Введение к работе
Актуальность проблемы. Необходимым условием эффективного использования все более возрастающих доз минеральных удобрений на кислых дерново-подзолистых почвах является известкование. Однако известковых удобрений в настоящее время производится недостаточно. В постановлении июльского (1978 г.) Пленума ЦК КПСС «О дальнейшем развитии сельского хозяйства СССР» принято, что в ближайшее время необходимо решить вопрос о достаточном производстве извести, особенно для нужд Нечерноземной зоны. В связи с этим важное значение приобретает изыскание резервов известковых материалов, одним из которых являются отходы металлургической промышленности—мартеновские шлаки. Исследования показывают, что шлаки по действию на урожай сельскохозяйственных культур и их качество не уступают извести, а в ряде случаев даже превосходят ее. При этом вопросы рационального использования мартеновских шлаков на различных уровнях минерального питания изучены еще недостаточно. Кроме того, при известковании дерново-подзолистых почв, которые характеризуются низким содержанием азота, важное значение приобретает изучение вопросов, связанных с влиянием шлака на превращение азотных удобрений в почве, на использование растениями азота почвы и внесенных удобрений. Вопросы азотного питания растений при известковании почвы шлаком являются в настоящее время совершенно неизученными. Изучение этих вопросов имеет важное теоретическое и практическое значение.
Цель исследований. Цель наших исследований заключалась в изучении следующих вопросов:
-
Сравнительная эффективность шлака и извести на различных уровнях минерального питания.
-
Изменение агрохимических свойств почвы под влиянием удобрений, шлака и извести.
-
Азотное питание растений при известковании почвы шлаком и известью.
-
Экономическая эффективность шлака и извести в зависимости от уровня минерального питания.
Пососі і;.ьи=і(йкжаі впадсггп гл ;і д. ї^^ліста
*мш&_
Научная новизна работы. Научная значимость результа-татов исследования состоит в том, что впервые получены данные по сравнительной эффективности различных доз шлака и извести в зависимости от уровня азотного питания, а также впервые с использованием стабильного изотопа 1SN проведено детальное изучение влияния шлака в сравнении с известью на превращение азотных удобрений в дер ново-подзол и стой почве: определены размеры использования растениями азота из удобрений, их иммобилизация и потери. Показана динамика распределения азота удобрения по фракциям органического вещества почвы при внесении шлака, а также влияние его на размеры использования растениями иммобилизованного азота удобрения в последействии.
Практическая ценность и реализация результатов исследования. Результаты исследования могут быть использованы при составлении системы применения удобрений на кислых дерново-подзолистых почвах, для известкования которых в качестве известкового материала будет использован мартеновский шлак. Полученные экспериментальные данные по балансу азота могут быть использованы для обоснования доз азотных удобрений в условиях известкования почвы шлаком, с учетом влияния его на размеры использования растениями азота удобрения и усвоения азота почвы;
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на IV конференции молодых ученых Института агрохимии и почвоведения АН СССР, г. Пушино в 1978 году и на научной конференции ТСХА в 1978 году.
Объем работы. Диссертация изложена на 142 страницах машинописного текста, включая 4 рисунка и 28 таблиц. Вспомогательный материал диссертации представлен в 21 приложении. Список использованной литературы включает 315 наименований, в том числе 55 иностранных.
Условия и методика исследований. Экспериментальная работа включает 3 многолетних полевых, 3 вегетационных опыта, два из них многолетних, а также лабораторный опыт и лабораторные исследования, выполненные в течение 1974— 1978 гг. в совхозах Удмуртской АССР и на кафедре агрономической и биологической химии ТСХА.
Два многолетних полевых опыта были проведены в ОПХ «Уромское» Малопургинского' района УАССР. Первый полевой опыт был заложен на дерново-подзолистой сред несу глинистой почве в звене прифермского севооборота, в котором воз-делывались в 1975 и 1977 гг. кукуруза на силос (Буковин-ская ЗТВ), в 1976 году—смесь горох—овес—подсолнечник на силос (Красноуфнмский 70, Золотой дождь, Маяк). Опыт заложен по схеме, представленной в табл. 2, повторность опыта 4-кратная, площадь опытной делянки 100 м2, учетной — 68 ма. 2
Второй полевой опыт был заложен на дер ново-подзолистой супесчаной почве в звене полевого севооборота с чередованием культур:: гречиха (Богатырь) в J975 году, ячмень (Крас-ноуфимскнй 95) в 1976 году ii смесь горох — подсолнечник (Красноуфимский 70, Маяк) на силос в 1977 году. Опыт проведен по схеме, включающей 22 варианта {табл. 4), в 3-кратной повторності!, площадь опытной делянки 60 м2, учетной —
Таблица I Агрохимическая характеристика исходных почв в опытах
(>Нсо4-
%
Полевой опыт J* I, ОПХ «Уромское», VACCP, 1975—1977 гг.
0,131
4.8
Полевой опыт JU 2, ОПХ «Уромское», УАССР, 1973—1977 гг.
0,088
Полевой опыт tk 3, Сарапульский совхоз-техникум, 1975—1977 гг.
0,107
4,8
0.С0
2,7
8.0
10,0
Вегетационный опыт J6 I, 1974—1977 гг.
4.2
7.0
4.5
Вегетационные опыты .NW& 2, 3, лабораторный опыт, 1978—1977 гг.
0.088
3.8
1.0
7.5
Третий многолетний полевой опыт, проводился в течение 1975—1977 годов на дерново-подзолистой ереднесуглинистой почве Сарапульского совхоза -техникума УЛССР. Схема опыта представлена в табл. 3. Опытная культура — ячмень {Красно-уфимский 95), повторності. 4-кратная, площадь опытной-делянки.100 мЛ учепгой —68 м2,
Минеральные удобрения в виде аммиачной селитры, суперфосфата и хлористого калия вносились ежегодно согласно схеме опытов. Дли известкования: почв в полевых опытах использовали мартеновский шлак Ижевского металлургического комбината со следующим химическим составом: СаО — 40,0. MfeO— 8.2%, МпО—4,7%, Si02— 14,3%, Fe203 — 6,8%, FeO — 14,0%, ЛЬОз — 6,2%, Ps05— 1,0%, Действие и последействие шлака изучалось в сравнении с известью п форме доломитизироваиной известняковой муки. Агрохимическая характеристика исходной почвы опытов дана в табл. 1.
В период проведения полевых опытов (1975—1977 гг.) метеорологические условия,' за исключением 1975 года, были вполне благоприятны для роста к развития сельскохозяйственных растений.
Первый вегетационный опыт был проведен в течение 1974— 1977 годов на дерново-подзолистой среди ссу глинистой почве Рузского района Московской области (бивший учхоз «Дубки). Для проведения опыта были использованы полиэтиленовые сосуды на б кг почвы, повторность опыта 3-кратная^ Азотное удобрение в виде аммиачной селитры в дозе 600 и 1200 мг/еосуд вносили ежегодно согласно схеме опыта (табл. 5). Во втором и третьем вегетационных опитах была использована неокультуренная дерново-подзолистая средне-суглинистая почва с Лесной дачи ТСХЛ, опыты были проведены в стеклянных сосудах на 2,5 кг почвы. Второй вегетационный опыт был заложен в 6-кратной повторності!. Азот в дозе 230 и 460 мг/сосуд вносили в виде немеченой и меченной 1SN аммиачной селитры (обогащение в 1976 г.— 16,37 ат.%, 1977 г. — 16,42 ат.%) в зависимости от цели исследования.
Первый и второй вегетационные опыты проведены с райграсом многоукосным. В третьем вегетационном опыте повторность в начале опыта 8-кратная, к моменту уборки ячменя —ї-кратная, В фазы кущения (через 16 дней) и колошения (через 58 дней) для изучения динамики потребления растениями азота почвы и удобрения убирали по 2 сосуда. Лзот в опыте, внесен в виде меченного 1SN сульфата аммония (обогащение 14,10 ат.%) в дозе 300 мг/сосуд (табл.6). Во всех всгетаииокнык опытах калийное удобрение вносилось в виде раствора хлористого калия, а фосфорное — в виде порошка суперфосфата ежегодно согласно схеме опытов. Известкование в вегетационных опытах проводили известью и шлаком Ижевского металлургического комбината.
В растительном материале после сырого озоления методом Гинзбург и др. в одной наисске определяли содержание фосфора колориметрически по Труогу-Мейеру, калия—на пламенном фотометре. Общий азот в растениях определяли методом Кьельдаля-Подльбауэра, белок —но Бзрнштейну, сахара—по
4 *
Бертрану (Петербургский, 196S), Агрохимические зналИзь! почв в смешанных образцах проводились по общепринятым, методам. Содержание общего азота в почве определялось методом Кьельдаля-Подльбауэра, а минеральные формы (N— NH4, N—N03) — в вытяжке 0,25 н, КО. Фракции почвенного органического азота выделяли методом последовательного двухступенчатого кислотного гидролиза (Андреева и др., 1973; Андреева, Щеглова, 1977). Анализ изотопного состава образцов проводился на масс-спектрометре МИ-І305.