27.11.2015

УДК 631.42

Соколов О.А.,Черников В.А., Васенев И.И.

Агроэкологическая оценка потерь азота в условиях эрозионного агроландшафта (по результатам длительных исследований с ¹⁵N)

Глобальные изменения климата и их последействие на функционирование агроэкосистем в разных почвенно-геоморфологических и биоклиматических условиях актуализируют задачи комплексной агроэкологической оценки современных и прогнозируемых потерь азота в условиях представительных эрозионных агроландшафтов. Ущерб от эрозии возрастает по мере интенсификации применяемых агротехнологий и в значительной мере определяется прямыми экономическими и косвенными экологическими последствиями от непроизводительных потерь азота в результате применения агроэкологически необоснованных доз и технологий внесения азотных удобрений в условиях конкретного агроландшафта. В работе приведены результаты проведенных с применением метода изотопной индикации (¹⁵N) длительных агроэкологических исследований по оценке размеров и основных факторов пространственной дифференциации газообразных потерь азота удобрений и азота почвы при выращивании сельскохозяйственных культур на различных элементах представительного для Центрального региона России эрозионного агроландшафта со старопахотными дерново-подзолистыми почвами. Исследования проводились в длительном микрополевом опыте (с размером делянок 0.5 м x 1.0 м), проводимом с 2002 года на вогнуто-выпуклом склоне юго-восточной экспозиции с уклоном 2-3^o в верхней части, 4-5^o – в средней и 5-7^o – в нижней. Опыт заложен с ежегодным применением меченых ¹⁵N азотных удобрений при чередовании культур: озимая рожь – овёс – ячмень – бобово-злаковые травы (клевер, тимофеевка) 1-го года пользования – бобово-злаковые травы 2-го пользования. Азотные удобрения (в форме сульфата аммония, с 20ат% ¹⁵N) вносили под зерновые культуры в дозе N₅₀ и под травы в дозе N₃₀ весной вразброс и лентой на глубину 10 см. Почва – дерново-подзолистая среднесуглинистая на карбонатном мореном суглинке: слабосмытая – в приводораздельной части склона крутизной 2-3^o и среднесмытая – в средней части склона крутизной 4-5^o и нижней части склона крутизной 5-7^o. Проведенные исследования показали отчетливо выраженную зависимость интенсивности основных потоков азота в исследованных склоновых эрозионных агроландшафтах со старопахотными слабо- и среднесмытыми дерново-подзолистыми почвами от элемента мезорельефа, вида выращиваемой культуры и способа внесения азотных удобрений, что необходимо учитывать при планировании эффективности их применения и оценке агроэкологических последствий. Интенсивность потоков азота удобрений, азота почвы и симбиотического азота, направленных на использование растениями и иммобилизацию в почве, существенно снижается от водораздела к нижней части вогнуто-выпуклого склона, лучше обеспеченного подвижными формами фосфора и калия, что снижает эффективность их использования растениями. По результатам проведенных исследований убедительно показано, что локализация применения азотных удобрений на слабо- и среднесмытых дерново-подзолистых почвах эрозионного агроландшафта обеспечивает значительно лучшее (в 1,2-1,3 раза) использование азота удобрения растениями – по сравнению с разбросным применением тех же доз удобрения. Это способствует существенному уменьшению эмиссии соединений азота в атмосферу и увеличению устойчивой биологической продуктивности полевых агроэкосистем. Иммобилизация азота удобрений, азота почвы и симбиотического азота существенно повышается при выращивании многолетних бобово-злаковых трав – в 1,2-1,5 раза, по сравнению с зерновыми культурами на разных элементах склона. Интенсивность потоков газообразных соединений азота значительно возрастает от верхней к нижней части склона, но они снижаются в 1,5-2,5 раза при выращивании многолетних бобово-злаковых трав. Стабилизация азотного баланса старопахотных дерново-подзолистых почв эрозионных агроландшафтов сопровождается нормализацией их газорегулирующей экологической функции в условиях Центрального региона России и создает хорошие предпосылки для предупреждения характерных для XXI века глобальных изменений климата и биоты.

Ключевые слова: АГРОЭКОЛОГИЯ, АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ, БАЛАНС АЗОТА, ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫЕ ПОЧВЫ, ИММОБИЛИЗАЦИЯ АЗОТА, МОБИЛИЗАЦИЯ АЗОТА, ПОТЕРИ АЗОТА, ПОЧВЕННЫЕ ПОТОКИ АЗОТА, ЭФФЕКТИВНОСТЬ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ, ЭРОЗИОННЫЙ АГРОЛАНДШАФТ

Текст статьи (200 Кб)