СВОЙСТВА ТОРФА И ТОРФЯНОЙ ПРОДУКЦИИ

К.И.Чекалов, В.И.Бакушева, В.И.Павловская

УЛУЧШЕНИЕ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ
ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЗОТА ТОРФА

Об использовании растениями азота торфа обычно судят по сопостав­лению данных о разности в выносе азота в урожае, полученном на делянках с торфяными удобрениями, и на делянках без этих удобрений. Такой способ не является достаточно точным, так как при этом не учитывается влияние торфа на использование растениями азота самой почвы; в случае же применения торфоминеральноаммиачных удобрений обычный способ определения коэффициента использования (по разности выносов) не позволяет установить, за счет чего происходит дополни­тельное поступление азота в растение – за счет азота торфа или за счет азота аммиачной воды.

Применение метода количественного учета азота удобрений с использованием в качестве метки азотного источника ¹⁵N изотопа N позволяет определить истинное значение дополни­тельной мобилизации (под влиянием компостирования) азота торфа.

В лаборатории технологии приготовления торфяных удобрений ВНИИТП были проведены опыты по компостированию торфа с аммиачной водой, азот которой был помечен стабильным изотопом ¹⁵N и с РК.

Компосты приготавливали из сосново-сфагнового торфа, не подвергав­шегося саморазогреванию (исходный торф), и из торфа, предваритель­но подвергшегося саморазогреванию в штабеле (саморааогревавшийся торф). Минеральные удобрения в компосты вносили в количестве, эквивалентном их содержанию в варианте NPK , с таким расче­том, чтобы на сосуд приходилось по 150 г абсолютно сухого вещества компоста.

Компосты испытывались в вегетационном опыте на протяжении двух лет (действие и последействие). Варианты опыта, виды удобрений и номера сосудов даны в табл. I.

В каждый сосуд помещали по 9 кг чистого промытого песка, предварительно хорошо перемешанного с су­перфосфатом и сернокислым калием, азот вносили в виде аммиачной воды, меченной изотопом  с избытком атомных процентов в 6,57%. Повторность опыта – четырехкратная.

Таблица I

Рост и развитие растений по вариантам удобрений показаны на рис. I – через три недели после появления всходов и на рис. 2 – перед уборкой урожая. Данные о накоплении сухого вещества и поступ­лении азота в растения овса в фазе кущения помещены в табл. 2.

Рис. I. Овес через три недели после
появления всходов.

Из данных табл. 2 и рис. I и 2 видно, что компостирование саморазогревавшегося торфа с минеральными удобрениями (четвертый ва­риант, сосуд 13) оказало слабое влияние на рост и развитие овса. Растения имели угнетенный вид и развивались так же слабо, как и на контроле (первый вариант, сосуд I). В сосуде 9, в который был внесен компост из исходного торфа с минеральными удобрениями (третий ва­риант), растения развивались значительно лучше и вес их сухой массы в фазе кущения почти равнялся весу растений, удобренных полным 5 минеральным удобрением (второй вариант, оооуд 5).

Отличие состояло в том, что в сосуде 9 растения имели более светлую окраску листьев и пластинка их была развита несколько слабее.

Рис. 2. Овес перед уборкой урожая.

При сопоставлении данных по накоплению сухой надземной массы овса отчетливо видно преимущество ТМАУ, особенно из исходного торфа (пятый вариант, сосуд 17), где вес сухой массы растений в 10 раз превышал вес растений на контроле (первый вариант).

Таблица 2

Варианты опыта

Средний вес сухой массы (пяти растений) из четырех по­вторностей

Поступило азота, мг на сухую массу растений

Всего

В том числе

из аммиач­ной воды

из дру­гих ис­точников

Первый

0,16 ± 0,012

1,8

-

1,8

Второй

0,53 ± 0,052

21,9

17,1

4,8

Третий

0,50 ± 0,050

7,9

-

7,9

Четвертый

0,19 ± 0,022

4,0

-

4,0 .

Пятый

52,5

19,5

Шестой

1,36 ± 0,120

65,1

44,7

20,4

Данные химического анализа показывают, что торфяные удобрения оказывают положительное влияние на поступление азота в растение. Применение стабильного изотопа ¹⁵N позволило расчленить азот, поступивший в растение из внесенной аммиачной воды, и азот, усвоен­ный растениями из торфа, песка, семени овса и других источников.

Количество меченого азота ( К _р ), поступившее в растение из минерального удобрения (аммиачной воды), рассчитывалось по уравне­нию изотопного разведения

Nобщ. – общее содержание азота в растении, мг;

а% – атомный избыток ¹⁵ N в общем азоте растения;

А% – атомный избыток ¹⁵К в азоте минерального удобрения.

Содержание общего азота (в % на абсолютно сухое вещество) со­ставляло: в песке не более 0,021% и в семенах овса – 1,92%.

Разность между общим содержанием азота в растениях и количеством азота, поступившего из минерального удобрения, и определяет коли­чество азота, поступившего из торфа, а также из песка и семени. Однако количество азота, поступившее в растение из песка и семени, было сравнительно невелико, о чем можно судить по содержанию азота в растениях на контроле (первый вариант). Данные табл. 2 свидетель­ствуют, что компостирование предварительно саморазогревавшегося в штабеле торфа с фосфорными и калийными удобрениями оказывает весьма слабое влияние на поступление азота в растение. Удобрения из исходного сосново-пушицевого торфа, компостированного с фосфорными и калийными удобрениями, в несколько большей степени способствовали поступлению азота в растение, чем удобрения из саморазогревавшегося торфа.

Во втором варианте азотное питание растений усиливается за счет азота аммиачной воды. Наиболее благоприятные условия для роста и развития растений складывались в пятом и шестом вариантах, где в растениях найдено азота в три раза больше, чем при внесении экви­валентного количества минеральных компонентов.

Изотопный анализ растений в фазе кущения показал, что на первых стадиях развития азот поступает преимущественно из аммиачной воды. В пятом и шестом вариантах из всего азота, поступившего в растение в фазе кущения, азот аммиачной воды составляет ь9-72% и только 28-31% приходится на долю азота, поступившего в растения из торфа, песка, семени и других источников.

При учете урожая овса наблюдалась такая же закономерность в действии удобрений, что и на первых стадиях развития растений. Нормально развитые растения овса с хорошо наполненными метелками были только в сосудах 5, 17, 21 (второй, пятый и шестой варианты).

Данные, полученные при учете урожая овса в вегетационном опыте ,  приведены в табл. 3.

Таблица 3

Необходимо отметить, что внесение только минеральных удобрений ( NPK ) в песок сильно затянуло период вегетации и к моменту убор­ки урожая около половины молодых побегов было еще в зеленом состоя­нии. Урожай овса по вариантам с ТМАУ почти в два раза превышал урожай, полученный по эквивалентному количеству минеральных удобре­ний. Предварительное прогревание сосново-сфагнового торфа в первый год использования удобрений не дало положительного результата, не­смотря на увеличение в торфе аммиачного азота, который накапливался при саморазогревании в штабеле С 31 .

К аналогичному выводу пришел М.Д.Бахулин  , который отмечал, что положительное действие предварительного прогревания торфа было обнаружено только на второй год. Отсутствие положительного действия в год внесения саморазогревавшегося торфа или приготовленных из него удобрений М.Д.Бахулин объясняет наличием токсических веществ, которые накапливаются в процессе разложения торфа при высокой тем­пературе. Угнетение растений может быть следствием накопления в саморазогревавшемся торфе соединений типа фенолов, которые про­являют себя в первый год внесения торфяных удобрений как ингибиторы роста растений [2] .

В нашем опыте компост из саморазогревавшегося торфа с РК (чет­вертый вариант) оказывал очень слабое влияние на рост и развитие растений по сравнению с контролем (первый вариант). Отчетливее вы­явилось положительное действие такого же компоста из исходного тор­фа (третий вариант), но и здесь эффект в урожае был ничтожно малым. Растения развивались слабо, и при уборке урожая в метелке было найдено не более 2-6 зерен. Полное минеральное удобрение (второй вариант) улучшило рост и развитие растений, а также значительно по­высило поступление в них азота.

Данные поступления азота в растения овса, полученные при учете урожая (первый год использования удобрений), приведены в табл. 4.

При совместном внесении минеральных удобрений и органического вещества торфа в виде ТМАУ поступление азота в растение увеличива­ется более чем в два раза за счет азота торфа.

Эффективность торфяных компостов определяется не только их хими­ческим составом и содержанием подвижных форм питательных веществ; существенную роль играют и показатели, характеризующие исходные свойства торфа.

Ботанический состав и степень разложения, содержание растворимых гуминовых веществ и емкость обменного поглощения торфа в значитель­ной степени определяют направление дальнейших изменений в процессах минерализации органического вещества.

Таблица 4

Известно, что при компостировании органических удобрений проис­ходит накопление физиологически активных веществ, которые, попадая в почву, могут непосредственно использоваться растениями и почвен­ной микрофлорой.’ Одной из причин более эффективного действия ТМАУ (по сравнению c NPK ) может быть также и рациональное использо­вание растениями внесенного аммиачного азота за счет сорбционной способности органического вещества и торфа, что сокращает потери аммиачного азота, главным образом в момент внесения. Кроме того, при обработке торфа аммиачной водой в результате частичного щелоч­ного гидролиза усиливается процесс биохимической минерализации азотных соединений самого торфа. Все эти процессы в конечном итоге приводят к усилению питания растений за счет азота торфа.

Данные изотопного анализа показывают также, что на первых стади­ях развития овса (фаза кущения) преимущественное значение в азотном питании растений принадлежит минеральному азоту аммиачной воды. В табл. 5 приведены данные поступления азота в растения по фазам развития.

Таблица 5

По мере роста и развития растений усиливается поступление азота торфа из компоста. Так,в пятом варианте из торфа поступило 14,7 мг, что составляет 20% от всего количества азота, а в период от кущения до созревания – 91 мг.

Внесение ТМАУ в сосуды с песком обеспечивало нормальное развитие растений и не только усиливало азотное питание, но и повышало коэф­фициент использования растениями фосфора и калия, о чем свидетель­ствуют данные табл. 6.

С целью выявления последействия торфяных удобрений в 1969 г. опыт был продолен. Сосуды с песком были перебиты и к 15 мая повтор­но засеяны овсом. Систематические наблюдения за динамикой развития растений по вариантам опыта показали, что растения страдали от не­достатка азота, о чем можно было судить по бледно-зеленой окраске и узкой пластинке листьев. Несколько лучше развивались растения по удобрениям из саморазогревавшегося торфа (рис. 3).

В фазе кущения растений и при уборке урожая овса определялось накопление сухого вещества и вынос азота. Данные последействия тор­фяных удобрений в вегетационном опыте 1969 г.представлены в табл.7.

В отличие от эффективности удобрений в год внесения, в после­действии проявилось положительное влияние предварительного прогре­вания торфа на развитие растений и усвоение ими азота. Причем мобилизация азота торфа усиливалась не только от саморазогревания, но и от последующей обработки его аммиачной водой. Так, в пятом ва­рианте в растения овса поступает азота в полтора раза больше, чем во втором.

Рис. 3. Овес через три недели после появления всходов. (Последействие торфяных удобрений).

Таблица 6

В дальнейшем недостаток элементов питания, и в первую очередь азота, выявился еще отчетливее и растения почти полностью прекрати­ли рост. К моменту уборки урожая (28 июля) нормальная метелка не образовалась и учет урожая был проведен по накоплению сухой массы (табл. 7).

Таблица 7

На второй год опыта отчетливо выявилось положительное влияние предварительного саморазогревания торфа; поступление азота и общий вес растений по вариантам с саморазогревавшимся торфом были значи­тельно выше, чем по соответствующим вариантам с исходным торфом.

Применение торфа, компостированного с аммиачной водой, фосфорны­ми и калийными удобрениями, обеспечивает в условиях вегетационного опыта усиление роста растений; урожай овса по вариантам с ТМАУ зна­чительно превышает урожай по вариантам с эквивалентным количеством минеральных удобрений.

В начальной стадии роста и развития растений овса в большей сте­пени используется азот внесенной аммиачной воды; к концу вегетации усиливается поступление азота за счет азота торфа.

Результаты применения изотопа ¹⁵N показывают, что компостирова­ние аммиачной воды с торфом усиливает процесс мобилизации азота са­мого торфа, а также способствует усвоению растениями фосфора и калия.

Предварительное саморазогревание сосново-сфагнового торфа и ком­постирование его с аммиачной водой существенно усиливает поступле­ние азота торфа в растение на второй год после внесения удобрений, т.е. в последействии.

ЛИТЕРАТУРА

1962. Бахулин М.Д. Влияние саморазогревания торфа на его удобри­тельные качества. В сб. “Гуминовые удобрения”, ч. П. Киев, Гос. изд-во с.-х. лит. УССР, 1962.

• 2. Пивоваров Л.Р., Котлюба В.Г., Вульф Л.Н. Влияние термического фактора на удобрительные свойства торфа. В сб. “Гуминовые удобре­ния”, ч.П. Киев, Гос. изд-во с.-х. лит. УССР, Т962.

3. Чекалов К.И., Бакушева В.И., Павловская В.И. Об активизации азота торфа. “Торфяная промышленность”, 1971, № 3.