Азотный фонд черноземов Костанайской области и эффективность азотных удобрений

• Автор: Жакаев, Серикжан Ануарбекович
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Костанай
• Количество страниц: 172 с.

Глава 1. Состояние изученности проблемы азота в земледелии
Глава 2. Объекты и методика исследований
2.1. Особенности природно-климатических условий Костанайской области
2.2. Характеристика черноземов
2.3. Методы исследований
Глава 3. Формы азота и их содержание в черноземах
3.1. Общий азот ■
3.2. Органические азотсодержащие соединения
3.3. Минеральный азот в черноземах
3.4. Необменно-поглощенный аммоний
3.5. Гидролизуемые фракции органического азота
3.6. Негидролизуемая фракция органического азота
Глава 4. Влияние удобрений на динамику соединений азота и их
превращения в черноземах
4.1. Органические азотсодержащие соединения
4.2. Минеральный азот
4.3. Обменно-поглощенный аммоний
4.4. Нитратный азот
4.5. Азот легко гидролизуемых соединений
4.6. Азот трудногидролизуемых соединений
Глава 5. Влияние удобрений па биохимические
свойства черноземов
5.1. Инвертазная активность
5.2. Протеазная активность
5.3. Уреазная активность
5.4. Содержание и состав свободных аминокислот
в черноземах
Глава 6. Влияние минеральных удобрений на структуру урожая,
урожай и качество зерна провой пшеницы
6.1. Влияние удобрений на структуру урожая ЮЗ
6.2. Влияние удобрений на качество зерна
6.3. Влияние удобрений на урожай зерна
6.4. Экономическая эффективность применения удобрений под яровую пшеницу
Выводы
Рекомендации и предложения
Литература
Приложения

Актуальность темы. Рациональное использование почвенных ресурсов является в настоящее время одним из ведущих факторов увеличения производства зерна в Северном Казахстане. Дальнейшее прогрессивное увеличение продуктивности земледелия возможно, главным образом, путем улучшения пищевого, в частности, азотного режима и других свойств почв. В настоящее время потребность растений в азоте удовлетворяется главным образом за счет почвенных запасов. Это нарушает оптимальный круговорот биогенных элементов в земледелии и способствует созданию отрицательного их баланса в агроэкосистеме [83,135,184,126,13,156, 34, 51, 98, 138, 168, 169, 170, 172 ] . По прошествии 50 лет после освоения целинных и залежных земель обстановка в отношении азотного режима почв значительно изменилась в отрицательную сторону. Повсеместно отмечается снижение содержания в почве гумуса, азота и минеральных его форм [ 76,77,176,177,45,81,178,101 ] . В этой связи важнейшими задачами современного агропочвоведения являются разработка приемов эффективного использования азотного фонда почв при одновременном сохранении их плодородия и рациональное применение азотных удобрений. Решение этих вопросов возможно лишь при изучении компонентного состава азотных соединений почв, выяснении роли ферментов в трансформации и декомпозиции различных азотных соединений.
Исследования проводились автором настоящей работы в период аспирантской подготовки при кафедре почвоведения и агрохимии Аграрно-Технологического института Костанайского государственного университета им. А. Байтурсынова с 1998 по 2002 г.
Цель и задачи исследований. Целью данной работы явилось изучение азотного фонда черноземов обыкновенных и южных Костанайской области Республики Казахстан, распределения различных форм азота по профилю почв, выявление влияния азотно-фосфорных удобрений на динамику форм
азота и их трансформацию. В соответствии с целью исследований были поставлены следующие задачи:
1. Изучить качественный состав азотного фонда черноземов обыкновенных и южных, содержание и распределение по профилю почв различных его форм.
2. Изучить влияние рядкового внесения азотных и фосфорных удобрений на динамику соединений азота и их превращения.
3. Изучить ферментативную активность почвы и влияние удобрений на ферменты, участвующие в превращении углерод- и азотсодержащих соединений.
4. Выявить влияние рядкового внесения мочевины и двойного гранулированного суперфосфата на элементы структуры урожая, урожай и качество зерна яровой пшеницы, выращиваемой в зернопаровом севообороте третьей и четвертой культурой после пара.
5. Определить экономическую эффективность применения удобрений под яровую пшеницу.
Научная новизна. Впервые в Костанайской области Республики Казахстан расшифрован состав органического азота почвы. Показано, что соотношение фракций азота в черноземах обыкновенных и южных является неблагоприятным для земледелия, что должно учитываться при их сельскохозяйственном использовании в зернопаровых севооборотах. Изучено влияние рядкового внесения мочевины и двойного гранулированного суперфосфата на активность сахаразы, протеазы и уреазы, участвующих в декомпозиции углерод- и азотсодержащих соединений. Показано, что минеральные удобрения способствуют повышению их активности. Выявлено, что в черноземах обыкновенных и южных в балансе доступных растениям минеральных форм азота наблюдается преобладание расходной части над приходной. Поэтому растения яровой пшеницы, размещаемой в севообороте третьей или четвертой культурой после пара, далеко не обеспечены азотом, производительность

Как известно, содержание нитратов характеризует обеспеченность почв минеральным азотом, а также степень выраженности процесса нитрификации, то есть биологического окисления аммиака азотсодержащих органических соединений. В этой связи следует отметить, что в черноземах произошло значительное увеличение количества нитратного азота за период компостирования, что указывает на сравнительно хорошую нитрификационную способность черноземов обыкновенных и южных и преобладание процессов минерализации над процессами биологического поглощения азота.
3.4. Необменно-поглощенный аммоний
До недавнего времени многие исследователи полагали, что лишь незначительная часть общего азота почвы представлена неорганическими соединениями. Однако исследованиями 50-70-х годов 20 века было установлено, что во многих почвах наряду с нитратами, нитритами и обменнопоглощенным аммонием минеральный азот может находиться также в фиксированной форме [194, 195, 131, 86,87, 109, 30, 73]. Исследователи, изучавшие распределение фиксированного аммония в почвенных профилях, обратили внимание на то, что почти во всех почвах абсолютное и относительное содержание фиксированного аммония, как правило, увеличивается с глубиной [56, 94 и др.].
Согласно A.B. Колосковой и Л.И. Шитовой [56], количество фиксированного аммония в пахотных горизонтах черноземов Татарии составляет 2-4%, а в подпахотных оно увеличивается до 3- 11% от общего азота почвы. По данным Г.П. Гамзикова [30], азот фиксированного аммония в составе общего азота пахотного слоя обыкновенных черноземов Западной Сибири составляет 4,6- 5,9%, южных черноземов- 5,2- 6,2%.
Работами многих исследователей установлено, что природный фиксированный аммоний очень слабо подвергается нитрификации и за вегетационный период только незначительная часть его может непосредственно использоваться растениями [87, 109].
Выше было сказано, что фиксированный аммоний присутствует практи-