Баланс азота и основные статьи баланса в земледелии различных почвенно-климатических зон.
Формула баланса азота: (Nудобрений + Nсемян + Nбиолог. ) – (Nраст.вынос + Nгазообр.)
Общий запас азота в почве и тем более содержание в ней минеральных соединений азота постоянно изменяется в связи с расходованием азота, с одной стороны, и его пополнением — с другой.
Расходование азота из почвы происходит в рез-те использования его растениями и выноса с урожаем, а также вследствие непроизводительных потерь его из-за эрозии, вымывания и денитрификации.
При водной и ветровой эрозии вместе с частицами почвы уносятся и находящиеся в ней гумусовые вещества, что приводит к обеднению почвы гумусом и общим азотом. Вымывание нитратов из почвы осадками и дренажными водами — распространённое явление. Нитратный азот не образует в почве каких- либо малорастворимых солей и не поглощается отрицательно заряженными почвенными коллоидами.
В основном потери азота из почвы происходят в газообразной форме в рез-те денитрификации.
Применение азотных удобрений имеет решающее значение в повышении урожаев с/х к-р на большинстве почв нашей страны. Установлено, что каждая тонна азота МУ даёт дополнительно 10-15 т зерна, 20-30 т сена луговых трав, 30-40 т корней сахарной свёклы, около 2 т льноволокна и 5-6 т хлопка-сырца. Азотные удобрения не только повышают урожай, но и улучшают его качество, увеличивают содержание белка в зерне и кормовых продуктах. Особенно эффективны азотные удобрения в обеспеченных влагой районах Нечернозёмной зоны, на бедных азотом д-п почвах. Высокоэффективны азотные удобрения также на серых лесостепных почвах и выщелоченных чернозёмах западных областей.
На д-п и серых лесных почвах внесение РК удобрений без одновременного внесения азотных удобрений, как правило, не даёт существенного эффекта. На этих почвах около 60% общей прибавки урожая, получаемой от минеральных удобрений, падает на долю азотных удобрений. При движении с севера на юг и с запада на восток, т.е. в районах недостаточного увлажнения, эффективность азотных удобрений снижается.
В степных южных районах на мощных, обыкновенных и южных чернозёмах вследствие большого содержания в этих почвах азота и недостатка влаги, и особенно на каштановых и светло-каштановых почвах засушливых областей юго-востока, прибавки урожая от азотных удобрений ниже, чем в обеспеченных влагой районах Нечернозёмной и Лесостепной зон. Однако при проведении мероприятий, способствующих накоплению и сохранению влаги на полях (снегозадержание, своевременная зяблевая вспашка и др.), умеренные нормы удобрений вполне эффективны и в этих районах. Эффективность азотных удобрений в степных районах юга и юго-востока значительно возрастает при орошении. Применение азотных удобрений- важнейшее условие получения высоких урожаев всех культур.
Азотные удобрения дают высокие прибавки урожая в увлажнённых районах Северного Кавказа и в субтропических районах.
Особенность баланса азота заключается в его высокой подвижности. Азот – это биогенный элемент имеющий природные источники пополнения его запасов в почве. Потребность растений в питании этим элементом – большая. Формула баланса азота:(Nудобрений+Nсемян+Nбиолог )-(NРаст вынос+Nгазообр).Проблемы связанные с круговоротом и балансом азота в системе почва-растение –удобрение.Проблемы:1)Количественная и качественная оценка статей прихода/расхода азота баланса.2) Разработка приемов снижения потерь азотных удобрений в окружающую среду(повышения эффективности использования удобрений).3)Разработка точных методов по определению размеров накопления азота симбиотического и свободно живущими азотобактериями.4)Изучение механизма процесса денитрификации в полевых условиях, количественное значение этих процессов.5)Разработка мероприятий по предотвращению загрязнения грунтовых вод азотными удобрениями.6)Разработка методов контроля ПДК в товарной продукции.
При любой системе удобрений нельзя рассчитывать на высокий урожай при дефицитном балансе азотом.
Азот – один из основных элем, необх для растен. Он входит в состав всех простых и сложных белков, которые явл-ся главной состав частью цитоплазмы растит клеток, и сос-в нуклеиновых кислот (РНК и ДНК), играющ исключит важную роль в обмене ве-в в организме. Азот содержится в хлорофилле, фосфатидах, алколоидах, ферментах и во многих других орган ве-вах растит клеток. Главным источн азота для питан растен служат соли азотной кислот и соли аммония. Азот, поступ в раст в минер ыормах, проход сложн цикл превращ, конечн этапом котор явл включен его в состав белковых молекул. Белки синтез из аминокисл,котор, в свою очередь, образ при взаимод аммиака с кетогруппой соответ орган кислот (аминирование). Непосред аминир с помощ ферментов подверг кетакорбоновые кислоты – пировиноградная, щавелевоуксусная, α-кетоглутаровая и др, образ в растен при распаде углеводов, в процессе анаэроб дыхан. Прямое аминиров кетокислот аммиаком – основн путь синтеза аминокисл в растен. Для азота аминокислот необход восстан форма азота. Нитраты и нитриты неспособ вступать в реакц с кетогруппами орган кабоновых кислот, и для образов соответ аминокислот они предварит восстан в тканях растен до аммиака. Основн источн доступн N – газообраз N из атмос и нитратн и аммоничный N из почвы.
Редукция нитратов – двухступ процесс:
NO—3 2ẽ→ NO—2 6ẽ→NH3. на первом этапе происход превращ нитрата в нитрит. Р-ция катализир молибдофлавопротеиновым ферментом – нитратредуктазой. Следующ стадия редукционного процесса катализируется простым белком – ннитритредуктазой. В рез-те процесса редукции образуются ионы ОН—; таким образом регулируется уровень кислот в клетке: NO—2 + 6Н+ +6е—→ NH3+Н2О+ ОН—. Нитратн азот способен накапл в растен, не причин им вреда, в значит кол-вах. Содер нитрат в кормах, овощах и других растит продукт выше определ предела вредно дейст на орган животн и челов, потребл такие прод. Аммиак в свободном виде содерж в высших растен обычно в незначит кол-ах; чрезмерн накопл его, особенно при недостат углевод, ведет к отравл растен. При достат кол-ве углеводов аммиачн азот, поступ в растен из почвы и образов при восстан нитратов, присоед к органич кетокислот(щавелевоуксусной, кетоглутаровой) и фумаровой, образ первич аминокислоты – аспарагиновую и глутаминовую. Реакц построен этих аминокисл протек в две фазы. На первой фазе из аммиака и кетокислоты образуются иминокислота и вода, на второй иминокисл восстан до аминокислоты.