Какие почвы обладают высокой нитрификационной способностью

Из трех макроэлементов NPK, азот самый интересный и его оптимизация в минеральном питании имеет первостепенное значение для культур.

АгроСайт постарается понятно объяснить вам сложный процесс нитрификации с практической точки зрения.

Это самый ценный опыт, которым мы хотим с вами поделиться и надеемся, что вы найдете ответы на многие вопросы в агрономии если проникнитесь предложенной информацией…

Нитрификация – превращение аммиачного азота в нитратный.

Разберем для начала формулу на картинке, которая полностью отражает процесс нитрификации со всех сторон:

Чтобы вам лучше понять, о чем пойдет речь, прочитайте о формах азота в статье АЗОТНЫЕ УДОБРЕНИЯ >>

1. Первый элемент C:N это органическое вещество почвы или гумус, которое под воздействием микроорганизмов превращается в аммиачную форму азота. Процесс называется Аммонификация и может протекать как при наличии кислорода так и без него. Чем больше в почве органического вещества, тем больше аммиачного азота высвобождается. Данная форма азота нестабильна и является промежуточной. Часть аммиачного азота присоединяется к ППК почвы, часть поступает напрямую для питания растений, а остальная при наличии кислорода вовлекается в процесс нитрификации. Именно поэтому данная форма азота не является диагностической, но анализировать содержание аммонийной формы необходимо.

2. Вторя часть формулы это превращение аммиачной формы (NH₄) азота в нитритную. Процесс протекает только при наличии кислорода (O₂) за счет микроорганизмов. Содержание нитритов в почве анализировать не требуется, так как они немедленно окисляются до нитратов.

3. Третья часть это превращение нитритной формы (NO₂) в нитратную (NO₃). Процесс также протекает только при наличии кислорода (O₂) и за счет микроорганизмов. Содержание нитратов в почве для большинства зон земледелия является диагностическим и важным в планировании азотных удобрений.

Основной тезис — Для оптимального процесса нитрификации нужны микроорганизмы. Микроорганизмы живут и активно работают только при наличии всех факторов: влаги, тепла, органического вещества и достаточного количества кислорода (т.е. аэрации).

Температура.

При температуре почвы от 10 до 30 градусов скорость нитрификации резко возрастает. Поэтому ранний посев в непрогретую почву без стартовой дозы азота в нитратной форме проигрывает поздним срокам сева культур, которые попадают в более комфортные условия по содержанию нитратного азота. А весенняя подкормка азотом озимых культур в свою очередь дает хорошие результаты по тем же самым причинам.

Повышение температуры почвы выше 35 градусов резко снижает процесс нитрификации, поскольку бактерии не могут выносить высокие температуры.

Влага.

Недостаток влаги негативно сказывается на процессе нитрификации. Микроорганизмы как и все живое не могут без воды. Именно поэтому не рекомендуют производить зяблевую обработку по сухой почве. Но помните как только осадки снабдят почву влагой процесс возобновится, поэтому подумайте выворачивать «чемоданы» или нет. Чем раньше сделана зябь тем больше накопится нитратного азота к будущему сезону. Подробнее о зяби в статье ВСПАШКА ЗЯБИ .

Органика.

Содержание гумуса в значительной степени влияет на накопление нитратного азота. Но к сожалению оно закономерно растет с юга (степная зона) 3-4% на север (лесостепная зона) 6-7%. Так же как снижается сумма эффективных температур. Соответственно идеальные условия для накопления нитратов в почве расположены в южной лесостепной зоне с содержанием гумуса 5-6%. Данные по Западной Сибири.

Воздух.

И самое главное это наличие кислорода или хорошая аэрация корнеобитаемого слоя почвы. Чем глубже проводятся обработки почвы, тем лучше снабжение микроорганизмов кислородом в гумусовом горизонте. Нитрификация без кислорода невозможна. При этом вспашка с оборотом пласта нежелательна, так как основная масса микроорганизмов находится ближе к поверхности и после оборота большая часть бактерий распределяется в более глубокий горизонт. Глубокое рыхление без оборота предпочтительнее.

ВОПРОСЫ.

Сколько нитратного азота накапливается за сезон?

Для условий Западной Сибири от 40 до 80 кг/га, в зависимости от наличия всех факторов обеспечивающих нитрификацию. В Европейской части показатели выше на 30-40%.

Какую урожайность можно получить?

Ответим на примере яровой пшеницы по южной лесостепной зоне Западной Сибири. Расчеты учитывают только почвенное плодородие, без поступления азота за счет удобрений.

По парам.

Содержание нитратного азота перед посевом 96 кг/га обеспечит 17 ц/га
Накопление за счет нитрификации 80 кг/га обеспечит 15 ц/га
Общая урожайность составит 32 ц/га.
Полная защита растений обеспечит вам еще 25% и урожайность составит 40 ц/га.

По зяби (глубокая обработка)

Содержание нитратного азота перед посевом 58 кг/га обеспечит 10 ц/га
Накопление за счет нитрификации 80 кг/га обеспечит 15 ц/га
Общая урожайность составит 25 ц/га.
Полная защита растений обеспечит вам еще 25% и урожайность составит 31 ц/га.

По стерневому фону и по ноу-тилл

Ввиду слабого снабжения корнеобитаемого слоя кислородом скорость процесса нитрификации сильно снижается.

Содержание нитратного азота перед посевом 34 кг/га обеспечит 6 ц/га
Накопление за счет нитрификации 50 кг/га обеспечит 9 ц/га
Общая урожайность составит 15 ц/га.
Полная защита растений обеспечит вам еще 25% и урожайность составит 19 ц/га.

Примечания:

Урожайность сортов фуражного направления с низким содержанием белка обеспечат более высокую урожайность.
По группам спелости также будут различия в урожайности. Чем длиннее вегетация, тем больше нитратного азота накопится для потребления культурой.
Азотные подкормки по вегетации затягивают вегетацию культур, что также косвенно повлияет на потребление нитратного азота из почвы, несмотря на малые количества вносимых д.в. азота по листу.
Реальные потери урожайности без защиты растений составят 40% от общей урожайности по предшественникам. Урожайность составит 23 ц/га, 18 ц/га и 11 ц/га соответственно.

Выводы:

1. Контроль показателей содержания азота необходимо проводить ежегодно и в зависимости от агрохимических показателей планировать внесение азотных удобрений, порядок проведения посева и обработки зяби по полям.

2. При одинаковых затратах на защиту растений вы получаете прибавки урожайности 4 ц/га по стерне, 6 ц/га по ранней зяби с глубокой обработкой в 8 ц/га по пару. Задумайтесь об экономической эффективности.

3. Не забывайте о содержании фосфора. Подробнее в статье СОДЕРЖАНИЕ ФОСФОРА В ПОЧВЕ И ПРИМЕНЕНИЕ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ . Без него нитрификация бессмысленна . И обязательно проанализируйте содержание калия.

4. Если вы четко оптимизируете минеральное питание и проводите качественную защиту СХЗР, культура намного экономнее расходует влагу. Не верите? Тогда читайте как снизить коэффициент водопотребления в статье РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЛАГИ В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ .

на рассылку АгроСайт-новости и получайте новые статьи на почту.

Источник

Нитрификационная способность почв

На протекание нитрификации в почве влияют различные факторы.

Температура.При температуре почвы от 10 до 30 °С скорость нитрификации резко увеличивается. Повышение температуры почвы выше 35 градусов резко снижает процесс нитрификации, поскольку бактерии не могут выносить высокие температуры [Агросайт…, 2018].

Изучение влияния температуры на нитрифицикацию почвы показало, что при отрицательных температурах (-10 … -5 °С) содержание нитратного азота было невысоким и не превышало 43,9 мг/кг, что объясняется пассивностью нитрифицирующих микроорганизмов [Новосёлов С.И., 2015].

С повышением температуры почвы до +15…+35 °С возрастало содержание нитратного азота. При такой температуре была наибольшей нитрифицирующая способность почвы – 31,9 мг/кг [Новосёлов С.И., 2015].

Влага.Недостаток влаги неблагоприятно сказывается на процессе нитрификации. При небольшой влажности в 20 % от полной влагоемкости (что соответствует 7,3 % от веса почвы) нитрификация практически не происходит. При влажности в 40 и 60% от влагоемкости процесс проходит интенсивно, а при избытке увлажнении (80-90 %) энергично развиваются процессы денитрификации, которые приводят к полной потери из почвы азотной кислоты [Агросайт…, 2018].

Исследования показали, что процесс нитрификации начинает происходить уже при влажности почвы 5 % (15 % ПВ). При дальнейшем повышении влажности почвы содержание N-NO₃ — возрастало, достигая максимума при влажности 20-25 % (60-75 % ПВ). При этом содержание аммонийного азота снижалось. Последующее увеличение влажности почвы привело к замедлению процесса нитрификации, тем самым отразилось на снижении содержания нитратного и повысило содержания аммонийного азота в дерново-подзолистой среднесуглинистой почве [Новосёлов С.И., 2015].

Кислотность.Наиболее благоприятная реакция среды для процесса нитрификации является оптимальная величина рН 7-9. Возможна нитрификация и при рН 6-7 [Агросайт…, 2018].

В исследованиях Макарова В.И. выявлено, что на дерново-подзолистых почвах при рН_сол 5,6-6,0 усредненная нитрификационная способность составила 14,4 мг/кг, а при рН 5,1-5,5 снизилась до 11,4 мг/кг [Макаров В.И., 2016]. При рН_KCL менее 4,0 ед. происходит сильное снижение нитрификационной способности почв при одновременной аккумуляции аммонийного азота в них [Макаров В.И., 2017].

Плотность почвы. С увеличением плотности почвы с 1,1 до 2,0 г/см 3 содержание нитратного азота в почве снижается. Максимальное содержание нитратного азота наблюдалось при плотности 1,1 г/см 3 , а наименьшее при плотности 2,0 г/см 3 . Нитрифицирующая способность почвы снижается аналогичным образом. Увеличение плотности почвы приводит к повышению содержания аммонийного азота и аммонифицирующей способности [Новосёлов С.И., 2015].

Данные, свидетельствующие о положительном влияние уплотнения на различные свойства почвы, в том числе на процессы нитрификации [Гамзиков Г.П., 1981]. По мнению В.В. Медведева, оптимальным значением плотности на черноземных почвах для возделывания зерновых культур является плотность от 1,10 до 1,12 г/см 3 . В ходе исследования Нестеровой Л.Б. (Алтайский государственный аграрный университет) были выявлены оптимальные значения плотности от 1,01 до 1,05 г/см 3 . Процессы нитрификации стимулируются при плотности 1,05 г/см 3 , при этом обеспеченность почв нитратной формы азота достигает среднего уровня. Процессы аммонификации оптимальны при плотности от 1,01 до 1,03 г/см 3 . Возможно, это обусловлено тем, что нитрификация может проходить при наиболее высокой плотности почвы, в отличие от процессов аммонификации [Нестерова Л.Б., 2009].

Гумус.Содержание гумуса в значительной степени влияет на увеличение нитратного азота. Но, к сожалению, оно закономерно растет с юга (степная зона) 3-4 % на север (лесостепная зона) 6-7%, для Нечерноземной зоны – 1-3 % [Ковриго В.П., 2004]. Так же как снижается сумма эффективных температур. Соответственно идеальные условия для накопления нитратов в почве расположены в южной лесостепной зоне с содержанием гумуса 5-6 % [Агросайт…, 2018].

Удобрения.Нитрификационная способность почвы значительно повышается при внесении навоза, что особенно заметно с внесением севооборотной площади. Причем активность возрастает не только в обрабатываемом слое, но и в подпахотном: если в слое 0-30 см она в среднем увеличилась в 1,8 раза, то в подпахотном слое – в 3,4 раза [Уваров Г.И., 2014].

Совместное применение минеральных удобрений и навоза в их комбинациях приводит к еще более значительному росту нитрификационной способности почвы. При одинарных дозах минеральных удобрений на фоне внесения навоза нитрификационная способность почвы в пахотном слое возрастает в 1,9 раза, в подпахотном – в 4,3 раза. При внесении двойных доз минеральных удобрений количество нитратного азота после компостирования в слое 0-30 см в среднем возрастает в 2 раза [Уваров Г.И., 2014].

Мульчирование почв соломой с применением безотвальной обработкой и запашкой соломы на глубину 10-13 см увеличивают нитрификационную способность серых лесных почв по сравнению с вспашкой в 1,5-3,3 раза в слое 0-10 см не смытых почв, в 1,7-7,0 раз в верхнем слое среднесмытых почв. На глубине 10-20 см способность почв к нитрификации остается на уровне контроля (плоскорезная обработка) или увеличивается в 1,2-2,0 раза на остальных вариантах [Чуян Н.А., 2017].

Предшественники.Отмечено повышенное содержание нитрификационной способности почвы при интенсивном сельскохозяйственном использовании почвы. Ее наибольшая величина была определена для почвы чистого пара (45,0–46,3 мг/100 г почвы/сут). Возделывание сидеральных и особенно парозанимающих культур вызывало к уменьшению способности почвы к нитрификации по сравнению с чистым паром [Лобков Т.В., 2015]. Под озимой пшеницей повышенную нитрификационную активность имели те варианты, где поступление свежей зеленой массой сочеталось с внесением навоза. Нитрификационная способность почвы в этом варианте превышала 80 мг/100 г почвы/сут (в 4 раза).

Минимальное значение нитрификационной способности почвы выделялась вариантом озимой пшеницей. Самой низкой она была в варианте с размещением этой культуры после черного пара (20,8–21,7 мг/100 г почвы/сут). Почва залежи являлась низкой способностью к нитрификации (6,6–10.3 мг/100 г почвы/сут) [Лобков Т.В., 2015].

Обработка почвы.Оптимальной обработкой, обеспечивающей максимально высокий уровень процессов нитрификации, является плоскорезная обработка, по сравнению с отвальной вспашки и нулевой обработки. Другие изученные факторы обеспечивают средний уровень нитрификации 25 мг/кг и более (максимально возможный) [Нестерова Л.Б., 2009].

При использовании отвальной вспашки отмечается устойчивая направленность к возрастанию нитрификационной способности в сравнении с мелкой безотвальной (чизелевание, дискование) обработкой почвы, а также повышение содержания нитратного азота на 3-4 мг/кг [Цилюрик А.И., 2017].

Нитрификационная способность в среднем для слоя 0-40 см почвы в контроле (без удобрения) при вспашке была в плодосменном севообороте больше в 1,8 раза, чем в зернопропашном, и в 4,4 раза, чем в зернопаропропашном. При мелкой обработке почвы нитратный азот усваивается больше в зернопропашном и плодосменном севооборотах. В зернопаропропашном севообороте наблюдается его снижение в 1,4 раза [Уваров Г.И., 2009].

Применение пестицидов.В исследованияхв ГНУ ВНИИЦиСК Россельхозакадемии (г. Сочи), было выявлено, что нитрификационная способность почвы усиливается при обработке 10-кратной дозой фунгицидов (Делан, Хорус, Децис, Неорон, Демитан) активация данного процесса имела существенный результат. Нитрификация агроценозов активизировалась с повышением температурного фактора и доз пестицидов, тем самым проявляя кумулятивный эффект [Беседина Т.Д., 2009].

Гербициды, используемые в борьбе с сорняками при возделывании овощных культур, существенно не влияют на развитие нитрифицирующих бактерий [РГАУ-МСХА…, 2018]. Не установлено различия в численности нитрифицирующих бактерий на площадях, не обработанных и обработанных гербицидами: симазином (2 кг/га), булпуром (32 кг/га), арезином (1,5-2 кг/га), преванолом 56 (24 кг/га), А-1803 (2 кг/га), димидом (6 кг/га) и аретаном (6-8 кг/га). Следовательно, нитрифицирующие бактерии относятся к почвенным микроорганизмам, слабо реагирующим на внесение гербицидов, если их не применяют в высоких дозах [РГАУ-МСХА…, 2018].

Применение известковых мелиорантов.Величина нитрификационной способности обусловливается интенсивностью биологических процессов, приводящих к образованию легкорастворимых минеральных форм азота, являющихся надежными показателями обеспеченности почвы доступными для питания растений азотом [Минее В.Г., 2004]. Нитрификационная способность луговой черноземовидной почвы на фоне всех систем удобрения ниже, чем в варианте без применения удобрения на 25-38% [Науменко А.В., 2017]. При внесении извести нитрификационная способность почвы повышается по всем системам удобрения – в 1,7-2,7 раза относительно фона без известкования, что также свидетельствует об увеличении минерализационных процессов и улучшения обеспечения растений азотом [Науменко А.В., 2017].

Дата добавления: 2018-08-06 ; просмотров: 1177 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник