Баланс азота удобрений в системе почва-растение

Проблема оптимизации круговорота азота в земледелии остается актуальной, несмотря на значительные результаты, достигнутые в этой области агрохимии. Интенсивность поглощения и включения азота в продукционный процесс определяется совокупностью процессов трансформации его в почве, биологическими особенностями сельскохозяйственных культур и физиологическими процессами, происходящими в растении.

Доля азота почвы в выносе элемента с урожаем обычно выше, чем из удобрений. Коэффициент использования азота удобрений сельскохозяйственными культурами на разных почвах колеблется от 12 до 70%.

К причинам, ограничивающим размеры потребления и коэффициент использования азота, можно отнести: внесение азотных удобрений в дозах, несоответствующих физиологическим потребностям в азоте; высокая растворимость и быстрое превращение в почве выпускаемых форм азотных удобрений, что приводит к потерям и уменьшению запасов потребляемых растениями соединений азота в почве.

На хорошо окультуренных почвах в растения поступает больше азота удобрений, чем на слабоокультуренных. При дробном внесении азота под зерновые культуры коэффициент его использования увеличивается на 3-21% по сравнению с разовым применением.

Неиспользованный растениями азот удобрений закрепляется в почве, а также теряется из корнеобитаемого слоя.

Потери азота в результате вымывания зависят от гранулометрического состава почвы, дозы удобрений, суммы годовых осадков и характера их распределения по сезонам года. Выщелачивание из корнеобитаемого слоя за вегетационный период составляет 1-4%, в количественном отношении – 0,1 – 2,0 кг/га. Наибольшие потери от вымывания наблюдаются на легких по гранулометрическому составу с низким содержанием органического вещества почвах. Минеральный азот выщелачивается их почвы в основном в виде нитратов (97-98%).

Газообразные потери азота в результате улетучивания в полевых условиях колеблются по литературным данным от 9 до 50% от внесенной дозы удобрений. Эмиссия азота происходит главным образом в форме аммиака, молекулярного азота и его окислов. Значительная часть газообразного азота азота теряется из почвы вследствие денитрификации. Основными факторами, влияющими на интенсивность денитрификации, а, следовательно, и потери молекулярного азота, являются влажность, температура, аэрируемость и кислотность почвы, содержание лабильного органического вещества, структура микробного сообщества, количество и формы минерального азота.

Часть внесенного с удобрениями азота закрепляется в почвенном профиле в труднодоступные растениям формы. Закрепление минеральных соединений азота происходит в результате фиксации катионов NH4+ и NH3 глинистыми минералами, химического связывания почвенным органическим веществом, биологического закрепления аммиачного и нитратного азота – иммобилизации.

Азотофиксирующая способность почв возрастает с увеличением показателя уровня pH и содержания органического вещества. Преобладающее значение в закреплении минерального подвижного азота принадлежит биологической иммобилизации. Это обусловлено потреблением азота почвенными микроорганизмами и использованием для синтеза белковых веществ их тел. После отмирания микроорганизмов в процессе разложения и гумификации микробного белка часть связанного в нем азота включается в состав новообразующих гумусовых веществ.