АГРОХИМИЯ, 2014, № 3, с. 36-42
УДК 631.8:631.582:631.51.01:631.46.3:631.445.41:631416.1
влияние удобрения, севооборота и обработки почвы на нитрификационную способность чернозема и содержание гидролизуемого азота
© 2014 г. г.И. Уваров, Я.Ю. Боровская
Белгородский государственный национальный исследовательский университет 308015 Белгород, ул. Победы, 85, Россия E-mail: uvarov@bsu.edu.ru
Поступила в редакцию 10.10.2013 г.
Изучена нитрификационная способность чернозема и содержание щелочногидролизуемого азота в зависимости от приемов агротехники. Установлено, что плодосменный севооборот и применение навоза улучшали нитрификационную способность почвы и увеличивали в ней содержание щелочногидролизуемого азота. Минеральные удобрения снижали накопление в почве нитратов, но увеличивали количество щелочногидролизуемого азота.
Ключевые слова: севооборот, удобрения, обработка почвы, нитрификационная способность, чернозем, гидролизуемый азот.
ВВЕДЕНИЕ
Черноземные почвы, как правило, обеспечены общими запасами азота, а накопление подвижных форм, их потенциальная способность к нитрификации зависят от метеорологических условий теплого периода, приемов агротехники и др. [1-3].
В сельскохозяйственной практике доступными приемами регулирования азотного режима почв является внесение удобрений, подбор предшествующих культур и приемов основной обработки. Однако при возделывании культур с высокой потребностью в минеральном азоте возникают проблемы даже на черноземных почвах.
Установлено, что нитрификационные процессы усиливаются в парующем поле, что служит дополнительным источником азота не только для предшественника сахарной свеклы, но и самой культуры [4]. При этом, помимо улучшения азотного режима, оптимизируются физико-химические свойства почвы. В других исследованиях показано, что на черноземе под черным паром в слое 0-60 см к осени запасы нитратного азота были от 70 до 403 кг/га [5].
Комплексное исследование различных систем удобрения выявило их стимулирующее воздействие на численность и активность аммонифицирующих, нитрифицирующих, азотофиксирующих и целлюлозоразлагающих микроорганизмов [6, 7]. Минеральные удобрения способствуют увеличению содержания подвижных форм макроэлемен-
тов, что положительно влияет на плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур [8]. Нитрификационная способность черноземной почвы, не получавшей удобрений, за тридцатилетний период наблюдений снизилась в пахотном слое на 13 мг N-N0^^ почвы. Применение максимальной дозы минеральных удобрений способствовало снижению темпов нитрификационной способности в пахотном слое [9].
В других опытах нитрификационная способность почвы без удобрений составляла 11.5-49.6 мг/кг почвы, при внесении их в дозе №9Р62К59 + навоз 11 т/га она увеличилась на 10-30%. Максимальное увеличение данного показателя отмечено при отвальной системе обработки почвы [10]. Основная обработка почвы также может существенно влиять на азотный режим почвы [11].
Цель работы - установить влияние сочетания вида севооборота, удобрений и приемов основной обработки почвы на нитрификационную способность чернозема типичного и содержание щелоч-ногидролизуемого азота.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проведено в стационарном опыте, заложенном в 1987 г. на базе лаборатории плодородия почв и мониторинга Белгородского научно-исследовательского института сельского хозяйства.
Почва опытного участка - чернозем типичный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый на лессовидном суглинке с содержанием в пахотном слое гумуса 5.3-5.4%, подвижного фосфора и обменного калия (по Чирикову) - 45-71 и 90-106 мг/кг почвы соответственно, рНкс1 5.6-6.4, степень насыщенности основаниями - «90%.
Фактор А включал пятипольные севообороты: плодосменный, зернопропашной и зернопаропро-пашной. Чередование культур в плодосменном севообороте: эспарцет 2-го года пользования-ози-мая пшеница-сахарная свекла-ячмень с подсевом эспарцета-эспарцет 1-го года пользования. В зер-нопропашном севообороте чередование начинали с гороха, в зернопаропропашном - с черного пара. Второй культурой во всех севооборотах являлась озимая пшеница, 3-й - сахарная свекла. В пропашных севооборотах, кроме сахарной свеклы, была включена кукуруза на зерно и силос.
Изучали 2 приема основной обработки почвы под культуры севооборотов (фактор Б): вспашку и мелкую обработку. Вспашку проводили на глубину 20-22 см под зерновые культуры, на 25-27 см под кукурузу и 30-32 см под сахарную свеклу плугом ПЛН-5-35. Мелкая обработка заключалась в дисковом лущении бороной БДТ-7 на глубину 10-12 см. Приемам основной обработки в том и другом случае предшествовало дисковое лущение стерни на глубину 8-10 см во всех вариантах опыта.
Схема с удобрениями (фактор В) включала варианты: 1 - контроль (без удобрений), 2 - двойная доза минеральных удобрений Ш80Р180К180, 3 - двойная доза навоза (80 т/га), 4 - совместное внесение двойных доз минеральных удобрений и навоза.
Двойные дозы удобрений рассчитаны на расширенное воспроизводство плодородия почвы. Навоз вносили под сахарную свеклу один раз за ротацию севооборота в дозе 16 т/га севооборотной площади.
Опыт заложен методом расщепленной делянки. Повторность опыта в пространстве и времени трехкратная. Посевная площадь делянки составляла 120 м2 (4 х 30 м), учетная - 100 м2.
В посевах сахарной свеклы отбирали почвенные образцы для определения нитрификационной способности по [12] и щелочногидролизуемого азота по Корнфилду (ГОСТ 26107).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Исследование показало, что нитрификационная способность почвы изменялась в зависимости от изученных приемов.
Влияние вида севооборота на фоне удобрений и приемов обработки почвы. Нитрификационная способность в среднем для слоя 0-40 см почвы в контроле (без удобрения) при вспашке была в плодосменном севообороте больше в 1.8 раза, чем в зернопропашном, и в 4.4 раза, чем в зернопаро-пропашном (табл. 1). При мелкой обработке почвы нитратный азот накапливался больше в зернопро-пашном и плодосменном севооборотах. В зерно-паропропашном севообороте его было меньше в 1.4 раза.
Улучшение азотного режима почвы без удобрений в плодосменном севообороте обеспечивалось за счет включения эспарцета с двухгодичным использованием. Накопление нитратного азота при компостировании почвы резко снижалось при внесении двойной дозы минеральных удобрений при вспашке: в плодосменном севообороте - в 4 раза, в зернопропашном - в 3.2 раза. При мелкой обработке почвы накопление нитратного азота снижалось в меньшей степени. При высокой дозе минеральных удобрений содержание нитратного азота не удалось увеличить и за счет возделывания в плодосменном севообороте эспарцета как азотфиксирующей культуры.
Внесение навоза в двойной дозе при вспашке в плодосменном и зернопаропропашном севооборотах не изменило количество нитратного азота в почве по сравнению с контролем, тогда как в зернопропашном севообороте его было в 2.6 раза больше. Совместное внесение навоза и минеральных удобрений в двойных дозах способствовало уменьшению содержания нитратного азота после компостирования почвы.
Влияние приемов основной обработки на способность почвы к нитрификации. В контрольном варианте вспашка способствовала увеличению количества нитратного азота в плодосменном севообороте в 1.3 раза. Мелкая обработка в этом случае была в 1.7 раза эффективнее вспашки в зернопропашном севообороте и в 2.9 раза - в зернопаропропашном.
На фоне минеральных удобрений или навоза мелкая обработка для накопления нитратного азота оказалась эффективнее вспашки независимо от вида севооборота. При совместном внесении навоза и минеральных удобрений нитратный азот накапливался в зернопропашном севообороте при вспашке в 1.6 раза больше по сравнению с мелкой обработкой. Содержание нитратного азота в плодосменном и зернопаропропашном севооборотах в вариантах обработки почвы практически не изменялось.
Результаты анализов почвы опытного участка показали, что содержание щелочногидролизуемого азота в слое 0-30 см почвы после посева культуры в
таблица 1. Нитрификационная способность почвы в зависимости от видов севооборотов, приемов обработки и удобрений (2009-2010 гг.)
Внесено на 1 га севооборота Глубина, см Севооборот
навоз, т №К, кг д.в. плодосменный зернопропашной зернопаропропашной
N-N0^ мг/кг почвы после компостирования
Вспашка
0 0 0-10 17.9 15.0 6.0
10-20 15.8 13.6 6.0
20-30 15.9 4.9 3.0
30-40 28.9 8.0 2.4
0-40 19.6 10.4 4.4
180 0-10 3.0 2.9 6.3
10-20 5.7 1.9 4.6
20-30 1.7 4.3 3.8
30-40 9.2 3.6 4.3
0-40 4.9 3.2 4.8
16 0 0-10 17.7 5.3 4.2
10-20 17.2 3.5 3.9
20-30 20.9 5.8 5.7
30-40 17.6 1.3 3.1
0-40 18.4 4.0 4.2
180 0-10 17.7 13.5 8.3
10-20 14.0 9.3 9.5
20-30 11.3 5.8 5.7
30-40 8.3 7.2 6.9
0-40 12.8 9.0 7.6
Мелкая обработка
0 0 0-10 14.9 19.5 17.3
10-20 17.6 15.8 13.9
20-30 18.6 18.1 13.0
30-40 10.0 17.9 6.5
0-40 15.3 17.8 12.7
180 0-10 8.9 13.1 9.1
10-20 8.7 14.0 9.1
20-30 7.4 14.1 5.1
30-40 9.6 14.6 3.9
0-40 8.6 14.0 6.8
16 0 0-10 17.7 12.1 15.0
10-20 17.6 14.6 13.8
20-30 19.9 19.1 8.7
30-40 11.5 9.4 8.7
0-40 16.7 13.8 11.6
180 0-10 11.1 3.3 13.7
10-20 9.5 9.0 7.5
20-30 13.0 7.2 7.7
30-40 9.5 3.6 1.4
0-40 10.8 5.8 7.6
НСР05 для факторов (мг/кг): А = 5.0, Б = 3.0, В = 4.7.
Таблица 2. Содержание щелочногидролизуемого азота в почве в зависимости от приемов возделывания (среднее за 2009-2010 гг.), мг/кг
Внесено на 1 га севооборота а с а, и « б Севооборот и срок определения
№К, кг д.в. плодосменный зернопропашной зернопаропропашной
навоз, т В после посева перед уборкой после посева перед уборкой после посева перед уборкой
Вспашка
0-10 185 126 158 103 158 110
10-20 175 108 162 107 158 104
20-30 178 108 159 105 159 99
30-40 172 100 140 75 142 92
0 40-50 148 92 130 73 112 75
50-70 120 85 118 60 102 59
70-100 91 62 94 54 71 49
0-30 179 114 160 105 158 104
0 0-100 152 97 137 82 129 84
0-10 197 140 165 119 157 98
10-20 188 129 151 111 168 1
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.