CC BY
7ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОВСОМ АЗОТА УДОБРЕНИЙ В ЭРОЗИОННОМ ЛАНДШАФТЕ С ПОМОЩЬЮ ^
Н.Я. Шмырева, к.б.н., Л.Н. Цуриков, к.с.-х.н., Н.Б. Макаров, к.с.-х.н., Л.В. Прохин, Л.ИМасакова,
ВНИИА
Резюме. С помощью меченых N удобрений установлено, что на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве склона юго-восточной экспозиции более экологически безопасный баланс азота удобрений складывался при локальном способе внесения удобрений под овес в приводораздельной части склона (2-30).
Введение. В эрозионном агроландшафте на дерново-подзолистых почвах склонов уровень продуктивности сельскохозяйственных культур в основном определяется количеством усвоенного растениями азота почвы и азота внесенных удобрений. С увеличением степени смытости почвы урожайность полевых культур на этих почвах по сравнению с несмы-тыми снижается на 10-60% и более [3]. 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 загрязнению природной среды [1-5, 7-10].
Цель наших исследований - с помощью меченых по удобрений определить степень использования азота удобрения и азота почвы овсом, выявить эффективность различных способов применения азотных удобрений в почвозащитном севообороте в условиях эрозионного ландшафта.
Методика исследования. В Смоленском НИИСХ в 2002 г. на делянках длительного стационарного опыта в варианте (Ш 1Р 1К) в начале третьей ротации севооборота (озимая рожь - овес - ячмень с подсевом многолетних травосмесей -травосмеси 1-го г. п. - травосмеси 2-го г.п.) был заложен микрополевой опыт с сернокислым аммонием, обогащенным меченым азотом (обогащ. 20 ат%).
Почва - дерново-подзолистая среднесуглинистая на карбонатном моренном суглинке слабо (приводораздельная часть склона 2-30) - и среднесмытая (средняя часть склона 4-5 и нижняя часть склона 5-70). Содержание физической глины 3234%. Агрохимическая характеристика пахотных слоев этих почв представлена, соответственно, следующими показателями: рН сол. 5,7; 5,9; 6,1, Иг - 1,18; 0,6; 0,8 мг-экв/100 г, содержание обменных Са2+ - 5,5, 6,0; 6,0 мг-экв/100 г и Mg2+ -2,0; 2,4; 2,2 мг-экв/100 г, гумуса - 2,1; 0,9; 0,8%, общего азота - 0,19; 0,13; 0,09, подвижных форм фосфора - 13,7; 15,8; 18,7 мг/100 г, калия - 13,8; 15,0; 16,7 мг/100 (по Кирсанову).
Микрополевой опыт (размер делянок 0,5 м х 1,0 м) размещен на склоне ЮВ экспозиции вогнуто-выпуклой формы в верхней части с уклоном 2-30, средней 4-50 и нижней 5-70. Длина склона - 300 м. Повторность - 4х кратная, с - двукратная. Защитные полосы между микроделянками - 0,5 м. Обработка почвы - отвальная вспашка проводилась вручную. Перед закладкой опыта проведено известкование из расчета полной нормы гидролитической кислотности. азотные удобрения под овес (N50) вносили весной при локальном внесении на глубину 10 см лентой и вразброс. Норма высева овса (сорт Скакун) - 5 млн всхожих зерен на 1 га. В почве и растительном материале общий азот определяли по методу Кьель-
Плодородие 4*2008
даля-Йодльбауэра. Изотопный анализ проводили на масс -спектрометре МИ - 1102. Другие аналитические показатели почвы и растений определяли в лабораториях ВНИИА по общепринятым методикам.
Результаты и их обсуждение. Метеорологические условия вегетационного периода 2002 г. были неблагоприятными. ГТК в засушливый вегетационный период составил 0,9 по сравнению со среднемноголетним (1,5). Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы в мае 2002 г. составляли 107 мм в приводораздельной, 94 мм в средней и 105 мм в нижней части склона, а в период уборки (август) 59, 65 и 49 мм соответственно.
Потребление азота растениями овса зависело от элемента рельефа и способа внесения азотных удобрений, снижаясь от приводораздельной части склона к тальвегу. При локальном внесении азотных удобрений овес потреблял наибольшее количество азота удобрения на всех элементах склона по сравнению с разбросным их применением (табл. 1).
Использование азота удобрений овсом в нашем опыте в приводораздельной части склона составляло 26, 23 и 14%, в средней части склона 23, 20 и 12% и нижней части склона 20, 17, 10% при локальном внесении, локальном внесении + солома 2 т/га и разбросном внесении азотных удобрений соответственно. Овес потреблял азот почвы 82-90%, а удобрений - 11-18% при обоих способах внесения азотных удобрений. Локальное внесение азотных удобрений в дозе 50 кг/га способствовало увеличению дополнительного количества азота почвы («экстра»-азота) на приводораздельной части склона 49%, на средней части склона 54% и 51% в нижней части склона. Большее потребление «экстра»-азота в средней части склона, по-видимому, связано с лучшим обеспечением влаги в метровом слое почвы в ходе вегетации растений.
1. Использование растениями азота почвы и удобрений в
зависимости от элементов рельефа и способов их внесения на
дерново-подзолистой почве склона
Вынос, г/м2 «Экст-
№ Вариант в т. ч. из pa»-N КИА
общ. удобр. почвы г/м2
Приводораздельная часть склона 2-30
1 Р50К50 (фон) 2,81 - 2,81 - -
2 О Фон+15М50 вразб. Фон+15^0 лок. 5,48 1 OÛ 0,70 1 'în 4,78 1,97 1 QQ 14
3 4 Фон+15М50 лок.+ солома 2 т/га /,99 6,65 1,30 1,14 6,69 5,51 3,88 2,70 26 23
Средняя часть склона 4-50
1 Р50К50 (фон) 2,69 - 2,69 - -
2 О Фон+15М50 вразб. Фон+15^0 лок. 5,50 Q 0,60 1 1 £ 4,90 1 'î/l 2,21 А 12
3 4 Фон+15М50лок.+ солома 2 т/га 8,50 5,56 1,16 1,01 7,34 4,55 4,65 1,86 23 20
Нижняя часть склона 5-70
1 Р50К50 (фон) 2,20 - 2,20 - -
2 Фон+15М50 вразб. 5,12 0,50 4,62 2,42 10
3 Фон+15М50 лок. 6,59 1,00 5,59 3,39 20
4 Фон+15М50лок.+ солома 2 т/га 5,60 0,84 4,76 2,56 17
41
This document was created using
Solid Converter PDF
Во всех изучаемых вариантах опыта урожайность зерна и соломы овса была более высокая на приводораздельной части склона, а наименьшая в нижней части склона (табл. 2). Выявлена высокая эффективность азотных удобрений во всех изучаемых вариантах опыта и элементах рельефа. Прибавка урожая зерна от азота по сравнению с фоном составляла 56-97%, а соломы от 22 до 124% соответственно.
чительными его газообразными потерями, а также с поверхностным смывом и вымыванием в нижние слои почвы. Об этом свидетельствует установленный нами факт передвижения меченого азота от места его внесения на расстоянии 6 м в приводораздельной части склона, 7 м в средней части склона и 9 м в нижней части склона ЮВ экспозиции.
Перемещение азота удобрений практически по всему профилю метрового слоя свидетельствует о возможном накоплении его в более глубоких слоях почвы (табл. 3).
2. Продуктивность овса в зависимости от рельефа, азотных удобрений и способов их внесения на дерново-подзолистой почве склона
№ вар.
Зерно, г/м
Сырой протеин,
%
Солома, г/м
Приводораздельная часть склона 2-3
128 9,7 117
203 11,3 143
252 12,9 188
225 12,4 170
Средняя часть склона 4-50 120 10,0 93
195 13,3 128
218 18,0 162 210 12,7 140
Нижняя часть склона 5-70
1 119 9,3 63
2 186 12,8 95
3 210 13,3 141
4 201 13,0 102 НСР05 по зерну част. ср. - 15, рельеф - 8, удобрений - 11; по соломе, соответственно - 51, 26, 36
Как и у других исследователей [6-9, 10] наибольший урожай зерна и соломы получен в варианте с локальным внесением азотных удобрений на глубину 10 см лентой на приводораздельной части склона. На всех элементах рельефа выявлено преимущество локального способа внесения азотных удобрений по сравнению с разбросным. Это наиболее выражено в приводораздельной части склона, где прибавка зерна от локального внесения азота по сравнению с разбросным достигала 49 г/м2 (65%), а прибавка зерна в варианте с применением соломы составляла 29%. Разбросной способ внесения азотных удобрений увеличивал содержание сырого протеина в зерне овса по сравнению с фоном на 1,6-3,5%, при локальном внесении азотных удобрений на 3,2-8%, а применение соломы 2 т/га при локальном внесении - на 2,7-3,7% соответственно по элементам рельефа.
Слабое использование растениями азота удобрений при разбросном способе внесения, по-видимому, связано со зна-
3. Распределение общего азота (1) почвы и в том числе удобрений (2) по профилю почвы после уборки урожая овса, мг/100 г почвы
Часть склона
№вар. Глубина, см приводораздельная 2-3° средняя 4-5° ° нижняя 5-7
1 2 1 2 1 2
0-20 20-40 87 59 - 8° 52 - 76 48 -
1 40-60 46 - 44 - 42 -
60-80 80-100 4° 36 - 37 32 - 35 25 -
0-100 268 - 245 - 226 -
0-20 97 °,°9 87 °,11 73 °,1°
20-40 68 °,12 62 °,°8 55 °,°7
2 40-60 5° °,°9 49 °,°7 47 °,°6
60-80 43 °,°7 39 °,°5 38 °,°4
80-100 4° °,°2 35 °,°3 34 °,°2
0-100 298 °,39 27° °,35 247 °,29
0-20 12° °,2° 1°8 °,14 8° °,12
20-40 74 °,°9 7° °,12 6° °,°8
3 40-60 62 °,°7 6° °,11 56 °,1°
60-80 49 °,°5 49 °,1° 47 °,°8
80-100 4° °,°4 48 °,°8 38 °,°6
0-100 345 °,45 329 °,55 281 °,44
0-20 1°5 °,14 95 °,12 81 °,°9
20-40 84 °,°9 66 °,°8 63 °,°8
4 40-60 52 °,°8 52 °,°7 49 °,°7
60-80 4° °,°5 38 °,°5 35 °,°7
80-100 34 °,°5 32 °,°4 31 °,°4
0-100 315 °,41 283 °,36 259 °,35
Полученные количественные параметры по использованию азота удобрений овсом, закреплению и миграции азота удобрений в почве позволило составить баланс азота удобрений (табл. 4). В статью баланса «остаточного азота удобрений в почве» включено количество азота удобрений, которое было обнаружено в верхнем метровом слое почвы.
(1- 4. Баланс азота удобрений при выращивании овса в зависимости от элемента склона ■ приводораздельная 2-30; 2 — средняя 4-50; 3 — нижняя 5-70) и способов внесения удобрений, г/м2
Вар. удобр. Внесено 15N Использовано 15М растениями Осталось 15М в почвенном слое (0-100) Потери
15-4 т в почву 1 2 3 1 2 3 1 2 3
N5° 15N5° 15N5° вразброс локально локально +солома (2 т/га) 5 5 5 °,7° 1,3° 1,14 °,6° °,5° 1,16 1,°° 1,°1 °,84 1,27 2,°° 1,52 1,08 1,34 1,2° °,81 1,33 °,96 3,°3 1,7° 2,34 3,32 2,5° 2,79 3,69 2,67 3,2°
Больше всего азота терялось при разбросном способе внесения азотных удобрений: неучтенные его потери составили на приводораздельной части склона 61%, с средней части склона 66% и нижней части склона 74%, при локальном способе внесения азотных удобрений 34,50 и 53%, а при локальном внесении с соломой 2 т/га 47, 56 и 64% соответственно.
Таким образом, потребление азота удобрения растениями и иммобилизация его в почве снижались от приводораздель-ной части склона к тальвегу, тогда как потери азота удобрения, наоборот, возрастали независимо от способа применения азотных удобрений. Наименьшее количество азота овес потреблял в нижней части склона за счет худшего усвоения, как
42
азота удобрения, так и азота почвы, что приводило к снижению продуктивности растений. При локальном внесении азотных удобрений овес потреблял наибольшее количество азота удобрения на всех элементах склона по сравнению с разбросным их применением. При этом способе внесения удобрений закреплялось большее и терялось меньшее количество азота удобрения. Применение соломы (на фоне локального внесения азотных удобрений) снижало потребление азота удобрения растениями и его закрепление в почве. Наибольший урожай зерна и соломы овес формировал на приво-дораздельной части склона.
Плодородие 4*2008
This document was created using
Solid Converter PDF
Литература
1. Гамзиков Г.П., Кострик Г.И, Емельянова В.Н. Баланс и превращение азота удобрений. Новосибирск: Наука, 1985. С. 6-88. 2. Жилко В.В., Жуков И.И., Черныш А.Ф., Цыбулько Н.Н., Тищук Л.А. Потери гумуса и макроэлементов с процессами водной эрозии на дерново-подзолистых почвах Белоруссии // Агрохимия. 1999. N° 10. С. 48-53. 3. Каштанов А.Н., Явтушенко В.Е. Агроэкология почв склонов М.: Колос, 1997. С. 5-20. 4. Кореньков Д.А. Агроэкологические аспекты применения азотных удобрений. М.: Колос, 1999. 296 с. 5. Руделев Е.В. Минерализация - иммобилизация азота в основных типах почв России и эффективность азотных удобрений: Автореф. дис. ...д-ра биол. наук. М., 1992. 34 с. 6. Сендряков 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.: АгроНИИТЭПП, 1988. С. 5-26. 7. Смирнов П.Т., Превращение азотных удобрений в почве и их использование растениями. Автореф. докт. дис. М., ТСХА, 1970, 43 с. 8. Соколов О.А., Семенов В.М. Теория и практика рационального применения азотных удобрений. М.: Наука, 1992, 207 с. 9. О.А. Соколов, Семенов В.М. Методология оценки азотного питания сельскохозяйственных культур. Агрохимия, 1994, № 9, С. 137-149. 10. Шмырева Н.Я. Использование растениями азота удобрений и его миграция в дерново-подзолистых почвах склонов центрального Нечерноземья: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 1996. 21 с.
Плодородие 4*2008
43
Solid Converter PDF
This document was created using
