9. Процессы иммобилизации минерального азота и необменного поглощения (фиксации) аммония.

На ряду с минерализацией азотсодержащих органических соединений, в почвах идет и противоположный процесс потребление N для построения плазмы м.о. – биологическое поглощение (иммобилизация). В значительных размерах иммобилизация протекает при поступлении в почву органического вещества с широким отношением углерода к азоту С:N=,>20:1 т.к. начинается бурное развитие разлагающих их м.о. Среднее отношение углерода к азоту в плазме м.о. 10:1 поэтому для ее формирования нехватает азота имеющегося в составе органических веществ, как следствие поглощают минеральный азот ухудшая условия питания с/х культур. Таким образом при использовании органических удобрений с широким отношением С:N (солома или соломистый навоз) нужно принимать меры для улучшения азотного питания растений и прежде всего вносить азотсодержащие удобрения. В месте с тем иммобилизация это временное явление, после отмирания м.о. их плазма подвергается гумификации и аммонификации. Соответственно поглощенный ими азот закрепляется в виде гумуса или превращается в аммиак и снова становится доступным для растений. Снижение содержания минерального азота может также происходить в результате необменного поглощения (фиксации) катиона NH4 глинистыми минералами с 3х слойной кристаллической решеткой – вермикулит и др. Содержание фиксированного NH4 в пахотном слое колеблется от 130 до 350 кг/га и он практически не участвует в питании растений.

10. Агрохимические показатели, характеризующие обеспеченность почв азотом. Принципы методов определения содержания нитратного, аммонийного, легкогидролизуемого азота в почвах и нитрификационной способности почв.

1. Содержание гумуса позволяет создать представление только об общем содержании азота в почве и потенциальном ее плодородии в отношении данного элемента, тем не менее с повышением содержания гумуса обычно пропорционально улучшается азотный режим почв.

2. Содержание минеральных форм: NH4 и NO3 и их суммы определенное до посева позволяет прогнозировать обеспеченность растений в течении вегетационного периода, причем более достоверный показатель – содержание NO3 (?).

3. Содержание легкогидролизуемых форм азота и их нитрификационная способность также могут характеризовать азотный режим почв.

Ни один из этих показателей не является достаточно надежным, что бы получить широкое распространение в практике земледелия.

11. Баланс азота в почвах.

Приходные статьи:

1. Внесение органических и минеральных удобрений – это основная статья поступления.

2. Биологическая фиксация. Наибольшее значение имеет симбиотическая азотфиксация, которая выполняется клубеньковыми бактериями рода ризобиум в симбиозе с бобовыми. Клевер при хорошей урожайности может накапливать до 150-160 кг/га, люпин 160-170 кг/га, люцерна 250-300 кг/га, зернобобовые (горох, вика) до 70-80 кг/га.

Добиться высокой интенсивности биологической азотфиксации, можно только при создании оптимальных условий. После уборки бобовых 1/3 азота поступает в почву в составе пожнивно-корневых остатков и служит источником азота для последующих культур. Не симбиотическая азотфиксация свободноживущими м.о. например азотобактером (аэроб) и клостридиум пастерианум (анаэроб) обеспечивает 5-15 кг/га. Способностью к азотфиксации обладают и другие микробы, особенно обитающие в ризосфере. Фиксация азота м.о. ризосферы - ???????. Может достигать значительных размеров, так в затопляемых почвах под растениями риса – фиксация 60-80 кг/га.

3. Поступление азота с атмосферными осадками

Содержание азота в воздухе в форме оксидов и NH3 может быть связана с действием промышленных предприятий, процессом денитрификации, улетучивания газообразного азота при нарушении правил транспортировки, хранения и применения удобрений. Образование при грозовых разрядах N2+O22NO. Растворяясь в атмосферных осадках указанные соединения попадают в почву, таким образом поступает лишь 2-10 кг/га.

4. Поступление азота с семенами, в зависимости от культуры 4-15 кг/га.

Расходные статьи:

1. Вынос урожаем с/х культур – основная статья расхода.

2. Газообразные потери азота -15% от внесенной дозы, хотя в ряде случаев 30% и более. Улетучивание азота из почвы прежде всего связано с процессом денитрификации в результате которого теряется 15-30 кг/га азота в год. К значительным потерям может привести не правильное использование удобрений содержащих свободный аммиак.

3. Вымывание нитратного азота с инфильтрационными водами играет существенную роль в условиях промывного водного режима и при орошении, в большей степени выражено на легких почвах, до 20-30 кг/га азота в год. На тяжелых почвах особенно при выращивании культур сплошного сева, вымывание нитратного азота незначительное, не превышает 3-5 кг/га в год.

4. Водная и ветровая эрозия приводит к потерям азота вместе с перемещением почвенных частиц. Водная эрозия может приводить к потерям 15 кг/га в год.

Сопоставление приходных и расходных статей показывает что без применения азотных удобрений обеспечить бездефицитный баланс азота в почвах не возможно. Особое значение имеют минеральные удобрения, позволяющие вводить новое количество азота в круговорот веществ в земледелии.

12. Способы снижения потерь азотных удобрений

1) Приме6нение оптимальных доз азотных удобрений с учетом биологических особенностей растений и свойств удобрений, почвенно-климатических условий, результатов диагностики обеспеченности растений питательными элементами.

2) Приближение сроков внесения удобрений к периоду интенсивного потребления азота растением с учетом их биологических особенностей.

3) Использование ингибиторов нитрификации.

44. Аммонификация и нитрификация соединений азота в почве. Агротехнические приемы повышения процессов нитрификации и ее ограничения (ингибиторы нитрификации)

45. Денитрификация - прямая и косвенная. Биологическое поглощение минеральных соединений азота

44. Аммонификация и нитрификация соединений азота в почве. Агротехнические приемы повышения процессов нитрификации и ее ограничения (ингибиторы нитрификации)

45. Денитрификация - прямая и косвенная. Биологическое поглощение минеральных соединений азота

Смотри вопрос № 43.

46. Аммонийные удобрения - сульфат аммония, хлористый аммоний, их получение, свойства, взаимодействие с почвой, применение.

Аммонийные удобрения

Содержат азот в виде катиона аммония (NH4).

Производство значительно проще. Чем нитратных т.к. не требуется окислять NH3 в азотную кислоту, соответственно аммонийные удобрения по сравнению с нитратными более распространены и составляют 5% общего производства азотных удобрений в России. В мире на долю (NH4)2SO4 приходится около 25%.

Сульфат аммония ((NH4)2SO4) (сернокислый аммоний)

Содержание азота 20-21%. Получение основано на взаимодействие синтетического аммиака или отходящих газов коксовых печей с серной кислотой.

Получение сульфата аммония

2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4

Как следствие 2 вида синтетический и коксохимический. Синтетический – кристаллическая соль белого цвета или желтоватого цвета. Коксохимический - окрашен органическими примесями в серый , зеленоватый, или красноватый цвета. Оба вида хорошо растворяются в воде – слабо гигроскопичны, практически не слеживаются.

Сульфат аммония-натрия ((NH4)2SO4∙Na2SO4)

Содержит 16-17% азота. Это отход производства ?????. Кристаллическая соль белого или желтоватого цвета.

После растворения удобрения в почве NH4 поглощается ППК, тем самым азот предохраняется от вымывания.

Взаимодействие аммонийных удобрений с почвой

Са 2NH4

ППК)Н + (NH4)2SO4 → ППК)Н + CaSO4

Mg Mg

Сульфат и хлорид аммония – физически кислые удобрения т.к. растения в большей степени поглощают NH4. Таким образом систематическое применение этих удобрений вызывает подкисление. Далее NН4 нитрифицируется до азотной кислоты, также подкисляющей почву. На много быстрее этот процесс протекает на слабо буферных легких почвах, поэтому аммонийные удобрения не рекомендуется использовать на кислых почвах, особенно легкого ГС. В первую очередь следует применять на известкованных почвах. Аммонийные удобрения, кроме хлорида аммония, можно вносить под все культуры. Сульфат аммония – натрия целесообразно применять под сахарную свеклу и кормовые корнеплоды. . Аммонийные удобрения чаще используют для основного внесения, как осенью под зяблевую вспашку так и весной под культивацию. Аммонийные удобрения не вносят при посеве. Сульфат аммония можно использовать для подкормки.

Хлорид аммония (NH4Cl) (хлористый аммоний)

Содержит 24-25% азота. Является побочным продуктом при производстве соды.

NH3 + CO2 + H2O + NaCl → NaHCO3 + NH4Cl

Мелко-кристаллическая белая соль, хорошо растворимая, мало гигроскопична, не слеживается. Недостаток – большое содержание Cl-67%.

Карбонат аммония (NH4)2CO3 и бикарбонат аммония NH4HCO3

Содержат 21-24% азота и 17% соответственно. При хранении на открытом воздухе разлагается с выделением аммиака, поэтому в случае поверхностного внесения необходимо немедленное заделывание.

После растворения удобрения в почве NH4 поглощается ППК, тем самым азот предохраняется от вымывания.

Взаимодействие аммонийных удобрений с почвой

Са Са

ППК)Н + NH4Cl → ППК)NH4 + HCl

Mg Mg

Сульфат и хлорид аммония – физически кислые удобрения т.к. растения в большей степени поглощают NH4. Следует отметить что в кислых почвах такие реакции могут приводить к существенному подкислению почвенного раствора. Далее NН4 нитрифицируется до азотной кислоты, также подкисляющей почву. Аммонийные удобрения, кроме хлорида аммония, можно вносить под все культуры. Хлорид аммония не рекомендуется вносить на культурах чувствительных к хлору – картофель, лен, гречиха. Аммонийные удобрения чаще используют для основного внесения, как осенью под зяблевую вспашку так и весной под культивацию. Хлорид аммония вносят осенью чтобы хлор вымылся талыми водами, но необходимо помнить что осеннее внесение может привести к вымыванию азота перешедшего в нитратную форму в результате нитрификации. Аммонийные удобрения не вносят при посеве.