Научный журнал

Успехи современного естествознания

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Сайфуллина Л.Б. 1 Курдюков Ю.Ф. 1 Шубитидзе Г.В. 1 Куликова В.А. 1

---

1 ФГБНУ «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока»

В статье рассматриваются вопросы природно-ресурсного потенциала минерального азота, особенности его сезонной динамики под посевами озимой пшеницы в севооборотах разной продолжительности и состава в условиях гидротермических режимов засушливого Поволжья. Изучалась динамика содержания нитратного азота и нитрификационной способности почвы в период вегетации. Среднемноголетние данные указывают на высокую корреляцию климатических режимов и содержания нитратного азота и нитрификационной способности почвы в первой половине вегетации озимой пшеницы (0,65–0,92), а также отрицательное влияние высоких среднемаксимальных температур на поверхности почвы на реализацию потенциала минерального азота в период весенних засух ((–0,65)–(–0,73)). При относительно низкой среднемесячной температуре апреля 2016 г. (температура воздуха – 10 °С; верхнего 5 см слоя почвы – 13,5 °С) и первых двух декад мая (соответственно 14,7–13,6 °С и 17,6–15,8 °С) и повышенном количестве выпавших осадков в мае месяце (77,2 мм) запасы нитратного азота на период отрастания озимой пшеницы под севооборотами составляли в среднем 5,42 мг/кг почвы и достоверно снижались по мере выноса азота растениями до 1,53 мг/кг почвы. При достаточно высокой для зерновых нитрификационной способности почвы (в среднем по севооборотам от 10,81 до 13,37 мг/кг почвы) в первой половине вегетации отмечались интенсивный рост и развитие растений, что заложило благоприятные условия для формирования урожая (4,0–5,6 т/га). Отмечено положительное влияние многолетних трав на развитие нитрификационной способности почвы, что определило прогрессирующий по сравнению с другими севооборотами рост фитомассы с последующим формированием повышенного урожая озимой пшеницы. Установлено превышение содержания азота в зерне с 9-польного зернотравопарового севооборота.

Статья в формате PDF

0 KB

климатические режимы

минеральный азот

нитрификация

севообороты

озимая пшеница

1. Мишустин Е.Н., Шильникова В.К. Биологическая фиксация атмосферного азота. – М.: Наука, 1968. – 531 с.

2. Сайфуллина Л.Б., Чуб М.П., Пронько В.В., Ярошенко Т.М., Климова Н.Ф., Журавлев Д.Ю. Изменение содержания общего углерода и азота в черноземе южном при длительном применении удобрений в Поволжье // Плодородие. – 2016. – № 4. – С. 19–23.

3. Шаповалова Н.Н., Шустикова Е.П. Мониторинг плодородия чернозема обыкновенного, сформированного под воздействием длительного применения минеральных удобрений // Состояние и перспективы агрохимических исследований в Географической сети опытов с удобрениями: материалы Международ. научн.-метод. конф. – М.: ВНИИА, 2010. – С. 131–134.

4. Сайфуллина Л.Б., Курдюков Ю.Ф., Шубитидзе Г.В., Воронцова О.А. Сезонная динамика содержания нитратного азота в паровых полях севооборотов // Сборник статей международной научно-практической конференции, посвященной 129-й годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова. – Саратов, 2016. – С. 53–55.

5. Добровольская Т.Г., Звягинцев Д.Г., Чернов И.Ю. и др. Роль микроорганизмов в экологической функции почвы // Почвоведение. – 2015. – № 9. – С. 1087.

6. Есаулко А.Н., Гречишкина Ю.И., Подколзин А.И. и др. Агрохимические обследования и мониторинг почвенного плодородия // Учебное пособие для студентов и аспирантов. – Ставрополь, 2009. – 252 с.

7. ГОСТ 26951-86. Почвы. Определение нитратов ионометрическим методом. – URL: http://docs.cntd.ru/document/1200023499.

8. ГОСТ Р (ИСО 5983:1997). Определение массовой доли азота и вычисление массовой доли сырого протеина. Метод Къельдаля. – URL: http://docs.cntd.ru/document/1200028421.

В условиях современного земледелия одним из основных факторов формирования качественного урожая стала обеспеченность агрокультур минеральными формами азота. Основными путями решения задачи являются введение парового поля в севооборотах, применение минеральных удобрений, запахивание сидератов, формирование структуры севооборотов, обработка и другие приемы.

Требования к агротехнологиям нового поколения подразумевают наряду с получением урожая заданного количества и качества эффективное использование природного потенциала питательных элементов при условии воспроизводства почвенного плодородия. Значительная часть минерального азота (до 70 %) в питании растений пополняется за счет естественных резервов почвы. Из минеральных удобрений используется в лучшем случае 75 % вносимого азота [1]. Длительный мониторинг плодородия чернозема обыкновенного и южного в Географической сети опытов с системами удобрений свидетельствует о разной степени снижения содержания валового азота почвы в зависимости от вносимых доз минеральных удобрений. Среднегодовое снижение его запасов в слое почвы 0–40 см в зернопаровом севообороте составляет от 15,10 до 30,30 кг/га. Внесение низких и средних доз минерального азота (N15 и N34) активизирует потери общего азота по сравнению с контролем. Применение высокой дозы минеральных удобрений стабилизирует запасы азота почвы [2, 3].

Разная доля пара в севооборотах и их состав определяют остаточное количество свежей растительной органики в почве и ее качественные характеристики. С введением многолетних трав в севообороты снижаются среднегодовые потери валового азота почвы с 27,2 до 21,2 кг/га [4].

Эффективность использования природного потенциала минерального азота почв связана с микробиологической активностью и определяется интенсивностью нитрификации, которая зависит от гидротермического режима, физико-химических условий почвенной среды, количества свежих органических остатков, характера использования пашни, а также определяется календарными сроками отбора образцов [5].

Цель данного сообщения:

– отразить динамику содержания нитратного азота и нитрификационной способности в условиях климатических режимов засушливой степи на черноземе южном под посевами озимой пшеницы;

– показать влияние состава севооборотов на нитрификационную активность почвы и особенности формирования фитомассы и урожая озимой пшеницы в течение вегетационного периода;

– выявить зависимость количественной и качественной характеристик урожая зерна озимой пшеницы от динамики нитрификации и накопления минерального азота в почве под разными севооборотами.

Материалы и методы исследования

Исследования выполнены в экспериментальном хозяйстве ФГБНУ «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока» в длительном стационарном опыте отдела земледелия по изучению видов полевых севооборотов. Наблюдения за динамикой содержания минерального азота и нитрификационной способностью почвы проводились в севооборотах разной продолжительности с разным набором культур, которые были заложены после двухлетних уравнительных посевов (вика, овес – яровая пшеница мягкая) и развернуты в пространстве и во времени. Зерно-паро-травяной 9-польный (пар черный, озимая пшеница, просо, яровая пшеница мягкая + многолетние травы, многолетние травы 1-го года пользования, многолетние травы 2-го года пользования, яровая пшеница твердая, яровая пшеница мягкая, яровая пшеница мягкая) и 2-польный зерно-паровой (пар черный – озимая пшеница) севообороты были заложены в 1985 г., 7-польный зерно-паровой (пар черный, озимая пшеница, яровая пшеница твердая, просо, яровая пшеница мягкая, яровая пшеница мягкая, яровая пшеница мягкая) – в 1974 г. Повторность вариантов в опыте 3-кратная, площадь делянок 360 м2.

Почва опытного участка – чернозем южный малогумусный среднемощный тяжелосуглинистый с содержанием гумуса в пахотном слое к моменту закладки опыта 4,8–5,1 %, валового азота 0,223 %, фосфора – в пределах 0,12–0,13 %, калия – 1,46.

С целью изучения влияния климатических факторов на особенности формирования запасов минеральных форм азота в условиях засушливых черноземных степей использовались многолетние наблюдения за гидротермическими режимами теплого периода года. В связи с изучением процессов нитрификации использовались среднемесячные показатели по количеству выпавших осадков и температуре за период, предшествующий отбору образцов. Использовались как многолетние, так и сезонные данные по динамике климатических режимов за вегетационный период 2016 г.

Пробы почвы отбирались из пяти точек по каждому варианту в слое почвы 0–30 см с последующим выделением среднего образца, образцы фитомассы и зерна отбирались в трехкратной повторности [6].

Нитрификационная способность после семидневного компостирования почвы и содержание нитратного азота определялись ионометрическим методом [7]. Содержание валового азота – по методу Кьельдаля после кислотного озоления [8].

Результаты исследования и их обсуждение

В условиях засушливого климата региона одним из актуальных вопросов является изучение закономерностей формирования потенциальной способности почвы к нитрификации и накопления запасов минерального азота в период вегетации растений. Эти процессы взаимосвязаны и имеют высокую отрицательную корреляцию в паровых полях (~ 0,9).

Благоприятные климатические условия для развития активной нитрификации на территории засушливых степей региона складываются в период прогревания почвы в весенний период при соответствующей влажности. Для чернозема южного малогумусного среднемощного тяжелосуглинистого оптимальными являются температура – 20–26 °С и влажность – 28,8 %, что составляет 60 % от полной полевой влагоемкости.

Согласно среднемноголетним данным, корреляция климатических режимов и содержания нитратного азота и нитрификационной способности почвы в вегетационный период составляет 0,52–0,56. Однако эта зависимость имеет более сложный характер, что связано с особенностями микробиологической активности почвы и динамикой выноса минерального азота фитомассой и урожаем (табл. 1).

Библиографическая ссылка