Баланс основных элементов минерального питания в различных агроэкосистемах Терско-Сулакской низменности

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Баланс основных элементов минерального питания в различных агроэкосистемах Терско-Сулакской низменности

А.П. Дибирова

Изучали динамику содержания основных элементов минерального питания растений (азота, фосфора и калия) в агроэкосистемах риса и озимой пшеницы и естественной экосистеме на территории Терско-Сулакской низменности с целью оценки баланса этих элементов.

BALANCE OF THE MAIN ELEMENTS OF MINERAL NUTRITION IN DIFFERENT AGROECOSYSTEMS OF TERSKO-SULAKSKAYA LOW-LAND. A.P. Dibirova. The dynamics of main elements content of mineral nutrition (nitrogen, phosphorus, potassium) of plants was studied in agroecosystems of rice and winter wheat and natural ecosystem on Tersko-Sulakskaya low-land for the purpose of evaluation of these elements balance. It was shown, that quantitative evaluation of balance of nitrogen, phosphorus and potassium in ecosystems of rice, winter wheat and herbal-gramineous group makes a significant contribution on conceptions about these systems functioning. The application of nitrogen-potassium fertilizers in the mentioned ratio (1:1) and the proportion of mineral elements in soil of rice-growing plantations on Tersko-Sulakskaya low-land permit to maintain the positive balance of nitrogen and phosphorus in investigated agrocenosis. The negative balance of potassium in agroecosystems suggests a necessity of the development of new approaches to fertilizers application for the purpose of a more detail study of the influence of potassium fertilizers on productivity of agricultural crops.

Лугово-каштановые почвы равнинной зоны Дагестана относятся к слабо- и среднеобеспеченным по запасам общего и легкогидролизуемого азота, содержание которых составляет соответственно 0,30-0,48 % и 3-10 мг/100 г почвы. Обеспеченность почвы подвижными формами фосфора и обменного калия составляет соответственно 2-5 и 40-90 мг/100 г почвы (1, 2). Сложившаяся на протяжении ряда лет интенсивная система земледелия при недостаточном применении севооборота вносит значительные изменения в динамику содержания основных элементов минерального питания под посевами риса и пшеницы. Ранее нами было установлено, что на территории Терско-Сулакской низменности содержание биоэлементов в почве снижается по мере развития растений и достигает минимальных значений к концу вегетационного периода (после сбора урожая), когда из почвы извлечен весь необходимый запас элементов (3). В частности, растения риса за период вегетации выносят из почвы примерно одинаковое количество азота, фосфора, калия -- до 40 % (4). Дополнительный анализ динамики содержания этих элементов под агрокультурами и естественными разнотравно-злаковыми сообществами позволил бы внести существенную поправку в количественную оценку и баланс этих элементов в исследуемых экосистемах.

В связи с этим в задачу нашей работы входило исследование содержания и оценка знака баланса основных элементов минерального питания растений (азота, фосфора и калия) в различных экосистемах с целью пополнить теоретические представления о процессах, происходящих в биологических сообществах.

Методика. Полевой эксперимент был поставлен на угодьях рисоводческого совхоза им. А. Аджиева (Дагестан) при использовании трех принципиально разных экосистем: рисовый чек (сорт Дагестан) с уникальной системой затопления (площадь участка 1,5 га), перед посевом вносили аммофос и нитроаммофос из расчета 3 ц/га; поле озимой пшеницы (площадь участка 1 га), перед посевом вносили нитроаммофос и суперфосфат в дозе 3 ц/га, ранней весной -- аммиачную селитру и мочевину в виде подкормки; разнотравно-злаковая ассоциация (участок степи около рисового чека), принятая за естественный ценоз (антропогенное влияние практически отсутствовало).

Материал собирали ежемесячно в течение вегетационного периода, приурочивая к основным фазам развития растений риса и пшеницы: кущение -- соответственно май-июнь, конец апреля; выход в трубку -- май-июнь, май; цветение--колошение -- июнь-июль, июнь; полная спелость -- конец сентября, июль-начало августа. Для сбора наземной биомассы применяли укосный метод; размер делянок -- 1 м2, повторность -- 5-кратная.

При отборе проб наряду с общепринятыми методами использовали методику Рябцовой с соавт., разработанную для сбора образцов почвы под рисовиками (5). Содержание щелочно- и легкогидролизуемого азота в почве определяли соответственно по Корнфорду (6) и Тюрину с соавт. (7), азота в растениях -- по Кьельдалю; фосфора в почве и растениях -- соответственно по Мачигину и ванадиево-молибдатным методом; подвижного калия -- пламенно-фотометрическим методом (7). Содержание азота, фосфора и калия в пахотном слое почвы рассчитывали по методике Донских, согласно которой масса 1 га пахотного слоя почвы (0-20 см) составляет 3 тыс. т, то есть масса 1 м2 -- 300 кг (8).

Исходя из обеспеченности почвы элементами минерального питания, можно составить баланс продукционно-деструкционных процессов, происходящих в агроценозах рисового чека, поля озимой пшеницы и естественного ценоза разнотравно-злаковой группировки к концу вегетационного периода. Для этого в систему балансовых уравнений, описывающих динамику содержания элементов, вносили данные о потоках последних в различных агроценозах (3, 9). При этом под суммой «входящих» и «выходящих» потоков подразумевали суммарные параметры соответственно продукционных и деструкционных процессов.

Результаты. Данные о содержании азота, фосфора и калия в пахотном слое почвы в исследуемых биогеоценозах представлены в таблице 1. При оценке динамики содержания этих элементов в почве под растениями риса выявлен положительный баланс азота и фосфора (соответственно 37,409 и 13,264 г/м2), так как в почву под эти культуры вносили минеральные удобрения -- аммофос [(NH4)2HPО4+NH4H2PО4] и нитроаммофос (NH4NО3+NH4H2PО4) в соотношении 1:1 из расчета 3 ц/га; баланс калия оказался отрицательным (-23,006 г/м2) (табл. 2). Это подтверждает сделанные нами ранее выводы об особенностях роста и развития растений риса (3, 4). Во-первых, содержание калия в почве под посевами риса ниже, чем под другими культурами, выращиваемыми в равнинной зоне Дагестана. Во-вторых, с урожаем из почвы выносится большое количество этого элемента. Содержание калия в почве в период затопления и после сбора урожая риса в 2-4 раза меньше, чем в почве естественного ценоза (3). Полученные данные позволяют предположить, что в рисовом чеке, где все процессы вегетационного периода протекают в режиме затопления, питательные вещества наиболее полно извлекаются из почвы.

В агроценозе озимой пшеницы баланс азота и фосфора был положительным (соответственно 11,401 и 8,176 г/м2), баланс калия, как и в рисовом чеке, отрицательным (-32,544 г/м2) (см. табл. 2). Следует отметить, что отрицательный знак баланса калия в освоенных экосистемах обусловлен практикой сельскохозяйственных работ, которые проводят в равнинной зоне Дагестана, где потребность в этом биогене удовлетворяется в основном за счет естественных запасов в почве.

Табл. 1. Динамика содержания азота, фосфора и калия в почвах различных агроэкосистем (г/м2)

В ценозе разнотравно-злаковой группировки баланс всех трех элементов минерального питания оказался положительным -- 23,081; 5,524 и 85,457 г/м2 (соответственно азот, фосфор и калий) (см. табл. 2). Это объясняется тем, что в естественных биогеоценозах биопродукция не отчуждается и питательные вещества возвращаются в почву после минерализации растительных остатков.

Табл. 2. Оценка баланса азота, фосфора и калия в посевах риса, озимой пшеницы и разнотравно-злаковой экосистеме (г/м2)