Статья: Миграция и баланс азота в дерново-подзолистых почвах при разных уровнях применения азотных удобрений

Почвоведение и агрохимия №2(47) 2011

150

2. Плодороие почв и применение удобрений

149

МИГРАЦИЯ И БАЛАНС АЗОТА В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ ПРИ РАЗНЫХ УРОВНЯХ ПРИМЕНЕНИЯ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ (ПО ДАННЫМ ЛИЗИМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РУП «ИНСТИТУТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ И АГРОХИМИИ»)

Г.В. Пироговская, Институт почвоведения и агрохимии, г. Минск, Беларусь

О.П. Сазоненко, Опытная научная станция по сахарной свекле, г. Несвиж, Беларусь

SUMMARY

азот атмосферный осадки почва

NITROGEN MIGRATION AND BALANCE IN SOD-PODZOLIC SOILS WITH DIFFERENT LEVELS OF APPLICATION OF NITROGEN FERTILIZER (ACCORDING TO THE DATA OF LYSIMETRIC RESEARCH «INSTITUTE OF SOIL SCIENCE AND ADROCHEMISTRY»)

G. V. Pirogovskaia, O. P. Sazonenko

The article addresses the receipt of nitrogen compound with atmospheric precipitation and its migration into sod-podzolic soils of different granulometric composition at different levels of nitrogen fertilizer.

ВВЕДЕНИЕ

Азот считается главным незаменимым биофильным элементом, определяющим урожайность сельскохозяйственных культур. Продуктивность агроценозов и динамика подвижных соединений азота в дерново-подзолистых почвах в основном зависит от почвенного плодородия в целом, системы удобрений и круговорота азотных соединений [1, 2, 3, 4, 5].

Баланс азота в системе «почва - удобрение - растение» позволяет регулировать плодородие почвы, контролировать качественный и количественный состав почвенного раствора и тем самым предвидеть и (или) предотвратить возможное загрязнение почв и окружающей среды соединениями азота, обосновать наиболее рациональное его применение при возделывании сельскохозяйственных культур.

Лизиметрический метод позволяет изучить такие характеристики, которые в полевых условиях исследовать невозможно, например, почвенный раствор [6, 7].

Существенный вклад в изучение применения азотных удобрений и их превращение в почвах внесли ученые: Д. А. Кореньков, П. М. Смирнов, н. н. Безлюдный, н. н. Семененко [3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 12].

Установлено, что при нерациональном бессистемном использовании минеральных удобрений и не соблюдении требуемых агротехнических приемов возможны негативные последствия на окружающую среду: загрязнение грунтовых вод и открытых водоемов; увеличение газообразных потерь азота из удобрений и почв; снижение плодородия почв; ухудшение качества сельскохозяйственной продукции [13].

По данным Гидрометцентра атмосферные осадки Беларуси в целом характеризуются небольшой минерализацией (до 27 мг/л), с преобладанием сульфатов (26-40 % от суммы ионов), нитратов и ионов аммония (24-36 %), а также гидрокарбонатов (8-20 %). Содержание ионов аммония и нитратов в атмосферных осадках по Республике Беларусь (среднее по областям) следующее: NH4+ - 0,5-2,02 мг/л, NO3- - 1,28-2,64 мг/л, при этом сумма атмосферных осадков за год колеблется от 496 до 689 мм [14, 15].

Исследованиями И. А. Юшкевича с соавторами и н. И. Туренкова показали, что с атмосферными осадками поступает от 3,0 до 4,5 кг/га азота [16, 17].

По результатам лизиметрических исследований, проведенных в России, установлено, что объем лизата определяется и количеством осадков и интенсивностью их выпадения. например, в среднем за 1989-1997 гг. объем лизата в полуметровых лизиметрах на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве составлял 15-18 % от объема выпавших осадков [18-20]. Однако, коэффициент просачивания осадков был вдвое выше на супесчаных почвах по сравнению с суглинистыми. Так, вымывание N из супесчаной почвы варьировало от 3,27 до 15,2 кг/га, из суглинистой - от 0,41 до 2,35 кг/га [21, 22].

На долю газообразных потерь азота их долю приходится существенная часть потерь азота из удобрений. Процесс превращения азота в газообразные формы носит преимущественно микробиологический характер, например, в стерильных почвах баланс азота «почва + растения» близок к 100 % [23].

Исследования, проведенные в Институте почвоведения и агрохимии, показали, что газообразные потери из аммиачной селитры на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве увеличиваются с повышением доз азотных удобрений, и могут составлять 15-30 % от внесенного азота [11, 24].

Вымывание азота в форме аниона - NO3+ зависит от количества выпадающих осадков, доз удобрений, типа почв и возделываемой культуры. По данным российских и зарубежных исследователей, потери азота при вымывании составляют 1,5-39 % от дозы внесенного азота [25-30].

В совместных опытах МСХА и ВнИИА с меченым 15N установлено, что использование сельскохозяйственными культурами азота удобрений составляет 30-50 %, около 40 % его остается в почве в закрепленном виде, а процесс вымывания затрагивает в основном азот почвенных соединений [31].

Исследованиями с меченым 15N показано, что использование минерального азота растениями составляет 14,5-58,0 %, из органических удобрений - 9,2-14 %, потери азота минеральных удобрений достигают до 58 % от внесенной дозы, причем в лизате из обнаруженного азота содержится 0,4-16,1 % из минеральных удобрений, а от 27 % до 85 % азота удобрений закрепляется в органическом веществе почвы [10].

Цель - определить количественные показатели поступления азота с атмосферными осадками, потери при выщелачивании, содержание в почве в зависимости от возрастающих доз азотных удобрений, определить баланс азота на дерновоподзолистых почвах при возделывании сельскохозяйственных культур в звене севооборота.

МЕТОДИКА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектами исследований являлись дерново-подзолистые почвы разного гранулометрического состава, атмосферные осадки, лизиметрические воды, сельскохозяйственные культуры.

Агрохимические показатели пахотных и подпахотных горизонтов исследуемых почв приведены в табл. 1.

Таблица 1. Агрохимические показатели исследуемых почв, 2002 г.

Исследования проводили в 2002-2005 гг. на лизиметрической станции. Лизиметры выполнены в форме бетонных колец, площадью 3,14 м2 (диаметр 2,0 м). Глубина лизиметров 1,0 м и 1,5 м. Лизиметры заполнены следующими почвами: дерново-подзолистая легкосуглинистая, развивающаяся на легком лессовидном суглинке и дерново-подзолистая супесчаная, развивающаяся на супеси рыхлой, подстилаемой с глубины 0,3 м рыхлым песком.

Опыт был заложен в звене гречиха - картофель - просо пятипольного севооборота (пелюшко-овсяная смесь (з/м) - гречиха - картофель - просо - овес+горчица сарептская) по схеме приведенной в табл. 2.

В качестве минеральных удобрений применяли: азотные - карбамид; фосфорные - аммонизированный суперфосфат; калийные - гранулированный хлористый калий. Содержание питательных веществ в органическом удобрении, вносимом под картофель следующее: N - 2,0 %, Р2О5 - 0,98 %, К2О - 4,6 %, СаO - 1,31 %, MgO - 0,95 %, рн (kcl) - 6,5, влажность - 78 %.

Таблица 2.Схема лизиметрического опыта

* Органические удобрения (навоз КРС 60 т/га)

Методы исследования, закладка лизиметрических опытов и возделывание культур в опытах проводили в соответствии с методическими указаниями, рекомендованными в Республике Беларусь.

За период исследований (май 2002-апрель 2005 гг.) количество выпавших осадков различалось как по годам, так и по месяцам, что сказалось на интенсивности и динамике просачивания осадков (табл. 3).

Погодные условия за вегетационный период возделывания сельскохозяйственных культур звена севооборота различались по годам (табл. 4).

При возделывании гречихи в 2002 г. условия вегетационного периода характеризовались как засушливые (ГТК - 0,76). Отмечалась повышенная температура воздуха и малое количество осадков, с мая по 8 августа было 16 дней с осадками, из них не эффективными (менее 5,0 мм) - 9, что и обусловило невысокую урожайность зерна гречихи.

Таблица 3. Осадки на лизиметрической станции, мм

* Количество осадков в эти месяцы не приводятся, так как в период наших исследований они не входили.

Таблица 4. Осадки и температура воздуха за вегетационные периоды возделывания сельскохозяйственных культур, (г. Минск)