Минерализация азота
13-10-2015, 20:14
В результате воздействия микроорганизмов происходит постепенная мобилизация органического азота почвы в доступные для растений соединения (аммиак и нитраты). При этом образование аммиака происходит под воздействием различных организмов: бактерий, актиномицетов и плесневых грибов. Образование нитратов обязано нитрифицирующим бактериям, окисляющим аммиак в азотистую, а затем в азотную кислоту и использующим выделяющуюся при окислении аммиака и азотистой кислоты энергию на синтез органического вещества за счет углерода углекислых солей.
Минерализация азота, содержащегося в различных органических удобрениях и пожнивных остатках растений, в значительной мере зависит от общего содержания в них азота или, точнее, от соотношения углерода к азоту. При содержании и органическом материале менее чем 1,5% азота (в пересчете на сухое вещество) основная его масса используется микроорганизмами, разлагающими это органическое вещество. Все же количество азота, содержащееся в органическом веществе сверх указанных 1,5% (в пересчете на сухое вещество), сравнительно быстро превращается в почве в усвояемые для растений формы — аммиак и нитраты.
Содержание неорганического нитратного и аммиачного азота в почвах подвержено значительным колебаниям — от следов до 2%, а иногда и до 5% от валового количества азота в почве.
Нормальная деятельность нитрифицирующих бактерий возможна только при наличии тепла, при хорошем притоке воздуха, достаточной влажности почвы и присутствии в почве основании для нейтрализации образующейся азотной кислоты. Интенсивно нитрификация протекает в парующей почве. В черном пару на черноземных почвах, например, за лето может накопиться до 100 кг и больше нитратного азота на 1 га. На кислых подзолистых почвах нитрификация протекает слабее, вследствие отрицательного влияния кислотности почвы на ход нитрификации. Известкование кислых почв резко повышает нитрификацию.
Резкий недостаток влаги в почве подавляет нитрификацию. Чрезмерный избыток влажности также подавляет нитрификацию, но не препятствует аммонификационному процессу. Поэтому в почве при избыточном увлажнении, при заболачивании накапливается значительное количество аммиачного азота, содержание которого в этих случаях может доходить до 20 мг и больше на 1 кг почвы.
Нитриты, являющиеся первой стадией окисления аммиака, встречаются в почве крайне редко и притом в весьма незначительных количествах, обычно не превышающих десятых долей миллиграмма на 1 кг почвы (в нейтральных или карбонатных почвах).
В кислых почвах нитриты неустойчивы. Они быстро распадаются чисто химическим путем:
H поглощающего комплекса почвы +KNO2→
→К поглощающего комплекса +HNO2.
Эта реакция необратима, так как образовавшаяся азотистая кислота распадается:
При таком течении реакции 1/3 азота нитритов переходит в нитратную форму, значительная часть азота теряется вследствие улетучивания газообразных его окислов. Потери азота при внесении нитритов на кислых почвах составляют от 15 до 50% внесенного нитритного азота. Образовавшиеся при распаде нитритов окислы азота отчасти связываются в почве в азотистые органические соединения (нитропроизводные).
Несмотря на быстрое разложение нитритов в почвах, не насыщенных основаниями, нитрификационный процесс в этих почвах не сопровождается сколько-нибудь заметными потерями азота. Это, по-видимому, обусловлено тесной сопряженностью в работе бактерий, окисляющих аммиак в азотистую кислоту, и бактерий, производящих окисление азотистой кислоты в азотную.
Нитраты не поглощаются почвой, а потому они отличаются большой подвижностью и легко перемещаются с почвенной влагой. В условиях избыточного увлажнения нитраты вымываются из почвы, а при испарении поднимаются с влагой к поверхности почвы. NH4-HOH поглощается почвой, поэтому аммиачный азот в почвенных условиях обладает значительно меньшей подвижностью. Такие почвенные минералы, как биотит, монтморилонит, вермикулит, могут фиксировать аммиак в необменную форму. Количество фиксированного аммиака в поверхностном культурном слое почвы незначительно. Способность почвы к необменной фиксации NH4-иона значительно резче выражена в подпахотных слоях.
Минерализация азота, содержащегося в различных органических удобрениях и пожнивных остатках растений, в значительной мере зависит от общего содержания в них азота или, точнее, от соотношения углерода к азоту. При содержании и органическом материале менее чем 1,5% азота (в пересчете на сухое вещество) основная его масса используется микроорганизмами, разлагающими это органическое вещество. Все же количество азота, содержащееся в органическом веществе сверх указанных 1,5% (в пересчете на сухое вещество), сравнительно быстро превращается в почве в усвояемые для растений формы — аммиак и нитраты.
Содержание неорганического нитратного и аммиачного азота в почвах подвержено значительным колебаниям — от следов до 2%, а иногда и до 5% от валового количества азота в почве.
Нормальная деятельность нитрифицирующих бактерий возможна только при наличии тепла, при хорошем притоке воздуха, достаточной влажности почвы и присутствии в почве основании для нейтрализации образующейся азотной кислоты. Интенсивно нитрификация протекает в парующей почве. В черном пару на черноземных почвах, например, за лето может накопиться до 100 кг и больше нитратного азота на 1 га. На кислых подзолистых почвах нитрификация протекает слабее, вследствие отрицательного влияния кислотности почвы на ход нитрификации. Известкование кислых почв резко повышает нитрификацию.
Резкий недостаток влаги в почве подавляет нитрификацию. Чрезмерный избыток влажности также подавляет нитрификацию, но не препятствует аммонификационному процессу. Поэтому в почве при избыточном увлажнении, при заболачивании накапливается значительное количество аммиачного азота, содержание которого в этих случаях может доходить до 20 мг и больше на 1 кг почвы.
Нитриты, являющиеся первой стадией окисления аммиака, встречаются в почве крайне редко и притом в весьма незначительных количествах, обычно не превышающих десятых долей миллиграмма на 1 кг почвы (в нейтральных или карбонатных почвах).
В кислых почвах нитриты неустойчивы. Они быстро распадаются чисто химическим путем:
H поглощающего комплекса почвы +KNO2→
→К поглощающего комплекса +HNO2.
Эта реакция необратима, так как образовавшаяся азотистая кислота распадается:
3HNO2 → HNO3 + 2NO + H2O,
При таком течении реакции 1/3 азота нитритов переходит в нитратную форму, значительная часть азота теряется вследствие улетучивания газообразных его окислов. Потери азота при внесении нитритов на кислых почвах составляют от 15 до 50% внесенного нитритного азота. Образовавшиеся при распаде нитритов окислы азота отчасти связываются в почве в азотистые органические соединения (нитропроизводные).
Несмотря на быстрое разложение нитритов в почвах, не насыщенных основаниями, нитрификационный процесс в этих почвах не сопровождается сколько-нибудь заметными потерями азота. Это, по-видимому, обусловлено тесной сопряженностью в работе бактерий, окисляющих аммиак в азотистую кислоту, и бактерий, производящих окисление азотистой кислоты в азотную.
Нитраты не поглощаются почвой, а потому они отличаются большой подвижностью и легко перемещаются с почвенной влагой. В условиях избыточного увлажнения нитраты вымываются из почвы, а при испарении поднимаются с влагой к поверхности почвы. NH4-HOH поглощается почвой, поэтому аммиачный азот в почвенных условиях обладает значительно меньшей подвижностью. Такие почвенные минералы, как биотит, монтморилонит, вермикулит, могут фиксировать аммиак в необменную форму. Количество фиксированного аммиака в поверхностном культурном слое почвы незначительно. Способность почвы к необменной фиксации NH4-иона значительно резче выражена в подпахотных слоях.