СПОСОБ ОЦЕНКИ УСВОЯЕМОГО РАСТЕНИЯМИ МИНЕРАЛИЗОВАВШЕГОСЯ ПОЧВЕННОГО АЗОТА В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ Российский патент 2011 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для оценки обеспеченности сельскохозяйственных культур минеральным азотом в сибирских черноземах. Знание количества почвенного азота, которое минерализуется в полевых условиях за вегетационный период, необходимо для повышения точности определения дозы азотного удобрения под запланированный урожай культуры. Оптимальная доза представляет собой минимальное количество удобрения, которое необходимо внести в почву дополнительно к азоту, содержащемуся в почве весной и минерализующемуся в течение вегетационного периода. Применение доз удобрений ниже оптимальных приводит к снижению урожайности культур, а необоснованное их повышение чревато загрязнением грунтовых вод нитратами и финансовыми потерями для хозяйства.

Известные методы определения нитрификационной способности (1. Практикум по агрохимии / Под ред. В.Г.Минеева. - М.: Изд-во МГУ, 2001. 688 с.2. Александрова Л.Н., Найденова. О.А. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. - Л.: Агропромиздат, 1986. 296 с.3. Агрохимические методы исследования почв. М.: Изд-во АН СССР, I960. 555 с. С.62 (Метод Ваксмана). 4. Агрохимические методы исследования почв. - М.: Изд-во "Наука", 1975. 636 с. С.99.) основаны на определении нитратов, накапливающихся в почве в результате разложения азотсодержащих органических соединений как с добавлением дополнительных источников азота, так и без них. Довольно часто используется метод Кравкова [1], который основан на определении нитратов, накапливающихся в почве в результате разложения азотсодержащих органических соединений при компостировании почвы в лабораторных условиях с соблюдением аэрации и заданных условий температуры и влажности: навеску сухой почвы (100 г) увлажняют водой из расчета 60% капиллярной влагоемкости и выдерживают в течение 12 дней в термостате при 26-28°C, затем определяют нитратный азот. Недостатком данного метода, устраненном в предлагаемом способе, является то, что компостирование почвы проводится в искусственных (лабораторных) условиях, причем без растений. Вследствие этого получаемые результаты не отражают адекватно процессы минерализации почвенного азота в полевых условиях и поэтому не могут использоваться для расчета доз азотных удобрений. Тот же принцип компостирования в лабораторных условиях положен в основу метода Александровой и Найденовой [2], отличающегося от предыдущего метода двухнедельным компостированием почвы при несколько меньшей ее навеске (50 г). Предлагаемый способ направлен на увеличение информативности и точности метода за счет изменения условий проведения эксперимента, который проводится в полевых условиях при естественных режимах температуры и влажности почвы, и произрастания на ней растений, что позволяет использовать получаемые данные непосредственно для расчета доз азотных удобрений.

Известен способ определения нитрификационной способности почвы (RU №2259561 C1…, G01N 33/24), наиболее близкий к предлагаемому изобретению. Этот способ основан на компостировании почвы при естественном температурном режиме в сосудах без дна, но при периодических поливах почвы и без растений. Основным недостатком способа является невозможность использования получаемых по нитрификационной способности данных для расчета доз азотных удобрений, поскольку: 1) компостирование почвы осуществляется не при естественном увлажнении почвы, 2) почва компостируется без растений, 3) возможно вымывание нитратов за пределы почвенного образца, что будет приводить к занижению результатов.

Задачей заявляемого изобретения является усовершенствование метода определения минерализации почвенного азота в полевых условиях, обеспечивающее получение фактических результатов по минерализации почвенного азота и, следовательно, возможность использования их непосредственно для расчета доз азотного удобрения. Это достигается за счет того, что минерализация почвенного азота определяется в сосудах без дна, располагаемых на целинном (залежном) участке, при естественном гидротермическом режиме почвы и произрастании на ней растений.

Суть способа заключается в послойном, по 0-10 см, перенесении почвы с поля в сосуды без дна, размещенные на рядом расположенной целине или залежи. На этих фонах нитраты в профиле почвы полностью отсутствуют вследствие быстрого поглощения травянистой растительностью. В сосудах выращиваются интересующие нас растения, и количество минерализовавшегося почвенного азота определяется по выносу ими этого элемента за вычетом стартового содержания нитратов в почве.

Пример осуществления способа

Поздней осенью (вторая половина октября) на целине или многолетней залежи выкапываются углубления (ячейки) с поперечным сечением 35×35 (см) и глубиной, соответствующей глубине залегания гумусового горизонта в пахотной почве, обычно 30-40 см. С боков ячейки выкладываются полиэтиленовой пленкой, чтобы предотвратить проникновение корней внутрь и вне ячейки. Ячейка с выстланной с боков полиэтиленовой пленкой называется сосудом без дна (в дальнейшем будем называть просто сосудом). Почву, в которой будет оцениваться минерализация почвенного азота, отбираем с интересующего нас фона в поле в полиэтиленовые мешки, через каждые 10 см до глубины залегания гумусового горизонта. Затем она послойно помещается в сосуды без дна в той же последовательности и при той же плотности, что и в поле. Сосуды остаются в таком состоянии до весны. За этот период почва в них достигает по плотности равновесного состояния и насыщается влагой так же, как в поле. Весной, после достижения почвой физической спелости, в сосуды высеваются семена интересующей нас культуры - обычно пшеницы или овса - при такой же норме высева, как в поле. Культура выращивается при естественном гидротермическом режиме на фоне Р60К60 до фазы молочной спелости, либо до полной спелости, если есть необходимость в учете урожая зерна. Количество минерализовавшегося почвенного азота оценивается по разности вынесенного азота надземной биомассой за вычетом нитратного азота, содержащегося в почве на момент посева культуры. Содержание азота в биомассе определяется по Кьельдалю, нитратов в почве - дисульфофеноловым методом.

Необходимости в оценке азота, содержащегося в корнях, нет, поскольку он остается в почве и может считаться одной из составляющих почвенного азота.

Оценка усвоенного пшеницей минерализовавшегося почвенного азота в черноземе, выщелоченном в условиях Новосибирского Приобья (в пересчете кг N-NO₃/га) Почва Стартовое содержание N-NO₃ в почве Вес воздушно-сухой биомассы, ц/га Вынос биомассой азота Количество усвоенного растениями минерализовавшегося почвенного азота 2007 г. Чернозем выщелоченный среднесуглинистый 20 72,4 60 40 2008 г. Чернозем выщелоченный среднесуглинистый 8 45,0 35 27

Литература

1. Практикум по агрохимии. - М.: Изд-во МГУ, 2001. 688 с.

2. Александрова Л.Н., Найденова О.А. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. - Л.: Агропромиздат, 1986. 296 с.

3. Агрохимические методы исследования почв. - М.: Изд-во АН СССР, 1960. 555 с. С.62 (Метод Ваксмана).

4. Агрохимические методы исследования почв. - М.: Изд-во "Наука", 1975. 636 с. С.99.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для оценки обеспеченности сельскохозяйственных культур минеральным азотом в сибирских черноземах. Способ включает помещение почвы в сосуды без дна и определение в ней нитратов, причем сосуды размещаются на целинном или залежном участках, растения в них выращиваются при естественном гидротермическом режиме почвы и оптимальном содержании фосфорно-калийных удобрений, а количество усвояемого растениями минерализовавшегося почвенного азота находится по разнице между выносом азота растениями и стартовым содержанием в почве нитратов. Достигается повышение информативности и надежности определения. 1 табл.

Способ оценки усвояемого растениями минерализовавшегося почвенного азота, включающий помещение почвы в сосуды без дна и определение в ней нитратов, отличающийся тем, что сосуды размещаются на целинном или залежном участках, растения в них выращиваются при естественном гидротермическом режиме почвы и оптимальном содержании фосфорно-калийных удобрений, а количество усвояемого растениями минерализовавшегося почвенного азота находится по разнице между выносом азота растениями и стартовым содержанием в почве нитратов.