ПОТОКИ И БАЛАНС АЗОТА УДОБРЕНИЯ И АЗОТА ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ СЕВООБОРОТА НА ЭРОДИРОВАННОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ (ИССЛЕДОВАНИЯ С 15N) СООБЩЕНИЕ 5. МНОГОЛЕТНИЕ БОБОВО-ЗЛАКОВЫЕ ТРАВЫ ВТОРОГО ГОДА ЖИЗНИ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

АГРОЭКОЛОГИЯ

УДК 631.811.1:633.14:632.125

ПОТОКИ И БАЛАНС АЗОТА УДОБРЕНИЯ И АЗОТА ПОЧВЫ

В УСЛОВИЯХ СЕВООБОРОТА НА ЭРОДИРОВАННОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ (ИССЛЕДОВАНИЯ С 15N)

Сообщение 5. Многолетние бобово-злаковые травы второго года жизни

Н.Я. Шмырева, к.б.н.,А.А. Завалин, акад. РАН, O.A. Соколов, д.б.н., ФГБНУ «ВНИИ агрохимии»

Показано, что в условиях длительного применения азотных удобрений, меченых 15N (5-полъный севооборот, три ротации, дерново-подзолистая почва, склон юго-восточной экспозиции) многолетние бобово-злаковые травы 2-го г. ж. потребляли больше азота (удобрения, почвы, симбиотического) на всех элементах склона при локальном и разбросном способах применении удобрений в 3-й ротации. Наиболее интенсивно травы 2-го года жизни потребляли азот почвы (его доля в общем выносе азота составила 38-61%). Использование травами азота удобрения в нижней части склона снижается в 1,4-1,5 раза, а его иммобилизация в почве - в 1,1-1,3 раза, тогда как газообразные потери азота растут в 1,6-3,0 раза по сравнению с приводораздельной его частью. Локальное применение азотного удобрения усиливает (в 1,6-1,7 раза) использование азота удобрения растениями и его иммобилизацию в почве (1,1-1,2 раза) и снижает (в 1,7-2,0 раза) газообразные потери азота по сравнению с разбросным способом его применения. Агрофитоценоз трав 2-го года жизни существенно уступает по устойчивости травам 1-го года вследствие существенного снижения фиксации атмосферного азота. Локализация азотного удобрения не изменяет устойчивости агрофитоценоза трав 2-го года жизни по сравнению с разбросным способом его внесения. Локальное внесение азотных удобрений повышало продуктивность трав (на 30 %), содержание сырого белка в фитомассе (на 4,3%) и снижало содержание NO~3 (на 3-30%) по сравнению с разбросным способом его применения.

Ключевые слова: изотоп азота 15N, элементы склона, потоки и баланс азота, севооборот, иммобилизация, минерализация, устойчивость, качество урожая.

Б01: 10.25680/819948603.2021.118.13

Многолетние бобово-злаковые травы 2-го года жизни (г.ж.) являются важнейшим звеном полевого севооборота, поскольку способны накапливать 3-7 т/га органического вещества и фиксировать 50-100 кг/га атмосферного азота [1, 3, 7, 9, 19]. В зависимости от года жизни многолетних трав в их агрофитоценозе меняется интенсивность циклов азота (использование растениями, иммобилизация, минерализация), что в итоге влияет на плодородие эродированных почв, продуктивность и качество урожая возделываемой культуры [6, 10]. На второй год жизни многолетних бобово-злаковых трав изменяются структура агрофитоценоза, интенсивность гетеротрофного и автотрофного циклов азота [7, 8]. Развитие агрофитоценоза многолетних трав усложняется эрозионными процессами, хотя и сам процесс эрозии почв также видоизменяется.

Цель исследований - с помощью метода изотопной индикации 1 ^Ы определить размеры потоков азота удобрения, азота почвы и симбиотического азота бобо-во-злаковых трав 2-го г.ж. в условиях эродированного склона.

Методика. Подробно методика проведения исследований изложена в ж. «Плодородие» №4 (2018 г., стр. 2). При выращивании многолетних бобово-злаковых трав 2-го г.ж. ГТК в первой ротации составил 2,1 (средне-многолетнее значение 1,7), во второй ротации - 1,5, в третьей ротации - 1,0.

Результаты и их обсуждение. В условиях склона (дерново-подзолистая почва) потребление азота удобрения и азота почвы травами 2-го г.ж. снижалось от

приводораздельной части к основанию и зависело от способа применения азотного удобрения (табл. 1). В потребляемом травами азоте наибольшую долю (4446%) занимал азот почвы, 40-42% - азот атмосферы и 13-14% азот удобрения. Наибольшее количество азота травы потребляли в 3-ю ротацию (за счет лучшего потребления азота удобрения, азота почвы и симбиотического азота) по сравнению с первой и второй ротациями [7]. Лучшее потребление азота растениями произошло, по-видимому, за счет лучшей обеспеченности почвы влагой в осенние-зимний-весенний период. При локальном применении азотного удобрения травы потребляли больше азота удобрения в 1,6-1,8 раза, азота почвы - в 1,1-1,2 раза и симбиотического азота - в 1,41,5 раза по сравнению с разбросным способом его внесения.

В богарных условиях на дерново-подзолистой почве бобово-злаковые травы 2-го г.ж. используют 22-50% азота удобрений в применяемой дозе, 40-45% закрепляется его в почве и 10-33% теряется в виде газообразных соединений [8].

При выращивании трав в нижней части склона использование азота удобрения растениями снижалось в 1,4-1,5 раза, иммобилизация его - в 1,1-1,3 раза, а потери азота удобрения увеличивались в 1,6-3,0 раза по сравнению с приводораздельной частью склона (табл. 2). Увеличение потерь азота удобрения до 33-50% от применяемой дозы вызвано температурно-влажностным режимом почвы и изменением состава микробного сообщества [4, 5]. Азот теряется в основ-

ном в газообразной форме, поскольку в Нечерноземной зоне с поверхностным стоком под многолетними травами теряется 0,5 кг Ы/га в год [2]. Наименьшее количество азота (8% от дозы) терялось в 3-й ротации севооборота, поскольку существенно возрастало использование его растениями. Локализация азотного удобрения усиливала (в 1,6-1,7 раз) использование азота удобрения растениями и его иммобилизацию в почве (в 1,1-1,2 раз) и снижала (в 1,7-2,0 раз) газообразные потери азота по сравнению с разбросным способом его применения (табл. 2).

1. Потребление азота удобрения, азота почвы и симбиотического азота многолетними бобово-злаковыми травами 2-го г.ж. в зависимости от элемента рельефа и способа внесения азотных удобре-|пп'| в трех ротациях севооборота_

В агрофитоценозе многолетних трав 2-го г.ж. произошли существенные изменения: снизилась доля клевера из-за его выпадения. При выращивании трав 2-го года жизни растения больше потребляли азота почвы и меньше симбиотического азота (табл. 3) по сравнению с травами 1-го года жизни [7]. Под травами 2-го г.ж. минерализовалось, иммобилизовалось и терялось азота почвы больше.

2. Потоки и баланс азота удобрения при выращивании многолетних бобово-злаковых трав 2-го г. ж. на различных элементах рельефа в зависимости от способа применения азотного удобрения

Вариант опыта

Общий вынос азота, г/м2

В том числе азот

удобрения почвы симбиотический

г/м2

г/м2 I % г/м2 I %

Первая ротация

Приводоразделъная часть склона, 2-3"

РзоКзо (фон) 3,36 - - 1,85 55 1,51 45

Фон + "N30 вразброс 7,43 0,66 9 3,33 45 3,44 46

Фон + "N30 локально 9,24 1,50 16 4,10 44 3,64 40

Нижняя часть склона, 5- 7°

РзоКзо (фон) 2,36 - - 1,11 47 1,25 53

Фон + "N30 вразброс 3,93 0,45 11 2,06 52 1,42 37

Фон + "N30 локально 5,36 0,87 16 2,33 43 2,16 41

Вариант опыта Использовано растениями Иммобилизовано в 0-100 см слое почвы Газообразные потери

1 | 2 1 | 2 1 | 2

Первая ротация

Фон + 15Мзо вразброс 0.66 22 0.45 15 1.35 45 1.05 35 0.99 33 1.50 50

Фон + 15Мзо локально 1.50 50 0.87 29 1.20 40 1.11 37 0.30 10 0.87 29

Вторая ротация

Фон + 15Мзо вразброс 0.77 26 0.54 18 1.25 42 1.02 34 0.98 33 1.45 48

Фон + 15Мзо локально 1.42 47 0.90 30 1.33 44 1.14 38 0.25 9 0.96 32

Третья ротация

Фон + 15Мзо вразброс 1,46 49 1,21 40 1,00 33 0,83 25 0,54 18 0,96 35

Фон + 15Мзо локально 1.66 55 1.38 46 1.13 37 1.03 34 0.21 8 0.59 20

Вторая ротация

Приводоразделъная часть склона, 2-3"

Примечания. 1 - приводоразделъная часть склона, 2-3 , 2 - нижняя часть склона, 5-7°.

Над чертой - азот удобрения, г/м2, под чертой - азот удобрения, % от внесенного.

РзоКзо (фон) 3,10 - - 1,77 57 1,33 43

Фон + "N30 вразброс 6,85 0,77 11 3,33 49 2,75 40 3. Потоки азота почвы и симбиотического азота при выращивании многолетних бобово-злаковых трав на различных

Фон + "N30 11,13 1,42 15 4,10 44 5,61 41 элементах склона, г/ч

локально Травы 2 -го г. ж.

Нижняя часть склона, 5- 7° Верхняя Нижняя

РзоКзо (фон) 2,46 - - 1,08 44 1,38 56 Показатель часть склона, часть склона,

Фон + "N30 4,09 0,54 13 2,06 50 1,49 37 2-3° 5-7°

вразброс 1 2 1 2

Фон + "N30 5,39 0,90 17 2,33 43 2,16 40 Азот почвы

локально Общий вынос азота почвы 3,33 4,10 2,06 2,33

Третья ротация Иммобилизованный азот 5,54 5,36 5,04 3,49

Приводоразделъная часть склона, 2-3 0 Газообразные потери азота почвы 4,34 1,01 7,17 3,45

РзоКзо (фон) 5,69 - - 3,49 61 2,20 39 Минерализованный азот (М) 13,42 10,78 14,38 9,47

Фон + "N30 11,45 1,46 13 5,91 52 4,08 35 Нетто-минерализованный азот (Н-М) 7,88 5,42 9,34 5,98

вразброс Реиммобилизованный азот (РИ) 5,33 5,05 4,93 3,29

Фон + "N30 14,42 1,66 12 6,52 45 6,24 33 Симбиотический азот

локально Вынос симбиотического азота 3,44 3,64 1,42 2,16

Нижняя часть склона, 5- Т Остаточный минеральный азот 0,70 0,96 0,25 0,44

РзоКзо (фон) 3,77 - - 2,31 61 1,46 39 Иммобилизованный азот 5,58 3,41 2,68 2,74

Фон + "N30 8 89 1,21 14 3,64 41 4,04 45 Газообразные потери азота почвы 4,38 0,64 3,81 2,30

вразброс Минерализованный азот (М) 14,60 8,65 8,16 7,64

Фон + "N30 10,35 1,38 13 3,89 38 5,08 49 Нетто-минерализованный азот (Н-М) 9,02 5,24 5,48 4,90

локально Реиммобилизованный азот (РИ) 4,88 2,45 2,43 2,30

У трав 2-го г.ж. усилилась иммобилизация азота удобрения (в 1,2-1,3 раза) по сравнению с травами 1-го г.ж. [8]. Произошло это вследствие расширения отношения углерода к азоту (из-за выпадения клевера), что изменило также структуру микробоценоза [11,15,16]. По отношению С: N биомасса трав 1-го г.ж. относится к умеренному типу разложения в почве, тогда как биомасса трав 2-го г.ж- к медленному [14]. Кроме того, при выпадении клевера отмирающая его корневая система усиливает процессы иммобилизации азота в почве. Этим объясняется большая иммобилизация азота при выращивании трав 2-го года во второй ротации севооборота.

Примечание. 1—N вразброс, 2—N локально.

В верхней части склона больше минерализовалось и закреплялось азота почвы по сравнению с нижней его частью. В нижней части склона больше терялось почвенного азота в виде газообразных соединений, чем в верхней его части. При локальном внесении азотного удобрения травы потребляли больше азота почвы, при этом его меньше терялось по сравнению с разбросным способом [7].

Травы 2-го г.ж. значительно меньше потребляли симбиотический азот по сравнению с травами 1-го года жизни [7]. Под травами второго года снижались иммобилизация симбиотического азота в почве, его минера-

лизация и образование газообразных соединений. В верхней части склона больше минерализовалось и закреплялось в почве симбиотического азота и меньше терялось по сравнению с нижней частью склона. При локальном способе применения азотного удобрения травы 2-го года жизни больше фиксировали атмосферный азот, снижались его иммобилизация и реиммоби-лизация по сравнению с разбросным способом их внесения.

Агрофитоценоз многолетних бобово-злаковых трав 2-го года жизни функционировал в более устойчивом состоянии по сравнению с зерновыми культурами (табл. 4). Большая устойчивость трав достигалась за счет лучшего использования биологического азота, большей его иммобилизации и меньших потерь азота [17-19]. В то же время бобово-злаковые травы 2-го г.ж. уступали по устойчивости травам 1-го г. ж. на всех элементах склона при обоих способах применения азотного удобрения.

4. Показатели интегральной оценки функционирования системы почва-растение при выращивании многолетних бобово-злаковых

Многолетние

Способ внесения травы

Часть склона азотных удобре- 2-го г. ж.

ний РИ : М, % Н-М : РИ

Приводораздельная, Вразброс 38 1,6

2-3° Локально 37 1,5

Нижняя, 5-7° Вразброс 32 2,0

Локально 32 2,0

скольку злаковые растения характеризуются большей способностью их накапливать [16]. По этой же причине травы 2-го года накапливают больше МЭз~, чем травы 1-го г.ж. [8].

5. Продуктивность многолетних бобово-злаковых трав 2-го г.ж. в зависимости от элемента рельефа и способа внесения азотного

Локальное применение азотного удобрения не изменяло устойчивости трав 2-го г. ж. по сравнению с разбросным способом его внесения. Это связано с тем, что минерализация и иммобилизация азота в почве изменялась с одинаковой скоростью [13, 19].

Миграция азота с поверхностным и внутрипочвен-ным стоком, потери его в процессе денитрификации-нитрификации, значительная степень минерализации почвенного азота снижают меру участия азота в продукционном процессе трав 2-го года жизни. Травы 2-го года отличались высокой продуктивностью в первой и третьей ротациях (табл. 5). Однако, если для периода вегетации трав первой ротации характерна высокая влажность (ГТК 2,1), то в 3-й ротации травы формировали биомассу за счет запасов влаги в почве предыдущего года. Снижение влажности во второй ротации травы формировали в 1,6-1,7 раза меньшую биомассу на приводораздельной части склона и в 1,4-1,5 раза на нижней его части по сравнению с 3-й ротацией. Во влажный год внесение азотных удобрений локально повышало продуктивность трав на 52-54%, тогда как в более засушливых условиях - на 5-12% (2-3-я ротации).

Биомассу с наибольшим количеством сырого белка травы 2-го года жизни формировали при внесении только фосфорных и калийных удобрений (на фоне) в 3-ю ротацию, при разбросном применении азотных удобрений - также в 3-ю ротацию, тогда как при их локализации - во вторую (табл. 6). В нижней части склона содержание сырого белка в фитомассе трав снижалось в 1,3 раза на фоне и в 1,2 раза при внесении азотных удобрений по сравнению с приводораздельной его частью.

В связи с изменением состава агрофитоценоза травы 2-го года содержали больше нитратов в фитомассе, по-

■ одобрения в трех ротациях севооборота

Вариант опыта Урожайность сена, г/м2 Прибавка Прибавка от локализации удобрения

г/м2 I % г/м2 I %

Первая ротация

Приводораздельная часть склона, 2-3"

РзоКзо (фон) 375 - - - -

Фон + "N30 вразброс 567 192 51 - -

Фон + "N30 локально 874 499 133 307 54

Нижняя часть склона, 5- 7°

РзоКзо (фон) 193 - - - -

Фон + "N30 вразброс 295 102 53 - -

Фон + "N30 локально 448 255 132 153 52

Вторая ротация

Приводораздельная часть склона, 2-3"

РзоКзо (фон) 222 - - - -

Фон + "N30 вразброс 457 235 106 - -

Фон + "N30 локально 510 288 130 53 12

Нижняя часть склона, 5- 7°

РзоКзо (фон) 198 - - - -

Фон + "N30 вразброс 409 211 106 - -

Фон + "N30 локально 429 231 116 20 5

Третья ротация

Приводораздельная часть склона, 2-3"

РзоКзо (фон) 407 - - - -

Фон + "N30 вразброс 777 370 91 - -

Фон + "N30 локально 863 456 112 86 11

Нижняя часть склона, 5- 7°

РзоКзо (фон) 266 - - - -

Фон + "N30 вразброс 603 337 127 - -

Фон + "N30 локально 641 375 141 38 6

Р,% 2-3

НСРо,5, г/м2: сред 15-39

рельеф 13-28

удобрения 9-23

6. Содержание сырого белка и нитратов в фитомассе многолетних бобово-злаковых трав 2-го г.ж. в зависимости от элемента рельефа, способа внесения азотного удобрения в трех ротациях сево-

Вариант опыта Сырой белок, % с.в. N03 , мг/кг

I | II | III I | II | III

Приводораздельная часть склона, 2-3"

РзоКзо (фон) 19.1 19.8 20.7 180 161 101

Фон + 15Мзо вразброс 20.3 20.3 20.8 193 177 112

Фон + 15Мзо локально 23.8 26.2 21.9 190 167 105

Нижняя часть склона, 5- 7°

РзоКзо (фон) 15.1 15.7 17.0 221 209 107

Фон + 15Мзо вразброс 15.8 16.4 18.6 240 229 127

Фон + 15Мзо локально 21.1 21.2 18.9 231 217 111

Травы, растущие на нижней части склона, содержали больше нитратов (на 23-33%) по сравнению с травами на приводораздельной его части (см. табл. 6). За счет локализации азотных удобрений содержание N03" в

травах 2-го года снижалось на 4-29% на приводораз-дельной части склона и на 2-33% в нижней его части по сравнению с разбросным способом их применения.

Выводы. В условиях длительного применения азотных удобрений, меченых 1 ^Ы (5-польный севооборот, три ротации, дерново-подзолистая почва, склон юго-восточной экспозиции) многолетние бобово-злаковые травы 2-го г.ж. потребляли больше азота (удобрения, почвы, симбиотического) на всех элементах склона при локальном и разбросным способах применении удобрений в 3-й ротации. Наиболее интенсивно травы 2-го года потребляли азот почвы (его доля в общем выносе азота составила 38-61%).

Использование травами азота удобрения в нижней части склона снижается в 1,4-1,5 раза, а его иммобилизация в почве - в 1,1-1,3 раза, тогда как газообразные потери азота растут в 1,6-3,0 раза по сравнению с привод ораздельной его частью.

Локальное применение азотного удобрения усиливает (в 1,6-1,7 раза) использование азота удобрения растениями и его иммобилизацию в почве (в 1,1-1,2 раза) и снижает (в 1,7-2,0 раза) газообразные потери азота по сравнению с разбросным способом его применения.

Агрофитоценоз трав 2-го года жизни существенно уступает по устойчивости травам 1-го года вследствие существенного снижения фиксации атмосферного азота. Локализация азотного удобрения не изменяет устойчивости агрофитоценоза трав 2-го года по сравнению с разбросным способом его внесения.

Локальное внесение азотных удобрений повышало продуктивность трав (на 30%), содержание сырого белка в фитомассе (на 4,3%) и снижало содержание МЭ3" (на 3-30%) по сравнению с разбросным способом его применения.

Литература

1. Завалин А.А., Соколов О А. Потоки азота в агроэкосистеме: от идей Д.Н. Прянишникова до наших дней. -М.: ВНИИА, 2016,- 591 с.

2. Каштанов А.Н., Явтушенко В.Е. Агроэкология почв склонов. - М.: Колос, 1997.-240 с.

3. Кокорина А.Л., Кожемяков А.П. Бобово-ризобиальный симбиоз и применение микробиологических препаратов комплексного действия

- важный резерв повышения продуктивности пашни. - С-Пб. ГАУ, 2010.-50 с.

4. Кутузова Р.С., Сирота Л.Б., Воробьев Н.И. Использование математического анализа для оценки микробиологического состояния почв агроландшафта опыта // Агрохимия. - 2001,- №1. - С. 19-33.

5. Кутузова Р.С., Сирота Л.Б., Орлова О.В. Микробное сообщество и анализ почвенно-микробиологических процессов в дерново-подзолистой почве // Почвоведение. - 2016. - №3. - С. 320-332.

6. Соколов OA., Завалин, А.А., Сычев В.Г., Шмырева Н.Я., Цуриков Л.Н. Потоки азота в агрофитоценозе на эродированных почвах. - М.: ВНИИА, 2015.-96 с.

7. Соколов О.А., Шмырева Н.Я., Завалин А.А., Черников, В.А. Роль симбиотического азота и устойчивость его циклов при выращивании многолетних трав на склоне // Плодородие. - 2016. - №1. - С.50-52.

8. Сычев В.Г., Соколов О.А., Завалин А.А., Шмырева Н.Я. Роль азота в интсификации продукционного процесса сельскохозяйственных культур. Экологические аспекты роли азота в продукционном процессе. - М.: ВНИИА, 2012. Т.2. - 272 с.

9. Трепачев Е.П. Агрохимические аспекты биологического азота в современном земледелии. - М.: Агроконсалт, 1999,- 532 с.

10. Черкасов Г.Н., Чуян, О.Г. Экологические функции удобрений в эродированных ландшафтах Центрально-Черноземной зоны. Материалы Всерос. совещ. Экологические функции агрохимии в современном земледелии. - М., 2008. - С. 208-211.

11. Щапова Л.Н. Микробная сукцессия при трансформации органического вещества // Почвоведение,- 2004,- №8,- С. 967-975.

12. Denk T.R.A., Mohn J, Decock С., Wolf В. The nitrogen cycle: A review of isotope effects and isotope modeling approaches Soil Biol. Biochem. 2017. V/105. P. 121-137.

13. Kahmen A., Wanek W., BuchmannN. Foliar 5 15N values characterize soil N cycling and reflect nitrate or ammonium preference of plants a long atemperate grassland. Oecologia.- 2008,- V.158. P.371-381.

14. Praveen-Kumar J.C., Tarafdar J.P., Shyam K.J. A rapid method for assessment of plant mesidue quality J. Plant Nutr and Soil Sci.- 2003,- V. 166,-№5,-P. 662-668.

15. Jensen L.S., Salo Т., Palmason F. Jnfluence of biochemical quality on С and N, mineralization from a broad variety of plant materials in soils. Plant and Soil. 2005. V. 273. № 1-2. P. 307-326.

16. Inselsbacher E., Wanek W., Strauss J., Zechmeister — Boitenstern S., Muller C. A novel 15N tracer model reveals: plant nitrate governs nitrogen transformation rates in agriculture soils. Soil Biol. Biochem. 2013. V.57. P. 301-310.

17. Pardo L.H., Templer PH., Goodale C.L. et. al. Regional assessment of N saturation using foliar and root 5 15N. Biogeochemistry/- 2006,- V. 80. P. 143-171.

18. Kriszan M., Amelung W., Schellberg J. Long-term Changes of delta N-15 natural abundance of plants and soil in atemperate grassland. Plant and Soil.-2009. V.325.-P. 157-169.

19. Rascher K.G., Hellmann C. Maguas C. Community scale 15N lsoscapes: tracing the spatial impact of an exotic N2 - fixing invader. Ecology Letters.- 2012. V.15. P. 484-491.

FLUXES AND BALANCE OF NITROGEN FROM FERTILIZERS AND SOIL UNDER CONDITIONS OF CROP ROTATION

ON ERODED SODDY-PODZOLIC SOIL (15N STUDY) Communication 5. Perennial legumes and grasses of the second year of life

N. Ya Shmyreva, A A Zavalin, O.A Sokolov PryanishnikovInstitute of Agrochemistry, Pryanishnikov uL 31 A, 127434 Moscow, Russia, e-mail: [email protected]

It is shown that under conditions of long-term use of nitrogen fertilizers labeled with 13N (5-field crop rotation, three rotations, sod-podzolic soil, southeastern slope), perennial legume-cereal grasses of the 2nd year of life consumed more nitrogen (fertilizer, soil, symbiotic) on all elements of the slope with local and widespread application offertilizers in the 3rd rotation. The most intensively grasses of the 2nd year of life consumed soil nitrogen (its share in the total nitrogen removal was 38-61 %). The use of nitrogen fertilizer by grasses in the lower part of the slope decreases 1.4-1.5 times, and its immobilization in the soil - 1.1-1.3 times, while gaseous nitrogen losses increase 1.6-3.0 times in comparison with its part. Local application of nitrogen fertilizer enhances (1.6-1.7 times) the use of nitrogen fertilization by plants and its immobilization in the soil (1.1-1.2 times) and reduces (1.7-2.0 times) gaseous losses nitrogen in comparison with the spread method of its use. Agrophytocenosis of grasses of the 2nd year of life is significantly inferior in resistance to grasses of the 1st year due to a significant decrease in fixation of atmospheric nitrogen. Localization of nitrogen fertilization does not change the stability of agrophytocenosis of grasses of the 2nd year of life in comparison with the scattered method of its application. Local application of nitrogen fertilizers increased the productivity of grasses (by 30%), the content of crude protein in the phytomass (by 4.3%) and reduced the content of N03 (by 3-30%) in comparison with the spread method of its application.

Key words: nitrogen isotope 13N, slope elements, nitrogen fluxes and balance, crop rotation, immobilization, mineralization, sustainabil-ity, yield quality.