АГРОХИМИЯ, 2014, № 2, с. 13-19
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Плодородие почв
УДК 631.81:631.51:631.416.1:631.445.41
ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ И СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА СОДЕРЖАНИЕ ФОРМ АЗОТА В ЧЕРНОЗЕМЕ ТИПИЧНОМ
© 2014 г. Г.И. Уваров1, А.П. Карабутов2
1Белгородский государственный национальный исследовательский университет 308015 Белгород, ул. Победы, 85, Россия E-mail: uvarov@bsu.edu.ru 2Белгородский научно-исследовательский институт сельского хозяйства РАСХН 308001 Белгород, ул. Октябрьская, 58, Россия E-mail: karabut.ap@mail.ru
Поступила в редакцию 15.06.2013 г.
В черноземе типичном изучено содержание азота общего, легкогидролизуемого, нитратного, обогащенность азотом гумуса и нитрификационная способность почвы. Установлено, что минеральные удобрения и навоз способствовали обогащению почвы разными формами азота, азотный режим изменялся меньше под влиянием способов обработки почвы.
Ключевые слова: удобрения, способы обработки почвы, формы азота почвы, чернозем типичный.
ВВЕДЕНИЕ
Значимость проблемы азота в плодородии почв и питании растений определяется тем, что подавляющая часть почвенного азота (70-90%) входит в состав гумуса, а доступные растениям соли азотной кислоты хорошо растворимы и легко вымываются из почвы или переходят в газообразную форму и улетучиваются [1-3]. Следует учитывать также его вынос урожаями, потери из почвы вследствие вымывания, эрозии, денитрификации, слабое последействие азотных удобрений и, наконец, дороговизну минеральных азотных удобрений [4]. При этом степень обеспеченности растений азотом главным образом определяет величину урожаев культур.
Черноземные почвы, как правило, обеспечены общими запасами азота, а содержание подвижных форм в сильной степени зависит от метеорологических условий вегетационного периода и агротехнических мероприятий. Самым радикальным приемом увеличения в почве минерального азота является внесение удобрений. Активно повлиять на азотный режим почвы можно способами основной обработки почвы: максимальное содержание нитратного азота отмечено авторами в основном при внесении удобрений бесплужными способами, тогда как отвальная обработка способствовала его миграции вглубь профиля почвы и аккумуляции ниже 60 см. Содержание аммиач-
ного азота было меньше, чем нитратного, и оно мало изменялось с глубиной [5].
Показано, что внесение азота на черноземе типичном в составе сложных минеральных удобрений увеличивало количество минерального азота. Максимальное его количество было в плодосменном севообороте в варианте с органо-минераль-ной системой удобрения при вспашке. При этом значительная часть азота перед уборкой культур была локализована в слое 70-100 см [6].
Позже было выяснено, что длительное использование (20 лет) чернозема типичного без удобрения снижает содержание щелочногидроли-зуемого азота в слое 0-30 см до низкого уровня. Минеральная система удобрения способствовала его увеличению; органическая система удобрения удерживала содержание азота на исходном уровне или увеличивала его, но не имела преимущества перед минеральной системой. Заметно повышало содержание щелочногидролизуемого и нитратного азота в почве совместное внесение минеральных и органических удобрений [7].
В Центрально-Черноземном регионе на основании длительных стационарных опытов с удобрениями накоплены данные, позволяющие оценить азотный режим почв [8]. За 72 года внесения органо-минеральных удобрений отмечен рост количества минерального, легко- и трудногидро-лизуемого азота в составе общего. На основании
14
УВАРОВ, КАРАБУТОВ
этого авторы сделали вывод об увеличении подвижности соединений азота в почве и большей их доступности растениям.
Пахотные почвы Белгородской обл. в настоящее время имеют оптимальный уровень содержания подвижных форм фосфора и калия. В первом минимуме для сельскохозяйственных культур находится азот, что обусловливает более высокую эффективность азотных удобрений, чем фосфорных и тем более калийных [9]. Это обстоятельство побуждает исследователей обратить внимание на азотный режим почв ЦЧР и возможность его регулирования доступными агротехническими приемами.
Цель работы - установить особенность азотного режима типичных черноземов под влиянием удобрений и способов обработки почвы. В задачи исследования входило определение содержания общего азота, легкогидролизуемого и нитратного азота, обогащенности азотом гумуса, способности почвы к нитрификации.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проведено в лаборатории плодородия почв и мониторинга Белгородского НИИ сельского хозяйства. Стационарный полевой опыт заложен на черноземе типичном сред-немощном малогумусном тяжелосуглинистом, сформированном на лессовидном суглинке. На момент закладки опыта (1987 г.) в пахотном слое содержалось: 4.7-5.6% гумуса, подвижного фосфора и обменного калия (по Чирикову) - соответственно 67-78 мг и 92-121 мг/кг почвы. Гидролитическая кислотность изменялась в пределах 2.9-4.1 ммоль/100 г почвы.
Объектом исследований являлся 5-польный зернопропашной севооборот с чередованием культур: горох-озимая пшеница-сахарная свекла-ячмень-кукуруза на силос. Севооборот развернут в пространстве и во времени. На момент исследования (2010-2011 гг.) завершилась 4-я ротация севооборота.
Действие удобрений испытывали на фоне различных способов основной обработки почвы: вспашки, безотвальной и мелкой обработки. Схема с удобрениями включала варианты: 1 - контроль (без удобрений), 2 - 1 доза минеральных удобрений (К60Р62К62), 3 - 2 дозы минеральных удобрений (Ш20Р124К124), 4-1 доза навоза 40 т/га, 5 - 1 доза минеральных удобрений + + 1 доза навоза, 6 - 2 дозы минеральных удобрений + 1 доза навоза, 7 - 2 дозы навоза 80 т/га, 8 - 1 доза минеральных удобрений + 2 дозы навоза, 9 - 2 дозы минеральных удобрений + 2 дозы
навоза. Навоз вносили под сахарную свеклу 1 раз за ротацию севооборота. Двойные дозы удобрений рассчитаны на расширенное воспроизводство плодородия почвы.
Определяли: общий гумус по Тюрину (ГОСТ 26213-91), общий азот по Къельдалю (ГОСТ 26107), обогащенность гумуса азотом (С:К) -расчетным методом, реакцию почвенной среды (рНкс1) - по ГОСТу 26483-85, нитрификационную способность почвы - по методике [10], щелоч-ногидролизуемый азот - по Корнфилду (ГОСТ 26107), азот нитратный - по ГОСТу 26951-86, подвижный фосфор и обменный калий - по Чи-рикову (ГОСТ 26204-91).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Экспериментальные данные показали, что в абсолютном контроле (без удобрений) максимальное содержание общего азота было в варианте мелкой обработки почвы. Применение минеральных удобрений, особенно внесенных в двойных дозах, увеличивало содержание общего азота по сравнению с контролем (табл. 1).
Органическая система удобрения, рассчитанная на простое и расширенное воспроизводство плодородия почвы, приводила к заметному накоплению общего азота. Особенно это было заметно при внесении навоза в дозе 16 т/га севооборотной площади.
Накопление общего азота в почве происходило более активно при совместном применении минеральных и органических удобрений, в частности двойных доз. Внесение двойной дозы минеральных удобрений и навоза 16 т/га повысило содержание общего азота в слое 0-30 см относительно контроля на 0.047%; в слое 30-50 см его стало больше на 0.011%.
Показатель обеспеченности гумуса азотом (С : К) был рассчитан на основании определения содержания в почве общего гумуса и азота, предполагая долю минерального азота малой. Показано, что исследованная почва имела среднюю обогащенность гумуса азотом [11]. Удобрения оказывали более заметное влияние на соотношение углерода и азота, чем способы обработки почвы.
Насыщение гумуса азотом отмечено при внесении минеральных удобрений. Доля азота возрастала с увеличением их дозы. Длительное действие минеральных удобрений, особенно в двойных дозах, снизило соотношение содержания углерода и азота в слое 0-30 см на 0.4 ед., но не привело к заметным различиям в слое 30-50 см. Более того,
>
ч
к £ К
ю
Таблица 1. Влияние удобрений и способов обработки на содержание общего и легкогидролизуемого азота, обогащенность гумуса азотом и нитрифи-кационную способность почвы (по завершении 4-й ротации севооборота)
Вариант(доза удобрений на 1 га севооборотной площади) Слой почвы, см ^Общ % С : К, % N легкогидр' мг/кг Нитрификационная способность почвы, мг ]\ШОз/кг
навоз, т минеральные, доза Вс Бо Мо Вс Бо Мо Вс Бо Мо Вс Бо Мо
0 0 0-10 0.295 0.305 0.306 9.9 10.1 10.0 152 150 149 18.6 26.3 22.9
10-20 0.301 0.297 0.309 9.9 10.1 9.8 150 144 146 23.4 19.4 22.7
20-30 0.289 0.288 0.297 10.0 9.6 9.9 143 144 154 20.9 18.1 18.8
0-30 0.295 0.297 0.304 9.9 9.9 9.9 148 146 150 21.0 21.3 21.5
30-50 0.274 0.279 0.280 9.5 9.4 9.4 123 130 130 7.8 7.8 7.9
1 0-10 0.315 0.313 0.320 9.7 10.0 9.8 170 171 166 34.6 36.9 34.5
10-20 0.318 0.322 0.319 9.5 9.5 9.7 164 166 171 31.1 30.0 31.5
20-30 0.298 0.294 0.308 9.9 9.7 9.5 150 160 163 27.2 24.8 23.8
0-30 0.310 0.310 0.316 9.7 9.7 9.6 161 166 167 31.0 30.6 29.9
30-50 0.278 0.277 0.280 9.6 9.7 9.6 130 136 138 12.6 12.0 11.7
2 0-10 0.329 0.333 0.334 9.4 9.4 9.4 178 182 174 32.4 36.9 36.9
10-20 0.303 0.315 0.314 10.2 9.9 9.9 164 178 172 31.6 35.8 35.0
20-30 0.323 0.318 0.325 9.3 9.3 9.1 170 172 183 39.8 32.5 29.2
0-30 0.318 0.322 0.324 9.6 9.5 9.5 171 177 176 34.6 35.1 33.7
30-50 0.286 0.287 0.290 9.5 9.4 9.4 140 144 144 14.0 15.1 15.9
8 0 0-10 0.320 0.320 0.315 10.4 10.0 10.1 163 160 166 38.6 40.1 41.7
10-20 0.295 0.298 0.288 10.8 10.5 11.0 166 163 160 37.9 35.8 34.7
20-30 0.303 0.275 0.298 10.1 11.2 10.3 166 166 157 33.0 35.7 35.5
0-30 0.306 0.298 0.300 10.4 10.5 10.5 165 163 161 36.5 37.2 37.3
30-50 0.295 0.294 0.298 9.3 9.4 9.2 135 133 136 26.2 25.1 24.0
1 0-10 0.325 0.335 0.330 10.2 9.7 10.1 180 174 186 43.9 41.3 40.1
10-20 0.345 0.333 0.330 9.4 9.7 9.8 171 182 173 39.5 48.3 43.6
20-30 0.325 0.295 0.320 9.5 10.1 9.2 180 160 162 37.6 32.9 40.9
0-30 0.332 0.321 0.328 9.7 9.8 9.7 177 172 174 40.3 40.8 41.5
30-50 0.290 0.291 0.294 9.8 9.7 9.7 143 140 145 29.5 33.4 30.5
2 0-10 0.335 0.368
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.