close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

1543.АЗОТНОЕ СОСТОЯНИЕ ХОРОШО ОКУЛЬТУРЕННЫХ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ И ЕГО ИЗМЕНЕНИЕ ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
мм
На правах рукописи
НАЗАРОВА Ольга Викторовна
АЗОТНОЕ СОСТОЯНИЕ ХОРОШО ОКУЛЬТУРЕННЫХ
ДЕРНОВО - ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ СЕВЕРО-ЗАПАДА
РОССИИ И ЕГО ИЗМЕНЕНИЕ ПОД ВЛИЯНИЕМ
РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ
Специальность 06.01.04 - агрохимия
Автореферат
диссертации на соискание учёной степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Великие Луки
2004
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Диссертация выполнена на кафедре агрохимии и почвоведения Велико­
лукской государственной сельскохозяйственной академии
Научный руководитель: заслуженный агроном РСФСР, доктор сельскохо­
зяйственных наук, профессор И.А. Иванов
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
ИЛИ. Донских; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Т.А. Иванова.
Ведущее предприятие (учреждение): федеральное государственное учре­
ждение станция агрохимической службы «Великолукская».
Защита диссертации состоится
18 МОРЮ 2004 г. в
часов 00 минут
на заседании диссертационного совета К 220.007.05 при Великолукской госу­
дарственной сельскохозяйственной академии по адресу: 182100, Псковская об­
ласть, г. Великие Луки, пл. Ленина, д. 1, ауд. 160.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Великолукской госу­
дарственной сельскохозяйственной академии.
Просим принять участие в работе диссертационного совета или при­
слать свой отзыв в 2-х экземплярах, заверенных гербовой печатью.
Автореферат разослан
16 Фе&роляшь)
Учёный секретарь
диссертационного совета,
кандидат сельскохозяйственных наук r^pl4Af
Людмила Ивановна
Иванова
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследований. В современных экономических условиях
рентабельность земледелия в значительной степени связана с уровнем предше­
ствующих вложений человека в землю, а значит, со степенью окультуренности
почв. Даже в условиях существующего диспаритета цен производственные за­
траты (в том числе и на удобрения) лучше всего окупаются на хорошо окульту­
ренных почвах. И хотя таких почв в составе пахотных угодий Северо-Запада
РФ менее 15 %, сегодня именно на них сосредоточено интенсивное земледелие.
Рациональное использование хорошо окультуренных почв невозможно
без соответствующей научной базы, включая и научные основы систем удобре­
ния. Разработкой теоретических положений последних кафедра агрохимии и
почвоведения Великолукской ГСХА занимается с 1987 года. При этом была
выявлена абсолютно разная реакция выращиваемых на таких почвах сельскохо­
зяйственных культур на отдельные виды удобрений. При почти полном отсут­
ствии отдачи от фосфорно-калийных туков, азотные удобрения на протяжении
многих лет оставались высоко эффективными. Объяснение ппичин такого яв­
ления требовало детального изучения питательного режима почвы, включая и
её азотное состояние. Последнее и стало предметом исследований автора.
Цель работы - изучение многолетней динамики азотного состояния хо­
рошо окультуренной дерново-подзолистой почвы в разных видах полевых се­
вооборотов и разработка научных основ его оптимизации.
Задачи исследования:
- оценка уровня деградационных процессов в хорошо окультуренных
дерново-подзолистых почвах относительно их азотного состояния при много­
летнем отказе от применения удобрений;
- изучение закономерностей в изменении основных параметров азотного
состояния под влиянием органической, органо-минеральной и минеральной
систем удобрения;
Г
''
J
w<4i .•«ч.АА
"• •—
—.
;
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4
- оценка роли бобовых культур (клевера лугового) в оптимизации азотно­
го состояния хорошо окультуренной почвы;
- установление взаимосвязей между показателями азотного состояния
почвы, эффективностью удобрений и продуктивностью полевых севооборотов.
Научная новизна. Впервые в условиях южной части Северо-Западного
района РФ получена научная информация о динамике азотного состояния хо­
рошо окультуренных дерново-подзолистых почв под влиянием различных ви­
дов системы удобрения. При этом заложены научные основы среднесрочного
прогноза на изменение этого показателя почвенного плодородия при различных
подходах к использованию наиболее ценной части пахотного фонда (включая и
полный отказ от использования удобрений).
Практическая значимость работы состоит в разработке рекомендаций
производству по сохранению исходно благоприятных показателей азотного со­
стояния хорошо окультуренных почв и оптимизации содержания минеральных
соединений азота.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на на­
учно-производственных конференциях в Великолукской ГСХЛ и СанктПетербургском ГАУ в 2000 - 2004 гг.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав,
выводов и рекомендаций производству. Список литературы включает 233 на­
именования, из них 16 - на иностранных языках. Работа изложена на 132 стра­
ницах машинописного текста, содержит 22 таблицы и 20 рисунков.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. АЗОТНОЕ СОСТОЯНИЕ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ
И ЭФФЕКТИВНОСТЬ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ
В данной главе обобщены имеющиеся в научной литературе сведения об
азотном состоянии дерново-подзолистых почв и его зависимости от уровня
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5
окультуренности. Систематизированы данные о приходных и расходных стать­
ях баланса азота в земледелии и об эффективности азотного удобрения на поч­
вах разного плодородия.
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Объектом
исследования
были
хорошо
окультуренные
дерново-
слабоподзолистые легкосуглинистые почвы, представляющие одну из важней­
ших составных частей пахотного фонда Северо-Западного района РФ.
Методической основой работы являются два полевых и микрополевой
опыты, заложенные стационарно на опытном поле учхоза «Удрайское».
Агрохимическая характеристика почвы пахотного горизонта опытов: гу­
мус - 2,23 - 2,71 %; р Н ш - 6,20 - 6,70; Нг - 0,89 - 1,89 мг-экв/100 г почвы; Нобм
- 0,06 - 0,10 мг-эка'ЮО г почвы; Al)llUB. - 0,20 - 0,80 мг/100 г; S - 7,11 - 8,45 мгэкв/100 г; V -
8 2 - 8 9 %; РгО, и К 2 0 (по Кирсанову) - 520 - 599 и 205 - 466
мг/кг, соответственно.
Влияние минеральной системы удобрения на азотный режим почвы и
урожайность сельскохозяйственных культур изучалось в длительном полевом
опыте, заложенном в 1987 году. Он проводится на базе зернопропашного сево­
оборота «картофель ранний - рожь озимая - свёкла кормовая - овёс - кукуруза
- ячмень». Схема опыта включает 5 вариантов: 1) без удобрений; 2) N,20; 3) N| M
Рбо; 4) N^oK^o; 5) N]2oP6oK6o- Начиная с третьей ротации севооборота доза азота
под зерновые была снижена до 90 кг/га. Площадь делянки 112 м2, повторность
трёхкратная. (Опыт включён в Географическую сеть опытов ВИУА).
Влияние органической и органо-минеральной систем удобрения изуча­
лось в полевом и микрополевом опытах, заложенных, соответственно, в 1996 и
1999 годах. В полевом опыте введён зернопаротравяной севооборот «пар чис­
тый - рожь озимая — клевер - клевер - картофель — ячмень - лён». Варианты
опыта: 1) без удобрений; 2) навоз, 40 т/га; 3) NPK, экв. 40 т/га навоза; 4) N, экв.
40 т/га навоза (по азоту). Площадь делянки 50 м", повторность четырёхкратная.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6
Удобрения вносили под озимую рожь и картофель (часть дозы азотного удоб­
рения вносилась при подкормке озимой ржи весной). В остальные годы изуча­
лось последействие удобрений.
Микрополевой опыт заложен в полиэтиленовых сосудах без дна размером
0,5 м х 0,5 м х 0,4 м. В сосудах искусственно формировалась верхняя часть
профиля дерново-слабоподзолистой почвы, включающая горизонты Апах. (0 - 20
см) и А2В (20 - 40 см). Варианты опыта: 1) без удобрений; 2) навоз, 40 т/га; 3)
NPK, экв. 40 т/га навоза; 4) навоз, 20 т/га + NPK, экв. 20 т/га навоза в звене се­
вооборота «картофель ранний - ячмень + клевер - клевер - лён». Удобрения
были внесены однократно - под картофель.
Агротехника в опытах общепринятая. Учёт урожая - сплошной весовой.
Математическая обработка данных выполнена дисперсионным методом с ис­
пользованием ЭВМ. Агрохимические анализы почвенных и растительных об­
разцов выполнялись по общепринятым методическим руководствам.
3. ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ НА АЗОТНОЕ
СОСТОЯНИЕ ХОРОШО ОКУЛЬТУРЕННОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ
ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОЛЕВОГО СЕВООБОРОТА БЕЗ
МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ
Изменение азотного состояния почвы под влиянием длительного ис­
пользования минеральной системы удобрения. Изменение содержания вало­
вого азота лишь отчасти было связано с динамикой гумусного состояния поч­
вы. Полный отказ от удобрений, равно как и ежегодное применение повышен­
ных доз азотного удобрения (Ыцб) односторонне или совместно с фосфором и
калием приводили за 16 лет к примерно одинаковому снижению гумусированности хорошо окультуренной почвы - на 0,28 %, 0,31 % и 0,24 %, соответст­
венно. В то же время регулярное применение азотного удобрения позволило
существенно стабилизировать содержание валового азота и его запасы в 40сантиметровом слое почвы (рис. 1). В контрольном варианте последние снизи -
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7
7
6,56
5,5
5-1
4,5
2 ротация
1 ротация
1987 г.
1992 г.
3 ротация
1998 г.
2002 г.
—i—Контроль — » - N90-120 - -А- - N90-120P60K60
Рис 1 Изменение запасов азота в слое 0 - 40 см почвы полевого севооборота
без многолетних трав (1987 - 2002 гг.)
лись на 2 т/га (37 %), а в удобренных - на 0,5 - 0,6 т/га ( 9 - 1 1 %), что согласу­
ется с дефицитом баланса азота за время исследований.
Значительное снижение содержания и запасов валового азота в контроль­
ном варианте связано как с дегумификацией почвы, так и с утратой азота её гу­
мусовыми соединениями. За 16 лет доля азота в составе органического вещест­
ва почвы сократилась с 6,4 до 4,4 %. В связи с этим значительно расширилось
отношение С : N (с 9,1 до 13,1). Регулярное внесение азотного удобрения пре­
дотвращало обеднение гумуса азотом.
Внесение в хорошо окультуренную почву повышенных (Мцб), но не дос­
тигающих величины среднегодового выноса (140 - 143 кг/га) доз азотного
удобрения приводило к сокращению непродуктивных потерь азота почвы и
удобрений на 65 - 78 %, вероятно, вследствие усиления потребления растения­
ми его минеральных соединений и включения остаточного азота в состав орга­
нического вещества почвы.
Снижение валовых запасов почвенного азота вело к почти параллельному
уменьшению содержания легкогидролизуемых соединений (рис. 2). Эта законо-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
140 л
135
130 -
fe 125 •
2 120i 115
S
z no
105100
l ротация
1987 г.
3 ротация
. ротация
95
1992 г.
1998 г.
2002 г.
—i—Контроль — * - N90-120 - -A- -N90-120P60K60
Рис. 2. Изменение содержания легкогидролизуемых соединений азота в почве
пахотного горизонта в начале вегетационного периода
мерность нарушалась лишь в варианте без удобрений, где относительное сни­
жение содержания лепсогидролизуемого азота было меньшим (23 %), чем вало­
вого (37 %). Вероятно, в условиях острого дефицита минерального азота (кон­
трольный вариант) его мобилизация за счёт гумусовых веществ протекает ин­
тенсивнее.
Установлено, что содержание легкогидролизуемых соединений весьма
тесно коррелирует с массой пожнивно-корневых остатков предшествующей
культуры. В течение 5 лет наблюдений минимальные показатели (91 - 102
мг/кг) регистрировались после картофеля, оставлявшего после себя 2,1 - 2,5
т/га сухого вещества остатков; максимальное (до 128 мг/кг) - после кукурузы и
кормовой свёклы (3,3 - 5,5 т/га остатков).
Нитрификационная способность хорошо окультуренной почвы многие
годы сохранялась на исходном, достаточно высоком уровне (40 мг/кг), колеб­
лясь по годам и в течение вегетации в зависимости от складывающихся гидро­
термических условий. Как правило, действие удобрений на этот показатель бы­
ло несущественным, хотя тенденция к некоторому его повышению в удобрен­
ных вариантах имела место.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В период наблюдений почва характеризовалась весьма различным содер­
жанием минеральных соединений азота в весеннее время. Для 31 % лет было
свойственно низкое и очень низкое, для 25 % - среднее, 44 % - высокое и очень
высокое содержание нитратного и аммиачного азота. Но эти показатели не
имели прямой связи с эффективностью удобрений.
Анализ сезонной динамики минеральных соединений азота показал, что
содержание последних сильно изменяется в течение вегетации, в том числе и
под влиянием азотного удобрения. Уже через неделю после внесения аммиач­
ной селитры удобренные варианты превосходили контрольный по содержанию
нитратного и аммиачного азота в 1,5 раза (рис. 3). В той или иной степени раз­
личия сохранялись весь вегетационный период, достигая максимума в середине
июня. Вероятно, этим и объясняется стабильность и высокий уровень агроно­
мической эффективности азотного удобрения на хорошо окультуренных поч­
вах. Кроме того, содержание минерального азота было значительно выше (на 59
%) под пропашными культурами. А вот определённой связи этого показателя с
гидротермическими условиями не обнаружено.
807060
Ь 50-
г
I 304
24
10
о
Д ъ
30
20
Щ
8
л У.,
1 мая
^до внесения
удобрений)
• _ • Ш-М I Ш
8 мая
[5 июня
I I
1 июля
ПО
1 августа
Дата отбора
I N-N03
D N-NH4
Рис.3. Динамика минеральных соединений азота в вегетационные периоды
2000 - 2002 гг. (в среднем)
1 - контроль (без удобрений); 2 - N90-120; 3 - N9o-i2oP«>K«)-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
10
Таким образом, для хорошо окультуренной дерново-подзолистой почвы
характерны благоприятные показатели содержания валового и легкогидролизуемого азота и нитрификационной способности. Но в то же время у такой поч­
вы в отдельные периоды может наблюдаться дефицит минеральных соединений
азота, требующий покрытия азотными удобрениями.
Изменение продуктивности полевого севооборота под влиянием дли­
тельного использования минеральной системы удобрения. В результате ис­
следований подтверждён высокий потенциал продуктивности хорошо окульту­
ренной дерново-подзолистой почвы. Даже в варианте без применения удобре­
ний среднегодовая продуктивность севооборота оставалась на достаточно вы­
соком уровне (в среднем 5,9 т/га з. ед.) (табл. 1).
В то же время столь же высокой была и окупаемость минеральной систе­
мы удобрения (в среднем на 1 кг д. в. получено от 8 до 16 з. ед.). При этом при­
бавка урожайности всех культур обеспечивалась только азотным удобрением. В
среднем за 16 лет продуктивность севооборота в вариантах с односторонним
азотным и полным удобрением была практически одинаковой - по 7,7 - 7,8 т з.
ед. с 1 га. Особенно отзывчивыми на азотное удобрение были пропашные куль­
туры, у которых среднегодовые прибавки урожайности составили 39 %, у ози­
мой ржи они снижались до 28 %, у яровых зерновых - до 17,5 %.
Коэффициент использования азота удобрений определялся степенью ин­
тенсивности его баланса (табл. 1). В тех случаях, когда баланс складывался с
дефицитом (пропашные культуры и озимая рожь), он был высоким - от 40 до
78 %; при бездефицитном балансе (овёс, ячмень), коэффициент снижался до 17
-33%.
Таким образом, хотя хорошо окультуренные дерново-подзолистые почвы
могут длительное время поддерживать весьма высокую продуктивность за счёт
созданного ранее потенциала плодородия, на них можно с достаточным эффек­
том использовать повышенные дозы азотного удобрения. Их внесение следует
рассматривать и как один из способов мобилизации накопленных запасов под-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
11
Таблица 1
Влияние системы удобрения на продуктивность зернопропашного севооборота,
вынос азота и коэффициенты его использования из удобрения
(в среднем за 1987 - 2002 гг.)
Варианты
Урожайность про­
дукции, т/га
основной
побочной
20,7
27,1
27,0
3,0
10,5
16,1
14,3
3,9
4,0
5,1
4,9
0,7
4,4
5,4
5,6
1,0
Прибавка урожая
Оплата
продукции
1 кг
основной побочной
Д.в.,
т/га % т/га % з. ед.
Среднего­
довой вы­
нос азота,
кг/га
Коэффици­
ент исполь­
зования
азота удоб­
рений, %
Картофель
0
Ni;o
N120P60K6O
НСРо.5
.
-
-
-
-
6,4
6,3
31
30
5,6
3,8
53
36
18
8
73
165
150
78
59
12
5
101
146
139
47
40
123
178
175
46
44
71
101
103
31
33
110
197
198
73
73
74
94
97
Г
19
(3. ЕД.)
92
147
144
49
45
Рожь озимая
0
Ngo-120
^Т90-12оРбоК«)
НСРо,5
-
- ! - 1 -
28
23
1,1
0,9
1.0 | 23
1,2
27
-
1
Свёкла кормовая
0
N,20
N|2oP6oK«)
НСГ0.5
46,8
60,4
63,0
7,9
18,9
25,1
26,1
3,8
-
-
-
-
-
13,6
16,2
29
35
6,2
7,2
33
38
28
17
i
-
1
О ибо
0
N90-120
№о-12оРбоКво
НСРо,5
3,1
3,9
4,1
0,4
3,4
4,1
4,3
0,4
26,9
42,1
43,3
5,0
нет
нет
нет
-
-
0,8
1,0
26
32
' 121 "
0,7
0,9
-
26
7
4
-
22
12
-
Кукуруза
0
N|20
И|2оРбоКбО
НСРо,5
.
15,2
16,4
Г
57
61
.
-
-
Ячмень
4,3
2,4
"
0,4
4
4,7
0,5 21
9
2,9
N90-120
14 0,5 21
3
4,9
2,9
0,6
N90-120P60K60
0,3
HCJV
0,4
J
СРЕДНЕЙ ВДОВАЯ П1ЮДУКТИВНОСТЬ СЕ ВООБОР ОТА
5,0
0
0,9
6,5
33
16
1,5 30 0,3
1,2
N90.120
6,6
33
8
1,6 32 0,3
N90-120P60K60
1,2
0,8
0.2
НСР0.5
0
• 1 "
-
-
-
н
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
12
вижных соединений фосфора и калия.
Одновременно такие дозы азотного удобрения способствуют стабилиза­
ции или, даже, улучшению показателей азотного состояния почвы. В отсутст­
вие органических удобрений они, хотя и не замедляют процесс дегумификации
почвы, но предотвращают обеднение гумуса азотом.
4. ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ ВИДОВ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ С
ЭКВИВАЛЕНТНЫМ ВНЕСНИЕМ АЗОТА НА АЗОТНОЕ СОСТОЯНИЕ
ХОРОШО ОКУЛЬТУРЕННОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И
ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТОВ С МНОГОЛЕТНИМИ
ТРАВАМИ
Изменение азотного состояния почвы под влиянием разных видов
системы удобрения. В отличие от зернопропашного севооборота без много­
летних трав, где система удобрения строилась на использовании высоких доз
азотного удобрения (Nut), в анализируемых опытах применялись более типич­
ные для производства невысокие дозы азота: в полевом - по 37, в микрополевом - по 56 кг/га. Варианты с органической системой удобрения предполагали
внесение в год на 1 га севооборотной площади 10 - 11 т навоза, с органоминеральной - 5 т/га. Доля клевера в структуре посевных площадей 25 - 29 %.
Возделывание клевера позволило существенно (в 1,5 раза относительно
севооборота без трав) снизить темпы дегумификации почвы. Двукратное внесе­
ние за ротацию по 40 т/га навоза обеспечило доведение баланса гумуса до без­
дефицитного.
Однако, и возделывание клевера, и применение низких доз азотсодержа­
щих удобрений не обеспечивало бездефицитного баланса азота и привело к
снижению его запасов на 6 - 10 % (в варианте без удобрений они уменьшились
на 23 %) (табл. 2). При этом отношение С : N расширялось с 10,2 - 11,9 до 10,6 -
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
13
Таблица'.
Показатели азотного состояния почвы в начале вегетационного периода
(над чертой - перед закладкой, под чертой - в конце опыта)
Варианты полевого опыта
Показатели и еди­
ницы измерения
0
навоз,
40 т/га
NPK,
экв.
N, экв.
No6n... мг /кг
1270
980
11
1220
1100
3,5
3,2
11,4
12,5
76
108
22
40
53
53
1300
1190
Запасы азота в
1220
1150
3,5
3,3
Варианты микрополевого опыта
Навоз,
0
навоз, NPK, 20 т/га
+ NPK,
экв.
40 т/га
ЭКВ.
Апах> Т/га
C/N
Илегк., МГ/КГ
Нитрификационная
способность, мг/кг
NUH».., МГ/КГ
2,8
10,9
13,5
65
113
22
48
48
59
" 1М
11.4
66
104
21
48
54
59
12
3,4
10,2
10,6
71
120
22
43
56
53
1230
1030
12
2,7
10,5
12,9
88
213
42
51
55
42
1220
1230
1060
10303,2
3,2
2.8
2,7
11.6 | JLL9
12,3 j 12,4
84
95
235
195
47
45
42
43
50
15
44
46
1200
970
и
11.7
2,5
12.6
89
215
43
48
51
44
13,5, а содержание азота в составе гумуса уменьшалось с 5,3 - 5,4 до 4,6 - 4,7
%. Более существенное действие в направлении стабилизации запасов азота
оказывала органическая система удобрения.
Почва анализируемых опытов характеризовалась очень высоким исход­
ным содержанием лепсогидролизуемых соединений азота - 65 - 95 мг/кг, кото­
рое за ротацию повысилось ещё на 42 - 69 %. Годовая динамика этого показа­
теля определялась чередованием культур в севообороте. Наиболее высокие па­
раметры (144 - 235 мг/кг) регистрировались после многолетних трав, мини­
мальные (84 - 125 мг/кг) - после зерновых культур и картофеля. Изучаемые ва­
рианты систем удобрения принципиальных корректив в годовую динамику
лепсогидролизуемых соединений азота не вносили. Сезонная динамика
изучаемого
микрофлоры,
показателя
определялась
участвующей
в
сезонностью
процессах
развития
минерализации
почвенной
органического
вещества, в результате в середине вегетации содержание легкогидролизуемого
азота было на 20 - 30 % ниже в сравнении с началом и концом вегетационного
периода.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
14
Нитрификационая способность почвы в севообороте с травами также зна­
чительно повышалась. В обоих опытах максимальная способность почвы к
нитратонакоплению наблюдалась после клевера (42 - 70 мг/кг), минимальная после картофеля и зерновых культур (25 - 58 мг/кг).
Повышалась в таких севооборотах и обеспеченность почвы доступными
соединениями азота. В среднем за исследуемый период содержание минераль­
ного азота составляло 47 мг/кг. Сезонной динамике последнего были присущи
те же закономерности, что и в опыте без трав (рис. 4). Через 15 дней после вне­
сения минеральных и органических удобрений под картофель количество ми­
нерального азота в удобренных вариантах увеличивалось по сравнению с кон­
тролем на 20 - 93 %. Пик действия удобрения приходился на вторую половину
1 6 - 3 1 авгу­
ста
Дата отбора образцов
• N-N03
D N-NH4
Рис.4. Динамика минеральных соединений азота в вегетационные периоды
1999 - 2000 гг. (в среднем)
1 - контроль (без удобрений); 2 - навоз, 40 т/га; 3 - NPK, экв.
июня. Органическая система в данном направлении действовала значительно
слабее минеральной. Существенные различия по вариантам сохранялись до се­
редины июля, а затем постепенно сглаживались. Весной следующего года обес-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
15
печенность почвы подвижными соединениями азота была практически одина­
ковой во всех вариантах. Этим, вероятно, в значительной мере и определяется
весьма слабое последействие удобрений в анализируемых опытах.
Таким образом, введение в севооборот клевера лугового способствует
значительному улучшению большинства показателей азотного состояния поч­
вы, но при отрицательном балансе азота валовые запасы последнего всё же
снижаются. Действие азотсодержащих удобрений на азотное состояние почвы в
таких севооборотах ослабленное.
Изменение продуктивности севооборотов под влиянием разных ви­
дов системы удобрения. В севооборотах с травами хорошо окультуренная
почва обеспечивала тоже высокие урожаи даже без применения удобрений (в
полевом опыте - 5,56 т з.ед. с 1 га, в микрополевом - 1,75 з.ед. с 1 м2). Но уро­
вень окупаемости действующего вещества удобрений существенно снижался. В
полевом опыте на 1 кг д. в. было получено: при органической системе удобре­
ния - 4, при эквивалентной минеральной - 3,3, при моноазотной - 9,1 з.ед.
(табл. 3). Такое значительное уменьшение оплаты удобрений определяется не
только положительным влиянием посевов клевера на азотное состояние почвы.
но и потерей 14 % площади под чистым паром, а также неблагоприятными ме­
теоусловиями в год возделывания картофеля. Сравнительно низкими были и
коэффициенты использования азота удобрений первой культурой (у озимой
ржи - 18 - 28, у картофеля - 19 - 26 %). В определённой степени это связано с
запасным способом внесения удобрений, повышающим непродуктивные поте­
ри азота.
В микрополевом опыте и агрономическая эффективность систем удобре­
ния, и окупаемость действующего вещества были более высокими. Но сравни­
вать данные, полученные в разных типах опытов, без определённых корректив
на их особенности нельзя.
По данным проанализированных опытов можно сделать заключение, что
возделыванием на хорошо окультуренных почвах клевера лугового достигается
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
16
Таблица 3
Влияние органической и минеральных систем удобрения
на продуктивность полевого севооборота с многолетними травами
Урожайность продукции, т/га
Варианты
0
навоз, 40 т/га
NPK, зкв.
N. экв.
НСР0,5
0
навоз, 40 т/га
NPK, экв.
N, экв.
НСРо.5
0
навоз, 40 т/га
NPK, экв.
N, экв.
НСРо.5
0
NPK, экв.
N, экв.
НСРо.5
0
навоз, 40 т/га
NPK, экв.
N, экв.
НСРо.5
0
навоз, 40 т/га
NPK, экв.
N, экв.
НСРЛ5
0
навоз, 40 т/га
NPK, экв.
N, экв.
НСРо.5
Прибавка урожая продукции
основной
побочной
основной
| побочной
т/га | %
т/га
%
Рожь озимая (прямое действие)
3,39
2,46
3,36
3,91
0,90
37
0,52
15
3,51
4,08
1,05
43
0,69
20
3.66
4.31
1,20
49
0,92
27
0,48
0,59
Клевер 1-го года (зелёная масса) (последействие)
36,50
- 141,00
4,50
12
39,80
3,30
9
37,30
0,80
2
2,50
Клевер 2-го года (зелёная масса) (последействие)
48,10
49,90
1,80
4
48,70
0,60
1
48,20
0,10
0
.
2,90
Картофель (прямое действие)
11,70
23,50
2,80
12
1,70
15
13 40
26,90
14,20
3,40
14
2,50
21
26,90
14,10
3.40
14
2,40
21
2,00
0,90
|
Ячмень (последействие)
4,04
5,87
4,16
6,08
0,12
3
0,21
4
4,01
5,84
-0,03
-1
-0,03
-1
3,97
6,13
-0,07
0,26
4
^«Ьакт.*- Го5.
8,71
8,83
8,64
8,43
2,3
2,8
П.5
-
"У П
2,8
8,0
-
* Факг.^ **о5.
Лён (солома/семена) (последействие)
1,29
1,34
0,12
1
1,25
-0,07
-1
1,26
-0,28
-3
Гфакт.^ Гоэ.
Оплата
1 кг д. в.,
з. ед.
0,05
-0,04
-0,03
4
-3
-2
-
ед.)
0,06
0,04
0,06
8
5
8
4,0
3,3
9,2
•Гфакт *- Г о 5
Среднегодовая продуктивность севооборота (з.
4,78
0,78
5,19
0,84
0,41
9
5,13
0.82
0,35
7
0.84
0,28
6
5,06
0,55
0,13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
17
снижение потребности в азотных удобрениях. Но для предотвращения дегумификации такой почвы дополнительное применение средних доз навоза обяза­
тельно.
ВЫВОДЫ
1. Хорошо окультуренные дерново-подзолистые почвы Северо-Западного
района РФ обладают высоким потенциалом продуктивности. При 16-летнем их
использовании без удобрений в зернопропашном полевом севообороте средне­
годовая продуктивность 1 га составила 5,9 т з. ед., в зернопаротравяном - 5,6 т.
Такие показатели в значительной степени связаны с аналогичным потенциалом
этой категории почв относительно возможности обеспечения растений азотом
(содержание легкогидролизуемых соединений - 84 - 138 мг/кг, нитрификационная способность - 38 - 47 мг/кг).
2. Хотя более 90 % валовых запасов почвенного азота сосредоточены в
составе гумуса, при интенсивном использовании хорошо окультуренных почв
без удобрений потери этого элемента значительно превышают убыль гумуса. В
зернопропашном севообороте за 16 лет исследований дефицит баланса азота в
контрольном варианте составил 1482 мг/кг (по 93 кг/га в год), снижение общих
запасов азота - 37 %, или по 2,3 % в среднем за год. В то же время уменьшение
содержания гумуса в пахотном слое почвы не превысило 10 %. Как следствие,
наблюдалось обеднение гумуса азотом - с 6,4 до 4,4 %.
3. Двухлетнее возделывание в полевом севообороте клевера лугового
снижало дефицит баланса азота за ротацию в варианте без удобрений до 485
кг/га (по 69 кг/га в среднем за год), хотя и в данном случае валовое содержание
этого элемента уменьшилось за 7 лет на 23 %. Дегумификация почвы тоже не
была предотвращена, но её темпы удавалось замедлить в 1,5 раза относительно
первой ротации севооборота без трав. Отмечалось и обеднение гумуса азотом с 5,3 до 4,3 %.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
18
4. Применение минеральных удобрений, включая и азотные, практически
не отражается на темпах дегумификации хорошо окультуренной почвы. В сево­
обороте без трав среднегодовое снижение содержания гумуса в пахотном слое
составило в варианте без удобрений 0,018 %, в вариантах N и NPK - в среднем
0,017 % (в том числе за первую ротацию 0,025 и 0,024 %, соответственно); в
полевом севообороте с клевером - 0,016 % во всех вариантах. В то же время
внесение в среднем за год по 116 кг азота в составе аммиачной селитры в сево­
обороте без трав позволило уменьшить потери валового азота почвы с 37 % в
варианте без удобрений до 10 %. Аналогичное или даже более значимое дейст­
вие удобрений в указанном направлении наблюдалось и в севооборотах с кле­
вером. Снижение дефицита азота за счёт применения азотсодержащих удобре­
ний обеспечивало либо стабилизацию содержания этого элемента в составе гу­
муса (при дозе N, 16) либо замедление темпов снижения (при дозах N37 - зв)5. Хорошо окультуренные дерново-подзолистые почвы имеют сравни­
тельно неустойчивое гумусное состояние. В большинстве вариантов длитель­
ных опытов установлено существенное снижение содержания гумуса. Стабили-
вооборота с двумя полями клевера обеспечивалась среднегодовым внесением
на 1 га 11 тонн подстилочного навоза.
6. Вероятно, вследствие оптимизации физических, химических и биоло­
гических свойств, у хорошо окультуренных почв не выявлено возрастания не­
продуктивных потерь азота при внесении азотсодержащих удобрений. Послед­
ние, напротив, значительно снижались в результате более интенсивного по­
требления культурными растениями, а отчасти, закрепления в составе гумуса. В
севообороте без трав они составляли 56 кг/га в год в варианте без удобрений и
1 1 - 1 8 кг/га при среднегодовом внесении Н П6 ; в севообороте с клевером: 55
кг/га в контрольном варианте и 5 - 12 кг/га при внесении N37-567. В хорошо окультуренных почвах содержание легкогидролизуемых со­
единений азота высокое, но достаточно динамичное. Оно коррелирует с массой
пожнивно-корневых остатков и балансом азота в системах удобрения, Макси-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
19
мальное содержание регистрировалось после клевера (144 - 235 мг/кг) и куку­
рузы (102-128 мг/кг), минимальное - после зерновых культур и картофеля (84
- 125 мг/кг). В длительном опыте без 1рав на фоне дефицитных по азоту систем
удобрения наблюдалось постеленное снижение содержания легкогидролизуемого азота.
8. Хорошо окультуренная дерново-подзолистая почва обладает высокой
нитрификационной способностью (в среднем по изучаемым объектам 43 мг
нитратного азота на 1 кг почвы пахотного слоя). Но в подпахотном горизонте и
этих почв она крайне низкая ( 4 - 6 мг/кг). По пласту клевера лугового нитрификационная способность выше (до 70 мг/кг), чем после других сельскохозяй­
ственных культур. Этот показатель отличается достаточной стабильностью и
слабой зависимостью от системы удобрения.
9. Несмотря на значительные запасы валового и легкогидролизуемого
азота и высокую нитрификационную способность хорошо окультуренных почв,
содержание в них минеральных соединений этого элемента подвержено боль­
шим изменениям, а в начале вегетационного периода в половине лет оно было
от очень низкого до среднего (от 6 до 30 мг/кг). Вероятно, этим и объясняется
достаточно высокая эффективность азотного удобрения, особенно в севооборо­
тах без клевера.
10. Наиболее значительное влияние на содержание минеральных соеди­
нений азота оказывают азотсодержащие удобрения в год их применения, при
этом минеральные больше, чем органические. Уже через 7 - 1 0 дней после вне­
сения содержание аммиачного и нитратного азота возрастало в 1 , 5 - 2 раза,
достигая максимума в середине или в конце июня. В последующем различие с
контрольным вариантом постепенно сглаживалось, но оставалось заметным до
августа.
11. В условиях высокой обеспеченности хорошо окультуренных почв
подвижными соединениями фосфора и калия сельскохозяйственные культуры
положительно реагируют лишь на азот удобрений. При этом эффективность
удобрений и коэффициент использования азота определяются видом севообо-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
20
рота (средние прибавки урожая от удобрений в севообороте без трав - 31 %, в
севооборотах с клевером - 12 %); биологией сельскохозяйственных культур
(средние прибавки урожая на пропашных культурах - 40 %, на зерновых - 20
%, на клевере (по последействию) - 3 %, на льне-долгунце (по последействию)
- прибавок не получено).
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. В условиях экономического кризиса в сельском хозяйстве при исполь­
зовании в полевых севооборотах хорошо окультуренных дерново-подзолистых
почв с высокими запасами подвижных соединений фосфора и калия допустимо
кратковременное применение ресурсосберегающей моноазотной системы удоб­
рения с ежегодным внесением на 1 га 90 - 120 кг азота в севооборотах без мно­
голетних трав и 40 - 50 кг в севооборотах с клевером. Но при этом следует счи­
таться с неизбежностью ухудшения гумусного, а в ряде случаев, и азотного со­
стояния почв.
2. Для обеспечения высокой плодуктивности хопошо окл/льтуг*енных почв
и предотвращения деградации их плодородия на 1 га надо вносить в год не ме­
нее 11 тонн навоза и компенсировать дефицит баланса азота минеральными
азотными удобрениями.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ
ДИССЕРТАЦИИ
1. А.И. Иванов, О.В. Назарова. Азотное состояние и режим хорошо
окультуренной дерново-подзолистой почвы при интенсивном использовании //
Гумус и почвообразование / Санкт-Петербургский ГАУ. - Санкт-Петербург,
2001.-С. 8 6 - 9 1 .
2. Назарова О.В., Иванов А.И. Азот интенсивно используемой хорошо
окультуренной дерново-подзолистой почвы // Наука - возрождению сельского
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
21
хозяйства в XXI веке: Тезисы 34 межвузовской научно-практической конфе­
ренции / Великолукская ГСХА. - Великие Луки, 2001. - С. 44 - 45.
3. Назарова О.В. Влияние действия и последействия различных систем
удобрения на динамику минеральных соединений азота в полевом севообороте
// Биология - наука XXI века: 6-ая Пущинская школа-конференция молодых
учёных (Пущино, 20 - 24 мая 2002 года): Сборник тезисов. Том 3. - Тула: Издво Тул. гос. пед. ун-та им. Л.Н. Толстого, 2002. - С. 136.
4. Назарова О.В. Влияние различных факторов на динамику минеральных
соединений азота на хорошо окультуренной дерново-подзолистой почве в звене
полевого севооборота // Рио + 10: охрана окружающей среды, природопользо­
вание, образование: Материалы Псковской областной экологической конфе­
ренции. - Выпуск 7. - Великие Луки, 2002. - С. 206 - 208.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лицензия ЛР № 040831
Подписано к печати 05.02.04 г.
Формат 60 х 90/16
Усл. печ.л. 1,3
Тираж 100 экз.
Зака! 31
Редакционно-издательский отдел ВГСХА
182100, г. Великие Луки, пл. Ленина. 1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа