Азотный режим каштановых почв аридных территорий Сибири, Казахстана и Монголии

Земледелие, химизация и агроэкология / 07 декабря 2012


Сухостепная почвенно-климатическая зона охватывает значительные территории в азиатской части России (Кулунда и Горный Алтай в Западной, Хакасия и Тува в Средней, Забайкалье в Восточной Сибири), Казахстане (Северная часть) и Монголии. Степные криоридные почвы, среди которых преобладают каштановые, составляют основной фонд земель сельскохозяйственного назначения. В свое время освоение целины на этих территориях привело к увеличению пашни, которая используется для производства зерна и кормов.

Климат сухостепной зоны резко континентальный, короткое жаркое лето и продолжительная и очень холодная зима обуславливают глубокое промерзание почвы (до 3-4 м), что способствует накоплению холода и медленному прогреванию почв весной. Среднегодовое количество осадков – 110-260 мм, около 70-75 % из них выпадает за вегетацию. Сумма активных температур выше 10° составляет 1300-2300°.

Пахотный фонд сухой степи (около 1,5 млн.га) в основном представлен каштановыми почвами. Они содержат невысокое количество гумуса и подразделяются на темно-каштановые (3,5-4% гумуса в Апах.), каштановые (2,5-3,2%) и светло-каштановые (1,2-2,5%). По содержанию валовых фосфора и калия почвы относятся к потенциально богатым, однако их доступные соединения не всегда обеспечивают потребность культур.

Основным лимитирующим фактором продуктивности полевых культур на каштановых почвах является азот. Содержание валового азота невысокое (0,07-0,20%). Преобладающая его доля (93-95%) находится в составе органических и органоминеральных соединений, устойчивых к минерализации. Ступенчатый гидролиз азота этих соединений свидетельствует о значительной их гетерогенности (табл. 1). От 72 до 80% общего азота входит в состав неподдающихся гидролитическому разложению соединений (II и III фракций ГК и ФК, гумин, органоминеральные комплексы и фиксированный аммоний. Следовательно, эти соединения крайне инертны для участия в биологическом круговороте элемента.

Трудногидролизуемая фракция этих почв представлена азотом гумусовых кислот первых двух групп, связанных с более подвижными полуторными оксидами. Стабильность относительного содержания азота в этой фракции (11,4-12,6% от общего) – подтверждение слабого ее участия в активном круговороте элемента. Ближайшим резервом для минерализации служат соединения азота, входящие в состав легкогидролизуемой фракции. Они наиболее подвижны, активно вовлекаются в процессы минерализации (особенно при паровании), постоянно пополняются за счет трансформации биомассы отмерших корней, микроорганизмов, соломы и удобрений.

Таблица 1 – Состав органического азота каштановых почв

 
Регион
 
Общий
N, %
Легкогидролизуемый
Трудногидролизуемый
Негидролизуемый
мг/кг
%
мг/кг
%
мг/кг
%
Кулунда
0,179
149,6
8,4
204,5
11,4
1435,9
80,2
Северный Казахстан
0,144
65,6
4,6
182,0
12,6
1185,2
82,3
Западная Монголия
0,132
143,7
10,9
155,7
11,8
1020,6
77,3
Забайкалье
0,074
98,6
13,2
93,4
12,6
533,1
72,1
 

Каштановые почвы в сравнении с черноземами и серыми лесными почвами имеют более низкий пул доступного азота для растений. Как известно, активность процессов минерализации в основном обусловлена гидротермическими условиями и агротехническими приемами (предшественник, способы обработки почвы, внесением удобрений, возделываемой культурой). В течение лета в паровом поле светло-каштановых почвах может накапливаться 5-10 мг/кг нитратного азота, в каштановых – 8-14, в темнокаштановых – 10-19 мг/кг. После зерновых культур в этих почвах остается, как правило, крайне малое содержание доступного азота, что в сочетании со слабым его пополнением за счет текущей минерализации лимитирует продуктивность второй культуры после пара. В годы с недостаточным увлажнением нитрификационные процессы обычно заторможены и содержание нитратного азота в 1,3-1,5 раза ниже, чем в благоприятные по увлажнению годы. После высокоурожайных лет в почвах всех полей, за исключением паровых, наблюдается также очень низкая обеспеченность доступным азотом. Следовательно, для стабилизации урожайности необходимо применять азотные удобрения.

Интенсивность процессов минерализации и накопление минерального азота в почвах в значительной мере обусловлено количеством и качественным составом органических остатков. Это подтверждается результатами лабораторного опыта (табл. 2), в котором при оптимальном увлажнении (60% от ППВ) и температуре (28-30º) для минерализации органического азота почвы и внесенных удобрений максимальное накопление нитратов во всех вариантах опыта стало возможным только на 60-е сутки. Удобрения способствовали существенному приросту количества N-NO3 (навоз – в 1,4 раза, сернокислый аммоний - в 3,8, биомасса донника – в 4 раза).

В полевых условиях применение азотсодержащих органических (навоз, сидераты, солома) и минеральных удобрений способствует активному сохранению и поддержанию плодородия степных криоридных почв, а при длительном систематическом их внесении – повышению содержания биомассы растительных остатков, гумуса и общего азота. При этом улучшается активность почвенной биоты, а, следовательно, и обеспеченность растений доступным азотом. Установлено, что длительное применение удобрений (более 40 лет) на светло-каштановой почве Забайкалья увеличило содержание гумуса на 10-16%, а накопление минерального азота в корнеобитаемом слое в зависимости от системы удобрений возросло в 2,2-2,5 раза. Систематическое применение удобрений (N23P28) в зернопаровом севообороте обеспечивало дополнительный выход зерна (3-5 ц/га) при высокой оплате 1 кг д.в. Позитивные тенденции в состоянии азотного фонда каштановых почв и как следствие увеличение урожайности сельскохозяйственных культур подтверждено опытами в других регионах. Так, сбор продукции в зернопаровых севооборотах при систематическом применении органических и минеральных удобрений в опытах на каштановых почвах в среднем увеличивался в Монголии, Забайкалье и Туве – в 1,2-1,4 раза, в Северном Казахстане и Кулунде – в 1,3-1,5 раза. Существенное положительное влияние азотных удобрений отмечено на кормовых, технических и садовых культурах. Например, на светло-каштановых почвах Монголии суммарный сбор ягод облепихи за год действия и два года последействия удобрений превысил контроль в 1,6-2,2 раза.

Таблица 2 – Влияние удобрений на нитрифицирующую способность каштановой почвы, мг/кг

Вариант
Время компостирования, сутки
7
15
30
60
Исходное содержание N-NO3 – 2,5 мг/кг
Контроль
7,5
10,5
13,5
24,2
(NH4)2SO4
4,2
12,9
32,1
93,2
Навоз
2,6
22,1
26,4
33,8
Донник
сл.
17,5
62,8
97,1
НСР 05
1,3
0,8
2,6
9,3
 

Таким образом, современные подходы к регулированию напряженного азотного режима в агроценозах сухой степи состоят в активном использовании растительных остатков, органических и минеральных удобрений в умеренных нормах, которые в сочетании с почвозащитными приемами и паровыми полями могут успешно поддерживать плодородие почв и гарантировать получение устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Гамзиков Г.П., Новосибирский ГАУ, Россия
Лапухин Т.П., Бурятский НИИСХ, Россия
Сулейменов С.З., Казахский госагротехуниверситет, Казахстан
Баяраа Г., Западный зональный НИИ, Монголия
 

Источник: BORONA.net



Другие статьи