Влияние различного использования парового поля на азотминерализующую способность чернозема выщелоченного

Земледелие, химизация и агроэкология / 19 апреля 2012


В инкубационном эксперименте исследовали минерализацию углерод- и азотсодержащих соединений в образцах почвы, отобранных с вариантов стационарного полевого опыта с различным поступлением в почву растительных остатков. Процессы минерализации органического вещества были существенно снижены в почве вариантов полевого опыта, в которых растительные остатки ежегодно удалялись с поля.

Минерализация почвенного азота в основном осуществляется гетеротрофными микроорганизмами, в результате чего органический азот превращается в минеральные соединения. Направленность сопряженных процессов минерализации и иммобилизации определяется соотношением C:N в субстрате по сравнению с этим соотношением в плазме микроорганизмов. Субстрат используется как для синтеза новой биомассы, так и для продуцирования энергии. Минерализация растительных остатков часто лимитируется содержанием азота, поэтому растительные остатки с высоким содержанием азота разлагаются быстрее, чем с низким.

Цель исследования – установить закономерности изменения углерод- и азотминерализующей способности чернозема выщелоченного в зависимости от варианта использования парового поля.

В лабораторном опыте были использованы образцы гумусового горизонта (слой 0–25 см) чернозема среднемощного среднесуглинистого среднегумусового, отобранные в полевом стационарном опыте. Для исследования были взяты смешанные образцы почвы из четырех повторностей каждого варианта опыта. Опыт включает четыре варианта использования парового поля в трехпольном севообороте (пар – пшеница – пшеница). Варианты различаются по количеству поступающих в почву растительных остатков. В первом варианте (контроль) паровое поле представлено чистым паром, причем солома 1-ой и 2-ой пшеницы удаляется с поля. Второй вариант отличается от первого тем, что солома остается на поле. В дополнение ко второму в третьем варианте чистый пар заменен занятым – вико-овес возделывается на зеленый корм. Четвертый вариант характеризует наибольшее поступление растительного вещества в почву – возделываемый вико-овес заделывается в почву (сидеральный пар). Почва отобрана после завершения двух ротаций стационарного опыта.

Агрохимическая характеристика пахотного слоя почвы: гумус 5,8 %, Nобщ– 0,27 %, P2O5 и К2О по Чирикову соответственно – 23 и 18 мг/100 г почвы, рНсол – 6,6.

При проведении инкубационного опыта использовали почву, просеянную через сито с диаметром ячейки 3 мм. В полиэтиленовый широкогорлый сосуд ёмкостью 500 – 600 мл с завинчивающимися крышками помещали по 300 г почвы (в расчете на воздушно-сухую навеску), влажность почвы доводили до 60 % ПВ, и сосуды инкубировали в течение 60 дней при 25оС. В каждом варианте опыта – 3-кратная повторность. Каждые 15 дней из сосудов отбирали по 15 г влажной почвы, пробу быстро подсушивали и в ней определяли содержание нитратного азота усовершенствованным дисульфофеноловым методом. Также в этом опыте определяли продуцирование СО2 почвой с помощью абсорбционного метода.

Статистическая обработка результатов исследований выполнена с помощью пакета прикладных программ "Снедекор".

В таблице 1 представлены данные, характеризующие суммарные минерализационные потери углерода из органического вещества почвы в виде С-СО2 за периоды инкубации. Наименьшие потери углерода из органического вещества зарегистрированы в почве контрольного варианта полевого опыта, то есть где в чистом пару солома удалялась с поля. Наибольшие – на вариантах чистый пар с оставлением соломы. Замена чистого пара занятым или сидеральным паром практически не сказывалась на увеличении продуцирования СО2 из органического вещества почвы. На вариантах полевого опыта с применением минеральных удобрений прослеживается тенденция увеличения потерь углерода из почвы в сравнении с неудобрявшимися фонами.

Таблица 1 – Суммарные минерализационные потери углерода из органического вещества в процессе инкубации почвы, С-СО2, мг/кг почвы

Вариант
Уровень удобренности в полевом опыте
У0
У2
Выделилось С-СО2 за период, сутки
15
30
45
60
15
30
45
60
Чистый пар с удалением соломы зерновых  (контроль)
257
359
448
535
274
379
476
563
Чистый пар с оставлением соломы зерновых
300
408
510
604
366
482
599
704
Занятый пар с вико-овсом
295
404
510
614
354
468
574
666
Сидеральный пар с вико-овсом
284
387
490
582
336
444
547
646
НСР 05
32
35
 

Примечание: Уо – без применения удобрений;У2 – в паровом поле 60 кг/га Р2О5, первая пшеница – N40, вторая пшеница – N80.

Наименьшее количество нитратов накапливалось в почве контрольного варианта, где солома ежегодно удалялась с поля. Остальные варианты опыта слабо различались между собой по этому показателю как на удобренном, так и неудобренном фонах. Аналогично продуцированию СО2 под влиянием удобрений четко прослеживается увеличения накопления нитратного азота в почве (таблица 2).

Таблица 2 – Среднее содержание и накопление N-NO3 за период инкубации, мг N/кг почвы

Вариант

Уровень удобренности в полевом опыте
У0
У2
Сроки отбора образцов, сутки
 Исход.
15
30
45
60
Ис-ход.
15
30
45
60
Чистый пар с удалением соломы зерновых  (контроль)
5
44
39
51
46
65
60
96
91
7
59
52
63
56
76
69
98
91
Чистый пар с оставлением соломы зерновых
5
51
46
55
50
69
64
99
94
6
60
54
71
65
82
76
110
104
Занятый пар с вико-овсом
5
55
50
61
56
74
69
106
101
7
63
56
72
65
85
78
110
103
Сидеральный пар с вико-овсом
5
55
50
67
62
80
75
114
109
8
65
57
73
65
88
80
110
102
НСР 05
10
10
9
9
 

Примечание: над чертой – содержание N-NO3, под чертой – накопление N-NO3.

Таким образом, минерализация углерод- и азотсодержащих соединений в почве существенно снижалась на варианте полевого опыта, где солома пшеницы удалялась с поля на протяжении двух ротаций трехпольного зернопарового севооборота. Процессы минерализации органического вещества несколько интенсифицировались на фонах почвы, где в течение этого периода применялись минеральные удобрения.

А.Г. Шепелев
ГНУ СибНИИЗХим СО Россельхозакадемии, п.Краснообск

Источник: BORONA.net



Другие статьи