Агрохимия, 2020, № 6, стр. 33-40
НИТРАТНЫЙ РЕЖИМ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ БУРЯТИИ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ
А. С. Билтуев 1, *, Л. В. Будажапов 1, А. К. Уланов 1
1 Бурятский научно-исследовательский институт сельского хозяйства
Министерства науки и высшего образования Российской Федерации
670045 Улан-Удэ, ул. Третьякова, 25з, Россия
* E-mail: global@burniish.ru
Поступила в редакцию 15.01.2020
После доработки 12.02.2020
Принята к публикации 10.03.2020
Аннотация
Представлены результаты исследования нитратного режима каштановых почв под культурами зернопарового севооборота в зависимости от применения различных систем удобрения в вегетационно-полевом и стационарном полевом опытах. Установлены уровни содержания нитратов при посеве, динамика их изменения в течение вегетации зерновых культур и распределение в профиле почвы. Определено влияние факторов тепло- и влагообеспеченности на содержание нитратного азота в период посева культур.
ВВЕДЕНИЕ
Содержание азота и его доступных форм является важнейшим показателем плодородия почв. Криоаридные условия функционирования сухих степей Забайкалья формируют почвы с укороченным профилем и низким содержанием гумуса. В соответствии с этим, в пахотном горизонте каштановых почв содержится незначительное количество общего и минерального азота. Недостаток наиболее подвижной формы – нитратного азота – является основным агрохимическим фактором, лимитирующим продуктивность полевых культур в сухостепной зоне Бурятии. Между тем, применение минеральных и органических удобрений в аридных условиях не гарантирует высокой обеспеченности растений азотным питанием [1–3].
В каштановых почвах доминируют актиномицеты при очень низком содержании грибов и бактерий, что свидетельствует о ксерофитном характере микробоценоза [4–6]. В оптимальных условиях увлажнения и температур проявляется высокая энергия аммонификационных и нитрификационных процессов [6, 7]. Однако в полевых условиях, при неблагоприятном увлажнении их интенсивность значительно сокращается в соответствии с численностью микроорганизмов. Например, в условиях типичной засухи численность аммонификаторов снижается от десятков миллионов до тысяч, а нитрификаторов – от сотен до следов в 1 г почвы [6]. Подобное обусловлено тем, что аммонификаторы в большей степени адаптированы к жесткому гидротермическому режиму сухой степи. Вследствие низкого содержания органического вещества и короткого периода микробиологической активности в каштановых почвах Бурятии накапливается малое количество нитратного азота. Основным агротехническим приемом повышения плодородия почв является применение минеральных и органических удобрений. В краткосрочных полевых опытах [8] при определении эффективных форм азотных удобрений и способов их внесения установлено, что наибольшей нитрификации подвергаются водный аммиак, мочевина и более медленно – сульфат аммония, а азот удобрений, внесенный под зяблевую вспашку, сохраняется до весны без существенных потерь. В многолетнем агрохимическом опыте [9] определены темпы накопления нитратного азота в паровом поле, динамика его содержания под культурами севооборота. Доказано, что запасы нитратов осенью в почве находятся в обратной зависимости от урожайности культур; установлено увеличение содержания нитратного азота при внесении удобрений как в верхних (0–40 см), так и в нижних (60–100 см) слоях почвенного профиля, свидетельствующее о нисходящей миграции при выпадении обильных осадков; выявлена тесная связь прибавки урожаев при внесении азотных удобрений с количеством нитратов в верхних горизонтах почвы. Между тем, научные исследования нитратного режима каштановых почв, проведенные в полевых опытах, представлены в незначительном количестве, и в целом они основаны на материалах 1960–1990 гг. прошлого века. В современных условиях, при усилении аридизации климата сухих степей подвергается изменениям весь блок климатических, почвенных и биологических условий функционирования агроценозов, где проявляются иные аспекты нитратного режима каштановых почв. Характеристика нитратного пула каштановых почв и определение закономерностей его изменения при внесении удобрений является целевой установкой наших исследований. Многолетние данные позволяют не только статистически обобщить показатели нитратного режима, но и оценить влияние различных факторов на его динамику.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Изучение нитратного режима каштановой почвы проводили в вегетационно-полевом (2000–2002 гг.) и длительном полевом агрохимическом (1996–2019 гг.) опытах БурНИИСХ, заложенных в богарных условиях в центральной сухостепной зоне Бурятии. В вегетационно-полевом опыте изучали динамику содержания нитратов под культурами севооборота пар–пшеница–ячмень–овес в вариантах контроль и N60P40К40. Удобрения вносили в сосуды без дна, площадью 0.09 м2 в слой 0–20 см почвы перед посевом культур, повторность в опыте восьмикратная [10]. В длительном стационарном опыте под культурами зернопарового севооборота (пар–яровая пшеница–овес–овес на зеленую массу) – в контрольном (без удобрений) и в вариантах с внесением полного минерального (N40P40К40) и органического (навоз 40 т/га) удобрений определяли влияние факторов среды на накопление стартовых запасов нитратного азота ко времени посева в различных слоях почвы. Органические удобрения вносили в паровое поле, минеральные (Naa, Рсд, Kх) – под культуры севооборота. Агротехнологические операции по возделыванию культур выполняли в соответствии с рекомендованной зональной системой земледелия. Посев первой культуры – пшеницы после пара проводили в 1-й декаде мая, овса после пшеницы – во 2-й декаде мая, овса на зеленую массу – во 2-й декаде июня. Повторность в опыте четырехкратная, размещение вариантов – систематическое, учетная площадь делянок – 100 м2. В опытах высевали районированные сорта: пшеницы – Селенга, овса – Гэсэр, ячменя – Наран.
Для изучения особенностей морфологического строения почвы на территории опытного участка был заложен почвенный разрез с координатами N 51°43′45.20″; Е 107°14′51.75″. Изученная почва отнесена к стволу постлитогенных почв, отделу светлогумусовых аккумулятивно-карбонатных, типу каштановые. Она характеризуется наличием светлогумусового горизонта AJ, мощностью 24 см, ниже которого залегает ксерометаморфический горизонт BMK (24–40 см). На глубине 40–70 см залегает текстурно-карбонатный горизонт CAT, бурно вскипающий от соляной кислоты. Ниже размещается супесчаная с прослойками мелкого щебня почвообразующая порода ССа. Ведущими почвенными процессами при формировании почвы является аккумуляция и трансформация светлогумусовых соединений и педогенная мобилизация карбонатов [11]. Пахотный горизонт – супесчаный бесструктурный либо слабооструктурен, с малым диапазоном активной влаги, обладает высокой водопроницаемостью и слабой водоудерживающей способностью. Почвенный профиль практически однообразен по гранулометрическому составу и представлен супесями с преобладанием крупно-, средне- и мелкопесчаных фракций. Агрофизические свойства почвы неблагоприятные (табл. 1). Почвы значительно уплотнены, плотность сложения и твердой фазы почвы увеличивалась с глубиной.
Таблица 1.
Слой, см | Плотность сложения | Плотность твердой фазы | МГ | ВУЗ | НВ | Порозность общая, % от объема |
---|---|---|---|---|---|---|
г/см3 | % от абсолютно сухой почвы | |||||
0–10 | 1.43 | 2.65 | 2.03 | 3.1 | 11.3 | 46 |
20–30 | 1.50 | 2.68 | 2.11 | 4.0 | 10.8 | 44 |
50–60 | 1.67 | 2.71 | 2.17 | 3.5 | 12.1 | 38 |
90–100 | 1.71 | 2.71 | 2.00 | 3.4 | 9.0 | 36 |
Почва – старопахотная, агрохимический опыт на данном участке был заложен в 1967 г. и продолжается в настоящее время. В результате длительного применения удобрений изменился и агрохимический статус почвы (табл. 2). Пахотный слой характеризуется реакцией среды, близкой к нейтральной, низким содержанием гумуса и общего азота. Содержание подвижного фосфора изменялось в вариантах опыта от высокого в контроле до очень высокого в удобренных вариантах; калия – от среднего в контроле, до повышенного при применении N40P40К40 и высокого в варианте применения органических удобрений.
Таблица 2
Вариант | рН$_{{{{{\text{Н}}}_{{\text{2}}}}{\text{О}}}}$ | Гумус, % | Общий азот, мг/кг | Р2О5подв | K2Ообм |
---|---|---|---|---|---|
мг/кг (по Чирикову) | |||||
Контроль | 6.9 | 0.87 | 720 | 140–171 | 66–78 |
N40P40К40 | 6.7 | 1.05 | 810 | 233–269 | 85–93 |
Навоз 40 т/га | 6.9 | 1.71 | 1050 | 243–295 | 161–188 |
Метеорологические условия периода исследований соответствовали тренду аридизации территории [12]. Характеристика засушливости идентифицировалась по классификации, описанной в работе [13], в качестве определяющего климат показателя выбран ГТК (по Селянинову) за май–август. За исследованный период с 1996 по 2019 г. 9 лет отмечали сильные засухи с ГТК = 0.3–0.6, 5 лет – умеренные засухи с ГТК = 0.6–0.8 (1996, 2000, 2002, 2005, 2009 гг.), 3 года – слабые засухи с ГТК = 0.8–1.0 и 7 лет – обеспеченного увлажнения с ГТК = 1.0–1.3. В среднем, по нашим многолетним данным, в условиях сухой степи Бурятии относительно благоприятные условия для накопления нитратов в почве наблюдались в короткий период со второй декады июля по вторую декаду августа (рис. 1).
Влажность почвы зависела не только от метеорологических факторов, но и размещения культур в зернопаровом севообороте. По мере удаления от парового поля снижалось содержание продуктивной влаги в почве (табл. 3). Отметим, что под первой культурой – пшеницей после пара содержание продуктивной влаги относительно других полей было не только больше, но и более стабильным.
Таблица 3.
Культура | Слой почвы, см | Содержание продуктивной влаги, мм | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
M ± m | σ | lim | M ± t0.05m | V, % | ||
Пшеница | 0–20 | 13.8 ± 1.9 | 6.3 | 6.0–27.0 | 9.6–18.0 | 45.0 |
0–50 | 51.2 ± 7.1 | 23.4 | 11.2–90.0 | 35.7–66.7 | 45.7 | |
Овес | 0–20 | 10.1 ± 2.3 | 7.8 | 2.0–26.0 | 4.9–15.3 | 76.9 |
0–50 | 27.2 ± 4.7 | 15.7 | 9.0–57.0 | 16.8–37.7 | 57.9 | |
Овес на зеленую массу | 0–20 | 9.2 ± 2.3 | 7.8 | 1.0–20.0 | 4.0–14.4 | 84.5 |
0–50 | 30.5 ± 5.4 | 17.8 | 6.0–62.0 | 18.7–42.3 | 58.2 |
Отбор почвенных образцов для определения содержания нитратов производили в длительном стационарном опыте перед посевом культур, в вегетационно-полевом опыте – в 3 срока: весной при посеве в 1-й декаде мая, летом в 3-й декаде июля, осенью в 3-й декаде сентября.
Агрофизические свойства почв определяли общепринятыми методами [14]. Агрохимические показатели определяли следующими методами: рН$_{{{{{\text{Н}}}_{{\text{2}}}}{\text{О}}}}$ – потенциометрическим, гумус – по Тюрину, общий азот – по Кьельдалю, нитратный азот – потенциометрическим, подвижные формы фосфора и калия – по Чирикову [15]. Результаты обрабатывали математико-статистическими методами по [16]. Тренды динамики показателей построены на основе метода наименьших квадратов.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
На территории Сибири в агрохимических опытах с полевыми культурами определено преимущественное потребление растениями нитратного азота. При наличии значительного количества обменного аммония в почвах растения ощущали дефицит азотного питания, и применение азотных удобрений обеспечивало значимую прибавку урожая [17–21]. Характеристика нитратного пула каштановых почв и закономерности его изменения представлены через описание различных показателей: динамики изменения его содержания в период весна–лето–осень, содержания нитратов перед посевом в зависимости от систематического внесения удобрений и распределения N-NО3 в профиле почв.
Динамика изменения содержания нитратов под зерновыми культурами в течение вегетационного периода представлена по результатам вегетационно-полевого опыта (табл. 4). Содержание нитратного азота перед посевом в засушливых условиях 2000–2002 гг. оказалось очень низким не только в контроле (lim = 1.7–3.3 мг/кг), но и при внесении N60 в составе полного минерального удобрения (lim = 4.1–4.8 мг/кг). Динамика N-NО3 в слое 0–20 см слое обусловлена преобладанием иммобилизации над нитрификацией. В связи с этим обеспечение азотным питанием растущих растений привело к снижению содержания нитратов практически до следов в летний период. К моменту достижения зерновыми культурами восковой спелости резко сокращались объемы азотного питания. В условиях сухой степи Бурятии это, как правило, происходило в 3-й декаде августа. В зависимости от сочетания метеорологических условий варьировала и нитрификационная активность почвы. При относительно влажной и теплой погоде (2000 г.) содержание нитратов существенно возрастало к моменту уборки, в более засушливых условиях отмечали либо стабилизацию на уровне середины лета, либо дальнейшее снижение их содержания (2001–2002 гг.). С момента уборки до весны следующего года содержание нитратов существенно не менялось. Запасы нитратов в целом за период наблюдений были в несколько раз меньше, чем содержание обменного аммония. Подобное было обусловлено преимущественным потреблением нитратной формы азота и очень низкой нитрификационной активностью почв в засушливый период, в целом сопутствующий исследованиям.
Таблица 4.
Вариант (фактор А) | Год | N-NО3, мг/кг (фактор В) | M ± m | ||
---|---|---|---|---|---|
весна | лето | осень | |||
2000 | 3.3 ± 0.6 | 0.3 ± 0.1 | 2.53 ± 0.44 | 2.0 ± 0.2 | |
2001 | 2.9 ± 0.4 | 0.3 ± 0.2 | 0.21 ± 0.09 | 1.2 ± 0.1 | |
2002 | 1.7 ± 0.4 | 0.4 ± 0.1 | 0.08 ± 0.03 | 0.7 ± 0.1 | |
M ± m | 2.6 ± 0.3 | 0.3 ± 0.1 | 0.90 ± 0.30 | 1.3 ± 0.2 | |
N60P40К40 | 2000 | 4.7 ± 0.5 | 1.1 ± 0.3 | 2.36 ± 0.58 | 2.7 ± 0.3 |
2001 | 4.7 ± 0.3 | 0.3 ± 0.1 | 1.47 ± 0.27 | 2.2 ± 0.1 | |
2002 | 4.0 ± 0.3 | 1.3 ± 0.4 | 2.41 ± 0.49 | 2.6 ± 0.2 | |
M ± m | 4.4 ± 0.2 | 0.9 ± 0.2 | 2.1 ± 0.3 | 3.1 ± 0.2 | |
НСР05 (А) | 0.4 | ||||
НСР05 (В) | 0.5 | ||||
НСР05 (АВ) | 0.7 |
Стартовое содержание N-NО3 в почве при посеве является диагностическим признаком обеспеченности растений азотным питанием [22–27]. Вид удобрения, удаленность культур во времени от парового поля оказали существенное влияние на содержание нитратного азота в пахотном и подпахотном слоях почвы. В зернопаровом севообороте пар–пшеница–овес–овес на зеленую массу определили влияние систематического применения удобрений и климатических условий на накопление нитратов перед посевом культур (табл. 5).
Таблица 5.
Вариант (фактор А) | Слой, см | Содержание N-NО3- под культурами, мг/кг (фактор В) | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
пшеница | овес | овес на з/м | |||||
M ± m | V, % | M ± m | V, % | M ± m | V, % | ||
Контроль | 0–20 | 3.5 ± 0.2 | 29.3 | 2.5 ± 0.4 | 49.5 | 3.2 ± 0.5 | 52.4 |
0–40 | 6.7 ± 0.5 | 30.3 | 4.8 ± 0.7 | 49.7 | 6.1 ± 1.2 | 66.9 | |
N40P40К40 | 0–20 | 4.3 ± 0.4 | 27.5 | 3.3 ± 0.6 | 57.0 | 3.5 ± 0.5 | 46.8 |
0–40 | 8.3 ± 0.5 | 21.7 | 7.0 ± 1.1 | 50.2 | 6.9 ± 0.8 | 41.4 | |
Навоз 40 т/га | 0–20 | 4.7 ± 0.3 | 20.9 | 3.5 ± 0.5 | 47.6 | 4.2 ± 0.3 | 27.2 |
0–40 | 9.1 ± 0.6 | 20.4 | 7.1 ± 1.0 | 45.6 | 7.8 ± 0.6 | 25.1 | |
НСР05 (А) | 0–20 | 0.8 | |||||
0–40 | 1.6 | ||||||
НСР05 (В) | 0–20 | 0.8 | |||||
0–40 | 1.6 | ||||||
НСР05 (АВ) | 0–20 | 1.4 | |||||
0–40 | 2.8 |
Содержание нитратов в почве под пшеницей после парового предшественника в контрольном варианте в целом за 11 лет наблюдений варьировало в пределах 1.8–5.4 мг/кг в слое 0–20 см и 2.0–11.5 мг/кг в слое 0–40 см. Столь низкое содержание нитратов под пшеницей за весь период наблюдений было обусловлено тем, что паровое поле не обеспечивало благоприятных условий для нитрификационных процессов, в первую очередь из-за недостаточного почвенного увлажнения. Например, из 11-ти лет в 8-ми отмечали сильную засуху, причем в последние 5 лет – ежегодную. Внесение полных минеральных и органических удобрений позволило повысить содержание N-NО3 соответственно на 23–24% в слое 0–20 см и на 24–36% – в слое 0–40 см. Влияние факторов среды на накопление нитратов под пшеницей было различным в вариантах опыта. В контроле величина коэффициента корреляции возрастала в ряду: продуктивная влага в слое 0–40 см (r = 0.09 ± 0.33), температура воздуха (r = = 0.23 ± 0.32), осадки в декаду посева (r = 0.57 ± ± 0.27). При внесении минеральных удобрений показатели влияния факторов среды были практически равными: продуктивная влага в слое 0–40 см (r = 0.37 ± 0.31), температура воздуха (r = = 0.23 ± 0.32), осадки в декаду посева (r = 0.40 ± ± 0.31). Более значимые связи отмечены в варианте с внесением органических удобрений: зависимость от продуктивной влаги и осадков повысилась соответственно до r = 0.66 ± 0.25 и r = 0.59 ± 0.27. Наличие существенных связей содержания нитратов в варианте применения органических удобрений с влажностью почвы и осадками доказало усиление нитрификации при увеличении массы органических остатков.
Вторая культура – овес после пшеницы – находилась в менее благоприятных условиях увлажнения, чем пшеница, в силу удаления во времени от парового поля. Вследствие этого содержание нитратов было достоверно меньше и в среднем в контроле составило 2.5 мг/кг при размахе от 0.8 до 4.2 мг/кг в пахотном слое, в подпахотном слое показатели были схожими. Ежегодное внесение N40 в составе полного минерального удобрения привело к увеличению содержания нитратов в слое 20–40 см почвы, вследствие этого в целом в слое 0–40 см отмечено существенное повышение содержания N-NО3 (на 45%). Более значимый эффект оказало последействие навоза 40 т/га, достоверное увеличение содержания N-NО3 отмечено как в слое 0–20 см, так и в слое 0–40 см. Влияние условий тепло- и влагообеспеченности на содержание нитратов, вне зависимости от вариантов внесения удобрений, возрастали в ряду: сумма осадков в (1-я–2-я декада мая) → средняя температура воздуха (1-я–2-я декада мая) → содержание продуктивной влаги в слое 0–40 см. Внесение удобрений снижало зависимость запасов N-NО3 от температуры воздуха и осадков: если в контроле данные показатели составляли соответственно r = 0.48 ± 0.29 и r = 0.38 ± 0.30, то действие N40P40К40 и последействие навоза 40 т снижали их до r = 0.25–0.11 и r = 0.17–0.12. В отличие от первой культуры, количество продуктивной влаги оказало большее влияние на содержание нитратов: r = 0.45 ± 0.29 в контроле и r = = 0.74 ± 0.22 в варианте с минеральным удобрением.
Третья культура севооборота – овес на зеленую массу – возделывали как однолетнюю траву и высевали в более поздние сроки – во 2-й декаде июня. По запасам продуктивной влаги 3-я культура была наименее обеспечена в сравнении с другими. Основная мотивация срока посева – использование региональных особенностей климата для подведения наиболее критического периода развития овса от кущения до выхода в трубку под максимум летних осадков в середине лета и использование осадков второй половины лета для прироста вегетативной массы. Для предотвращения иссушения почвы основную и предпосевную обработки почвы проводили без отрыва от посева. Более длительный период нахождения необработанной почвы в состоянии биологической активности позволил накопить большее количество нитратов в почве относительно 2-й культуры, что приближалось по запасам к первой пшенице после пара. Основным фактором, влияющим на накопление нитратов, было количество осадков, выпавшее с мая по 2-ю декаду июля, влияние температур воздуха и продуктивной влаги было низким. Подобное связано с тем, что 2 этих фактора менее вариабельны, чем осадки. Зависимость содержания N-NO3 от осадков составила в контроле r = 0.62 ± 0.26, снижаясь в удобренных вариантах до r = 0.46 ± 0.29 и r = = 0.34 ± 0.31 соответственно в органическом и минеральном вариантах.
На режим нитратного азота в слое 0–40 см влияет не только азотминерализующий потенциал, но и миграционные потоки легкорастворимых солей в почвенном профиле. Распределение нитратов по горизонтам обусловлено их морфологическими свойствами и характером перемещения влаги. Почвы подвержены периодическому сквозному промачиванию при длительных обильных осадках, между тем восходящего потока легкорастворимых солей из-за щебнистости и опесчаненности грунта не происходит [28, 29]. Изучение дифференциальной порозности показало, что ≈70% всех пор составляли крупные, диаметром от 3 мкм до 2 мм, что создавало благоприятные условия для аэрации, диффузного движения водяных паров [30]. В условиях сильной засухи, происходящей с 70%-ной вероятностью, активный влагооборот осадков происходил, в основном, в слое 0–20 см почвы. В годы с достаточным увлажнением изменялся и водный режим почв. При интенсивных осадках, обычно выпадающих во второй половине лета, влага способна сбрасываться до почвообразующих пород [30].
Изучение распределения нитратного азота в слое 0–100 см почвы проводили в отделе агрохимии БурятНИИСХ в 1996–2012 гг. в стационарном полевом опыте. Метеорологические условия этого периода были относительно благоприятными, из 17 лет исследования в 10-ти отмечена засуха различной интенсивности, а 7 лет были благоприятными по увлажнению. Дано статистическое обобщение выборки данных по содержанию нитратного азота в 1-метровом слое почвы в контрольном варианте под культурами зернопарового севооборота (табл. 6).
Таблица 6.
Культура (фактор А) | Слой, см (фактор Б) | Статистические показатели N-NO3, мг/кг | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
M ± m | σ | lim | M ± t0.05m | V, % | ||
Пшеница | 0–20 | 5.9 ± 0.8 | 3.4 | 1.8–14.7 | 4.1–7.6 | 57.9 |
20–40 | 4.6 ± 0.7 | 3.0 | 1.5–13.4 | 3.1–6.1 | 64.3 | |
40–60 | 3.3 ± 0.6 | 2.5 | 0.7–10.6 | 2.1–4.6 | 75.3 | |
60–80 | 3.2 ± 0.6 | 2.5 | 1.0–10.0 | 2.0–4.5 | 77.9 | |
80–100 | 3.0 ± 0.6 | 2.5 | 1.0–10.5 | 1.7–4.2 | 83.1 | |
Овес | 0–20 | 2.5 ± 0.4 | 1.7 | 1.3–7.5 | 1.6–3.4 | 69.1 |
20–40 | 2.5 ± 0.4 | 1.8 | 1.1–7.0 | 1.5–3.4 | 74.1 | |
40–60 | 2.0 ± 0.3 | 1.3 | 0.6–5.8 | 1.3–2.7 | 66.5 | |
60–80 | 1.9 ± 0.4 | 1.6 | 0.5–6.3 | 1.1–2.7 | 82.5 | |
80–100 | 2.2 ± 0.6 | 2.3 | 0.6–9.5 | 1.0–3.4 | 104 | |
Овес на зеленую массу | 0–20 | 2.5 ± 0.4 | 1.7 | 0.9–6.5 | 1.6–3.3 | 66.3 |
20–40 | 3.1 ± 0.6 | 2.7 | 0.9–10.0 | 1.7–4.4 | 86.8 | |
40–60 | 2.8 ± 0.4 | 1.7 | 0.9–6.7 | 1.9–3.7 | 60.3 | |
60–80 | 3.1 ± 0.6 | 2.4 | 0.9–8.6 | 1.8–4.3 | 78.3 | |
80–100 | 2.3 ± 0.4 | 1.6 | 0.9–6.5 | 1.5–3.1 | 68.7 | |
НСР05 (А) | 0.71 | |||||
НСР05 (Б) | 0.91 | |||||
НСР05 (АБ) | 1.58 |
При посеве пшеницы содержание нитратного азота было максимальным в слое 0–20 см, достоверно снижалось до глубины 40–60 см и стабилизировалось на уровне 3.0 мг/кг. Под 2-й культурой (овес после пшеницы) характер снижения был не столь выражен, во всей почвенной толще содержалось приблизительно одно количество нитратов в пределах 1.9–2.5 мг/кг. Аналогичный характер распределения отмечен и под 3-й культурой (овес на зеленую массу), но при более высоких показателях (2.5–3.1 мг/кг). Разница содержания N-NO3 от поверхности до глубины 90–100 см под первой культурой составила 2.9 мг/кг, под второй и третьей – 0.3 и 0.2 мг/кг. Изменение содержания нитратного азота, описываемого экспоненциальным трендом, позволило определить константу скорости его снижения с глубиной под различными культурами. Соответственно с этим распределением изменялись и константы скорости снижения содержания нитратов на каждые 10 см глубины; под пшеницей (k = 0.172), овсом (k = 0.053) и овсом на зеленую массу (k = 0.017). Характер распределения нитратов свидетельствовал о их миграции вниз по профилю, что было обусловлено не только легким гранулометрическим составом почв, но и периодически их промывным водным режимом.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, содержание нитратного азота в каштановой почве при посеве культур 4-польного зернопарового севооборота было очень низким, как в пахотном, так и подпахотном слоях и различалось в зависимости от культур севооборота и систем удобрения. Более высокое содержание нитратного азота отмечено при посеве пшеницы после пара и овса на зеленую массу, а минимальное – под второй культурой – овсом после пшеницы. Внесение удобрений существенно повышало нитратный пул почвы, при этом действие и последействия навоза 40 т/га было более ощутимо, чем полного минерального удобрения N40P40К40.
Метеорологические условия оказывали существенное влияние на накопление нитратов, для первой культуры севооборота были более значимы осадки в декаду посева, для второй культуры –продуктивная влага, для третьей – сумма осадков за май и первую половину июля. Влияние температур воздуха было менее значимо, чем условия увлажнения.
Динамика изменения содержания нитратного азота под вегетирующими растениями характеризовалась снижением от низкого содержания весной до следов к лету и незначительным возрастанием с конца августа до окончания периода биологической активности почв. В 1-метровом профиле в варианте без удобрений отмечено относительно равномерное распределение нитратов в почвенной толще.
Список литературы
Гамзиков Г.П., Лапухин Т.П., Уланов А.К. Эффективность систем удобрения в полевых севооборотах на каштановых почвах Забайкалья // Агрохимия. 2005. № 9. С. 24–30.
Будажапов Л.З. Биокинетический цикл азота в системе почва–удобрение–растение в условиях Забайкалья: Автореф. дис. … д-ра биол. наук. М., 2009. 39 с.
Билтуев А.С., Лапухин Т.П., Будажапов Л.В. Климат, плодородие почв и продуктивность зерновых культур в аридных условиях Забайкалья: состояние и прогноз. Улан-Удэ: БурятГСХА, 2015. 141 с.
Абашеева Н.Е., Ракшаина М.Ц. Об азотном режиме некоторых типов почв Селенгинского среднегорья Бурятской АССР // Физические и химические свойства почв БурАССР. Улан-Удэ, 1966. С. 79–85.
Чимитдоржиева Г.Д., Меркушева М.Г., Абашеева Н.Е. Аминокислотный состав растительности и почв Забайкалья // Агрохимия. 1989. № 1. С. 87–92.
Нимаева С.Ш. Микробиология криоридных почв. Новосибирск: Наука, 1992. 175 с.
Борисова Т.С., Чимитдоржиева Г.Д. Трансформация органических веществ в дефлированной каштановой почве при компостировании // Агрохимия. 2000. № 8. С. 25–30.
Ревенский В.А. Эффективность азотных удобрений на каштановых почвах Бурятии. Новосибирск: Наука, 1985. 149 с.
Лапухин Т.П. Система применения удобрений в полевых севооборотах на каштановых почвах сухой степи Забайкалья: Автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. Барнаул, 2000. 40 с.
Карпинский Н.П., Францессон В.А. О разработке вопросов диагностики применения удобрений с учетом результатов почвенно-агрохимических исследований // Методические указания по Геосети опытов с удобрениями. М., 1961. 20 с.
Балданов Б.Ц. Разнообразие почв бассейна реки Иволга, их морфогенетические характеристики и рациональное использование: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Улан-Удэ, 2013. 23 с.
Обязов В.А. Изменения современного климата и оценка их последствий для природных и природно-антропогенных систем Забайкалья: Автореф. дис. … д-ра геогр. наук. Казань, 2014. 38 с.
Уланова Е.С. Засухи в СССР и их влияние на производство зерна // Метеорол. и гидрология. 1988. № 7. С. 127–134.
Вадюнина А.Ф., Корчагина 3.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.
Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. 656 с.
Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
Кочергин А.Е., Остроумова О.А. Динамика аммиачного и нитратного азота в прииртышском черноземе под посевами яровой пшеницы // Почвоведение. 1957. № 8. С. 86–92.
Кочергин А.Е., Гамзиков Г.П. Эффективность азотных удобрений в черноземной зоне Западной Сибири //Агрохимия. 1972. № 6. С. 3–11.
Гамзиков Г.П. Особенности действия азотных удобрений по почвенно-климатическим зонам Западной Сибири // Научн. тр. СибНИИСХ. 1971. № 2(17). С. 61–67.
Гамзиков Г.П. Азот в земледелии Западной Сибири. М.: Наука, 1981. 266 с.
Ермохин Ю.И. Диагностика питания растений. Омск: ОмскГАУ, 1995. 208 с.
Кочергин А.Е. Эффективность удобрений на черноземах Западной Сибири // Агрохимическая характеристика почв СССР. Районы Западной Сибири. М., 1968. С. 316–336.
Мальцев В.Т. Установление оптимальных доз азотных удобрений под зерновые культуры в условиях Иркутской области // Агрохимия. 1995. № 12. С. 62–70.
Кудеяров В.Н., Рынск И.Н. Диагностика азотного питания яровой пшеницы в условиях Иркутской области // Агрохимия. 1967. № 4. С. 13–20.
Гамзиков Г.П. К вопросу о географии действия азотных удобрений в Западной Сибири // Агрохимия. 1975. № 10. С. 3–9.
Гамзиков Г.П., Кочергин А.Е., Крупкин П.И. Рекомендации по диагностике азотного питания полевых культур и применению азотных удобрений. Новосибирск, 1983. 30 с.
Мальцев В.Т. Азотные удобрения в Приангарье. Новосибирск: РАСХН, СО, 2001. 272 с.
Бохиев В.Б. Теоретические основы и практические приемы почвозащитного земледелия в сухостепной зоне Бассейна озера Байкал: Автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. Омск, 1993. 47 с.
Куликов А.И., Дугаров В.И., Корсунов В.М. Мерзлотные почвы, экология, теплоэнергетика и прогноз продуктивности. Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 1997. 312 с.
Билтуев А.С., Будажапов Л.В., Уланов А.К., Хутакова С.В. Агрофизические свойства и динамика влажности каштановой почвы в условиях засухи в сухостепной зоне Бурятии // Вестн. НГАУ. 2017. № 1. С. 77–83.
Дополнительные материалы отсутствуют.