Баланс меченного 15N азота удобрений в зависимости от доз и сроков их внесения в условиях лизиметрического опыта тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.04, кандидат биологических наук Чан Хкак Хиеп, 0

• Чан Хкак Хиеп, 0
• кандидат биологических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Чан Хкак Хиеп, 0

1. Введение 4-

2. Обзор литературы 7-

Глава I. Влияние азотных удобрений на урожай озимой пшеницы, кукурузы и ячменя 7-

Глава 2. Использование растениями азота почвы и удобрений 15-

Глава 3. Превращение минерального азота е почве при внесении азотных удобрений 24

1. Иммобилизация азота удобрений в почЕе и доступность иммобилизованного азота растениям 24

2. Потери азота из почвы 28-29 Потери азота в результате денитрификации 29-33 Потери азота из почвы в результате вымывания 33-

Глава 4. Влияние ингибиторов нитрификации на превращение азота в почве и урожай сельскохозяйственных культур 40

3. Экспериментальная часть 47-

Глава I. Задачи, условия и методика исследований. 47

1. Характеристика лизиметрического опыта, методов химического анализа 48

2. Метеорологические условия в годы проведения опытов 53

Глава II. Влияние доз, форм и сроков внесения азотных удобрений на урожай сельскохозяйственных культур 57

1. Кукуруза

2. Озимая пшеница 58

3. Ячмень 60-

Глава III. Использование озимой пшеницей и кукурузой азота удобрений и почвы 63

1. Общий вынос азота растениями в лизиметрическом опыте 63

2. Использование озимой пшеницей и кукурузой азота удобрений и почвы 68

3. Влияние азотных удобрений на мобилизацию азота почвы 71

Глава 1У. Закрепление азота удобрений в почве 75

1. Кукуруза 75

2. Озимая пшеница 78-

Глава У. Потери азота удобрений из почвы 81

1. Потери азота почвы и удобрений в результате вымывания 81

2. Потери азота удобрений с лизиметрическими водами 88

3. Потери азота удобрений в газообразной форме 90-

Глава У1. Баланс азота удобрений в системе "почварастение " - 94

Выводы 100

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Баланс меченного 15N азота удобрений в зависимости от доз и сроков их внесения в условиях лизиметрического опыта»

Главной задачей современного сельского хозяйства является дальнейшее увеличение производства и улучшение качества сельскохозяйственной продукции. Это невозможно без применения минеральных удобрений, особенно азотных. Д.Н.Прянишников /1945/ убедительно показал, "что главным условием, определяющим среднюю высоту урожая в разные эпохи, была степень обеспеченности сельскохозяйственных растений азотом".

Общее потребление азотных удобрений в сельском хозяйстве постоянно растет. За период с 1976 по 1980 гг. в СССР производство азотных удобрений возросло с 8,61 до 10,24 млн.т азота. Основная часть этого азота /7,11-8,26 млн. т азота/ использовалась в сельском хозяйстве страны, однако в расчете на I га посевных площадей в СССР вносилось еще небольшое количество азота /34 кг/га/. Производство азотных удобрений в СССР еще не достигло уровня, достаточного для полного обеспечения потребностей сельского хозяйства в азоте, и проблема азота как была, так и остается одной из основных проблем земледелия.

Нечерноземная зона - крупный земледельческий район Советского Союза. Практика земледелия этой зоны показала, что дальнейшее повышение урожайности неразрывно связано с резким улучшением азотного питания сельскохозяйственных культур. Поэтому в Нечерноземной зоне особенно важное значение имеет задача повышения эффективности азотных удобрений, более продуктивного использования растениями азота почвы и удобрений и уменьшения потерь азота из почвы.

Дальнейшее решение проблемы азота в земледелии тесным образом связано с новыми условиями сельскохозяйственного производства. Новые условия - новые задачи - новые пути решения этих задач, а отсюда, естественно, и новые методы исследований. За последние два десятилетия в обиход агрохимии, физиологии растений, почвоведения и других смежных научных дисциплин вошло много новых методов. Среди них видное место занимают изотопные методы, в частности, использование азотсодержащих соединений, меченных стабильным изотопом азота /^л /.

15

Использование н в агрохимических исследованиях для изучения превращения форм азотных удобрений в почве и баланса азота удобрений в системе "почва-растение" получило в последние годы значительное развитие как за рубежом, так и в Советском Союзе.

15

Исследования с применением N /Замятина,1963,1972; Авдрее-ва,Щеглова,1964-1981; Турчин,1964,1965; Бобрицкая,1965-1979; Смирнов, 1967-1982; Сапожников,1968,1973; Кореньков,1971-1980; Макаров,

15

1974,1981/ показали, что коэффициенты использования меченного ж азота удобрений в зависимости от их формы и дозы могут изменяться в пределах 50-60% в вегетационных опытах и 30-50% в полевых опытах; часть азота удобрений /20-40% от внесенного/ закрепляется в органической форме и 20-30% теряется в газообразной форме. Закрепление азота удобрении в почве в различной степени компенсируется дополнительным усвоением растениями азота почвы /Смирнов, 1970; Турчин,1972; Сапожников,1973/. При этом иммобилизованный азот удобрении постепенно используется растениями в последействии /Турчин, 1965; Смирнов,1968; Замятина и др.,1972; Корицкая,1972; Варюшкина, 1974/.

Основной причиной снижения коэффициента использования и эффективности азотных удобрений являются потери азота из почвы в результате денитрификации и вымывания. Потери азота удобрений приводят также к загрязнению окружающей среды продуктами трансформации азота в почве.

15

Несмотря на многочисленные исследования с меченными п азотными удобрениями, вопрос о превращении азота разных форм азотных удобрений в почве, в частности, о размерах потерь азота при различ

В условиях Вьетнама возможно снимать ежегодно по три урожая сельскохозяйственных культур, и азот является при этом особенно дефицитным элементом питания, лимитирующим урожай. Исследования по

15 использованию растениями и превращению в почве меченных я азотных удобрений во Вьетнаме вовсе не проводились.

В этой связи в задачу наших исследований входило изучение баланса азота удобрений под различными культурами в лизиметрическом опыте, определение размера потерь азота почвы и удобрении в результате вымывания, а также действие ингибитора нитрификации н-аегуе на трансформацию азота удобрений в системе "почва-растение".

ОБЗОР ЛИТЕРАТОРЫ.

Заключение диссертации по теме «Агрохимия», Чан Хкак Хиеп, 0

Основные результаты изучения и перспективы применения ингибиторов нитрификации для повышения эффективности азотных удобрений. - Агрохимия, 1981, & 12, с. 3-17.

142. Смирнов П.М., Кидин В.В. Потери азота удобрений в газообразной форме из почв разной степени окультуренности. - Химия в с.х., 1981, № 3, с.23-24.

143. Смирнов П.М., Кидин В.В., Иваникова JI.A. Превращение промежуточных продуктов нитрификации в почве и их роль в газообразных потерях азота удобрений. - Изв. АН СССР, сер. биол., 1981, В 3, с.370-383.

144. Смирнов П.М., Кидин В.В. Разложение нитрапирина в почве и остатки его в растениях. - Химия в сельском хозяйстве, 1982, й 8, с.48-51.

145. Смирнов П.М., Муравин Э.А. Использование ингибиторов нитрификации и ингибиторов уреазной активности для снижения потерь азота удобрений. - В кн.: Экологические последствия применения агрохимикатов (удобрения), АН СССР, Научный центр биологических исследований. Пущино, 1982, с.143-144.

146. Смирнов П.М., Кидин В.В., Якимова П.К., Подвысоцкий A.A. тс

Снижение потерь меченного ^N азота жидкого навоза с помощью ингибитора нитрификации. - В кн.: Экологические последствия применения агрохимикатов (удобрения), АН СССР, Научный центр биологических исследований. Пущино, 1982, с.142-143.

147. Смирнов П.М., Кидин В.В. Использование растениями азота и баланс его в зависимости от дозы и срока внесения удобрений. - Химия в сельском хозяйстве, 1983, № 8, с.20-24.

148. Смирнова H.H., Васильева С.Г. и др. К вопросу эффективности использования азотных удобрений при возделывании риса. -Агрохимия, 1976, В I, с.16-20.

149. Смирнова H.H. Повышение эффективности применения удобрений в орошаемом земледелии. - М.: ВНИИТЭИСХ, I97S, 58 с.

150. Смирнова H.H. Удобрение риса. - М.: Россельхозиздат, 1978,

64 с.

151. Суков A.A. Баланс азота удобрений при систематическом их внесении. - Агрохимия, 1982, № I, с. 3-8.

152. Тарвис Т.В. Значение поглощенного микроорганизмами азота для питания растений. - В сб.: Плодородие почв Нечерноземной полосы и приемы его регулирования. Пущино, 1975, с.196-202.

153. Тарвис Т.В. Использование поглощенного микроорганизмами азота удобрений растениями в зависимости от их биологических особенностей. - В кн.: Круговорот и баланс азота в системе почва - растение - удобрение - вода. М.: Наука, 1979, с.199-201.

154. Тарвис Т.В. Иммобилизация азота почвенной микрофлорой и азотное питание растений. - Тр. ВШИ с.-х. микробиологии, 1980, т.49,с.64-81.

155. Торина H.A., Прокошев В.В. Вымывание азота в условиях песчаных почв при длительном внесении удобрений и пути его ограничения. - В кн.: Экологические последствия применения агрохимикатов (удобрения). АН СССР, Научный центр биологических исследований. Пущино, 1982, с.146-147.

156. Торина H.A. Изучение баланса азота удобрений в полевых опытах на супесчаной почве и влияние ингибиторов нитрификации на их эффективность. - Автореф. канд. дисс., М., 1978, 20с.

157. Турчин Ф.В. Превращение азотных удобрений в почве и усвоение их растениями. - Агрохимия, 1964, В 3, с.3-18.

158. Турчин Ф.В. Использование азотных удобрений урожаем и их превращение в почве. - ХЕШ, 1965, т.10, № 4,с.400-407.

159. Турчин Ф.В. Азотное питание растений и применение азотных удобрений (избранные труды). - М.: Колос, 1972, 336 с.

160. Филимонов Д.А,, Лаврова И.А., Руделев Е.В. Влияние сельскохозяйственных культур на потери азота с лизиметрическими водами. - Бюл. ВИУА, 1975, № 25, с.66-69. I6X. Филимонов Д.А. Азотное удобрение сенокосов и пастбищ Нечерноземной зоны. - Автореф. докт. дисс. M., 1977.

162. Филимонов Д.А., Руделев Е.В. Потери азота удобрений и почвы при вымывании на основных почвенных разностях Нечерноземной зоны. - В кн.: Круговорот и баланс азота в системе почва - удобрение - растение - вода. М.: Наука, 1979, с.132-138.

163. Шилова Е.И., Смирнов П.М., Хон Н.М. Использование растениями и превращение в почве азота удобрений при ежегодном их внесении. - Докл. ТСХА, 1974, вып.203, с.25-38.

164. Юрко Е.П. Потери азота из почвы с нисходящими токами воды.

Агрохимия, 1980, № 4, с.15-20.

165. Bartholomew W.V., Nelson L.B. and Werkan C.N. The use of fields Studies with oats. - Argon Journ. v.42, pp.100105, 1950.

166. Beiley L.O., Deauchamp E.G. Nithate reduction and redox pote« tentials measured with permamently and temporarily place platinium electiodes in Sa tira ted Soils. - Ganad. (Г. Soil. Sei, 1971, vol 51, P.51-58.

167. Bremner T.M., Shaw H.O. Denitrification in Soil. II Factors ofbetibg Denitrification. - J.Agric. Sci., 1958, vol. 51, p.-4-0-42.

168. Bremner T.M., Harada T. Release of ammonium and organic matter from Soil by hidrofluoric acid and effect of hydrofluoric acid treatment on hydroextraction of Soil organic matter "by neutral and alkaline reagents. « J. Agric. gci., 1959, v.52, N 2.

169. Broadbent F.E., Walcashima T. Plant recovery of immolilired nitrogen in grenhouse experiments. - Soil Sci. Soc. America. Proc. 1965» "vol. 29, N 6.

170. Broadbent F.E., Effect of Sertilirer nitrigen on the release of Soil nitrogen. - Soil Sci.Soc.America Proc., 1965, vol.29, p.292-295.

171. Broadbent F.E. and Nalcshima T. Reversion of Sertilirer nitrogen in Soils. - Soil Sci.Soc. America Proc. 1967, vol.JI, N 5.

172. Broadbent F.E. Nitrogen immobilization in relation to

IT-containing fractions of Soil organic mather. <* Isotopes and radiant soil organicmatter shidies, Vienna, 1968.

173. Broadbent F.e. Sourcer and Sink of nitrates in soil,

In& Eroc. of the I-2t Annunal trace Contaminants Cofe-rence, Oak ridge natihal laboratory, Natinal science Joundation, Washington, D.C., 1969, pp.I08-II9.

174. Bundy L., Bremner T. Inhibition of nitrification in

Soils. * Soil Sci. Soc. America Proc., 1973, vol.37, N 3.

175. Burjert J.R., Bremner J.M. Relationship between denitrification capatities of soil and total, water-soluble and decomosable soil organic Matter. - Soil Biol, and biochem., 1975, vol.7, p.389-394.

176. Cady P.B., Bartholomew W.V. Sequential products soil material. - Soil Sci., Soc.America Eroc., I960, vol24, p.477-482.

177. Delwiche C.G., Bryan B.A. Denitrification. - Annual Rev.

Microbiol., 1976, vol.30, p.241.

178. Filipovic R., Stevanovic 0. Soil and water nititate levels in relation to sertilirer itiliration in Jugoslavia. -In: Soil Nitrogen Pert or Pollutant. Broc. and Rept Res. Coord. Meet. Piracicaba, 1978, Vienna, 1980, P.37-47.

179. Hauck R.D. Quantitative estrinates of nitrogen Cycle processes: Concepts and review. - In: Nitrogen-I5 in Soil-plant Studies. Vienna, IAEA., 1971, p.65*70.

180. Haucs R.D. Synthetic slow-release sertilirers and s&rtilirer amentment. - In: organic chemicals in soil environment. N 4, 1972, p.689-695.

181. Hauck R.D. Nitrogen tracers in nitrogen cycle studies past use and suture meeds. - J.Environ. Clual., 1973, vol.2, N 3.

182. Helge B., Kurt R. Archir Albrecht. Thaer. - Archir, 1970,

S.II-I4.

183. Jansson S.L., Hallam M.J. and Bartholomew W.V. Preferential utiliration of ammonium over nitrate by microorganismus in the decomposition of oat Straw. - Plant and Soil, 1955, vol.6, N 4.

184. Jansson S.L. Balance sheet and residual effects of sertilirer nitrogen in a 6-year Study withe . Soil Sci.,

1963, N I, p.31-37.

185. Kissel B.E., Smitli S.J., Hargvore W.J,, Dillow O.w.

Immobilisation of Sertilirer nitrate applired to a swelling clay Soil in the Sield. Soil Sei.Soc.America J. 1977, vol.41, N 2, p.346-549.

186. Knowles R. Denitrification. - In: Terreshial nitrogen Cycles.

Ecol. Bull. 1981, N 33, P.315-329.

187. Kramer Th. Euphytica, 1979, vol.28, N 2, p.209-215.

188. Krul J.M., Veeningen R. The synthesis of the dissimilatory nitrate reductase under aerolse Conditions in a number of denitrifyins-bacteris, isolated from activatedsludge and Jrinking water. « Water Resour., 1977, vo.II, p.39~43.

189. Malhi S., Nyborg M. Fild Study of the Sate of Sallapplied

N-labbeled sertilirers in the three Alberta Soils. -Argmn.J., I98J, vol.75, N I, p.71-74.

190. Mengel K. Ernährung und Stoffwechsel der pskanre. Jena, 1972,

S. 75-78.

191. Nach R.G., Johnson D.D. Soil texture influence on applied nitrogen recovery. « Agron. Journal. 1967, vol.59, N 3.

192. Neson P., Huber P. Perfermance of nitrification inhibitors in the midwest. - Nitrifiât. Inhibitors. Potentials Limitations, 1980, p.75-88.

193. Nominik H. Plat and soil, 1970, v.33, N 3, P.II5-I20.

194. Rygen J.C., Lund L.J., Letey J., Focht 0.0. Direct measurement of denitrification losses from soil. II. Develop« ment and application of sield methods. - Soil Sei. Soc.America J., 1979, vol.43, N I, p.IIO-117.

195. Ryden J.C. Denitrification loss from a grassland soil in the

Sield receiving different. - JrSoil Sei., 1983, vol.34, N 2, p.355-365.

196. Smitls C.J., Chalk P.M. Gaseons nitrogen evolution during nitrification of ammonia jertilirer and nitrite transformations on soil. Soil Sci.Soc.America J. 1980, vol.4, N 2, p.277-282.

197. Ppratt G. The effect of ammonium and urea phosphates with and without a nitrification inhibitor on growth and nutrient uptake of wheat . - Soil. Sci. Soc. America Eroc., 1973, vol.37, N 2, p.254-260.

198. Stanford G., Yanderpol R.A., Drienia S. Denitrification rates in relation to total and extractable soil Carbon. « Soil Sci. Soc. America Eroc. 1975a, vol.39» N 2, p.284-298.

199. Stanford G., Drienia S., Vanderpol R.A. Effect of temperature on denitrification rate in soils. « Soil Sci. Soc. America Edoc., 1975b, vol.39, N 6, p.968-970.

200. Stojanovic B.J. and Broadbent F.E. Immobilization and minerelization rates of nitrogen during decomposition of plant residues in soil. - Soil Sci. Soc. America Eroc. 1956, vol.20, N 2.

201. Timmermann F. Stickstoffauswaschung. Einflussfaktoten und verhutungsnassnahmen. In: Beachtung okologischen grenren bei der Landbewirtschaftung. - Hamburg, Berlin, 1981, S.135-146.

202. Vaw Cleeput 0., Patric W.H. Nitrate and nitrite reduction in flooded gamma-uridiated soil under Centrolled pH and redox ponential Conditions. « Soil biol. and Biochem 1974, vol. 6. p.85-88.

203. Walker T.W., Adams A.F.R. and Orchison H.O. Fate of labbeled nitrate and ammonium nitrogen when applied to grass and clover grown Separately and togethen. - Soil Sci, 1956, vol. 85, N 5.

204. Wild A., Cameron K.C. Nitrate leaching through soils and envirenmental Considerations with special reference to recent work in the united Kongdom, In: Soil nitrogen Pert. or Pollutant Proc. and Rept Res. Coord. Meet Piraci. Caba, 1958, Viena, 1980, p.289-306.

205. Wong Jou Cheong J., Mg scee Kwong K.F., Cavalot P.C.

Comparatic Study of ammonium and nitrate sertilirers in tav soils of Manritius Cropped with Sugar-Cane. In: Soil nitrogen Fert or polletant. Proc. and Rept. Res. Coord. Meet. Piracicaba, 1938. Viena, 1980, p.351-367.

Математическая обработка урожайных данных опыта

Урожаи зеленой массы кукурузы в первом опыте, 1982 г. (г/лиз.)

Варианты i

Повторности —г п ш

Сумма ! v вариант!

905 1060 882 2847 949

I. РК+8Шаа до посева 1376 1254 1315 3945 1315

2. РК+16Шаа до посева 1345 1468 1233 4046 1349

3. РК+8№а до посева +

40'NaaB подкормку 1290 1168 1346 3804 1268

4. РК+8Шаа до посева +

8Qlaa в подкормку • 1407 1341 1390 4138 1379

5. РК+8№ до посева III5 1467 1304 3886 1295

6. РК+8Ша + IT-Serve 1493 1300 1192 3985 1328

Сумма по повтор. 8931 9058 8662 26651 1269