Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние ингибиторов нитрификации на эффективность, баланс азота удобрений и накопление нитратов в овощной и кормовой продукции

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние ингибиторов нитрификации на эффективность, баланс азота удобрений и накопление нитратов в овощной и кормовой продукции"

рг* Ой

„МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА V ¿- И] ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи ВАНИ ДЖАВАИД АХМЕД

УДК 631.84 631.461.3 : 635.1/.8+633.255 : 546.175

ВЛИЯНИЕ ИНГИБИТОРОВ НИТРИФИКАЦИИ

НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ, БАЛАНС АЗОТА УДОБРЕНИЙ И НАКОПЛЕНИЕ НИТРАТОВ В ОВОЩНОЙ И КОРМОВОЙ ПРОДУКЦИИ

Специальность 06,01.04.— агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1993

Диссертационная работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор Э. А. Муравин.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Л. М. Державин, кандидат сельскохозяйственных наук Ш. И. Литвак.

Ведущее предприятие — Институт почвоведения и фотосинтеза (ИПФС) РАН Пущино-на-Оке.

Защита диссертации состоится « » ....

1993 г. в «/^ » час. на заседании специализированного совета К 120.35.01 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, Тимирязевская ул., 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан . . ¿/¿Ф^. . . . 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат биологических наук - -

М. В. Вильяме

ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В интенсификации сельского хозяйства важное значение имеет использование минеральных удобрений. Решающая роль 6 увеличении производства разнообразной растениеводческой продукции, пищевого и кормового белка, сохранении плодородия почвы принадлежит азотным удобрениям. В то же время неправильное их применение маиет вызывать ухудшение структуры и качества урожая, экологической ситуации. В среднем 20-30$ внесенного дорогостоящего азота удобрений теряется из почвы в газообразной форме вследствие денитрификации, а также вымывания нитратов. Избыточное накопление нитратов в растениях, особенно в овощах и кормах, и загрязнение ими природных вод, а также атмосферы - закисью азота представляет серьезную потенциальную угрозу. Очевидно, что проблема рационального, ресурсо- и энергосберегающего, экологически безопасного применения азотных удобрений весьма актуальна как для развитых, гак и развиващихся стран.

В практике мирового сельского хозяйства уже нашло широкой применение новое средство химизации земледелия - ингибиторы нитрификации, используемые для снижения потерь и повышения эффективности азота удобрений, а также в природоохранных целях. В России организовано производство опытных партий перспективных ингибиторов нитрификации и модифицированной ими мочевины. В Индии идет поиск ингибиторов естественного происхождения и испытание разнообразных зарубежных препаратов.

Дель и задачи исследований. Основной целью наших исследований являлось научное обоснование приема снижения потерь и повышения эффективности азота удобрений с помощью ингибиторов нитрификации., позволяющих также ограничить накопление нитратов в растениях,'в том числе овощной, и кормовой продукции.

Основными задачами исследований являлись:

- изучение влияния ингибиторов нитрификации 1-карбамоил--3(5)-метилпира39ла(Ш1), метилпиразола (МП) и дициандиамида(ДЦ, на превращение в почве и баланс азота удобрений, урожай и содер кание нитратов в салатной продукции пекинской капусты;

- сравнение действия химических ингибиторов нитрификации

и препарата естественного происхождения " Keera cake " на нитрификацию в почве, потребление азота растениями, урожай и накопле-яие нитратов в салатной продукции;

- сравнительная оценка эффективности обычной и модифицированной ингибиторами нитрификации КШ и АТГ (4-амино-1,2,4-триа-зол) мочевины при выращивании кукурузы на зеленую массу.

Научная новизна. О применением ^N количественно охарактеризовало влияние ингибиторов нитрификации на потребление пекинской капустой азота почвы и удобрений, баланс азота удобрений в системе "почва-растение". Установлена возможность с помощью ингибиторов нитрификации значительно снизить потери азота аммонийного удобрения и ограничить накопление нитратов в скороспелой овощной культуре. Впервые дана сравнительная оценка действия перспективных химических ингибиторов, а также индийского препарата растительного происхождения Нева «акв на нитрификацию в почве, урожай пекинской капусты и накопление нитратов в салатной продукции. Показано отсутствие негативного действия ингибиторов на рост и развитие пекинской капусты, а также испод: зование растениями почвенного азота. Впервые изучено влияние ингибиторов нитрификации на содержание широкого спектра макро- и микроэлементов в растениях. ' '.

Получены новые экспериментальные данные о сравнительной' эффективности обычной и модифицированной ингибиторами нитрифика-

_ о _ . * •

ции гранулированной мочевины при выращивании кукурузы на зеленую массу в полевых условиях на серой лесной почве.

Практическая значимость. Результаты исследований позволяют рекомендовать дальнейшее испытание изучавшихся ингибиторов нитрификации на основе метилпиразола и дициандиамида не только для уменьшения потерь и повышения эффективности азота аммонийных и амидных удобрений, но и снижения содержания нитратов в скороспелых овощных культурах (при этом в получаемой продукции не ожидается накопления остаточных количеств этих ингибиторов). Установлена высокая эффективность применения модифицированной КМЛ мочевины и ее преимущество перед обычной формой удобрения по влиянию на урожай зеленой массы кукурузы и потребление азота растениями.

Результаты исследований использованы при определении перспективного ассортимента ингибиторов нитрификации и модифицированных ими азотных удобрений, а также разработке рекомендаций по их применению.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Ж Всесоюзной конференции по биологической роли микроэлементов и юс применению в сельском хозяйстве и медицине (Самарканд, 1990), ежегодно на заседаниях кафедры агрономической и биологической химии ТС1А и на научных конференциях ТСХА. (1989 и 1992 гг.).

Основные положения диссертации отражены в 2 опубликованных работах и рукописи, сданной на депонирование.

рбъем работы. Диссертационная работа изложена на /¿4 страницах машинописного текста и включает кромэ введения, 4 главы обзора литературы, 3 главы экспериментальной части, 20 таблиц, 8 рисунков, выводы, рекомендации прочззодству, список использованной литературы, /¿Г~ ст'рашщ приложений. Список литературы представлен 326 яаименованиями, в том числе' 203 на русском языке.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОБОДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ■ Опыты с пекинской капустой (опыты № 1-4, -£988-1990 гг.) проводили в вегетационном домике кафедры агрохимии ТСХА на относительно хорошоокультуренной дерново-подзолистой среднесуглинис-той почве. В опытах № 1-0 изучали влияние постоянной дозы азота в форма сульфата аммония и кальциевой селитры, а также ингибиторов нитрификации ДЦД и КМП яа урожай и накопление нитратов в салатной продукции, баланс меченного ^Ы" азота удобрений. При это в опыте № 3 азотные удобрения и ингибиторы нитрификации вносили повторно на следующий год в сосуды с почвой соответствующих вариантов опыта J6 2. В опыте № 4 изучали влияние .ингибиторов нитрификации яа урожайность и накопление нитратов в салатной продуй ции при удобрении пекинской капусты только сульфатом аммония.

Доза азотных удобрений, вносившихся до посева по фону РК (75 мг Р205/кг почвы в виде простого суперфосфата, 300 мг KgO/кг почвы - сульфата калия), во всех вегетационных опытах составляла 150 мг Ы/кг почвы. Ингибиторы нитрификации ДЦД и КМП применяли в дозах соответственно 10 и 255 от азота удобрений, а по фону РК , - в эквивалентных количествах.

Опыт № 5 был проведен в IS9I г. на серой лесной средаесу-глияистой почве. Схема опыта предусматривала сравнительную оценку тех же химических ингибиторов нитрификации, а также жидкого ' метиллиразола (МП) и препарата естественного происхождения Леев сак» при применении с сульфатом аммония в дозе 150 мг N/кг почвы и по фону РК. Дозы ингибиторов ДЦД, КМП, МП и Не em cake составляли соответственно 10, 2, 2 и 50$-от азота удобрения. -Емкость сосудов типа Вагнера 4,5-5 кг абс, сухой почвы, В сосуде выращивали по 5 растений пекинской капусты. Иовторность опытов при закладке 4-3-кратная, при учете урожая - 4-кратная,

в том числе с меченКрми удобрениями (исходное обогащение около 20 'ат% КМ) 2_Кратная. Уборку урожая салатной продукции про, водили в фазе 8-9 настоящих листьев через 36-40 дней после по-оева. ' ■

' Полевые опыты с кукурузой на зеленую массу проводили в 19У9-19Э0 гг. в учхозе "Дружба" Переяславского района Ярославской области. Почва опытного участка - серая лесная среднесу-глинистая слабосмнтая на покровном лесовидном суглинке. Доза азота в форме обычной гранулированной и модифицированной ингибиторами нитрификации KM1I и АТГ мочевины (применявшейся по хозяйственному фону Р120%0 в 1989 г* и ^80^100 в 1990 составляла 100 кг М/га. В варианте без внесения азота применяли чистый порошковидный препарат КМП в дозе 2 кг д.в./га, т.е. в ко-■личестве, эквивалентном содержанию ингибиторов в составе модифицированной мочевины, Способ посева кукурузы рядовой пунктирный (70x15 см), агротехника зональная. Площадь опытных делянок 100 t?, учетных в 1989 г, - 51 jv£ -и в 1990 г. - 47,6 Повтор-носгь опытов 4-кратная. Способ учета урожая сплошной. Уборку проводили в фазе молочно-восковой спелости зерна кукурузы.

Агрохимический анализ почв перед.закладкой опытов проводили общепринятыми методами. Содержание аммонийного азота и нитратного азота после ^восстановления до аммония во всех опытах определяли в свежих почвенных образцах' на макроадпарате Къель-даля,.общего азота в почве и растениях - микрометодом Къельдаля после сжигания с фенолсерной кислотой. Определение изотопного состава азота почвенных и растительных образцов из вегетационных опытов с ^И проводили йосле соответствующей подготовки >. цроб' на мас'с-опектрометре МИ-1305, Содержание нитратов в свежих растительных образцах пекинской капусты' и кукурузы опреде-

''" ' 1 - о -

ляли потенциоматрически о использованием ион-селективных электродов, фосфор и калий - общепринятыми методами после мокрого озоления, а элементный состав пекинской капусты на атомно-абсор ционяом спектрофотометре PC-7I0Q после оухого озоления. Для оценки качества зеленой ыаооы кукурузы определяли содержание влага и абсолютно сухого вещества, а в воздушно сухом растительной материале - содержание сирой клетчатки по Кюршнеру и Ганеку сыроб голы весовым методом, сырого жира - методой обезжиренного оотатка. Остаточные количества метилпиразола (основного метаболита ингибитора нитрификации КМП) в сыром растительном материал! определяли методом тонкослойной хроматографии на кафедре химических средств защиты растений ТСХА.

Математическую обработку урожайных данных воех опытов проя: водили методом дисперсионного анализа (Дооцехов В.А., 1975) о использованием электронно-вычислительной техники.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Z. Продуктивность г химический состав пекинской капусты, баланс азота удобрений в системе "почва-растение" ори применении ингибиторов нитрификации

I.I. Урожай пекинский капусты и потребление раотениями азота почвы и удобрений

При удобрении сульфатом аммония сырая маоса растений на дер ново-подзолистой почве возрастала по сравнению о фоновым вариантов PK в опытах I, 2, 4, соответственно в 2,0; 2,8; 1,4 рааа, а ъ опнтв Ü 3 при повторном внесении этого азотного удобрения -в 5,5 раза (табл.I). Удобрение кальциевой селитрой во воех опыта обеспечивало такой же уровень урожая салатной продукции, как и равная доза азота в форме сульфата аммония (табл.1Ь

В наших опытах при дозе азота 150 мг/кг почвы применение ингибиторов нитрификации существенно не сказалось на урожае са-

' - б ' \ У . Г.: '

латвой продукции (только в опыте Г при удобрении сульфатом аммония установлено достоверное увеличение урожая). Внесение ингибиторов нитрификации ДЩ и КМП на фоне РК приводило в опытах I, 2 и 4 к достоверному повышению урожая за счет лучшего использования растениями почвенного азота (табл. I, 2).

Таблица I

Влияние азотных удобрений и ингибиторов нитрификации на урожай салатной продукции, г сырого вещества/сосуд

Варианты опытов | Год проведения и Л опыта

! 1988, ¡№1 1 ! ! 1989, Л 2 I I 1 1990, ! А 3 { 1890, А 4

Р75*300 " 71 139 34 218

Фон + ДЦД 99 155 58 275

Фон + КМП 82 178 38 249

Фон + На^5о 144 389 184 311

Фон + Ыа 150 + ДЦЦ 163 406 177 333

Фон + На 150 + КМП 166 383 176 338

Фон + Нскц 150 145 372 175 -

Фон + Мокц 150 + ОТ 147 372 186 -

Фон + Ыскц 150 +■ КШ 146 355 183 - .

. нср05 II 21 27 34

Применение азотных удобрений во всех опытах вызывало значительное возрастание общих размеров потребления азота растениями. Внеовние азотных удобрений способствовало увеличению использования растениями азога почвы, причем аммонийная форма удобрения - в большей степени, чем нитратная. Долевое участие почвенного азота в общем выносе азота о урожаем в вариантах НРК составляло 41-59$ (табл.2).

Под действием ингибиторов нитрификации'во всех опытах увеличились общие размеры потребления азота пекинской капустой,

Таблица 2

Потребление растениями азота почвы к удобрений в зависимости от применения ингибиторов нитрификации

Варианты опытов

¡Маоса |Использовано раотениями азота

¡пасте- ! .. - ... ... ■■ --——--

:мечено-¡немеченого

,07Я " I ¡оооуд I |Нооа !сосуд

р75%00 - 408

воя + ЛДД

Фон 4- КМП

Фон + Ыа 150

Фон + На 150 + Ш

Фон + Ка 150 + КШ

Фон + Ыскц 150

Фон + Ыокц 150+Ш Фон + Ыокц 150+КМП

6.2 1Г,5

Л£

13Д

ШД

27.3

Едв

29,5 Ш*

27,7

9.9 24,2

шГ 26,^

ш.

24.4

2& 97

163 158.

1§й 137

ш 688

ш 806

788

Ш

694

Ш

750

Ш 719

97

- ш

158

' - . Ш 137

ш ш.

319 369

272 284

362 444

290 244

382 406

222 Ж

397 297

247 200 408 342

242 Ш 408 ЗИ

.100-

1Ш -100

Ш -100

,54 272

й Ш

55 347

43 Ш

61 309

• Л" -Ш

43 200 Ш

46 245

& \-JSL

43 214

Примечание. Числитель - опыт X I, знаменатель - опыт № 2. :

удобрявшейся сульфатом аммония. Это происходило .не только вследствие увеличения использования ими меченого азота удобрения, во и дополнительного потребления немеченого азота, особенно в варианте с Щ1Д (табл.2). От применения КМП.при внесении кальциевой селитры не обнаружено существенных изменений в размерах

потребления пекияскоЛ капустой немеченого азота почва и меченого азота удобрения. В го же время в вариантах совместного применения 'ДЦД о кальциевой селитрой, как и в случае с сульфатом аммония, потребление раотениями немеченого азота оказалось выше, чем в вариантах без ингибиторов и селитры о КМП (табл.2). Это пожат быть следствием не только лучшего использования азота почвы, но и азота самого дициаядиамида, который после его минерализации до аммония способен усваиваться так же, как азот удобрения.

При повторном внесении азотных удобрений й ингибиторов нитрификации (опыт Л 3) наблюдалась та же картина.

25

1.2. Баланс меченного N азота удобрений в'сиотеме "почва-раогениэ" при использовании ингибиторов нитрификации

В большинстве наших опытов использование растениями меченого азота сульфата аммония и кальциевой селитры было близким [табл.3). Количество оставшегося в почве после уборки урожая азо-га сульфата аммония (преимущественно в органической форме) было ниге (на 9-1В% от внесенного), а потерь - соответственно ниже, 1ем азота кальциевой селитры.

Торможение нитрификации изучавшимися ингибиторами обеопечи-ало временную консервацию аммонийного азота удобрения а почве : ограничивало, газообразные потери в ходе нитрификации и денитри-икадйи, происходящие, как известно, наиболее интенсивно в перце 1-2 недели после внеоения удобрения. При этом под действием нгибиторов усиливалась иммобилизация азота сульфата аммония и ескояько возрастало использование его растениями. При повторном аёсении влияние ингибиторов нитрификации (в опыте Л 3) на потери зота сульфата аммония не снижалось.

ДЭД и КМП в равной мере уменьшали газообразные потери азота

сульфата аммония о 24# до 13% в опыте I и с 33% до 25-26$ в опыте 2 , а при повторном, внесении азотных удобрений и ингибиторов в опыте 3-е 12% до, 30-32£ (табл.3). В среднем по опытам снижение потерь азота сульфата аммония под действием ингибиторов нитрификации составило 10% от внесенного количества.

Таблица 3

Влияние ингибиторов нитрификации на баланс меченного азота удобрений, % от внесенного количества

Варианты опытов {Использовано 1 [растениями [ Осталось 1 в почве Г Потери I

Фон + Ыа150 21 32 & 26 Ш 42

Фон + На150 + ОТ 36 52 1а 32

Фон + Иа150 + КМП 39 38 ¿8 32 Ш . 30

фон + Ыскц150 32 32 25. 17 за 51

Фон + Ыокц + дад 33 36 22 16 ш 48

Фон + Ыокц +■ КМП 32 ' 35 . 2519 аа . 46

Примечание. Числитель р опыт № I, знаменатель - опыт3.

. " | ' Существенных изменений в размерах потерь азота кальциевой

селитры, а также использования растениями меченого азота этого удобрения от применения ингибиторов нитрификации/как правило, не происходило (табл.3).

1.3. Накопление нитратов в салатной продукции и элементный состав растений в зависимости от условий азотного питания и применения ингибиторов нитрификации

В салатной продукции пекинской капусты, выращенной без внесения азота, содержание нитратов колебалось в интервале 310-1160 мг/кг сырой массы. При оптимальном для формирования салатной продукции уровне азотного питания 150 мг/кг почвы в растениях накапливались большие количества нитратов - от 1000 до 4000 мг/кг сырой массы (табл.4) в зависимости от складывающихся в течение вегетации погодных условий. Более высокая концентрация нитратов в пекинской капусте в опыте К I (1988 г.) явилась следствием пониженных температур и меньшей продолжительности солнечного сияния за вегетацию. В большинстве наших и проведенных ранее (Куд-ряшова, 1987) опытов с пекинской капустой форма внесенного до"посева азотного удобрения не являлась фактором, определяющим содержание нитратов в растениях, очевидно, вследствие достаточно интенсивной нитрификации в почве.

Применение ингибиторов активно тормозило нитрификацию минерализованного почвенного и внесенного аммонийного азота на протяжении относительно короткого периода вегетации опытной культура. Это и позволило о помощью,ингибиторов нитрификации при удобрении сульфатом аммония ограничить накопление нитратов в салатной продукции при одновременном повышении содержания общего азота в растениях. В опыте № I 1988 г. использование ДЦЦ и КМП дало возможность снизить содержание нитратов в салатной продукции в 1,3-1,4 раза до допустимого уровня (регламентированного для зеленных ово-.щей защищенного грунта в 3000 мг/кг сырой массы). В опытах № 2-4 применение Д1Д при удобрении пекинской капусты сульфатом аммония обеспечивало снижение концентрации нитратов в сметной продукции

в вредней в 1,8 раза, а КМП - в 2,0 раза (табл.4). Значительное уменьшение концентрации'нитратов в растениях под действием ингибит ров нитрификации (почти в 2 раза) проявлялось и в вариантах без азотных удобрений в опыте * 4. *

Внесение ингибиторов нитрификации ври удобрении пекинской капусты кальциевой селитрой не влияло на аккумуляцию нитратов в растениях (табл.4).

В салатной продукции пекинской капусты нами не найдены остатки метилпиразола - основного метаболита ингибитора нитрификации КМП (предел обнаружения использовавшимся методом тонкослойной хроматографии 0,04 иг/кг сырой массы). Что касается дициандаамвда, то хорошо известно, что в почве он относительно быстро деградирует о образованием безвредных продуктов (С02, Н2О, аммония).

Таблица 4

Влияние азотных удобрений и ингибиторов нитрификации на ■ содержание нитратов в салатной продукции, мг НО^/кг сырой массы .

Варианты опытов

Опыт I

Опыт 2

Опыт 3 I Опыт 4

р75%)0 " . 310 584 760 П60

фон + ДЦД 300 495 "650 610

Фон + КМП 290 314 . 560 ^40

Фон + NaI50 3850 III5 2120 ' 2080

Фон + Ыа150 + ТО ; 2930 ' 925 880 ' 1230 :

«он + Ка150 + КМП ' .2850 1000 : ; . 660 \ ИЗО -

фон + Ыскц^О ' 3950 1760 . 2240 <'. ■. - ■ : .

Фон + Ыокц150 + ДЦД , 3950 I77Ö 2230 ■ . . ; - . .

Фон + Кскц150 +.КМП 3900 1770 - .2340 '.'•./-.v'V

Форма внесенного до пооева азота сказалась на содержании вольных элементов в салатной продукции пекинской. капусты. При ■ удобрении кальциевой селитрой в растениях была выше концентрация

фосфора, калия, кальция, ыагвия, меди я меньше - концентрация цинка, чем при удобрении сульфатом аммония. Стабилизация в почве аммоний-нога азота сульфата аммония под действием ингибиторов нитрификации вызывала повышение относительного содержания калия в растениях и онкжеяие концентрации кальция, а также железа и марганца. Закономерных изменений в относительном содержании других изучавшихся зольных элементов (Li , ст , со , Hl , cd , и ) в. салатной продукции от формы азотного удобрения и ингибиторов нитрификации не установлено.

1.4. Сравнительное действие химических ингибиторов

нитрификации и препарата естественного происхождения яа урожай и накопление нитратов в салатной продукции

Быоокая стоимость химических ингибиторов нитрификации и ограниченные возможности их собственного производства вызывали в раз-виваодихоя странах интенсивный поиск препаратов естественного происхождения. В настоящее время в Индии в качестве ингибиторов нитрификации попользуются размолотые семена деревьев Azadirachta indtke<местное название "Паеа "), а также экстракты иа них и шшх после извлечения непищевых масел.

В опыте Ä 5 о пекинской капустой на серой лесной почве внесение ингибиторов нитрификации Щ1, мл, дцд яа фоне PK усиливало азотное питание растений и приводило к достоверному увеличению урожая салатной продукции, но сбор сухого вещества возрастал только в варианте с ДЦД. От применения н«е» сак* без азота урожая не изменился (табх.5).

Внесение сульфата аммония привело к достоверному увеличению онрой массн декинокой капусты. Действие его на накопление сухого вещества растений было выражено значительно слабее« чем в опытах на дерново-подзолйстой почве,.очевидно, вследствие более высокого исходного содержания доступного для'рас тений азота в серой лесной

' '' ' ''v- 13 -

почве. Однако внесение сульфата аммония резко повышало концентрацию азота в растениях и вынос его с урожаем салатной продукции. От применения всех ингибиторов нитрификации, кроме КМП, на фоне полного удобрения проявлялась тенденция к увеличению сырой массы капусты и сбор сухого вещества достоверно возрастал только от внесения ДВД (табл.5).

Таблица 5

Урожайность пекинской капусты, содержание нитратов и общего азота в салатной продукции

Варианты опытов

J Урожай

j г. сырого j г. абсолют-¡вещества!но сухого | |вещества

Т

Содержание гг

'нитратов' общего азо-!мг/кг ! та, % на !ошюй ! абс.сухое IggBgS { вещество

Р75%Х> ~ фон 151 8,9 1400 1,30

Фон + КМП 176 9,5 1320 1,50

Фон + МП- 175 9,3 1360 1,70

Фон + ДЦД 174 11,3 ■ 1250 1,80

Фон + Neem cake 164 8,7 1140 1,70

Фон + Ка150 174 10,8 1500 2,90

Фон + На150 + КМП 172 11,1 990 . 3,40

Фон + Ыа150 + МП 188 IIД 900 3,50

Фон + Ыа150 + ДЦД 191 12,1 920 3,95

Фон + На150 + Не ей cake 194 11,5 980 3,87

нср05 20 1,2

Наблюдения за изменением содержания минеральных соединений азота в почве под влиянием метилпиразола и "ееи сака на протяжении вегетации опытной культуры выявили торможение нитрификации в течение первых 3-4 педель. При этом МП обладал большей способностью к подавлению нитрификации, чем ffeem cake. Под действием

Neem cake в начале опыта наблюдалось снижение не только количества нитратов, но и су жирного содержания минеральных соединений азота в почве, что может быть связано либо с торможением минера-

лизации почвенного азота, либо с усилением процесса биологичеокой иммобилизации внесенного азота удобрения. Коэффициент использования растениями азота сульфата аммония, рассчитанный разностным методом, увеличивался под влиянием ингибиторов нитрификации на 10-20% (от внесенного количества)'.

Использование изучавшихся ингибиторов дало возможность снизить концентрацию нитратов в салатной продукции в 1,5-1,6 раза (табл.5). От применения ингибиторов нитрификации на фоне сульфата аммония отмечалось повышение концентрации калия в растениях, а относительное содержание фосфора существенно не изменялось.

2. Сравнительная эффективность обычной и модифицированной ингибиторами нитрификации мочевины при выращивании кукурузы на зеленую массу

2.Х. Динамика минеральных соединений азота в почве в период вегетации кукурузы

Наблюдения за динамикой минеральных соединений азота в почве под раотениями в полевых опытах с кукурузой показали, что ингибитор нитрификации КМП при внесении как отдельно без азота, так и в составе модифицированной мочевины, тормозил нитрификацию в течение 30-45 дней, в дальнейшем степень ингибирутацего действия уменьшалась, Через 1-1,5 изо. после закладки опытов (1-й срок отбора проб) внесение КМП по фоофорно-калийноцу фону приводило к увеличению содержания аммонийного азота в почве в оба года исследований в 1,5 раза (рис.1.2). Содержание■аммонийного азота в вариантах о мочевиной, модифицированной КМП, было в эти сроки соответственно в 1989 г. и 1990г.в 3,1 и 1,2 раза большим, чем при внесении обычной мочевины, что создавало предпосылки для снижения потерь азота, обеспечивало сохранение большего количества минерального азота а почве до начала интенсивного потребления азота кукурузой (рис.1, 2).

100908в-7080 5040-] 30 ; 20 § ло \ о

мг/кг

ш

I

I

1 2 3 4 5

20 июня

Щ

12 3 4 5 12 июля

«

I

1 2 34 5

24 августа

1

3

ш

1

I

I

Л

12 3 45 12345 .1 2345 Варианты 6 июня 7 июля 7 августа ^еления

а

Н-НН,

Рис. 1.2 Изменение- содержания минеральных соединений азота в почве в течение вегетации'кукурузы

1, 2, 3, 4, 5. — соответствующие варианты опытов

11 N-N0, А-1989год 1-1990 год

Активное торшжение нитрификации в почве в вариантах о применением иочевшш, модифицированной АТГ, наблюдалось лишь в 1989 году.

2.2. Действие ингибиторов нитрификации и модифицированных ■ . ими азотных удобрений на урожай.и выноо основных элементов питания кукурузой

Применение обычдой гранулированной мочевины в дозе 100 кг/га усиливало рост и накопление сухого вещества растений, обеспечило получение прибавок урожая зеленой массы 106 ц/га в 1989 г.. и 120 ц/га в 1990 т. или 20-2356 по отношению к фону РК С табл. 6, 7).

Таблица 6

Урожай зеленой массы кукурузы (ц/га)

Варианты опытов { 1989 г. { 1990 г. ! В среднем t за два года

РК - фон 426 . 516 471

ФОН + кмп 461 541 496

Фон + N„100 , 532 636 584

фон + Ым о КМП 606 713 660

Фон + Нм с АТГ 584 : 656 620

50 51

От внесения модифицированной мочевины урожай зеленой массы кукурузы возроо яа 42Я (108 ц/га) в 1989 г. и на 38$ (197 ц/га) в 1990 г. по сравнению о фоном РК и был вше соответственно на 14% (74 ц/га) в 1989 г. н на 12% (77 ц/га) в 1990 г., чем от обычной мочевин». При этом коэффициент использования кукурузой азота удобрения, paoсчитанный разностным методом, в среднем за 2 года увеличился под, действием ингибитора нитрификации на 1Ъ% и составил 59-62^ от внесенного количества. Положительное действие АТГ в составе мочевины на потребление азота растениями и прэ-

дуктивность кукурузы было менее стабильным - в 1989 г. получена достоверная прибавка урожая, а в 1990 г. наблюдалась лишь тенденция в его увеличению (табл.6, 7).

Таблица 7

Сбор сухого вещества кукурузы и потребление растениями азота

Варианта опытов

Сбор сухого

В1

'га

Содержание азота в растениях

на абс. { •сухое веще-! |ство {

кг/га

| Коэффициент } использования -} азота^удобре-

Г

Опыт 1989 года

РК - фон 62,9 0,96 60,4 -

Фон + ЮШ 73,7 0,97 71,5 -

«он + N„100 86,7 1,27 110,2 50

Фон + Ым с КШ" 96,3 1,27 122,2 62

Фон + Ым с АТГ 95,1 1,36 129,3 69

Опыт 1990 года

РК - фон 61.1 1,12 68,4 -

Фон + КМП 65,7 1,26 82,8

Фон + Ым100 75,5 1,43' 108,0 40

Фон + Ым с КМП 86,3 1,47 126,9 59

Фон + Ым с АТГ . 79,2 1,47 113,3 ; .'45'

При внесении КШ по фону РК проявлялась тенденция к повышению урожая зеленой массы и увеличению.потребления кукурузой почвенного азота в оба года исследований. Последнее связано как с изменением сбора сухого вещества, так и с повышением концентрации азота в растениях. При внесении модифицированной КШ мочевины вынос азота кукурузой возрос вследствие увеличения накопления сухого вещества при практически неизменной концентрации азота в растениях кукурузы (табл.7).

Относительное содержание фосфора в кукурузе в вариантах с обычной и модифицированной ингибиторами мочевиной существенно не

разлеталось, а калия - било вше при введении КЫП и АТГ в состав удобрения. Это в сочетании с изменениями в накоплении оухого вещества растений под действием ингибиторов вызывало соответствующее увеличение размеров выноса фосфора и калия с урожаем.

2.3. Качество урожая в зависимости от применения обычной и модифицированной ингибиторами нитрификации мочовины

Относительное содержание оухого вещества в кукурузе на зеленую массу под действием мочевины и ингибиторов нитрификации КМП и АТГ изменялооь в небольших пределах (15,8-16,3 в 1989 г. и 11,812,1% в 1990 г.) в оба года исследований (табл.8).

Таблица 8

Химический состав зеленой массы кукурузы

1 Сухое ¡Сырой {Сырая {Сырой {Сырая {Нитраты,

веще- белок |клет- } жир зола {мг/кг

опытов - _!чатка1 1_

! ^ ! ^ пв яЛп - мтло "ПОПТОЛЧ»ИЛ •

РК - фон ISJL II.8 йМ 7,00 30.0 27,5 2.60 3,00 5.18 6,71 4Q 45

Фон * Ш ШЛ 12,1 ^7,88 ШЛ 28,3 2.60 3,00 sLSZ 6,63 Z£ 70

Фон + НцХОО 16,3 11,9 1 LM. 8,94 28,0 26,3 2,40 2,80 4,96 5,84 126 165

Фон + Ым о' НШ 12,1 2,69 9,19 27.7 24,9 2.90 2,60 6,22 Ш 180

Фон + Км о АТГ 12,0 7.85 8,94 28.0 27,7 2.70 2,90 6,37 138 145 ,

Примечание, Числитель - опыт 1989 г., знаменатель - 1990 г.

При внесении мочевины содержание сырого белка в раотениях увеличивалось о 6,0 до 7,94 в 1989 году и о 7,00 до 8,94£ в 1990 году. Под действием КМП.в ооставе модифицированной мочевины содержание сырого белка существенно не изменялось-(табл.8), Захо-

номерных изменений в содержании клетчатки, жира, золы в кукурузе под действием мочевины и ингибиторов нитрификации в составе удобрения не установлено (табл.8). '

Одним из основных показателей качества кормов является содержание нитратов. В вариантах без внесения азота концентрация нитратов в зеленой массе кукурузы составляла 40-75 мг/кг сырой масон, а в вариантах с азотными удобрениями колебалась от 126 до 180 мг/кг, т. есть не превышала установленного уровня ЮТ (500 мг/кг). Применение ингибиторов нитрификации и модифицированной ими мочевины практически не сказалось на содержании нитратов в урожае.

При уборке в фазу ыолочно-восковой спелости зерна кукурузы оотагочяых количеств основного метаболита ингибитора КМП - метил-пиразола в растениях не обнаружено.

ВЫВОДЫ

1. Применение азотных удобрений значительно усиливало рост

и повышало урожай салатной продукции пекинской капусты на дерново-подзолистой почве, при этом резко возрастало содержание нитратов в растениях (до 1-4 тыс.мг'НОз/кг сырой массы), особенно в условиях пониженных температур и недостаточной инсоляции в течение вегетации. Урожай и концентрация нитратов в салатной продукции -практически не зависели от формы азотных удобрений, внесенных до посева в почву с повышенной нитрификационной способностью,

2. Коэффициенты использования пекинской капустой меченого азота сульфата аммония и кальциевой селитры были одинаковы,(32^ от внесенного в дозе 150 мг/кг почвы в среднем по 3 опытам б

8 то время как размеры закрепления в почве азота сульфата аммония - на 10% больше, а газообразных потерь - соответственно меньше, чем азота кальциевой селитры. Применение азотных удобрений повышает использование растениями азота почвы.

3. Применение ингибиторов нитрификации ДОЦ и НМЛ в дозах соответственно 10 и 255 от азота сульфата аммония обеспечивало снижение потерь азота удобрения на 7-12% от внесенного количества при одновременном увеличении размеров его использования растениями и закрепления в почве. Потребление растениями азота почвы

под действием ингибиторов нитрификации не снижается, а в вариантах без азотных удобрений имеет стабильную тенденцию к возрастанию.

4. Внесение ингибиторов нитрификации при достаточно высоком уровне азотного питания в условиях вегетационных опытов существенно не сказалось на урожае пекинской капусты, но при удобрении сульфатом аммония обеспечивало преимущественно аммонийное питание растений в течение вегетации и ограничивало накопление нитратов в салатной продукции в среднем по 5 опытам в 1,8 раза. По действию на содержание, нитратов в растениях при уборке в фазу 8-9 настоящих листьев изучавшиеся ингибиторы ДЦЦ, КШ и МП были равноценны.

5. Индийский препарат Не«т саке растительного происхождения в рекомендуемой дозе 50& от азота сульфата аммония обладал менее активным, но более продолжительным торможением нитрификации в серой лесной почве, чем ингибиторы нитрификации на основе метилпиразола. Под влиянием неет саке уменьшалось суммарное количество минерального азота в почве под растениями. По действию на содержание нитратов в салатной продукции Неет саке был равноценен химическим препаратам.

6. Элементный состав растений пекинской капусты, удобрявшихся кальциевой селитрой, практически не изменялся при использовании ингибиторов нитрификации. Стабилизация в почве аммонийного азота сульфата аммония под действием ингибиторов нитрификации вызывала увеличение концентрации азота и калия в растениях

и снижение относительного содержания кальция, железа и марганца; других изменений.в концентрации изучавшихся элементов, в том числе тяжелых металлов, от ингибиторов не установлено.

7. В полевых опытах с кукурузой применение гранулированной мочевины в дозе 100 кг Ы/га улучшало рост и развитие растений, обеспечивало в среднем за 2 года повышение урожая зеленой массы

с 471 до 584 и/г&, или на 23% по сравнению с фоном РК и способствовало увеличение содержания сырого протеина в растениях. Коэффициент использования кукурузой азота мочевины, рассчитанный разностным методом, составил АЬ% от внесенного количества.

8. Ингибиторы нитрификации, вносившиеся как на фоне РК, так и в составе мочевины, тормозили нитрификацию на протяжении 1-1,5 мес., обеспечивали сохранение в почве большего количества внесенного минерализованного и почвенного аммония до начала интенсивного потребления азота кукурузой. При внесении мочевины, модифицированной КШ, урожай зеленой массы составил в среднем

за 2 года 660 ц/га и оказался на 12-14% выше, чем при удобрении обычной мочевиной. Коэффициент использования кукурузой азота мочевины, рассчитанный разностным методом, возрос от введения КШ на 16%.

9. Усиление азотного питания и повышение урожая кукурузы под действием ингибиторов нитрификации вызывало увеличение выноса фосфора и калия растениями. Внесение ингибиторов нитрификации без азота в почву или в составе модифицированной мочевины практически не сказалось на основных показателях качества зеленой массы кукурузы. Содержание нитратов в ней сохранилось на уровне ниже установленной ЦЦК.

10. При применении ингибиторов нитрификации на основе метил-пиразола ( КШ и Ш в дозах 2% от азота удобрений ) остаточ-

ныв его количества не обнаружены в салатной продукции пекинской капусты при уборке в фазе 8-9 листьев и в зеленой массе кукурузы при уборке в фазе молочно-восковой спелости зерна. Предел обнаружения МП в растениях использовавшимся методом составлял 0,04 мг/кг сырой массы.

ПРЕОДОЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Химической прошшленности по производству минеральных удобрений рекомендуется предусмотреть выпуск мочевины модифицирован--ной не только НШ, но и наиболее изученным и безопасным ингибитором нитрификации дициандиамидом, а также препаративных форм этих ингибиторов дня применения с традиционными аммонийными и амидаыии формами азотных удобрений. Научным учреждениям, участвующим в иопытании ингибиторов нитрификации и модифицированных ими азотных удобрений, расширить исследования по их агрохимической оценке и использованию в природоохранных целях, в т.ч. с целью снижения накопления нитратов в овощной и кормовой продукции.

По материалам дасобртации опубликованы следующие работы:

1. Муравив Э.А., Кудряшова Л.А., Вани Д.А. Усвоение азота овощными культурами и накопление нитратов в продукции при применении ингибиторов нитрификации и молибдена // Микроэлемента в биологии и их применение в медицине и сельском хозяйстве: Тез. докл. XI Всесоюз. конференции. - Самарканд, 1990. - С.310-311.

2. Вани Д.А. Усвоение азота овощными культурами и накопление нитратов в продукции при применении ингибиторов нитрификации, Рукопиоь сдана на дед. во ВНИИТЭИ 14 февраля 1992 г.

3. Кудряшова Д.А.., Вани Д.А., Зайко А.С, Сравнительная эффективность обычной и модифицированной ингибиторами нитрификации мочевины при выращивании кукурузы на серой лесной почве // Изв. ТСХА. - 1992. - Вып.5. - С.38-75.