Способ ингибирования нитрификации аммонийного азота удобрений в почве

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам ингибирования интрификации в почве, уменьшающим потери и увеличивающим эффективность азота аммонийных (сульфат аммония) или образующих аммоний удобрений (карбамид). Сущность в способе ингибирования нитрификации с помощью производных пиразола в качестве производных пиразола используют 5-метил-4, 5-дигидро-1Н-пиразол, оптимальные дозы которого составляют 2-4 мг/кг почвы Способ расширяет ассортимент современных эффективных ингибиторов нитрификации за счет использования в качестве ингибитора нового класса химических соединений. 1 з. п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам ингибирования нитрификации в почве, уменьшающим потери и увеличивающим эффективность азота аммонийных (сульфат аммония) или образующих аммоний (карбамид) удобрений.

Известны способы ингибирования нитрификации аммонийного азота в почве с помощью производных пиридина, пиримидина, тиазола, триазола и пиразола, т.е. гетероциклических соединений, содержащих в кольце 1-3 атома азота [1] Эти препараты в зависимости от дозы, температуры и свойств почвы эффективно ингибируют нитрификацию в течение 2-10 недель.

Наиболее близким к предлагаемому является способ [2] ингибирования нитрификации с помощью 3(5(-метилпиразола, являющегося одним из наиболее эффективных ингибиторов нитрификации, известных в настоящее время.

Недостаток этого способа острая дефицитность 3(5)-метилпиразола, обусловленная дефицитностью основного сырье- вого продукта его промышленного производства диацетилена. Последний является побочным продуктом получения ацетилена, устаревшим с технико-экономической и экологической точек зрения способом пиролиза углеводородов.

Цель изобретения способ ингибирования нитрификации аммонийного азота в почве, позволяющий снизить потери и повысить эффективность азотных удобрений, содержащих или образующих аммоний, а также обеспечивающий предотвращение загрязнения нитратами окружающей среды.

Эта цель достигается благодаря тому, что в качестве ингибитора нитрификации аммонийного азота в почве используется 5-метил-4,5-дигидро-1Н-пиразол, который вносится в почву предпочтительно в количестве 2-4 мг на 1 кг почвы, Основным сырьевым продуктом получения 5-метил-4,5-дигидро-1Н-пиразола является недефицитный кротоновый альдегид. Испытания 5-метил-4,5-дигидро-1Н-пиразола в качестве нового ингибитора нитрификации проводят в сравнении с 3(5)-метилпиразолом в лабораторных и вегетационных опытах с разными почвами.

П р и м е р 1. В 24 пронумерованные банки объемом 250 см³ насыпают по 200 г произвесткованной, размолотой и просеянной через сито с отверстиями 2 мм тяжелосуглинистой дерново-подзолистой почвы. В почву каждой банки вносят в качестве фонового фосфорно-калийного удобрения по 20 мг Р₂О₅ и К₂О. В почву банок N 4 6 вносят в виде водного раствора по 40 мг азота карбамида (200 мг N/кг почвы), а в почву банок N 7 90 10 12 и 13 15 ту же дозу азота карбамида (40 мг N/банка), но содержащего соответственно 0,4, 0,8 и 1,6 мг 5-метил-4,5-дигидро-1Н-пиразола (2, 4 и 8 мг ингибитора/кг почвы). Аналогичным образом в почву банок N 16 18, 19 21 и 22 24 вносят по 40 мг азота карбамида, содержащего соответственно 0,4, 0,8 и 1,6 мг (3(5)-метилпиразола. Почву в каждой банке увлажняют до 60% от полной влагоемкости. Банки закрывают крышками с просверленными в них аэрационными отверстиями диаметром 1 мм и помещают в термостат отрегулированный на температуру 24^оС. Через 2 и 4 недели инкубации в почве каждой банки определяют содержание нитратного азота и рассчитывают степень ингибирования нитрификации (ИН,) по формуле: ИН, (a b)/a˙100, где а содержание N NO₃, мг/кг, в почве варианта карбамид без ингибитора; b содержание N NO₃, мг/кг, в почве варианта карбамид с ингибитором нитрификации.

Результаты опыта приведены в табл.1.

П р и м е р 2. Повторяют опыт по примеру 1, используя вместо дерново-подзолистой почвы тяжелосуглинистый типичный чернозем. Результаты опыта приведены в табл.1.

П р и м е р 3. Повторяют опыт по примеру 1, используя вместо дерново-подзолистой почвы среднесуглинистый типичный серозем. Результаты опыта приведены в табл.1.

П р и м е р 4. Опыт проводят в помещении вегетационного павильона в условиях неконтролируемой температуры в сосудах объемом 6 дм³, имеющих в днищах отверстие, закрываемое пробкой. Опыт состоит из 8 вариантов, каждый из которых имеет 4 повторения, т.е. проводится в 32 сосудах. Каждый сосуд содержит 6 кг произвесткованной и пропущенной через грохот тяжелосуглинистой дерново-подзолистой почвы. Перед набивкой в сосуды в почву каждого из них вносят по 600 мг Р₂О₅ и К₂О в качестве фонового фосфорно-калийного удобрения. В почву сосудов N 5 8 вносят по 0,9 г азота карбамида (150 мг N/кг почвы), а в почву сосудов N 9 12, 13 16 и 17 20 ту же дозу азота карбамида, но содержащую соответственно 12, 24 и 36 мг 5-метил-4,5-дигидро-1Н-пиразола (2, 4 и 6 мг ингибитора на 1 кг почвы). Аналогично этому в почву сосудов N 21 24, 25 28 и 29 32 также вносят по 0,9 г азота карбамида, содержащего соответственно 12, 24 и 36 мг 3(5)-метилпиразола. Увлажняют почву до 50% от полной влагоемкости и переносят в сосуды, слегка при этом утрамбовывая. В каждый сосуд высевают по 15 семян риса. Влажность почвы в сосудах поддерживают на уровне 50-60% от полной влагоемкости на протяжении всей фазы всходов риса, продолжительностью около двух недель. В начале фазы кущения риса проводят прореживание, оставляя в каждом сосуде по 8 растений, и промывку почвы каждого сосуда 3 дм³ воды. Объем промывных вод каждого сосуда учитывают, определяют в них концентрацию нитратов и рассчитывают количество N-NO₃, вымытого из почвы каждого сосуда и в среднем по каждому варианту опыта. Результаты опыта приведены в табл.2.

П р и м е р 5. Повторяют опыт по примеру 4, используя вместо дерново-подзолистой почвы тяжелосуглинистый типичный чернозем. Результаты опыта приведены в табл.2.

П р и м е р 6. Повторяют опыт по примеру 4, используя вместо дерново-подзолистой почвы среднесуглинистый типичный серозем. Результаты опыта приведены в табл.2.

П р и м е р 7. Продолжают опыт по примеру 4, создавая на поверхности почвы в каждом сосуде слой воды высотой 7 8 см и сохраняя его до конца опыта. Уборку урожая риса проводят в начале фазы выметывания метелок. Учитывают урожай надземной массы. Результаты опыта приведены в табл.3.

П р и м е р 8. Продолжают опыт по примеру 7,используя вместо дерново-подзолистой почвы тяжелосуглинистый типичный чернозем. Результаты опыта приведены в табл.3.

П р и м е р 9. Продолжают опыт по примеру 7, используя вместо дерново-подзолистой почвы среднесуглинистый типичный серозем. Результаты опыта приведены в табл.3.

Данные табл. 1 показывают, что во всех почвах 5-метил-4,5-дигидро-1Н-пиразол ингибировал нитрификацию азота карбамида не менее эффективно, чем 3(5)-метилпиразол. В малогумусных дерново-подзолистой почве и сероземе в течение первых двух недель инкубации оба препарата ингибировали нитрификацию более чем на 80% Увеличение дозы ингибиторов с 2 до 4 и 8 мг/кг практически не усиливало их действия, что свидетельствует о достаточности для достижения эффективного ингибирования нитрификации в этих почвах дозы препарата 2 мг/кг. В хорошо гумусированном черноземе нитрификация ингибировалась обоими препаратами в меньшей степени, чем в дерново-подзолистой почве и сероземе, а повышение их дозы увеличивало степень ингибирования.

Данные табл. 2 показывают, что из каждой почвы промывными водами было вынесено около половины дозы азота стандартного карбамида. Применение минимальной испытанной дозы обоих ингибиторов нитрификации (2 мг/кг) снизило потери азота карбамида из дерново-подзолистой почвы и серозема примерно в 4 раза, а из чернозема в 2 раза. Увеличение дозы ингибиторов незначительно снизило количество нитратного азота, вымытого из каждой почвы.

Снижение потерь азота, вызванное применением ингибиторов нитрификации, обусловило получение высоких прибавок урожая вегетативной массы риса на всех почвах (табл.3). На дерново-подзолистой почве и черноземе повышение дозы обоих препаратов с 2 до 4 мг/кг сопровождалось увеличением прибавок урожая. На сероземе повышение дозы ингибиторов эффекта не дало.

Таким образом, результаты агрохимического испытания 5-метил-4,5-дигидро-1Н-пиразола, проведенного в сравнении с 3(5)-метилпиразолом в лабораторных и вегетационных опытах на разных почвах, согласованно показали, что оба препарата в дозах 2-4 мг/кг почвы в одинаковой степени эффективно ингибируют нитрификацию азота карбамида, снижают его потери из почвы и обеспечивают получение высоких прибавок урожая вегетативной массы затопляемого риса.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИНГИБИРОВАНИЯ НИТРИФИКАЦИИ АММОНИЙНОГО АЗОТА УДОБРЕНИЙ В ПОЧВЕ, включающий внесение ингибитора нитрификации на основе производных пиразола, отличающийся тем, что в качестве производного пиразола используют 5-метил-4,5-дигидро-IH-пиразол.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что 5-метил-4,5-дигидро-IH-пиразол вносят в количестве 2 4 мг/кг почвы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3