АГРОХИМИЯ, 2015, № 9, с. 27-32
Питание растений
УДК 631.416.1:631.811.1:633.413
ОЦЕНКА МЕТОДОВ ПОЧВЕННОЙ ДИАГНОСТИКИ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ
© 2015 г. С.А. Шафран, Е.С. Козеичева, И.В. Ильюшенко
Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д.Н. Прянишникова 127550 Москва, ул. Прянишникова 31а, Россия E-mail: shafran38@mail.ru
Поступила в редакцию 02.03.2015 г.
Показано влияние содержания доступных форм азота в черноземных почвах на эффективность применения азотных удобрений под сахарную свеклу. Установлена связь между содержанием нитратного, легкогидролизуемого, щелочногидролизуемого, общего азота, нитрификационной способностью почв и эффективностью азотных удобрений, вносимых под сахарную свеклу.
Ключевые слова: методы почвенной диагностики, азотные удобрения, азотное питание, сахарная свекла.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время применение азотных удобрений в нашей стране значительно превосходит использование фосфорных и калийных. Доля азота от общего внесения КРК в последние годы составляет 63-65%. На каждый 1 га посевной площади вносят 13-16 кг азота. Вместе с тем под сахарную свеклу азотные удобрения применяют в более высоких дозах [1]. В последние годы под эту культуру в целом в России было внесено 100 тыс. т азота, или 100 кг/га посевной площади.
Для того чтобы такое количество минеральных удобрений могло рационально использоваться, нужна надежная система диагностики азотного питания сахарной свеклы, которой в предыдущие годы уделялось меньше внимания по сравнению с другими культурами. Наиболее полно вопросы диагностики азотного питания были изучены в отношении зерновых культур. Исходя из большого многообразия почвенно-климатических условий, научно-исследовательскими учреждениями страны были разработаны региональные диагностические системы, которые основывались на опыте США, Канады и стран западной Европы, использовавших для этих целей метод минерального азота [2-8]. Для диагностики азотного питания полевых культур в условиях континентального климата сибирские ученые признали наиболее приемлемым определение нитратного азота в почве.
На выбор метода диагностического обследования посевов, помимо климатических условий, большее влияние оказывают биологические особенности культуры, возраст и технология ее возделывания. Считается, что чем короче промежуток времени между сроком отбора образцов до периода наиболее интенсивного потребления азота, тем точнее прогноз. Можно констатировать, что метод определения минерального азота в почве для установления целесообразности проведения азотной подкормки озимых зерновых культур дает удовлетворительный результат, поскольку срок между взятием образца и доведением результата анализа до потребителя очень короткий (в идеале - 1-2 сут).
В отличие от озимых зерновых культур биологические особенности сахарной свеклы таковы, что период между основным внесением азота и его потреблением более длительный. В результате происходят значительные изменения азотного режима почв вследствие усиления микробиологической активности и минерализации органического вещества, которое может повлиять на точность прогноза. В связи с этим, видимо, уместно использовать иные методы, позволяющие наряду с содержанием минеральноно азота учитывать азот мобильных низкомолекулярных органических соединений, которые в течение вегетационного периода могут минерализоваться [9]. К таковым можно отнести методы определения гид-ролизуемого азота по Тюрину-Кононовой, по
28 ШАФРАН и др.
Таблица 1. Характеристика выборок для изучения связи между прибавкой урожайности сахарной свеклы от
азотных удобрений и содержанием азота в почвах
Метод определения азота в почвах Почвы Федеральный округ Число наблюдений Интервал величин, мг/кг почвы
Нитрификационная спо- Черноземы выщело- Южный 41 9-40
собность почв ченные
(по Кравкову) Черноземы карбонатные 122 10-40
Лугово-черноземные 129 3-88
Нитратный азот Черноземы выщело- Приволжский 92 2-40
ченные Сибирский 68 0.1-56
Гидролизуемый азот Черноземы типичные Приволжский 40 76-109
(по Тюрину-Кононовой) Черноземы обыкновенные Центральный 36 39-84
Гидролизуемый азот Черноземы выщело- Центральный 197 48-350
(по Корнфилду) ченные Приволжский 84 110-286
Черноземы типичные Центральный 94 76-315
Общий азот Черноземы выщело- Центральный 94 1570-3450
(по Кьельдалю) ченные
Черноземы типичные 77 1980-5300
Корнфильду и нитрификационной способности почв по Кравкову [10].
Исходя из этого, цель работы - изучение возможности использования различных методов определения подвижных форм азота в почве для прогнозирования эффективности азотных удобрений, вносимых под сахарную свеклу.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Для того чтобы выявить влияние азотных удобрений на прибавку урожая сахарной свеклы в зависимости от содержания доступных форм азота в почвах, определяемых различными методами, агрохимической службой была проведена серия полевых опытов, в которых изучали эффективность применения возрастающих доз азота под сахарную свеклу и определяли усвояемые формы азота в почве: нитратный, щелочногидролизуе-мый - по Корнфилду, легкогидролизуемый - по Тюрину-Кононовой и нитрификационную способность - по Кравкову. В ряде опытов было определено содержание общего азота по Кьельдалю.
Для обобщения экспериментальных данных использовали метод статистического математического моделирования, который применяли ранее при разработке моделей для зерновых культур.
Выборки формировали по типам и подтипам почв, методам определения содержания азота в почвах и региональной принадлежности. Количество наблюдений в каждой выборке было достаточным для выполнения статистической обработки (табл. 1).
С целью выявления пригодности (или непригодности) того или иного метода для диагностики азотного питания сахарной свеклы устанавливали связь между содержанием различных форм азота в почвах и величиной прибавки урожайности от азотных удобрений. Эту связь в зависимости от ее формы оценивали по коэффициентам корреляции и корреляционным отношениям.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты исследования показали, что теснота связи между изученными факторами заметно различалась как между методами определения азота в почвах, так и типами и подтипами почв. В большинстве случаев эта связь носила нелинейный характер (табл. 2). Для метода Кравкова, который использовали в Южном округе, корреляционные отношения составляли 0.55-0.83. Содержание нитратного азота в выщелоченных черноземах также значимо коррелировало с величиной прибавки урожайности. Однако в Приволжском округе связь описывалась линейной зависимостью,
Таблица 2. Характеристика связи между прибавкой урожайности сахарной свеклы от азотных удобрений и содержанием азота в почве
Почва Федеральный округ Коэффициент корреляции Корреляционное отношение Критерий ности линей-
^ф
Нитрификационная способность почвы (по Кравкову)
Черноземы выщело- 0.07 0.55 1.3 1.2
ченные
Черноземы карбонат- Южный -0.30 0.66 2.8 1.2
ные
Лугово-черноземные -0.44 Нитратный азот 0.83 2.6 1.4
Черноземы выщело- Приволжский -0.43 0.90 1.4 1.5
ченные Сибирский -0.17 0.65 2.9 1.3
Черноземы типичные Черноземы обыкновенные
Легкогидролизуемый азот (по Тюрину-Кононовой)
Приволжский -0.09 0.67
Центральный -0.23 0.82
Щелочегидролизуемый азот (по Корнфилду)
Общий азот (по Кьельдалю)
2.0 4.5
1.6 2.5
Черноземы выщело- Приволжский 0.02 0.67 0.9 1.6
ченные Центральный -0.21 0.43 4.7 2.7
Черноземы типичные -0.20 0.46 9.9 5.7
Черноземы выщело- -0.32 0.43 3.0 4.4
ченные Центральный
Черноземы типичные -0.16 0.35 1.9 3.7
поскольку, судя по критерию линеиности, криволинейная корреляция отвергается, т. к. > ^ф. В Сибирском округе содержание нитратного азота достаточно тесно коррелировало с приростом урожайности сахарной свеклы от азотных удобрений. Корреляционное отношение в данном случае составляло 0.65.
Содержание легкогидролизуемого азота, определяемое по методу Тюрина-Кононовой, характеризовалось хорошо выраженной теснотой связи с эффективностью азотных удобрений (корреляционные отношения = 0.67-0.82), тогда как определение степени обеспеченности почв ще-лочногидролизуемым азотом методом Корнфилда дало менее обнадеживающий результат, особенно для районов Сибири. То же самое можно сказать и о содержании общего азота в почве, поскольку теснота связи между изученными факторами характеризовалась невысокими коэффициентами корреляции, а использование для дальнейших расчетов корреляционных отношений было бы неправомерным, т. к. критерий линейности теоретический (Рт) оказался больше его фактической величины (Рф).
Сравнение полученных данных с результатами опытов с озимой пшеницей показало, что теснота связи между содержанием доступного для растений азота, независимо от метода определения, для зерновых культур оказалась более высокой: корреляционные отношения варьировали от 0.76 до 0.96 [12]. Это можно объяснить биологическими особенностями культур.
Табличная интерпретация установленных связей в обобщенном виде представлена в табл. 3, из данных которой следует, что содержание азота в почвах, независимо от метода его определения, оказывало существенное влияние как на урожайность сахарной свеклы, так на эффективность применения под нее азотных удобрений. С увеличением содержания азота в почвах урожайность возрастала в широком диапазоне: на черноземах выщелоченных - на 59, типичных - на 50, обыкновенных - на 71 ц/га. Прибавка урожайности от азотных удобрений, наоборот, снижалась при улучшении степени обеспеченности почв азотом. Разница в приросте урожайности при этом менялась в зависимости от почвенной разновидности от 4 до 14 ц/га. Окупаемость азотных удобрений также заметно уменьшалась при возрастании
30
ШАФРАН и др.
Таблица 3. Эффективность применения азотных удобрений под сахарную свеклу в Центральном округе (расчет по моделям)
Прибавка урожайности, ц/га Окупаемость азота, кг/кг
Содержание азота в почве, мг К/кг Урожайность без удобрений, ц/га Доза азота, кг/га
60 90 120 150 180
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.