Биокинетический цикл азота в системе почва-удобрение- растение в условиях Забайкалья

• Автор: Будажапов, Лубсан-Зонды Владимирович
• Шифр специальности: 06.01.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 308 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Современные проблемы азота и методы оценки азотного режима

почв

Глава 2. Объекты, условия и методика исследований

2.1. Характеристика опытов

2.2. Климат
2.3. Почвы

2.4. Анализы и биокинетическая оценка

Глава 3. Баланс азота в системе почва - удобрение - растение

3.1. Баланс азота удобрений
3.2. Кинетическая оценка баланса азота
3.3. Индекс доступности азота удобрений
Глава 4. Использование растениями азота удобрений
4.1. Каштановые почвы
4.2. Чернозем южный
4.3. Серые лесные почвы
4.4. Лугово - черноземные мерзлотные почвы
Глава 5. Иммобилизация азота удобрений в почвах
5.1. Размеры иммобилизации азота
5.2. Активность почвенной микрофлоры
5.3. Кинетика процесса иммобилизации азота
5.4. Статистические связи иммобилизованного азота
5.5. Компенсация выноса азота почв иммобилизованным азотом
Глава б.Трансформация азота удобрений в органическом веществе почв
6.1. Иммобилизованный азот в органическом веществе почв
6.2. Минерализационно - иммобилизационная оборачиваемость азота
6.3. Динамика и кинетика распределения почвенного азота
6.4. Динамика и кинетика распределения иммобилизованного азота
6.5. Обогащение органического вещества почв иммобилизованным азотом удобрений
6.6. Активная фаза органического вещества почв
Глава 7. Азотминерализующий потенциал почв
7.1. Каштановая почва
7.2. Чернозем южный
7.3. Серая лесная почва
7.4. Лугово - черноземная мерзлотная почва
Глава 8. Диагностика азотминерализующего потенциала почв
8.1. Модели с участием биотических и абиотических факторов
8.2. Кинетическое участие биотических и абиотических факторов
8.2.1. каштановая почва
8.2.2. серая лесная почва
8.2.3. лугово-черноземная мерзлотная почва
Глава 9. Миграционный пул минерального азота в почвах
9.1. Кинетика распределения и миграции нитратного азота почв
9.2. Кинетика распределения и миграции нитратного азота удобрений
9.3. Кинетика распределения «экстра» - нитратного азота
Выводы
Предложения производству
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность
Круговорот и цикл превращений азота в агроэкосистемах характеризуется комплексом взаимосвязанных химических, биохимических и биологических процессов, характер которых при внесении азотных удобрений определяется полифункциональным спектром их действия (Прянишников,1951,1952,1955; Турчин,1972;Ковда,1975;Кореньков, 1976,1999;Гамзиков,1981 ;Смирнов, 1982; Башкин,1987,2004; Кудеяров,1989;Соколов,Семенов,1992; Семенов,1996; Ни-китишен, 2002,2003; Кузнецова и др.,2006; Семенов и др., 2006,2007; Сусьян, 2008; Kanda,2001 ;Delin, 2002;DeVries et al.,2003; Petersen et al.,2005;01k,2006).
При этом, применение азотных удобрений служит наиболее эффективным приемом устойчивого функционирования системы почва - растение, который прямо или косвенно изменяет интенсивность обменных, энергетических и информационных процессов с разным уровнем негативного и позитивного их проявления и сопровождается нарушением цикла азота с усилением процессов минерализации и миграционной способности.
В этом смысле, отзывчивость агроландшафтов Байкальской природной территории не является исключением и служит наиболее ярким примером, где современные проблемы азота сконцентрированы в наиболее выраженной форме и требуют качественно новых подходов к их обоснованию и решению. Однако, анализ накопленного экспериментального материала позволяет заключить, что важнейшие вопросы трансформации азота удобрений остаются не освященными в регионе и в основном направлены на изучение режима минеральных форм азота и эффективности азотных удобрений (Абашеева и др., 1983 ;Ревенский, 1985,2005;Чимитдоржиева,1990;Абашеева,1992;Лапухин, 2000;Батудаев и др.,2004;Меркушева и др.,2008). При несомненной значимости этих исследований, к настоящему времени сформировался определенный стереотип в подходах к оценке азотного состояния почв, питания растений и миграционной способности азота. Выделим достаточно противоречивую ин-

веденной почвенной суспензии на агаризованные среды в 5-кратной повторности на чашках Петри при 24°С с подсчетом численности бактерий на МПА на 2-3 сутки, актиномицетов на КАА 7-8 сутки, грибов на подкисленной среде Чапека на 10-12 сутки и пересчетом на 1г абсолютно - сухой почвы.
Биокинетическая оценка цикла азота достигалась вычленением константы (к) скорости процессов усвоения и превращений азота при условии, что скоростные различия обусловлены биологическими особенностями растений и разным участием микроорганизмов, кинетические проявления которых служат ключевым критерием в оценке трансформации азота в системе почва -удобрение - растение (Водяницкий,2000;Напп8еп,Мщщг}1ап,1988;Ноос1,2001).
Константа (к) скорости процессов превращений азота выведена по модели экспоненциальной регрессии: у = а е к‘, где а - константа, е - иррациональное число; к - константа скорости процесса, Ь - время (сутки, месяц, год). Согласно построенным моделям рассчитаны константы (к) скорости усвоения азота 15И удобрений и 14И почв, снижения минерального и возрастания иммобилизованного азота 15Ат удобрений в почвах и минерализации органического азота почв. Аналогичный подход представлен при оценке участия иммобилизованного азота (15И) в процессах синтеза и минерализации гумусовых веществ почв и кинетике (к) распределения почвенного азота (|41Ч) по фракциям органического вещества, а равно нитратного азота в пространстве (профиль почв) с оцифровкой каждого 0-20 см слоя до метровой отметки и во времени (май -сентябрь). Усиление почвенных микроорганизмов в процессах иммобилизации азота удобрений и минерализации органического азота почв представлено по константам (к) активности путем сравнения с константами (к) скорости их роста в сезонном цикле, выведенных в каштановой почве по осадкам, серой лесной - запасам продуктивной влаги и лугово-черноземной - температурам 0-20 см слоя. Кинетическое участие биотических (микроорганизмы почв) и абиотических факторов (осадки, температура почв) в азотминерализующий потенциал почв представлено в сравнении константы (к) скорости процесса с