Нитрификационная способность почв России
Рассмотрим примеры исследований нитрификационной способности почв в России и для сравнения за рубежом.
В Днепропетровском проектно – технологическом центре охраны плодородия почв и качества продукции проводились исследования на трех типах почв − чернозема обыкновенного малогумусного, лугово-черноземной почвы, луговой почвы − изучалась кинетика образования нитратного азота в условиях различных температур и влагосодержания этих почв [Жученко С.I., 2010].
В проведенном лабораторном эксперименте использовалась данная методология обработки результатов, что позволило получить набор величин, определяющих скорость и суммарную емкость процесса нитрификации, которые в дальнейшем использованы в расчетах количества образовавшегося в почве N-NO3 - в привязке к температурному режиму и влагосодержанию в почве [ДСТУ 4727-2007].
Используя принципы ферментативной кинетики и классической термодинамики, можно значительно повысить информативность результатов. Преобразовав в соответствии нитрификации и температуры воздуха (21 °С и 28 ºС), получились близкие к линейным (y = - 0,086x + 0,2837; y = - 0,0419x - 0,4628) зависимости с высоким коэффициентом значимости r = 0,99 [Жученко С.I., 2010].
В Гродненском государственном аграрном университете (Беларусь) проводились исследования дерново-подзолистых почв в условиях длительного применения повышенных норм удобрений [Тарасенко С.А., 2009]. Выявлено, что длительное применение органических, минеральных и известковых удобрений в значительной степени изменяет биологическую активность почв. Наблюдалось увеличение способности почвенных ферментов осуществлять окислительно-восстановительные реакции – активность каталазы возросла на 16-30 % [Тарасенко С.А., 2009]. Ферменты, осуществляющие превращения мочевины (уреазы), свою активность не изменили, что связано содержанием амидной формы азота в легких почвах, где она не накапливается в процессе вегетации сельскохозяйственных растений и быстро нитрифицирцируется до нитратов. Это проявляется в изменении нитрификационной способности почв, которая за десятилетний период возрос на 32-37 % [Тарасенко С.А., 2009].
|
|
|
Россия занимает первое место в мире по площадям земель, находится в пятерке лидирующих стран по площади пашни и природным ресурсам, имея необходимые природные условия для обеспечения продовольственной безопасности страны [Романенко Г.А., 2008]. Однако по эффективности использования земельных ресурсов, по продуктивности пашни в 2-3 раза отстает от стран с сопоставимыми площадями (США, Китай) и от среднего мирового уровня [Романенко Г.А., 2008].
|
|
|
Плодородие почвы в свою очередь формируется из совокупности агрохимических показателей, которые определяют при агрохимической характеристике почвы (чаще определяют содержание органических веществ, обменного калия и подвижного фосфора, кислотность почвы, сумму обменных оснований). Наиболее сложным является оценка подвижных форм азота в почвах, поэтому чаще всего данный показатель не указывают. Разработано множество аналитических методов определения форм почвенного азота [Кирюшин В.И., 2005]. Однако по разным причинам они не были внедрены в систему государственного мониторинга плодородия земель России. Наиболее перспективным методом оценки содержания подвижных форм азота в почве является их нитрификационная способность [Кирюшин В.И., 2005].
Изучением нитрификационной активности почв при разных условиях агротехнического влияния занимался Щур А.В. (Белорусско-Российский университет, г. Могилев). В проведенных исследованиях изучалось изменения нитрификации почв под влиянием различных способов обработки почвы и различных вариантов внесения удобрений и влияние двух способов обработки почвы (вспашка, дискование) при возделывании пелюшко-овсяно-райграсовой смеси, картофеля, ячменя с подсевом клевера. Наиболее высокая нитрификационная активность почвы отмечалась в апреле до закладки опыта (88-92 мг/кг почвы в первый год эксперимента, 72-77 мг/кг почвы во второй год опыта), что свидетельствует о подходящих условиях для превращения азотных соединений и накопления нитратного азота в этот период. После уборки пелюшко-овсяной смеси содержание нитратного азота в первом году опыта уменьшилось в 2,3 раза, а во втором – в 1,3. Показатели нитрификационной активности при вспашке в среднем за 2 года по всем вариантам были ниже на 6,8 %, чем на вариантах с дискованием. Наиболее высокая нитрификационная активность почвы под картофелем, как и под пелюшко-овсяно-райграсовой смесью, наблюдалась в апреле (69-77 мг/кг почвы в первом году опыта и 81-154 мг/кг во втором) [Щур А.В., 2015]. Внесение минерального удобрения на навозном фоне (40 т/га) способствовало значительному накоплению нитратов: в варианте 40 т + NPK до 97,7 (с оборотом пласта) и до 134,9 мг/ кг (без оборота пласта) по сравнению с контролем (72,4-77,6 мг/кг) [Щур А.В., 2015].
|
|
|
В Белгородском научно-исследовательском институте сельского хозяйства в опыте проводились исследования плодородия почв чернозема типичного. Влияние способов основной (вспашка, безотвальная и минимальная) обработки почвы в плодосменном и зернопропашном севооборотах с применением минеральных (азофоска – N90P60K60) и органических удобрений (навоз – 40 т/га). Нитрификационная способность на варианте без удобрений была самой низкой в плодосменном севообороте под вспашкой – 44,7 мг/кг, такая же ситуация наблюдалась и в зернопропашном севообороте – 54,7 мг/кг. Применение минеральных удобрений увеличило нитрификационную способность на всех вариантах, за исключением варианта с минимальной обработкой. Внесение органических удобрений положительно повлияло на нитрификационную способность на варианте со вспашкой. Совместное внесение удобрений как минеральных и органических оказывает большое влияние на нитрификациионную способность чернозема типичного. Лучшими показателями являются в плодосменном севообороте [Ореховская А.А., 2016].
|
|
|
В научной работе Цыгановой Н.А. проведено исследование окультуривания дерново-подзолистых почв разных по генезису и длительное применение удобрений на хорошо окультуренных почвах [Цыганова Н.А., 2016].
Верхние горизонты целинных аналогов изучаемых почв характеризовались слабой нитрификационной способностью (3-14 мг/кг) низким содержанием легкогидролизуемых (15-3 3 мг/кг) и минеральных (7-16 мг/кг) соединений азота [Цыганова Н.А., 2016]. Это служит еще одним подтверждением не благоприятности азотного режима легких дерново-подзолистых почв. Нитрификация в нижней части профилей крайне слабая (0-6 мг/кг) и сохранялась на уровне целинных аналогов пахотном слоем. Содержание легкогидролизуемого азота и нитрификационная способность имели тенденцию к увеличению [Цыганова Н.А., 2016]. Более заметные положительные изменения рассматриваемых показателей азотного состояния наблюдались на стадии средней и, особенно, хорошей окультуренности [Цыганова Н.А., 2016].
Изучение динамики подвижных форм азота в полях севооборота на дерново-карбонатной почве (Иркутская область), было проведено исследование миграции нитратов и аммиака и сохранение их в почве в осенне-зимний период Мальцевым В.Т.
Главным фактором, влияющим на перемещение минерального азота вниз по профилю почвы, является водопроницаемость и осадки, выпадающие в течение теплого времени года. Дерново-карбонатные почвы обладают очень высокой водопроницаемостью [Мальцев В.Т., 1966].
Установлено, что миграция нитратов вниз по профилю в дерново-карбонатной почве имеет место в поле пара и частично кукурузы и происходит она в июле-августе, совпадая с максимальным выпадением осадков [Мальцев В.Т., 1966].
В весенний период, когда количество нитратов в пахотном слое невелико и осадков выпадает мало, в нижних горизонтах (30-100 см) было найдено небольшое количество нитратного азота до 4,8 мг/кг [Мальцев В.Т., 1966]. По мере накопления нитратов в пахотном слое и увеличении количества осадков, возрастает и миграция нитратного азота в нижние горизонты [Мальцев В.Т., 1966]. Нитрификация в слое 30-100 см в июле-сентябре увеличилось в 15 раз по сравнению с майским содержанием и составило 47-64 % от общей нитрификации в метровом слое [Мальцев В.Т., 1966].
По мере уменьшения осадков отмечено уменьшение выноса нитратов в нижние горизонты. Перемещение нитрификации вниз хорошо коррелировало с движением влаги в почве [Мальцев В.Т., 1966].
В одной из многочисленных научных работ академика Антипова-Каратаева И.Н. было посвящено изучению исследования физико-химических и агрономических свойств почв Южного берега Крыма [Антипов-Каратаев И.Н., 1929]. Академиком было изучено интенсивность процесса нитрификации от генезиса почвы. Исследование процесса нитрификации и влияние на нее органических удобрений в темно-серой лесной почвы было приурочено к опытному участку отдела лекарственных и технических растений Никитского Сада. Наблюдения показали, что процесс нитрификации совершается исключительно в поверхностном слое почвы. Результаты данного исследования свидетельствуют о том, что на свободных и разрыхляемых участках этот процесс распространяется глубже, но накопление нитратов совершается также главным образом в самом поверхностном слое почвы 0-10 см; в следующем горизонте, 10-25 см, наблюдаются меньшие количества нитратов, причем на делянке № 2, расположенной ближе к подошве склона, различие в содержании нитратов в указанных слоях проявляется более контрастно [Антипов-Каратаев И.Н., 1929].
В научной деятельности Кидина В.В. проводились исследования горизонтов (Ап, А2В и В) дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы, изучались рыхления почвы при разных режимах аэрации интенсивность дыхания почвы, процессов нитрификации и денитрификации.
Выявлено, что условия аэрации воздействуют не равномерно на интенсивность протекания нитрификации в почве пахотного и подпахотных горизонтов. Снижение концентрации О2 в воздухе до 5% оказывало негативное действие на нитрификацию, вследствие чего более 60% внесенного азота оставалось в аммонийной форме. В почвах с целостной структурой, отобранных из горизонтов 30-40 и 60-70 см, нитрификация N-NН4+ протекала достаточно медленно и практически не зависела от концентрации О2 в надпочвенном воздухе в диапазоне 5 – 21%. К концу опыта (45 дней) в этих почвах 85-98% N-NН4+ оставалось в аммонийной форме.
Интенсивное рыхление почв способствовало перераспределению микроорганизмов в почве, что существенно повышало активность нитрификаци по сравнению с почвами с целостной структурой. В почве пахотного слоя, компостируемой в газовой среде с содержанием 21 и 10% О2, внесенный аммонийный азот (40 мг N-NН4+ на сосуд) был практически полностью нитрифицирован за 30 дней. Однако при компостировании этой почвы в газовой среде, содержащей 5% О2, нитрификация протекала менее интенсивно, вследствие чего к концу опыта (45 дней) в почве оставалось около 60% внесенного аммонийного азота. Более значительное влияние на интенсивность прохождения нитрификации оказывало рыхление почв подпахотных горизонтов А2В или В. При этом активность нитрификации в этих почвах обусловливалась в основном условиями аэрации во время компостирования и не зависела от глубины взятия почвы.
В Пермской государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова, проводились исследования биологической активности дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы [Мудрых Н.М., 2013]. Анализ исследуемой почвы показал, что процесс нитрификации как в пашне, так и в залежи была одинаково низкой и составила 0,8-1,4 мг N-NO3/кг почвы [Мудрых Н.М., 2013]. Самая низкая нитрифицирующая способность наблюдается в залежи, где условия для деятельности нитрификаторов менее благоприятные, из-за нехватки кислорода и очень низкого содержания гумуса в почве [Мудрых Н.М., 2013].
Исследования (1995-2006) азота текущей нитрификации в выщелоченных черноземах от разных условий увлажнения на посевах яровой пшеницы Абрамовым Н.В. было установлено, что количество азота текущей нитрификации существенно варьируется и составляет 60 кг/га. Максимум был отмечен в 1995 г. – 89 кг/га, что на 50% больше средних значений, в 1998 г. активность нитрификации достигла 46 кг/га [Абрамов Н.В., 2009].
Незначительная разница в количестве азота текущей нитрификации во влажные и сухие годы указывает на то, что интенсивность нитрификации зависит от осадков первой половины вегетации, когда температура почвы оптимальна для нитрифицирующей микрофлоры [Абрамов Н.В., 2009].
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 541; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!