Влияние удобрений на микрофлору карбонатных, типичных и выщелоченных черноземов
Способ удобрения многолетних трав на карбонатных почвах
Установлено, что при возделывании люцерны при трехлетнем ее произрастании на одном и том же поле и в совмещенном в первом году посеве с кукурузой минеральные удобрения следует вносить однократно утроенной годовой нормой из расчета 350 кг/га фосфора, 200 кг/га калия, при этом азотные удобрения вносятся лишь в первый год в две подкормки из расчета 200 кг/га азота. Предлагаемый способ обеспечивает улучшение позиционной доступности удобрений, уменьшение смыва удобрений с поверхности поля и увеличение урожайности кормовых культур. Урожайность относительно существующего способа увеличилась по сену люцерны на 59,0 ц/га, силосной массы кукурузы на 76,0 ц/га.
В комплексе мероприятий, повышающих продуктивность сельскохозяйственных культур и уровень плодородия почв, первостепенное значение имеет научно-обоснованное применение минеральных удобрений, при котором достигается получение запланированного урожая и сохранение положительного баланса питательных веществ в почве.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к растениеводству, и может быть использовано при возделывании многолетних трав, например люцерны, клевера и др. высеваемых совмещенно с однолетними кормовыми культурами.
Известен способ совместного возделывания люцерны с кукурузой на силос, при котором система внесения удобрений следующая.
Первый год. Высевается люцерна и кукуруза.
При совместных посевах люцерны с кукурузой вносятся удобрения из расчета 200-250 кг/га азота, 150-180 кг/га фосфора и 100-120 кг/га калия. При этом рекомендуется следующее распределение минеральных удобрений: вся годовая норма фосфорных и калийных удобрений вносится под пахоту. Азотные удобрения вносятся в две подкормки по 100-125 кг/га в каждой. Первую подкормку проводят при появлении у люцерны первой пары тройчатых листьев, или 5-6 листьев кукурузы и, как правило, перед первым или вторым поливами. Вторую подкормку проводят при высоте растений кукурузы 70-80 см. Подкормки проводят ножевидными рабочими органами во избежании повреждения всходов люцерны [1] Второй год. Во второй год люцерна остается в чистом виде без кукурузы. Под посевы люцерны второго года весной до ее отрастания вносят 100 кг/га фосфора и 50 кг/га калия.
Третий год. Под посевы люцерны третьего года также весной вносят 100 кг/га фосфора и 50 кг/га калия.
После третьего года стояния люцерна, как правило, запахивается, и на данном севооборотном поле высевается другая культура, например, хлопчатник [1] Однако существующий способ имеет следующие недостатки.
Внесение минеральных удобрений (фосфора и калия) весной под посевы люцерны второго и третьего года стояния производится поверхностно-туковыми удобрителями РУМ-5, РТТ-4,2 и др. с последующей заделкой боронами. Однако при этом не обеспечивается эффективное использование удобрений мощно развитой корневой системой растений люцерны, проникшей глубоко в пахотный горизонт ввиду мелкой заделки удобрений. Кроме того, удобрения подвергаются смыву при поверхностном орошении за пределы поля и служат серьезным источником загрязнения окружающей среды.
Следует отметить, что карбонатные почвы Средней Азии обладают высокой потенциальной способностью закреплять фосфор и калий в месте внесения соответствующих минеральных удобрений. В этих почвах, даже под влиянием орошения возможно лишь перемещение их в весьма ограниченных пределах. Малая подвижность фосфора и калия в сероземных почвах обуславливает неэффективность поверхностного их внесения и мелкой заделки в почву при возделывании сельскохозяйственных культур, в частности люцерны и кукурузы.
При внесении под посевы люцерны второго и третьего года стояния люцерны рекомендованного количества минеральных удобрений осуществляется ряд затратных организационных и агротехнических работ хранение удобрений, смешивание удобрений, погрузка удобрений, транспортировка удобрений к месту внесения, внесение удобрений, заделка удобрений боронированием. Причем указанные операции проводятся дважды в начале вегетации люцерны второго и третьего года стояния. Необходимо отметить, что проходы техники по полю уплотняют почву, повреждают розетки культуры, а это снижает урожайность как за счет уменьшения индивидуальной продуктивности растений, так и за счет изреживания травостоя.
Цель изобретения улучшение позиционной доступности удобрений и повышение урожайности.
Это достигается наличием следующих отличительных признаков: повышение позиционной доступности удобрений осуществляется путем внесения утроенной нормы фосфорных и калийных удобрений в первый год под вспашку на глубину 30 см в основную зону размещения корневых систем люцерны второго и третьего года стояния; повышение урожайности за счет повышения эффективности использования удобрений растениями, повышения индивидуальной их продуктивности и уменьшения изреживаемости посева.
Указанные признаки реализуются при внесении в первый год под вспашку перед посевом люцерны и кукурузы тройной годовой нормы фосфорных и калийных удобрений, рассчитанной на три года.
П р и м е р. На опытном участке площадью 0,5 га методом полевого опыта проводили посев люцерны и кукурузы на силос. Общая площадь делянки 200 м 2 , учетная 100 м 2 . Расположение делянок систематическое. Повторность опыта четырехкратная.
Согласно схеме опыта изучали следующие способы внесения минеральных (фосфорных и калийных) удобрений: 1. Контроль (без удобрений).
Всего за три года было внесено: N200P350K200.
3. Предлагаемый способ: однократное внесение утроенной нормы фосфора и калия в первый год под вспашку.
Всего было внесено удобрений: N200P350K200.
Азотные удобрения в первый год при 2 и 3 способах вносили в две подкормки равными нормами по 100 кг/га. Первую подкормку проводили после появления у люцерны первой пары тройчатых листьев. В это время кукуруза формировала 5-6 листьев. Вторую подкормку проводили при высоте растений кукурузы 70-80 см.
Полученные результаты по урожайности сена люцерны и силосной зеленой массы кукурузы представлены в таблице.
Как видно из данных таблицы, в контроле в среднем за три года стояния люцерны было получено 246 ц/га сена люцерны и 190 ц/га зеленой массы кукурузы.
Использование рекомендованного способа обеспечивало получение высоких урожаев люцерны и кукурузы, соответственно 350 и 410 ц/га.
Применение однократного внесения утроенной нормы фосфорных и калийных удобрений в первый год под зяблевую вспашку обеспечивало получение максимальных в опыте урожаев кормовых культур (кукурузы 486, люцерны 409 ц/га). При этом увеличение урожаев в сравнении с рекомендованным способом внесения удобрений кукурузы на 76, люцерны на 59 ц/га связано в первом случае с внесением большого количества удобрений в первый год, во втором случае с улучшением позиционной доступности удобрений.
СПОСОБ УДОБРЕНИЯ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ НА КАРБОНАТНЫХ ПОЧВАХ, включающий внесение в почву фосфорных и калийных минеральных удобрений, отличающийся тем, что внесение удобрений осуществляют под вспашку однократно перед посевом кормовых культур в дозе, кратной продолжительности вегетации многолетней культуры по годам.
Изобретение относится к применению в качестве удобрения осадка сточных вод (ОСВ), содержащего микроэлементы, эффективно влияющие на репродуктивность цветочных луковичных культур
Изобретение относится к нефтяной, нефтеперерабатывающей промышленности, при очистке и рекультивации замазученного песчаного грунта, в местах аварийного разлива нефти и нефтепродуктов
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к внутрипочвенному внесению сыпучих удобрений с одновременным щелеванием почвы
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при восстановлении плодородия интенсивно используемых сельскохозяйственных земель с помощью органических удобрений на основе торфа
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для внесения удобрений и посева семян пропашных культур для повышения эффективности использования вносимых удобрений корневой системой растений за счет их рационального распределения в почве
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству, и может быть использовано при возделывании бобовых трав
Влияние удобрений на микрофлору карбонатных, типичных и выщелоченных черноземов
При внесении в карбонатные черноземы нитрата аммония в течение второй недели происходят существенные изменения в численности и составе почвенной микрофлоры.
Увеличивается численность бактерий, основным источником питания которых служит минеральный азот, и незначительно аммонифицирующих, а также в некоторой степени увеличивается количество актиномицетов, т. е. при внесении удобрений в виде аммиачной селитры в карбонатном черноземе в основном увеличивается численность микроорганизмов, использующих минеральные формы азота и активно включающих его в клетки своего организма (биологическая иммобилизация). При внесении карбамида в таких же дозах, как аммиачной селитры, наблюдаются аналогичные изменения: значительно возрастает численность популяций, использующих для развития минеральный азот.
В черноземах при внесении фосфора на фоне азотных удобрений незначительно снижается численность аспорогенных аммонифицирующих бактерий, т. е. происходит некоторое торможение минерализации лекгоразлагающихся органических веществ.
В заключение можно отметить, что на карбонатных черноземах раздельное внесение карбамида и аммиачной селитры приводит лишь к незначительному увеличению численности микрофлоры, участвующей в процессах минерализации, и к сильному росту микрофлоры, совершающей биологическую иммобилизацию на фоне фосфора. Азотные удобрения не влияют или слабо подавляют минерализацию азотсодержащих органических форм, но усиливают процессы иммобилизации. Различия в действии указанных двух видов удобрений на содержание в почве усвояемых азотистых питательных веществ отмечаются в основном сразу же после их внесения, когда накапливается аммиачный азот. Однако в связи с быстрой нитрификацией карбамида эти различия исчезают через 2—3 недели после его внесения.
Важное значение имеет не численность микроорганизмов, а количество микробной биомассы. Установлено, что основная часть микробной биомассы в почве состоит из бактерий. Биомасса, образованная из актиномицетов, грибов, водорослей, играет большую роль в процессах, протекающих в почве, однако методы ее определения сложны и пока не разработаны. Количество почвенной биомассы характеризует массу питательных веществ, которые могут поступить в почву после завершения процесса минерализации. В почве биомасса разлагается наиболее быстро и полно. Данные о количестве микробной биомассы в почве весьма приблизительны, поскольку они относятся лишь к бактериальной массе, тогда как в определенных условиях часто происходит увеличение биомассы за счет грибов (в кислых почвах), водорослей (при переувлажнении) и т. д. Эти данные дают лишь определенное представление об участии питательных веществ биомассы в развитии растений.
В карбонатном неудобренном черноземе содержится в среднем 2400 кг/га свежей и 480 кг/га сухой бактериальной массы. При внесении только азотных удобрений количество бактериальной массы существенно не меняется, а при совместном применении азота и фосфора повышается численность бактерий, участвующих в иммобилизации усвояемого азота, и, следовательно, возрастает бактериальная биомасса. Резкое повышение ее количества при внесении удобрений отмечается в тех случаях, когда почва обладает достаточными запасами органического вещества от предшествующей культуры — пожнивных остатков злаковых, бобовых и др. Аммиачная селитра или карбамид, внесенные в почву с остатками зерновых культур (солома), не влияют на объем бактериальной массы. На удобренных площадях общее количество бактериальной массы примерно в два раза больше, чем на неудобренных участках. Особенно резко (более чем в 5 раз) возрастает ее количество при внесении минеральных удобрений на полях, где предшествующей культурой были бобовые растения. Следовательно, злаковые и особенно бобовые предшественники, после которых остается большое количество корневых и стерневых остатков, способствуют увеличению количества бактериальной массы при внесении удобрений. Увеличение количества бактериальной биомассы, вероятно, происходит также при внесении азотной подкормки в течение вегетации культур, когда в почву поступают корневые выделения. Количество азота, высвобождающегося при минерализации бактериальной массы за период вегетации в почвах без удобрений, достигает 34 кг/га, при применении минеральных удобрений (N, Р) — 33—48 кг/га и при внесении удобрений и запашке пожнивных остатков предшественников — 92-99 кг/га. Приведенные данные показывают, что на формирование урожаев существенное влияние оказывает так называемый азот почвы, который, в сущности, состоит из азота микробной биомассы. По данным Динчева, приблизительно такое же количество азота растения извлекают ежегодно из почвы — этим подтверждается предположение, что «почвенный азот» в основном представлен азотом микробной биомассы. На основании результатов опытов с применением меченого N 15 была объяснена низкая эффективность азотных удобрений на черноземах, где в формировании урожая большое участие принимает «почвенный (биологический) азот». В сущности, значительную часть почвенного азота составляет использованный микроорганизмами азот удобрений, который в течение периода вегетации или на следующий год становится доступным для растений.
Результаты исследования интенсивности процесса минерализации микробной биомассы показали, что в течение 3 месяцев после внесения удобрений при оптимальной влажности и температуре минерализуется значительная часть органического азота микробной биомассы, способного затем принимать участие в формировании урожая. Это возможно после бобовых предшественников, после которых в почве сохраняется большое количество бактериальной массы, подвергающейся быстрой минерализации.
В карбонатных черноземах следующее количество фосфора, поступающего с бактериальной биомассой в течение периода вегетации возделываемых культур: минимальное (8 кг/га) — при внесении удобрений и отсутствие органических остатков; среднее (18 кг/га) — при внесении удобрений после зерновых культур и максимальное (61 кг/га) — при внесении удобрений после бобовых предшественников. По данным Динчева (1974), с пшеницей ежегодно выносится 56 кг/га Р2O5.
Количество доступного для растений калия, получаемого после минерализации бактериальной биомассы, в карбонатных черноземах составляет: при внесении удобрений, но без растительных остатков в почве — 4 кг/га; при внесении удобрений после зерновых культур — 15 кг/га, при удобрении и наличии растительного материала, богатого азотом, — 32 кг/га. С урожаем пшеницы из почв, по данным Милчева, выносится 100 кг/га калия.
Приведенные выше данные свидетельствуют о важном значении микрофлоры как для плодородия карбонатных черноземов, так и для формирования высокого урожая, поскольку микроорганизмы участвуют в превращении внесенных удобрений, а отмершая биомасса — в питании растений. Удобрение карбонатных черноземов при наличии растительных остатков (корневых и пожнивных) сильно активизирует почвенную микрофлору. В процессе развития последняя включает в клетки азот удобрений (иммобилизует его) и постепенно в течение вегетационного периода в усвояемом для растений состоянии его выделяет. В почвах обычно азот включается в бактериальные клетки, которые легко минерализуются. В карбонатных черноземах с пожнивными остатками, богатыми азотом (бобовые предшественники), удобрения стимулируют высвобождение больших количеств азота из бактериальных клеток, причем эффективность удобрений возрастает при введении в севооборот бобовых культур. В черноземах бобовые культуры активизируют микрофлору, вызывая быструю минерализацию органических остатков, и способствуют увеличению микробной биомассы. В таких условиях возрастает значение запасов питательных веществ в почве для формирования урожая. Следовательно, важное значение имеет состав и количество органических веществ в почве до внесения минеральных удобрений. При наличии остатков предшественника, бедных азотом, бактериальные клетки поставляют небольшие количества усвояемых питательных веществ, поскольку образуемая бактериальная масса незначительна и процесс минерализации происходит медленно. При наличии богатых азотом органических веществ с биомассой в почву поступает больше питательных веществ.
На численности микроорганизмов и количестве биомассы отражаются также изменения в соотношении между азотом и фосфором в удобрении. При достаточной обеспеченности почв фосфором и внесении высоких азотных удобрений снижается численность аммонифицирующих микроорганизмов и актиномицетов, участвующих в процессах минерализации, что благоприятно сказывается на накоплении органического вещества в карбонатных черноземах.
Удобрение карбонатных черноземов влияет не только на жизнедеятельность микроорганизмов, но при этом вследствие деятельности микрофлоры в зависимости от доз и видов азотных и фосфорных удобрений увеличивается концентрация двуокиси углерода в почвенном воздухе. Сами азотные удобрения слабо влияют на данный показатель, но при внесении азота на фоне фосфора концентрация углерода увеличивается значительно (в 2,5 раза по сравнению с этой величиной на неудобренных площадях), т. е. фосфор оказывает благоприяное влияние на общую биологическую активность.
Применение удобрений сказывается на интенсивности процессов аммонификации и нитрификации в карбонатных черноземах. Через неделю после внесения минеральных удобрений вслед за увеличением содержания нитратов происходит некоторое снижение их количества, по-видимому, в результате иммобилизации или денитрификации. При внесении карбамида нитрификация почти полностью завершается на 30-й день. Положительно сказывается на нитрификации увеличение количества фосфора. В целом можно сказать, что в данных почвах процесс нитрификации идет очень быстро. Активно протекает биологическая иммобилизация усвояемого азота, в результате которой количество азота снижается. Свыше 30% внесенного азота удобрений включается в микробную массу и становится временно недоступным для растений.
После внесения удобрений в черноземных почвах увеличивается численность денитрифицирующих бактерий, в результате жизнедеятельности которых происходит потеря газообразного азота. При повышении влажности численность этих бактерий еще более возрастает, что приводит к увеличению потерь газообразного азота. Потери азота возрастают при внесении азотных удобрений и снижаются при применении повышенных доз фосфорных удобрений.
Удобрение карбонатных черноземов влияет на численность Az. chroococcut: в конце второй недели после внесения высоких доз азота она снижается, далее постепенно восстанавливаясь. Внесение высоких доз азотных удобрений вызывает кратковременное снижение О. pasteurianum. Следовательно, под действием аммиачной селитры или карбамида сокращается численность азотфйксирующих бактерий в карбонатных черноземах и усиливается поступление азота от биологической фиксации в течение примерно 20 дней после внесения азотных удобрений.
Таким образом, одностороннее применение аммиачной селитры или карбамида или даже в различных соотношениях с фосфором приводит к значительному нарушению биологического равновесия в карбонатных черноземах. Меняется численность и состав микроорганизмов, что отражается на интенсивности процессов минерализации органического вещества, аммонификации, нитрификации и др.
Аналогичные исследования были проведены на типичных и выщелоченных черноземах. Полученные данные показывают, что удобрения практически не оказывают влияния на микрофлору типичного чернозема. Не наблюдается различий и в интенсивности микробиологических процессов. Более существенные изменения происходят в выщелоченном черноземе, где удобрения оказывают сильное влияние на микрофлору, в сравнении с карбонатными черноземами изменения происходят не столько в численности, сколько в составе микрофлоры. В выщелоченных черноземах после внесения минеральных удобрений (особенно азотных) наиболее значительно увеличивается численность аммонифицирующих микроорганизмов, актиномицетов и т. д. Эти изменения дают основание считать, что происходит быстрое и существенное снижение содержания органического вещества. В этих почвах очень слабо выражена биологическая иммобилизация усвояемого азота, что необходимо учитывать при внесении удобрений после различных предшественников. Нитрификация карбамида в выщелоченных черноземах в течение одной-двух недель протекает замедленно. Влияние минеральных удобрений на микрофлору в черноземных почвах в общем бывает благоприятным, но имеет отрицательные последствия, проявляющиеся особенно при недостатке фосфора. Устранить их можно путем внесения повышенных доз азотных удобрений и достаточной обеспеченностью фосфором.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
В песчаных и карбонатных почвах рекомендуется заделывать мочевину неглубоко, особенно в засушливый период, что, впрочем, является мерой предосторожности, общей для всех аммиачных удобрений. Мочевина является превосходным азотным удобрением для опрыскивания и удобрительных поливов ( см. главу XIII) вследствие ее легкой растворимости и безвредности ее растворов для листьев. Ее применение в посевах зерновых в смеси с гербицидами, органическими красителями ( при кущении) и ростовыми веществами ( трубкова-ние) достаточно широко распространено. [18]
В условиях карбонатных почв воднорастворимые соединения фосфорной кислоты довольно быстро превращаются в двухзамещенный фосфат кальция. Процесс не останавливается на этой стадии, а постепенно идет далее до образования труднорастворимых и слабо доступных для растений фосфатов. Образование труднодоступных соединений фосфорной кислоты идет более интенсивно на луговых и лугово-болотных почвах, особенно в зоне оглеенного горизонта, содержащего повышенное количество полуторных окислов. [19]
В отношении карбонатных почв и в литературе встречаются указания на более слабую способность щелочных почв разлагать мочевину. Причиной замедленного разложения мочевины в карбонатных почвах, по-видимому, является некоторое инак-тивирующее влияние избытка кальция на фермент уреазу. [20]
В условиях карбонатных почв воднорастворимые соединения фосфорной кислоты довольно быстро превращаются в двухзамещенный фосфат кальция. Процесс не останавливается на этой стадии, а постепенно идет далее до образования труднорастворимых и слабо доступных для растений фосфатов. Образование труднодоступных соединений фосфорной кислоты идет более интенсивно на луговых и лугово-болотных почвах, особенно в зоне оглеенного горизонта, содержащего повышенное количество полуторных окислов. Поэтому на таких почвах не следует вносить фосфорные удобрения на дно плужной борозды, которая часто проходит по оглеенному горизонту. Большую часть годовой нормы фосфорных удобрений вследствие их слабой подвижности в почве необходимо вносить под вспашку и меньшую часть — в подкормках, заделывая туки на возможно большую глубину. [22]
Для анализа карбонатных почв юго-востока метод Ма-чигина стал применяться недавно. Тем не менее уже накоплен значительный материал, характеризующий каштановые почвы по степени обеспеченности их подвижным фосфором. Установлено, что при содержании 30 — 40 мг РзОб в 1 кг светло-каштановой почвы арбузы, кукуруза и овощные культуры при поливе хорошо отзываются на внесение фосфорных удобрений. [23]
Для анализа карбонатных почв юго-востока метод Ма-чигина стали применять недавно. Тем не менее уже накоплен значительный материал, характеризующий каштановые почвы по степени обеспеченности их подвижным фосфором. Установлено, что при содержании 30 — 40 мг Р205 в 1 кг светло-каштановой почвы арбузы, кукуруза и овощные культуры при поливе хорошо отзываются на внесение фосфорных удобрений. [24]
Поэтому ка карбонатных почвах цинковые удобрения применяют чаще всего путем опрыскивания растений. [25]
Бук часто занимает богатые карбонатные почвы , и из этого становится ясным, что отделить влияние горной породы от влияния древесной породы без специально заложенных опытов далеко не всегда представляется возможным. [26]
Для извлечения из карбонатных почв доступных для растений фосфатов не рекомендуется пользоваться кислотными растворителями, так как часть приливаемой к почве кислоты расходуется на нейтрализацию карбонатов. [27]
Метод применим для бескарбонатных и карбонатных почв , не содержащих легкорастворимых солей и гипса. Воднорастворимые соли необходимо предварительно удалить из навески почвы промыванием 50 % — ным спиртом. [28]
Метод применяют для некарбонатных и карбонатных почв . [29]
При работе с карбонатными почвами необходимо разрушить все карбонаты, что достигается обработкой почвы кислотой более сильной концентрации. [30]
Источник https://findpatent.ru/patent/203/2037283.html
Источник https://www.activestudy.info/vliyanie-udobrenij-na-mikrofloru-karbonatnyx-tipichnyx-i-vyshhelochennyx-chernozemov/
Источник https://www.ngpedia.ru/id300085p2.html