АГРОХИМИЯ, 2015, № 10, с. 3-9
= ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Плодородие почв
УДК 631.86:631.58:631.416.1:631.445.25
ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ И ВОЗДЕЛЫВАЕМЫХ КУЛЬТУР НА АЗОТНЫЙ РЕЖИМ ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ
© 2015 г. В.Т. Лобков, Ю.А. Бобкова
Орловский государственный аграрный университет 302019 Орел, ул. Генерала Родина, 69, Россия E-mail:office1@orelsau.ru
Поступила в редакцию 18.01.2015 г.
Показаны положительное влияние соломы, внесенной в почву в качестве органического удобрения, на процесс потенциальной азотфиксации почв в вариантах с многолетними травами и повышенная азотфиксирующая способность почвы в вариантах с сидеральными и занятыми парами.
Ключевые слова: органические удобрения, возделываемые культуры, азотный режим, темно-серая лесная почва.
ВВЕДЕНИЕ
В современный период естественный баланс азота в биосфере Земли в значительной мере нарушен. Отмечен процесс техногенной азотизации окружающей среды, сопровождающийся значительным увеличением затрат на производство азотных удобрений [1-5].
Современный этап развития земледелия характеризуется поиском путей более полного использования резервов биологического азота. При этом до настоящего времени в поле зрения исследователей находились вопросы интенсификации симбиотической азотфиксации [6, 7]. В то же время имеющиеся результаты исследований по изучению способности почвы к превращению соединений азота в большей степени отражают общие закономерности формирования отдельно взятых процессов азотфиксации, аммонификации, нитрификации и денитрификации в агроценозах и почвенно-микробиологические аспекты этих процессов [8-15]. Актуальными остаются вопросы влияния различных способов воспроизводства плодородия почвы на процессы превращения азотистых соединений в почвенной среде.
Цель работы - характеристика влияния интенсификации использования почвы в агроценозах на наиболее важные показатели потенциальной способности почвы к осуществлению различных этапов превращения соединений азота.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проводили в стационарном опыте кафедры земледелия Орловского государственного аграрного университета, расположенном в учхозе "Лавровский" Орловского р-на Орловской обл. в 2011-2013 гг.
Объектом исследования служила почва стационарного опыта - темно-серая лесная среднесу-глинистая на почвообразующих и подстилающих породах - покровных суглинках - на склоне северо-западной экспозиции крутизной 0-3°. Почва пахотного горизонта (0-30 см) всех делянок опытного участка имела слабокислую реакцию (рНкс1 5.6). Содержание гумуса в пахотном слое (4.76%) вниз по профилю снижалось, причем очень резко в горизонте ВС. Содержание общего азота было равно 0.22-0.26%, гидролизуемого азота (по Кононовой) - 6.9-7.8 мг/100 г почвы. Пахотный слой характеризовался средней степенью обеспеченности Р2О5 (12.1 мг/100 г почвы) и высоким содержанием К2О (19.6 мг/100 г почвы). Сумма поглощенных оснований составляла 29.4 мг-экв/100 г почвы, содержание обменного магния - 4.1 мг-экв/100 г почвы. Анализы почвенных проб выполнены по общепринятым методикам.
Для изучения были взяты следующие варианты: 1 - залежь, возрастом 9 лет, основной флористический состав которой был представлен многолетним разнотравьем и двулетними бобовыми
(85% проективного покрытия), из злаковых присутствовали пырей ползучий (Elytrigia rеpens L.), мятлик луговой (Poapratеnsis L.), тимофеевка луговая (Phleum pratense L.); 2 - клевер, 3 - клевер с внесением соломы, 4 - черный пар, 5 - черный пар + навоз, 6 - занятый пар, 7 - занятый пар + + навоз, 8 - сидеральный пар, 9 - сидеральный пар + навоз, 10 - озимая пшеница после черного пара, 11 - озимая пшеница после черного пара + + навоз, 12 - озимая пшеница после занятого пара,
13 - озимая пшеница после занятого пара + навоз,
14 - озимая пшеница после сидерального пара,
15 - озимая пшеница после сидерального пара + + навоз.
Изученные варианты имели различную степень приближения характера их функционирования к естественным условиям: вероятно, наиболее схожа с естественными травяными экосистемами залежь, наиболее удалены от естественных условия функционирования почвенной среды в неудобренном черном пару. Чем больше происходит возврат веществ и энергии с фитомассой и навозом в агроэкосистемах, тем большая степень приближения характера их функционирования к естественным условиям.
Применяли общепринятые технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Четырехпольный севооборот: пар-озимая пшеница-картофель-ячмень. Предшественниками озимой пшеницы являлись занятый и сидеральный пары. В качестве парозанимающей и сидеральной культуры использовали викоовсяную смесь (в соотношении 1 : 1). В опыте выращивали следующие сорта сельскохозяйственных культур: вика - Орловская 88, овес - Скакун, озимая пшеница - Памяти Федина, картофель - Жуковский, ячмень -Визит.
Доза внесения сидеральной массы равнялась урожайности сидеральной культуры и составляла в среднем за 3 года исследования 50 т/га. Навоз применяли в дозе 60 т/га. Солому озимой пшеницы использовали под картофель в дозе, равной урожайности побочной продукции (в среднем за 3 года - 6.2 т/га). Солому вносили осенью и заделывали в 2 приема: дискованием глубину на 6-8 см и через 2 нед - вспашкой на глубину 2022 см. Сидеральную массу и навоз вносили за 1.5 мес. до посева озимой пшеницы. Сидеральную массу заделывали в 2 приема: дискованием на 6-8 см, затем, после внесения навоза, вспашкой на глубину 20-22 см. Проводили ранневесеннюю подкормку озимой пшеницы (доза Naa30).
Повторность опыта трехкратная, размещение делянок - систематическое, размеры делянки
7.2 х 25 м. Учетная площадь делянки - 119.6, общая - 180.0 м2.
Почвенные образцы отбирали по ГОСТу 2816889. Ежегодно в 3 срока в каждом варианте отбирали 9 почвенных образцов, которые подвергали химическому анализу. Химический анализ почвы в опыте проводили по методикам [16, 17], определяли: общий азот - по Кьельдалю, гидролизуемый азот - по Кононовой, потенциальную азотфикса-цию определяли ацетиленовым методом, нитратный азот - дисульфофеноловым методом Грандваль-Ляжу, нитрифицирующую способность почв - по Кравкову (в модификации Почвенного института им. В.В. Докучаева), аммонийный азот - методом колориметрического определения поглощенного почвой аммиачного азота с реактивом Несслера, аммонифицирующую активность почв - по методу Сегги [18], денитрифицирующую активность -по содержанию закиси азота в почвенном воздухе в присутствии ацетилена [19]. Статистическую обработку данных производили методами дисперсионного и корреляционного анализа по [20].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Для изучения механизмов превращений азотсодержащих соединений в почве и разработки приемов их регулирования исключительно важное значение имеет информация о потенциальной способности почвы к осуществлению этих превращений. При этом актуальным остается вопрос о влиянии характера растительного покрова на совокупность процессов связывания азота ассоциативными азотфиксаторами почвы и его последующую динамику содержания в почве. В связи с этим было проведено определение показателей, характеризующих потенциальную способность почвы к осуществлению процессов превращения азота в почве (азотфиксации, аммонификации, нитрификации и денитрификации), и анализ влияния на эти показатели различных органических удобрений (навоза, свежей фитомассы и т. п.) (табл. 1).
Потенциальная азотфиксация. Сельскохозяйственное использование привело к существенному снижению способности почв к азотфиксации. Например, почва залежи отличалась более высокой азотфиксирующей активностью (168 мкг Мкг почвы), чем почвы агроценозов. Это было связано с наличием в этом варианте растений семейства бобовых и, по-видимому, благоприятными условиями для развития свободноживущих азотфиксаторов. Чем больше агроценоз отличался от естественных условий, тем меньше была
Таблица 1. Влияние различных способов культивирования почвы на ее потенциальную способность к превращению соединений азота (слой 0-30 см), среднее за 3 года
Вариант Азотфиксация, мкг Шкг почвы Аммонифицирующая способность Нитрификацион-ная способность Денитирифика-ционная способность, мкг Мкг почвы/ч
мг/100 г почвы/сут
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
Залежь 139 168 152 9.3 2.7 2.5 10 7.0 7 13.3 9.7 10.1
Клевер 124 124 108 3.5 3.2 3.6 18 17.9 18 16.7 17.9 18.9
Клевер с использованием 126 146 127 6.4 7.0 7.1 11 9.5 16 15.9 17.6 20.5
соломы на удобрение
Озимая пшеница
после черного пара 40 100 94 3.3 3.0 3.2 21 21.0 22 23.3 23.7 23.7
после черного пара 128 129 122 24.2 25.2 22.7 36 25.3 38 19.6 20.2 20.1
с навозом
после занятого пара 134 133 126 12.9 12.2 12.2 27 24.3 27 19.2 19.6 19.1
после занятого пара 143 145 126 22.7 21.7 22.8 53 51.7 52 19.2 18.7 19.9
с навозом
после сидерального пара 144 144 135 12.8 14.8 12.4 27 27.7 27 19.1 19.6 19.8
после сидерального пара 152 153 143 24.7 24.0 24.7 82 77.0 82 21.4 21.5 21.2
с навозом
Черный пар 73 72 73 18.9 7.0 7.7 46 46.3 45 24.9 24.9 25.9
Черный пар с навозом 111 115 107 18.9 17.6 20.6 53 44.7 54 24.0 24.3 23.8
Занятый пар 101 101 92 9.3 9.0 10.8 21 19.3 22 19.2 19.6 19.1
Занятый пар с навозом 115 112 105 20.7 14.2 20.3 31 26.7 32 19.2 18.7 19.9
Сидеральный пар 118 123 115 11.7 12.0 12.0 32 30.0 31 20.1 20.6 20.8
Сидеральный пар с навозом 134 134 130 22.9 16.0 21.7 55 43.0 56 21.3 21.5 21.3
НСР05 21 20 21 10 6.3 7.2 10 9.5 14 2.8 3.7 2.6
Примечание. Сроки отбора проб: в графе 1 - последняя декада мая, 2 - 2-я декада июля, 3 - последняя декада августа. То же в табл. 2.
способность его почвы к фиксации атмосферного азота. Минимальная азотфиксирующая способность отмечена в почве чистого пара (7273 мкг Шкг почвы).
Способность почвы к азотфиксации повышалась в следующем ряду: занятый, сидеральный и удобренные органическими удобрениями пары. Азотфиксация в варианте сидерального пара была больше, чем в варианте черного пара на 44%. Полученные данные свидетельствовали и о положительном влиянии соломы, внесенной в почву в качестве
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.