3.Роль азота в жизни растений. Содержание и формы азота в почвах. Превращения азота в почвах. Агрохимические показатели, характеризующие обеспеченность почв азотом.

Азот важнейший элемент питания имеющий исключительное значение. Прянишников отмечал, что главным условием определяющим величину урожая в разные эпохи была степень обеспеченности с/х растений азотом. Проблема азота в земледелии и в настоящее время остается основной, несмотря на то что он составляет 78% атмосферного воздуха и над каждым гектаром земной поверхности содержится 70 тыс тонн азота. Как правило именно азот находится в минимуме и лимитирует урожайность с/х культур.

Физиологическая роль азота.Азот входит в состав многих органических соединений, важнейшими из которых являются аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты, нуклеопротеазы, хлорофилл, кроме того азот содержат фосфатиды, витамины, АТФ, алкалоиды и др.

Содержание азота в растениях и вынос урожаями сельскохозяйственных культур.

Содержание азота в растении в среднем составляет 1,5 % от массы сухого вещества и как правило варьирует от 0,5 до 5%, в зависимости от вида, возраста, органа, условий минерального питания и т.д.

Пример: в семенах бобовых содержится значительно больше N (4-5%), чем в зерне злаковых (2-3%). Высокое содержание азота отмечается в вегетативной массе молодых растений. (Зерновые в фазу кущения 5-6% N), в дальнейшем интенсивное развитие растения вызывает снижение содержания азота, следовательно ростового разбавления т.к. темпы накопления органических веществ опережают темпы поступления азота. Причем молодые органы содержат больше азота, чем старые, а листья больше чем стебли. В более поздние фазы развития азотсодержащие соединения перемещаются из вегетативных органов в продуктивные. Поэтому перед уборкой в соломе содержится значительно меньше азота чем в зерне (0,45-0,65%). Содержание азота прямо пропорционально связано с содержанием минерального азота. Чем лучше обеспечена почва азотам, тем выше содержание азота в растении.

Вынос азота в среднем составляет 50-150 кг с га и зависит от уровня урожайности и содержания азота в растении, чем больше урожайность и содержание азота в растении тем выше вынос. Бобовые при одинаковой величине урожайности будут выносить больше азота т.к. характеризуются более высоким содержанием азота в единице продукции. Пример: озимая рожь выносит 25 кг/га, горох – 66 кг/га.

Источники азотного питания растений.Основной источник азота – минеральные соединения, прежде всего соли NH3 и НNO3. Обе формы равноценны для растения. Однако нитраты лучше поступают в растение при рН=5, а аммоний при рН=7, что объясняется явлением антагонизма. Некоторое количество азота в растение может поступать в виде солей азотистой кислоты – нитритов, кроме того растения способны усваивать водорастворимые азотсодержащие органические вещества (аминокислоты, амиды, витамины и др.) тем не менее природных условиях NO2 и органические соединения практически не участвуют в питании.

Бобовые культуры кроме того обладают способностью ассимилировать азот атмосферы с помощью клубеньковых бактерий. Фиксация азота заключается в восстановлении N2 до NH3, под действием фермента нитрогеназа активируемого Fe и Mo.

Фиксация наиболее активно протекает при:

- нейтральной реакции среды

- хорошей аэрации

- opt температуре

- наличии специфической расы бактерий

- недостатке минеральных форм азота

- обеспеченности P, K, Ca, Fe, Mo, Co.

В неблагоприятных условиях для азотфиксации бобовые культуры переходят к питанию минеральным азотом почвы.

Динамика потребления азота в течение вегетации.Динамика потребления азота в течение вегетации зависит от биологических особенностей культур. Критический период по отношению к азоту у большинства растений наблюдается в начальный период. Периоды максимального потребления азота разными культурами не совпадают. Например: яровая пшеница почти весь необходимый ей азот поглощает уже к фазе колошения. Лен только к фазе цветения, хлопчатник к фазе цветения поглощает только 18% от потребности. Таким образом период максимального потребления азота у пшеницы наблюдается в фазу выхода в трубку и колошения. У льна в фазу цветения. У хлопчатника в период формирования коробочек.

Признаки недостатка и избытка азота для растений.При недостатке снижается интенсивность кущения, уменьшается размер листьев, снижается рост растения. В тоже время ускоряется репродуктивное развитие, что приводит к существенному снижению урожайности. Азот реутилизируется поэтому признаки недостатка проявляются на нижних листьях, они желтеют, краснеют в зависимости от вида. При сильном голодании отмирают. Избыток азота приводит к интенсивному росту вегетативной массы, формируются широкие сочные листья темно-зеленого цвета. Затягивается фаза вегетации, удлиняется вегетационный период, замедляется образование репродуктивных органов, и созревание растения.

Содержание и формы азота в почвах.Общее содержание азота в почве от 0,03 до 3,5%. Практически весь азот в почвах находится в виде органических соединений (гумусовые вещества содержат ок 5% N), поэтому типы почв содержащие больше гумуса, содержат больше азота (0,25-0,5%), чем слабогумусированные (0,03-0,2%). Больше всего азота в органогенных почвах. Верховые торфа (0,7-1,5%), низинные (2,3-3,5%). Содержание гумуса в рамках одного типа почв изменяется в зависимости от их ГС и степени окультуренности. Например: с утяжелением ГС дерново-подзолистых почв как правило увеличивается содержание гумуса, следовательно и общее содержание азота возрастает от 0,03 до 0,1% - в песчаных, до 0,1-0,2% - в суглинистых и глинистых. Регулярное удобрение навозом приводит к увеличению содержания гумуса, чем в их неокультуренных аналогах. Общий запас азота в пахотном слое на 1 га варьирует от 0,9 в легких дерново-подзолистых почвах до 15 тонн в черноземах.

Формы азота в почве

Азот в почвах содержится в органической и минеральной формах, преобладает органический азот, который составляет 97-99% общего содержания. Он не доступен для питания растений. Органический азот находится в составе гумуса, некоторая часть в м.о. негумусированных остатках живых организмов.

По степени потенциального участия в питании растений органический азот подразделяется на 3 группы:

1. негидролизуемый

2. трудногидролизуемый

3. легкогидролизуемый

Легкогидролизуемый представлен низкомолекулярными соединениями аминокислотами и амидами, азот которых становится доступным после минерализации. Однако в почвах легкогидролизуемый азот составляет 5-10% от общего содержания, преобладает негидролизуемая фракция 70-85%. Содержание минерального азота может достигать 3%, но чаще всего не более 1%. Он образуется в результате микробиологического разложения (минерализации органического) вещества до аммонийной NH4 и нитратной NO3 форм.