Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние длительного применения удобрений на баланс и трансформацию азота в дерново-подзолистой почве

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние длительного применения удобрений на баланс и трансформацию азота в дерново-подзолистой почве"

АКАДШИЯ НА7К СССР ОРДЕНА ЛЕНИНА ОИШРСШ (ИДОВНИВ ИНСТИТУТ ГКЛВОЩДЕНИЯ И АГРОХИМИИ

На правах рукоотсг УДК 634.84:631,811,1

БАРСУКОВ ШШ АНАТОЛЬЕВИЧ

ДОШИВ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИИ НА БАЛАНС И ТРАНСФСВШИЮ ДЗОТА В ДВРНОВО-ПСДЗОЛШТСЙ ПШВВ

(Спвщадьяость 06.01.04 - агрохяшш)

АВТОРЕФЕРАТ двооартицшг на оохоканхв учено! огепенж кандидата йшслогжчаоюа наук

HoBOOitfipcs 1991

Работа выполнена в Институте почвоведения х ягрохкш ордена Ленина Сибирского отделения АН СССР.

Научнкй руководитель - член-корреспондент Роооелахоэ-

академжи, доктор биодоплеойпс наук, профеооор Г.П.ГЛМЁИКСВ

Официальные ошгоюнзш доктор биалогкчеояих наук

А.В,ПМАаША

хандадат биологических вауи Н.Ф.КСЧЕГАРСВА

Ведущее учреждение - Ленинградский государсгаенннв аграрий университет

Вацнха состоится 1991 г. новаоеданви

опедивякзированаого совета Д-002Л5.01прв Ивотитуте почво-Еадешя я агрсошза СО АН СССР (630099, Новооибнрок, 99, уи.Советская 18, конфервяд-вал).

С диооертшшей ыоано ознакоматьая в библиотеке йготв-тут» потаозеденая в агрохимии СО АЗ. ССОР.

I

Автореферат равоолав " /6. ./1991 У.

Учения оекрэтерь спецввлизнрОБанного оовета, -

доктор биологических «-И.Дергвчевш

ив«» '

ваук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. С расширением производства и применения удобрений в земледелии возрастают требования экономической и экологической целесообразности их использования, что определяем- необходимость более детального изучения воздействия туков на почву. Установлено, что систематическое внесение удобрений оказывает влияние на физические, минералогические, физико-химические, биологические, биохимические и агрохимические свойства почвы (Минеев и др., 1985; Asir.ua u.a. , I9B7; Небольсин и др., 1988; Leinweber , Reuter , 1989 и др.). Одними из наиболее интегральных показателей, отражающих изменение свойств почвы, являются продуктивность сельскохозяйственных культур и вынос питательных элементов. Длительное применение удобрений несомненно оказывает существенное влияние на ряд параметров, имеющих большое значение и в экологическом аспекте:газосбрачные потери и потери при выщелачивании азота удобрений, загрязнение нитратами и нитритами кормовой продукции и др.

Результаты исследований, в которых корректно разграничиваются роли предшествующей удобренности и вновь внесенных удобрений немногочисленны и получены, преимущественно, на базе длительных опытов Нечерюземкой зоны Европейской части СССР (Асарова, 1976; Смирнов и др.,.1980; Покровская, 1983; Шевцова, I9BÖ). Лишь в последнее время появились работы о влиянии длительного применения удобрений на цикл азота в почве, обменные процессы азота мевду почвой, атмос-' ферой, растениями и микроорганизмами (powison at ai., 1.986; РезсЫсе u.a. , 1987; Clardl ot al ., 1988; Jonkinson ,Par -ry, 1989). В обширном сибирском регионе, обладающем своеобразие« биоклиматических условий, выполнены только вегетационные опыты по изучению воздействия предшествующей удобренности минеральными туками на усвоение растениями и закрепление почвой вновь внесенного азота (Гамэияов и др., 1985).

Цель и задали исследований. Целью настоящей работы было установить в условиях тайги Западной Сибири влияние аред-

шествующей удобренности на поведение экзо- и эндогенного азота в системе почва-растение.

В задачи исследований входило: изучить действие длительного применения удобрений и вновь внесенного азота на продуктивность растений; определить параметры баланса азота почвы и вновь внесенного азота удобрений; оценить направленность и количественные показатели процессов внутри-почвенного цикла азота.

Научная новизна. В условиях таежной зоны Западной Сибири установлены особенности влияния длительного применения различных систем удобрений на баланс вновь внесенного азота, процессы внугрипочвенного цикла азота, оборот азота микробомассы и банана агзста в почве.

Практическая значимость. Полученные результаты исследований могут быть использованы при составлении экономически и экологически обоснованных систем удобрений, направленных на повышение продуктивности сельскохозяйственных культур, рациональное использование и сохранение плодородия почв таежной зоны Западной Сибири.

Апробация. Основные положения диссертации были доложены на конференциях молодых ученых ИПА СО АН СССР (Новосибирск, 1986, 1987, 1989, 1990), на Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы повышения плодород1;я почв в условиях интенсивного земледелия" (Москва, 1988), на ОТ Всесоюзном съезде почвоведов (Новосибирск, 1989), на Всесоюзном совещании пПпобяема азота в интенсивном земледелии" (Новосибирск, 1990),

Объем и структура. .Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, предложения производству, списка литературы и приложения. Общий объем работы - 179 страниц машинописного текста, из них основного - 136. Рукопись включает 13 рисунков и 26 таблиц. Список литературы содержит 289 источников, в том числе 88 - иностранных.

ОБШСГЫ, методы И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проведены ь вкнотааяной подзоне Западной

Сибири на базе наиболее длительного для региона опыта с систематическим применением удобрений, заложенным на Нарыис-кой ГСС в 1948 г. Почва стационарного опита ~ дорново-под-золистая супесчаная, характеризуется следующими показателями: содержании гумуса - 1,2-1,5$; общего азота - 0,09-0,10£; нитратного - 1,8-5,3 ыг/кг; обменного аммонийного - '7,4-9,7 кг/кг; фиксированного аммонийного - 37-39 мг/кг{ подвшгкых фосфора и калия (по Кирсанову) - 12-29 и 1-8 ыг/100 г, соответственно; pH - 4,2-4,8; обменная кислотность - 0,1-0,8 иг-экв/100 г; подвижный алюминий - 0,7-6,3 мг/100 г; гидролитическая кислотность - 4-6 мг-экб/100 г; суиыа поглощенных оснований - 7-II мг-экв/100 г.

В экспериментальной работе были использованы лабораторные, вегетационные и полевые методы исследований.

Сташонр.рный опыт Нарымской ГСС имеет в натуре 7 полей севооборота, на каадпм из которых научается 17 вариантов систем удобрений ,ч 3-кратной повторности. Севооборот ошиа -семипольный зернотравяной: горох-ювес (зеленая масса), ячмень, клевер (одногодичного пользования), бзимая рожь, пшеница, горох+овос (зерно), овес.. В целоы, за ротацию севооборота на вариантах органической системы поступает 20-60 т/га навоза, минеральной - ШРК) j8o_660» органо-минераль-ной - 20-40 т/га навоза + (MPK)Ieo_45q.

С целью выявления роли ¿новь вносимых удобрений на продуктивность культур, ис-пользозбние и трансформацию зкзо-и эндогенных соединзний азота в зависимости от предшествующей удобренности в 1983 г. был заложен специальный модельный мелкоделяночный опыт. В последнем в качестве фонов предшествующей удобренности были использованы три варианта длительного опыта: контроль (бел удобрений), (NPK^q и (ЫРЮзд) + 40 т/га навоза (в дальнейшем эти варианты будут обозначаться как Контроль, NPK и NPK-жавоз, соответственно). При аакладке модельного опыта пахотный слой (0-20 ей) на месте делянок был вынут и заменен пахотным слоем указан» ных вариантов длительного опита. Делянки ограничены полиэтиленовой пленкой на глубину 20-22 см. Площадь одной де-, лянки - I ь?, поБторнос;ть - С-кратнвя. В модельном опыте '

во времени повторяется тот же семипольный эернотравяной севооборот, что и в длительном опыте. Виды и дозы удобрений, а также их размещение в севообороте в модельном опыте близки в таковым длительного опыта. В модельном опыте изучались варианты с полным минеральным и только фосфорно-калийными туками. На вариантах с полным минеральным удобрением по всем трем фонам предшествующей удобренности вносили: под горох+овес (зеленая масса) и озимую рожь - Ng0, под горох+ овес (зерно) - (РК)вд, под ячмень, пшеницу и овес - (NPK)6q. Исключением было внесение 40 т/га навоза под горох+овес (зеленая масса) по фону NPK+навоз.

Почва для вегетационного и лабораторного опытов была отобрана с пахотного слоя тех же вариантов длительного опыта: Контроль, NPK и NPK+навоз. В лаоореторном опыте почву иикубнровали в аэробных условиях в течение 28 дней при влажности 6Üt ППВ и температуре 28+1°С. Условия проведения вегетационного опыта были,следующие: в сосудах, содержащих I кг почвы (в пересчете на воздушно-сухую), выращивали по 7 растений ячменя в течение 34 дней при влажности около 60$ ППВ и температуре 16-24°С.

Удобрения во всех опытах вносили в форме мочевины или сульфата аммония, двойного суперфосфате и хлористого калия. Обогащение азотных удобрения - 23-38 ат.%.

Химические анализы растительных и почвенных образцов выполнены общепринятыми методами (Агрохимические методы исследования ПОЧВ, 1975; Methode of soll analyr.is , 1982 И др.). Содержание азота в биомассе почвенных микроорганизмов определяли методом фумигации—инкубации (Jenkinson , rowi_ oon , 1976). Изотопный состав азота определяли на масс-спектрометре и эмиссионном спектрофотометре. Дисперсионный, корреляционный и регрессионный анализы выполнены по Доспе-*ову (1985).

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕШЮГО ПРИЩНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ НА ЭИЕКГИШОСГЬ ЕНОВЬ ЕНЕСйШОГО АЗОТА

Схема ыелкоделяночвого опыта дает возможность разграничить роли предшествующей удобренности и рновь внесенных ту-

иов. По всей фона« предшествующей удобреннссти вновь внесенный азот проявлял высокую эффективность. Исключение составило применение удобрений на неудобрявшейся ранее почве под ячыень, когда фосфорно-калийные туки вносили в мелко« деляночном опыте впервые. В этом и других специальных (микрополевом и лабораторном) опытах установлено, что внесение впервые фосфорно-келийных туков на ранее неудобрявшейся почве вызывает дополнительную минерализацию органических соединений азота почвы, вследствие чего азотныо удобрения здесь не оказывают большого влияния на урожайность культур.

Эффективность азотных туков, внесенных под последующие культуры севооборота в мелкоделяночном опыте, примерно одинакова на ранее неудобрявшейся почве и на почве, систематически получавшей минеральные туки: прибавки урожая озимой ржи составили 14-18/5, пшеницы - 24$, овса - 48-52$ (табл. I). По органо-минеральному фону предшествующей удоб-

Таблица I

Урожайность зерновых культур на различных фонах предшествующей удобренности, рд,2

Культура

Вариант Фон

Контроль ЫРК ИРК+ навоз

НСР,

05

Ячыень РК 319 244 341 38,2

ЫРК 325 335 418

Озимая рожь РК 441 450 658 53,8

ИРК 514 645 741

Пшеница РК 228 234 321 17,9

ИРК 299 306 402

Овес РК 164 146 216 20,9

ЫРК 317 306 345

Примечание. Озимая рожь - надземная масса, остальные культуры - зерно.

ренности прибавки урожая всех культур от вновь внесенного азота были на 4-15$ ниже» в связи с лучшей обиспечокяостьо

б

почвы этого фона доступны:«! для растений форма«! азота.

При использовании полного минерального удобрения (КРК)^д или только азотных Иэд урожай основной продукция зерновых культур был одинаков по фонам Контроль и ЫРй (см. табл. I), Предшествующее применение органо-минераяьных удобрений обеспечило дополнительную прибавку урожая ячменя в среднем на 27%, озимой ржи - 40?, пшеницы - 335?, овса - 11%. Болзе высоки продуктивность всех без исключения культур эернотрьряного севооборота обусловлена не только последействием навоза, внесенного непосредственно в мелходеляночном опыте, ко п феобразованием комплекса свойств почвы вследствие длительного применения органических и минеральных удобрений. Наибольшее значение, по-видимому; имеют снижение кислотности почвы и содержания подвижного алюминия и повышение подвияньх и легкоподвижшх форм основных (элементов шгаералъного пнтения.

Таким образом, предшествующая удобреняссть только ыи-неральньки туками не снижает эффективность вновь внесенного азота и урожай культур, а органическими и минеральными • позволяет получить дополнительную прибавку урожая 10-40?.

БАЛАНС ШОВЬ ВНЕСЕННОГО А20ТА УДОБРЕНИЙ

Применение меченых азотных удобрений в мелкоделя-ночнои опыто позволило определить основные статьи баланса вновь внесенного азота. Использование всеми культурами се*-ьосборота экзогенного азота било одинаковым по фонам пред-шествупцей удобренности Контроль в ИРК и в среднем составило 295? от внесенной дозы (табл. 2). По оргаио-иинерально-му фону усвоение вновь внесенного азста было яа 4-10$ ниже. По-видимому, полученные коэффициенты использования, глав-нш образом, определяются урожайностью растений я общим выносом азота, поскольку изменение по фонам всех этих трех показателей происходит параллельно.

Закрепление шояь внесенного азота в почве, рансо но получавшей удобрений, было на 4-в£ ниже, чем в длительно удобрявшейся минеральными тунодк почве. Объясняя этот факт, кото сделать два предположения: первое - микробомасса неб

Влияние предшествующе Л удоо'реяности на баланс вновь внесенного азота, в среднем под зерновыми культурами, % от внесенного

Статьи Фон НСР05

баланса Контроль ЫРК | ЫРК+на-воз

Использовано растениями 29 29 35 2,9

Закреплено в почве (0-100 см) 50 43 53 2,6

Потери 21 28 12 2,5

удобрявшихся ранее почв обладает более еысокой скоростьо оборота, что позволяет микроорганизмам за один и тот жэ период ассимилировать больше экзогенного азота; второе - почвенный поглощающий комплекс длительно удобрявшихся почв болев насыщен катионами и К1" (Смирнов, 1982) и поэтому а меньшой степени фиксирует амлоний вновь внесенных удобрений.

Наиболее высокое закрепление азота удобрений в опыте получено по фону ЫРНчнавоз. Коэффициенты закрепления здесь были на 1-4% выше, чем по фону Контроль и на 3-125?, чем по фону ?1РК. И это понятно, поскольку систиматически получавшая органические к минеральные удобрения почва содержит большую биомассу микроорганизмов, в том числе участвующих в иммобилизации азота. Так, например, в пахотном слое почвы мелкодоляночного опыта после уборки овса микробомасса по фонам Контроль и ИРК била одинакова (390 мг/кг), а па фону ЫРК+натюз - почти на ЗС$ выла (500 мг/кг).

Наблюдения за миграцией мобильных соединений азота в почве подтвердили положение, установленное на основании ранее проведенных в регионе исследований (Гамзиков и др., 1585), о том, что потери азотных удобрений при весеннем сроке их внесения происходят только в газообразной форме, На ранее неудобрявшейся почае потери внсвь внесенного азота за счет его болев сильного закрепления были на 4—9?? яияо,

чем по фону NPK. Предшествующая удобренность органо-мине-ральными туками обеспечила минимальные потери промышленного азота (б среднем 12$) за счет нэ только более высокого закрепления почвой, но и использования растениями.

Итак, предшествующая удобренность минеральными туками не изменяет использование растениями вновь внесенного азота, но снижает его закрепление почвой и увеличивает потери. На фоне совместного применения органических и минеральных удобрений использование и закрепление возрастают, а потери снижаются.

реминемлизаци'я закрепленного азота и использование его растениями

Снижение содержания закрепленного азота удобрений происходит вследствие его поглощения растениями, газообразных потерь и миграции в нижележащие слои почвы. Поскольку осуществление всех трех путей трансформации закрепленного азота возможно только после его реминерализации, то по изменение количества закрепленного азота можно судить об интенсивности реминерализации.

По содержанию экзогенного азота в псчве мелкоделяноч-ного опыта в течение 6 лет были рассчитаны теоретические уравнения регрессии (рис. I). Уже из рисунка видно, что снижение количества закрепленного азота происходит с различной скоростью. На ]эанее неудобрявшейся почве скорость изменения содержания "N превышает таковую по другим фонам, причем в первые годы - почти в 1,5 раза.

Закрепленный азот удобрений в год внесения входит в .состав биомассы пог'веиных микроорганизмов и активной фракции леишвой органической массы почвы ( Paul , Juiaa , 1981), so есть, другими словами, метит ^N эти два пула азота. Следовательно, закрепленный ^N может характеризовать поведение не только экзогенного, ио и наиболее быстрообора-чиваемой части эндогенного азота. Рассчитанный нами по полученным денным (см. рис. I) период полуразложения суммы этих двух фракций органического азота составил 8 лет в почве фона Контроль и около 10 лет в почве фонов NPK и NPK+

15Ы, г/м2

Рис. I. Содержание закрепленного азота удобрений на фонах предшествующей удобренностн в зависимости от длительности взаимодействия с почвой

I - Контроль, 2 - ЫРК, 3 - КРК+навоз

навоз, что'также указывает на более низкую активность трансформационных процессов в систематически удобрявшихся почвах.

Ренинарализация закрепленного азота определяет его использование растениями в последействии. Следует отметить, что влияние длительного применения различных систем удобрений на действие и последействие азотных туков не совпадало. Самое высокое использование вновь внесенного азота в последействии первого года получено на неудобрявшейся ранее почве (табл. 3), По двум другим фона« коэффициенты использования были на 1,3-1,7% ниже, что обусловлено более низкой здесь скоростью реминервлизации. Величины поглощения экзогенного азота в последействии второго года полностью соответствовали таковым первого года по фонам предшествующей , удобренностн, хотя абсолютные значения были приблизительно вдвое меньме. В дальнейшем (в последействии 3-5 годов) раз-

Влияние предшествующей удобренности на последействие азотных удобрений, % от внесенного

Зон Год последейстпия

I 2 3 4 о

Контроль 4,5 2,1 ■1.6 1,3 1,0

NPK 3,2 1,7 1,4 1,2 0,9

ЫРК-ЖОВОО 2,8 1.6 1,5 1,1 0,9

лачил меаду коэффициентами использования всех трех фонов сгл*шииались, а абсолютные значения снижались в средне« с 1,5$ до 0,9% от внесенного.

Следовательно, длительное применение минеральных и ор-гано-минерзльных удобрений сникает интенсивность реминера-лвзьцгш закрепленного екаогенного азота, вследствие чего использование его растениями в послвдействии первого и второго года уменьшается.

ближе длительного применения удобрений на шутдаочвшныя цикл азота

Все процессы внутршочвенного цикла азота осуществляются гетеротрофными микроорганизмами. Последние играит роль источника н одновременно потребителя азота, а также выступает в роли катализотора трансформации азота из стабильных соединений в доступные для растений минеральные форма (Jun -ЫПБОП , Ladd , 1981; Carter, Rennie , 1982 И др.).

Запас и динамику количества биомассы микроорганизмов изучали в течение вегетационного сезона в длительном полевом опыте. Самое низкое содержание ыикробяального азота в пахотном слое получено в неудобрявяейея почве, на удобренных вариантах его запас был на 40-90 кг/га выше (табл. 4).

Темпы обновления слота микробомассы рассчитывали из отношения среднего содержания микроби&льного азота к его продукция за сезон (McQill ot ol ., 1966). Наиболее быстрого

Ечияяие длительного применения удобрений на азот минробиальной массы, кг/га

Вариант

Эапас в среднем за сезсн Число оборотов за сезон Поток азота через мик робомассу за сезон

187 0,75 140

224 0,37 83

273 . 0,32 87

32,2 - -

Контроль

ырк'

ЫРК+навоз НС?о5 -

оборачиваемым океязлся азот микроорганизмов в иеудобреиой почве. Систематическое применение как минеральных, так н сргапо-минеральнкх удобрений примерно в 2 раза замедляет скорость оборота. Поэтом/ с учг.тоя скорости оборота пото/с азота через мшсрсбоиассу за сезол в почве удобренных вариантов бил в 1,6 раза меньше, чей в варианте без удобрений. Вероятно, недостаток питательных веществ способствует быстрому исчерпала ресурсов иязнедеятельнсстя-микроорганизмов, пх ототршчга, выбросу питательных элементов в окррмисцуп ерэду, а затзм повторному нх усвоеяип. Статические я дякекичесхив показатели иикробомаеси оказывают большое влияние иа акутряпочвенный цикл азота.

Расчет параметров шугрипочванного цикла азота прове-. дек по результатам вегетационного я лабораторного опытов. При этом количественно учтемы три основных процесса впут-рппочвеяпого цикла: мяяорализатш, ыахробиальиал ассимиляция (или кшойилизгшя) п дисс-.ямиляцяя (поступление азота кз микроорганизмов пра разделении микробных клеток и прижизненном ввделеийи мвтьболягоз).

Размеры диссимиляция по фонам предшествующей удсбреи-ности в вегетационном опыте хорошо согласуются с величинами потока азота через микробпиассу ь течение вегетацпов-йоге сезона в полевом опыте: наиболее интенсивно эгот процесс происходит в поцве, рянее не удобрявшейся (табл. 5).

II

Влияние длительного применения удобрений на интенсивность процессов внутрипочвенного цикла азота в модельных опытах, Н, мг/кг-месяц

Процесс ' 1 Вегетационный ■ Лабораторный

Контроль ИРК ЫРК+ навоз Контроль ЫРК навоз

Диссимиляция 38 23 30 56 51 74

Минерализация 43 46 59 96 103 III

Иммобилизация 26 22 30 36 27 32

В лабораторном опыте без растений абсолютные значения диссимиляции были в 1,5-2,5 раза вьше и несколько иным образом зависели от предшествующей удобренности. По фонам Контроль и ЫРК диссимиляция была близкой (51-56 мг/кг> месяц), а по органо-минеральному фону - почти на 40$ больше. Вероятно, условия проведения лабораторного опыта, при которых минерализационно-иммобилизационный круговорот азота резко смещен в сторону минерализации, способствуют сильному истощению пула микробного азота. Поскольку почва фона КРН+ навоз обладает большими запасами микробиального азота, то в этил условиях здесь наблюдается и большая диссимиляция.'

Размеры микробиальнсй ассимиляции в лабораторном опыте были небольшими по фону Контроль, а в вегетационном - по фону ЫРК+навоз. В целом, по фонам предшествующей удобренности величины иммобилизации экэо- и эндогенного азота в вегетационном опыте соответствуют коэффициентам закрепления : азота удобрений в мелкоделяночном опыте (см. табл. 2 и 5). По-видиисму, в условиях полевого и вегетационного' опытов, когда соединения экзо- и эндогенного азота находятся в минеральной форме кратковременно, более значительную роль для (^(мобилизации играет количество гетеротрофной микрсбиоты. В лабораторном опыте большее значение, вероятно, приобретает скорость облета азота ыккробоиассы, поскольку в почве на протяжении всего времени проведения опыта имеется в достаточном количество минеральный азот.

Азот активной и, в меньшей степени, стабильной фракций Неживой органической массы почвы являются главным субстратом минерализации (Paul , Juma , 1981). Интенсивность общей (или брутто-) минерализации азота и в вегетационном, и в лабораторном опытах последовательно возрастала в ряду фонов предшествующей удобренности Контроль, HPK, NPK-шавоэ. Абсолютные значения общей минерализации в лабораторном опыте в связи с условиями его проведения были примерно а 2 раза вше, чем в вегетационном.

Азот микроорганизмов, поступая в активную фракция наживой органической массы, дает значительный вклад в общую минерализацию. Так, в вегетационном опыте поток азоте из микробомассы составил почти 90$ от минерализованного азота в нсудобряваейся ранее почве и около 5С$ в почвах, систематически получавших удобрения. В лабораторном опыта интенсивность диссимиляции была равна 50-67% от интенсивности общей минерализации.

Разница между брутто-минерализацией и иммобилизацией дает нетто-минерализацию. Интенсивность нетто-мичерализации, определенная как прямым способом, так и косвенным (по накоплению шшералшого азота в почве при инкубировании без удобрений, по величине А, по азоткэднерализузощей способности почвы и др.), возрастала в ряду фонов предшествующей удобренности Контроль, NFK, КРК+навоз.

Таким образом, под влиянием длительного применения удобрений формируется такой комплекс почвенных микроорганизмов, который обладает пониженной скоростью оборота aso- , та микробомассы. Азот микроорганизмов при внесении умеренных доз туков обеспечивает не менее половига минерализованного азота. Интенсивность общей и нетто-минерализацин возрастает1 при систематическом применении удобрений.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ . УДОБРЕНИЙ

Среди негативных последствий применения удобрений э условиях таежной зоны Западной Сибири va легких по игоя-

ничоскому составу почвах наиболее вероятны миграция мобильных соединений азота в никележащие спои почвы с переходом в грунтовые вода и накопление нитратов и нитритов в кормовой продукции.

( Определение содержания нитратов в почве до глубины 300 см показало, что в удобренном варианте существенное их накопление наблюдается только в верхнем 0-40 см слот (рис. 2,А). Небольшое увеличение количества нитратного азота (до 3,6 мг/кг) получено в слое 100-1*л) см. Ниже этого слоя содержание нитратного азота в удобрежоы варианте составляет 1,6-2,3 мг/кг, что лишь на 0,2-1,0 мг/кг больше, чем в варианте без удобрений.

Количество азота обменного аммония одинаково в удобренном и неудобренном вариантах по всему профилю почвы: различия не превышают I ыг/кг (рис. 2, Б). Ниже 40 см содержание азота обменного аммония незначительно в обок: вариантах - 0,8-2,4 мг/кг. Интенсивное усвоение растениями и микроорганизмами азота удобрений способствует снижению количества минеральных форм элемента в почье и предотвращает его миграцию за пределы корнеобитаемого слоя.

Накопление нитратов и нитритов в надземной биомассе культур севооборота определяли в диньагаке по основным фазам вегетации. Максимальное количество нитратов в растениях пшеницы и горохо-овсяной смеси обнаружено на удобренном ва-риенте в фазу кущения (рис. 3) . По мере роста и развития растений содержание нитратов снижается, а различия в их количестве со вариантам опыта сглаяиваитсл. Такой характер динамики нитратов получен и для других культур зернотраЕя-иого севооборота. Содержание нитратов в растениях на уровне, не превышающим предельно допустимых концентраций, обусловлено умеренными нормами внесения удобрений и оптимальным сочетанием основных элементов минерального питания.

Количество ьзота нитритов и в почве (по всему профилю), И в растениях (но всем фазам вегетации) было незначительный и не превышало 0,3 мг/кг и 0,6 мг/кг, соответственно.

Таким образом, длительное применение удобрений в умеренных дозах не приводит к миграции минеральных соединений

N-N03, ЪГ-ЫН4, «зг/кг

Ь I 2 3 4 Ь 6 1В 0 I 2 3 4 6 6

- I — 2

Ряс. 2. Влияние длительного применения удобрений на распределений а почве нитратов (А, я обменного аммония (Б) в среднем за 19В7-С9 гг.

I - вез удсбрончй, 2

июль

август

Рис. 3. Влияние длительного применения удобрений на подержание нитратов б растениях о среднем за 1937-0& гг.

I - без удобрений, г- (1Ш)б0, а - теню»,,

б - горох+овес

азота за пределк корнеобитаемзго слоя и загрязнению растительной продукции нитратами и нитритами.

шв0д1

1. В условиях таежной зоны Западной Сибири эффективность ¿новь внесенных азотных удобрений остается высокой вне зависимости от применяемой ранее системы удобрения, . обеспечивая прибавку урожая 10-505? Предшествущее систематическое применение органо-минеральных удобрений позволяет дополнительно поднять уровень продуктивности культур севооборота на 10-405?.-

2. Использование вновь внесенного азота зерновыми культурами составляет 19-35% и не зависит от предшествующей удобренности минеральными туками, но на 4-10% выше на почвах, систематически получавших органо-минеральные удобрения.

3. В дерново-аодзолистой почве при весеннем сроке вне-сенач туков закрепляется 51-60$ азота удобрений. Предшествующее применение минеральных удобрений уменьшает закрепление ьноеь внесенного азота на 4-в£, а минеральных в сочетании с органическими - повывает на 8-12$. Длительное применение удобрений снижает интенсивность реминерализации закрепленного азота, что обуславливает уменьшение использования растениями вновь внесенного азота в последействии первого и второго года.

4. Потери азота удобрений при весеннем сроке их применения происходят в газообразной форме, составляя 10-225? от внесенной дозы. Предшествующее применениэ органо-минеральных удобрений позволяет в 2 раза и более сократить потерн вновь внесенного азота.

5. Длительное применение удобрений замедляет скорость оборота биомассы микроорганизмов, однако, вне зависимости от применяемой ранее системы удобрения интенсивность потока азота из микробомассы составляет не менее половины от интенсивности общей мшерапизаши. Интенсивность брутто-

и нетто-минерализации органических соединений азота почвы последовательно возрастает s ряду фонов предшествующей удобренное»! Контроль, NFK, ЫРЯ+новоз.

16

6. Длительное систематическое применение удобрений в умеренных дозах не оказывает негативного воздействия на окружающую среду.

предложение производству

В таешой зоне Западной Сибири для получения стабильно высокой продуктивности культур оптимальной дозой минеральных удобрений является по 50-60 кг азота, фосфора и калия на гектар севооборотной площади. Совместное применение указанной нормы минеральных удобрений с органическими (30-40 т/га один раз в ротацию) позволит не только получить дополнительную прибавку урожая 20-2%, но и повысить использование вновь внесенного азота на 4-I0/S и сократить его потери на 6-IG&.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Барсуков П.А. Эффективность удобрений при систематическом применении // Тез. докл. Всес. научно-тех. конф. "Проблемы повышения плодородия почв в условиях интенсивного земледелия".- М.- 1968.- С. 72-73.

2. Барсуков П. А., Использование внове внесенного азота удобрений в аспекте предшествующей удобришости // Тез. докл. УШ Всес. съезда почвоведов. Новосибирск.- 19Ё9.- т.З.-С. 152.

3. Гамзиков Т.П., Барсуков П.А. Эффективность удобрений на основных типах почв. Дерново-подзолистые // Агрохимические свойства почв и эффективность удобрений^ Новосибирск, СО "Нзука".- 1989— С. 98-Ш.

4. Барсуков П.А. Баланс азота ( Н) и урожай ячменя при длительном применении удобрений// Тез. докл. Всес. совещ. "Проблема азота в интенсивном земледелии".-Новосибирск.- 1990.- С. 135- 136.

5. Барсуков П.А. Практические и экологические аспекта длителыюго применения удобрений (в услспиях южной тай»'» Западной Сибири) // Известия СО АН ССТ, сер. биолоптчес-кая.- 1990,- Вып. 3.- С. 109-И5.

17

6, Наумова H,ß., Барсуков JI.fi. Влияние длительного щлшеншуц* удоСрашсЗ на дал&с и деншн^у микроорганизмов I) дераово-поцзолистой почве // Известия СО АН СССР, сер, ^иолр^ческад.- 1991,- Быд, 3 (в печати), ' ( 7, Еарсуков, O.A., Наумова Н.Б, Влияние длительного применения у^обррчий на поглощение вновь внесенного ааота растениями и микроорганизмами // Антропогенез и погзооб-рьзоьание; структурно-функциона^ьша аспекты.- Новесибир£В| 00 "HajrKö",- 1991 (я печати).