31. Содержание питательных веществ и их доступность в разных почвах. Содержание и пути накопления азота в почве.

Какие же формы питательных веществ являются усвояемыми, доступными для растительного организма? Вопрос этот осложняется тем, что в почве непрерывно идут многочисленные химические и микробиологические процессы, быстро меняющие формы всех питательных веществ. Большое значение имеют и особенности растения. Разные растения обладают различной усвояющей способностью. Это связано с их метаболической активностью и, что особенно важно, с характером корневых выделений. Во многих случаях корневые выделения могут переводить одну форму питательных веществ (плохо усвояемую) в другую (хорошо усвояемую). Так, выделяемые корнями органические кислоты: яб­лочная, лимонная, щавелевая, а также угольная — растворяют минеральные соединения. Вместе с тем ряд растений выделяют ферменты, которые разлагают органические вещества. Наиболее доступной формой питательных веществ в почве являются веще­ства, находящиеся в почвенном растворе. Однако их недостаточно для поддер­жания нормального роста растений. При выращивании растения на воде, профильтрованной через почву, рост его будет чрезвычайно ослаблен по сравнению с тем, которое выращивалось прямо на почве. Для питания растений значение имеет физико-химическая, или обменная, поглотительная способность почвы. Это свойство почвы связано с наличием в ней частиц почвенного поглощающего комплекса.Доступность поглощенных катионов зависит от ряда условий: 1. От степени насыщенности почвы данным катионом. Чем больше данного катиона находится в почве по отношению ко всем другим поглощенным катионам, тем с меньшей силой он удерживается и легче поступает в клетки корня.2. От насыщенности данным катионом поверхности клеток корня растения. Чем больше эта насыщенность, тем меньше способность клеток корня к его поглощению. Насыщенность клеток катионами зависит от быстроты их продвижения внутрь растения, а также от скорости их использования. Чем интен­сивнее протекают в растении процессы обмена веществ, чем больше темпы его роста, тем выше способность к поглощению катионов. 3. От содержания воды в почве. Показано, что обмен ионов между коллоидами почвы и клетками корня осуществляется легче в том случае, когда поверх­ность соприкосновения увлажнена. В некоторых случаях растения могут использовать питательные вещества из труднорастворимых соединений. Это относится, прежде всего, к фосфатам. Процесс фиксации азота атмосферы. Микроорганизмы, способные фиксировать молекулярный азот: свободноживущие и образующие симбиотические или ассоциативные системы с растениями. Биохимия процесса азотфиксации. Характеристика нитрогеназы (НГ). Механизм работы НГ, регуляция её активности. Источники восстановителя и энергии у разных азотфиксаторов. Механизмы защиты НГ от действия кислорода. Поглощение растениями связанного минерального азота. Доступность разных форм азота почвы для растений. Удобрения, эффективность их использования в с/х практике. оценивая сравнительное физиологическое значение аммиачных и нитратных форм азотных удобрений, необходимо учитывать следующее: 1. Аммиак как источник азотного питания имеет то преимущество, что он быстрее поступает и быстрее используется растением. Однако во избежание ам¬миачного отравления растения необходимо присутствие в нем достаточного ко¬личества углеводов. В силу этого применение аммиачных удобрений в рядки для культур с мелкими семенами не рекомендуется.2. При внесении различных форм азота важно учитывать реакцию питатель¬ной среды: в слабокислой почве лучше поглощаются нитраты, в нейтральной преимущество имеет аммонийная форма. Поэтому для усвоения аммонийного азота большое значение имеет одновременное достаточное снабжение кальцием. 3. Накопление нитратов для растительного организма не представляет опас¬ности. Однако при высоких дозах и накоплении нитратов в клетках растений они становятся весьма опасными для животных организмов, в том числе и для человека. Попадая в желудок, они могут восстанавливаться до нитритов и далее при взаимодействии с вторичными аминами образовывать нитрозамин — ве¬щество, обладающее сильным мутагенным действием. При этом необходимо учитывать, что повышенной способностью к накоплению нитратов при внесе¬нии удобрений обладают кормовые злаковые травы и некоторые овощные куль¬туры. Считается, что предельно допустимая норма содержания нитратов в овощах не должна превышать 290—300 мг на 1 кг сырой массы. Предельно допустимое количество (ПДК) нитратов для человека составляет 500 мг в день. Это еще раз показывает необходимость строгого нормирования внесения питательных ве¬ществ с удобрениями. 4. Наконец, аммиачные и нитратные удобрения оказывают различное влияние на процессы обмена веществ и, как следствие, на качество урожая. При внесе¬нии аммиачных форм в растении накапливаются восстановленные соединения, тогда как при нитратных — окисленные. Так, было показано, что внесение аммиачных форм удобрений под махорку позволяет усилить накопление в ней никотина, тогда как внесение нитратов вызывает преимущественное образова¬ние органических кислот.