Биологическое действие люцерны на азотный фонд чернозема выщелоченного Прикубанской низменности после действия длительного применения минеральных удобрений на ее посевы. Количество общего и биологического азота после действия минеральных удобрений.
Аннотация к работе
Петербургский [1], отмечая значительную роль азота в питании растений, поставили этот элемент на первое место по положительному действию на урожай сельскохозяйственных культур. Авторы приводят примерный подсчет ежегодного его выноса (100-110 млн. т), притом, что химическая промышленность Российской Федерации в 2016 г. произвела азотных удобрений около 9,38 млн. т (в пересчете на 100%-й азот). По сравнению с предыдущим годом рост объема их производства составил 8,5%, но на Российский рынок поставлено только около 3,76 млн. т, при этом доля аммонийной селитры для сельского хозяйства составляет 58%. Ситуация по внесению минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры в России постепенно улучшается, однако их вносят 49 кг/га, что недостаточно, а удобряемая площадь составляет 53% от общей посевной [2]. В длительных опытах с удобрениями практически либо отсутствуют, либо не обобщены данные по накоплению в почве органического вещества, общего и биологического азота при возделывании люцерны, которые необходимы для разработки эффективных и экологичных систем удобрения с учетом почвенно-климатических условий региона.После завершения третьей ротации севооборота в черноземе выщелоченном на варианте без удобрений, по данным А.Х. Шеуджена [5], отмечено снижение содержания азота, соответственно, до 2250 и 1900 мг/кг, что связано с его выносом с урожаем сельскохозяйственных культур, газообразными потерями вследствие денитрификации и с вымыванием незакрепленного азота выпадающими атмосферными осадками. Рассматриваем наиболее контрастные варианты опыта, где минеральные удобрения применяли под предшествующую культуру - кукурузу, выращиваемую на зерно. Нормы минеральных удобрений: единичная (111) - N30Р30К20, двойная (222) - N60Р60К40 и тройная (333) - N90Р90К60, а также виды: азотные N60 - (200), фосфорные Р60 - (020) и калийные К40 - (002),-оказывали последействие на пищевой режим чернозема выщелоченного, что сказалось на урожайности зеленой массы люцерны (табл. Азотные (200), фосфорные (020) и калийные (002) удобрения обеспечивали валовой сбор сухой зеленой массы люцерны от 0,018 до 0,016 т/га, а нормы полного минерального удобрения (111; 222 и 333) - 0,020; 0,022 и 0,023 т/га, соответственно.В биомассе растений люцерны суммарное накопление общего азота зависело не только от применяемых азотных, фосфорных и калийных (200; 020 и 002) удобрений - 147; 138 и 131 кг/га, но и различных норм (111; 222 и 333) полного минерального удобрения - 164; 180 и 189 кг/га, соответственно. С использованием нормативов - усредненного коэффициента пересчета сухой массы пожнивно-корневых остатков [8], органического вещества для многолетних трав и нормативов для определения вклада биологического азота бобовых культур в баланс азота [7] было зафиксировано накопление биологического азота с учетом коэффициента азотфиксации в основной продукции и пожнивно-корневых остатках. Суммарное количество общего и биологического азота в почве под люцерной первого года жизни в зависимости от норм (111; 222 и 333) удобрений составило 124; 137; 143 кг/га, что выше контроля на 36; 49 и 55 кг/га. Однако относительно контроля количество общего и биологического азота в почве под растениями люцерны первого года жизни больше: увеличение составило 23; 16 и 11 кг/га (26,1; 18,2 и 12,5 %). Таким образом, расчеты по определению общего и биологического азота в почве, массы сухого органического вещества в пожнивно-корневых остатках растений позволили установить, что эти показатели существенно изменяются при внесении азотных, фосфорных и калийных удобрений, а также дифференцированных норм минеральных удобрений.
План
Содержание общего азота в растительных остатках, % на сухое вещество** 1,94
Введение
люцерна удобрение азот чернозем
Е.Н. Мишустин и А.В. Петербургский [1], отмечая значительную роль азота в питании растений, поставили этот элемент на первое место по положительному действию на урожай сельскохозяйственных культур. Авторы приводят примерный подсчет ежегодного его выноса (100-110 млн. т), притом, что химическая промышленность Российской Федерации в 2016 г. произвела азотных удобрений около 9,38 млн. т (в пересчете на 100%-й азот). По сравнению с предыдущим годом рост объема их производства составил 8,5%, но на Российский рынок поставлено только около 3,76 млн. т, при этом доля аммонийной селитры для сельского хозяйства составляет 58%. Ситуация по внесению минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры в России постепенно улучшается, однако их вносят 49 кг/га, что недостаточно, а удобряемая площадь составляет 53% от общей посевной [2].
Поэтому в настоящее время по-прежнему остаются актуальными высказывания основоположника отечественной агрохимической науки академика Д.Н. Прянишникова, который отмечал, что, независимо от объема производства минеральных удобрений, нечего и думать, что азотный вопрос можно решить только с помощью химической промышленности. В значительной степени он должен быть решен при помощи азотособирателей, т. е. биологическим путем [3].
В длительных опытах с удобрениями практически либо отсутствуют, либо не обобщены данные по накоплению в почве органического вещества, общего и биологического азота при возделывании люцерны, которые необходимы для разработки эффективных и экологичных систем удобрения с учетом почвенно-климатических условий региона. Поэтому исследования по выявлению вклада биологического азота в почву при выращивании люцерны для исключения применения необоснованно высоких доз азотных удобрений актуальны.
Цель исследований - установление влияния видов и норм минеральных удобрений на накопление органического вещества, общего и биологического азота и роли люцерны в обогащении чернозема, выщелоченного азотом при выращивании этой культуры в 11-польном зернотравяно-пропашном севообороте в условиях Прикубанской низменности.
Объекты и методы исследования
В стационарном многолетнем опыте кафедры агрономической химии Кубанского ГАУ изучали влияние длительного применения минеральных удобрений под культуры севооборота в учебном хозяйстве «Кубань», расположенном в центральной агроклиматической зоне Краснодарского края.
Объекты исследований: растения люцерны 1-го года жизни сорта Фея; нормы удобрений; чернозем выщелоченный слабогумусный сверхмощный легкоглинистый на лессовидных тяжелых суглинках (в соответствии с «Классификацией почв России» [4], - агрочернозем глинисто-иллювиальный). Отличительным признаком такого чернозема служит низкое содержание гумуса, небольшая концентрация минерального азота, вымытость (выщелоченность) из гумусового горизонта карбонатов и наличие углекислых солей (карбонатов) между нижней границей их нахождения и глубиной вскипания почвы от соляной кислоты (10%).
Вывод
До закладки стационарного опыта содержание общего азота в пахотном и в подпахотном слоях почвы было равно 2400 и 2000 мг/кг, соответственно. После завершения третьей ротации севооборота в черноземе выщелоченном на варианте без удобрений, по данным А.Х. Шеуджена [5], отмечено снижение содержания азота, соответственно, до 2250 и 1900 мг/кг, что связано с его выносом с урожаем сельскохозяйственных культур, газообразными потерями вследствие денитрификации и с вымыванием незакрепленного азота выпадающими атмосферными осадками.
Рассматриваем наиболее контрастные варианты опыта, где минеральные удобрения применяли под предшествующую культуру - кукурузу, выращиваемую на зерно. Нормы минеральных удобрений: единичная (111) - N30Р30К20, двойная (222) - N60Р60К40 и тройная (333) - N90Р90К60, а также виды: азотные N60 - (200), фосфорные Р60 - (020) и калийные К40 - (002), -оказывали последействие на пищевой режим чернозема выщелоченного, что сказалось на урожайности зеленой массы люцерны (табл. 1).
Урожайность сухой зеленой массы люцерны на контроле составила 0,87 т/га. Двойные нормы азотного (200), фосфорного (020) и калийного (002) удобрения повысили показатель до 1,14; 1,09 и 1,05 т/га, что выше контроля, соответственно, на 31,0; 25,3 и 20,7 %. Дальнейшему повышению продуктивности культуры способствовали дифференцированные нормы полного минерального удобрения. Его одинарные, двойные и тройные нормы (111; 222 и 333) обеспечили по отношению к контролю существенную прибавку урожая зеленой массы культуры: соответственно, на 0,38; 0,50 и 0,55 т/га (43,7; 57,5 и 63,2 %).
Последействие минеральных удобрений на урожай культуры определялось прежде всего уровнем минерального питания растений люцерны. В период проведения исследований агрометеорологические условия были различными. В целом они были близкими к оптимальным, что позволило при таком уровне минерального питания [6] не только сформировать высокую продуктивность, но и обеспечить существенный валовой сбор основной продукции. Азотные (200), фосфорные (020) и калийные (002) удобрения обеспечивали валовой сбор сухой зеленой массы люцерны от 0,018 до 0,016 т/га, а нормы полного минерального удобрения (111; 222 и 333) - 0,020; 0,022 и 0,023 т/га, соответственно.
Таблица 1. Влияние норм и видов минеральных удобрений на накопление органического вещества, общего и биологического азота при возделывании люцерны 1-го года жизни, выращиваемой под покровом ярового ячменя