Потери азота из почвы

Содержание минеральных соединений азота в почве постоянно изменяется – наряду с пополнением его запасов происходят его потери вследствие ряда факторов.

Вымывание нитратов из почвы осадками и дренажными водами обусловлено тем, что нитратный азот (NO₃) не образует в почве малорастворимых соединений и не поглощается отрицательно заряженными коллоидами почвы. Легкоподвижные нитраты находятся преимущественно в почвенном растворе и могут вымываться в грунтовые воды. Наибольшее вымывание происходит на почвах легкого механического состава при избыточном увлажнении и орошении, особенно в паровых полях. Поэтому при поливах нельзя допускать смыкания поливных вод с грунтовыми.

Меры борьбы с непродуктивным вымыванием нитратов из почвы:

1)на легких почвах внесение азотных удобрений дробно в течение вегетации;

2)правильный подбор форм удобрений в конкретных условиях: на легких почвах вносить аммонийные удобрения, на тяжелых - нитратные;

3)строгое регулирование поливного режима;

4)соблюдение правильной агротехники (изреженность посевов приводит к увеличению вымывания нитратов);

5)применение ингибиторов нитрификации в условия промывного режима почв.

Денитрификация – процесс восстановления нитратного азота до газообразныхформ (NO, N₂O, N₂) в результате жизнедеятельности почвенных микроорганизмов - денитрификаторов. Они активно развиваются при отсутствии кислорода воздуха, т.е. являются анаэробами и для дыхания используют кислород нитратов, восстанавливая азот до свободной молекулярной формы. Процесс протекает под действием ферментов - нитратредуктазы и нитритредуктазы. Наиболее активно денитрификация развивается при анаэробных условиях и щелочной реакции почвы, при избыточном количестве в почве органического вещества, богатого клетчаткой и высокой влажности почвы. Процесс денитрификации протекает практически на всех почвах, т.к. полного аэробиозиса не бывает даже при хорошей структуре и оптимальной влажности почвы. В холодную погоду денитрификация протекает слабее.

Улетучивание азота из почвы может происходить и в виде аммиака. Это может происходить: а) при внесении аммонийных солей в карбонатные почвы. В этом случае происходит взаимодействие карбонатов с аммиаком с образованием (NH₄)₂CO₃(карбоната аммония), который, будучи нестойким соединением, разлагается с выделениемNH₃; б)при внесении мочевины поверхностно она аммонифицируется с образованием (NH₄)₂CO₃и дальнейшим выделением аммиака; в)велики потери аммиака на легких почвах, особенно при высокой температуре. Для снижения непродуктивных потерь азота вследствие улетучивания аммиака требуется глубокая заделка удобрений и правильный подбор форм азотных удобрений на различных почвах.

Иммобилизация. Азот является пищей не только для высших растений, но и для микроорганизмов, что приводит к конкуренции между ними. Микроорганизмы строят белок своих тел, используя углеводы и азот (как почвенный, так и поступивший с удобрениями). Особенно интенсивно поглощают они азот при внесении органического вещества, богатого клетчаткой (при запашке соломы после уборки зерновых культур, внесении опилок в теплицах и т.д.). В этом случае микроорганизмы бурно размножаются, используя клетчатку как энергетический материал, и в их телах закрепляется азот. Процесс это обратимый - при отмирании микроорганизмов их тела минерализуются и азот возвращается в почву. Для снижения иммобилизации азота микрофлорой почвы к растительным остаткам, богатым клетчаткой, добавляют 1-2% минерального азота.

Необменное поглощение (фиксация) аммония в почве. При попеременном увлажнении и высушивании почвы катионыNH4 закрепляются (фиксируются) в необменной форме. Необменно-поглощенный аммоний не подвергается действию нитрифицирующих бактерий и условно потерян для растений. Активнее этот процесс идет на солонцовых почвах; а максимально – на солонцах. Для снижения фиксации аммония удобрения следует заделывать в слой постоянного увлажнения.

16 Физиологическая роль фосфора в питании растений

Фосфор — один из необходимых элементов питания. По выражению академика Ферсмана «Фосфор – элемент жизни и мысли». Без него невозможна жизнь не только высших растений, но и простейших организмов. Фосфор входит в состав многих веществ, которые играют важнейшую роль в жизненных явлениях. Его находят в нуклеиновых кислотах (РНК и ДНК), т.е. фосфор принимает участие в синтезе белков и в передаче наследственных свойств и биологической информации.

Очень важную роль играют макроэргические соединения, содержащие фосфор, например АТФ. Она является главным аккумулятором энергии и ее переносчиком для многих синтетических процессов. В частности, без АТФ не будут идти процессы фотосинтеза и дыхания.

Фосфор – спутник азота; там, где есть азот – присутствует и фосфор. В растениях он представлен минеральными и органическими соединениями. Минеральные фосфаты присутствуют в тканях растений чаще всего в виде кальциевых, калиевых, магниевых солей ортофосфорной кислоты. Несмотря на то, что они содержатся обычно в небольших количествах, они играют важную роль в создании буферной системы клеточного сока и служат резервом для образования органических фосфорсодержащих соединений.

В растениях преобладают и играют наиболее важную роль органические соединения. К ним относятся нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды, фосфопротеиды, фосфатиды, фитин, сахарофосфаты, макроэргические соединения и др.

Среди них на первое место следует поставить нуклеиновые кислоты. Это сложные высокомолекулярные вещества, которые участвуют в самых важных процессах жизнедеятельности: РНК (рибонуклеиновая) - в синтезе специфических для данного организма белков, ДНК (дезоксирибонуклеиновая) - в передаче наследственных свойств и переносе биологической информации.Нуклеиновые кислоты с белками образуют сложные белки нуклеопро-теиды, которые содержатся в эмбриональных тканях и клеточных ядрах.

Важной группой являются фосфопротеиды – соединения белковых веществ с фосфорной кислотой. Сюда относятся белки – ферменты, которые служат в качестве катализаторов многих биохимических процессов.

Фосфатиды (или фосфолипиды ) играют очень важную биологическую роль. Они образуют белково-липидные молекулы, которые способствуют проницаемости в клетку различных веществ.Находятся фосфатиды в любой растительной клетке, но наиболее высо­ким их содержанием отличаются семена, особенно масличных и бобовых культур

Важным соединением является фитин. Фитина много в молодых органах и тканях и, особенно – в семенах, в виде запасного вещества. При прорастании семян освобождается фосфорная кислота, которая используется молодым растением. В семенах бобовых и масличных культур фитин составляет 1—2% веса сухой массы, в семенах злаков —0, 5—1, 0%.

Большую роль в процессах фотосинтеза, дыхания и при взаимных превращениях углеводов (сахарозы, крахмала) играют сахарофосфаты. Содержание сахарофосфатов в растениях изменяется в зависимости от возраста растений, условий их питания и других факторов и составляет от 0, 1 до 1, 0% веса сухой массы.

Общее содержание фосфора в растениях много ниже, чем азота и колеблется от 0, 3 до 2% (азота – 1 – 5%). Богаты фосфором молодые растущие ткани; много его накапливается в товарной части урожая (в генеративных органах). Фосфор ускоряет созревание растений. Под его влиянием в листьях ускоряются процессы распада белков и переход продуктов распада в репродуктивные органы, в частности, в зерно. Так как фосфор играет большую роль в углеводном обмене, фосфорные удобрения способствуют накоплению сахаров в свекле, а в клубнях картофеля – крахмала. Хорошее фосфорное питание способствует лучшей перезимовке озимых культур, плодовых и ягодников.

Таким образом, фосфор принимает самое непосредственное участие во многих процессах жизнедеятельности растений, и обеспечение высокого уровня фосфорного питания — одно из важнейших условий получения больших урожаев сельскохозяйственных культур.