Сегодня поговорим об основополагающем элементе в системе питания растений — азоте.
Азот входит в состав белков и нуклеиновых кислот — главных веществ живых клеток. Содержится в хлорофилле, фосфатидах, алкалоидах, ферментах и других органических веществах растительных клеток.
Минеральные соединения азота, за счет которых происходит питание растений, составляют небольшую часть общего азота почв (1–7 %). Они в основном представлены нитратами и соединениями аммония. Аммоний присутствует в почвах в форме водорастворимых солей, обменного и необменного (фиксированного) аммония.
Нитраты находятся в почвах в виде водорастворимых солей. Определенную роль в азотном режиме играет и биологический азот, поступающий в почву за счет уникальной способности бобовых растений и микроорганизмов фиксировать молекулярный азот атмосферы.
Содержание аммонийного и нитратного азота в почве очень динамично и во многом зависит от микробиологической деятельности.
Главными источниками и резервами азота почвы служат гумусовые кислоты и «гумин». Однако, роль гуминовых кислот и фульвокислот в различных почвах неодинакова. В дерново-подзолистой почве в составе фульвокислот содержится почти вдвое больше азота, чем в составе гуминовых кислот. В сероземе эти показатели близки, но в черноземе гуминовые кислоты запасают в два раза больше азота, чем фульвокислоты. Общие запасы азота несравненно выше в черноземе, по сравнению с другими почвами, но вследствие специфики распределения азота по группам почвенного гумуса более легко могут быть мобилизованы (при прочих равных условиях) органические соединения азота дерново-подзолистых и сероземных почв. Состав гумусовых кислот доступен к определению в нашей лаборатории почв.
Рассмотрим важнейшие процессы, влияющие на баланс и доступность азота растениям.
Начнем с первой стадии минерализации азотсодержащих органических соединений, где ион аммония попадает в почву с удобрениями или образуется в результате аммонификации. Аммонификация — это процесс разложения содержащих азоторганических веществ, протекающий с участием специфических аммонифицирующихмикроорганизмов и ведущий к образованию аммиака (NH3) или иона аммония (NH4+).
Ион аммония почвенного раствора может быть потерян в результате вымывания, или может закрепиться в почвенно-поглощающим комплексом. Реакция NH4+ с ППКпроисходит по типу либо обменного, либо необменного поглощения. Необменные поглощения называют также фиксацией катионов, что зависит от присутствия в почветрехслойных глинистых минералов. Катионы, компенсирующие избыток отрицательного заряда кристаллической решетки минералов, вступают в обменные реакции. Содержание фиксированного аммония в почвах меняется в широких пределах. Определитьмикроорганизмы-аммонификаторы, а также аммонифицирующую активность бактерийвозможно в нашей микробиологической лаборатории.
Наряду с ионом NH4+ часть азота, как указано выше, может находиться и в форме аммиака NH3. Аммиак образуется при разложении мочевины, некоторых других органических соединений или вносится в почву в виде водного или безводного NH3 в качестве удобрений. Аммиак сорбируется твердыми фазами почв за счет межмолекулярных сил, а также может удерживаться водородными связями на поверхности глинистых минералов.
Дальнейшая судьба азота зависит от целого ряда биотических и абиотических факторов, о которых мы расскажем в новых статьях.
