37. Процессы денитрификации в почве. Факторы, способствующие газообразным потерям азота почвы и удобрений.

Денитрификация — широко распространенный процесс, в результате которого в атмосферу ежегодно поступает 270-330 млн. т N2. Этот процесс по масштабам сравним с азотфиксацией. Особенно активно он протекает в ризосфере растений, где имеется постоянно поступающее с корневыми выделениями органическое вещество. На активность процесса сильно влияет аэрация почвы, что, в свою очередь, связано с водным режимом. В почвах с рН 7 в процессе денитрификации образуется закись азота N2O, в щелочных условиях выделяется молекулярный азот.

Денитрификация — одна из причин неполного использования растениями вносимых в почву азотных удобрений (рис. 60). Уменьшения потерь азота можно добиться путем применения гранулированных удобрений, слаборастворимых азотных туков и дробным внесением удобрений. Регулировать этот процесс можно также путем влияния на водный режим почв. Предложены и химические ингибиторы денитрификации.

Денитрификацию не следует рассматривать как процесс, всегда приводящий к отрицательным последствиям. Это один из природных процессов, который имеет большое экологическое значение в связи с тем, что он восстанавливает баланс азота в атмосфере и предохраняет водоемы от чрезмерного накопления в них нитратов, вымываемых из почв.

Потери азота при денитрификации нитратов, образующихся при нитрификации аммонийного азота почвы и аммонийных азотных удобрений и мочевины, а также из нитратных азотных удобрений, весьма существенны. Потери азота удобрений резко возрастают в парующей почве и достигают 50%. Наиболее интенсивно газообразные потери азота в ходе биологической и косвенной денитрификации происходят в первые 20 дней после внесения азотных удобрений и в условиях ограниченного биологического поглощения в почве. С увеличением доз азотных удобрений потери возрастают. Потери азота удобрений за счет вымывания нитратов на связных почвах незначительны, а на легких дренированных почвах с промывным режимом увлажнения могут составлять значительные величины. Большие потери за счет улетучивания аммиака наблюдаются при нарушении технологии внесения аммиачных форм жидких азотных удобрений, а также при поверхностном внесении и несвоевременной заделке мочевины на карбонатных и щелочных почвах.

Повышение эффективности азота удобрений и снижение потерь обеспечиваются при увеличении размеров усвоения азота сельскохозяйственными культурами за счет оптимизации режима и условий питания растений, а также агротехнических мероприятий и создания благоприятного водного режима и реакции почвы.

Под влиянием азотных удобрений усиливается минерализация органического вещества и возрастают не только усвоение растениями почвенного азота, но и его потери. Потери азота удобрений могут быть снижены за счет усиления иммобилизации или торможения минерализации органического вещества почв путем внесения органических удобрений, в том числе соломы, проведения агротехнических почвозащитных и природоохранных мероприятий, выращивания пожнивных и промежуточных культур, возделывания трав, использования зеленого удобрения.

Чтобы избежать потерь азота и устранения опасности загрязнения нитратами растений и окружающей среды разрабатываются новые формы азотных удобрений - медленнорастворимые, капсулированные с контролируемой скоростью высвобождения азота, модифицированные ингибиторами нитрификации. Последние препараты при внесении в почву в небольших дозах тормозят нитрификацию в течение двух месяцев и сохраняют минеральный азот почвы и удобрений в аммонийной форме. Подавляя нитрификацию азота удобрений, ингибиторы снижают в 2 раза его потери в газообразной форме вследствие вымывания нитратов. В результате повышаются урожаи различных культур и эффективность азотных удобрений.