БАЛАНС МЕЧЕННОГО 15N АЗОТА УДОБРЕНИЙ В СИСТЕМЕ «ПОЧВА-ЛУГОПАСТБИЩНЫЕ ТРАВЫ» Лосев, Сергей Львович

Введение к работе

Актуальность работы.

Решениями XXVI съезда КПСС и Продовольственной программой СССР предусмотрено дальнейшее увеличение производства животноводческой продукции на основе укрепления кормовой базы прежде всего за счет интенсификации лугового кормопроизводства. Важное место в решении этой задачи принадлежит орошаемым культурным долголетним лугам на мелиорированных пойменных землях. Высокая их продуктивность обеспечивается как естественным плодородием пойменных почв, так и применением повышенных норм минеральных удобрений, среди которых ведущую роль на злаковых травостоях играют азотные удобрения. Условия азотного питания лугопастбищных трав определяют не только уровень урожая, но и сезонное поступление корма, его качество, продолжительность эксплуатации травостоя, особенно при пастбищном и многоукосном использовании.

Для разработки системы наиболее эффективного применения азотных удобрений на долголетних пойменных лугах с учетом рационального использования почвенного плодородия необходимо иметь четкое представление о том, как складывается баланс азота в системе «почва-лугопастбищные травы» при использовании рекомендуемых норм азотных удобрений, в какой степени питание трав обеспечивается за счет минера-~ лизации азота почвенного органического вещества, какова судьба азота применяемых удобрений.

Широкие возможности при изучении этих и других не менее важных вопросов азотного питания лугопастбищных трав дает использование ¹⁵N.

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работч за-
клю¹' 'лась в количественной оценке с использованием ¹⁵
ланс азота удобрений при различных условиях их при і _..v-
ния на культурном долголетнем пойменном луге с преиу с-
ственно злаковым травостоем. ,>**

В задачу исследований входило изучение следующ! новных вопросов:

1. Урожайность орошаемого культурного пастбища с пр ' t-

Молк. 0ОЛ.-СКСХОЗ. академии

муществешю злаковым травостоєм в зависимости от кратности внесения азотнокислого аммония в норме 180N — в три (весной, после 2 и 4 циклов использования) и в пять сроков (весной и после 1, 2, 3 и 4 циклов использования).

1. Общие размеры отчуждения азота с урожаем пастбищных трав, а также общего использования ими азота почвы и меченого азота удобрений по циклам использования урожая и в целом за сезон в зависимости от условий применения азотных удобрений.

2. Оценка основных статей баланса меченного ¹⁵N азота азотнокислого аммония на культурном пастбище в зависимости от кратности внесения 180N: реальных размеров использования травами азота удобрения (включая азот, оставшийся в корневой системе и пожнивных остатках трав), содержания в минеральной и органической форме в слое почвы 0—30 см, дефицита азота удобрений.

3. Последующее отчуждение с урожаем трав азота удобрения, внесенного в предшествующий сезон и оставшегося в корневой системе и пожнивных остатках трав и в почве.

4. Баланс азота удобрения при внесении дозы 60N в форме общемеченого азотнокислого аммония весной, или после 2 или после 4 учетов урожая в составе полной нормы 180N. Параллельно в динамике изучался баланс азота удобрения в период формирования урожаев 1,3 и 5 циклов использования трав (т. е. через 7—9, 14—18 и 21—28 дней после внесения).

5. Сравнительная оценка основных статей баланса меченного ¹⁵N азота различных форм удобрений: азотнокислого аммония, азотнокислого кальция, сульфата аммония и карбамида при внесении их нормой 60N весной.

Научная новизна. В полевых экспериментах с ^1SN получены новые данные, характеризующие участие азота удобрения и почвы в формировании урожаев трав, баланс азота удобрений при различных условиях их применения на долголетнем культурном пойменном пастбище. Определены размеры использования травами и отчуждения с кормом азота удобрений и почвенного азота, закрепления в почве и потерь азота 60N в период с начала отрастания трав до наступления их пастбищной спелости. Прослежено за отчуждением травами закрепленного в корневой системе трав и иммобилизованного в почве меченого азота удобрений в год нх внесения и впервые установлены размеры дальнейшего очуждення этого азота на протяжении последующих двух сезонов. Дана сравнительная оценка баланса различных форм азотных удобрений — кальциевой и аммиачной селитр, мочевины и сульфата аммвния. Выявлены причины последействия разовых доз 60N, обуславливающего практическую равноценность трех- и пятикратно-

го внесения азота в норме 180N по сбору корма и его сезонному поступлению.

Практическая и теоретическая ценность результатов исследований.

Результаты исследований по количественной оценке основных статей баланса азота в системе «почва — лугопаст-бищные травы», а также степени участия почвенного азота в формировании урожая могут быть использованы при разработке системы удобрения долголетних культурных лугов на .меллорировнных пойменных землях Нечерноземья для определения нормы азотных удобрений на планируемый уровень урожайности с учетом рационального использования почвенного плодородия.

Полученные экспериментальные данные расширяют имеющиеся теоретические представления о процессах усвоения лу-гопастбищнымл травами и трансформации в почве азота удобрений на пойменных лугах с злаковым травостоем.

Апробация работы. Материалы исследований были доложены в 1978 г. на конференциях молодых ученых в Пущино и ТСХА, а также на научной конференции в ТСХЛ (1981 г.). Полученные результаты прошли производственную проверку в совхозе «Константиновский» Загорского района Московской области.

Объем работы. Диссертация изложена на 234 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав обзора литературы, 7 глав экспериментальной части, выводов, статистической обработки урожайных данных и приложения (из 13 таблиц), включает 42 таблицы, 12 рисунков. Список использованной литературы представлен 292 наименованиями, в том числе 35 иностранных.

Объекты исследования. Изучение баланса азота удобрений в системе «почва-лугопастбищные травы» проводилось в 1975—1978 гг. при использовании общемеченной ¹⁵NH₄¹⁵N0₃, а также Ca(¹⁵N0₃)₂, (¹⁵NH₄)₂S0₄, CO(^lsNH₂)₂ на пойменном пастбище 6—9 года пользования с двойным водорегулирова-нием. Травостой, сформировавшийся в условиях ежегодного применения только фосфорно-калийных удобрений, состоял из злаков на 70—80%. доля разнотравья составляла 18—27%, сохранилось до 4% бобовых (клевер белый). Систематическое внесение азотных удобрений привело к полному выпадению бобовых, в травостое доминировали злаки (91—99%), а доля разнотравья составляла менее 10%. Среди злаков преобладали ежа сборная, мятлик луговой и овсяница луговая, остальные были представлены тимофеевкой луговой, лисохвостом луговым и пыреем ползучим. Разнотравье представлено в основном одуванчиком лекарственным и будрой плющевид-нон. Почва опытного участка деряово-аллювиальная, слолс-

тая, легкосуглинистая. Содержание гумуса по Тюрину и общего азота по Кьельдалю и слое 0—33 см составляло 3,52 н 0,19%,.рН солевой вытяжки 6,1, гидролитическая кислотность и сумма поглощенных основании 1,6 и 21,0 мг-экв на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями — 93%, легкогидро-лизуемый азот по Тюрину и Кононовой — 2,81 мг на 100 г почвы, подвижный фосфор по Кирсанову и обменный калий по Масловой соответственно 2,1 и 13,9 мг на 100 г почвы.

Условия и методы проведения экспериментов. Исследования проводились на базе стационарного' полевого опыта кафедры луговодства ТСХЛ па культурном пастбище, созданном в 1972 году после проведения мелиоративных и культуртех-ннческих работ на участке центральной поймы р. Дубны, расположенной на территории совхоза «Константнновский» Загорского района Московской области. Средняя глубина заложения гончарных дрен 120 см. Орошение проводили установкой ДШ-25-300. За вегетационный период 1975 г. было проведено три полива: 22 мая с поливной нормой 300 м³/га, 28 июня 150 м³/га и 21 июля 300 м"Уга, общая оросительная норма за сезон составила 750 м³/га. В 1976, 1977 и 1978 гг. необходимость в поливе не возникала.

Полевой опыт. Стационарный полевой опыт заложен в одном из загонов культурного пастбища методом рендомнзиро-ванных повторений, повгорность четырехкратная, общая площадь делянки — 105 м², учетная площадь — 80 .м². В опыте с 1972 г. изучалась эффективностьприменения на фонеР80К120 различных норм (180—360N) и кратности внесения азотных удобрений в зависимости от орошения (Ыейгебаур, 1974; Чернуха, 1976). Нами с 1975 года было продолжено изучение эффективности и отчуждения с урожаем трав азота аммиачной селитры, применявшейся в норме 180N в три (по 60N весной и после 2 и 4 учетов урожая) и пять (по 36N весной и после 1, 2, 3 н 4 отрастаний трав) сроков на орошаемом фоне.

Мелкоделяночные опыты. С целью изучения размеров отчуждения с урожаем пастбищных трав азота почвы и азота удобрения и условиях его систематического применения в 1976 и 1978 гг. на делянках одной из повторностей вариантов полевого опыта с трех- и пятикратным внесением 180N равными дозами были заложены мелкоделяночные опыты. Общемеченый азотнокислый аммоний с исходным обогащением 2—5 ат. % вносился . на делянки в 1 м². Учет урожая и отбор растительных проб для аналитических работ проводился с площади 0,25 м², располагавшейся в центре опытной делянки с меткой.

Микрополевые опыты. Опыты предназначались для изучения баланса меченого азота удобрений и ежегодно закладывались на делянках фоновых вариантов по.тевого опыта. Лзот-

ные удобрения с исходным обогащением 25—33 ат. % ^lSN вносились на делянки площадью 0,25 м² (50x50 см), которые были ограничены по периметру металлическим каркасом на глубину 30 см.

На микроделянках, где в 1975 г. в наших опытах азот применялся нормой 180N равными дозами в три срока и в опытах кафедры луговодства ТСХЛ нормами 180 и 360N в пять сроков в течение последующих двух вегетационных периодов 1976 и 1977 гг., было прослежено за отчуждением с урожаем трав оставшегося в почве и корнях меченого азота удобрения.

Повторность мелкоделяночных и микрополевых опытов при их закладке определялась программой исследований. При проведении каждого учета урожая была предусмотрена четырехкратная, в том числе с ¹⁵N двукратная повторность.

Учет урожая трав при наступлении их пастбищной спелости во всех опытах проводили скашиванием на высоте 5—

7 см от поверхности почвы. В микрополевых опытах, кроме
растительных образцов, со всей площади делянок на глубину
30 см отмывались корни и отбирались почвенные образцы для
анализа.

Аналитические работы выполнялись на кафедре агрохимии ТСХА и агрохимической опытной станции имени Д. Н. Прянишникова. В растительных образцах (отчуждаемом корме и корнях с надземными растительными остатками) определяли содержание общего азота методом Кьельдаля и Иодльбауэра.

8 свежих почвенных образцах определяли содержание мине
рального (аммонийного и нитратного) азота по Кьельдалю,
а в воздушно-сухих почвенных образцах—содержание общего
азота. Изотопный состав азота почвенных и растительных об
разцов (после соответствующей их подготовки) определялся
инженерной группой кафедры агрохимии ТСХЛ на масс-спект
рометре МИ-1305.