Российская сельскохозяйственная наука, 2022, № 3

УДК 631.417.1:631.46:631.416.1

DOI: 10.31857/S2500262722030097, EDN: GCURRP

УВЕЛИЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЗОТА:

ОЦЕНКА АЗОТМИНЕРАЛИЗУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПОЧВ

В.Н. Башкин, доктор биологических наук

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН,

142290, Московская обл., Пущино, ул. Институтская, 2-2

E-mail: vladimirbashkin@yandex.ru

На сегодняшний день вопросам повышения эффективности использования азота уделяется большое внимание, поскольку

очевидно, что в ближайшем будущем невозможно ожидать существенного роста производства и применения азотных

удобрений. Необходима разработка приёмов установления доз азотных удобрений, максимально приближенных к потреб-

ностям растений, прежде всего с учетом актуальной минерализации этого элемента из почвенного органического вещества.

Цель исследований - разработка метода определения азотминерализующей способности почвы (АМС) для диагностики

азотного режима почв. В ходе реализации разработанного метода количественной оценки азотминерализующей способ-

ности почв определение АМС проводится при компостировании образцов почвы в оптимальных условиях температуры

(18…28 ^оС) и влажности (60 % ППВ) в течение 4 недель с набором (4…6) возрастающих доз азотных удобрений, экви-

валентных планируемым под различные сельскохозяйственные культуры. Величина азотминерализующей способности

почвы определяется путем нахождения первой производной квадратного уравнения регрессии, описывающего накопление

доступного азота (нитраты и обменный аммоний) в почве в зависимости от доз вносимых удобрений. Испытания этого

метода в различных опытах, проведенных как в экспериментальных, так и в производственных условиях в различных

почвенно-климатических зонах и с разными культурами показали, что расхождения в величинах использования почвен-

ного азота, определённых с использованием метки ¹⁵N и предлагаемого метода не превышают 10…12 %, что допустимо

для диагностических целей. Определение этой величины позволяет прогнозировать и моделировать различные аспекты

трансформации азота в почве, оценивать аккумуляцию и динамику подвижных минеральных азотных соединений в по-

чве, а также превращение азота в таких системах, как почва - удобрение - растение.

INCREASING THE EFFICIENCY OF NITROGEN USE: ASSESSMENT

OF THE NITROGEN MINERALIZING CAPACITY OF SOILS

Bashkin V.N.

Institute of Physico-Chemical and Biological Problems of Soil Science of the Russian Academy of Sciences,

142290, Moskovskaya obl., Pushchino, ul. Institutskaya, 2-2

E-mail: vladimirbashkin@yandex.ru

Currently, much attention is being paid to increasing the efficiency of nitrogen use, since it is obvious that in the near future it is

impossible to expect a significant increase in the production and use of nitrogen fertilizers. It is necessary to develop methods for setting

doses of nitrogen fertilizers that are as close as possible to the needs of plants, primarily taking into account the actual mineralization

of nitrogen from soil organic matter. The purpose of this article is to develop a method for determining the nitrogen mineralizing

ability of the soil (NMA) to diagnose the nitrogen regime of soils. Accordingly, a fairly simple in execution, but quite workable method

for quantifying the nitrogen mineralizing ability of soils (NMA) has been developed. Determination of NMA is carried out when

composting soil samples under optimal conditions of temperature (18... 28 ^oC) and moisture (60% WHC) for 4 weeks with a set of

(4 ... 6) increasing doses of nitrogen fertilizers equivalent to those planned for various crops. The value of the nitrogen mineralizing

capacity of the soil is determined by finding the first derivative of the quadratic regression equation describing the accumulation of

available nitrogen (nitrates and exchangeable ammonium) in the soil depending on the doses of nitrogen fertilizers applied. Tests of

this method in various experiments conducted both in experimental and production conditions in different soil-climatic zones and

with different crops showed that the discrepancies in the values of soil nitrogen use determined using the ¹⁵N label and the proposed

method did not exceed 10-12%, which is acceptable for diagnostic purposes. The determination of this value makes it possible to

predict and model various aspects of nitrogen transformation in the soil, to assess the accumulation and dynamics of mobile mineral

nitrogen compounds in the soil, as well as the conversion of nitrogen in such systems as soil - fertilizer - plant.

Ключевые слова: азотные удобрения, азотминерализующая

Key words: nitrogen fertilizers, nitrogen mineralizing ability

способность почв, изотоп азота ¹⁵N, диагностика азотного

of soils, nitrogen isotope 15N, diagnostics of nitrogen regime of

режима почв

soils

В последние годы отмечается возрастающий интерес

ральных удобрений в среднем не превышают 40…50 %.

к оценке различных факторов, связанных с увеличением

Однако даже сейчас невозможно с необходимой точно-

эффективности использования азота. В первую очередь,

стью оценить величины использования азота, минерали-

это обусловлено ростом применения минеральных

зуемого из почвенного органического вещества в виду

азотных удобрений, которое в начале 20-х гг. ХХ в.

сложности учета разнообразных метеорологических,

превысило 120 млн т. Кроме того, растет количество

почвенных, биологических, экологических и других

используемых органических удобрений и компостов,

факторов [1, 2, 3 и др.].

которые также служат источником привносимого в

Известно, что суммарная оценка трансформации

агроэкосистемы азота. В агрохимической литературе

азота в почве под воздействием различных факторов

вопросам оценки коэффициента использования азота из

(дозы удобрений, гидротермические параметры, агро-

минеральных и органических удобрений было уделено

химические показатели почвы, микробиологическая

большое внимание и существующие оценки для мине-

активность) возможна на основании определения азот-

Российская сельскохозяйственная наука, 2022, № 3

минерализующей способности почвы. Она может быть

ступного азота (нитраты и обменный аммоний) в почве в

охарактеризована как количество органического азота в

зависимости от доз вносимых азотных удобрений. Мож-

почве, способного к минерализации в течение прогнози-

но также использовать более сложный метод решения

руемого вегетационного сезона и будет включать в себя

этого уравнения с вычислением квадратного корня.

азот, поглощенный растениями, реиммобилизируемый

Влияние гидротермических условий вегетационного

микроорганизмами, теряемый при вымывании и дени-

периода учитывают на основе долгосрочных метеоро-

трификации, а также остающийся в доступной форме

логических прогнозов или среднемноголетних данных

после окончания периода вегетации.

для конкретного региона. Для этого вводят поправочные

Следует отметить, что еще в 70-х гг. ХХ в. было пред-

коэффициенты к скорости накопления доступного для

ложено определение азотминерализующего потенциала

питания растений сельскохозяйственных культур азота

N₀, определяемого как количество органического азота

в почве в зависимости от температурных условий и

почвы в нулевой момент времени, которое может быть

влажности почвы.

минерализовано при благоприятных условиях за неопре-

Используя математическое выражение зависимости

деленно долгий период времени [4]. При допущении, что

накопления доступного азота в почве при компостиро-

процесс минерализации подчиняется кинетике первого

вании от доз азотных удобрений, можно оценить азот-

порядка, величина потенциала минерализации азота

минерализующую способность почвы, которая будет

может быть определена по следующему уравнению:

включать в себя весь потенциально доступный азот по-

dN/dt = kN,

чвенного фонда, способного к минерализации в течение

где N = N₀ - N_t - содержание потенциально минера-

прогнозируемого вегетационного периода.

лизуемого азота в конце интервала t; k - константа ско-

Обоснование предлагаемого метода определения

рости минерализации, то есть доля N₀, минерализуемая

азотминерализующей способности связано с оценкой так

в единицу времени.

называемого “priming effect” или величин «экcтра»-N,

Анализ современного состояния оценки этого по-

что характеризует степень усиления минерализации

тенциала приведен в обзоре [5].

азотных соединений почвы при внесении азотных удо-

Несмотря на десятилетия исследований, точная

брений. Подробно этот вопрос исследован в работах

оценка минерализации азота, которая относится к микро-

ряда авторов [4 и др.], наиболее детальная сводка дана

биологическим процессом, остается сложной задачей

в монографии В.Н. Кудеярова [12]. Согласно такому

[6, 7, 8, 9].

подходу, в каждый отдельно взятый момент времени

Например, исследования с применением ¹⁵N-инди-

величина азотминерализующей способности почвы бу-

каторов показали, что N, минерализованный из по-

дет пропорциональна количеству «экcтра»-N. Величины

чвенного органического вещества (ПОВ), обычно обе-

«экcтра»-N, обнаруживаемые в почве в виде доступных

спечивает >50 % N, усваиваемого кукурузой в течение

соединений азота после её компостирования, будут от-

вегетационного периода, несмотря на высокие дозы

ражать актуальную способность почвы к минерализации

применения N-удобрений [10].

азотсодержащих органических компонентов, включая

Оценивая результаты определения азотминерализую-

процессы иммобилизации и ремобилизации азота вно-

щей способности почв, полученные различными спосо-

симых минеральных удобрений.

бами, следует подчеркнуть, что, наряду с учетом ряда

Определение количества «экcтра»-N по предла-

факторов, не принимается во внимание один из важней-

гаемому методу позволяет дать оценку актуальной

ших, а именно воздействие вносимых минеральных азот-

азотминерализующей способности почв, то есть той,

ных удобрений. Хотя разработаны различные приемы и

которая может иметь место в течение прогнозируемого

методы [1, 2, 3], позволяющие либо рассчитывать, либо

периода или вегетационного сезона. В том её отличие

определять аналитически, например, с использованием

от азотминерализующего потенциала, когда определя-

меченных азотных удобрений, это воздействие [10, 11],

ется количество потенциально минерализуемого азота.

однако, в практике оценки эффективности использова-

Поэтому величины азотминерализующей способности

ния азота, а также диагностике азотного питания, они

почв, оцениваемые по предлагаемому методу, будут в

не получили широкого распространения. Следовательно,

основном меньше.

необходимо разработать достаточно простой, но в то же

Для реализации предлагаемого метода из каждого

время информативный метод определения азотминера-

образца почвы (воздушно-сухой, просеянной через сито

лизующей способности почв.

с диаметром отверстий 2 мм, или нативно-влажной)

В связи с изложенным, цель наших исследований -

берется 5 навесок по 50 г и помещается в полиэтиле-

разработка метода определения азотминерализующей

новые пакеты. К навескам почвы прибавляется азотное

способности почвы (АМС) для диагностики азотного

удобрение (аммиачная селитра или другое, преимуще-

режима почв.

ственно используемое под выращиваемые культуры)

Методика. Oценка азотминерализующей способ-

в виде водного раствора из расчёта доз, планируемых

ности почвы, которая служит важнейшим критерием

под различные сельскохозяйственные культуры: для

степени выраженности агрохимического цикла азота,

зерновых культур - 0; 0,5; 1,0; 2,0 и 2,5 мл раствора с

может быть выполнена на основании определения коли-

концентрацией 1 мг N/мл; для картофеля, кукурузы и

чества минерализуемого азота почвы, эквивалентного по

технических культур - 0; 0,5; 1,0; 3,0 и 4,0 мл; для ин-

доступности азоту вносимых минеральных удобрений.

тенсивных овощных культур - 0; 1,0; 3,0, 4,0 и 5,0 мл.

Определение последнего проводится при компости-

Общая влажность почвы устанавливается в пределах

ровании образцов почвы при оптимальных условиях

60…80 % ППВ путём добавления необходимого ко-

температуры (18…28 ^оС) и влажности (60 % ППВ) в

личества дистиллированной воды. После тщательного

течение 4 недель с набором (4…6) возрастающих доз

перемешивания почвы пакеты плотно закрываются и

азотных удобрений, эквивалентных планируемым под

компостируются в термостате при 18…28 ^оС в течение

различные сельскохозяйственные культуры. Величина

4 недель. Точное значение влажности и температуры

азотминерализующей способности почвы определяется

компостирования выбирается в зависимости от преиму-

путем нахождения первой производной квадратного

щественных гидротермических условий конкретного ре-

уравнения регрессии, описывающего накопление до-

гиона. После окончания компостирования (во влажных

Российская сельскохозяйственная наука, 2022, № 3

образцах с отбором проб на влажность) осуществляется

азота, соотношение изотопов ¹⁵N : ¹⁴N и рассчитывали

определение суммы обменного аммония и нитратов

вынос азота из почвы и удобрения.

любым стандартным методом.

Учитывая равную доступность азота удобрения и по-

Определение величины азотминерализующей спо-

чвы, коэффициенты использования азота, полученные с

собности почвы осуществляется путём решения урав-

помощью ¹⁵N для азота удобрения, могут быть отнесены

нения кривой, описывающей накопление доступного

и к использованию азота почвы. Таким образом, после

N - (NO_3-

+ NH₄

) в почве (y) в зависимости от доз

уборки урожая были рассчитаны запасы доступного

обм

азотного удобрения (x):

азота почвы, эквивалентного по усвояемости азоту удо-

y = ax² + bx + c

(1)

брений. Полученные величины послужили основой для

Все величины используются в одной размерности.

сравнительной оценки показателей обеспеченности рас-

Степень аппроксимации различных видов уравнений

тений доступным азотом в течение периода вегетации

оценивается по остаточной дисперсии. Сама величина

(суммарные величины запасов аммонийного и нитрат-

АМС находится по следующей формуле:

ного азота в слое 0…20 см и АМС).

АМС = [f(0) × x*] / [f(0) - f(x*)],

(2)

На серой лесной почве южного Подмосковья были

где f(0) - решение получаемого квадратичного урав-

проведены опыты с ячменем и кукурузой. Схема опыта

нения при x = 0 (или величина «с» в уравнении (1)), f(x*)

с ячменем включала в себя внесение возрастающих доз

решение этого уравнения при x = 0,1, первой используе-

аммиачной селитры (0, 30, 60, 80 и 120 кг/га) на фоне

мой в опыте дозы N-удобрения (например, 0,1 мг N/100 г

Р₉₀К₉₀ (двойной суперфосфат и хлористый калий). По-

почвы, или 3 кг/га).

вторность опыта 4-кратная, площадь делянок - 120 м². На

Учёт гидротермических условий предстоящего

каждой делянке в 5-кратной повторности дополнительно

вегетационного периода осуществляется следующим

размещали микроделянки площадью 1 м² с внесением

образом: отклонение средних температур почвы от ин-

меченного ¹⁵N удобрения. Перед началом опыта содер-

тервала 18…28 ^оС учитывается посредством введения

жание доступного азота (NO_3- + NH4

) в слое почвы

обм

коэффициента 0,2 на каждый градус; отклонение сред-

0…20 см в среднем составляло 23 кг/га.

них значений влажности почвы от интервала 40…80 %

Количество азота почвы, способного к минерали-

ППВ - коэффициента 0,023 на каждый % ППВ. Также

зации и рассчитанное по выносу азота удобрения с

учитывается и относительная доля периода отклонений

использованием метки ¹⁵N, в среднем составило 123

этих значений от продолжительности периода вегетации

кг/га. Определение азотминерализующей способности

выращиваемой культуры. В годы с ожидаемым опти-

по предлагаемому методу с использованием уравнения

мальным режимом поправочные коэффициенты не учи-

регрессии (y = 1,556 + 0,472x + 0,149x²) дало величину,

тываются [13]. Ниже будет дан пример таких расчетов

равную 95 кг/га. Необходимо также учесть, что запасы

для конкретных вегетационных периодов и культур.

доступного азота в почве были равны 23 кг/га, то есть

Результаты и обсуждение. Способ определения

сумма азота, доступного растениям ячменя в течение

азотминерализующей способности почвы был также ис-

вегетационного периода составляла 118 кг/га. Следова-

пытан в условиях ряда полевых опытов на различных по-

тельно, величины доступного растениям азота, опреде-

чвах с использованием меченных ¹⁵N азотных удобрений,

ленные двумя различными методами, были близки - 123

что позволило рассчитать вклад азота почвы и удобрений

и 118 кг/га.

в обеспечение растений азотом. Азотминерализующую

На основании метеорологических данных уста-

способность во всех случаях определяли согласно при-

новлено, что средняя температура почвы в слое 0…20

веденной прописи метода. В почве определяли содер-

см в течение периода вегетации ячменя составляла

жание доступного азота (NO_3-

+ NH₄

). При оценке

16,5 ^оС, то есть отличалась от оптимального режима на

обм

азотминерализующей способности образцы почвы для

1,5 ^оС. Поправочный коэффициент при этом был равен

компостирования отбирали с соответствующих вариан-

0,3 (1,5×0,2). Влажность почвы отличалась от оптималь-

тов полевых опытов до внесения удобрений. После убор-

ного интервала 40…80 % ППВ в течение 10 дней из 108,

ки урожая в растениях определяли содержание общего

отклонения составили 10 % ППВ. Поправочный коэффи-

Табл. 1. Оценка величин азотминерализующей способности серой лесной почвы при выращивании кукурузы, кг N/га

Оценка величины доступного

Вариант действия и последействия

азота перед началом вегетаци-

N₁₂₀ на фоне Р₉₀К₉₀

Расчет по выносу азота

Урожайность сухой

онного сезона

Разность

с использованием ¹⁵N

массы, т/га

А - Б

Год опыта

(А)

в слое

АМС

сумма (Б)

1-й

2-й

3-й

4-й

5-й

0…20 см

4,6

-12

¹⁵N

13,5

120

112

¹⁵N

¹⁴N

14,6

135

132

¹⁵N

¹⁴N

15,0

124

113

+11

¹⁵N

¹⁴N

15,1

135

106

142

-7

¹⁵N

13,5

163

104

162

¹⁵N

7,2

¹⁴N

¹⁵N

9,2

152

115

148

¹⁴N

¹⁵N

9,8

135

102

137

-2

¹⁴N

¹⁵N

11,2

148

147

Российская сельскохозяйственная наука, 2022, № 3

циент на условия увлажнения был равен 0,021 (10 : 108

(нитраты и обменный аммоний), то есть суммарные за-

× 10 × 0,023). Суммарный поправочный коэффициент:

пасы доступного азота в пойменной почве перед началом

[1 - (0,3 × 0,021)] = 0,99, то есть при условиях вегетации

вегетации составляли 503 кг/га. По оценке доступного

ячменя им можно было пренебречь.

растениям азота, выполненной по выносу почвенного

Оценку применимости способа определения азотми-

азота с использованием метки ¹⁵N, величина этого по-

нерализующей способности в условиях многолетнего

казателя составила 550 кг/га. Следовательно, разница

полевого опыта с кукурузой на серой лесной почве

была равна 47 кг N/га, или 8 %.

проводили на фоне внесение двойного суперфосфата и

Способ определения азотминерализующей способ-

хлористого калия по 90 кг/га действующего вещества.

ности был также испытан в полевом опыте с панголой

В качестве азотного удобрения использовали меченную

(тропическая многолетняя злаковая трава) на бурой

¹⁵N и немеченную аммиачную селитру. Схема опыта

ферралитовой почве опытной станции «Эскамбрай»

(табл. 1) позволяла вычленить действие и последействие

(Республика Куба). Эта почва, как и пойменная, от-

азотных удобрений. Рассматривали данные 5-го года

личалась от серой лесной относительно более высоким

эксперимента.

содержанием гумуса (3,35 %). Используемые дозы

Согласно результатам исследований вынос азота

минеральных удобрений составляли 400…480 кг N/га,

удобрения изменялся от 27 до 49 кг/га, или 23…40 % от

что сопровождалось аккумуляцией азота в почве. Удо-

дозы внесенного N. Вынос почвенного азота в контроле

брения вносили в виде меченных ¹⁵N сульфата аммония и

составил 24 кг/га, в вариантах с изучением действия

аммиачной селитры в дозах 30 и 60 кг N/га под укос, что

азотного удобрения - 43…58 кг/га, последействия -

эквивалентно 180 и 360 кг N/га за вегетационный сезон

35…63 кг/га.

при наличии 6 укосов на фоне Р₃₀К₃₀ под каждый укос.

Перед началом вегетационного сезона было оценено

Результаты определения азотминерализующей способ-

содержание доступного почвенного азота в слое почвы

ности показывают, что определение доступного расте-

0…20 см и определены величины АМС согласно про-

ниям азота с использованием метки ¹⁵N и по предлагае-

писи метода. Содержание доступного азота в верхнем

мому методу давало близкие результаты: 690…711 кг/га

слое почвы изменялось от 28 до 58 кг/га, отражая пред-

и 642…779 кг/га соответственно (табл. 2).

шествующую историю удобрения. Внесение азота в

Табл. 2. Оценка азотминерализующей способности бурой

течение первых 4-х лет эксперимента сказалось на ве-

ферралитовой почвы в опыте с панголой, кг N/га

личинах АМС почвы, которые составили 48…115 кг/га

(см. табл. 1). Минимальные величины этого показателя

Расчет по вы-

В слое

АМС по

были зафиксированы в вариантах без внесения азота

Форма

носу почвы пан-

почвы

предлагае-

Сумма

или с изучением его длительного последействия: 48…

удобрения

голой с исполь-

0…20 см

мому мето-

А+ Б

66 кг/га. Периодическое внесение азотных удобрений

зованием ¹⁵N

(А)

ду (Б)

увеличивало лабильный фонд почвы и приводило к

(NH₄)₂SO₄

690

140

502

642

повышению азотминерализующей способности в 1,5…

2,0 раза (до 115 кг/га). Гидротермические условия в

NH₄NO₃

711

140

639

779

течение периода вегетации кукурузы практически не

отличались от оптимальных, поэтому поправочный

Резюмируя представленные результаты опытов с

коэффициент не применяли.

меченными ¹⁵N азотными удобрениями в различных

Разность между величинами доступного растениям

почвенно-климатических и экологических условиях,

азота, определенными по выносу кукурузы с использо-

можно отметить, что независимо от почвы и схемы

ванием метки и предлагаемого способа, в вариантах с

опыта величины доступного растениям азота, опреде-

изучением действия и последействия азотных удобрений

ленные разными методами, были близкими. При этом

составила 1…11 кг/га, или 1…10 %.

установлено, что размеры АМС (х) имели достоверную

Изучение азотминерализующей способности пой-

обратную корреляционную связь с величинами коэффи-

менной почвы среднего течения р. Ока проводили в

циентов использования азотных удобрений (y):

условиях производственного опыта с капустой при

y = 43,4 - 0,0550 x, r = - 0,928, P_0,01

орошении. На производственных картах в 6-кратной

Аналогичная связь отмечена и для величин суммы

повторности размещали экспериментальные делянки

доступного растениям азота (суммарное количество

площадью 3 м² с внесением меченных ¹⁵N удобрений.

N-(NO_3- + NH4

) и АМС):

обм

Схема опыта включала в себя наложение возрастающих

y = 44,5 - 0,0449 x, r = - 0,942, P_0,01.

доз азота в виде аммиачной селитры (0, 100, 150, 200

В общей сумме азота, доступного в течение периода

кг N/га на фоне 150 кг/га Р₂О₅ (двойной суперфосфат)

вегетации растениям, на АМС приходится в основном

и 280 кг/га К₂О (хлористый калий), производственные

более 70…75 %. Ее оценка позволяет диагностировать

дозы N₂₀₆P₂₁₅K₃₁₅. Влажность почвы поддерживали в те-

азотный режим почв и возможность применения азотных

чение вегетационного сезона на оптимальном для этой

удобрений, поскольку коэффициенты их использования

культуры уровне путем проведения соответствующего

тесно связаны с величинами АМС почв: возрастают

количества поливов. Поправки на гидротермические

при уменьшении количества почвенного минерали-

условия не вводили.

зуемого азота и уменьшаются при его увеличении (см.

Систематическое внесение высоких доз азотных

рисунок).

удобрений привело к увеличению количества азота,

Количество минерального азота, присутствующе-

способного к минерализации. Например, после уборки

го в почве перед началом вегетационного сезона, как

урожая в почве оставалось 60…75 % азота внесенного

правило, не имеет статистической достоверной связи с

удобрения, в основном, в органической форме. Азот-

величиной азотминерализующей способности, которая

минерализующая способность пойменной почвы в этих

в значительно большей степени определяется дозами

условиях составила 336 кг/га (среднее для различных

азотных удобрений и складывающейся в течение все-

вариантов). В корнеобитаемом слое, который при выра-

го вегетационного сезона динамикой доступного N.

щивании капусты составляет 40…50 см, перед началом

Следовательно, оценка этой величины возможна без

периода вегетации содержалось в среднем 167 кг N/га

предварительного учёта исходного содержания доступ-

Российская сельскохозяйственная наука, 2022, № 3

нерализующей способности почв. Его испытания в раз-

личных опытах, проведенных как в экспериментальных,

так и производственных условиях в разных почвенно-

климатических зонах и с различными культурами по-

казали, что расхождения в величинах использования

почвенного азота, определённых с использованием

метки15N и предлагаемого метода не превышают 10…12

%, что допустимо для диагностических целей.

Следовательно, азотминерализующая способность

почвы - комплексный количественный показатель для

характеристики основных процессов агрохимического

цикла азота (иммобилизация↔мобилизация) и оценки

влияния на эти процессы азотных удобрений. Опреде-

ление этой величины позволяет прогнозировать и мо-

делировать различные аспекты трансформации азота в

почве, оценивать аккумуляцию и динамику подвижных

минеральных азотных соединений в почве, превращение

азота в таких системах как почва - удобрение - растение

и почвогрунты - вода.

При этом величины АМС могут быть использованы

при диагностике азотного режима почв и расчете доз

азотных удобрений под планируемый урожай. Чем

они выше величины, тем меньшими должны быть со-

ответствующие дозы удобрений и тем больше будет

эффективность их использования.

Зависимость величин коэффициента использования

азота удобрений (у) различными культурами от

Литература.

азотминерализующей способности почвы (х).

1. Завалин А.А., Соколов О.А., Шмырева Н.Я. Экология

азотфиксации. М.: РАН, 2019. 252 с.

ного N_min, отражающего уже существующее равновесие

2. Завалин А.А., Шмырева Н.Я., Соколов О.А. По-

сопряженных процессов трансформации органического

токи 15N, почвенного и симбиотического азота

вещества, тогда как внесение азотных удобрений обыч-

в дерново-подзолистой эродированной почве //

но сдвигает эти процессы в конечном итоге в сторону

Агрохимия. 2020. № 6. C. 22-32. doi: 10.31857/

минерализации.

s0002188120060149.

В целях же диагностики азотного режима почв

3. Кудеяров В.Н. Агрогеохимические циклы угле-

доступный N_min, однако, должен быть определен, по-

рода и азота в современном земледелии России

скольку характеризует обеспеченность азотом растений

// Агрохимия. 2019. № 12. C. 3-15 doi: 10.1134/

в начальный период вегетации. Сумма исходного N и

S000218811912007X.

азотминерализующей способности почвы позволяет

4. Stanford G., Smith S. Nitrogen mineralization potentials

диагностировать потребность растений в этом элементе

of soils // Soil Science Society of America Proceedings.

в течение всего вегетационного периода.

1972. Vol. 36. No. 3. P. 465-472

Следовательно, с агрохимической точки зрения,

5. Семенов В.М. Функции углерода в минерализационно-

определение азотминерализующей способности почв

иммобилизационном обороте азота в почве //

позволяет с необходимой точностью устанавливать

Агрохимия. 2020. № 6. C. 78-96. doi: 10.31857/

величины доступного растениям азота в течение пред-

S0002188120060101.

стоящего вегетационного периода и прогнозировать

6. Estimation of Annual Soil Nitrogen Mineralization

потребность в азотных удобрениях под планируемый

Rates using an Organic-Nitrogen Budget Approach / D.

урожай выращиваемых культур. В свою очередь, опти-

Geisseler, K.S. Miller, B.J. Aegerter, et al. // Soil Science

мальное внесение азотных удобрений позволяет увели-

Society of America Journal. 2019. Vol. 83. P. 1227-1235.

чить эффективность их использования и уменьшить от-

doi:10.2136/sssaj2018.12.0473.

рицательные последствия нерационального применения

7. A global synthesis of the rate and temperature sensitivity

[14, 15, 16]. Это также даёт возможность оценить эколо-

of soil nitrogen mineralization: latitudinal patterns and

гические риски, включая риски для здоровья населения,

mechanisms / Y. Liu, C. Wang, N. He, et al. // Global

возникающие при избыточном накоплении соединений

Change Biology. 2017. Vol. 23. P. 455-464.

азота в грунтовых питьевых водах и растениеводческой

8. Miller K.S., Geisseler D. Temperature sensitivity of

продукции, и управлять ими [17, 18].

nitrogen mineralization in agricultural soils // Biology

В целом следует отметить, что сегодня рассмотрению

and Fertilization of Soils. 2018. Vol. 54. P. 853-860.

приёмов повышения эффективности использования

doi:10.1007/s00374-018-1309-2.

азота уделяется большое внимание [19, 20], поскольку

9. Relationship between soil properties and nitrogen

очевидно, что в ближайшем будущем невозможно ожи-

mineralization in undisturbed soil cores from California

дать существенного роста производства и применения

agroecosystems / K.S. Miller, B.J. Aegerter, N.E. Clark,,

азотных удобрений. Следовательно, количественная

et al. // Communications in Soil Science and Plant

оценка азотминерализующей способности почв по-

Analyses. 2019. Vol. 50. P. 77-92. doi:10.1080/001036

зволит оптимизировать дозы азота под планируемый

24.2018.1554668.

урожай.

10. Gardner J.B., Drinkwater L.E. The fate of nitrogen in

Таким образом, в результате исследований раз-

grain cropping systems: a meta-analysis of 15N field

работан достаточно простой в исполнении, но вполне

experiments // Ecological Applications. 2009. Vol. 19.

работоспособный метод количественной оценки азотми-

P. 2167-2184.

Российская сельскохозяйственная наука, 2022, № 3

11. Использование минеральных удобрений и биологи-

17. Bashkin V.N. Modern Biogeochemistry: Environmental

ческого азота в севооборотах нечерноземной зоны

Risk Assessment. 2d Edition. Dordrecht: Springer

России / А.А. Завалин, В.Г. Сычев, Н.С. Алметов и

Publishers, 2006. 444 pp.

др. М.: ВНИИА, 2014. 84 с.

18. A Research Road Map for Responsible Use of

12. Кудеяров В. Н. Цикл азота в почве и эффективность

Agricultural Nitrogen / M. Udvardi, F.E. Below, M.J.

удобрений. М.: Наука, 1989. 214 с.

Castellano, et al. // Frontiers in Sustainability of Food

13. Башкин В.Н., Кудеяров В.Н., Метод определения

Systems. 2021. Vol. 5. 660155. URL: https://www.

азотминерализующей способности почв. Авторское

frontiersin.org/articles/10.3389/fsufs.2021.660155/

свидетельство СССР, 1983. № 1206703.

full (дата обращения: 01.03.2022). doi: 10.3389/

14. Гамзиков Г.П., Сулейменов С.З. Азотминерализующая

fsufs.2021.660155

способность серой лесной почвы Новосибирского При-

19. Linking crop-and soil-based approaches to evaluate

обья при компостировании и паровании растительных

system nitrogen-use efficiency and tradeoffs / R. A.

остатков // Почвоведение, 2021. №5. С. 582-591.

Martinez-Feria, M. J. Castellano, R. N. Dietzel, et al. //

15. Loecke T.D., Cambardella C.A., Liebman M. Synchrony

Agricultural Ecosystem Environment. 2018. Vol. 256. P.

of net nitrogen mineralization and maize nitrogen

131-143. doi: 10.1016/j.agee.2018.01.002.

uptake following applications of composted and fresh

20.50 year trends in nitrogen use efficiency of world cropping

swine manure in the Midwest US // Nutrient Cycling in

systems: the relationship between yield and nitrogen input

Agroecosystems. 2012. V. 93. P. 65-74.

to cropland. L. Lassaletta, G. Billen, B. Grizzetti, et al. //

16. Новиков А. А. Азотминерализующая способность

Environmental Research Letters. 2014. Vol. 9. 105011.

почв как компонент устоичивости агроценоза //

URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-

Научныи журнал КубГАУ. 2021. №. 173(09). С. 93-

9326/9/10/105011 (дата обращения: 03.03.2022). doi:

101. doi: 10.21515/1990-4665-173-008.

10.1088/1748-9326/9/10/105011.

Поступила в редакцию 21.03.2022

После доработки 27.04.2022

Принята к публикации 11.05.2022