CC BY
6ОБЩИЕ ВОПРОСЫ АГРОХИМИИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОЗИМОЙ РОЖЬЮ АЗОТА УДОБРЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБОВ ИХ ВНЕСЕНИЯ В УСЛОВИЯХ
ЭРОЗИОННОГО ЛАНДШАФТА
Н.Я. Шмырева, к.б.н., O.A. Соколов, д.б.н., JI.H. Цуриков, к.с-х.н.
(по результатам исследований с 13N)
На дерново-подзолистой почве склона юго-восточной экспозиции более экологически безопасный баланс азота удобрений складывался при локальном способе внесения азотного удобрения под озимую рожь. Озимая рожь использовала 34% азота удобрений в приводораздельной части склона (2-3°), 28 - в средней части склона (4-5°) и 21%-в нижней части склона (5-7°); закреплялось в почве, соответственно, 38, 34 и 24%, а терялось 28, 38 и 55%.
Ключевые слова: стабильный изотоп азота элемент склона, баланс азота удобрения, эрозионный ландшафт.
В эрозионном агроландшафте на дерново-подзолистых почвах склонов уровень продуктивности сельскохозяйственных культур определяется, главным образом, количеством усвоенного растениями азота почвы и азота внесенных удобрений. С увеличением степени смытости почв урожайность полевых культур на них по сравнению с несмытыми почвами снижается на 10-60% и более [2].
Неиспользованный азот удобрений претерпевает в почве целый ряд превращений: иммобилизуется почвой, улетучивается в атмосферу и вымывается в нижние горизонты почвенного профиля; а на склонах мигрирует с поверхностным и латериальным стоками талых и ливневых вод, что приводит к увеличению потерь и загрязнено природной среды [1,3, 5-7, 9, 11, 12].
Цель исследований - определить с помощью меченых удобрений степень использования азота удобрения озимой рожью в зависимости от элемента склона и способов внесения азотного удобрения.
Методика. В Смоленском НИИСХ в 2005-2006 г. был заложен микрополевой опыт с сульфатом аммония, обогащенным меченым азотом (20 ат. %) во второй ротации севооборота с чередованием культур: 1- озимая рожь; 2-овес; 3-ячмень с подсевом многолетних травосмесей; 4-травосмеси 1-го года пользования; 5-травосмеси 2-го года пользования.
Почва дерново-подзолистая среднесуглинистая на карбонатном моренном суглинке слабо - (приводораздельная часть склона 2-3°) и среднесмытая (средняя часть склона 3-5° и нижняя часть склона 5-7°). Содержание физической глины 3234%. Агрохимическая характеристика пахотных слоев этих почв: рНС0Л 5,7; 5,9; 6,1, Нг - 1,18; 0,6; 0,8 мг-экв/100 г почвы, содержание обменных Са2+ - 5,5; 6,0; 6,0 и М^ - 2,0; 2,4; 2,2 мг-экв/100 г почвы, гумуса - 2,1, 0,9, 0,8%), общего азота -0,09; 0,08; 0,07%, подвижных форм фосфора - 13,7; 15,8; 18,7, калия - 13,8; 15,0; 16,7 мг/100 г почвы (по Кирсанову).
Микрополевой опыт (размер делянок 0,5 х 1,0 м) размещен на склоне ЮВ экспозиции. Длина склона 300 м, повторность 4-кратная с
-кратная. Азотное удобрение (Т^Гас) вносили в дозе 50 кг/га двумя способами: вразброс и локально на глубину 10 см лентой. Ширина защитных полос между микроделянками 0,5 м. Обработка почвы - отвальная вспашка + рых-
ление подпахотного слоя на глубину 10-15 см вручную. Перед закладкой опыта проведено известкование из расчета полной нормы гидролитической кислотности. Норма высева - 5 млн всхожих зерен на 1 га. В почве и растительном материале общий азот определяли по методу Кьельдаля - Иодельбауэра. Изотопный анализ азота проводили на масс-спектрометре Delta - V. Другие аналитические показатели почвы и растений определяли в лабораториях ВНИИА по общепринятым методикам [4]. В микрополевом опыте с 15N азотное удобрение (N50) под озимую рожь вносили весной.
Результаты и их обсуяедение. Метеорологические условия для выращивания озимой ржи в целом были удовлетворенными. ГТК за вегетационный период 2005-2006 гг. был близок (1,5) к среднемноголетнему значению (1,6).
Локальное размещение азотных удобрений имеет преимущество перед разбросным [10, 12]. Прибавка от локализации удобрений под зерновые культуры составляет в среднем 1,73,6 ц/га [8].
На дерново-подзолистой среднесуглинистой почве склона юго-восточной экспозиции на фоне фосфорных и калийных удобрений (Р80К50) урожайность зерна озимой ржи снижалась от приводораздельной части склона к нижней в 1,4 раза, а при разбросном и локальном внесениях сульфата аммония - в 1,7 раза. Наибольшая прибавка урожая зерна озимой ржи (214 г/м2) получена на приводораздельной части склона при локальном внесении азотного удобрения (табл. 1).
Эффективность локального способа внесения (по сравнению с разбросным) менялась в зависимости от части склона. На приводораздельной части склона прибавка урожая зерна от локального внесения азотного удобрения по сравнению с разбросным способом составляла 80 г/м2, или 24%), в средней 70 г/м2, или 27%о и нижней - 25 г/м , или 21% частях склона.
Таким образом, в период вегетации проявилась на всех элементах рельефа высокая эффективность локального способа внесения азотного удобрения по сравнению с разбросным способом.
Более высокая эффективность локального способа внесения азотного удобрения вызвана, по-видимому, меньшей миграцией азота по склону, наименьшими его потерями и лучшим использованием азота удобрений и почвы растениями [ 12 ].
1. Урожайность озимой ржи в зависимости от рельефа и способа внесения азотного удобрения на дерново-подзолистой почве склона
Вариант опыта Зерно, г/м2 Прибавка Сырой белок, % Солома, г/м2 Прибавка
г/м2 % г/м2 %
Приводораздельная часть склона (2-3°)
Р5оК5о (фон) 196 - - 4,6 490 - -
Фон + 15N5„ вразброс 330 134 68 4,6 825 335 68
Фон + 15N5„ локально 410 214 109 5,7 1025 535 109
Средняя часть склона (4-5°)
Р5оК5о (фон) 164 - - 4,5 410 - -
Фон + "N50 вразброс 264 100 61 4,9 660 250 61
Фон + "N50 локально 334 170 104 5,5 835 425 104
Нижняя часть склона (5- 7°)
Р50К50 (фон) 136 - - 4,2 340 - -
Фон + "N50 вразброс 191 55 40 4,7 478 138 41
Фон + "N50 локально 243 107 77 4,6 608 268 79
Р, % 3 3,0
НСР0.5, г/м2: част. ср. 16,6 40,2
рельеф 9,6 23,2
удобрений 9,6 23,2
3. Баланс азота удобрений при выращивании озимой ржи в зависимости от рельефа и способов внесения азотного удобрения
Азот удобрений
Способ внесения 15n5„ использовано растениями иммобилизовано в почвенном слое (0-100 см) потери
1 2 3 1 2 3 1 2 3
Враз- 1.08 0.86 0.34 1.40 1.30 0.70 2.52 2.84 3.96
брос 22 17 7 28 26 14 50 57 79
Локаль- 1.68 1.40 1.06 1.92 1.70 1.21 1.40 1.90 2.73
но 34 28 21 38 34 24 28 38 55
Внесение азотного удобрения локально в дозе 50 кг/га способствовало наибольшему потреблению азота удобрений и почвы растениями на приводораздельной части склона (табл. 2). Это в свою очередь обеспечивало формирование наибольшего урожая озимой ржи. Потребление азота растениями снижалось от приводораздельной к нижней части склона, однако при локальном способе внесения азотного удобрения озимая рожь потребляла больше азота удобрений и почвы по сравнению с разбросным способом на всех элементах склона. Локальный способ внесения способствовал и лучшему потреблению дополнительного количества азота почвы растениями (30-41% от общего выноса азота с урожаем озимой ржи).
Структура баланса азота удобрений при выращивании озимой ржи зависела от способа внесения азотного удобрения и элемента склона (табл. 3). Использование азота озимой рожью снижалось, а газообразные потери азота удобрений возрастали от верхней к нижней части склона. Локальное внесение азотного удобрения обеспечивало лучшее (в 1,5-3 раза) использование азота удобрений растениями и более эффективное снижение газообразных потерь азота (в 1,4-1,8 раза) по сравнению с разбросным способом их применения. Наибольшее количество азота удобрения (55-79% от применяемой дозы удобрений) терялось в нижней части склона.
Локальное внесение азотного удобрения обеспечивало лучшую иммобилизацию азота удобрений (в 1,3 раза в верхней части склона и в 1,7 раза в нижней части склона) по сравнению с разбросным способом их применения.
Иммобилизация азота удобрения снижалась от верхней части склона к нижней (тальвегу) при обоих способах внесения азотного удобрения.
2. Потребление азота удобрений и почвы озимой рожью
Вариант опыта Общий вынос, г/м2 В том числе азот «Экстра» - N КИАУ, %
удобрений почвы г/м2 %
г/м2 1 % г/м2 1 %
Приводораздельная часть склона (2-3°)
Р50К50 (фон) 3,24 - - 3,24 100 - - -
Фон + N50 вразброс 5,81 1,08 19 4,73 81 1,49 26 22
Фон + 15N5„ локально 8,35 1,68 20 6,67 80 3,43 41 34
Средняя часть склона (3-5°)
Р50К50 (фон) 2,69 - - 2,69 100 - - -
Фон + N50 вразброс 4,65 0,86 18 3,79 82 1,10 24 17
Фон + 15N5„ локально 6,72 1,40 21 5,32 79 2,63 39 28
Нижняя часть склона (5- 7°)
Р50К50 (фон) 2,10 - - 2,10 100 - - -
Фон + N50 вразброс 3,24 0,34 10 2,90 90 0,80 25 7
Фон + 15N5„ локально 4,96 1,06 21 3,90 79 1,50 30 21
Примечания. 1. В графе 1 - приводораздельная часть склона 2-3 . 2 -средняя часть склона 4-5°, 3 - нижняя часть склона 5-7°. 2. Над чертой - г/м2, под чертой - % от внесенного азота.
Выводы. На дерново-подзолистой среднесуглинистой почве склона юго-восточной экспозиции наибольшая урожайность зерна озимой ржи (196-410 г/м2) и соломы (4901025 г/м2) получена в приводораздельной части. Наибольшая прибавка урожая зерна (80 г/м2, или 24%) отмечена в приводораздельной части склона при локальном способе внесения азотного удобрения. При таком способе внесения содержание сырого белка в зерне увеличивалось на 1,0-1,4%) по сравнению с фоновым вариантом.
Наибольшее количество азота (34%о) озимая рожь использовала при дозе N50 в приводораздельной части склона при локальном внесении. Этот способ внесения азотного удобрения способствовал дополнительному усвоению азота почвы («экстра»-азота). Использование азота удобрений (меченых 15N) озимой рожью снижалось от водораздела к тальвегу. Локализация азотного удобрения повышала потребление азота удобрений растениями в 1,5-3 раза по сравнению с разбросным способом.
Иммобилизация азота удобрений снижается от приводораздельной к нижней части склона (28-38%) на плакоре и 1424% в нижней части склона). Локализация азотного удобрения увеличивала закрепление азота удобрений в почве в 1,31,7 раза.
Для эродированных дерново-подзолистых почв характерны значительные потери азота удобрений, который в результате не участвует в продукционном процессе растений. Потери азота удобрений возрастают от приводораздельной к нижней части склона (28-50 и 55-79% соответственно). Локализация азотного удобрения снижала потери азота удобрения в 1,4-1,8 раза по сравнению с разбросным способом внесения. Литература
1. Гамзиков Г.П., Кострик Г.И., Емельянова ВН. Баланс и превращение азота удобрений,- Новосибирск: Наука, 1985,- С.6-88.
2. Каштанов А.Н., Явтушенко В.Е. Агроэкология почв склонов,- М.: Колос, 1997,- С.5-20.
3. Корешков Д.А. Агроэкологические аспекты применения азотных удобрений,- М.: Колос, 1999,- 296 с.
4. Минеев В.Г. Практикум по агрохимии,- М.: МГУ, 2001. - С.3-10.
5. Пироженко P.C., Шилина Л.И., Коренчук Л.П., Артюшенко A.A., Андриенко И.И., Леончик O.A. Трансформация и баланс азота минеральных удобрений в черноземах и дерново-подзолистых почвах УССР// Трансформация азота в почве и использование его сельскохозяйственными культурами в интенсивном земледелии. - М., 1991. - С. 72-82.
6. Руделев Е.В. Минерализация - иммобилизация азота в основных типах почв России и эффективность азотных удобрений: Автореф. дис. ...д-раб. н,- М., 1992,- 34 с.
7. Семененко H.H., Цыбулъка Н.П. Потребление озимой рожью азота почвы и удобрений (по данным опытов с 15N) // Агрохимия,- 1995,-№8,- С.29-33.
8. Сендрякое И.Ф., Овчинникова Н.Г., Вахрамеев Ю.И., Медведев С.С. Рекомендации «Локальное внесение минеральных удобрений в различных почвенно-климатических зонах СССР при интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур»,- М.: Агро-НИИТЭПП, 1988,- С. 5-26.
9. Сычев В.Г., Соколов O.A., Завалин A.A., Шмырева Н.Я. Роль азота в интенсификации продукционного процесса сельскохозяйственных культур. Т.2. Экологические аспекты роли азота в продукционном процессе,- М.: ВНИИА, 2012,- 322 с.
10. Соколов ОА., Семенов В.М. Теория и практика рационального применения азотных удобрений,- М.: Наука, 1992,- 206 с.
11. Шмырева Н.Я. Использование растениями азота удобрений и его 12. Явтушенко В.Е. Агроэкологическое обоснование систем удобре-миграция в дерново-подзолистых почвах склонов центрального Не- ния на почвах склонов: Дис. ... д-ра с.-х. н,- М., 1991. - 47 с. черноземья: Автореф. дис. ...канд. с.-х. наук,- М., 1996,- 21 с.
UTILIZATION OF NITROGEN FERTILIZERS BY WINTER RYE DEPENDING ON THEIR APPLICATION MODE UNDER ERODIBLE
LANDSCAPE CONDITIONS (FROM 15N STUDIES)
N.Ya Shmyreva, O.A. Sokolov, L.N. Tsurikov Pryanishnikov All-Russian Research Institute of Agrochemistry uL Pryanishnikova 31a, Moscow, 127550 Russia
In soddy-podzolic soil on a slope of eastern exposure, a more environmentally safe nitrogen balance was established at the local application of nitrogen fertilizer for winter rye. Winter rye utilized 34% offertilizer nitrogen on the near-watershed part of the slope (2-3°), 28% on the middle part of the slope (4-5°), and 21 % on the lower part of the slope (5-7°); 38, 34, and 25% of fertilizer nitrogen were
retained in the soil, and 28, 38, and 55%, respectively, were lost.
