CC BY
116
АГРОХИМИЯ, ПОЧВОВЕДЕНИЕ, ЗЕМЛЕДЕЛИЕ
Известия ТСХА, выпуск 3, 2011 год
УДК 631.841:631.445.24
ТРАНСФОРМАЦИЯ АММОНИЙНОГО И НИТРАТНОГО АЗОТА В РАЗНЫХ ГОРИЗОНТАХ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ
В.В. КИДИН, А.Б. АХМЕТОВА
(Кафедра агрономической, биологической химии и радиологии РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)
Применение стабильного изотопа 15К на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве позволило установить особенности потребления аммонийного и нитратного азота разными сортами редьки, размер его иммобилизации в почве и потерь в зависимости от пространственного расположения в почвенном профиле.
Ключевые слова: азот аммонийный почвы, азот нитратный, доступность растениям азота из разных горизонтов почвы, коэффициент использования меченного 15М минерального азота, иммобилизация азота, потери азота, редька столовая.
Одним из основных факторов, лимитирующих урожайность овощных культур в Нечерноземной зоне, является уровень азотного питания. Внесение необоснованно высоких доз азотных удобрений может оказаться не только неэффективным приёмом повышения продуктивности с.-х. растений, но и служить причиной накопления нитратов в продукции в опасных для человека пределах.
В этой связи первостепенной задачей агрохимии является оптимизация азотного питания с.-х. растений. При этом наиболее актуальным вопросом является совершенствование методов определения доз азотных удобрений с учетом запасов минерального азота в почве в начале вегетации растений и его доступности культурам в течение вегетации. Исследования, проведенные с зерновыми и кормовыми культурами [1-3], показали, что использование аммонийного и нитратного азота из пахотного и подпахотных горизонтов почвенного профиля зависит в значительной степени от морфологических особенностей строения корневой системы с.-х. культур.
Определение содержания минерального азота в разных слоях почвы и количественная оценка доступности его сельскохозяйственным растениям позволяет более точно определить оптимальные дозы азотных удобрений и скорректировать сроки их внесения с учетом плодородия почвы, планируемой урожайности и погодных условий [1, 3].
Почвенная диагностика азотного питания растений является достаточно надежным методом определения потребности с.-х. культур в азотном удобрении, однако большая трудоемкость отбора образцов почвы для анализа, особенно в подпахотных горизонтах, и недостаточная изученность размера использования растениями минерального азота из нижних слоев почвы существенно ограничивает широкое применение этого метода [3].
В свое время Д.Н. Прянишников [4] писал, что равноценные в физиологическом отношении аммонийная и нитратная формы азота могут использоваться с.-х. растениями в полевых условиях с неодинаковой эффективностью в зависимости от кислотности, гранулометрического состава почвы и других факторов.
С овощными культурами такие исследования не проводились. В почвенной диагностике азотного питания овощных культур до сих пор остаются неизученными вопросы использования растениями аммонийной и нитратной форм азота с различной глубины почвенного профиля. Несмотря на широкие исследования, проведенные в более поздний период [5-10], вопрос о преимущественном использовании растениями разных форм минерального азота почвы до настоящего времени остается открытым.
Дискуссионными остаются также сроки и глубина отбора образцов при осуществлении почвенной диагностики содержания минерального азота под посевами зерновых и кормовых культур. По данным [3, 6-8], наиболее тесная корреляционная зависимость между содержанием минерального азота в почве и урожайностью с.-х. культур достигается при взятии образцов почвы на глубину до 0,8-1 м. В то же время в силу большой трудоемкости отбора проб с метрового слоя почвы многими исследователями [3, 5, 10] показана возможность ограничиваться при почвенной диагностике азотного питания взятием проб на глубину 40 см. Не менее противоречивые результаты получены также при определении сроков проведения почвенной диагностики азотного питания и прогнозировании размера использования различными с.-х. культурами минерального азота почвы, поскольку доступность его растениям из разных горизонтов почвы в значительной мере зависит от ее гранулометрического состава, морфологических особенностей корневой системы и погодных условий [8-11]. Особенно остро эти вопросы стоят при возделывании овощных культур.
По нашему мнению, причина столь противоречивых результатов заключается в том, что лабильное соотношение аммонийной и нитратной форм азота в почве, вызванное постоянно протекающими в ней процессами аммонификации, нитрификации и денитрификации, а также неодинаковая их доступность растениям из разных горизонтов почвы делают в методическом аспекте невозможным определение реальных коэффициентов использования разных форм азота почвы без применения стабильного изотопа.
Задачей наших исследований было изучение с помощью стабильного изотопа 15К путей трансформации аммонийного и нитратного азота в отдельных горизонтах дерново-подзолистой почвы и размера его потребления разными сортами столовой редьки в зависимости от глубины расположения в почвенном профиле.
Методика
Исследования проводили в мелкоделяночных полевых опытах на дерновоподзолистой среднесуглинистой хорошоокультуренной почве Овощной опытной станции имени В.И. Эдельштейна РГАУ - МСХА. Объектом исследований были 3 сорта редьки разных подвидов: европейского — Зимняя круглая черная и японского (дайкон) — ТСХА-166 и ТСХА-Р, различающиеся морфологическим строением корневой системы и интенсивностью роста. Редька зимняя круглая отличается мощной, глубоко проникающей (до 1,4-1,8 м и более), корневой системой. У редьки (дайкон) ТСХА-Р корневая система менее развита, нежели у редьки зимней черной. Ее корни способны проникать на глубину 08-1,1 м. Наименьшей массой корней среди испытуемых корнеплодов характеризуется редька ТСХА-166.
Опыты проводили в 4-кратной повторности с соблюдением общепринятой для Московской обл. технологии возделывания редьки. Агрохимический анализ почвы (табл. 1) проводили в соответствии с общепринятыми в агрохимической службе методами: гумус — по методу И.В.Тюрина, подвижные фосфаты и обменный калий — по методу А.Т. Кирсанова. Содержание минерального азота в почве (аммонийного и нитратного) определяли ежегодно перед закладкой опытов послойно, через каждые 20 см до глубины 100 см (табл. 2).
Т а б л и ц а 1
Агрохимическая характеристика профиля дерново-подзолистой почвы
Глубина слоя почвы, см рНкс: Гумус по Тюрину, % N общ., мг/100 г Нг Б Р2О5 К2О
мг-экв/100 г мг/кг
0-20 6,2 2,92 141 1,1 14,3 285 250
20-40 5,8 1,84 95 1,4 12,5 242 180
40-60 5,5 0,96 52 1,6 8,2 175 105
60-80 5,3 0,42 25 2,3 7.5 78 92
80-100 5.4 0,26 16 2.1 6,8 65 68
Т а б л и ц а 2
Содержание минерального азота в разных слоях дерново-подзолистой почвы перед посевом редьки (в среднем за 3 года)
Глубина слоя почвы, см Содержание минерального азота в слое почвы Плотность почвы, г/см3
мг/кг г/делянку всего ^ин, кг/га N-NN4, кг/га N-N0,,, кг/га
0-20 26 12,8 65 11 54 1,25
20-40 16 9,0 45 13 32 1,40
40-60 7 4,2 21 10 11 1,50
60-80 5 3,0 15 8 7 1,52
80-100 5 2,8 14 10 4 1,54
0-100 31,8 160 52 108
Для установления характера внутрипочвенной трансформации и размера использования редькой минерального азота почвы, содержащегося в различных почвенных горизонтах (слоях) перед посевом растений, его метили небольшим количеством стабильного изотопа 15К путем локального внесения на глубину 10, 30, 50, 70 и 90 см (в середину каждого из 5 слоев почвы: 0-20 см, 20-40, 40-60, 60-80 и 80-100 см) раствора сульфата аммония — (15КН4)2804 или натриевой селитры — Ка15К03 с высоким обогащением 15К (94-98 атом. %) из расчета 8 кг/га 15К-КН4 и 15К-К03, что составляло в среднем 5-7% от содержания минерального азота в метровом корнеобитаемом слое почвы. Минеральный азот почвы метили следующим образом: на каждой опытной делянке с редькой площадью 2 м2 с помощью металлического стержня диаметром 7 мм делали в шахматном порядке отверстия на расстоянии 14 см для равномерного распределения метки (49 отверстий на 1 м2), и на дно каждого отверстия с помощью шприца-дозатора и пластиковой удлинительной трубки вносили по 5 см3 раствора (15КН4)2804 или (Ка15К03) необходимой концент-
рации, после чего отверстия засыпали почвой соответствующего слоя и уплотняли. В качестве общего фона применяли азотные, фосфорные и калийные удобрения в дозе ^0Р60К60. Фосфорные и калийные удобрения (Рдв и Кх ) вносили в качестве основного удобрения при вспашке почвы, азотные (Км) — по входам растений во время первой междурядной обработки редьки. В соответствии с биологическими особенностями редьку высевали в первой декаде июля, уборку и учет урожая корнеплодов и листьев (ботвы) проводили во второй декаде сентября с делянки площадью 2 м2. Для анализа изотопного состава азота почвенные и растительные образцы отбирали из среднего рядка (ширина 0,4 м, длина 1,7 м), а два крайних служили в качестве защитных полос. Минеральный азот почвы (К-ЫН4+ и N-N03") экстрагировали раствором
0,1 н. КС1 с последующим определением аммонийного азота по методу И.Г. Кьельда-ля, нитратный — восстанавливали в щелочной среде со сплавом Деварда до аммиака, который затем определяли по Кьельдалю. Для определения размера иммобилизации внесенного меченого азота после уборки растений ежегодно проводили отбор почвенных образцов из горизонтов (слоев) 0-20, 20-40, 40-60, 60-80 и 80-100 см. Содержание общего азота в почве и растениях определяли методом мокрого озоле-ния по Кьельдалю - Иодельбауэру. Анализ изотопного состава азота проводили на масс-спектрометре МИ-1201В в лаборатории азотных удобрений ВНИИА. Избыток содержания 1^ в азоте почвы или растений находили по разности между обогащением 15К образца и естественным природным содержанием (0,367 атом. %). Коэффи-
циент использования минерального азота редькой и размер закрепления его в почве рассчитывали исходя из общего содержания азота и избытка атомного процента в растениях и почве.
Результаты и их обсуждение
Применение стабильного изотопа 15К-ЫН4+ и 15^ N0з- в качестве искусственной метки почвенного аммонийного и нитратного азота позволило установить пути его трансформации в отдельных горизонтах почвы и определить степень доступности растениям в зависимости от глубины расположения минерального азота в корнеобитаемом слое.
Внесение в разные слои почвенного профиля небольшого количества азота (из расчета 1,6 г/делянку, что составляло 8 кг/га) меченных 15К сульфата аммония и натриевой селитры по фону ^0Р60К60, как и следовало ожидать, практически не оказало существенного влияния на урожайность корнеплодов и ботвы столовой редьки (табл. 3, 4). Достоверная прибавка урожая сырой массы корнеплодов редьки Зимняя круглая от внесения перед посевом 8 кг/га меченого азота по сравнению с контролем (фоном) отмечена лишь в варианте с внесением сульфата аммония в слой почвы 0-20 и 40-60 см (см. табл. 3). Небольшая прибавка урожая корнеплодов ТСХА-166 наблюдалась также при внесении №1^03 в подпахотный слой 20-40 и 40-60 см, а редьки ТСХА-Р — при внесении (15КН4)2804 в слой 0-20 см.
Прибавки урожая сырой массы ботвы редьки при внесении небольшой дозы азота (1,6 г/делянку ) меченных 15К азотных удобрений наблюдались лишь в отдельных вариантах. Незначительные прибавки урожая листьев (ботвы) редьки Зимняя круглая отмечены при внесении меченого азота удобрений в подпахотный слой (40-60 см), редьки ТСХА-166 в варианте с внесением азота удобрений в слой почвы 20-40 и 40-60 см, а редьки ТСХА-Р — при внесении меченных 15К удобрений в пахотный слой 0-20 см (см. табл. 4).
Прибавка урожая сухой массы корнеплодов от 8 кг/га меченого азота удобрений отмечена лишь в варианте с редькой ТСХА-Р при внесении сульфата аммония в
Внесение ^ в слой почвы, см Зимняя круглая черная ТСХА- 166 (дайкон) ТСХА-Р (дайкон)
кг/делянку ц/га кг/делянку ц/га кг/делянку ц/га
Ф°Н ^0Р60К60 8,24 412 10,02 501 12,60 630
0-20 8,88 444 10,90 545 14,16 708
8,82 441 9,90 495 12,88 644
20-40 8,58 429 10,42 521 544 13,34 667
8,60 430 10,88 11,76 588
40-60 9,24 462 10,36 518 549 12,58 629
8,32 416 10,98 11,84 592
60-80 8,46 423 10,66 523 12,64 632
8,42 421 10,48 524 13,20 660
80-100 8,32 416 10,24 512 13,44 662
8,26 413 10,18 509 12,86 643
НСР05 0,62 31 0,88 42 0,86 43
0,70 35 0,76 38 0,98 49
П р и м е ч а н и е. Здесь и таблицах 3-7: числитель — при внесении (1!^Н 4)2Б04; знаменатель — при внесении Na15N0з.
Т а б л и ц а 4
Урожайность сырой массы листьев (ботвы) редьки (в среднем за 3 года)
Внесение ^ в слой почвы Зимняя круглая черная ТСХА-166 ТСХА-Р
кг/делянку ц/га кг/делянку ц/га кг/делянку ц/га
Фон ^0Р60К60 7,90 395 6,10 305 6,22 311
0-20 7,30 365 6,68 334 7,14 357
8,24 412 6,44 322 6,86 343
20-40 7,80 390 6,62 331 6,80 340
7,76 388 7,08 354 6,56 328
40-60 8,58 429 6,98 349 6,46 323
8,86 443 6,38 319 6,58 329
60-80 8,10 405 6,50 325 6,46 323
7,94 397 6,24 312 6,82 341
80-100 7,50 375 6,48 324 6,60 330
7,60 380 6,54 327 6,24 312
НСР05 0,56 28 0,62 31 0,70 35
0,66 33 0,50 25 0,64 32
слой почвы 0-20 см (табл. 5). Повышение урожайности сухой массы ботвы по сравнению с контролем наблюдалось только у редьки ТСХА-166 при внесении сульфата аммония в слой почвы 40-60 см и натриевой селитры в слой 20-40 см (табл. 6).
В соответствии с величиной урожая находилось также и потребление азота редькой. Вынос его корнеплодами (см. табл. 5) и ботвой редьки (см. табл. 6) во всех вариантах опыта мало различался. Достоверное увеличение общего вы-
ll
Внесение ^ в слой почвы по фону Сухая масса, г/делянку Общий азот, % Вынос азота корнеплодами г/делянку
1 2 3 1 2 3 1 2 3
Фон ^0Р 60К60 740 827 930 1,22 0,97 1,13 9,02 8,02 10,5
0-20 762 770 995 1,21 1,08 1,07 9,22 8,32 10,6
758 820 943 1,19 0,99 1,12 9,04 8,03 10,5
20-40 738 835 984 1,25 0,97 1,08 9,20 8,10 10,6
750 868 965 1,18 0,92 1,13 8,89 7,99 10,9
40-60 798 853 938 1,16 0,94 1,15 9,25 8,02 10,8
732 880 893 1,28 0,90 1,18 9,36 7,93 10,5
60-80 745 873 944 1,24 0,88 1,09 9,23 7,68 10,3
754 865 975 1,18 0,92 1,06 8,92 7,95 10,4
80-100 738 832 981 1,22 0,93 1,05 8,99 7,65 10,3
720 829 952 1,25 0,95 1,10 8,94 7,87 10,5
НСР05 56 79 63 0,63 0,48 0,70
61 62 72 0,56 0,52 0,67
П р и м е ч а н и е. В табл. 5-8 числитель — при внесении (1!^Н 4)2304 ; знаменатель — при внесении Na15N0з. 1 — редька зимняя круглая; 2 — ТСХА-166; 3 — ТСХА-Р
Т а б л и ц а 6
Урожай сухой массы ботвы столовой редьки и вынос азота (в среднем за 3 года)
Внесение ^ в слой почвы по фону Сухая масса г/делянку Общий азот, % Вынос азота ботвой, г/делянку
1 2 3 1 2 3 1 2 3
Фон ^0Р60К60 860 628 675 1,80 1,62 1,48 15,5 10,2 10,0
0-20 813 642 710 1,88 1,64 1,46 15,3 10,5 10,4
818 654 702 1,90 1,62 1,49 15,5 10,6 10,5
20-40 848 673 728 1,85 1,60 1,49 15,7 10,8 10,8
857 688 695 1,82 1,61 1,46 15,6 11,0 10,1
40-60 895 690 680 1,78 1,56 1,48 15,9 10,8 10,0
916 651 675 1,73 1,64 1,51 15,8 10,7 10,2
60-80 881 662 685 1,82 1,58 1,53 16,0 10,5 10,5
873 635 712 1,83 1,65 1,44 16,0 10,5 10,2
80-100 835 629 696 1,84 ш 1,42 15,4 10,2 10,0
846 660 667 1,81 1,56 1,44 15,5 10,3 9,6
НСР05 61 65 гэ 0,78 0,53 0,47
73 51 67 0,74 0,56 0,55
носа азота ботвой редьки ТСХА-166 и ТСХА-Р отмечено лишь в варианте при внесении 8 кг/га азота меченых азотных удобрений в слой почвы 20-40 и 40-60 см (см. табл. 6).
В то же время, несмотря на недостоверность прибавок урожая всех сортов редьки и выноса азота растениями во многих вариантах опыта, четко просмат-
ривается тенденция снижения урожая и выноса общего азота растениями при внесении меченного 15К сульфата аммония и натриевой селитры в более глубокие слои почвенного профиля по сравнению с пахотным и ближайшим подпахотным слоем.
На основании выноса общего азота растениями и его изотопного состава определены размеры потребления отдельными сортами редьки аммонийного и нитратного азота из разных слоев дерново-подзолистой почвы. Использование растениями минерального азота, содержащегося перед посевом свеклы в разных горизонтах, в значительной мере зависело от глубины его расположения в почвенном профиле. Наибольший размер потребления редькой и меченного 15К аммонийного и нитратного азота почвы, а следовательно, и общего азота наблюдалось из подпахотных горизонтов 20-40 и 40-60 см (табл. 7), что обусловливается, по-видимому, особенностями морфологического строения ее корневой системы.
Т а б л и ц а 7
Общий вынос азота и 15И разными сортами столовой редьки ( в среднем за 3 года)
Внесение ^ в слой почвы по фону, см Общий вынос азота редькой, г/делянку Вынос растениями 15^ г/делянку
Зимняя круглая ТСХА-166 ТСХА-Р Зимняя круглая ТСХА-166 ТСХА-Р
Фон ^0Р 60К60 24,5 18,2 20,5 — — —
0-20 24,4 18,8 21,0 0,50 0,53 0,56
24,5 18,6 21,0 0,53 0,56 0,61
20-40 24,9 18,9 21,4 0,64 0,63 0,70
24,5 19,0 21,0 0,70 0,67 0,72
40-60 25,1 18,8 20,8 0,61 0,42 0,53
25,2 18,6 20,7 0,66 0,46 0,45
60-80 25,2 18,2 20,8 0,42 0,18 0,24
24,9 18,4 20,6 0,35 0,10 0,16
80-100 24,4 17,8 20,4 0,24 сл. сл.
24,4 18,2 20,1 0,13 сл. сл.
Вынос минерального азота почвы растениями из более глубоких горизонтов находился в обратной зависимости от глубины его расположения. Минеральный азот нижележащих слоев почвы был менее доступен растениям. Редька сорта Зимняя черная круглая, имея хорошо развитую, глубоко проникающую корневую систему, потребляла аммонийный и нитратный азот почвы не только из пахотного и ближнего подпахотного слоев, но также из слоев 60-80 и 80-100 см почвенного профиля, в то время как редька (дайкон) МСХА-166 и ТСХА-Р, обладающие не столь мощной корневой системой, как редька зимняя круглая, использовала минеральный азот почвы в основном из слоя 0-60 см, а аммонийный и нитратный азот, содержащийся в слое 80-100 см, эти сорта практически не усваивали (табл. 7, 8).
Использование минерального азота растениями зависело в большей мере от глубины его пространственного расположения в корнеобитаемом слое почвы и в меньшей степени от формы азота. В среднем за 3 года использование столовой редькой зимняя круглая содержащегося перед посевом аммонийного и нитратного азота почвы из пахотного (0-20 см) и подпахотного (20-60 см) горизонтов было соответственно в 2-5 раз выше, чем из слоя почвы 80-100 см. Редька МСХА-166
Т а б л и ц а 8
Баланс меченного 15И аммонийного и нитратного азота почвы (в среднем за 3 года)
Внесение 15М в слой почвы (см)
Коэффициенты использования минерального азота почвы свеклой
Закрепилось в почве
Дефицит азота
0-20
20-40
40-60
60-80
80-100
0-100
31
33
40 44 38
41 26 22
15
8
30
29
33
35
39
42
26
29
11
6
сл
сл
22
23
35
38
44
45 33 27
15
10
сл
сл
25
25
35
30
32
26
26
18
28
12
19
6
28
18
34
29
33
25 24 20
26 12 22 7 28 19
35
28
31
24
26
21
23
13
20
6
27
18
34
37
28
30
36
41 46 67 66 86
42 52
33
36
28
33
50
51 63 82
78
93
47
57
30 34 25
31
41
52
62
77
80
94
47
57
по фону N6,^160^0
и ТСХА-Р в 3-5 раз меньше потребляла азота из слоя 60-80 см, нежели из пахотного и подпахотного горизонтов почвы.
Наиболее высокие коэффициенты использования растениями аммонийного и нитратного азота характерны для пахотного и ближайшего подпахотного слоев, для более глубоких горизонтов они были значительно ниже (см. табл. 8). В среднем за 3 года коэффициенты использования растениями содержащегося перед посевом в пахотном горизонте почвы аммонийного азота составляли 31-35%, нитратного — 31-38%. Коэффициенты использования растениями аммонийного и нитратного азота из подпахотного слоя почвы 20-40 см были на 8-10% выше, нежели из пахотного слоя почвы, и составили в среднем за 3 года опытов 39-45%.
Размеры использования минерального азота разными сортами столовой редьки из более глубоких слоев почвы (60-80 и 80-100 см) были в 2-5 раз ниже, чем из пахотного и ближайших подпахотных горизонтов почвы.
Более высокие коэффициенты использования почвенного минерального азота растениями из слоя почвы 20-60 см по сравнению с верхним слоем почвы (0-20 см) и глубокими подпахотными слоями обусловлены, вероятно, преимущественным расположением корневой системы столовой редьки в этих слоях почвы и слабой миграцией в летний период минерального азота из нижних горизонтов почвы вверх по профилю.
Коэффициенты использования нитратного азота из пахотного (0-20 см) и подпахотного горизонтов (20-60 см) почвы были несколько выше аммонийного. Из более глубоких горизонтов почвы (60-100 см) редька, напротив, лучше использовала аммонийный азот, чем нитратный, что может быть связано с сохранением аммонийного азота в почве в поглощенном состоянии и последующим использованием его растениями по мере их роста и развития. Низкие коэффициенты использования нитратного азота, содержащегося в глубоких слоях почвы, обусловлены, вероятно, значительными его потерями в результате денитрификации и вымывания нитратов за пределы корнеобитаемого слоя в весенний период и слабым проникновением корней
в нижние горизонты почвы. В целом коэффициенты использования содержащегося перед посевом в слое 0-60 см аммонийного и нитратного азота почвы были довольно близкими и составляли соответственно 32-37 и 35-39%, а из корнеобитаемого слоя 0-100 см — 23-30% и 24-29% (см. табл. 8).
Установленные с помощью изотопного метода коэффициенты использования растениями аммония и нитратов из отдельных горизонтов почвы позволили определить средневзвешенный вынос азота растениями с учетом содержания 15К-КН4 и 15К-К03 в каждом слое. Несмотря на существенные колебания погодных условий, урожайности и содержания аммонийного и нитратного азота в разных слоях почвенного профиля, в среднем за 3 года из 160 кг/га (см. табл. 2) минерального азота, содержащегося перед посевом в корнеобитаемом слое почвы (0-100 см), редька использовала примерно 1/3 (40-50 кг/га). При этом более 2/3 выноса растениями азота почвы приходится на слой почвы 0-60 см.
Следует отметить, что до настоящего времени почвенная диагностика минерального питания с.-х. культур проводится без дифференцированного учета доступности отдельных элементов питания из разных горизонтов почвы. Полученные нами экспериментальные данные позволяют сделать заключение, что сложившееся в агрохимической практике мнение об идентичности путей трансформации и доступности растениям минерального азота почвы и удобрений справедливо лишь в пределах одного и того же пахотного слоя. Превращение минерального азота в подпахотных горизонтах по сравнению с пахотным имеет свои особенности, которые следует учитывать при проведении диагностики азотного питания, разработке системы применения удобрений и мероприятий по охране окружающей среды.
Наряду с использованием минерального азота из разных горизонтов почвы растениями часть его (6-35%) закреплялась в органическом веществе почвы и значительная часть (25-94%) терялась в процессе вымывания нитратов и денитрификации. Наибольшее закрепление минерального азота почвы происходило в слое 0-20 и 20-40 см. В среднем за 3 года около 30-35% аммонийного и 28-30% нитратного азота, содержащегося перед посевом свеклы в пахотном горизонте почвы, и соответственно 31-33 и 24-26% минерального азота подпахотного слоя закреплялось в почве. Размер иммобилизации аммонийного и нитратного азота более глубоких слоев почвы был значительно ниже и составлял соответственно для отдельных слоев почвы 40-60 см — 18-26 60-80 см — 12-28% и 80-100 см — 20 и 6%. Средневзвешенный размер закрепления в корнеобитаемом слое (0-100 см) почвы аммонийного азота составил 28%, нитратного — 18%.
Применение стабильного изотопа 15К позволило также установить существенное различие в потерях минерального азота из разных горизонтов почвы. Потери аммонийного азота из всех горизонтов почвы были ниже, чем нитратного, и составляли из пахотного слоя соответственно 30-34% и 34-37%, подпахотного (40-60 см) — 36-51%, а из слоя 80-100 см они увеличивались до 80 и 94% от содержания 15К-КН4 и 15К-К03 в данных горизонтах перед посевом. Суммарные потери аммонийного азота из пахотного и подпахотных горизонтов (0-100 см), с учетом потерь минерального азота из каждого слоя почвы, составляли 42-47% и 52-57% — нитратного.
Выводы
1. Внесение на различную глубину почвенного профиля (15КН4)2804 и №15М03 в качестве метки содержащегося в почве перед посевом аммонийного и нитратного азота позволяет определить особенности внутрипочвенной трансформации минерального азота в отдельных горизонтах и размер текущей минерализации азота почвы в течение вегетации.
2. На дерново-подзолистой среднесуглинистой хорошо окультуренной почве коэффициенты использования разными сортами редьки содержащегося перед посевом аммонийного и нитратного азота в отдельных горизонтах почвы зависели от биологических особенностей и составили в среднем за 3 года соответственно из пахотного слоя почвы 31-35% и 33-38%, подпахотного (20-40 см) 29-44 и 42-45%, из 40-60 см — 26-41% , а из слоев почвы 60-80 и 80-100 см потребление минерального азота почвы редькой было значительно (в 2-5 раз) меньше, чем из верхних слоев. В зависимости от пространственного расположения аммонийного и нитратного азота в почвенном профиле закрепление его в органической форме и потери в результате денитрификации и вымывания нитратов составили соответственно 6-35% и 25-94%.
Библиографический список
1. Кореньков Д.А., Руделёв Е.В., Кузнецов А.В. Использование растениями азота удо-брений, внесенных на разную глубину // Почвоведение, 1986. № 2. С. 53-68.
2. Лаврова И.А., Овсянников А.В. Эффективность азотных удобрений в зависимости от глубины внесения в опытах с яровой пшеницей на лугово-черноземных почвах // Агрохимия, 1995. № 12. С. 57-62.
3. Кидин В.В. Основы питания растений применения удобрений. М.: РГАУ - МСХА,
2008.
4. Прянишников Д.Н. Аммиак, нитраты и нитриты как источник азота для высших растений: Из результатов вегетационных опытов, 1926. Т. 13. С. 5-16.
5. Гущина Е.О. Использование кормовой свеклой аммонийного и нитратного азота из разных слоев дерново-подзолистой почвы: Автореф. канд. дис. М.: МСХА, 1999.
6. Акулов Г.П., Лукин С.В. Потребление сахарной свеклой нитратного азота, мигрировавшего на разные глубины почвенного профиля // Почвоведение, 1996. № 11. С. 1385-1388.
7. Кидин В.В., Ильюк Е.Н. Использование растениями и особенности трансформации аммонийного и нитратного азота в разных горизонтах дерново-подзолистой почвы // Агрохимия, 2006. № 11. C. 3-9.
8. Кидин В.В., Ионова О.И. Динамика потребления аммонийного и нитратного азота растениями из разных горизонтов почвы // Агрохимия, 1992. № 11. С. 3-15.
9. Литвинов С.С. Научные основы современного овощеводства. М.: Россельхозакаде-мия, 2008.
10. Ермохин Ю.И., Бобренко И.А. Система почвенно-растительной оперативной диагностики минерального питания сельскохозяйственных культур // Диагностика и управление минеральным питанием растений. Омск: «Вариант-Омск», 2010.
11. Honeycutt C. W. Nitrogen mineralization from soil organic matter and crop residues // Soil Sci. Soc. Am. J., 1999. Vol. 63. № 1. P. 134-141.
Рецензент — д. с.-х. н. Н.Н. Дубенок
SUMMARY
Application of a stable isotope 15N into sod-podzol loamy arable soil allows to establish peculiarities of both ammonium and nitrate soil nitrogen consumption by various radish varieties (Raphanus sativus, L), its immobilization and losses rate in soil depending on a spatial arrangement in soil profile.
Key words, ammonium and nitrate nitrogen, sod-podzol soil, soil horizons (levels).
Кидин Виктор Васильевич — д. б. н., Тел. (499) 976-29-71. Эл. почта: [email protected] Ахметова Алия Борисовна — к. б. н.
