Трансформація азоту в ґрунті і методи його регулювання

У господарствах, які, крім рослинництва, мають іще й розвинене  тваринництво, безперечно, важливим джерелом поліпшення азотного режиму грунтів є використання різних видів органічних добрив. В умовах нестачі останніх із агрономічного, екологічного й економічного поглядів ефективним є висівання швидкорослих бобово-злакових та хрестоцвітих культур на зелене добриво. Це один із способів поповнення елементів живлення в грунтах і поліпшешення їхніх фізико-хімічних, агрохімічних, біологічних та екологічних властивостей.

Безумовно, найвагомішим джерелом поповнення вмісту й запасів  азоту в грунті є використання мінеральних добрив. Їхній асортимент досить широкий, але, вносячи їх, слід враховувати їхні властивості, дію в грунті й використовувати раціональні норми, строки та способи внесення.

В основу класифікації азотних  добрив покладено фізичні властивості (тверді, рідкі, порошкоподібні, гранульовані) та форму наявного в них азоту.

 За останньою ознакою  азотні добрива поділяють на  амонійні, аміачні, нітратні, амонійно-нітратні та амідні.

Сульфат амонію містить 20,5-21,0% азоту і 24% сірки. Це кристалічна сіль білого або сірого кольору, добре розчинна у воді, має незначну гігроскопічність, майже не злежується, добре розсівається. Добриво фізіологічно кисле. Після внесення в грунт амоній поглинається грунтом, що обмежує його втрати:

Сульфат амонію найкраще застосовувати для основного  удобрення й загортати на глибину розміщення коренів на нейтральних і лужних грунтах. Вносять його під усі культури, особливо з родини хрестоцвітих бобових та під рис, які добре реагують на сірку.

Хлористий амоній - побічний продукт під час виробництва соди. Це добриво містить 24-25% азоту й близько 67% хлору. Дрібнокристалічна, малогігроскопічна, розчинна у воді сіль білого або жовтуватого кольору. Добриво фізіологічно кисле, взаємодіє з грунтом аналогічно сульфату амонію. Враховуючи високий вміст хлору, це добриво краще вносити восени, щоб хлор за осінньо-зимовий період вимився у глибші шари грунту. Хлористий амоній не рекомендується застосовувати під картоплю, льон, тютюн, виноград, овочеві та плодові культури, чутливі до хлору.

До нітратних добрив належать натрієва й кальцієва селітри, які містять азот у формі , однак їх випускають у незначних кількостях.

Натрієва селітра містить 15-16% азоту. Це біла чи бурувато-жовта дрібнокристалічна сіль, добре розчинна у воді. Має високу гігроскопічність, тому може злежуватися. Добриво фізіологічно лужне. Після внесення в грунт нітратний азот залишається в грунтовому розчині, а натрій поглинається грунтовим вбирним комплексом.

         Ця форма азоту легко засвоюється рослинами, однак може вимиватись і втрачатись. Натрієву селітру краще вносити під час сівби та для підживлення на кислих грунтах під культури, чутливі до натрію (цукрові буряки, коренеплоди).

Кальцієва селітра містить не менше 17% азоту. Отримують її під час нейтралізації азотної кислоти вапном. У звичайному стані кристалічна сіль білого кольору, добре розчинна у воді. Дуже гігроскопічна й навіть за правильних умов зберігання швидко втрачає свої властивості (пливе). Для усунення цього недоліку її гранулюють, хоча це мало поліпшує ситуацію. Добриво фізіологічно лужне. Особливості застосування такі самі, як і натрієвої селітри.

  Амонійно-нітратні добрива містять як амонійну, так і нітратну форми азоту.

Аміачна селітра - одне з найпоширеніших азотних добрив. Містить 34% азоту (50% у формі NH4 і 50% у формі NО3). Одержують способом нейтралізації аміачної кислоти аміаком. Це фізіологічно слабокисла сіль білого або червонуватого кольору, що легко розчиняється у воді. Випускають переважно в гранульованому вигляді. Після внесення в грунт амоній поглинається грунтовим вбирним комплексом, що знижує його рухомість, певна частина зазнає нітрифікації.

Нітратна форма азоту  утворює легкорозчинні солі, які  можуть вимиватися в глибші шари грунту, тобто втрачатися. Встановлено, що за осінньо-зимовий період ці втрати можуть становити 25-30%. Ця властивість аміачної селітри обмежує її використання для основного удобрення, на легких грунтах вносити взагалі недопустимо.

Аміачну селітру вважають універсальним добривом. Її застосовують різними способами під усі  культури, вона є незамінним добривом для підживлення озимих і коренево-просапних культур та для внесення в рядки під час ранньовесняного висіву. Аміачну селітру доцільно вносити для посилення мінералізації післяжнивних решток, з розрахунку 10-15 кг азоту на 1 т. Працюючи з аміачною селітрою, слід пам'ятати, що це добриво - вогне- і вибухонебезпечне.

Вапняно-аміачна селітра (NH4NО3 + CаCО3 + MgCО3) - аміачна селітра, нейтралізована вапняком. Містить 20-28% азоту, 4-6 - оксиду кальцію (в перерахунку на CаCО3 - 28-32%) і 2-6% оксиду магнію. Порівняно з аміачною та іншими селітрами, у неї значно кращі фізико-хімічні властивості: негігроскопічна, не злежується, має високу сипкість і аеродинаміку. Це добриво фізіологічно нейтральне, завдяки вмісту Са і Mg може зберігатися в мішках штабелями на відкритому повітрі. Ефективне на кислих грунтах із легким гранулометричним складом. Добре реагують на підживлення цим добривом такі культури, як буряки цукрові й кормові, озима пшениця, ріпак, соняшник, соя, овочеві культури та інші рослини, які виносять високий вміст кальцію і магнію та є чутливими до фізіологічно кислих добрив. Вапняково-аміачну селітру додають під усі сільськогосподарські культури поверхнево або локально в основне внесення, припосівне та в рядки із загортанням у грунт. Можна використовувати для виготовлення тукосумішей. Добриво в значних обсягах виробляє МХК "Єврохім" у Росії та широко постачає його на ринок України.

Амідні азотні добрива  містять азот в амідній органічній формі (NH2).

Сечовина (карбамід) (СО(NH2)2) - найбільш концентроване тверде азотне добриво із вмістом азоту 46%. Це кристалічна або гранульована речовина білого кольору, малогігроскопічна, майже не злежується під час зберігання, має високу сипкість, добре розсівається. Добувають добриво взаємодією аміаку з вуглекислим газом за температури 185...200°С і тиску 180-200 кПа:

У грунті, під дією уробактерій, які виділяють фермент уреазу, сечовина швидко амоніфікується й перетворюється на карбонат амонію. Амонійна група  азоту вбирається грунтовим вбирним  комплексом, що унеможливлює втрати азоту та сприяє раціональному його використанню рослиною.

Спочатку сечовина діє  як слаболужне добриво, тож вона ефективна  й на кислих та слабокислих грунтах. Частина амонію під час вегетації  може зазнавати нітрифікації, внаслідок  чого утворюється незначна кількість нітратного азоту, який легко поглинається рослинами. За таких умов реакція змінюється і відбувається незначне біологічне підкислення. Після засвоєння рослинами всього азоту від сечовини в грунті немає ні кислих, ані лужних залишків, і реакція грунтового розчину не змінюється.

Останнім часом доведено, що органічна форма азоту сечовини може частково засвоюватися рослинами  без попереднього перетворення на інші форми.

Сечовину можна застосовувати  на всіх типах грунтів під усі  культури. Крім того, це найкраще добриво для позакореневого підживлення озимих і ярих зернових культур. Внесення розчину сечовини навіть у підвищених концентраціях (1-5%), на відміну від інших азотних добрив, не спричиняє опіків у рослин і сприяє підвищенню вмісту білка та клейковини в зерні.

У тваринництві сечовину використовують як кормову добавку. Сечовина є незамінним компонентом  тукосумішей.

Аміачні рідкі азотні добрива містять азот у формі NH3. До цієї групи належить безводний аміак, який містить 82% азоту. Отримують його зрідженням газоподібного аміаку під тиском. Це безбарвна рідина, яка на повітрі бурхливо кипить і швидко випаровується. Безводний аміак має високу пружність парів, тому його слід зберігати в спеціальній тарі, що витримує високий тиск. Має ряд переваг перед твердими азотними добривами: висока технологічність внесення, нерухомість у грунті та стійкість проти вимивання, рівномірний розподіл у грунті та висока доступність азоту рослинам, вартість одиниці діючої речовини азоту нижча на 40%, менші витрати на транспортування та внесення. У разі внесення на грунтах із середнім та важким гранулометричним станом глибина загортання має бути 12-15, а на легких - 16-18 см. Під час внесення слід чітко дотримуватися правил техніки безпеки. Останніми роками добриво широко застосовують передові агрофірми України одночасно з основним унесенням під цукрові буряки, кукурудзу, соняшник з використанням сучасних машин.

Аміачна вода (водний аміак) - водні 25- і 20%-й розчини аміаку; випускають двох сортів - із вмістом 20 і 16% азоту. Це жовтувата рідина із запахом нашатирного спирту. Тиск парів над аміачною водою незначний, тому її можна зберігати у звичайних цистернах, але герметичних та стійких проти корозії. Добриво фізіологічно лужне, може піддаватися процесам нітрифікації. Вносять аміачну воду як основне удобрення та для підживлення просапних культур з обов'язковим загортанням у грунт.

Водний розчин аміачної селітри і сечовини (КАС) містить 28-32% азоту, 40-42% NH4NО3 і 30-32% Co(NH2)2. Собівартість одиниці азоту в КАС нижча, ніж у твердих азотних добривах. Це добриво, на відміну від рідких аміачних добрив, не містить вільного аміаку, тому його можна вносити поверхнево без загортання в грунт. У процесі його внесення досягаються висока точність дозування й рівномірність розміщення на поверхні грунту. Низька температура кристалізації і замерзання дає змогу транспортувати та зберігати це добриво цілий рік у звичайних простих сховищах.

В умовах запровадження  інтенсивних і ресурсоощадних технологій вирощування культур велике значення має можливість уведення до складу КАС мікроелементів і пестицидів. У передових господарствах їх широко використовують для позакореневого підживлення озимої пшениці в період відновлення весняної вегетації, у фазі виходу в трубку та на початку колосіння.

У країнах СНД одноосібним  лідером з виробництва КАС (1,1 млн т за рік) є МХК "Єврохім".

Таким чином, можна зробити  висновок, що азот - один із головних макроелементів, який забезпечує ростові процеси  й синтез білків.

Незважаючи на відносно високі запаси азоту в грунтах, останніми роками помітно погіршилися як баланс цього елемента в землеробстві України, так і рівень забезпеченості його рослинами. Тож до поліпшення азотного режиму грунтів потрібно підходити комплексно: висівати бобові й сидеральні культури, ефективно використовувати органічні добрива й нетоварні рештки врожаю, вдосконалювати і впроваджувати нові технології внесення мінеральних добрив.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      РОЗДІЛ 2

                                Вміст, запаси і форми азоту в ґрунті

Азот – інертний газ, який не підтримує горіння і дихання. За висловлюванням Лавуазье, азот –  елемент “нежиттєвий”( в перекладі  з грецької: “а” – заперечення, “зое” – життя). Незважаючи на це, за словами    Д.М. Прянишникова, “вся історія землеробства в Західниій Європі свідчить про те, що головною умовою високих урожаїв є забезпечення рослин азотом”. Атмосфера на 4/5 складається з азоту. Над площею в 1 га в атмосфері міститься 70 тис. т азоту, однак безпосередньо для рослин він недоступний.

Азот – один з основних елементів, необхідних для життєдіяльності  рослин. Він входить до складу білків, ферментів, нуклеїнових кислот, хлорофілу, вітамінів, алкалоїдів та інших сполук Рівень азотного живлення визначає розміри та інтенсивність синтезу білків та інших азотистих органічних сполук у рослині, які істотно впливають на процеси росту. У складі сухої речовини рослини азоту міститься 1-3%, у білках – 16-18%.

Основне джерело азоту  для рослин – солі азотної кислоти та амонію. Поглинання його з грунту відбувається у вигляді аніонів NO₃^- та катіонів     NH₄⁺ та деяких найпростіших органічних сполук (простих амінокислот, легкорозчинних амідів).

Рослини здатні засвоювати і амідний азот сечовини, який надходить через коріння і листки після ферментативного гідролізу його до аміаку чи безпосереднім включенням до складу білкової молекули.

Характерними ознаками азотного голодування є повільний  ріст вегетативних органів рослин і  поява блідо-зеленого, навіть жовто-зеленого забарвлення листків унаслідок порушення процесів утворення хлорофілу.

Оскільки сполуки азоту  мають властивість повторно використовуватися  рослиною (процес реутилізації), ознаки його нестачі спочатку виявляються  на нижніх листках. Пожовтіння починається із жилок листка і поширюється до країв листкової пластинки. У разі значного і тривалого азотного голодування блідо-зелене забарвлення поступово переходить у жовтий, помаранчовий і червоний кольори, після чого листки всихають і відмирають.

У злакових культур за нестачі азоту послаблюється формування колосків, вони формуються коротшими та з меншою кількістю зерен.

 

Вміст азоту  в грунті

Вміст загального азоту  в різних грунтах коливається  від 0,05 до 0,5% і залежить від типу грунту, його гранулометричного складу та вмісту гумусу. Враховуючи те, що в гумусі міститься близько 5 % азоту, за вмістом загального азоту можна завжди визначити вміст гумусу у грунті. Запаси загального азоту в орному шарі грунту містяться в межах 1,5-15 т/га.

Середній вміст гумусу і загального азоту в орному шарі грунтів України

Грунти	Вміст, %
	гумусу	загального  азоту
		вгрунті	в гумусі
Дерново-підзолисті, глинисто-піщані	1,3	0,06	4,7
Темно-сірі і  сірі лісові	2,7	0,14	5,9
Чорноземи глибокі  суглинкові і глинисті	5,3	0,26	4,8
Чорноземи звичайні середньогумусні	6,1	0,28	4,6
Чорноземи звичайні малогумусні	3,6	0,25	6,8
Чорноземи південні	2,7	0,19	5,3
Темно-каштанові	2,4	0,14	6,8