<<
>>

О ПРИМЕНЕНИИ МОЧЕВИНЫ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ [5]

Целесообразность широкого развития производства мочевины в химической промышленности СССР вызывается большим значением ее в сельском хозяйстве как высококонцентрированного безбалластного удобрения и возможностью использования ее в животноводстве в качестве заменителя азота белка ,в кормах крупного рогатого скота и овец.

Но главным направлением в использовании мочевины в сельском хозяйстве будет применение ее на удобрение, поэтому потребность сельского хозяйства в мочевине как в удобрении в основном и будет определять возможные размеры ее производства.

Мочевина, содержание азота в которой составляет 46%, является более концентрированным удобрением и обладает значительно лучшими физико-механическими качествами, чем аммиачная селитра. Гранулированная мочевина практически не слеживается при транспорте и хранении, обладает хорошей рассеваемостью и вполне пригодна для механизированного внесения. Вследствие более высокой концентрации и лучших физико-механических свойств расходы на транспорт, хранение и внесение в почву мочевины значительно сокращаются в сравнении с аммиачной селитрой.

В почве мочевина отень быстро превращается в карбонат аммония. Это превращение происходит в результате воздействия уробактерий и некоторых других почвенных микроорганизмов, выделяющих фермент уреазу; Под влиянием этого фермента происходит гидролиз мочевины с образованием карбоната аммония:

СО (NH2) 2 + Н20-gt; (NH4) 2СО3.

Скорость гидролиза мочевины и соответственно превращения ее в карбонат аммония изучались в опытах лаборатории азота Научного института по удобрениям и инсектофунгицидам.

В этих опытах мочевина вносилась в по!чву из расчета 33 мг N на 1 кг почвы (100 кг N на 1 га), т. е. примерно в таких дозах, как это принято в практических условиях (табл. 1).

Таким образом, в подзолистой суглинистой почве и в черноземе за одни сутки мочевина полностью разложилась — ее азот перешел в аммонийную форму.

Даже в песчаной почве,

Скорость аммонификации мочевины в почве

Почвы

Внесено мочевины, мг N

Найдено в почве через 24 часа, мг N

азот

мочевины

азот

аммонийный

Подзолистая суглинистая

33

0

34,25

Мощный чернозем

33

0

31,80

Подзолистая песчаная

33

10,9

19,55

характеризующейся сравнительно бедной микрофлорой, за этот период примерно 60% внесенного количества мочевины перешло в карбонат аммония. Следовательно, с чисто агрохимической точки зрения мочевину можно рассматривать как своего рода стабильную форму карбоната аммония.

В результате образования карбоната аммония в первое время после внесения мочевины реакция почвы смещается в щелочную сторону, и это в известных случаях может оказывать положительное влияние на легких малобуферных песчаных почвах. Образовавшийся из мочевины аммонийный азот постепенно нитрифицируется.

Уже в первые 3—4 недели после внесения мочевины в почву большая часть ее нитрифицируется (табл. 2),

Таблица 2

Степень нитрификации азота мочевины на различных типах почв

Почва

Внесено мочевины в почву, мг N на 1 кг

Найдено в почве нитратного азота через 20 дней, мг

Подзолистая суглинистая

150

127

„ „

0 (контроль)

44

Мощный чернозем

150

143

„ „

0 (контроль)

40

Карбонатный серозем

150

104

0 (контроль)

45

По мере нитрификации мочевины реакция почвы подкисляется, и в конечном итоге мочевина, как и аммиачная селитра, является биологически кислым удобрением.

Изучение мочевины как азотного удобрения впервые в СССР было начато в 1928—1930 гг. в полевых опытах географической сети Научного института по удобрениям и инсектофунгицидам. Действие мочевины и сравниваемых с ней других форм азотных удобрений в этих опытах изучалось на двух

калийно-фосфорных фонах — кислом, включающем суперфосфат и 40%-ную калийную соль, и щелочном — томасшлак и 40%-ная калийная соль. Доза азота во всех опытах и под все культуры была установлена 45 кг N на 1 га.

Эти опыты показали, что действие мочевины на урожай различных сельскохозяйственных культур на всех почвах,- которые были представлены в этих опытах, примерно такое же, как и действие аммиачной селитры (табл. 3). Если прибавку от азота аммиачной селитры принять за 100, то в среднем из 161 опыта прибавка от мочевины составляла 93,1.

Таблица 3

Эффективность мочевины и аммиачной селитры в опытах географической сети

(1928—1930 гг.)

Почвы и сельскохозяйственные культуры

Число опытов

Урожай по фону РК, ц/га

Прибавки урожая от азота, ц/га

Понижение (—) или повышение ( + ) прибавки урожая от мочевины в сравнении с аммиачной селитрой, %.

Прибавка от 1 NH4N03 = 100%

аммиачная

селитра

мочевина

Подзолистые почвы:

картофель

24

136

56

50

—11

лен-соломка

36

19,9

5,1

4,5

—И

лен-семена

36

5,0

1,3

1,3

0

овес

8

18,1

8,8

9,2

+5

Серые почвы лесостепи — сахар

10

173

44

49

+ И

ная свекла

Черноземные почвы — сахарная

47

212

51

44

—13

свекла

Всего ...

161

| —6,9

Новые опыты по изучению мочевины в географической сети в условиях различных почв СССР под разные сельскохозяйственные культуры были проведены в 1958—1963 гг.

Результаты олытов приведены в таблице 4.

Как следует из этих данных, единица азота в мочевине в среднем дает такой же эффект, как и единица азота в аммиачной селитре. В ряде опытов действие мочевины было выше, чем аммиачной селитры, однако ввиду сравнительно малого числа опытов воспроизводимость их результатов недостаточно ясна.

Однако принципиальная возможность более высокой эффективности мочевины для некоторых условий не исключена. При внесении мочевины в почву осмотическое давление почвенного раствора в первое время, практически не повышается вследствие быстрого превращения мочевины в адсорбируемую

Эффективность мочевины и аммиачной селитры в опытах географической сети

(1958—1963 гг.)

Урожай по фону РК, ц/га

Прибавки урожая от азота, ц/га

— О « ' ^

1 D ° d ? о\ 1 Я - О.СЗ

ffl т s о

Сельскохозяйственные

культуры

Число

опытов

аммиачная

селитра

мочевина

S3» го.

'г°з«ь

О) СП ~ Я о Я

5 я с о s о я s ° ^ + о ?’§ С Я w s Я Я

А. Подзолистые почвы

Картофель

17

162

33

42

+23

Зерновые

4

22,1

3,27

2,6

—18

Лен-соломка

4

48,0

7,5

7,0

—7

Лен-семена

4

5,2

0,6

0,7

+ 16

Рис

4

40

9,0*

9,9

Луга (сухое сено)

4

43

14,3

12,9

—11

Сахарная свекла

1

200

80

92

+ 13

Б.

Серые почвы лесостепи

и чернозем

Озимая пшеница

5

25,0

4,7

4,7

+0

Кукуруза (зерно)

3

24,5

4,8

6,9

+43

Сахарная свекла

12

315

25

28

+ 11

Конопля

7

29,1

19,9

17,4

- —12

В. Каштановые почвы, сероземы и почвы субтропиков

Озимая пшеница

2

13,3

6,5

• 8Д'

+29

Кукуруза

1

23,7

1,8

3,9

+ 117

Хлопчатник (хлопок-сырье)

1

33,4

3,3

5,7

+78

То же

2

35,5

8,3

9,6

- +16

» 55

2

19,2

9,6

11,9

+23

6

33,3**

36,5**

Сахарная свекла

7

542

70

72

+3

Чай

14

—.

52**

51,5 **

-1

Чай

14

65,1 **

65,4**

+0

Рис

2

23,5

12,4

11,0*

—12

116 |

+7,9

  • Вместо аммиачной селитры в опытах с рисом использовался сульфат аммония.

** Абсолютный урожай по NPK.

почвой аммиачную форму. Это может обусловливать известное преимущество мочевины перед аммиачной селитрой для таких растений, как кукуруза, хлопчатник, некоторые овощные культуры, которые на первых стадиях своего развития чувствительны к повышению осмотического давления почвенного раствора, создаваемого внесением аммиачной селитры.

Как показывают приведенные в таблице 4 данные, мочевина может быть весьма эффективно использована также и

под рис, где аммиачную селитру опасаются применять из-за риска вымывания подвижного нитратного азота в условиях затопления.

Изучение эффективности мочевины проводилось также и в многолетних полевых опытах на Долгопрудном и Люберецком опытных полях НИУИФ. На дерново-подзолистой суглинистой почве Долгопрудного опытного поля мочевина, так же как к в опытах географической сети, оказывала на урожай отдельных сельскохозяйственных культур примерно такое же действие, как и аммиачная селитра. Так, прибавки в урожае зерна овса от 45 кг азота в виде мочевины или аммиачной селитры в среднем за 5 лет (1942—1946) были соответственно равны 12,3 и 12,1 ц/га. Прибавки в урожае картофеля от той же дозы азота за указанный период соответственно составили 67 (мочевина) и 51 ц/га (аммиачная селитра).

В многолетних опытах на легкой оподзоленной супеси Люберецкого опытного поля действие мочевины и других форм азотных удобрений в период 1942—1961 гг. изучалось на фоне без извести и на фоне извести, внесенной из расчета на нейтрализацию обменной кислотности почвы. В связи с тем что на этой почве выявилась резкая потребность растений в магнии, действие азотных удобрений на обоих указанных фонах изучалось как при сопутствующем внесении магния в виде сульфата калия-магния, так и без внесения магния. В опытах были приняты такие дозы азота (кг/га): под картофель — 60, кормовую свеклу — 90 и овес — 45 (табл. 5).

Таблица 5

Сравнительная эффективность мочевины и аммиачной селитры в многолетних полевых опытах на легкой оподзоленной супесчаной почве Люберецкого опытного поля НИУИФ (1942—lt;1961 гг.)

Культуры

Дополнительные

удобрения

Без извести

По фону извести

урожай по фону РК, ц/га

прибавки от азота, ц/га

урожай по фону РК, ц/га

прибавки от азота, ц/га

аммиач

ная

селитра

мочевина

аммиачная селитра

мочевина

Картофель, среднее за 12 лет

106

40

64

126

43

54

Картофель, среднее за 7 лет

Mg

147

85

107

158

76

• 88

Свекла, среднее за 12 лет

126

10

59

133

21

49

Свекла, среднее за 7 лет

Mg

146

36

83

193

75

119

Овес, среднее за 12 лет

7,5

6,7

6,3

7,2

9,4

8,6

Овес, среднее за 7 лет

Mg

9,6

11,5

11,5

10,2

9,0

8,9

В условиях этого опыта на легкой супесчаной почве мочевина оказывала на урожай овса такой же эффект, как и аммиачная селитра. Но для картофеля и свеклы мочевина была

более эффективным источником азота, чем аммиачная селитра. Преимущество мочевины особенно заметно было на неизвесткованных фонах. Как уже говорилось, мочевина в первое время после внесения вследствие превращения ее в карбонат аммония смещает реакцию почвы в щелочную сторону. Это имеет существенное значение на легких песчаных или супесчаных почвах, характеризующихся крайне слабой 'буферностью. А так как растения особенно чувствительны к изменению реакции почвы именно на первых стадиях их развития, то отсюда становится понятным и более высокое действие мочевины на картофель и свеклу на неизвесткованном фоне. Но и на известкованном фоне, когда реакция удобрения не имела значения для его эффективности, мочевина все же давала несколько лучший эффект, чем аммиачная селитра. Возможно, это связано с тем, что мочевина является осмотически неактивным удобрением, т. е. ее внесение не увеличивает осмотическое давление почвенного раствора, что в условиях малобуферных песчаных почв имеет большее значение, чем на суглинистых почвах, обладающих ^ более высокой буферностью.

Таким образом, для отдельных культур, возделываемых на легких песчаных и супесчаных почвах, мочевина является лучшим источником азота, чем аммиачная селитра. Для оценки этого факта следует иметь в виду, что песчаные и легкие супесчаные почвы весьма распространены в центральных, западных и северо-восточных районах СССР и что общая посевная площадь, занятая этими почвами в указанных районах, достигает 13 млн. га.

При изготовлении гранулированной мочевины в результате местного перегрева расплавленной мочевины может происходить образование биурета:

NH2CONH2 + NH2CO • NH2 NH2CONH • СО • NH2 + NH3.

мочевина              мочевина              биурет              аммиак

Наличие биурета в мочевине сверх известного предела мо- может оказывать токсическое влияние на растения, особенно на молодые ростки. В последние годы было проведено сравнительно много работ по выяснению степени токсичности биурета в различных условиях. Оказалось, что величина концентрации биурета, при которой проявляется его токсический эффект, колеблется в достаточно широких пределах в зависимости от вида растений. Так, при применении мочевины для внекорневой подкормки цитрусовых и некоторых других субтропических и тропических культур, содержание биурета в мочевине сверх 1,5% может оказаться вредным [1, 2]. С другой стороны, при обычном внесении в почву мочевины с содержанием биурета в 10% никакого отрицательного влияния последнего не было обнаружено в опытах с хлопчатником, овсом и томатами [3—5]. На основании данных опытов, проведенных

в Англии, пришли к заключению, что наличие в мочевине биу- рета до 2,5 % не оказывает влияния на ее эффективность при использовании ее под полевые культуры.

В вегетационных опытах, проведенных в нашей лаборатории, испытывались образцы мочевшш с содержанием биурета от 0,09 до 9,10%. Опыты проводились на известкованной подзолистой суглинистой почве Долгопрудной агрохимической опытной станции с кукурузой, сахарной свеклой, картофелем и яровой пшеницей. Мочевина вносилась в высоких дозах: из расчета 1,5 г N на сосуд с 6 кг почвы (что соответствует 450 кг N на 1 га) в опытах с кукурузой и сахарной свеклой, 3,0 г N в опытах с картофелем и 0,6 г в опыте с пшеницей. Р2О5 и К2О вносились в таких же дозах, как и азот. Мочевина, фосфорные и калийные удобрения равномерно распределялись в почве путем перемешивания удобрений \со всей массой почвы.

Результаты опытов сведены в таблице 6.

Таблица 6

Влияние биурета на эффективность мочевины (вегетационные опыты на известкованной дерново-подзолистой суглинистой почве). Урожай, г/сосуд

Содержание биурета в мочевине, %

Кукуруза

(сухое

вещество)

Сахарная свекла

Картофель

(клубни)

Яровая

пшеница

(зерно)

корни

листья

(сухое

вещество)

0,09

57,2

98

24,6

448

14,4

0,59

62,0

98

30,6

468

14,9

1,15

71,0

108

99,7

444

13,2

2,70

64,9

106

29,5

436

12,4

5,30

53,1

84

27,6

387

12,9

7,78

1,6

59

24,0

309

12,8

9,10

0,8

54

18,5

297

12,8

Фон РК без азота

6,8

14

3,4

99

3,1

Как следует из результатов этих опытов, наличие примеси биурета в мочевине до 2,7% ни в одном случае не оказывало сколько-нибудь заметного отрицательного влияния. Но при содержании ъ мочевине 5,3% биурета вредное влияние ею отчетливо проявилось на кукурузе, сахарной свекле и картофеле.

Дальнейшее увеличение содержания биурета в мочевине вызывало сильное повреждение этих растений. Особенно чувствительна к высоким концентрациям биурета кукуруза. Уже при содержании 5,3% биурета в мочевине листья кукурузы скручивались в трубочку и между жилками листьев появлялись хлоротичные желтые пятна, а края листьев растрескивались.

При содержании биурета в мочевине в 7,78 и 9,10% растения кукурузы вскоре после появления всходов прекратили свой рост и почти полностью погибли. Наиболее устойчивой к биу-

рету оказалась яровая пшеница, для которой мочевина с самым высоким содержанием биурета (9,10%) была столь же эффективна, как и мочевина с предельно низким содержанием биурета (0,09%), которую можно рассматривать как практически не содержащую биурет. Наиболее чувствительны, к биу- рету молодые проростки растений. Поэтому при заделке мочевины с повышенным содержанием биурета в более глубокие слои почвы, когда исключен контакт его с прорастающими семенами, отрицательное влияние биурета, даже на таком чувствительном растении, как кукуруза, сказалось лишь в весьма слабой степени. Это ви^но из результатов опыта, в котором изучались разные способы внесения мочевины (табл. 7).

Таблица 7

Влияние способов внесения мочевины на токсичность биурета

Содержание биурета в мочевине, %

Сухой вес зеленой'массы кукурузы (относительные величины)

внесение перед посевом при равномерном распределении мочевины в почве

заделка в почву в слой на глубине 15 см

внесение в почву за 3 недели до посева

внесение в подкормку в фазу формирования 4-го листа у кукурузы

0,09

100

100

100

100

2,70

111

93

97

100

5,30

93

84

109

79

7,78

20

88

97

64

Равным образом и при внесении мочевины с высоким содержанием биурета за 3 недели до посева вредное влияние его совершенно не сказалось на кукурузе. Это связано со сравнительно быстрым разложением биурета в почве, его аммонификацией. Основное и практически наиболее важное положение, вытекающее из этих опытов, сводится к тому, что наличие в мочевине до 2,7% биурета не оказывает токсического влияния на растения при обыгчно применяемых в практике условиях использования удобрений.

Если учесть, что при современной технике производства гранулированной мочевины содержание ,в ней биурета не превышает 1,5%, то становится очевидным, что проблема биурета в настоящее время вряд ли может беспокоить сельское хозяй-' ство.

В зарубежной литературе, главным образом в английских источниках, иногда высказываются опасения, что применение мочевины в ряде случаев может давать худший эффект в сравнении с другими формами азотных удобрений. В качестве оснований для таких опасений обычно ссылаются на данные отдельных лабораторных опытов, в которых при поверхност

ном внесении больших доз мочевины происходят частичные потери азота в результате улетучивания аммиака, образующегося при распаде карбоната аммония, в который превращается мочевина в почве.

Вместе с тем указывается, что образование из мочевины карбоната аммония, легко отщепляющего аммиак, повышает парциональное давление паров аммиака в почве и при контакте его с прорастающими семенами могут происходить повреждения ростков и соответственно изреживание всходов.

Что касается .возможных потерь азота при поверхностном внесении мочевины, то в опйтах отдельных авторов размер таких потерь варьировал от нуля до 15—20%. В опытах, проведенных в Ротамстеде, потери азота в результате улетучивания аммиака колебались от 2 до 13% от внесенной дозы мочевины [6].

Наибольший размер потерь падал в этих опытах на песчаные почвы и на карбонатные почвы. Но по данным того же автора, на карбонатных 'почвах происходят не меньшие потери азота в виде аммиака и при применении такого удобрения, как сульфат аммония.

В опытах Larsen и Gunary были обнаружены значительные потери азота вследствие улетучивания аммиака из сульфата аммония, аммиачной селитры и фосфатов' аммония при поверхностном внесении этих удобрений на карбонатных почвах [7].

Таким образом, при некоторых условиях, по-видимому, могут происходить потери азота из мочевины, но никакие другие формы азотных удобрений не застрахованы от потерь азота при их превращении в почве.

В настоящее время имеется достаточно экспериментальных данных, полученных как у нас, так и в зарубежных лабораториях, указывающих на значительные потери азота из любых видов азотных удобрений. Поэтому для сравнительной оценки мочевины представляется весьма важным установить, в какой мере суммарные потери азота, происходящие при том или ином способе применения мочевины, сопоставимы с суммарными потерями азота из других форм азотных удобрений.

Для того чтобы получить ответ на этот вопрос, необходимо располагать точными данными об использовании азота мочевины и сравниваемых с ней других азотных удобрений растениями и о количестве оставшегося азота в почве после уборки урожая.

Именно с этой целью нами в 1963 г. были проведены вегетационные опыты, в которых сравнивались мочевина и аммиачная селитра при различных 'способах их внесения в условиях разных почв. Все испытывавшиеся в этих опытах азотные удобрения были мечены изотопом N15, так как только применение изотопной техники позволяет получить точную инфор-

мацию о степени использования растениями азота удобрений и о дальнейшей судьбе его в почве. Опыты проводились на следующих почвенных разностях:              1) подзолистая суглинистая

почва Долгопрудной агрохимической опытной станции, pH водной суспензии 5,2; 2) чернозем Граковского опытного поля НИУИФ, pH водной суспензии 7,0; 3) легкая супесчаная почва Люберецкого опытного поля, pH водной суспензии 5,8; 4) карбонатный серозем из Средней Азии, pH водной суспензии 7,7.

В качестве подопытных растений на подзолистой суглинистой и на супесчаной почве был взят овес, на черноземе и сероземе— яровая пшеница.

На всех почвах сравниваемые формы азотных удобрений были мечены изотопом N15.

Обогащение изотопом N15 для мочевины было равным 9,45 атом % избытка N15, для аммиачной селитры — 9,65 атом % избытка N15 в группе NH4 и 10,23 атом % избытка N15 в группе 1NO3. Доза азота во всех опытах была установлена 0,3 г на сосуд с 4 кг почвы, и с этой дозой азота в соответствии с указанным обогащением изотопом N15 для отдельных видов удобрений вносился такой избыток атомов N15: мочевина — 28,37 мг N15, NH4NO3 —29,80 мг -N15.

Дозы Р2О5 и К2О во всех вариантах опыта были по 0,5 г на сосуд. Так как потери азота из мочевины в значительной мере могли изменяться в зависимости от способа ее внесения, и прежде всего от степени контакта частиц удобрения с атмосферой, когда представляются наибольшие возможности для улетучивания образовавшегося из мочевины аммиака, при построении схемы опыта были предусмотрены следующие варианты: а) поверхностное внесение азотных удобрений по всходам без последующей заделки удобрений, б) внесение азотных удобрений на поверхность почвы за 5 дней до посева без последующей заделки удобрений, в) внесение азотных удобрений с мелкой заделкой их в поверхностный 3-сантиметровый слой почвы и г) равномерное распределение азотных удобрены по всему сосуду.

Варианты «а», «в» и «г» моделируют основные приемы внесения азотных удобрений в практических условиях сельского хозяйства; в варианте «б» создаются более утрированные условия, при которых можно было ожидать особенно больших потерь азота вследствие улетучивания аммиака. Было намечено, что после созревания растений и учета урожая подопытные растения, включая всю надземную их массу (зерно, солома, полова, пожнивные остатки и корни), а также почва будут подвергнуты анализу на содержание азота и его изотопный состав, с тем чтобы установить точный баланс атомов N15 и соответственно всего азота во всех вариантах опыта. Однако ко времени представления настоящей работы химические и изотопные анализы закончены только для опытов на подзоли

стой суглинистой почве и на черноземе. Для опытов на супесчаной почве и на сероземе пока что имеются только данные урожайности, но поскольку эти данные также представляют интерес для оценки 'мочевины, то они тоже включены в работу.

Данные по урожайности, выносу азота урожаем и учету количества общего азота в почве после уборки урожая в опытах на подзолистой суглинистой почве и на 'черноземе приведены в таблицах 8 и 9.

Таблица amp;

Действие мочевины и аммиачной селитры на урожай овса при различных способах внесения этих удобрений (вегетационные опыты)

Дерново-подзолистая суглинистая почва, pH водн. 5,2

Способ внесения азотных удобрений

Азотное удобрение

Урожай, г/сосуд. Среднее из трех сосудов

а 2 § * CQ О

о

п

ее

аgt; „ К а» и м

зерно

солома и корни

Общий азота р; мг/сосу,

Содерж та в пс мг/сосу

Фон РК без азота

3,5

6,9

72

4624

Поверхностно по всходам

Мочевина

13,0

15,6

288

4641

Поверхностно по всходам

Аммиачная селитра

13,1

16,3

285

4573

Поверхностно за 5 дней до

Мочевина

12,3

15,2

303

4624

посева

То же

Аммиачная селитра

12,2

14,2

305

4-590

В верхний З-сантиметровый

Мочевина

12,6

14,9

311

4658

слой почвы

То же

Аммиачная селитра

12,5

15,0

284

4590

Равномерно по всему со-

То же

12,5

15,2

316

4760

m суду

То же

Мочевина

12,9

15,8

296

5032

Данные по урожайности в опытах на супесчаной почве и на карбонатном сероземе приведены в таблице 10.

Урожай зерна и соломы и общий вынос азота растениями на черноземе по мочевине (табл. 9) был несколько выше, чем по аммиачной селитре во всех вариантах опыта. Что особенно удивляет, так это то, что наибольшая разница в пользу мочевины была в том случае, когда азотные удобрения вносились поверхностно по входам, т. е. когда условия для потерь азота из мочевины, если бы они могли быть, более благоприятны, чем при равномерном распределении мочевины в почве, имея в виду, что реакция почвы близка к щелочному интервалу.

Урожай растений и вынос ими азота на подзолистой суглинистой почве (табл. 8) по мочевине и аммиачной селитре по всем вариантам опыта примерно одинаковы.

В опытах на легкой супесчаной почве, характеризующейся крайне низкой обеспеченностью собственными запасами усвояемого азота, действие мочевины и аммиачной селитры было

Действие мочевины и аммиачной селитры на урожай (пшеница) при различных способах внесения этих удобрений (вегетационные опыты)

Чернозем, pH водн. 7,0

Способ внесения азотных удобрений

Азотное з'-добренне

Урожай, г/сосуд. Среднее из трех сосудов

к

о |

° ж

¦Е 3-

± О

-а н

ю и _г

сЗ Ч

сание азота мг/сосуд

зерно

солома и корни

эК Си К и

о

'о ? иГ О « S

Содер» в почве

Фон РК без азота

7,6

13,3

181

9540

Поверхностно по всходам

Мочевина

14,6

20,6

308

9840

То же

Аммиачная селитра

11,5

17,4

289

9720

Поверхностно за 5 дней до

Мочевина

14,8

20,2

334

9660

посева

То же

Аммиачная селитра

13,2

18,4

342

9060

В верхний 3-сантиметровый

Мочевина

15,0

19,7

385

9390

слой почвы

То же

Аммиачная селитра

14,3

19,7

355

9660

Равномерно по всему со-

Мочевина

15,9

21,8

375

9960

суду

То же

Аммиачная селитра

13,0

19,8

355

9480

Таблица 10

Действие мочевины и аммиачной селитры на урожай при различных способах внесения этих удобрений

Способ внесения азотных З’Добренпй

Азотное удобрение

Дерново-подзолистая супесчаная почва. Овес, pH води. 5,8

Серозем. Пшеница, pH водн. 7,7

зерно

солома и кор- нн

зерно

солома и корни

Фон РК без азота

2,2

10,3

6,1

12,0

Поверхность по всходам

Мочевина

12,0

16,8

8,3

12,3

То же

Аммиачная селитра

11,2

17,6

10,4

14,6

Поверхностно за 5 дней до

Мочевина

12,4

16,2

8,3

11,5

посева

То же

Аммиачная селитра

11,9

18,0

9,5

13,5

В верхний 3-сантиметровый

Мочевина

11,9

17,6

8,5

12,6

слой почвы

То же

Аммиачная селитра

11,9

17,6

8,9

12,8

Равномерно по всему со-

Мочевина

11,8

16,8

8,1

12,6

_ суду

То же

Аммиачная селитра

11,3

17,5

9,4

13,4

в равной степени одинаковым и высоким при всех способах внесения этих удобрений. В опытах на сероземе, по-видимому вследствие засоленности взятого образца почвы, условия для роста растений оказались неблагоприятными, поэтому и по

мочевине и по аммиачной селитре в равной мере были получены низкие урожаи пшеницы.

Таким образом, в этих опытах мочевина при всех способах ее внесения давала во всяком случае не худший эффект, чем аммиачная селитра, если даже не говорить о несколько лучшем ее действии на черноземе. Равным образом и общий вынос растениями азота при внесении мочевины был такой же или даже несколько выше по сравнению с аммиачной селитрой.

Но данные по выносу общего азота недостаточны для оценки фактического использования растениями азота сравниваемых удобрений, так как растения берут азот не только из удобрений, но и из почвы. Поэтому только применение изотопной техники в таких опытах позволяет точно установить как действительные размеры использованного растениями азота из внесенных удобрений, так и количество'азота, оставшегося в виде тех или других его соединений -в почве после снятия урожая. Такие данные, полученные в опытах на подзолистой суглинистой 'почве и на черноземе, приведены в таблицах 11 и 12.

Таблица 11

Баланс азота в опытах с мочевиной и аммиачной селитрой, меченными по N15

Дерново-подзолистая тяжелосуглинистая почва, pH водн. 5,2

Atom% избытка N15

9. ^ к н as "

% « я

0 О) о « ?

СП

Способ внесения азотных удобрений

Азотное

удобрение

азот растений (зерно, солома, корни)

азот почвы

_ К Q.

2 о

И О 5

О СП

§ §1 s = Ss

Осталось в по* азота из внесе) удобрения, %

Потерн азота i ^ удобрений, %

Поверхностно по всхо

дам

CO(NH9)o

5,33

0,1423

54,3

23,3

22,4

То же

nh4ncgt;3 ‘

5,95

0,1021

57,0

15,7

27,3

Поверхностно за 5 дней

до посева

CO(NHo)2

5,26

0,1243

56,1

20,2

23,7

То же

nh4ncgt;3

6,54

0,1133

65,8

17,4

16,8

В верхний 3-сантимет

ровый слой почвы

CO(NH2)2

5,44

0,1497

59,8

24,6

15,6

То же

nh4no3

5,66

0,1060

53,9

16,3

29,8

Равномерно по всему

51,1

сосуду

CO(NH2)2

5,04

0,1462

26,0

22,9

То же

nh4no3

5,50

0,1352

58,2

21,6

20,2

Данные, «полученные с применением изотопного метода, показывают, что растениями фактически было использовано из внесенных удобрений в опытах на подзолистой почве в среднем, из всех вариашшв 57% азота, а в опытах на черноземе около 48%.

Колебания в степени использования азота удобрений растениями на подзолистой суглинистой почве были относительно

Баланс азота в опытах с мочевиной и аммиачной селитрой, меченными по N15

Чернозем, pH водн. 6,8

Atom%

ка

избыт-

N15

s к «

о g Я rt К

Sg

Способ внесения азотных удобрений

Азотное

удобрение

азот растений (зерно, солома, корни)

азот почвы

Использовано \ ниями азота из сенного удобр(

%

Осталось в по» азота внесенно удобрения, %

Потери азота удобреиня, %

Поверхностно по всхо

дам

CO(NH2)2

3,63

0,0765

39,9

26,5

33,6

То же

nh4no3

4,28

0,0510

41,6

16,5

4Г,9

Поверхностно за 5 дней

до посева

CO(NH2)2

3,71

0,0693

43,7

23,6

32,7

То же

nh4no3

4,47

0,0602

51,2

18,3

30,5

В верхний 3-сантимет

ровый слой почвы

CO(NH2)2

3,91

0,0950

53,0

31,5

15,5

То же

nh4no3

4,48

0,0693

53,5

22,4

24,1

Равномерно по всему

сосуду

CO(NH2)2

3,69

0,0840

48,9

29,4

21,7

То же

nh4no3

4,30

0,0915

52,0

29,2

18,8

небольшими и не носили закономерного характера. Обычно при меньшем выносе азота растениями в почве оставалось несколько больше азота. Общие потери азота из удобрений при внесении _ мочевины на этой почве колебались по отдельным вариантам от 15,6 до 23,7%. Потери же азота при внесении аммиачной селитры были несколько большими и составляли от 16,8 до 29,8%. При этом во всех вариантах, т. е. при любом способе внесения удобрений, потерь азота из мочевины было меньше, чем из аммиачной селитры.

В опытах на -черноземе потери азота из удобрений достигли наибольшего размера при поверхностном внесении азотных удобрений по всходам и 'при внесении удобрений за 5 дней до Лосева на голую почву, без заделки. В этом случае потери азота мочевины были примерно такими, как и для аммиачной селитры или даже меньшими. По-видимому, в условиях щелочной реакции почвы могут происходить потери азота путем улетучивания аммиака, но не меньше шансов за то, что такие же или даже большие потери азота будут происходить и при внесении аммиачной селитры или какого-либо другого аммиачного удобрения, что вполне понятно, так как в условиях щелочной среды аммиак неизбежно будет выделяться из любых его солей. Но потери азота из удобрений обусловлены не только выделением аммиака в атмосферу. Главные и основные потери азота происходят в результате денитрификации — процесса, вызываемого жизнедеятельностью определен

ных групп почвенных микроорганизмов, использующих кислород нитратов в процессе дыхания.

Потери азота из внесенных удобрений в результате дени- трификации происходят (во всех почвах и при любом способе внесения удобрения. При этом установлено, что при использовании нитратных форм азотных удобрений эти потери, как правило, значительно выше, чем при использовании аммиачных удобрений или мочевины [8]. Это связано с тем, что нитратный азот сразу же подвергается в почве атаке денитрифицирующих микроорганизмов, в то время как аммиачный азот, прежде чем подвергнуться воздействию этих микроорганизмов, должен предварительно окислиться в почве, что требует известного времени.

Именно по этой причине в рассматриваемых здесь опытах потери азота из аммиачной селитры, в составе которой половина азота представлена нитратной формой, особенно на подзолистой суглинистой почве были значительно выше, чем при внесении мочевины. Таким образом, в качестве общего заключения из этих опытов следует, что при любом способе внесения мочевины, который может применяться в практических условиях, нет никаких оснований опасаться повышенных потерь азота и худшего эффекта от применения мочевины в сравнении с аммиачной селитрой. Наоборот, в ряде случаев при применении мочевины можно рассчитывать на то, что общие потери азота из удобрений будут меньшими, чем при применении аммиачной селитры.

Следует сказать, что, несмотря на высказываемые отдельными авторами соображения относительно возможных потерь азота в виде аммиака при внесении мочевины и о токсичес- ском эффекте аммиака на всходы, при непосредственном контакте мочевины с прорастающими семенами трудно найти совершенно безупречные данные полевых опытов, которые бы могли дискриминировать мочевину как удобрение.

Можно создать -искусственные, крайне утрированные условия, при которых могут проявиться отрицательные моменты в действии мочевины, обусловленные превращением ее в почве в карбонат аммония. Если, например, внести мочевину и высеваемые семена в одно и то же гнездо в почве так, чтобы удобрение и прорастающие семена находились в тесном контакте, то с уверенностью можно ожидать значительного изре- живания* всходов.

Такие опыты были проведены в свое время и в нашей лаборатории и воспроизведены в других странах. Но в практических условиях случаи такого позиционного размещения удобрения относительно семян немыслимы и всегда между высеваемыми семенами и удобрением будет находиться какая-то прослойка почвы, даже при комбинированном внесении через один сошник и семян и удобрения.

В качестве иллюстрации можно привести данные опытов, проведенных в Ротамстеде (Англии) (табл. 13).

Таблица 13

Сравнительная эффективность мочевины и сульфата аммония при разных способах внесения азотных удобрений под ячмень [9].

Средние из 16 опытов. Урожай по фону РК (без азота) 24,3 ц/га

Способы внесения азотных удобрений

Прибавки урожая зерна от азота, ц/га

доза 44 кг/га

доза 88 кг/га

сульфат

аммония

мочевина

сульфат

аммония

мочевина

Сплошное разбросное

7,6

8,2

12,8

13,7

Комбинированной сеял

кой в рядки

10,0

10,2

14,3

12,6

Местное на 2,5 см в

сторону от рядка

9,9

9,8

13,5

14,6

Как видно из этих данных, во всех случаях — при разбросном, при комбинированном и при местном внесении мочевины в сторону от рядка — эффективность мочевины была не ниже сравниваемого с ней сульфата аммония.

В опытах этих, же авторов, проведенных на карбонатных почвах, сравнивались все упомянутые способы внесения при использовании в качестве азотных удобрений мочевины, сульфата аммония, нитрата кальция и нитрата натрия. Оказалось, что в среднем из 10 опытов при комбинированном и при местном внесении азотных удобрений в сторону от рядка на 2,4 см мочевина, сульфат аммония и нитрат кальция действовали примерно одинаково, а при разбросном внесении мочевина и нитрат кальция давали несколько большую прибавку урожая, чем сульфат аммония.

В опытах на Долгопрудной агрохимической опытной станции НИУИФ в 1963 г. изучалось в модельных вегетационных опытах сравнительное действие мочевины и аммиачной селитры при равномерном распределении удобрений по всей массе почвы и при местном внесении, в различном положении удобрений относительно семян (табл. 14).

При всех- способах размещения мочевины не наблюдалось изреживания всходов и не было понижения ее эффективности в сравнении с аммиачной селитрой. Как уже говорилось, потери аммиака при внесении мочевины могли бы в наибольшей мере проявиться при поверхностном ее внесении. Но если эти потери имеют место, то они в равной мере происходят и при использовании аммиачной селитры, В опытах, проведенных на опытной станции I.C.I (Англия) в Джиллот-Хилл [10], чистая мочевина или смесь ее с СаС03 при поверхностном внесении на лугах и на озимой пшенице дейст-

Влияние местного внесения гранулированной мочевины и аммиачной селитры на урожай яровой пшеницы и сахарной свеклы

Дерново-подзолистый тяжелый суглинок ДАОС (урожай, г)

Яровая пшеница

Сахарная свекла

Способ внесения удобрений

зерно

солома

корни

ботва

Фон РК равномерно по всей массе почвы

5,6

7,8

8

12

Фон РК равномерно по всей массе почвы + CO(NH2)2

13,4

17,3

31

30

Фон РК равномерно по всей массе почвы + NH4NO3

13,2

17,0

36

33

Фон РК равномерно по сосуду +

+ CO(NH2)2 в сторону от рядка на 2 см

11,9

16,9

34

47

Фон РК равномерно по сосуду + + NH4NO3 в сторону от рядка на 2 см

12,4

17,1

33

41

Смесь РК и CO(NH2)2 в сторону от рядка на 2 см

14,1

17,3

36

42

Смесь РК и NH4N03 в сторону от рядка на 2 см

12,9

18,3

35

35

Фон РК равномерно по сосуду + + CO(NH2)2 ниже семян на 2 см

13,4

19,3

34

41

Фон РК равномерно на сосз^д + + NH4NO3 ниже семян на 2 см

13,6

18,1

23

37

Смесь РК + CO(NHo)2 ниже семян на 2 см

12,4

19,6

40

35 '

Смесь РК + NH4NO3 ниже семян на 2 см

13,6

20,3

29

32

вовала примерно так же, как и известково-аммиачная селитра (табл. 15).

Изучение опубликованных в различных изданиях данных полевых опытов по сравнительной оценке мочевины показывает, что, как правило, мочевина в этих опытах не уступает по своей эффективности другим видам азотных удобрений [11].

Небольшие отклонения в ту и другую сторону обычно не выходят за пределы ошибки эксперимента.

В Японии мочевина считается одной из лучших форм азотных удобрений для риса и других сельскохозяйственных культур. Производство и потребление ее в этой стране за последние годы резко возросло. Если еще в 1954 г. производство мочевины в Японии составляло около 40 тыс. тонн в пересчете на азот, то в 1962 г. оно достигло 400 тыс. тонн (N). По данным Mitsui [12], растениями риса в некоторых количествах используется также и С02, образующаяся при превращении мочевины в почве.

Результаты опытов, проведенных в Джиллот-Хилл [10]

(урожай в ц/га)

n54

кг/га

N10t кг/га

Культуры

Число

опытов

мочевина + -f- СаС03

известково

аммиачная

селитра

+

я О

25 S +

известково

аммиачная

селитра

контроль без азота

1956 ГОД Луга — сено (ранний укос)

22

12,2

13,3

15,3

18,1

5,7

Луга — сено

24

18,6

19,2

22,4

23,1

11,0

Озимая пшеница — зерно (поверхностное внесение азота)

16

40,0

41,1

42,4

42,5

34,5

N35 кг/га

N64 кг/га

03

о

н

+

о

4-

о

3

я

о

о

я

и

л и

50

Ю ЕЙ

О lt;Я

о оз гг

я

я

и

Л ел

go

и О

Ю «

О 5 а л 17

5 lt;=gt;

О СО

4gt;

4) Cti

О) 52 5

а»

41 03

О) S ы

С2ц еЗ

и

я

tr

V

о

go ^ +

? s *

S lt;и S lt;л о

V

о

« я ч

м S щ

S ей а

Н

Я со О 4) Ьй VO

1957 год Луга — сено

21

18,5

19,1

20,3

22,5

23,0

24,3

13,5

Однако работы Low [13] с применением стабильного изотопа углерода С13 показывают, что углерод мочевины, если и поступает в растения, то лишь в крайне незначительных количествах, не превышающих 0,1% общего количества внесенного с мочевиной углерода.

Выводы

  1. Полученные экспериментальные данные по изучению сравнительной эффективности мочевины в различных почвенных зонах СССР и под разные культуры показывают, что в среднем из большого числа опытов (около 280) мочевина по своей эффективности равноценна аммиачной селитре.
  2. Точные данные, проведенные с использованием изотопа N15, показали, что коэффициент использования азота мочевины растениями при всех обычно применяемых на практике приемах ее внесения (поверхностное внесение по всходам, внесение на поверхность почвы до посева, равномерное распределение удобрения в почве) в условиях подзолистой суглинистой почвы и черноземной почвы не ниже, чем соответствующая величина для аммиачной селитры, а размер потерь азота из мо

    чевины при указанных способах внесения или такой же, или даже меньший, чем при использовании аммиачной селитры.

3. Так как эффективность мочевины во всяком случае не ниже, чем аммиачной селитры, то, учитывая ее лучшие физико-механические качества и более высокую концентрацию в сравнении с аммиачной селитрой, следует признать целесообразным самое широкое развитие ее производства и применения в сельском хозяйстве как удобрения при том условии, что ее стоимость (единица азота) будет близка к стоимости аммиачной селитры.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Jones W. W. Biuret toxicity of urea foliage sprays on citrus. Science, v. 1, 20, 1954.
  2. S a n f о r d W. G., G о w i n g D. P., Young H. Y., L e e p e r R. W. Toxicity to pineapple plants of biuret found in urea fertilizers from different sourees. Science, v. 120, 1954.
  3. Starostka R. W., Clark K. G. Greenhouse evalulion and nitrification characteristics of biuret and urea biuret mixtures. Agric. Chemicals, v. 10, 1955.
  4. Gunningham R. K-, Cooke G. W. Changes in levels of inorganic nitrogen in a clay-loam soil caused by fertilizer additions, by leaching and uptake by grass. J. Sci.. Food and Agric, v. 9, 6. 1958.
  5. Low A. J., Piper F. J. Urea as a fertilizer. J. Agric. Sci., v. 57, N 2, 1961.
  6. G a s s e r J. K. Investigation on the use of urea as a fertilizer. Ph. D. Thesis Univ. London, 1962.
  7. Larsen S., Gunary D. Ammonia loss from ammonical fertilizers

applied to calcareons soils J. Sci. Food and Agric., v. 13, N 11, 1962.

  1. Турчин Ф. В. Превращение азотных удобрений в почве и усвоение их растениями. «Агрохимия» № 3, 1964.
  2. Widdowson Е. V., Р е n п у A., Williams R. J. В. Side-placing urea and other nitrogen fertilizers for spring barley. J. Agric. Sci., v. 62, 1964.
  3. Templeman W. G. Urea as a fertilizer. J. Agric. Sci., v. 57, N 2, 1961.
  4. Buchner A., Kradel J. Die Anwendungvon Harnstoff als Dtingemittel. Z. Acker und Pflanzenbau, 114, N 1, 1961.
  5. M i t s u i S., К u r i h a r a K. The intake and utilization of carbon by plant roots from C14 labelled urea. Soil Sci. and Plant Nutrition, v. 8, N 6, 1962.

.13. Low A. J., Piper F. J. Nitrogen, sulphur and carbon uptake from some nitrogenous fertilizers using N15, S35 and C14 as tracers. J. Agric. Sci., v. 49, N 1, 1957.

<< | >>
Источник: Турчин Федор Васильевич. АЗОТНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ И ПРИМЕНЕНИЕ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ. Избранные труды. М., «Колос», 336 с. с ил.. 1972

Еще по теме О ПРИМЕНЕНИИ МОЧЕВИНЫ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ [5]:

  1. К ВОПРОСУ О ПРИМЕНЕНИИ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ТОРФО-МИНЕРАЛЬНЫХ АММИАЧНЫХ УДОБРЕНИЙ [17]
  2. Заключение Философия многообразия пробуждает интерес к сельскому хозяйству
  3. ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ЖИДКИХ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИИ [16]
  4. Глава VII АЭРОИОНИФИКАЦИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
  5. Эволюционное учение и практика сельского хозяйства
  6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БОЛОТ И ТОРФА В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
  7. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТОРФА И ПРОДУКТОВ НА ЕГО ОСНОВЕВ СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ В.              Г. Сычев, О. А. Шаповал, Г. Е. Мерзлая, И. П. Можарова
  8. ПРЕВРАЩЕНИЕ МОЧЕВИНЫ В ПОЧВЕ[1]
  9. АГРОХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ МОЧЕВИНЫ[3]
  10. ОТРАВЛЕНИЕ МОЧЕВИНОЙ
  11. Отравление карбамидом (мочевиной).
  12.   Определение мочевины в сыворотке крови по цветной реакции с диацетилмонооксимом.  
  13. МОЧЕВИНО-ФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ УДОБРЕНИЯ [6]
  14. 8 12 ОСОБЕННОСТИ ВЕТЕРИНАРНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ФЕРМЕРСКИХ ХОЗЯЙСТВ
  15. ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ И ЛЕЧЕБНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ В СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ХОЗЯЙСТВАХ
  16. Прудовое хозяйство
  17. 4.5. СПОСОБЫ ПОДАЧИ ВОДЫ НА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИЕ ФЕРМЫ И ФЕРМЕРСКИЕ ХОЗЯЙСТВА
  18. Работы по хозяйству