close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

329

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР
МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА
И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К А. ТИМИРЯЗЕВА
->ГГ ~~ & О СУЪ
/ ^
Иа
правах рукописи
Валентина Николаевна НАЗАРОВА
Г А З О О Б Р А З Н Ы Е ПОТЕРИ АЗОТА
У Д О Б Р Е Н И И ИЗ ПОЧВЫ И ИХ С Н И Ж Е Н И Е
С ПОМОЩЬЮ И Н Г И Б И Т О Р О В
НИТРИФИКАЦИИ
(Специальность 06.01.04 — агрохимия)
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
МОСКВА— 1978
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
%$,<>$& В4-ШЛ-
О&О^П-И^^
Работа выполнена.на кафедре агрономической и биологи­
ческой химии Московской ордена Ленина и ордена Трудового
Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А.
Тимирязева.
Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных
наук профессор П. М. Смирнов.
Официальные оппоненты: доктор биологических наук
Е. X. Ремпе, кандидат с.-х. наук Б. Н. Макаров.
Ведущее предприятие— Центральный институт агрохими­
ческого обслуживания (ЦИНАО).
Защита диссертации состоится «
/?* ^6ГО40/> 1978 г.
часов на заседании Специализированного совета
Д-120.35.02 при Московской сельскохозяйственной академии
им. К.А.Тимирязева.
Адрес: 127550, г. Москва И-550, ул. Тимирязевская, дом 49,
корп. 8, Ученый совет ТСХА.
С диссертацией
можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА
(корп. 10).
.
Автореферат разослан « •''•*> А С ^ - * ^ ' - ^
1978 года
, Ученый секретарь
социализированного совета-V
' .
^О^Х^/и^
Л- А. Дорожкина х
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. В повышении урожайности сель­
скохозяйственных культур и. улучшении'• качества продукции
важная роль принадлежит применению азотных удобрений;
Несмотря на непрерывный рост производства и применения
в нашей стране технического азота, он все еще остается наи­
более недостающим элементом питания, лимитирующим уро­
жаи сельскохозяйственных культур, особенно в зоне нечерно­
земных почв.
Эффективность азотных удобрений в значительной степени
снижается за счет потерь азота в газообразной форме, кото­
рые обусловлены процессом денитрификации и достигают
20—40% и более. Детальное изучение процессов превращения
азота удобрений в почве, особенно процессов, обуславливаю­
щих газообразные его потери, а также влияние различных фак­
торов внешней среды на скорость и направленность этих про­
цессов имеет не только теоретическое, но и большое практиче­
ское значение, так как позволяет подойти к разработке эффек­
тивных способов снижения потерь азота из почвы и повышения
эффективности азотных удобрений.
Источником потерь азота являются в основном нитраты
и нитриты, образующиеся в процессе нитрификации аммоний­
ного азота почвы и удобрений. Поэтому в настоящее время
особую актуальность приобретает изучение возможности ре­
гулирования этого процесса С помощью химических препара­
тов— ингибиторов нитрификации. В США, Японии, Индии и
других странах изучено и запатентовано более 200 препаратов
в качествеингибиторов нитрификации. Однако в нашей стране
исследований с ингибиторами было проведено еще мало. Сла­
бо изучено их действие на процессы превращения азота удоб­
рений в почве, на баланс азота в системе «почва-растение».
Цель исследований. В задачу наших исследований входило
изучение следующих вопросов:
1) динамика нитрификации и газообразных потерь азота
удобрений в дерново-подзолистой почве;
2) влияние различных факторов внешней среды на размер
• газообразных потерь азота удобрений;
1Ыйй!Л.5;л"5:! <..,•**, .V..; • •• Г ^ ? . Х С . . I
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3) превращение в почве некоторых промежуточных про­
дуктов процессов нитрификации и денитрификацни и их роль
в газообразных потерях азота;
4) эффективность различных химических препаратов в ка­
честве ингибиторов нитрификации аммонийного азота в поч­
ве;
5) влияние ингибиторов на процессы нитрификации и де­
нитрификацни;
6) действие ингибиторов нитрификации на потери азота
удобрений и баланс его в системе «почва-растение».
Научная новизна работы. Научная значимость исследова­
ний заключается в том, что впервые установлена возможность
потерь азота в виде закиси и молекулярного азота, вследствие
химического и биологического превращения первого промежу­
точного продукта в цепи окисления аммония до нитритов—гидроксиламнна. 15
Получены экспериментальные данные по балан­
су меченного М-гидроксиламина в дерново-подзолистой поч­
ве в зависимости от стерилизации и аэрации почвы. Изучены
новые химические препараты в качестве ингибиторов нитрифи­
кации, выявлен характер действия отдельных из них на прев­
ращение в дерново-подзолистой почве аммонийного, нитратно­
го, ннтритного азота. Установлено, что ингибиторы подавляют
нитрификацию не только азота удобрений, но и почвенного ам­
монийного азота, а также аммонийного азота жидкого навоза.
Практическая ценность и реализация результатов исследо­
ваний. Полученные экспериментальные данные по превраще­
нию в почве азотистых продуктов, образующихся в процессе
. нитрификации и денитрификацни, расширяют имеющиеся тео­
ретические представления о механизме потерь и трансформа- ции азота в почве.
Результаты этих исследований могут быть учтены и исполь­
зованы в научно-исследовательских лабораториях при изуче­
нии газообразных потерь азота из почвы. Установленное в ра­
боте положение о значительном снижении потерь азота удоб­
рений при внесении их с ингибитором нитрификации «Ы-зегуе»
имело важное значение для проведения широких производст­
венных испытаний эффективности этого ингибитора в разных
зонах страны, которые проводятся в настоящее время.
Апробация работы. Результаты исследований докладыва­
лись на Всесоюзном совещании «Круговорот азота в системе
«почва — растение — вода» в г. Пущино в 1977 году и на
IV конференции молодых ученых ИАП АН СССР в г. Пущино
в 1978 году.
Объем работы. Диссертация изложена на 150 страницах
машинописного текста, включает 15 рисунков и 46 таблиц.
о
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Вспомогательный материал диссертации представлен в 10
приложениях. Список использованной литературы состоит из
351 наименования, в том числе 212 иностранных.''
Условия и методика исследований. Экспериментальная
работа включает нолевой, микронолевой, 5 вегетационных и се­
рию лабораторных опытов, а также лабораторные исследова­
ния, выполненные в течение 1972—1976 гг. в учхозе «Михайловское» Московской обл. и на кафедре агрономической и био­
логической химии ТСХА. Исследования проводили на дерновоподзолистой среднесуглинистой почве (табл. 1).
Микрополевой опыт закладывали в полиэтиленовых сосу­
дах без дна, площадью 0,1 м2 (33X33), вмещающих 30 кг су­
хой почвы. В микрополевом и вегетационных опытах
1, 2, 3, 4
в качестве азотного удобрения вносили меченный 18М сульфат
аммония, в микрополевом опыте — Ы6о и N120 по фону Р^оКво
в виде гранулированного суперфосфата и 40%-ной калийной
соли, в вегетационных опытах—по 100 мг (опыты 1,2, 3) и 75 и
150 мг/кг почвы (опыт 4) по фону РК. в виде смеси одно- и двузамещенного фосфата калия по 100 мг/кг. В вегетационном
опыте 5 азот вносили по 100. мг/кг в виде жидкого навоза в пе­
ресчете на аммонийный азот. Повторность в вегетационных
опытах в начале опыта 8—10-кратная, к моменту уборки опы­
та 4-кратная, в микрополевом опыте 4-кратная. В микрополе­
вом и вегетационных опытах выращивали ячмень сорта
Московский 121..
.
.
В полевом опыте с кукурузой сорта «Краснодарский» азот
вносили в виде мочевины
в дозе &6о и N120 по фону Р^аКцо.
Площадь делянок 18 мг, учетная площадь—12 м2. Повтор­
ность 3-кратная.
В лабораторных опытах изучали превращение в почве ме­
ченного 15& азота, сульфата аммония, кальциевой селитры,
гндроксиламнна, нитрита натрия, влияние различных факто­
ров внешней среды на размер.и состав выделяющихся газооб­
разных азотистых продуктов. Состав газов определяли
с помощью газоадсорбционной хроматографии на хроматогра­
фе «Хром-ЗЬ (ЧССР).
В пробах почвы и растений определяли содержание общего
азота по Кьельдалю, меченый минеральный азот в вытяжке
0,1 н КС1 с восстановлением по Деварду и .последующим отго­
ном но Кьельдалю. Аммонийный азот фотоколориметрически
с реактивом Несслера, нитратный на спектрофотометре (Бо­
рисова, 1968), нитритный с реактивом Грисса. Изотопный со­
став азотных фракций определяли на (яае<?ре*а>ро метре
МИ-1305.
В качестве ингибиторов испытывали вещества, синтезиро­
ванные ГИЛП, и американский препарат «Ы-зегуе».
з
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 1
Агрохимическая характеристика почв опытов
Опыт
(№)
и год Почва, место проведения опыта
проведе­
ния
Гумус
(по Тю­
рину), %
РНККС!
Содержание мг/100 г почвы
Р22^6
0,
К^О
Имин
Иобд
по
по
Кирсано­ Маслову
вой
№«
Ю^§Э
Вегетационные опыты
1 — 1972
2—1974
3-1975
4-1976
5-1976
1972
Пахотная,
Целинная,
Пахотная,
Пахотная,
ское» .
учхоз «Дубки» . .
учхоз «Дубки» . .
учхоз «Дубки» . .
учхоз «Михайлов-
Учхоз «Михайловское»
6,5
4,8
6,3
5,8
5,8
5,0
3,0
1,3
4,9
2,2
1,5
1,6
1,0
1,8
1,0
1,8
Мнкрополевой опыт
6,0
1,6
1,6
1,0
5,0
2,7
2,7
100
140
100
105
105
3,2
0,8
3,3
4,0
4,0
1,9
116
7,1
2,7
105
4,0
18,1
14,4
2,5
16,8
18,1
18,1
' 8,2
3,0
5,0
3.0
2,6
4.1
кг
кг
кг
кг
кг
0,1 м2
Полевой опыт
1976
Учхоз «Михайловское»
5,8
1,0
1,8
Лабораторные опыты
1
2
3,4, 7, 8,
9
5
Пахотная, учхоз «Дубки» .
Пахотная, учхоз «Дубки» .
Пахотная, учхоз «Михайлов
ское»
Целинная, учхоз «Дубки» .
6,2
6,3
1,5
1,5
1,6
2,0
5,6
4,1
ПО
ПО
3,8
3,5
25,0
16,9
5,8
4,0
1,0
4,5
1,8
2,2
2,7
1,0
105
140
4,0
0,8
18,1
2,5
12 м*
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
I. Потери азота удобрений из почвы
Интенсивная нитрификация аммонийного азота почвы
и удобрений способствует накоплению в первые 15—30 дней
после внесения азотных удобрений большого количества нитра­
тов, являющихся источником потерь азота в результате денитрификации. Вследствие этого основная часть азота удобрений
в лабораторных (данные не приводятся) и вегетационных опы­
тах терялась в первый месяц после внесения (табл. 2).
Таблица 2
Динамика потерь азота сульфата аммония
Вегетационные опыты
Опыт, год
1—1972
2—1974
. .
. . . .
Доза азота, мг/кг
сух. почаы
100
100
100
3—1975
. . . .
86
173
Потери азота, % от внесенного
Срок определения, дни
30
80-90
25
19
32
46
32
34
36
42
32
19
34
.54
36
54
36
50
'
;
4—1976 П р.и .м е. ч. а н и е : в чистителе — под растениями, в знаменателе в парующей почве.
Потери азота колебались в зависимости от года проведе­
ния опыта от 19 до 34,% из почвы под растениями и от 50 до
54% из парующей почвы.
Размер и состав газообразных потерь азота обуславливал­
ся факторами внешней среды. При повышении температуры
почвы с 10 до 28 и 40°С потери азота сульфата аммония воз­
росли через 45 дней компостирования с 25 до 33 и 58% от вне­
сенного (табл. 3).
Потери азота из аммонийного и нитратного удобрений в
аэробных условиях были одинаковыми—-14% от внесенного
(табл.4).
Создание в почве анаэробных условий способствовало рез­
кому увеличению потерь нитратного (26%) и некоторому сни5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
жению потерь аммонийного азота (10%). В составе выделив­
шихся газообразных продуктов окиси и закиси азота в данном
опыте обнаружено не было.
Таблица 3
Влияние температуры на динамику баланса азота (15МН«)2504 в почве,
% от внесенного
Лабораторный опыт 2
Минеральный азот
Темпера­
тура, °С
10°С
28°С
40°С
Закрепившийся в
орг. форме азот
Потери
Сроки определения, дни
15
30
45
15
30
45
15
30
45
86,0
68,0
59.7
.83,0
65,3
35,7
67,7
57,3
18,0
3,3
0,0
17,3
5,3
9,0
20,3
7,3
9,3
24,0
10,7
23,0
23,0
П,7
25,7
44,0
25,0
33,0
58,0
Таблица 4
Динамика баланса азота ( ' ^ Н ^ Х О * и Са( 15 М0 3 Ь п Р и разных
условиях аэрации, % от внесенного
Лабораторный опыт 3
Минеральный N
Закрепившийся
в почве N
Потери
Сроки определения, дни
Удобрение
7
15
21
;'•
7
15
21
7
15
21
И,5
__*
13,0
9,5
14,5
14,5
7,0
8,0
10,5
23,0
10,5
26,5
.
Аэробные условия (20% О 2 +80% Не)
(МН,) 2 50,
Са(К0 3 ) 2
71,5
95,0
69,5
84,5
67,0
82,5
17,0
6,0
17,5
6,0
18,5
3,0
Анаэробные условия (Не)
(ЫН4)г504
Са(МОзЬ
77,5
90,5
70,0
80,5
69,5
71,0
15,5
1,5
19,5
1,5
20,0
2,5
Газообразные потери окисленных форм азота (М0 2 - ,
Ы0 3 - ) резко возрастали при добавлении доступного микроор'
ганизмам органического материала (глюкозы). Потери азота
нитритов'увеличились при внесении глюкозы почти в 2 раза
(табл. 5), а нитратного азота — в 3,5 раза. Газообразные азоС
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
тистые продукты были представлены закисью; азота; и молекул
лярным азотом.. Окись и двуокись азота в составе газов не бы­
ли обнаружены. Значительное количество М20 выделилось
в варианте №гЮ 2 +глюкоза (44%).. Из кальциевой селитры
даже без добавления глюкозы потери в виде закиси азота со­
ставили всего 5,5%, а общий размер потерь был в 3,5 раза мень­
ше (21%) по сравнению с вариантом, где вместе с Са(гЮ 3 Ь
вносилась глюкоза (76%), т. е. при достаточном количестве
органического материала азот удобрений теряется в основном
в виде N2.
Потери аммонийного и нитратного азота обуславливались
микробиологическими процессами. В стерилизованной почве
потерь азота сульфата аммония и кальциевой селитры не на­
блюдалось (табл. 6).
Таблица 6
Баланс азота аммиачного и нитратного удобрений в стерилизованной почве,
% от внесенного
Лабораторный опыт 4
<15МН,Ь504
Статьи баланса
азота
• рН — 4,0
рН — 6,3
рН — 4,0
рН — 6,3
Экспозиция, дни
1
Минеральный N
Закрепившийся в
орг. форме N
Потери
Са(15ЫОзЬ
3
7
1
3
7
1
3
7
1
3
7
97,5 96,3 96,0 95,0 94,5 94,0 97,7 97,7 97,5 99,5 99,6 99,0
1,0 1,3 1,8 3,5 3,5 4,0
1,5 2,4 2,2 1.5 2,0 2,0 2,3 2,3
0,5 0,5
1.0
II. Промежуточные продукты нитрификации
как источник потерь
Газообразные потери азота в результате химических реак­
ций возможны при трансформации в почве промежуточных
соединений процессов нитрификацнн-денитрификации, таких,
как нитриты и гидроксиламин.
•...*.
В
лабораторных
опытах
изучали
превращение в почве
15
М-гидроксиламина и Ыа15гЮ2, внесенных по 20 мг на 100 г
почвы, а также влияние химических и биологических процес­
сов на динамику баланса этих соединений в дерново-подзо­
листой почве.
Исследования показали, что гидроксиламин обладает вы­
сокой химической активностью при. взаимодействии с почвон
7 '
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
(рН 6,3). Потери азота гидрокснламина уже через сутки со­
ставили 66% из нестерплизованной почвы и 19% из стерилизо­
ванной (табл. 7) и через неделю возросли до 67 и 38% от вне­
сенного. Основную роль в трансформации азота гидрокснлами­
на в почве играют химические процессы (рис. 2). Об этом сви­
детельствует резкое снижение содержания гидрокснламина в
стерилизованной
почве.
Одновременно с уменьшением
N—ЫНгОН в почве наблюдалось увеличение содержания
N20 в газовой среде. Причем в сосудах со стерилизованной
почвой потери азота гидрокснламина происходили только в ви­
де закиси азота, количество которой составило через 1, 3, 7
дней 19, 25, 38%. В сосудах с нестерплизованной почвой закись
азота быстро восстанавливалась до Ы2. Через сутки в составе
газообразных азотистых продуктов 46% азота гидрокснламина
было в виде N20 и 19% в виде №а.
Таблица 7
Влияние стерилизации
почвы
на
баланс
азота
меченного
15
!^-гидроксиламина,
% от внесенного
Дни после внесения
Статьи баланса
Нестерилизованная почва
Ы —ЫН2ОН
N — в органической форме
Потери: всего
в т. ч. в виде ЫгО . .
N2
.
.
10,5
23,5
66.0
46,5
19,5
7,5
27,0
65.5
42,0
23.5
5.0
28.0
67.0
4.0
63,0
22.5
52,5
25,0
25,0
13,5
49,0
37,5
37,5
Стерилизованная почва
Ы —ЫН2ОН
. . .
N — в органической форме
Потерн: всего
в т. ч. в виде ЫгО . .
N.
. .
38,0
43.0
19,0
19,0
I
В дальнейшем доля закиси снижалась, а доля молекуляр­
ного азота возрастала. После недельной экспозиции в сосудах
с нестерилизованной почвой в составе газов Ы20 присутствова­
ло мало (4%), газообразные азотистые продукты были пред­
ставлены в основном молекулярным азотом (63%).
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
действие Ш.фр.СП и " М - » т " иэ давампку баланса вэота
сульфата аммония в почве вод ячменем
% от внесенного
Вегетационный опыт,1975
1)0 дней
I 1 использовано
'
'"растениями
г-т~71_ осталось в почве
УУУГ. в минеральной $орме
ррпт]
закрепилось в почве
1Дхи
" в орг. Форме
|ЕЕЗ- потеря
Рис Л
Влияние стерилизации почвы иа баланс азота
15
«м - гидроксиламина
# от впесевного
100
нестерилизованная почва
•СЗ-м гидроксклзмина
Рис. а
стерилизованная почва
7
I
з
_ закрепиввиИся в
орг. •Тг'рий
7 дней
/А - погори
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Важное значение химических процессов в превращение
гидроксиламина в почве подтверждает также отсутствие влия­
ния условии аэрации на его трансформацию. Если в превра­
щении нитритов аэрация почвы имеет важное значение — поте­
ри N—М02~ в анаэробных условиях (50%) были в 2 раза
больше, чем в аэробных (23%), то потери азота гидроксила­
мина уже в первые 7 дней достигали 68—73% и практически
не зависели от наличия кислорода в среде (табл. 8).
'
,
Таблица 8
Влияние условий аэрации на превращение в почве меченного
15
М-гидроксиламина н №15МОг
% от внесенного
Срок оп­
ределе­
ния, дни
Статьи баланса
Минеральный азот .
аэробные
.
7
15
21
5,0
4,0
орг.
7
15
21
. .
Выделение закиси азота :
Закрепившийся
. форме азот
Потери
.
.
. .
в
.
.
И а ^
ЫН 2 ОН
анаэроб­ аэробные
ные
9,0
7.0
6,0
72,0
70,0
67,0
23.0
23,0
27,0
22,5
23,0
23,5
6,5
8,5
10,5
7
15
21
73.0
73,0
73,0
68,5
70,0
70,5
21,5
21,5
23.0
1
о
3
16,5
8,1
3,0
9,8
'
анаэроб­
ные
70.0
60,5
46,0
1,5 .
3,0
4,0
28.5
34.5
50,0
Не обнаружено
Однако в анаэробных условиях резко возрастала скорость редукции, выделившейся при превращении гидроксиламина, за­
киси азота. При отсутствии кислорода через сутки после вне­
сения гидроксиламина в почву в газовой среде было обнару­
жено 9,8% азота в виде МгО, а в аэробных условиях 16,5%.
Вследствие быстрой ее редукции на вторые сутки в анаэробных
условиях и на четвертые в аэробные она не была обнаружена.
Скорость редукции закиси азота как в аэробных, так и в
анаэробных условиях резко возрастала при добавлении в поч­
ву органического вещества (табл. 9).
В аэробных условиях (Ог+Аг) при добавлении доступного
микроорганизмам органического материала (молочная кисло­
та) уже через трое суток наблюдалась полная редукция вве­
денной закиси азота (4 см3—5 мг N—^О/сосуд). При отсут­
ствии достаточного количества энергетического материала да9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 9
Влияние аэрации и органического вещества на превращение в почве
закиси азога,
% от внесенного
Дни после введения
Вариант
1
3
5
7
10
14
16
45
42
40
14
Аэробные условия (20% О 2 +80% Лг)
ы2о
МгО+орг. вещество
100
32
80
ел.
60
50
—.
46
~
•
""""
Анаэробные условия (100% Лг)
МгО
N20+орг. вещество
58
30
14
12
10
10
же в анаэробных условиях полная редукция N20 растягива­
лась более чем на две недели (через 16 дней— 10% от введен­
ного количества). Это свидетельствует о том, что в дерновоподзолистой почве с высокой биологической активностью и до­
статочным количеством доступного микроорганизмам органи­
ческого вещества в качестве энергетического материала труд^
но ожидать потерь азота в виде КгО, т. к. она очень быстро
восстанавливается до Ы2.
Таким образом, впервые экспериментально установлено,
что газообразные потери азота из почвы в виде закиси и мо­
лекулярного азота могут происходить уже при трансформации
в почве первого промежуточного продукта в цепи окисления
аммония до нитритов—гидроксиламина. Потери азота гидроксиламина достигали 60—70% и были обусловлены в основном
химическими процессами.
III. Снижение потерь азота удобрений
с помощью ингибиторов нитрификации
Чтобы предотвратить потери азота, возникающие за счет
промежуточных продуктов процесса нитрификации, а также
вследствие денитрификацин нитритов и нитратов, необходимо
подавить процесс нитрификации с помощью ингибиторов
с целью консервации азота почвы н удобрений в аммонийной
форме.
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В лабораторных опытах прошли испытания более 10 пре­
паратов в качестве ингибиторов нитрификации (данные не при­
водятся). Из них ингибирующим действием обладали: фракции
смеси пнридннов (II и III фр. СП) и препарат 2-амнно-5-хлорпиридин (2-ЛМ-5-ХП).
1. Влияние ингибиторов нитрификации на динамику
аммонийного и нитратного азота в почве
Ингибиторы нитрификации 2-ЛМ-5-ХП, II и III фр. СП,
а также американский препарат15 «И-зегуе»
интенсивно подав­
ляли нитрификацию меченного \т азота сульфата аммония
(табл. 10). В почве под растениями действие препаратов на­
блюдалось в течение 30—45, об этом свидетельствует значи­
тельно большее в вариантах с ингибиторами содержание ам­
монийного и меньшее нитратного азота.
Было установлено, что ингибиторы нитрификации вызыва­
ют консервацию в аммонийной форме не только азота сульфа­
та аммония, но также азота жидкого навоза и почвенного ам­
монийного азота.
Жидкий навоз содержит 50—60% азота в аммиачной фор­
ме, быстро нитрифицируясь, этот азот теряется в газообразной
форме и вымывается, загрязняя водные источники, кроме того,
при применении высоких доз навоза возникает опасность на­
копления токсических количеств нитратов'сельскохозяйствен­
ной продукции.
Применение вместе с жидким навозом
«Ы-зегуе» в дозе 2 и 3% от дозы аммонийного азота позволило
затормозить процесс нитрификации азота навоза в почве под
растениями в течение месяца (табл. 11).
Через 30 дней количество азота в аммонийной форме в ва­
рианте с «М-5ег\'е» в дозе 3% было в 2 раза выше по сравне­
нию с вариантом, где вносился один навоз, содержание азота
в нитратной форме под влиянием ингибиторов через две неде­
ли снизилось с 339 до 149 мг, через 30 дней со 140 до
124 мг/сосуд.
Применение в опытах (3, 4) с парующей почвой меченного
15
хМ азотного удобрения позволило установить, что ингибито­
ры подавляют нитрификацию почвенного аммонийного азота
(табл. 12).
Количество почвенного азота в аммонийной форме в ва­
риантах с ингибиторами через 15, 30 и 45 дней было в 3—4 ра- '
за больше, а в нитратной форме в 1,5—4 раза меньше по
сравнению с вариантами без ингибиторов.
Химические препараты, используемые для ингибировання
нитрификации, должны обладать специфичностью действия и
применяться в дозах, не оказывающих отрицательного влияния
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Т а б л и ц а 10
Влияние ингибиторов нитрификации на динамику аммонийного и нитратного
азота в почве под растениями и в пару
Ы-ЫН+4
Вариант
Ингибитор
15
30
|
N-N03N-N11»++N-N03Сроки определения, дни от начала опыта
45/90'
30
15
45/90
15
30
45,90
35,1
104,0
107,1
247,6
250,3
39,4
46,7
87,0
97,4
109,4
20,0
61,8
76,9
685
101,0
30,2
36,5
41,3
3,4
10,3
11,6
58,0 "
79,3
79,3
53,3
77,7
76,0
Мякрополевои опыт, 1972, под растениями, мг/кг2
Р К
15,5
47,8
83,0
139,2
225,7
'•.,••
ЫвоРК
ЫвоРК+инг.
ИиоРК
^иРК+инг.
2-АЛ1-5-ХП
2-АМ-5-ХП
24,7
39,1
74,7
59,2
94,6
10,9
56,2
71,3
55,9
91,0
19,6
...-. 84,1
24,1
108,4
24,9
14,7 .
7,6
12,3 '
' 38,2
14,8
9,1
5,6 >
5,6
13,0
10,0
Вегетационный опыт 2, 1974, под растениями,
"ЙРК
'^РК+инг.
•ЭДРК+инг.
II фр. СП
III фр. СП
12,2
34,4
40,3
18,0
2,1
1,0
7,3
9,1
3,4
3,0
2,5
Лабораторный опыт 2, % от внесенного3
,3
,ЧРК.
'Ч№К+инг.
'^РК+ннг.
III фр. СП«^&ег\-е»
50,0
77,0
76,3
38,0
67,7
70,7
27,4
54,7
' 56,3
8,02,3
3,0
17,3
10,0
5,3
'
19,3
15,0
10,7
46,7
69,7
07,0
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
И-Ш,+Вариант
|
N-N0,.1
N-N114++N-N0,Грпки определения, дни от начала опыта
,
.
Ингибитор
15
30
45/90'
15
30
45/90
45/90
15
30
69,5
60,6
66,4
38,5
37,5
52,7
87,0
58,0
90,0
63,0
55,0
25,0
47,0
29,0
Вегетационный опыт 3, 1975, в пару, % от внесенного8
'^РК+инг.
,5
ЫРК+инг.
III фр. СП
«М-$егуе»
14,2
60,2
64,9
0,2
35,0
48,0
0,1
0,4
10,9
55,3
2,5
1,5
38,3
11,3
4,7
28,4
31,8
22,1
28,6
32,2
33,0
Вегетационный опыт 4, 1976, в пару, % от внесенного1
15
КРК •
'^РК+инг.
5
' КРК+инг.
«Ы-5еп'е»
44,0
20,0
«Ы-5егУе»
56,0
27,0
1,0
—
6,0
87,0
14,0
90,0
8,0
55,0
5,0
47,0
2,0
31,0
13,0
35,0
16,0
П р и м е ч а н и е м ) в парующей почве последний срок определения 90 дней; 2) сумма меченного
ного минерального азота; 3) меченный 15К минеральный азот.
«
,5
31,0
14,0
35,0
22,0
К и немече­
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
на растения и на деятельность целого ряда полезных'почвен­
ных микроорганизмов. ;*
^
.- •
Таблица 1 1 '
Влияние «Ы-$егуе» на нитрификацию азота жидкого навоза в лочве
под растениями (мг/сосуд)
.
; "; '."; ••
'Вегетационный опит 5, 1976
. Вариант
М-ЫН.+ .
|
N—N03Сроки.определения, дни
'_/
15
Н а в о з + 2 % «М-5ег\'е» .
Н а в о з + 3 % «М-5егуе>- .
82,6
. , . . ' . 196,2
. . . . 196,2
30.
72,3
100,8
144,6
15
90
18,1
25,8
41,3
30
338,7
144,6
148,7
90
140,4 100,8.
97,3
152,8
123,9' 90,4
В наших исследованиях при применении в рекомендуемых
количествах
ингибиторы
нитрификации
(III фр. СП и
«М-5ег\те») подавляли первую стадию нитрификации — окисле­
ние аммония до нитритов, об этом свидетельствует резкое сни­
жение содержания нитритов'.в вариантах с ингибиторами во
всех вегетационных опытах" (данные не приводятся) и нерка- .
зывали отрицательного влияния, на процесс минерализации
почвенного азота — аммонификацию, — количество1 почвенное
го минерального азота в вариантах с азотными удобрениями
и ингибиторами было иногда'даже выше, чем только с азотны­
ми удобрениями (табл..12).
'.;.. .. .
;.,:„:1и,:;г;г-'
" Т а б л и ц а !12
Влияние ингибиторов на нитрификацию почвенного аммонийного азота
(мг/сосуд) ."'•;'
'
:
/"т*™"-"*..-.'.-, .•;'•
К—NН4•^
'.
•/
N—N03- " ' •
" Сроки определения, дни от начала" опыта""^"*' .
Вариант
15
30
45
80—90
15
.30
- 45
Парующая почва, вегетационный опыт 3, 1975
•
РК . . . . .
6,2. 17,6
7,7
22,6 48,5
ЫРК
. . . .
29,2
13,4
6,1
69,2 257,5 ..
NРК+III фр. СП
80,1 66,2.
15,5 44,3 114,0',
NРК+«N-$егVе»
.70,8
76,5
\
45,6
48,0 51,3
Парующая почва, вегетационный опыт 4, 1976
РК
,М,РК . . . •
^РК+«^5егуе»
^РК
К'гРК-М^зегуе»
14 •
. 60,0
25,7
41,9 .13,0
169,4
73,8
54,6
33,0
212,4 194,5
45,9
34,7
80,6
24,4
88,0
21,4
20,8
24,3
20,8.
61,6
106.3
203,5
131,3
224,0
196,0
113,8
162,4
70,0
152,9
.50,9
80—9(
54,3
..216,1'
234,3
188,0
20,3 127,4
171,3 189,7
63,3 160,2;
188,4 210,6'
63,8 180,9,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Однако в повышенных, концентрациях (5% от дозы азота
30 и 50 мг/100 г) ингибиторы угнетали деятельность не только
№1го5огпопаз, но также ннтрификаторов II фазы-МНгоЬас1ег и
денитрификаторов. При внесении «Ы-зегуе» в таких дозах денитрификация азота нитритов сильно ослаблялась (табл. 13),
в результате чего в 6 раз снизились потерн азота Ыа'^Ог из
почвы в газообразной форме. Торможение редукции нитратов
при внесении ингибиторов в повышенных концентрациях на­
блюдалось в течение 15—30 дней (табл. 14), это привело к сни­
жению потерь азота нитратов в 1,5—2 раза.
Т а б л и ц а 13
Влияние «1М-5егуе» на баланс азота № 15 М0 2 в почве,
% от внесенного
Осталось в почве
в минеральном
форме
Вариант.
РК+МаМОа
РК + КаЫО г + —
— «Ы-зегуе» 5%
Закрепилось в 1
органической
1
форме
Потери
Сроки определения, (дни
15
30
45
60
15
30
45
60
15
30
45
60
43
39
36
31
5
5
4
4
52
56
60
65
92
91
86
81
8 • 8
«
8
—
1
6
11
ТаблицаИ
Влияние 111 фр. СП и «.М-хегуе» на потери азота Са( 15 1\0 3 ) 2 из почвы,
% от внесенного
Лабораторный
опыт 1
Сроки определения, дни
Вариант
РКГЮз- .
РКЫ0 3 - + Ш фр. СП
Р К ^ О з - + «М-8ег\-е»
Лабораторный
опыт 2
. . . . . .
15
30
45
15
30
45
20
10
8
22
16
14
28
28
30
13
19
10
20
17
19
28
31
30
2. Влияние ингибиторов нитрификации на баланс азота
удобрений в системе «почва-растение»
Результаты исследований в вегетационных опытах с 15Ы
показали, что действие всех изученных препаратов — ингиби­
торов нитрификации — на баланс азота в системе «почва —
растение» идентично. Баланс азота удобрений как в вариантах
с ингибиторами,' так и без ингибиторов практически склады­
вался в первые 30. дней после внесения удобрений. В дальней15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Шем до конца вегетации "размер использования растениями,
закрепления в почве в органической^- форме и размер потерь
азота*практически,не изменялся:(рис. 1). ( В условиях вегета­
ционных опытов ингибиторы/:нитрификации не оказывали
влияния на урожай и использование ячменем азота сульфата
аммония. Коэффициенты'использования колебались в зависи­
мости от года проведения опыта от 40 до 50%" и были практи­
чески одинаковыми как в вариантах с ингибиторами, так и без
ингибиторов (табл. 15).
."/-•:
Т а б л и ц а 15
Влияние ингибиторов нитрификации на баланс азота ( |5 МН,) 2 $0 4 ,
-
Потери
'
Закрепи­
лось в органич.
форме
•
Осталось
в почве в
минераль­
ной форме
Схема опыта
Исполь­
зовано ''
расте­
ниями
% от внесенного
Микрополевой опыт, 1972, 600 и 1200 мг М/сосуд
РКК6'о . . • . „ . .
РКЫв0+2-АМ-5-ХП
РКЫ120
. . . .
РКЫ.20+2-ЛМ-5-ХП
32
32
33
31
10
13
9
23
46
50
24
29
12
5
. 34
17
Вегетационный опыт 2, 1974, 500 мг ^сосуд
ЫРК . . . . .
NРК+II фр. СП
МРК+Ш фр. СП
49
48
50
30
36
37
20
15
13
Вегетационный опыт 3, 1975, 300 мг М/сосуд
МРК
. . . .
МРК+Ш фр. СП
иРК.+«М-*егУе»
•42
44
41
Вегетационный опыт 4, 1976, 225 и 450 мг Л/сосуд
44
18
Ы,РК
15
31
5
40
30
М1РК + «М-5«г\-е»
52
14
16
1
47
№РК
. . . .
15
35
27
1
43
ЫаРК+«М-5епге»
47
22
* В числителе — под растениями; в знаменателе — в пару.
16
.36
54
26
34
36
50
29
31
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Консервация азота удобрения в аммонийной форме способ­
ствовала увеличению закрепления его в почве в органической
форме и снижению газообразных потерь. Потери азота удобре­
ния из почвы снизились под влиянием ингибиторов в 1,5—
2 раза (табл. 15).
Если в вегетационных опытах ингибиторы не оказывали
влияния на урожай ячменя, то применение «Ы-зегуе» в дозе
1% от дозы азота мочевины 60 и 120 кг/га в полевых условиях,
несмотря на неблагоприятные погодные условия лета 1976 го­
да, обеспечило достоверную прибавку урожая зеленой массы
кукурузы (табл. 16).
Т а б л и ц а 16
Влияние «М-зегуе» на урожай зеленой массы кукурузы в условиях
полевого опыта, ц/га
Вариант
РК
ЫвоРК
. . . .
МеоРК + «М-5егУе»
Ы12оРК . . . .
К1гоРК+«Ы-5егУе»
НСР М
. . . .
Прибавка от
Вес зе­
ингибитора
леной N-(-инги­
массы
N
битора
от N
ц/га
75,0
107,0
126,7
169,2
199,2
17,5
32,5
51,7
124,2
и/га
94,2
19,2
59,1
30,0
31,8
При внесении N60 с «М-зеп/е» прибавка урожая от ингиби­
тора составила 19 ц/га, а при дозе N^0 с «Ы-зегуе» — 30 ц/га.
Прибавка веса зеленой массы кукурузы под влиянием
«Л-зегуе» в процентах от прибавки от одного азота при дозе
N60 равнялась 59%, а при дозе Ы12о — 32%, т. е. эффективность
азотного удобрения при внесении его с ингибитором увеличи­
лась на 60 и 30%. При увеличении дозы азота в 2 раза эф­
фективность ингибитора снижалась почти вдвое.
Выводы
1. В результате интенсивной нитрификации аммонийного
азота почвы и удобрений происходит накопление нитратов,
являющихся основным источником потерь азота в газообраз­
ной форме. Потери азота удобрений в вегетационных опытах
в основном происходили в первый месяц после внесения. В за­
висимости от года проведения опыта они колебались от 19 до
36% из почвы под растениями и от 50 до 54% от внесенного из
парующей почвы.
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
.2. Повышение температуры почвы с 10 до 28 и 40°С способ­
ствовало увеличению потерь азота сульфата аммония. Потери,
азота аммонийного и нитратного удобрений в аэробных усло­
виях были одинаковыми. В анаэробных условиях и при добав­
лении органического вещества (глюкозы) потери нитратного
и нитритного азота резко возрастали.
...
,
3. Газообразные потерн азота из почвы происходят не
только в результате биологической денитрификашш, по и
вследствие химического разложения промежуточных продук­
тов нитрификации — гидроксиламнна и нитритов. В стерили­
зованной почве потери азота гидроксиламнна составляли 38%
и происходили в виде закиси азота. В нестерилизованной поч­
ве они были значительно больше (63—73%) как в аэробных,
так и анаэробных условиях: Часть азота гидроксиламнна за- •
креплялась в почве в органической форме. Потери азота нит­
ритов из стерилизованной почвы с рН — 4,0 составляли 33%
от внесенного, а при рН — 6,3 были в 5 раз ниже (6,5%).
4. .Закись азота при наличии достаточного количества до­
ступного микроорганизмам органического вещества очень
быстро восстанавливается до молекулярного азота. Скорость
ее редукции возрастала в анаэробных условиях и при добавле­
нии глюкозы.
• .-••!;••'•'"
5.Изучение различных химических соединений в качестве
ингибиторов нитрификации показало, что из. 10 испытанных
отечественных препаратов ингибирующим действием обладали 2-амино-5-хлорпиридин и фракции смеси хлорированных пиридинов. Ингибирующее действие их было практически одина­
ковым с американским препаратом «Ы-зегуе».
•
6. Ингибиторы нитрификации (третья фракция смеси пиридинов и «Ы-зегуе») 'интенсивно подавляли нитрификацию
азота "сульфата аммония н жидкого навоза, а также аммоний­
ного,азота почвы. В вариантах с, ингибиторами содержание
почвенного минерального азота и азота удобрений в форме
нитратов было значительно меньше, а в аммонийной форме
больше, чем в вариантах без ингибиторов]
7. Указанные ингибиторы нитрификации в рекомендуемых
дозах не оказывают отрицательного влияния на деятельность
аммонифицирующих микроорганизмов. Общее содержание
почвенного минерального азота (МН<Н-МОз-) как в вариантах
с ингибиторами, так и без ингибиторов было одинаковым. Вне­
сение этих препаратов в,дозах больших, чем требуется для
подавления процесса нитрификации, вызывает угнетение дея­
тельности денитрифицирующих микроорганизмов.
- 8. Ингибиторы нитрификации в условиях вегетационных
опытов независимо от вида препарата в 1,5 раза снижают по­
тери, азота из почвы и увеличивают закрепление его в орга­
нической форме. Коэффициенты использования азота сульфа18*.*:
" ' _ , ' • ' . ' . ;
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
та аммония ячменем колебались в зависимости от года прове­
дения опыта от 40 до 50% и были одинаковыми как в вариан­
тах с ингибиторами, так и без ингибиторов.
9. В вегетационых опытах ингибиторы нитрификации не
оказывали существенного влияния на урожай ячменя. В поле­
вом опыте при внесении «М-зепге» значительно увеличился
урожай зеленой массы кукурузы. Прибавка урожая составила
19 ц/га при дозе N60 и 30 ц/га при дозе N120, что соответствует
59 и 32% от прибавки урожая, полученной только от азота.
По материалам диссертации опубликованы работы:
1. Влияние ингибиторов нитрификации на превращение
в почве азота сульфата аммония и его использование ячменем.
Доклады ТСХА, вып. 223, 1977 год (В. Н. Назарова, В. В. Кидин).
2. Потери азота удобрений из почвы и их снижение с
помощью ингибиторов нитрификации. Изв. ТСХЛ, вып. 6, 1977
год (П. М. Смирнов, В. В. Кидии, Р. К. Педишюс, В. Н. Наза­
рова).
3. Зарегистрировано: Всесоюзный научно-технический ин­
формационный центр — ВНТИ Центр. Отчет «Промежуточные
продукты нитрификации как источник газообразных потерь
азота удобрений». № государственной регистрации 76091268,
Б674758, 16 июня 1978 г.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Л 42603
30/Х—78 г.
Объем I1/* п. л.
Заказ 1806.
Тираж 100
Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева
127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
1 018 Кб
Теги
329
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа