Агрохимическая оценка азотного состояния почвы и принципы оптимизации азотного питания сельскохозяйственных культур

Содержание N в земной коре 2,3*10 ^-2, а общие его запасы исчисляются десятками млрд. тонн. Основная часть N содержится в почве в виде сложных органических соединений. Часть N земной коры находится в виде необменно-поглощенных ионов NH4 и удерживаются в кристаллической решетке алюмосиликатных минералов. В пахотном слое (0-25 см) разных почв содержание N колеблется в широких пределах (от 0,05 до 0,5 %).

Общее содержание N в почвах зависит от содержания в них органических веществ: больше всего N в наиболее богатых гумусом мощных черноземах, а меньше – в бедных гумусом дерново-подзолистых почвах и сероземах.

Содержание N в почве сильно различается в пределах одной зоны.  Нечерноземная: супесчаная – 0,05-0,07 %, суглинистая – 0,1-0,2, глинистая – 0,1-0,23, торфянистая – 0,6-1. Общий запас N в пахотном слое 1 га колеблется в разных почвах от 1,5 т в супесчаной дерново-подзолистой почве до 15 т в мощном черноземе. Обеспеченность с/х культур N зависит не от валового его содержания в почве, а от усвояемых растениями минеральных соединений. Основная масса N в почве содержится в различных органических соединениях (94-95 %), или в форме NH4, необменно-фиксированного глинистыми минералами (3-5%), недоступного или труднодоступного растениям. Только малое кол-во N (1%) содержится в легкоусвояемых минеральных формах (NO3^—, NH4⁺). В связи с этим нормальное обеспечение растений N зависит от скорости минерализации N органических веществ. Разложение органического N соединений в почве в общем виде может быть представ. схемой: белки, гуминовые вещества®аминокислоты, амиды ®NH3 ®нитриты®нитраты.

Распад азотистых органических веществ до NH3 – аммонификация. Осуществляется обширными группами аэробных и анаэробных микроорганизмов: бактерий, актиномицетов, плесневых грибов (кроме хемолитоавтотрофов).

А. происходит во всех почвах при разной рН, в присутствии воздуха или без него, но в анаэробных условиях при сильнокислой и щелочной реакциях она замедляестя.

Нитрификация: Окисление аммония до нитритов и нитратов.

NH₄OH→NH₂OH→HNO→HNO₂→ HNO₃

NH3® нитриты (1 фаза) ® нитраты (2 фаза). 1 фаза – Nitrozomonas, 2 фаза – Nitrobacter.

Денитрификация – восстановление нитратного N до газообразных форм (NO, N₂O, N₂). Происходят потери N из почвы. Происходит при отсутствии воздуха, в почве щелочная реакция и избыток органического вещества, богатого клетчаткой, глюкозой или другими углеводами. Денитрифицирующие бактерии быстро окисляют углеводы до СО₂, используя для этого кислород нитратов. Процесс восстановления нитратов- эндотермический (с затратой энергии). Процесс дыхания за счёт нитратов позволяет денитрификаторам развиваться в анаэробных условиях.

Чем ближе сроки внесения азотных удобрений к периоду интенсивного потребления, тем выше КИ→↓потерь.

Косвенная денитрификация, или хемоденитрификация— восстановление нитратов, образующихся в результате нитрификации и биологической денитрификации, в результате ряда химических реакций.

Иммобилизация. В почве происходят вторичные процессы синтеза, когда минеральные соединения азота вновь переходят в органические, неусвояемые для растений. Эти процессы носят биологический характер. М/о строят белок своих тел, используя углеводы и азот.

Органические и минеральные удобрения обогащают почву N и зольными элементами и значительно усиливают процессы минерализации в ней. С органическими удобрениями вносятся органические вещества, стимулирующие жизнедеятельность м/о, ускоряющие разложение органического вещества почвы. Минеральные удобрения повышают интенсивность биологических процессов, т. к. являются источником питания микробов NPK, Ca. Обработка почв, особенно тяжелых, усиливает нитрификацию, также как и известкование. На бедных основаниями, плохо аэрируемых, кислых, слабоокультуренных почвах процессы нитрификации слабые. При внесении извести снижается кислотность, повышается жизнедеятельность нитрификаторов, почва обогащается Ca, необходимым для связывания нитратов в форму Ca(NO3)2.

Содержание азота в почве постоянно изменяется в связи с расходованием азота и его пополнением. Расход- использование растениями и вынос с урожаем, из-за эрозии, вымывания и денитрификации.

При эрозии уносятся гумусовые вещества вместе с частичками почвы → обеднение почвы гумусом и общим азотом.