Содержание к диссертации
Введение
1. Особенности азотного режима почв в склоновых агроландшафтах 8
1.1 Влияние агроэкологических особенностей распределения природных ресурсов в склоновом рельефе на трансформацию азота в почве 9
1.2 Влияние минеральных и органических удобрений на доступность азота сельскохозяйственным растениям 22
1.3 Непроизводительные потери минеральных форм азота при антропогенном воздействии на почву 26
2. Объекты и методы исследований 33
2.1 Краткая почвенно-геоморфологическая характеристика и погодные условия района проведения исследований 33
2.1.1 Географическое положение объекта 33
2.1.2 Климатическая характеристика района и погодные условия в годы проведения исследований 34
2.2 Геоморфологические условия и объекты исследований 37
2.3 Методика проведения экспериментальных исследований 41
3. Нитрификационная способность почвы 46
4. Влияние удобрений и экспозиции склона на накопление и динамику минеральных форм азота в метровом слое чернозёма типичного 59
4.1 Влияние удобрений и экспозиции склона на накопление минеральных форм азота в метровом слое чернозёма типичного 59
4.2 Динамика нитратного и аммонийного азота в период вегетации сельскохозяйственных культур 71
5. Изменение содержания гумуса и показателей азотного режима чернозёма типичного под действием природных и антропогенных факторов 79
5.1. Изменение содержание гумуса в пахотном слое чернозёма типичного в зависимости от положения поля в рельефе и агрогенных факторов 80
5.2. Изменение содержания доступных форм азота в пахотном слое чернозёма типичного в зависимости от положения поля в рельефе, севооборотов, органических, минеральных удобрений и обработки почвы 87
5.2.1. Изменение содержания щелочногидролизуемого азота 87
5.2.2. Изменение содержания аммонийного азота 97
5.2.3. Изменение содержания нитратного азота 104
6. Фенологические наблюдения за развитием сельскохозяйственных культур в зернопаропропашном севообороте 111
6.1 Динамика накопления биомассы сельскохозяйственными культурами в зернопаропропашном севообороте 111
6.2 Содержание в культурах зернопаропропашного севооборота азота, фосфора и калия на склонах полярных экспозиций 123
6.3 Количественная оценка взаимосвязи концентраций азота, фосфора и калия в сухой биомассе зерновых культур, характеризующих разные уровни их дефицитности и токсичности 130
7. Хозяйственный баланс азота при применении удобрений и их экономическая эффективность 135
7.1 Баланс азота в зернопаропропашном севообороте в зависимости от местоположения поля в рельефе. 135
7.2 Экономическая оценка использования минеральных удобрений при возделывании культур в зернопаропропашном севообороте на различных элементах рельефа 140
Выводы 143
Предложения производству 146
Библиографический список 147
Приложения 164
- Влияние минеральных и органических удобрений на доступность азота сельскохозяйственным растениям
- Климатическая характеристика района и погодные условия в годы проведения исследований
- Динамика нитратного и аммонийного азота в период вегетации сельскохозяйственных культур
- Изменение содержания доступных форм азота в пахотном слое чернозёма типичного в зависимости от положения поля в рельефе, севооборотов, органических, минеральных удобрений и обработки почвы
Введение к работе
Качество и количество органического вещества в чернозёмных почвах обусловливает их свойства и режимы (Щербаков. А.П., 1978; Муха В.Д., 1994; Чуян Г.А., 1994; Масютенко Н.П., 2003). Известно, что на разноориентированных склонах складывается различное соотношение между процессами минерализации и гумификации органического вещества, мобилизации и иммобилизации разных форм азота. Сумма гидролизуемых фракций азота в пахотном слое несмытых чернозёмов в 1,4 раза выше, чем на эродированных склонах. Причем гумус черноземов на склонах южной экспозиции более насыщен азотом и отличается более высоким содержанием фракций, способных к гидролизу, хотя валовое его содержание в 1,5 раза меньше, чем на склонах северной экспозиции (Чуян Г.А., Чуян СИ., 1993; Траутвах И.В., 2000). Содержание общего и в том числе щелочногидролизуемого азота в большей мере отражает потенциальное плодородие почв, а его эффективное плодородие, особенно в ЦЧЗ, напрямую связано с запасами минеральных его форм, острый дефицит которых отмечался многими исследователями. В склоновых ландшафтах проблема азотного питания еще больше усложняется, что диктует необходимость дальнейшего углубленного изучения азотного фонда почв в динамике, включая поступление азота в сельскохозяйственные растения.
Целью данной работы является изучение закономерностей динамики доступных соединений азота и общего гумуса под действием природных и антропогенных факторов в склоновых агроландшафтах ЦЧЗ и формирования урожая культур зернопаропропашного севооборота.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
Изучить особенности нитрификационной способности чернозёмных почв в склоновом рельефе.
Изучить вегетационную динамику подвижных соединений азота в пахотном слое почв склонов.
Определить запасы минерального азота в метровом слое чернозёма типичного в начале и конце вегетации культур зернопаропропашного севооборота и установить размеры его потерь за зимний период.
Выявить влияние севооборотов, основной обработки почвы, органических и минеральных удобрений на содержание гумуса и различных форм азота в чернозёмах типичных в склоновом агроландшафте.
Провести фенологические наблюдения в зернопаропропашном севообороте и определить содержание NPK в биомассе культур севооборота в динамике.
На защиту выносятся следующие основные положения:
Режим минерального азота в чернозёмах типичных при разном их местоположении в склоновом рельефе определяется соотношением скоростей процессов нитрификации и аммонификации.
Запасы нитратного и аммонийного азота в чернозёмах типичных в начале вегетационного периода (весной) достоверно не связаны ни с применением азотных удобрений в осенний период, ни с расположением поля в рельефе.
В ряду изучаемых антропогенных факторов, таких как обработка почв, применение органических и минеральных удобрений, состав севооборотов, - наибольшее влияние на состояние азотного фонда оказывает фактор «севооборот» и «минеральные удобрения», действие которых зависит от положения поля в рельефе.
Культуры зернопаропропашного севооборота формируют в целом большую биомассу на северном склоне по сравнению с южным склоном, что не всегда совпадает с объёмом товарной части урожая и связано с поступлением элементов питания в растения.
Научная новизна состоит в том, что впервые для склоновых почв ЦЧЗ авторским методом на основе проведенных полевых и лабораторных исследований получены экспериментальные данные, позволяющие количественно оценить скорость процессов нитрификации на склонах южной
и северной экспозиций. Выявлены наиболее значимые агрогенные факторы воздействующие на режим азота и содержание гумуса на разных элементах агроландшафта. Проведена оценка запасов минеральных форм азота в метровом слое чернозёмов в годовом цикле, выявлены размеры его потерь и накопления. На основе сопряженного изучения фенологии и поступления NPK в растения показана роль элементов питания в формировании урожая культур в зависимости от положения в рельефе.
Практическое значение работы заключается в том, что предложенные автором подходы к изучению специфики азотного фонда позволяют более обоснованно подбирать виды, дозы и формы минеральных удобрений в зависимости от положения поля в рельефе. Полученные в работе экспериментальные материалы необходимы для разработки краткосрочных прогнозов и рекомендаций по использованию азотных удобрений в склоновом рельефе, получения конкурентоспособной продукции при экологической безопасности агроландшафтов.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований ВНИИЗиЗПЭ, ее результаты включены в научные отчеты лаборатории агрохимии. Основные положения рассматривались и получили положительную оценку на заседаниях Ученого совета ВНИИЗиЗПЭ, на научно-практических конференциях Курского отделения Докучаевского общества почвоведов в г. Курске (2001, 2003 гг.), на I и III всероссийской школе молодых ученых в г. Суздале (2001, 2003 гг.), на Международных научно-практических конференциях в г. Курске (2003, 2004гг.), и на IV съезде Всероссийского Докучаевского общества почвоведов, г. Новосибирск (2004 г.). По теме диссертации опубликовано 11 работ.
Автор глубоко признательна доктору с.-х. наук, профессору [Г.А. Чуяну
за методическое руководство диссертационной работы. Выражает искреннюю благодарность доктору с.-х. наук Е.П. Проценко за помощь при подготовке и написании диссертации, доктору с.-х. наук И.Г. Пыхтину за предоставление возможности работы на МФПО, а также всем сотрудникам лаборатории агрохимии ВНИИЗиЗПЭ за сотрудничество и помощь, оказанную при проведении научных исследований и подготовке диссертации.
Влияние минеральных и органических удобрений на доступность азота сельскохозяйственным растениям
Познание процессов трансформации азота позволит направленно влиять на превращения азота почвы и удобрений, снизить потери, рационально использовать азотные удобрения и повысить их эффективность.
Применение в агрохимических методах стабильного изотопа азота 15N несколько изменило и расширило представление о величине использования азота удобрений растениями. До этого существовало мнение, что растения используют азот удобрений на 70-80 %, а в отдельных случаях — на 90 - 100 %. При этом коэффициент использования растениями азота удобрений определяли косвенным методом по разнице с контролем. Разницу азота в вариантах с азотными удобрениями и на контроле принимали за количество азота, усвоенного растениями из удобрения, допуская, что растения в том и другом случае используют одинаковое количество азота из почвы. Применение стабильного изотопа 15N позволило установить истинную величину использования азота непосредственно из внесённого удобрения.
Применение меченых стабильным изотопом азота ,5N удобрений показало, что растения в полевых условиях используют 30-40% внесённого азота, а в вегетационных опытах — 50-60 %. Эта величина зависит от биологических особенностей культур, доз и сроков внесения удобрений, соотношения с другими питательными веществами, окультуренности почвы и других условий (Кореньков Д.А., Лаврова И.А., 1973, 1974; Виноградов А.Ю., 1988).
Вместе с потреблением азота удобрений растения используют и азот почвы, усвоение которого значительно улучшается при внесении азотных удобрений. Установлено, что внесение единицы азота удобрений в зависимости от конкретных условий может вызвать дополнительное использование растениями 0,18-0,30 единиц почвенного азота.
Одновременно с использованием растениями азот удобрений подвергается различным превращениям в почве, в результате чего 20-30% его закрепляется в органическом веществе и примерно столько же теряется.
Закрепление (иммобилизация) азота удобрений происходит в основном благодаря поглощению его микроорганизмами и трансформации последних в органическое вещество микробных клеток и их метаболитов. Кроме того, часть азота может подвергаться различным физико-химическим превращениям. Азот, закрепившийся в почве, находится в трудногидролизуемых соединениях и слабо доступен растениям.
Для процессов иммобилизации азота характерны быстрые темпы, вследствие чего уже через 10-20 дней после внесения азот удобрений можно обнаружить во всех группах и фракциях органического вещества почвы. Величина закрепления аммиачных и амидных форм азота значительно больше, чем нитратных, при совместном внесении с разными органическими остатками она возрастает и зависит от свойств почвы, её микробиологической активности, рН, температуры, аэрации, влажности и других условий. В литературе имеются весьма противоречивые данные по использованию растениями разных форм азотных удобрений. Так, по результатам ряда исследований (Варюшкина Н.М, 1967; Замятина В.Б., 1972; Замятина В.Б., Борисова Н.И., Варюшкина Н.М., Зерцалов В.В., 1967; Смирнов П.М., 1970; Турчин Ф.В., 1972) коэффициенты использования аммонийного и нитратного азота растениями были близкими: в вегетационных опытах 45-51 %, в полевых опытах 31-47 %.
Другими авторами отмечается большее использование азота из нитратных, чем из аммиачных форм (Андреева Е.А., Щеглова Г.М., 1966). Бобрицкая М.А. и Москаленко Н.Н. (1969) в полевых лизиметрических опытах с внесением KNO3 и (NHO2SO4 установили, то даже при недостатке влаги в период кущение - выход в трубку коэффициент использования азотных удобрений был выше в вариантах с селитрой по сравнению с сульфатом аммония. В опытах Смирнова П.М. и Дегтярёвой Н.И. (1967) также установлено лучшее использование нитратной формы азота, чем аммиачной.
Однако в литературе встречаются данные, показывающие, что использование растениями азота почвы не зависит от формы удобрения (Гуревич СМ., Воронина И.И., 1965; Смирнов П.М., 1970; Дзежиц Ю., 1974; Матцель В., 1976; Кидин Д.А., Замараев А.Г., Дмитриев Н.Н., 1990).
На преимущественное потребление растениями окисленных или восстановленных форм азота большое влияние оказывает температурный фактор. Так, с понижением температуры наблюдается более резкое уменьшение поглощения растениями азота окисленных форм удобрений по сравнению с восстановленными. При этом в корнях растений при пониженной температуре происходит накопление нитратов вследствие ингибирования процессов их восстановления и передвижения в надземные органы. При аммиачном питании в условиях пониженной температуры процессы синтеза аминокислот протекают более интенсивно, чем при нитратном, когда больше накапливается углеводов (Глянько А.К., 1969).
Значительное влияние на величину усвоения азота удобрений оказывает складывающийся в почве режим влажности. В благоприятный год и при поливе степень использования азотных удобрений сельскохозяйственными культурами (озимой пшеницей, ячменём) может составлять 43-50 % от внесённого (Бобрицкая М.А., Москаленко Н.Н., 1974). Отмечено резкое снижение коэффициента использования азота удобрений при недостатке влаги в фазы кущения и выхода в трубку. Однако, независимо от дозы азотного удобрения в среднем использование их азота при влажности почвы 80 % ППВ составляло 48,6 %, при 50 % ППВ - 30,8 % (Бобрицкая М.А., Москаленко Н.Н., 1974; Saxena М.С., Marschner Н., 1968).
Избыточное увлажнение почвы во время вегетации оказывается не менее губительным для растений, чем недостаток влаги. Так, при избыточном увлажнении в период кущения или выхода в трубку коэффициент использования растениями азота удобрений снижается более чем в два раза. При длительном переувлажнении почвы коэффициент использования азота удобрений снижается до 5,5% (Сапожников Н.А., 1973; Сапожников Н.А., Нестерова Е.И., Башинская Л.В., 1968). Многочисленными исследованиями установлено, что при внесении азотных удобрений растения лучше и в большей степени усваивают азот самой почвы, а дополнительно используемый ими азот почвы в вариантах с азотными удобрениями обусловливает более высокие коэффициенты использования азота удобрений. По мнению Турчина Ф. В. (1972), повышение доступности растениям почвенного азота объясняется тем, что при нитрификации аммонийных форм образуются кислотные продукты, усиливающие разложение органического вещества почвы и делающие их более доступными для микроорганизмов. Усиление минерализации органического вещества связано в первую очередь с повышением общей численности микроорганизмов, участвующих в разложении азотсодержащих соединений почвы, и их биологической активностью (Азаматова А.Б., 1970).
Климатическая характеристика района и погодные условия в годы проведения исследований
Климат района исследований характеризуется умеренной континентальностью, который проявляется в резких колебаниях температуры и относительной влажности воздуха в неравномерном распределении осадков в течение года и по годам, наличие выраженных засушливо-суховейных явлений. (Система земледелия Курской области, 1982)
Годовой приход солнечной радиации (суммарный) на территории Курской области равен 89 ккал/см2, по сезонам года это тепло распределяется следующим образом: зима 7, весна - 29, лето - 40, осень - 13 ккал/см .
Радиационный баланс 36 ккал/см2; при этом с марта по октябрь он положителен, а с ноября по февраль - отрицателен, но в целом за год положителен.
Большое влияние на температурный и световой режим оказывает облачность. Особенно значительна она в зимний период. В летний период облачность умеренная. С мая по август на территории зоны в среднем за месяц пасмурных бывает 2-4 дня, ясных 7-12, а в остальные дни наблюдается полуясное состояние неба. Длина дня летом колеблется от 15 до 16 часов. Среднегодовая температура воздуха составляет 4,7-5,6С.
Среднемесячная температура воздуха самого тёплого месяца — июля — колеблется в пределах от +12,5 до +20,7С, а самого холодного - января от —9,0 до -10,2С. первая половина зимы значительно теплее второй.
Тёплый период с положительной температурой воздуха длится 220-235 дней. Период с устойчивыми эффективными температурами воздуха +5С и выше продолжается 184-190 дней. Период активной вегетации (со среднесуточной температурой +10С и выше) составляет 150-155 дней. Сумма среднесуточной температуры за период +5С и выше равна 2700-3100, за период +10С и выше в пределах 2400-2600. Продолжительность безморозного периода 142-164 дня. Дата появления устойчивого снежного покрова колеблется между 6-12 декабря. Средняя дата схода снежного покрова пролегает между 30 марта и 5 апреля. Наибольшие запасы воды в снеге наблюдаются к концу зимы и составляют 60-66 мм. Из-за частых оттепелей зимой происходит ежегодное образование притёртой ледяной корки. Территория по влагообеспеченности относится к зоне умеренного увлажнения. Среднее годовое количество осадков колеблется около 590мм, две трети их выпадает в жидком виде, одна треть — в виде снега. Сумма осадков за период активной вегетации растений (апрель-октябрь) составляет 340-380 мм. За период с температурой +10С и выше сумма осадков 285 мм. В каждый из летних месяцев выпадает от 53 до 84мм осадков, что обеспечивает достаточное увлажнение полей, но оно неустойчиво по годам. Нередко летние осадки носят ливневый характер, а иногда сопровождаются грозами и градом. В среднем за тёплый период бывает 28-35 дней с грозой. Повторяемость выпадения града небольшая около 1-3 дня в год. Часто, в среднем раз в три-четыре года в регионе повторяются засухи и суховеи, причём повторяемость их возрастает по мере движения с северо-запада на юго-восток. Суховеи чаще всего наблюдаются в мае и августе, менее сильные, но с высокими температурами в июне и отчасти в июле. Гидротермический коэффициент — показатель степени увлажнения территории — равен в среднем 1,25, что характерно для районов типичной лесостепи и указывает на достаточно засушливые условия. В значительной степени рост и развитие сельскохозяйственных культур определяют погодные условия, складывающиеся в период их вегетации. Метеорологические условия за годы исследований представлены таблице В годы исследований теплообеспеченность вегетационного периода была достаточно высокой. Сумма активных температур, выше 10ПС распределялась следующим образом в 2000 году - 2349ПС (ниже обычной на 138ПС), 2001 году - 2605ПС (выше обычной на 118ПС) в 2002 году - 2775ПС (выше обычной на288ПС). Распределение осадков было неравномерным, в целом за годы исследований их уровень составил 642-850 мм, что на 55-263 мм выше нормы. Динамика температуры воздуха и месячного количества осадков за годы исследований представлены в приложение 1 и 2. Оценивая агрометеорологические условия периода вегетации, можно сказать, что 2000 и 2001 года оказались в целом благоприятными для возделывания культур, хотя можно отметить наличие в эти годы периодов с избыточным увлажнением. В 2002 г весна была достаточно влажная, однако она сменилась на засушливое лето.
Динамика нитратного и аммонийного азота в период вегетации сельскохозяйственных культур
Почва является одним из основных компонентов агроландшафта, и ее состояние во многом определяет результаты сельскохозяйственной деятельности человека. На свойства почвы в агроландшафте оказывает влияние совокупность природных и антропогенных факторов и, чтобы рационально использовать ресурсный потенциал почвы, антропогенные воздействия на нее должны соответствовать процессам и условиям, сложившимся в агроландшафте.
Почвы, залегающие на разных элементах мезорельефа, имея общую генетическую природу и одинаковую таксономическую структуру, могут заметно различаться по своим агрохимическим и другим показателям в зависимости от экспозиции склонов, определяющей разную направленность и интенсивность действия факторов почвообразования под влиянием неодинаковых микроклиматических условий (Г.С. Липкина, Н.Ю. Ржезникова, 1987; Г.А. Чуян и др., 1976, 1987; Г.А. Чуян, 1989, 1994; Г.А. Чуян, СИ. Чуян, 1993).
Минеральный азот опытного участка был представлен как аммонийной, так и нитратной формами. В среднем за вегетационный период 2000 года на склоне северной экспозиции участие нитратной и аммонийной форм азота в составе минерального азота практически не различалось между контрольным вариантом и удобренным. Разница в содержании составляет 1 %. При анализе содержания форм азота на водораздельном плато было выявлено, что аммонийного азота в составе минерального в удобренном варианте на 2 % меньше, чем в контрольном, а нитратного соответственно на 2 % больше. На склоне южной экспозиции разница в содержании форм азота в удобренном и контрольном варианте составляет 3 % (рисунок 6).
В среднем за вегетационный период наиболее высокое процентное содержание аммонийного азота отмечено на контрольных вариантах северного склона, а нитратного на удобренном варианте южного склона. Уменьшение доли аммонийного азота, и увеличение доли нитратного в ряду северный склон — водораздел — южный склон связано с высокой нитрификационной способностью почв южных склонов. Обработка данных (приложение 8) методом дисперсионного анализа, по срокам отбора, позволила выявить некоторые особенности режима минерального азота. В начале вегетационного периода большую долю в варьирование нитратного азота составляет фактор удобренности. Так в период весеннего отрастания доля влияния фактора составила 54,5 % (приложение 9), в фазу трубкования - 50 % в начале колошения 11,2 %. В период налива зерна доля фактора в варьировании показателя составила 82 %. Фактор «экспозиция склона» также оказывал влияние на варьирование содержания нитратного азота. В период трубкование - колошение доля влияния составила от 25 % до 76 %, а в фазу молочной спелости 74,6 %. В остальные периоды роста озимой пшеницы, значимого влияния экспозиции склона на содержание нитратного азота выявлено не было.
Исследование динамики аммонийного азота в пахотном слое почвы в 2001 году выявило, что при длительном систематическом внесении удобрений на чернозёмах экспозиция склона значительно влияет на динамику азота и эффективность вносимых удобрений.
В 2001 году при изучении соотношения форм азота в среднем за период вегетации обнаружено, что при возделывании кукурузы на водораздельном плато соотношение аммонийного и нитратного азота между вариантами с внесением удобрений и в контрольных вариантах было одинаково (рисунок 7).
Содержание нитратного азота было равно 22 % от объёма минерального азота и в контрольном, и в удобренном варианте, а аммонийного по 78 %. На склоне северной экспозиции в среднем за период вегетации в удобренном варианте нитратного азота содержалось на 8 % больше, чем в контрольном варианте, а аммонийного азота соответственно на 8 % меньше. По сравнению с контрольным вариантом водораздельного плато на северном склоне нитратного азота содержалось на 7 % больше. На склоне южной экспозиции содержание нитратного азота в составе минерального в контрольном варианте составляет 30 %, аммонийного 70 %, а в удобренном варианте 40 % нитратного азота и 60 % аммонийного. Разница в 10 % в сторону увеличения нитратного азота удобренном варианте говорит о том, что при внесении удобрений повышается микробная активность (В.Ф. Юринская, 1988).
По результатам расчета доли нитратного и аммонийного азота в составе минерального (приложение 10) можно сказать, что в пахотном слое чернозема типичного под посевами кукурузы при внесении удобрений содержание нитратного азота в ранневесенний период превышает содержание аммонийного. В удобренном варианте к вегетационной фазе «3 лист» в почве северного склона содержалось 66 % нитратного азота и только 34 % аммонийного. В почве удобренного варианта водораздельного плато так же в начале вегетации кукурузы в составе минерального азота содержалось больше нитратного азота - 55 %, чем аммонийного — 45 %. В удобренном варианте южного склона содержание нитратного азота в составе минерального было равно 78 %, а аммонийного 22 %.
Изменение содержания доступных форм азота в пахотном слое чернозёма типичного в зависимости от положения поля в рельефе, севооборотов, органических, минеральных удобрений и обработки почвы
Щелочногидролизуемый азот - ближайший резерв снабжения растений азотом. В процессе наблюдения за азотным режимом почв в течение четырёх ротаций севооборота по результатам анализа были получены следующие уравнения регрессии (приложение 18). Схема обработки данных аналогична обработке данных по содержанию гумуса (раздел 5.1.). Фактор рельеф и севооборот По уравнению регрессии №ц.г=18,71+0,58сев+1,98скл-1,81скл2, К=0,85 был построен рисунок 11. Из представленного рисунка видно, что между северным склоном и водораздельным плато в содержании щелочногидролизуемого азота различий практически нет. Существенно отличается только склон южной экспозиции. Разница между северным и южным склоном составляет в среднем 3,3 мг/100 г почвы. Имеются различия и в содержании азота по севооборотам, так зернотравяной севооборот содержит щелочногидролизуемого азота больше, чем севообороты с меньшей концентрацией трав. Из рисунка 12, построенного по уравнению №ц.г=17,66+1,14сев+1,71скл-1,31скл2, К=0,86 видно, что в вариантах зернотравяного севооборота среднее содержание щелочногидролизуемого азота на всех элементах агроландшафта было выше, чем в других севооборотах. Следующим по содержанию азота был зернотравянопропашной севооборот, меньше всего азота содержалось в почвах в зернопаропропашном севообороте, т.е. чем больше севооборот насыщен травами, тем выше содержание щелочногидролизуемого азота в почве под ним. Как следует из уравнений регрессии (приложение 18) и таблицы средних значений (таблица 19) в зернопаропропашном севообороте, в течение четырёх ротаций, наибольшее среднее содержание щелочногидролизуемого азота содержалось в почве водораздельного плато, склон южной экспозиции содержал наименьшее количество азота.
Органические удобрения в зернопаропропашном севообороте, несколько повышали содержание азота, причем внесение одинарной дозы было более эффективным, чем двойной дозой. Только в 1992 году (в конце второй ротации севооборота) среднее содержание щелочногидролизуемого азота на этих вариантах с двойной дозой было выше, чем при дозе 24 т/га на 0,69 мг/100 г почвы. В остальные же сроки отмеченное увеличение было достоверно ниже, чем на одинарных дозах навоза. Минеральные удобрения в двойных дозах (N280P300K320) положительного влияния на накопление щелочногидролизуемого азота влияния не оказали. На вариантах с внесением одинарной дозы минеральных удобрений (N140P150K160) в последние две ротации (1996, 2000 гг.) отмечалось наибольшее количество щелочногидролизуемого азота в пахотном слое. Так, по результатам исследований в 2000 году содержание азота на 0,98мг/100 г почвы было выше, чем в контрольном варианте. В зернотравянопропашном севообороте в конце первых двух ротаций наибольшее среднее содержание щелочногидролизуемого азота было на водораздельном плато, в то время как склоны противоположных экспозиций существенно отличались от водораздела. На склоне северной экспозиции содержание щелочногидролизуемого азота было на 1,72мг/100г почвы ниже по сравнению с водоразделом, и выше, чем на южном склоне на 3,48 мг/100 г почвы в 1988 году, и на 1,38 мг/100 г почвы в 1992 году. В конце третьей ротации севооборота содержание азота на склоне северной экспозиции по сравнению с водоразделом увеличилось на 0,64 мг/100 г почвы, а склон южной экспозиции содержал азота на 2,49 мг/100 г почвы меньше по сравнению с северным склоном и на 1,85 мг/100 г почвы по сравнению с водоразделом. В конце четвертой ротации содержание щелочногидролизуемого азота на водоразделе и на склоне северной экспозиции сравнялось и составляло 18,86 мг/100 г почвы. Пахотный слой почвы на южном склоне азота содержал всего 16,85 мг/100 г почвы, разница между средним содержанием Ыщ.г. на южном и северном склоне составила 2,01 мг/100 г почвы. Чернозём южного склона на протяжении всего периода наблюдений содержал наименьшее количество щелочногидролизуемого азота. В зернотравяном севообороте наименьшее содержание щелочногидролизуемого азота во все периоды наблюдений было отмечено на склоне южной экспозиции. Почвы склона северной экспозиции в конце второй ротации севооборота по сравнению с южным склоном содержали азота на 2,46 мг/100 г почвы больше, а в конце третьей ротации разница в содержании составила уже 4,07 мг/100 г почвы. Внесение 24 т/га навоза привело к повышению содержания щелочногидролизуемого азота в 1988 году с 18,03 мг/100 г почвы на контроле до 19,42 мг/100 г почвы на удобренном варианте. При следующем исследовании, через четыре года, при той же дозе навоза значительного увеличения содержания азота зафиксировано не было. Но при удвоении дозы навоза (48 т/га) увеличение содержания составило на 0,77 мг/100 г почвы, а в 1996 году на 0,57 мг/100 г почвы. При анализе влияния систематического внесения минеральных удобрений можно отметить, что при внесении двойной дозы удобрений (N280P300K320) на протяжении всего периода исследования происходит увеличение содержания щелочногидролизуемого азота по сравнению с контролем и с вариантами внесения в два раза меньших доз минеральных удобрений.
