Антропогенная трансформация азота агродерново-подзолистых почв (по результатам исследований в длительном полевом опыте)
Автор: Пономарва Е.С., Шестаков И.Е., Завьялова Н.Е.
Журнал: Антропогенная трансформация природной среды @atps-psu
Рубрика: Проблемы аграрной среды и рациональное землепользование
Статья в выпуске: 3, 2017 года.
Бесплатный доступ
В длительном полевом опыте изучено влияние возрастающих доз полного минерального удобрения на содержание различных форм азота в агроземах и агродерново-подзолистых почвах. Показано, что длительное применение комплексных удобрений в возрастающих дозах является эффективным способом оптимизации азотного режима агрозёмов и агродерново-подзолистых почв и улучшает азотное питание растений. Вместе с тем отмечена постепенная деградация с/х почв в сравнении с природным фоном.
Длительный полевой опыт, дерново-подзолистая почва, почвенный горизонт
Короткий адрес: https://sciup.org/147226808
IDR: 147226808
Текст научной статьи Антропогенная трансформация азота агродерново-подзолистых почв (по результатам исследований в длительном полевом опыте)
zu го г. на территории опыта оыло заложено 4 почвенных разреза, на делянках с разными дозами минерального удобрения. основу которого составляет азот, фосфор и калий. В качестве контроля был взят один разрез слабо измененной дерново-подзолистой почвы без признаков сельхоз воздействия, с территории расположенной под смешанным лесом (рис. 1). Из разрезов были погоризонтно отобраны образцы, подвергнутые затем аналитической проработке.
Рисунок 1. Место размещения пробных площадок
(цифрами указаны варианты опыта: 1 - севооборот с внесением комплексного удобрения NPK в дозе 0 кг/га, 2 -севооборот с внесением комплексного удобрения NPK в дозе 60 кг/га, 3 - севооборот с внесением комплексного удобрения NPK в дозе 90 кг/га, 4 - севооборот с внесением комплексного удобрения NPK в дозе 150 кг/га, 5 -незатронутая агропедогензом слабонарушенная дерновая-подзолистая почва (смешанный лес)
Антропогенное воздействие на окружающую среду возникающее в результате хозяйственной деятельности человека, в корне меняет все процессы сложившиеся в почвенном покрове. Одним из самых ранних и масштабных видов такого воздействия человека на почву является сельское хозяйство. Наиболее заметно проявление агрогеной трансформации почвенного покрова на пахотных землях, доля которых в земельном фонде России составляет около 10% [2.7-10].
Интенсификация земледелия неразрывно связана с использованием удобрений. Органические и минеральные удобрения представляют сильное средство воздействия на почву. её химические, физические и биологические свойства.
Как правило, все необходимые растениям питательные элементы, в естественных почвах без удобрений поступают из материнских пород, но азот исключение. Азот - один из важнейших элементов минерального питания растений. Он необходим для роста растений, образования белков, нуклеиновых кислот, хлорофилла и других органических веществ [1] =
Широкое применение азотных удобрений -надежное и наиболее действенное средство повышения плодородия почвы, однако некоторые удобрения оказывают отрицательное действие на свойства почвы и окружающую среду [3].
Объекты и место исследований
Исследование трансформации азотного фонда агро дерново-подзолистых почв проводили в длительном полевом опыте Пермского Научно Исследовательский Института Сельского Хозяйства расположенного в с. Лобаново Пермского района в
Таблица 1
Фракционный состав азота дерново-подзолистой почвы длительного опыта
|
Вариант |
Горизонт |
Общий азот, мг/кг |
Негидролизуемый азот |
Трудногидролизуемый азот |
Легкогидролизуемый азот |
Минеральный азот |
||||
|
мг/кг |
% ОТ ^обш |
мг/кг |
% от ^обш |
мг/кг |
% ОТ N06m |
мг/кг |
% от N06m |
|||
|
l.(NPK)0-. контроль |
1(0-10) |
1407 |
896 |
63,7 |
352,8 |
25,1 |
139,3 |
9,9 |
18,9 |
1,3 |
|
2(15-25) |
1442 |
874,2 |
60,6 |
439,6 |
30,5 |
113,4 |
7,9 |
14,8 |
1,0 |
|
|
3(32-42) |
812 |
607,72 |
74,8 |
109,2 |
13,4 |
82,6 |
10,2 |
12,48 |
1,5 |
|
|
4(50-60) |
700 |
532,9 |
76,1 |
103,6 |
14,8 |
55,8 |
8,0 |
7,7 |
U |
|
|
2. (NPK)60 |
1(0-10) |
1582 |
950,8 |
60,1 |
428,4 |
27,1 |
169,3 |
10,7 |
33,5 |
2,1 |
|
2(15-25) |
1372 |
701,2 |
5U |
511,5 |
37,3 |
133 |
9,7 |
26,3 |
1,9 |
|
|
3(32-42) |
840 |
499,6 |
59,5 |
238 |
28,3 |
82 |
9,8 |
20,4 |
2,4 |
|
|
4(50-60) |
700 |
419,8 |
60,0 |
184,8 |
26,4 |
71,4 |
10,2 |
24 |
3,4 |
|
|
3. (NPK)90 |
1(0-10) |
1694 |
1014.3 |
59.9 |
448 |
26,4 |
197,7 |
И,7 |
34 |
2,0 |
|
2(15-25) |
1302 |
709,4 |
54,5 |
439,6 |
33,8 |
127,9 |
9.8 |
25.1 |
1,9 |
|
|
3(32-42) |
430 |
125,5 |
29.2 |
173,6 |
40,4 |
110,6 |
25.7 |
20,3 |
4,7 |
|
|
4(50-60) |
434 |
71,2 |
16.4 |
285,6 |
65,8 |
67,2 |
15,5 |
10 |
2,3 |
|
|
4. (NPK)150 |
1(0-12) |
2349 |
1503.1 |
64.0 |
500,3 |
21,3 |
316,4 |
13,5 |
29,2 |
1,2 |
|
2(15-25) |
1764 |
1096.6 |
62.2 |
454,8 |
25,8 |
196 |
ИД |
16,6 |
0,9 |
|
|
3(32-42) |
938 |
553 |
59.0 |
226,8 |
24,2 |
135,8 |
14,5 |
22.4 |
2,4 |
|
|
4(50-60) |
1764 |
1494.2 |
84.7 |
173,6 |
9,8 |
68,6 |
3.9 |
27,6 |
1,6 |
|
|
5. Лес |
1(0-10) |
2921 |
1908.9 |
65.4 |
621,6 |
21,3 |
362.8 |
12,4 |
27,7 |
0,9 |
|
2(12-22) |
915 |
509.6 |
55,7 |
254,8 |
27,8 |
126,2 |
13,8 |
24.4 |
2,7 |
|
|
3(28-38) |
882 |
559.6 |
63.4 |
173,6 |
19,7 |
121,8 |
13,8 |
27 |
3,1 |
|
|
4(50-60) |
840 |
599 |
71.3 |
126 |
15,0 |
88.2 |
10.5 |
26.8 |
3.2 |
|
Результаты иследования. Азотный фонд агрозёмов и агродерново-подзолистых почв длительного стационарного опыта представлен в среднем на 60 % негидролизуемыми и на 27 % трудногидролизуемыми формами азота. Содержание легкогидролизуемого азота в исследуемой почве относительно высокое (7,9 - 25,7 % от общего N), что свидетельствует о хорошей обеспеченности почвы подвижным азотом. Доля органического азота в зависимости от варианта опыта варьирует от 96,8 до 99,1 % от общего, а минерального от 3,2% на верхних горизонтах до 0,9% на нижних.
Внесение полного минерального удобрения увеличило содержание всех форм азота в почве, в частности содержание общего азота в верхнем горизонте возросло с 1407 мг/кг на контроле до 2349 мг/кг на варианте (NPK)150 (табл. 1). Так же следует отметить возрастание доли минерального и легкогидролизуемого с повышением дозы NPK, что важно для обеспечения растений доступными формами азота.
Выявлено, что в горизонтах с внесением разного количества удобрений просматривается следующая тенденция: чем ниже расположен горизонт, тем меньше в нём азота мг/кг.
Преобладающее количество азота находится в форме органических соединений, и только небольшое его количество в минеральных формах, непосредственно доступных растениям. Урожайность сельскохозяйственных культур напрямую зависит от содержания в почвенном растворе доступных минеральных форм азота.
Установлено, что длительное применение возрастающих доз полного минерального удобрения привело к увеличению содержания минерального азота. На варианте (NPK)60 и (МРК)90 содержание данной формы азота почти в 2 раз выше, чем на контроле (рис.2). Данное распределения азота по горизонтам соответствует дерново-подзолистым почвам и имеет одинаковую тенденцию.
—ф-(нрк)о
-■-(NPK)60
-*-(NPK)90
-«-(NPK) 150
Ж Лесная почва
Рисунок 2. Распределение минерального азота по горизонтам
Доза NPK 60 и 90 кг действующего вещества на гектар посевной площади является достаточной для обеспечения питания культурных растений. Более высокие дозы NPK приводят к непроизводительным потерям азота и загрязнению окружающей среды.
Лесная почва богаче азотом, что связанно с поступлением в нее большого количества опада лиственных и хвойных деревьев, содержащих этот элемент.
Выводы. Длительное применение полного минерального удобрения в возрастающих дозах является эффективным способом оптимизации азотного режима агрозёмов и агродерново-подзолистых почв, приводит к увеличению содержания гидролизуемых форм, и как следствие повышает подвижность азотсодержащих соединений, но существенно не изменяет соотношение фракций азота, характерное для данного типа почв.
Полученные результаты позволяют утверждать, что внесение ирк в возрастающих дозах приводит к улучшению азотного питания растений. А длительное сельскохозяйственное использование почвы без внесения удобрений привело к ее истощению. Содержание всех форм азота ниже чем в лесной почве практически в два раза, что сведетельствует о постепенной деградации почв.
Трансформация азотного фонда пахотных дерново-подзолистых почв при внесении комплексных минеральных удобрений, содержащих ирк, протекает в направлении увеличения подвижности азотсодержащих соединений.
Список литературы Антропогенная трансформация азота агродерново-подзолистых почв (по результатам исследований в длительном полевом опыте)
- Агрохимия. Под ред. Б.А. Ягодина. М.: Мир, 2004. 584 с.
- Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 341 с. (электронный ресурс) URL: http://istina.msu.ru/publications/book/1833 907/ (дата обращения 20.05.2017)
- Методические указания по проведению иследованний в длительных опытах с удобрениями, часть 1, под редакцией академика ВАСХНИЛ В.Д. Панникова, Москва, 1975 г., 160 с.
- Методы определения общего азота ГОСТ 26107 - 84
- Методы определения содержания нитратов и нитритов ГОСТ 13496,19 - 93
- Экологическое земледелие с основами почвоведения и агрохимии. СПб.: Изд-во «Лань», 2014. 224 с.
- Бузмаков С.А. Актуальные вопросы антропогенной трансформации экосистем // Антропогенная трансформация природной среды. 2011. № 1. С. 11-16.
- Бузмаков С.А., Андреев Д.Н., Хотяновская Ю.В., Дзюба Е.А. Экологическая диагностика антропогенной трансформации экосистем // Теория и методы исследования в естественный науках. Сборник научных статей по материалам Международной научно-практической конференции. Главный редактор И.С. Копылов. 2016. С. 171 -178.
- Бузмаков С.А., Воронов Г.А. Основные подходы в определении качества окружающей среды // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18. № 2-2. С. 587-590.
- Бузмаков С.А., Овеснов С.А., Кувшинская Л.В., Кулакова С.А. Деградация и загрязнение земель в районе совместного природопользования сельского хозяйства и нефтяной промышленности // Географический вестник. 2007. № 1 -2. С. 180-184.
