Содержание и формы азота в почве
Азот является одним из ключевых элементов минерального питания
растений, определяющим продуктивность сельскохозяйственных культур. В
почвах азот присутствует в нескольких формах:
- Органический азот (белки, аминокислоты, гумус) —
составляет основную массу азота в почве, 90–95% от общего содержания. Он
практически недоступен растениям до процесса минерализации.
- Неорганический азот представлен в виде
аммонийного (NH₄⁺) и нитратного (NO₃⁻)
азота. Аммонийная форма относительно стабильна в почвах с низкой
аэрацией, в кислых почвах способна фиксироваться в минеральных
комплексах. Нитратная форма легко подвижна, быстро усваивается
растениями, но подвержена вымыванию и денитрификации.
- Газообразный азот (N₂) в почве присутствует
преимущественно в атмосфере, доступен растениям только через
биологическую фиксацию бобовыми растениями или микроорганизмами.
Минерализация органического азота
Органический азот, содержащийся в растительных остатках, животных
экскрементах и гумусе, подвержен микробиологическому разложению с
образованием аммония. Процесс минерализации зависит от:
- содержания углерода в субстрате (C/N отношение);
- температуры и влажности почвы;
- активности микроорганизмов.
В почвах с умеренной влажностью и оптимальной температурой скорость
минерализации достигает максимума, обеспечивая поступление аммония,
который может быть либо усвоен растениями, либо окислен в процессе
нитрификации.
Нитрификация и аммонийный азот
Нитрификация — это биохимический процесс окисления аммония до
нитратов, протекающий в два этапа:
- Окисление NH₄⁺ до NO₂⁻ нитрифицирующими бактериями рода
Nitrosomonas;
- Превращение NO₂⁻ в NO₃⁻ бактериями рода Nitrobacter.
Нитратная форма азота является основной доступной для большинства
культур. Интенсивность нитрификации зависит от рН почвы, температуры,
влажности и аэрации. В кислых и заболоченных почвах процесс замедлен,
что сохраняет азот в аммонийной форме.
Фиксация атмосферного азота
Некоторые почвы, особенно с наличием бобовых культур и симбиотических
бактерий (Rhizobium), обогащаются атмосферным азотом.
Биологическая фиксация способствует повышению азотного потенциала почвы
без применения минеральных удобрений. Факторы, влияющие на фиксацию:
температура, влажность, доступность углерода и микроэлементов, сорная
растительность.
Потери азота из почвы
Почвенный азот подвержен потерям в результате нескольких
процессов:
- Денитрификация — восстановление нитратов до
газообразного азота (N₂, N₂O) анаэробными микроорганизмами, активно
протекает в переувлажнённых почвах.
- Вымывание — перемещение нитратного азота в нижние
горизонты почвы и водоносные слои, особенно на лёгких песчаных
почвах.
- Аммиачное испарение — потеря NH₃ из аммонийных
удобрений в щелочных и сухих почвах.
Азотный режим различных типов почв
- Подзолистые почвы — характеризуются низким
содержанием гумуса, высокой кислотностью. Основная форма доступного
азота — аммонийная. Минерализация ограничена низкой активностью
микроорганизмов, нитрификация замедлена.
- Чернозёмы — высокая гумусность и активная
биологическая жизнь способствуют значительной минерализации и накоплению
нитратного азота. Потери азота в чернозёмах относительно низкие
благодаря структурной устойчивости почвы.
- Дерново-подзолистые почвы — умеренное содержание
органического вещества, средняя кислотность. Аммонийная форма стабильна,
нитратная — подвижна. Подвержены вымыванию азота при интенсивных
осадках.
- Каштановые и серые степные почвы — гумус умеренный,
азот подвижен. Основной доступной формой является нитратный азот, однако
в засушливых условиях нитрификация замедлена.
- Болотные и торфяные почвы — высокая влажность и
аноксичные условия тормозят нитрификацию. Азот накапливается в
органической форме, минеральный азот подвижен лишь частично.
Регулирование азотного режима
Эффективное использование азота в почвах требует:
- внесения органических и минеральных удобрений с учётом типа
почвы;
- поддержания оптимальной влажности и аэрации;
- контроля кислотности почвы, так как pH влияет на доступность NH₄⁺ и
NO₃⁻;
- применения севооборотов с бобовыми культурами для биологической
фиксации атмосферного азота.
Выводы по особенностям азотного режима
Азотный режим почвы определяется балансом между минерализацией
органического азота, нитрификацией, фиксацией атмосферного азота и
потерями через денитрификацию и вымывание. Различные типы почв обладают
специфическими особенностями, которые необходимо учитывать при
планировании агротехнических мероприятий для максимальной продуктивности
и сохранения плодородия.