Органические остатки растений и животных в почве под влиянием воды, воздуха и микроорганизмов претерпевают различные изменения. Часть органических веществ минерализуется до конечных продуктов распада (М, СО2, минеральные вещества), используемых вновь для питания растений, микроорганизмов, и переходит в плазму их тела, а некоторая часть продуктов разложения органического вещества и микробного синтеза превращается в гумус.
Таким образом, под перегноем понимают не все органические остатки, сохранившиеся в почве, а только вновь возникшее органическое вещество.
Значение гумуса в почве огромно. Он улучшает ее химические и биологические свойства, способствует образованию прочной структуры, при минерализации обеспечивает растения азотом и зольными элементами в доступной форме. Гумус служит также хорошим субстратом для развития полезной почвенной микрофлоры.
От количества гумуса зависит и плодородие почвы. Непрерывное возделывание большинства сельскохозяйственных культур ведет к минерализации, потере перегноя. Внесение в почву органических удобрений (навоз, торф, сидераты), возделывание сельскохозяйственных растений с мощной корневой системой в пахотном слое, поддержание благоприятного воздушно-водного режима почвы и реакции среды, способствующей микробиологической деятельности, приводят к увеличению количества гумуса и повышению плодородия.
Азот в почве, значение азота, виды азотных удобрений, дозы, способы внесения.
Химический состав почвы сложный, так как ее образуют разнообразные по составу минеральные и органические вещества. Наиболее распространены углевод, водород, кислород, азот, кремний, железо, кальций, магний – главные элементы необходимые для питания растений. Азот входит в состав органических и органическо- минеральных соединений. В числе основных задач агрохимии, направленных на повышение урожайности, центральное место должна занять разработка путей повышения эффективности питательных веществ почвы и удобрений, обогащения почвы азотом. Азоту принадлежит важная роль в процессе новообразования гумусовых веществ. Аккумуляция азота в почве является характерным признаком почвообразования, а запасы общего азота определяют потенциальное плодородие ее. Общее количество азота в почвах колеблется от 0,1 % в сероземах и дерново – подзолистых почвах до 0,4 – 0,5 % в черноземах. В болотных почвах его содержание может достигать 4-5 %. Содержание элементов в почве различно и зависит от условий образования и свойств почвы. Степень обеспеченности почвы зависит не только от содержания в почве, но и от формы соединений, в котором они находятся, так как доступность тех или иных соединений для растений различна. Основная часть азота входит в состав сложных органических соединений, незначительное количество встречается в виде минеральных соединений. Растения усваивают азот только в форме нитратов, нитритов и иона аммония, поэтому белковые формы азота до поступления в растения испытывают ряд превращений. Под воздействием каталитических ферментов, выделяемых микроорганизмами, белки гидролизируются до аминокислот, превращающихся благодаря аммонифицирующимся бактериям в аммиак. Часть аммиака усваивают растения, другая часть поглощается почвой, третья – взаимодействует с минеральными кислотами с образованием аммонийных солей, и, наконец, некоторое его количество подвергается нитрификации. Таким образом, конечными продуктами превращения сложных азотосодержащих соединений служат формы азота, легкоусвояемые растениями. Попадая в растения, минеральные формы азота вновь превращаются в сложные белковые соединения, которые или отчуждаются с урожаем, или после отмирания растений опять проходят цикл изменений до простых солей.
Азотный фонд почвы подразделяется на четыре фракции 1. минеральная , 2. легкогидролизуемая, 3. трудногидролизуемая, 4. негидролизуемая. При рациональном использовании пашни, известковании, применении органических и минеральных удобрений, внедрении ресурсосберегающих технологий происходит перераспределение азотного фонда почв, при этом создаются благоприятные условия минерализации органического вещества и накопления минеральных форм азота. Валовое содержание азота в почве находится в соответствии с распределением гумуса и степенью ее окультуренности. Фракционный состав азота находится в соответствии с запасом гумуса и общего азота. Основным показателем общего плодородия всех почв являются запасы гумуса и общего азота. Процессы прироста и убили азота в почвах всегда проходят параллельно с изменениями в них количества органического вещества и конечными продуктами, положительно влияющими на урожайность аммиак и нитраты. При внесении удобрений и прежде всего азотных повышается плодородие почвы, а вместе с ним и содержание подвижных форм азота.
Азотные удобрения. Основными исходными продуктами при производстве азотных удобрений являются аммиак (NH3) и азотная кислота (NHO3). Около 60% всех азотных удобрений в нашей стране выпускается в виде аммиачной селитры – NH4NO3 ( 34% N) и мочевины, или карбамида, - СО (NH2)2 ( 46% N). Это гранулированные или мелкокристаллические соли белого цвета, легко растворимые в воде. Благодаря сравнительно высокому содержанию азота, неплохим (при правильном хранении) свойствам и высокой эффективности практически во всех почвенных зонах и при внесении под все культуры аммиачная селитра и мочевина являются универсальными азотными удобрениями. Следует, однако, учитывать ряд их специфических особенностей.
Требования к условиям хранения аммиачной селитры по сравнению с мочевиной должны быть повышенными, так как она не только более гигроскопична, но к тому же и взрывоопасна. В тоже время наличие в аммиачной селитре двух форм азота – аммиачной, способной поглощаться почвой, и нитратной, обладающей большой подвижностью, допускает более широкое варьирование способов, доз и сроков применения в различных почвенных условиях.
Преимущественно более концентрированной по азоту мочевины установлено в условиях орошения, а также при некорневых подкормках овощных, плодовых и зерновых культур с целью увеличения содержания белка. В этом случае ее принимают в виде водного раствора 15 – 30 %-ой концентрации в период колошения и налива зерна. Мочевина, внесенная на поверхность почвы, как правило, должна быть заделана в течении одного – двух дней, иначе азот может быть потерян в результате улетучивания (в форме аммиака), особенно на легких, нейтральных или щелочных почвах, а также на лугах и пастбищах. В почве скорость гидролиза мочевины возрастает с понижением влажности и повышения температуры. Получают распространение ингибиторы нитрификации мочевины, которые вносят вместе с удобрениями в почву, потери азота сокращаются в этом случае на 20 – 30 %.
Около 17% выпускаемых азотных удобрений приходится на аммиачную воду – NH4 OH (20,5 и 16 % N) и безводный аммиак – NH3 (83 % N). При транспортировке, хранении и внесении этих удобрений следует принимать меры для устранения потерь аммиака. Емкости для безводного аммиака должны быть рассчитаны на давление не менее 20 атм. Потерь азота во время внесения жидких аммиачных удобрений можно избежать путем заделки водного аммиака на глубину 10 – 18 см, безводного – 16 – 20 см. На легких песчаных почвах глубина размещения удобрений должна быть больше, чем на глинистых.
Аммиачный азот фиксируется почвой, и поэтому жидкие азотные удобрения вносят не только весной под посев яровых культур и под пропашные культуры в подкормку, но и осенью под озимые и при вспашке зяби.
Достаточно широко используется в сельском хозяйстве сульфат аммония – (NH4)2SO (20% N), являющийся побочным продуктом промышленности. Это эффективное удобрение с хорошими физическими свойствами, одна из лучших форм азотных удобрений для почв с нейтральной реакцией среды. При систематическом применении сульфата аммония на дерново-подзолистых почвах следует учитывать возможность подкисления почвы.
Практическое значение имеют также аммиакаты – растворы азотосодержащих солей: аммиачной селитры, мочевины, карбоната аммония в концентрированном водном аммиаке. Обычно это полупродукты химического производства, имеющие достаточно высокую концентрацию азота (28 – 32 %). Указанные удобрения по эффективности не уступают твердым, но для их перевозки необходимы емкости с антикоррозионным покрытием; исключение составляет КАС (карбамид – аммиачная селитра), производство которого осваивается на многих азотных предприятиях. При внесении аммиакатов в почву следует принимать меры, исключающие потери аммиака.
В качестве азотного удобрения применяют также натриевую селитру – NаNO3 (15 % N) и кальциевую селитру – Са(NO3)2 (15 % N). Это в основном побочные продукты других отраслей промышленности. Будучи физиологически щелочными, указанные формы эффективны на кислых почвах.
Нитратные формы азотных удобрений более быстродействующие по сравнению с аммонийными, поэтому они с большим успехом могут использоваться при подкормках.
Для снижения подвижности азота в почве применяют капсулирование гранул удобрений, используют медленно растворимые удобрения, полученные на основе МФУ (мочевиноформальдегидных удобрений), или вносят специальные соединения, подавляющие процесс нитрификации в почве пи сохраняющие азот в малоподвижной аммонийной форме.
О потребности форм в азотных удобрениях наиболее достоверную информацию дают данные местных полевых опытов. Можно использовать и результаты определения содержания в почве легкогидролизуемого азота, а также нитратов и нитрифицирующей способности почвы. При освоении интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, предполагающих проведение подкормок, следует переменять методы почвенной и растительной диагностики азотного питания, которые разрабатываются с учетом зональных особенностей.