Роль азота. Содержание и превращение соединений азота в почвах

Роль азота. Содержание и превращение соединений азота в почвах. Процессы аммонификации, нитрификации и денитрификации. Отношение растений к аммиачному и нитратному азоту.

Азот — один из основных элементов, необходимых для растений. Он входит во все простые и сложные белки, которые являются главной составной частью протоплазмы растительных клеток. Азот также находится в составе нуклеиновых кислот (рибонуклеиновая — РНК и дезоксирибонуклеиновая — ДНК), играющих исключительно важную роль в обмене веществ в организме. Азот содержится в хлорофилле, фосфатидах, алкалоидах и многих других органических веществах растительных клеток

При недостатке азота в почве уменьшается содержание зеленых пигментов, бледнеют листья, замедляется рост растения.

Азот усваиваться растениями только после минерализации. Под минерализацией понимают процесс превращения органических соединений азота в неорганические. В общем виде этот процесс можно представить следующей схемой: белки → аминокислоты → аммиак → нитриты → нитраты → молекулярный азот.

Распад органических азотосодержащих веществ почвы до аммиака называется аммонификацией. Этот процесс осуществляется многочисленными аэробными и анаэробными почвенными микроорганизмами и происходит во всех почвах при разной реакции среды, но замедляется в анаэробных условиях и при сильнокислой и щелочной реакциях.

Аммонийный азот в почве подвергается нитрификации — окислению до нитритов, а затем нитратов, происходящее под действием нитрифицирующих бактерий Оптимальные условия для нитрификации — хорошая аэрация, влажность почвы 60-70% капиллярной влагоемкости, температура 25-32°С и близкая к нейтральной реакция.

Параллельно с аммонификацией и нитрификацией в почве протекает и процесс денитрификации– восстановление нитрат – ионов под действием денитрифицирующих бактерий до молекулярного азота.

Таким образом, очевидно, что аммонификация и нитрификация способствуют накоплению в почве доступного для растений азота и повышению урожайности сельскохозяйственных культур; а денитрификация оказывает противоположное, негативное действие.

Качество урожая зависит от формы азота, используемого растениями. При аммиачном питании повышается восстановительная способность растительной клетки, больше образуется восстановленных органических соединений (например, эфирных масел в перечной мяте). При нитратном питании, наоборот, преобладает окислительная способность клеточного сока, больше образуется органических кислот, в частности лимонной кислоты в махорке. Отношение растений к аммиачному и нитратному азоту зависит от ряда факторов: реакции среды, наличия в ней сопутствующих катионов, анионов и зольных элементов (фосфора, серы, калия, микроэлементов), от концентрации в растворе кальция, магния, аммонийных и нитратных солей, а также от обеспеченности растений углеводами. При нейтральной реакции почвенного раствора аммиачные соли усваиваются растениями лучше, чем нитратные, а при кислой - хуже.

Система удобрений яровых зерновых культур.

ЯЗК имеют более короткий период потребления пит. Веществ 2/3 общего их количества растения усваивают от начала выхода в трубку до цветения. Яровые хлеба кустятся слабее имеют слаборазвитую корневую систему особенно пшеница. ЯЗ различаются между собой по продолжительности поглощения питательных веществ. Ячмень большую часть пит. Веществ за 30-35 дней. Пшеница 48-55, у овса 50-70 дней. Яр. Пш. И яч. культуры требуют высокого плодородия почвы оптимального рН 6-7,5, яч может расти на рН=5,5. Овес менее требовательно к условиям выращивания и менее требователен к почве. Овес по урожайности не уступает ячменю. Лучшими для пш. Являются черноземы и каштановые почвы. Яр. Пш. Сильно реагируют на N от нач. кущения до выхода в трубку. Если в слое 0-20 см содержание N менее 15 мг/кг по обеспеченность N низкая и необходимо до посева внесение N. Повышенная потребность в К растянута от фазы стеблевания до начала налива зерна. Внесение избытка К до посева резко повышает концентрацию почвенного раствора, которая губительно действует на проростки и снижает ее продуктивность. Высокие дозы N и К особенно при мелкой заделке весной, повышают осмотическое давление почвенного слоя весной, в результате возможна частичная гибель. Доза N-х удобрений от запаса минерального N 20-60кг/га. На черноземах при достаточном выпадении осадков главную роль при основном внесении играют N- и Р-е удобрения, а в засушливую возрастает значение К-х удобрений. На почвы с низким содержанием N и при возделывании яр. Хлебов после многолетних трав эффективны К-е удобрения. В зависимости от почвенно-климатических условий и планируемой урожайности до посева вносят 60-90кг/га каждого удобрения. N-е удобрения в зонах достаточного увлажнения целесообразно вносить весной, а засушливых районах осенью. При подсеве к яр. Многолетних трав К-е удобрения вносят в запас. Доза рядового удобрения составляет от 10 – 20 кг/га Р подкормку ЯЗК N не проводят.

Система удобрений кукурузы.

Оптимальное рН=6-7,5. Кукуруза хорошо реагирует на N-е удобрения и особенно необходим N при появлении 6-7 листа когда закладываются метелки и початки. Р требуется растениям после появления всходов для лучшего развития корневой системы, а также фазы цветения и образования зерна. К необходим на протяжении всей вегетации. Недостаток его способствует полеганию этой культуры особенно в увлажнении при орошении. Потребляет много S, Ca, Mn, мах. Потребность питательных веществ у кукурузы от начала выметывания до молочной спелости. Плохо усваивает пит вещества из труднорастворимых форм. Почвы с рН =5,0 не пригодны для неё даже при внесении полных доз извести. Кукуруза хорошо реагирует на органические удобрения средние дозы от 30-50 т/га. Основное внесение удобрений на дерново-подзолистых почвах N=60-120, P=60-90, K=60-120. На фоне 30-50 т/га навоза на черноземах N=60-90, P=60-70, K=60-70. Лучшая форма N-х удобрений – аммиачная вода и безводородный аммиак. При посеве вносят гранулированный суперфосфат или комплексные удобрения (до 10 кг/га) N,P,K=8-10. Подкормки N-ми удобрениями проводят на легких почвах при орошении. Микроудобрения B, Zn, Mn.

Значение удобрений для повышения урожайности и качества сельскохозяйственной продукции.

Разность между приходом и расходом элементов питания в почве составляет баланс элементов питания. Вынос элементов питания из почвы устанавливается количеством элементов питания отчуждаемых из почвы с урожаем основной и побочной продукции с единицы площади. Возврат элементов пит. В почву определяется количеством Эл. Пит. Возмещаемых с удобрениями, а также за счет поступления с семенами, пожнивно-корневыми остатками в процессе фиксации молекулярного N атмосферой и с осадками. С/х культуры характеризуются различной потребностью в элементах питания, разным выносом питательных веществ из почвы с урожаем. Результаты комплексного использования всех факторов земледелия в историческом аспекте можно видеть на примере урожайности пшеницы странах западной Европы. В средние века при господстве трехполья урожай пшеницы составлял 7-8 ц/га. Введение плодосмена с клевером удвоило урожай этой культуры 15-16 ц/га. Увеличение урожая произошло за счет биологического N фиксированного клубеньковыми бактериями клевера. В нач. 20 в удвоение урожая пшеницы связано с массовым применением минеральных удобрений, урожайность до 60 ц. Опыт мирового земледелия показывает, что уровень урожайности тесно связан с количеством применяемых удобрений. Особенно четко зависимость между производством зерна и применением удобрений можно проследить на примере РФ в 1986-1990 г. По РФ было поставлено 12 млн. т. действующего вещества, валовой сбор составил 104 млн т. и урожайность зерновых 1,59 т/га. В1995-1996 г. Поставлено минеральных удобрений 1,6 млн т. д. в. В среднем на га пашни 12 кг д.в., валовой сбор составили 7,2 млн. т. 1,35 т/га урожайность 1998 г. 1 млн. т, 8 кг/га, собрали 48 млн т., 0,95т/га. На 50 % урожайности определяется применением удобрений и около 50% приходится на другие факторы. По данным НИИ в США растет урожайность в послевоенные годы на 41% больше, на 15-20 % за счет средств защиты растений, 15% более совершенную агротехнику, 8% на гибридизацию семян, до 20% на др. факторы. Эффективность удобрений значительно возрастает при орошении и достаточном количестве атмосферных осадков. Применение удобрений повышает не только урожайность с/х культур но и его качество. Органические удобрения являются одним из основных элементов системы удобрений.

Твердые аммонийные удобрения , их свойства и применение.

Аммиачная селитра NH₄NO₃: N=34,5%. Получают нейтрализацией азотной кислоты газообразным аммиаком. Раствор упаривают, подвергают кристаллизации и высушивают. Хорошо растворима в воде, на воздухе слеживаются. Для уменьшения слеживания добавляют гипс, калеонит, которые способны поглощать влагу и увеличивать прочность гранул. Иногда в качестве добавки используют фуксин. Содержание влаги не должно превышать 3%. Хранят в полителеновых мешках нельзя складывать в бурты. Удобрения огнеопасно и взрывоопасно, при быстром нагревании может быть взрыв. Хранить отдельно. Одно из наиболее эффективных удобрений. Это удобрение является физиологически кислой. Сульфо-нитрат аммиака (NH₄)₂SO₄*2NH₄NO₃, содержит N=25% в аммиачной форме 18-19% в нитратной 7-8%. Полученная смесь сульфата аммиака и аммиачной селитры хорошо растворима в воде. Известково-аммиачная селитра NH₄NO₃*CaCO₃. Получают путем сплавления аммиачной селитры и извести. N=20,5 – 28%. Менее гигроскопична, не взрывоопасно и может транспортироваться навалом. Светло-серого цвета.

содержание .. 20 21 22 23 24 25 26 27 28