобрений, урожайность кукурузы и качеотво выращенной продукции. Изучение этих вопросов имеет значение не только в агрономическом, но и в экологическом аспектах вследствие возникновения опасности загрязнения окружающей среды нитратами и

другими соединениями при внесении выооких норм удобрений.

В задачу исследований входили оледупцие вопрооы:

1. Изучить действие минеральных удобрений и ингибиторов нитрификации на водный и питательный резким выщелоченного чернозема.

2. Изучить потери питательных вещеотв с инфильтрующимиоя водами и определить газообразные потери азотных удобрений в зависимо! от различных доз удобрений и ингибиторов нитрификации.

3. Изучить роотовые процеосы, фотооинтетичеокую деятельность поаевов кукурузы и потребление растениями питательных элементов.

4. Установить влияние удобрений и ингибиторов нитрификации на урожайность и структуру урожая кукурузы, а также его качество.

5. Рассчитать баланс и коэффициент использования азота растениями из удобрений и изучить влияние на него ингибитора нитрификации.

5. Установить агрономическую и энергетическую эффективность п] менения удобрений и ингибитора нитрификации.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. На выщелоченном черноземе РСО-Алания впервые установлено влияние минеральных удобрений и ингибиторов нитрификации на продуктивность кукурузы; показана возможность получения высоких урожаев с хорошим качеством растениеводческой продукции ; дана количественная оценка влияния минеральных удобрений и ингиб: торов нитрификации на потери питательных элементов с инфильтраци ными водами ; установлена величина выноса основных элементов пита ния и вычислены коэффициенты их использования из удобрений; опре делена энергетическая эффективность и целесообразность применен:' ингибиторов нитрификации.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. На основании количественной оценки дей вия минеральных удобрений и ингибиторов нитрификации на урожайность зерна кукурузы и его качество, динамику пищевого режима по

вы и обобщения других результатов исследований рекомендовано на выщелоченном черноземе, залегающем на галечнике, внооить взотные удобрения в оптимальных дозах (90 кг/га) совдеатно о ингибиторами или использовать модифицированную ими мочевину. Это способствует улучшению экологичеокой обстановки, повышению эффективности удобрений и получению высоких урожаев кукурузы (70-100 ц/га) о хорошим качеотвом.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты исследований, начиная о 1980 года, докладывались на ежегодных научно-производственных конференциях Горского ГАУ, У зональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов в г.Тюмени (1980 г.), на республиканской научно-практической конференции в г.Орджоникидзэ (1983 г), на Всесоюзной научно-практической конференции в г.Зреванв (1983 г.), на П и Ш региональных конференциях в г.Нальчике (1989 и 1991 гг), на I Международной конференции "Экологические проблемы горных территорий" в г.Владикавказе (1992 г), на республиканской конференции "Горы Ооатии: природопользование и проблемы экологии" в г.Владикавназе (1995 г), на Всероссийской научно-практическо" конференции "Природные резервы и экологический потенциал горных и предгорных регионов России", г.Владикавказ (1993).

СТГУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 9 глав, выводов, рекомендаций производству, списка литературы и приложений. Список литературы включает 184 наименование, в том числе 43 зарубежных авторов. Работа изложена на 151 страницах машинописного текста, содержит 19 таблиц, 22 риоунка, 48 приложений.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ. Полевые исследования проводились в 1978-1980 гг на опытном поле ОПХ "Ольгинокое" при орошении и в 1993 г в учебно-опытном хозяйстве ГГАУ "тихай-ловское".

Почва опытных участков - выщелоченный чернозем, подстилаемый галечником на глубине 10-50 см ; содержание валовых запаоов питательных элементов в пахотном олое составляет: азота - 0.30-0,34$, фосфора - 0,2-0,3$ ; калия - 1,6-1,9$; гумуса -(по Тюрину)- 5,8-6,6$г оумма поглощенных оонований - 33-37 ыг-экв/ЮО г почвы; легкогидролизуемого азота - 4-10 мг ; подвижного фосфора (по Труо-iy)- 8,2-14,4 мг ; калия (по Бровкиной) - 13 мг/100 г почвы. Обеспеченность подвижными формами азота и фосфора олабая, а обменного калия - средняя, иногда повышенная. Реакция почвенного раотвора слабокиолая - рНоол = 5,9-в,4.

Метеорологические уоловия в года исследований сложились следующим образом: в 1978 г осадков за вегетационный период выпало 394 мм, что составило 78$ от нормы. 1979 год выдалоя более засушливым. За вегетационный период выпало 185 мм, что составило 33,5$ от нормы. Осадков за вегетационный период в 1980 г выпало 357 мм, что составило 70,7$ от нормы. Средняя температура воздуха за вегетационный период в 1978 г составила 15,1°С, что в пределах мред-немноголетной. Весна и лето 1979 г были теплее обычного: средняя температура за вегетационный период составляла I7,0°Ç, что выше нормы на 1.4°С. Погодные условия 1980 г были более благоприятными, чем в 1979 г. Неблагоприятные погодные.условия вложились в 1995г: за вегетационный пегаюд выпало 154 мм ооадков, что составило 30.55 от нормы. Весна и лето были жаркими: среднемесячная температура в апреле и мае составила 18,3 и 20,4°С.. Схема полевого опыта следующая:

1. Рдо^зО + °Р°Ш9Ние ~ Ф°н

2. Фон +jV go

3. Фон +J\f 1ео

4. Фон +jVgQ + ингибитор

5. Фон +Mjqq + ингибитор

Исследования по изучению влияния удобрений на степень загрязнения грунтовых вод соединениями азота, фосфора и калия проводились лизиметрическим методом, о использованием лизиметров оистемы Шиловой. Пробы лизиметрической воды отбирали в конце вегетационного периода. Все определения проводили по общепринятой методике O.A. Алекина (Руководство по химическому анализу вод оуши.Л.,1973). Лизиметры закладывали под почвенные горизонты по вариантам опыта.

Определение интенсивности выделения газообразного аммиака и диоксида азота из почвы проводили методом абсорбции, предложенным Макаровым Б.И. (1954). Наблюдения проводили о 9 до 12 чао, о 13 до 15 чао, с 17 до 19 час. Среднесуточные выделения вычисляли способом, предложенным Макаровым Б.Н. и Патрикеевой Т.А. (1973).

С целью определения агрохимической эффективности отечественного (АТГ) и зарубежного ингибиторов нитрификации ( JV-setve. ) были заложены полевые опыты в ОПХ "Ольгинское" (опыт проводили о " J\f-S^t-Ve, ") и на опытном участке учебно-опытного хозяйства ГГАУ "Михайловакое" (опыт проводили с отечественным ингибитором нитрификации АТГ).

Полевые опыты о ингибитором нитрификации " J^-Set-Ve.. " проводили в соответствии о методическими указаниями, разработанными ЦИНАО, ВИУА. ТСХА (1978), а с отечественным ингибитором нитрификации АТГ - согласно рекомендациям, разработанным НИУИФ, ЦИНАО

и ТСХА (1985). Полевые опыты заложены в 4-х кратной повторности

2

стандартным методом. Учетная площадь делянок 100 м .

В опыте использовали следующие удобрения: мочевина (4S%), гранулированный суперфосфат (20%), калийная ооль (40%) и мочевина, модифицированная АТГ. В опытах высевали оемена кукурузы: ЩСК-6S25 (югославская селекция) и отечественный табрид Молдавокий 29ШВ. Азотные удобрения вносили вручную вразброс перед посевом весной, а фоофорно-калийные - осенью под зяблевую вопашку. Урожай

ь

кукурузы убирала вручную. Урожайные данные подвергли математической обработке методом дисперсионного анализа по Б.А.Доспехову (1979).

В течение вегетации проводили фенологические наблюдения, отбор почвенных и растительных образцов в двух смежных повторноотях. В отобранных почвенных образцах (из слоев 0-20 см, 20-40 ом, 4060 см) определяли влажность методом высушивания, поглощенный аммо ний - по Коневу, нитратный азот - иономзтричеоким методом (ГОСТ 25951-83), подвижный фосфор и калий - методом Чирикова в модифика ции ЩНАО (ГОСТ 25204-91) о последующим использованием пламенного фотометра Р1-АРН0- 4. Одновременно о почвенными образцами отбирали растительные, где определяли фэтосинтетическую деятельноот растений по методике А.А.Ничипоровича и др. (1931), площадь листь ев весовым методом с помощью высечек, среднесуточные приросты -разностным методом. В воздушно-сухих растительных образцах определяли содержание общего азота, фосфора и калия из одной навеоки (Руководство по анализам кормов, М.:"Колоа", 1982): азот - фото-калориметрически о использованием реакции индофенольной зелени, Р -ванадо-молибдатным методом, калий - пламеннофотометрически.

Во время уборки урожая о каждого варианта на всех повторноотях опытов были отобраны средние образцы, в которых определяли влажность, маосу 1000 зерен, натуру. В тех же образцах проводили биохимичеокие анализы. Натурную маооу зерна определяли в соответствии о ГОСТ 10840 -34, массу 1000 зерен - согласно ГОСТ 1084254. Содержание общего азота в зерне кукурузы определяли методом мокрого озоления (серной кислотой и перекисью водорода), о последующей отгонкой в аппарате Къельдаля; сырой протеин - умножением процента общего азота на коэффициент 5,25; белковый азот -осаждением оернокиалой медью в щелочной среде; небелковый азот -

по разности. Сырой жир определяли в зерне методом обезжиренного остатка экстрагированием в аппарате Сокслета, крахмал - поляриметрическим методом по Эвероу. Общую золу определяли методом озоле-ния в муфельной печи до постоянной масон; сырую клетчатку - по методу Кюршнера и Ганека в модификации А.В.Петербургского. Определение аминокислотного состава белка проводили на аминокислотном анализаторе Н 1200-Е. Нитратный азот в растениях и зерне определяли фотокалориметрическим методом, с использованием дисульфо-феноловой киолотн, цинк - фотоколориметрически о использованием дитизона, молибден -Фотоколориметричеоким методом о использованием цинк-дитиола, медь - фотоколориметрическим о использованием диэтилдитиокарббмата свинца.

Баланс и коэффициенты использования питательных элементов рассчитывали разностным методом, энергетическую и агрономическую эффективность удобрений и ингибиторов нитрификации по методике, описанной В.Г.Минеевнм (1993).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ I. Динамика влажности и пищевого режима почвы

ВЛАЖНОСТЬ ПОЧВЫ ПОД КУКУРУЗОЙ. Наибольшее количество влаги в 0-50 см слое почвы содержалось в начале вегетации. В дальнейшем влажность почвы понижается и достигает минимума в период воо-ковой опелости зерна. Для поддержания ее на оптимальном уровне в течение вегетационного периода в 1978-1980 гг проводили вегетационные поливы (400-600 м3/га). Удобрения и ингибитор нитрификации не оказали существенного влияния на сезонный ход динамики влажности почвы. Однако на этих вариантах за вегетацию в 0-60 ом слое почвы влажность была нижа, особенно на тех вариантах, где раотения развивалиоь лучше. Объясняется это более интенсивным развитием растений и большим раоходом влаги.

ИЗМЕНЕНИЕ ПИЩЕВОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УДОБЕШП и ИНШШТОРОВ НИТШФИКАЦИИ. При изучении питательного режима почвы в процессе вегетации ежегодно наблюдались определенные закономерности в содержании аммония, нитратов, фосфора и калия. Наибольшее количество аммония отмечено в начале вегетации на вариантах с инги битором нитрификации, которые тормозили нитрификацию в течение 4 непель, в дальнейшем их ингибирующое действие снижалось. Так, через меояц пооле закладки опытов содержание в варианте $оя+ •Я gg + инг. сооташло 7,0 мг/ЮО г почвы, а на аналогичном варианте без ингибитора - 5,8 мг/ЮО г почвы. В 19ЭЗ году эти показатели составили соответственно 7,4 и 5,5 мг/ЮО г почвы.

Наблюдения за динамикой подвижного фосфора показали, что содержание его в почве к концу лета онижаетоя и веоколько повышается к осени. Внесение азотного удобрения способствовало уменьшению содержания подвижного фосфора, особенно в первый меояц вегетации. Разные дозы мочевины не оказали существенного влияния на содержание подвижного фосфора в почве в этот период: в варианте о .//до оодержалооь в ореднем за вое годы наблюдений от 7,04 до 9,79 мг/ 100 г почвы, а на варианте о дозой азота 180 кг/га - от 5,92 до 9,38 мг/ЮО г почвы, в то время как на фоновом варианте этот показатель варьировал от 7,95 до II,II мг/ЮО г почвы (олой 0^30 см). В вариантах о ингибиторами нитрификации наблюдалооь повышение содержания подвижного фосфора за все годы и сроки исследований. Выделяется в этом отношении вариант фон + W gg + инг. Содержание подвижного фосфора здесь колебалооь от 19.02 до 39,12 мг/ЮО i почвы.

Динамика содержания обменного калия иод кукурузой имела следующие закономерности: максимум - в начале и минимум - во второй половине вегетации о последующим повышением к периоду уборки, но

ниже первоначального уровня. Азотные удобрения способствовали некоторому повышению содержания обменного калия е почве: в аред-нем на фоне в 0-30 см слое почвы содержалось в начале вегетации 24,40 мг, а на варианте фон + J/ gg - 28,10 мг/ЮО г почвы. Ингибитор нитрификации " J^—SQ-RVO. " Fe оказал существенного влияния на калийный режим выщелоченного чернозема: в начале вегетации в 0-60 см слое почвы на варианте Дон + J^ gg + инг. содержалось 28,8 мг, а на аналогичном варианте без ингибитора - 28,0 мг/100 г почвы. Ингибитор нитрификации АТ.Г незначительно снизил содержание обменного калия в почве (в следаем за вегетацию на 1,2 мг/ЮО г почвы). Таким образом, применение удобрений способствовало накоплению усвояемых форм азота, фосфора и калия. Ингибиторы нитрификации в первые 4 недели тормозят процесс нитрификации, консервируя азот в аммиачной Форме. В дальнейшем скороать нитрификации увеличивается. Под действием нитрифицидов улучшается фосфатный и незначительно калийный режим почвы. Благоприятное влияние на азотный и Фосфатнан режим почвы обеспечивает более энергичный рост и развитие растений кукурузы.

2. Потери питательных веществ из почвы в зависимости от удобрения и ингибиторов нитрификации

ПОТЕШ О ПРОМНЗПЫМИ ВОДАМИ. Потери азота из почвы являются причиной онижения коэффициента использования азота раотениями и эффективности азотных удобрений. Одной из причин потерь минеральных соединений азота является вымывание нитратов из корне-обитэемого олоя почвы в нижележащие горизонты и грунтовые воды. Анализ лизиметрических вод показал, что из всех биогенных элементов наибольшие потери характерны для азота, особенно в нитратной форме. При внеоении умеренных доз (20 кг/га) потери

ооотавили 13.3 кг/га, а при внесении 180 кг/га азота они увеличились в 1,7 раза и по сравнению с фоном - в 3,9 раза. Использование " Jl-WiVQ, « 0 дозой j/ gg сократило потери азота на 4,15 кг/га. Концентрация катиона аммония в лизиметрической воде изменялась от 0,100 до 0,795 мг/л. Нитрапирин способствовал значительному увеличению концентрации катиона аммония: на варианте фон + jj gg + инг. содержалось 1,055 мг/л7^Н^+, тогда как на аналогичном варианте без ингибитора только 0,431 мг/л. Содержание фосфат-иона было не высоким и изменялось в пределах 0,04-0,300 мг/л. Нитрапирин увеличил концентрацию раотворимых фоо-фатов. Содержание этого иона увеличилось в 4 раза по сравнению с вариантом фон +jV до и составило 0,309 мг/л. Калий вымывается меньше, чем азот, но боль™, чем сРосфор. Больше его теряется из почвы варианта фон +М jbo - 0,58 кг/га, тогда как на фоне -0,38 кг/га. Ингибитор нитрификации не оказал существенного влияния на миграцию калия в почве, но повыоил содержание катионов Са и М^ в лизиметрической воде на 2,0 и 0,7 мг/л соответственно. Концентрация биогенных элементов вниз по профилю уменьшается. Исключение из этого правила - Са и М <j , а в отдельные годы и нитратный азот. Их содержание сверху вниз растет. При внесении высоких доз азота в года с повышенным увлажнением происходит интенсивная миграция нитратов в нижние горизонты. Если учесть, что уровень грунтовых вод высокий в этих местах, то велика вероятность попадания нитратов в подземные воды и загрязнение ими поверхностных вод при внесении высоких доз азота. За годы исследований терялось 18,0% азота от внесенного количества. Применение ингибиторе нитрификации с умеренной дозой азота (90 кг/га) сократило эти потери до 13,0%, что говорит об экономической и экологической эффективности использования нитрис^ицидов в условиях предгорий Северной

Осетии - Алании.

ГАЗООБРАЗНЫЕ ПОТЕИ АЗОТА. Иооледования показали, что газообразные выделения аммиака наблюдаются на всех вариантах. Потери аммиака в среднем за два года составили на варианте Рдд^бО ~ 0,585-0,591 кг/га. При оптимальной дозе азота (90 кг/га) потери незначительны и составляют в среднем за оутки 42,2-42,5 г/га. На вариантах о высокой дозо>" азота ореднеоуточные потери составили 57,8-30,3 г/га или 1,21-1,25 кг/га в месяц. Нитрапирин снижает газообразные потери в 1,4 раза по сравнению о фоном и в 2,0-2,2 раза по сравнению с аналогичным вариантом без ингибитора. За первый месяц вегетации потери на этом варианте составили 0,407-0,453 кг/га. Выделение диоксида азота значительно меньше, чем ^ Ид и увеличивалось по мере увеличения нитратов в почве.

3. Рост и развитие растений кукурузы и потребление ими питательных элементов.

ЛИНЕЙНЫЙ РОСТ РАСТЕНИЙ. На рост растений значительное влияние оказывают почвенно-климатичеохие условия, применение удобрений и ингибиторов нитрификации. Исследования показяли, что на Фоне к первому сроку наблюдений растения кукурузы имели выооту 18,5 см. Среднесуточные приросты высоты за этот период составили 1,3-1;9 ом. Наиболее интенсивный рост наблюдалоя в период выметываниа-яве-тение. Среднесуточный прирост за этот период увеличился до 4,5 см (1980 г) и 8,2 см (1979 г). В дальнейшем интенсивность пшроста снижается. Максимальной высоты растения кукурузы достигли в фазу молочно-восковой спелости. Визуальные и биометрические наблюдения выявили существенные изменения в зависимости от дозы азотного удобрения и внесения ингибиторов нитрификации. Особенно интенсивно развивались растения на варианте фон + -V дд + инг., на котором раотения кукурузы достигали высоты 301,5-332,2 см, в то время как

на эквивалентном варианте без ингибитора - 255,4-292,0 ом.

ФОРМИРОВАНИЕ СУХОГО ВТЗЦЕСТВА. Темпы накопления оухого вещества в течение вегетации были неодинаковыми. На фоне к фаза выметывания кукуруза накопила 17,3 г/раст. В дальнейшем интенсивность накопления оухого вещеотва резко возрастала за счет роста стебля и достигла максимума в период от цветения до молочной спелости зерна За это время растения кукурузы накопили 65,5$ от максимума. Интенсивность накопления оухого вещества находилась на высоком уровне до восковой спелости зерна, к концу вегетации оно затухало. В фазе молочной спелости содержание сухого вещества в стебле составило 64,7$, листьях - 18,7$, стержне - 5,8$, зерне - 9.9$ от содержания сухого вещества в наземной части кукурузы. Растения на вариантах с азотным удобрением накопили значительно больше сухого вещества, чем на фоне на 74,5 г. К фазе молочной опелооти зерна. Темпы накопления сухого вещества на варианте Фон + Я ^ были близки к фону, преимущество было минимальным (на 24,8 г). Нитра-пирин существенно уоилил накопление сухого вещеотва растениями кукурузы. В среднем за годы исследований на варианте йон +

инг. было накоплено 597,8 г. Интабитор нитрификации АТТ также увеличил накопление оухого вещества. К фазе выметывания султана на варианте фон + Я до + инг. растения накопили 43.2 г/раст.. тогда как на варианте фон +до ~ 35»° г/раст. В фазу молочной спелости зерна этот показатель увеличился на 129,7 г/раст, а на варианте фон + у\/ 180 + инг. - на 108,0 г/раст. Максимальное накопление сухого вещеотва кукурузой соответствовало наибольшему снижению содержания питательных веществ и влага в почве. С прекращением формирования оухого вещеотва содержание питательных веществ неоколько повышалось.

ДИНАМИКА НАРАСТАНИЯ АССЮШЯЦИОННОЙ ЙОВЕРШОСЖЛЮТЬЕВ И ФОТОСЖГШЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОСЕВОВ КУКУРУЗЫ. Величина и качеот-во урожая в большой отепени обуславливаются работой Фотосинтети-чеокого аппарата.

Результаты наших исследований свидетельствуют об ускорении на-ростания площади листьев в период от цветения до молочной спелооти зерна, когда величина листовой поверхности на вариантах фон и <гон + У 180 составляла 42497 и 35723 м /га; в 1995 году -

о

39284 и 22842 м /га. С первых дней преимущество вариантов с ингибиторами нитрификации было явным с на варианте фон + 4^/99 + инг»

о

площадь листьев была равна 48753 м /га. Вклад нитпапишна на этом

о

варианте в увеличение ассимиляционной поверхности - 5238 м / га, а АТГ - 4234 м2/га.

Применение нитрифицидов способствовало не только росту площади листьев, но и увеличению Фотосинтетического потенциала ($П). Суммарный ФП по варианту фон + до + инг. равен 3,0 и 2,4 млн м2/га (АТГ), в то время как по варианту г'он + <Л/ ^ -

о

2,7 (в среднем за 2 года) и 2,2 млн м /га (1993г). Наименьший ФП был сформирован по безазотному фону (Г^дК-д) ~ 2 шн м //га среднем за 2 года) и 1,0 млн м /га (1993 г). Несколько лучше был вариант фон + 230«

Продуктивность посевов зависит не только от величины листовой поверхности, но и от продуктивности фотосинтетической деятельности каждой единицы поверхности листьев. Для характеристики продуктивности работы листьев применяют такой показатель, как чистая продуктивнооть Фотосинтеза (ЧИФ), который в течение вегетации изменялся следующим образом: ЧПФ в начале вегетации была не высокой, затем в Фазу цветения - молочной спелости зерна достигает наибольшей величины, к концу вегетации снижается.

Продуктивная работа лиотьев онижавтоя по мере улучшения минерального питания. Внеоение -Л/дд онижает ЧПФср на 4,1-4,3 г/м2 оутки по сравнению о дозой _// 2дд. Ингибиторы нитрификации они-

о

зили уровень ЧПФ за вегетацию до 8,2-11,3 г/м сутки на варианте фон + оА/ дд + инг. и до 5,2-11,5 на варианте фон + ^д + инг. Нитрифициды оказали положительное влияние на интенсивность ростовых процессов, что выразилось в усиленном росте растений, нараота-нии площади лиотьев и усилении фотосинтетической деятельности посевов кукурузы.

ПОТРЕБЛЕНИЕ ПИТАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. Наибольшее содержание азота (в % от сухой массы) отмечалось в начале вегетации - 5,10%. В цаль нейшем оно убывает и достигает минимума к уборке урожая (0,75%). Варианты с ингибитором нитрификации отличались меньшим содержанием азота в растениях кукурузы в начале вегетации: на варианте фон + ^ 90 + инг* ~ на °«59%. а на варианте фон + -V ^ + инг. -на 0,35%. Наиболее богаты азотом листья и зерно. В фазу молочной опелости зерна на фоне содержание азота в листьях было 1,90%, в зерне - 2,34%. Такое соотношение по органам сохранилось по всем вариантам до уборки. Внесение азотного удобрения и ингибиторов нитрификации в 1,1-1,4 раза увеличило абсолютное содержание азота в растениях кукурузы.

Уровень содержания фосфора в растениях значительно ниже, чем азота. Наибольшее относительное содержание фосфора наблюдается в начале вегетации, с усилением ростовых процессов оно постепенно ониналось: на фоновом варианте в целом растении фосфора оодерка-лооь 0.83%, к уборке этот показатель снизился на 30%. Большим содержанием фосфора отличались раотения, которые рооли на вариантах О ингибитором нитрификации. Наибольшим накоплением фоофора в Фазу молочной опелости зерна выделялись зерно и листья. Снижение отно-

октального содержания фоофора в кукурузе сопровождалось его увеличением в абсолютных размерах на протяжении всей вегетации. К фазе молочной опелооти зерна растения уовоили около 90% от максимального содержания. Если на вариантах фон + JV gg и фон + ^jqq (к концу вегетации) в ореднем 58,4 и 54,9 кг/га, то на аналогач-ных вариантах о ингибитором нитрификации 77,8 и 39,7 кг/га.

Динамика относительного содержания калия в растениях аналогична динамике азота и фосфора - убывание от начала вегетации к концу. В начале вегетации на фоне растения содержали калия 4,16??, а в период уборки - 0,75%. Абсолютное содержание калия в растениях возрастало от начрла вегетации до фазы восковой опелооти и неоколько убывало к уборке. Ингибиторы нитрификации усилили потребление калия растениями незначительно: в конце вегетации наибольшим абсолютным содержанием калия выделялись варианты фон + jJ gg (211,0 кг/га) и фон + J\( gg + ингиб. (215,1 кг/га).

4. Урожай зерна и побочной продукции кукурузы.

Мочевина и ингибитор нитрификации, улучшая пищевой режим почвы и сокращая потери азота, способствовали повышению урожая зерна кукурузы на 11,3 ц/га (фон + Л gg) и на 6.5 ц/га (фон +Wjgg). Ингибитор нитрификации " JV-Se*tve. " способствовал повышению эффективности использования азота на воех вариантах. Прибавка урожая зерна на варианте фон + _Л/ gg + ингаб. составила 24,3 ц/га по сравнению с Фоном и 13,0 ц/га по сравнению о эквивалентным вариантом без ингибитора, а на варианте фон + J^ j8Q + ингиб. -9,9 ц/га. Ингибитор нитрификации АТТ повыоил урожай зерна на 41,9?? по сравнению о вариантом фон +_V gg. ирименение ингибиторов нитрификации повыоило также и урожай побочной продукции. Нит-рапирин повысил прибавку ее урожая на 13,9-25,9 ц/га (табл.1,2).

Таблица I

Влияние ингибитора нитрификации " Л - Зеч. ие. " на эффективность мочевины различных дозах ее применения под кукурузу, среднее за 2 года

при

I Урожай | Урожайность • ( ность | побочной ) зерна, | продукции, } ц/га } ц/га

Варианты

Содержание в зерне. $ } Вынос с урожаем, кг/га

Л/ I Р2% \ Ко0 ? г- 1 Л ! | Р2°5 ! К~0 ! 2

1.И 0.33 0,33 157,0 52,2 159,3

1.40 0.38 0,41 229,0 68,4 211,0

1.25 0.35 0,38 171,0 54,9 168,7

1.57 0,47 0,41 253,2 77,8 215.2

1.41 0,45 0,41 238,5 69,7 207,4

Р50К50 - фон

Фон Фон + Фон + Фон + НРС,

0.5'

90 180 дО + ИНГ.

180 + инг-ц/га

79.9 91,5 86.4 104,5 93.3 3.5

192,4 229,2 208.1 245,1 234.0 14.1

Таблица 2

Влияние ингибитора нитрификации АТГ на эффективность мочевины при различных дозах ее применения под кукурузу, 1995 г.

о

Варианты \ Урожай-} Урожайность { ; ность \ побочной } ; зерна, ) продукции, | } ц/га { ц/га } Содержание в зерне, % | Вынос с урожаем. кг/га

м Р2°5 | К20 I м | Р2°5 | К2°

Рзо^о - фон 33.1 74.0 1,05 0.23 0.44 83.5 27,5 83.0

Фон + 90 48.2 102.5 1,25 0.34 0.53 127.6 44.5 114.9

Фон + 180 33.5 82,1 1,25 0,25 0,32 118,2 31,7 85,2

Фон + 90 + инг* 39.4 143.3 1,32 0,34 0,45 178,2 55,0 118,8

Фон + 180 + инг» 53.1 125.0 1.47 0.35 0.53 155.0 51.1 ИЗ.О

11РС0,5 , ц/га 2.8 5,1

Повышение урожая зерна кукурузы происходило за счет улучшения отруктуры урожая. Под действием удобрений и ингибиторов нитрификации увеличились размеры початков, масса 1000 зерен, натура зерна.

5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И КАЧЕСТВО ЗЕША КУКУТУЗЫ

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЗЕША. Применение мочевины способствовало повышению концентрации азота в зерне. Наибольшее влияние оказала доза азота 90 кг/га: концентрация азота на этом варианте на 0,29% выше, чем на фоне. Ингибитор нитрификации " -stive. н опосо,5_ отвовал увеличению содержания азота в зерне на 0,17%, а Фосфора на 0,9% по сравнению с вариантом Фон + W зд. При внесении азотного удобрения проявилась тенденция к повышению концентрации калия в зерне: если на Фоне она равна 0,33%, то при дозе азота 90 кг/гэ-0,41%, JJ jgg - 0,38%. Нитрапирин не изменил этот показатель. Внесение модифицированной АТГ мочевины увеличило концентрацию азота на 0,07% (фон + jV QQ + ингиб.) и на 0,21% (фон +

J I8Q + ингиб.)

и практически не оказалось на содержании фосфора и калия в зерне (табл.2).

Определение молибдена, цинка и меди в зерне и целом растении кукурузы проводилось в зависимости от возрастающих доз азота и ингибитора нитрификации АТГ. Полученные результаты показывают, что содержание молибдена в целом растении больше, чем в зерне и колеблется от 0,18 до 0,39 мг/кг оухого ветества. Меньшим содержанием молибдена в зерне отличаются варианты с ингибитором нитрификации. Модифицированная АТГ мочевина повысила концентрацию цинка в зерне на 1,84 мг/кг. Наиболее бедными по содержанию меди оказались растения, выращенные на вариантах о ингибитором нитрификации: 0,51 мг/кг (фон + v// до + ингиб.), что в 19 раз меньше, чем на варианте о обыкновенной мочевиной. Зерно, выращенное на вариантах с внесением модифицированной мочевины, отличается более

выооким содержанием цинка и меньшим содержанием молибдена и меди,

КАЧЕСТВО 3EFHA. Наши исследования показали выаокуга эффективность нитрапирина и АТГ и заметное влияние их на качеотво основной продукции. Нитрапирин с дозой азота 90 кг/га увеличил содержание протеина на 1,05$, а о дозой Л jgg на 0,94%. Ингибитор нитрификации АТГ в составе мочевины также повысил процентное содержание протеина, но более эффективным оказалоя вариант фон +jS jgg + ингибитор, где содержание протеина выше на 0,93$, чем на варианте фон + W gg + ингибитор. Ингибиторы нитрификации повысили содержание белкового азота в зерне: на варианте фон + jV gg + ингибитор (" ") - 1,35$ и 1,155? (АТГ). При повышении дозы азо-

та до 180 кг/га вместе с " JV-$llV е. " содержание белкового азота падает до 1,Г7$, а небелкового возрастает до 0,24$. Внесение АТГ в составе мочевины ( jgg) увеличивает содержание белкового и небелвового азота до 1,24$ и 0,23$. Ингибиторы нитрификации дополнительно снижают содержание крахмала в зерне на 0,9-1,2$ (АТГ), 0,9-1,0$ ("W-se^e "), а жира - на 0,18-0,24$ ( "«У-лег/е ») и АТГ - на 0,44-0,48$. Варианты о ингибиторами нитрификации отличаются более низким содержанием клетчатки, чем эквивалентные варианты без ингибиторов на 0,33-0,55$ (фон + j/ gg + ингиб.) и на 0,31-0,81$ (фон + Л 180 + ингиб.).

АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ ЗЕША. Ингибитор нитрификации " «V-Se/iVe1' увеличил суммррное содержание аминокислот на 9,53 г/100 г (фон + gg + ингиб.) и на 4,82 г/100 г (фон +^180 + ингиб.) или на 5,35-11,3$ по оравнению с вариантами без ингибитора нитрификации. Нитрапирин увеличил содержание в белке таких аминокислот, как лизин (на 0,44 г/100 г), метионин (на 0,47 г/100 г), лейцин (на 2,47 г/100 г), глутаминовая кислота (на 5,5 г/100 г) и снизил содержание гистидина, глицина, валина, изолейцина, фенилаланина.

НАКОПЛЕНИЕ НИТРАТОВ В РАСТЕНИЯХ КУКУРУЗЫ. В наших исследованиях показана возможность ограничить накопление нитратов в зерне и растениях кукурузы о помощью ингибиторов нитрификации. Внесение возрастающих доз мочевины значительно повышает содержание нитратов в зерне и целом растении кукурузы. При внесении gg содержание чЖ-t/VОд" в зерне повысилось на 7,3-14.0 мг/кг по сравнению с безазотным Фоном. При увеличении дозы азота вдвое уровень нитрэтоз повысилоя на 20.0-40,2 мг/кг. Нитрапирин снизил содержание нитратов в зерне на 4,3 мг/кг сухого вещества по сравнению с аналогичным вариантом без ингибитора, а препарат АТГ - на 5,7 мг/кг noj/ go 11 на мг/кг no-^fao»

Анализируя динамику содержания нитратов в целом растении и зерне видим, что в фазу 5-3 листьев содержание нитратов в растениях кукурузы по вариантам составляет 337,7-2412,0 мг/кг сухого вещества. В фазу молочной опелости содержание нитратов снизилось и составило - 130,0-1414,0 мг/кг. В этот период только на варианте Фон + -V до + ингиб. уровень нитратов в растениях был в пределах ПДа, остальные варианты отличались высоким содержанке нитратов, выше ПДК. В фазу полной опелости зерна произошло дальнейшее снижение нитратов и в зерне, и в целом растении ниже предельно-допустимого уровня. Ингибитор нитрификации АТГ способствовал снижению уровня нитратов в 1,1-1,3 раза (при дозе SO кг/га). Внесение 180 кг/га повысило содержание нитратов: в зерне - 75 мг/кг, в целом растении - 154,3 мг/кг.

БАЛАНС АЗОТА ПОД КУКУРУЗОЙ. Изучение баланса азота показало, что ингибитор нитрификации " JV - i/e- " значительно повысил эффективность использования мочевины, снизив газообразные потери в 2,0 раза, а потери азота от вымывания на 4,2 кг/га по сравнению с аналогичным вариантом без ингибитора. Снижая расходную статью

баланоа, этот препарат повысил урожай зерна и вынос азота. Баланс оказался дефицитным на варианте фон + ингибитор Й73.2 кг/

га). Применение модифицированной мочевины увеличило коэффициент использования азота раотениями кукурузы (72,8$ против 45,8t на варианте фон + JV gg). Доза азота 180 кг/га и о ингибитором и без него оказалась менее эффективной, чем 90 кг/га. Коэффициент испол] зования удобрений при внесении АТГ ниже, чем при использовании нитрапирина.

7. Энергетическая и агрономическая эффективность применения удобрений и ингибиторов нитрификации.

Оценке энергетической эффективности применения минеральных удр рений и ингибиторов нитрификации показала достаточно выоокий коэф финиент их полезного действия. При средних энергетических затратах на I кг д.в. азотных удобрений - 83,3 Мдж, фосфорных - 12,5 Мдж. калийных - 8,3 Мдж, ингибиторов нитрификации - 233,5 Мдж, коэффициент энергетической эффективности на варианте фон +vVgo равен 1,94-2,5. Увеличение дозы азота до 180 кг/га увеличило энергетические затраты на применение удобрений на 7794,0 Мдж и снизило энергетический коэффициент до 0,3-0,5. Наибольшая энергоотдача получена при совместном внесении оптимальной дозы JV с ингибитором нитрификации. Энергетический коэффициент при этом увеличился до 2,1-2,9, то есть энергетические затраты окупались более чем в 2 раза. Агрономическая окупаемость удобрений на вариантах о ингибитором нитрификации колебалась от 11,0 до 23,0 кг з.е./га.

ВЫВОДЫ

I. Пищевой режим выщелоченного чернозема под кукурузой при внеоении удобрений изменялся как во времени, так и по профилю почвы. Максимальное количество питательных веществ на всех ва-

риантах обнаруживалось в начале вегетации, минимальное - в период интенсивного образования сухого вещества.

Применение удобрений оказало оущеотвенное влияние на питательный режим почвы, способствуя накоплению дпступннх для растений форм основных питательных элементов. Более эффективным являетоя вариант фон (PgoKgg) + 90'

Содержание питательных веществ о глубиной падает.

Ингибиторы нитрификации активно тормозили нитрификацию в течение 4 недель, сохраняя азот в аммонийной форме. Это создало предпосылки для снижения газообразных потерь азота в 1,5-2,0 раза, а также путем вымывания азота из почвы, сократив эти потери с 18 ДО 13%.

2. Благоприятное влияние ингибиторов нитрификации на азотный

и фосфатный режим почвы положительно оказалось на росте растений, аооимиляционной поверхности, продуктивности фотосинтеза и накоплении сухой масоы. Наибольшее влияние оказали ингибитор нитрификации " « о дозой азота 90 кг/га. Сбор урожая сухой массы на этом варианте составил 598,7 г или 239,0 ц/га. Несколько уотупал ему вариант фон + W jgg + ингибитор (573,7 г или 259,5 ц/га).

3. Под влиянием ингибиторов нитрификации повысились использование азота и фосфора кукурузой и выноо их о урожаем. Нитрифици-ды не оказали существенного влияния на потребление и вынос калия о урожаем кукурузы.

4. Ингибиторы нитрификации оказали достоверно положительное действие на урожай 3epia кукурузы. Лучший результат был получен на варианте фон + J*/ дд + ингибитор - 104,5 ц/га ^J^-sexve, ") и 69,4 ц/га (АТГ). Прибавка урожая повысилась в 1,1-1,4 раза

по сравнению о аналогичными вариантами без ингибитора.

5. Улучшение азотного питания при внесении ингибиторов нитрификации способствовало изменению структуры урожая. Наибольшему изменению под дейотвием ингибиторов нитрификации подверглись такие элементы структуры, как длина початка (25,0-23,0 ом) и масса зерна о I початка (253,3-276,0 г).

6. Одновременно с величиной урожая под действием ингибиторов нитрификации изменялось и качество зерна кукурузы. Зерно кукурузы, выращенное на варианте фон + ~л/ gg + ингибитор, отличается большим содержанием протеина (9,81 $), белкового азота (1,35$), золы (1,40$) и меньшим содержанием крахмала (32,0$) и клетчатки (3,05$). Они слабо влияют на содержание жира в зер*е.

7. Улучшение азотного питания под дейотвием интабиторов нитрификации привело к онижению содержания нитратов в зерне и целом растении на продолжение всей вегетации.

8. Определенное влияние на содержание микроэлементов оказал ингибитор нитрификации АТГ: снизил содержание молибдена, меди и повысил содержание цинка.

9. Под действием ингибиторов нитрификации " Л-веч-^е. и повысились суша аминокислот и содержание некоторых незаменимых аминокиолот (лизина, метионина, лейцина, изолейцина), тем самым повысили биологическую ценность полученного зерна. Сумма аминокислот больше возрастала на варианте фон gg + ингибитор.

10. Балано азота был отрицательным на вариантах фон +-V gg и г?он + _л/ gg + ингибитор. Коэффициент использования азотного удобрения при орошении был выше (118$), чем в богарных уоловиях (72,8$).

11. Применение ингибиторов нитрификации на выщелоченном черно земе является энергетически выгодным агромероприятием. Энергетический коэффициент на варианте фон + gg + ингибитор равен 2,1-2,9, т.е. энергетические затраты окупились более чем в 2 раз

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В леооотепной зоне республики на выщелоченных черноземах под кукурузу целесообразно применять азотные удобрения в дозах, не превышающих 90 кг/га. Фосфорные и калийные удобрения необходимо применять соответственно обеспеченности почв подвижными формами этих элементов.

2. Выщелоченные черноземы, залегающие на галечниках, отличают-оя промывным водным режимом почв, высоким уровнем залегания грунтовых вод. Поэтому для улучшения экологической обстановки, повышения эффективности азотных удобрений и получения высоких урожаев кукурузы с хорошим качеством целесообразно вносить азотные удобрения совместно с ингибиторами нитрификации, или использовать модифицированную ими мочевину.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Применение удобрений и охрана окружающей среды в Северной Осетии. Тезисы У Есесоюзной конференции молодых ученых и специалистов., г.Тюмень,1980. (Е соавторстве).

2. Елияние ингибитора нитрификации на динамику подвижных соеда нений азота и урожай кукурузы в условиях выщелоченного чернозема СОАССР. Тезисы Зональной научно-практической конференции "Интенсификация сельскохозяйственного производства горной и предгорной зо; Северного Кавказа", г,0рдкош!кидзе,1982. (Е соавторстве).

3. Снижение газообразных потерь азота под действием ингибитора нитрификации. Тезисы Республиканской научно-производственной конф< ренции. г.Орджоникидзе,1983. (Е соавторстве).

4. "Миграция и потери нитратного азота минеральных удобрений как фактор загрязнения окружающей среды. Депонирована во ЕКНИТИ 1-87, EBTK,I386_j_ (Е соавторстве).

5. Повышение эффективности азотных удобрений путем применения -с/И -«ffitlTe. " под кукурузу на черноземах Северного Кавказа. Тезисы Есесоюзной научно-производственно;; конференции молодых ученых к специалистов, г.Ереван,1986. (Е соавторстве).

о. "Система ведения интенсивного зешецелия СОАССР". Кн., г.0рд-тоникидзе,1986. (Е соавторстве).

7. Повышение плодородия почв Северной Осетии. Статья в книге "Актуальные проблемы развития АПК СОАССР". г.ОртлоникидзеДЭЬБ. (В соавторстве).

8. Интенсивные технологии производства зерна озимой тениш и кукурузы. Статья в книге "Актуальные проблемы развития АПК СОАССР г .Орд:;он::кидзе,1988. (Е соавторстве).

9. К вопросу о дифференциальном переходе солей в атмосферу. Тезисы П региональной конференции "Химике Северного Кавказа народному хозяйству", г.Грозный,1989. (В соавторстве).

10. Проблемы экологии в условиях интенсивной химизации почв. Тезисы Ш региональной конференции "Химики Северного Кавказа народному хозяйству", г.Нальчик,1991. (В соавторстве).

11. Некоторые экологические последствия миграции питательных веществ из минеральных удобрении в условиях Северной Осетии. Тезисы I Цепдународной конференции "Экологические проблемы горных территорий". г.Владикавказ,1992. (Е соавторстве).

12. Влияние нктрапиркна на уро-тай и качество зерна кукурузы на выщелоченном черноземе СОАССР. Тезисы научно-производственной конференции ГГА7. г.Владикавказ,1993. (В соавторстве).

13. Энергетическая эффективность производства кукурузы на зерно. Тезисы научно-производственной конференции Горского ГАУ по итогам 1С 1Р,1935 г. г.Владикавказ,1996. (В соавторстве).

14. Экологическая опенка применения ингибитора нитрификации в условиях предгорья Северной Осетия. Тезисы Всероссийской научно-практической конференции, г .Владикавказ,199-3. (В соавторстве).

15. Инфильтрация биогенным элементов па почвам РСО-А. Республиканская научная конференция "Гори Северной Осетии. Природопспользование л проблемы экологии". Владикавказ,1Э?6. (В соавторстве).

о/