Факультет

Студентам

Посетителям

Биологическая иммобилизация азота при внесении удобрений

Как было сказано ранее, удобрения влияют на численность и биомассу микрофлоры, на биологические и ферментативные процессы в почве и т. д.

Очень важно знать, каким образом эти изменения биологических свойств почвы сказываются на ее плодородии. Известно, что интенсивное прохождение азотфиксации, минерализации биомассы и других процессов способствует накоплению питательных веществ в почве. Денитрификация и биологическая иммобилизация усвояемого азота обедняют почвы. От высокой иммобилизации азота зависит содержание усвояемого азота в почве.

Часть внесенного с удобрениями усвояемого азота иммобилизуется микроорганизмами и, включаясь в биомассу, составляет резерв почвы. При минерализации биомассы микроорганизмов почва обогащается усвояемым азотом. Время протекания процесса биологической иммобилизации имеет большое значение для создания почвенного плодородия. Если внесение азотных удобрений и последующая иммобилизация осуществляются в период, когда растения не поглощают азот почвы (в начале или конце вегетации) или проведено предпосевное удобрение, тогда биологическая иммобилизация — это полезный процесс, поскольку она предохраняет усвояемый азот от вымывания, и который далее превращается в органический. Обычно это наблюдается при внесении удобрений зимой, осенью или ранней весной. В случае, если иммобилизация протекает в вегетационный период (подкормка), ухудшается азотное питание растений и снижается эффективность азотных удобрений.

Однако не только срок иммобилизации, но и формы, в которые связывается азот микроорганизмами, определяют продолжительность биологической иммобилизации.

Иммобилизованный азот — азот органический, использующийся медленно и в меньшей степени, чем внесенный с минеральными удобрениями, однако он усваивается более полно и быстрее, чем азот растительных и животных остатков. В опытах со стерильными культурами установлено, что иммобилизованный азот клеток Asp. niger используется на 30%, микобактерий — на 29%, спорогенных форм — на 11% и т. д. Интенсивность минерализации биомассы зависит не только от численности, но и от активности почвенной микрофлоры. Живые клетки, например дрожжей, используют меньше иммобилизованного азота (29,6%), чем мертвые клетки (33,8%).

Установлено, что азот, иммобилизованный аспорогенными бактериями, используется быстрее и в больших количествах, чем азот спорообразующих видов. Трудно усвояем азот, иммобилизованный актиномицетами и грибами. Процессы иммобилизации и реминерализации азота протекают довольно активно в ризосфере растений, поскольку там сосредоточено большое число микроорганизмов.

Иммобилизованный азот используется в 5—6 раз активнее, чем азот гумуса, так как микробная масса минерализуется легче. Часть азота, иммобилизованного в микробной клетке, входит в состав образующегося гумуса и затем легко минерализуется.

Биологическая иммобилизация азота протекает наиболее активно при отношении C:N больше 30, при C:N, равном 10; она ослабевает или вообще отсутствует, т. е. иммобилизация протекает, если почва при внесении азотных минеральных удобрений содержит растительные остатки, бедные азотом. При наличии источника углерода активизируется микрофлора, однако для ее развития необходим азот, который она потребляет из почвенных запасов или из удобрений.

Результаты исследований, проведенных на различных почвах Болгарии, выявили низкую эффективность минеральных азотных удобрений (Динчев, 1974). Суммарный азот почвы, используемый растениями, кроме усвояемого азота удобрений, содержит 3—15% иммобилизованного азота. Это свидетельствует о повышенной способности к иммобилизации азота удобрений и о низкой способности минерализации усвояемого азота.

В карбонатных черноземах, содержащих легкоусвояемые безазотистые органические вещества, иммобилизация азота происходит довольно активно, особенно при удобрении почв карбамидом (Войнова, 1977), в основном в течение 2—3 недель после внесения удобрений. Однако иммобилизованный азот не минерализуется раньше, чем в течение 3-х месяцев. При одновременном внесении с удобрениями небольшого количества пожнивных остатков бобовых культур наблюдается слабая иммобилизация усвояемого азота удобрений в период с первой по третью неделю после внесения удобрений. Иммобилизация азота в карбонатном черноземе при наличии богатого азотом органического вещества является быстротечным процессом. Иммобилизованный азот довольно быстро переходит в усвояемую форму и в почве накапливается аммиачный азот — продукт минерализации микробной массы. Высокая скорость течения этих процессов при наличии органических остатков, богатых азотом, содействует поступлению больших количеств усвояемого азота в течение вегетационного периода растений. Пожнивные остатки люцерны увеличивают количество азота, поступающего в эти почвы в результате процессов минерализации, особенно при внесении карбамида на фоне фосфорных удобрений. Следовательно, в карбонатных черноземах при внесении удобрений и пожнивных остатков злаковых культур происходит интенсивная иммобилизация азота. При наличии органического вещества, богатого азотом (навоз, бобовые культуры или бобовый предшественник), и применении удобрений в карбонатный чернозем поступает усвояемый азот не только после минерализации корневых и пожнивных остатков или органического материала вообще, но и за счет сильного временного снижения биологической иммобилизации усвояемого азота. Это объясняется тем, что богатое азотом органическое вещество активизирует в основном микрофлору, связанную с процессами минерализации. Следовательно, для преодоления вредного последствия биологической иммобилизации, связанного со снижением эффективности азотных минеральных удобрений, необходимо в севообороты чаще включать бобовые культуры.

В типичных черноземах при внесении удобрений и наличии в почве органических остатков с низким содержанием азота иммобилизация азота высока. Однако она протекает в более короткий период, чем в карбонатных черноземах. При наличии в почве остатков злаковых и других культур и внесении аммиачной селитры или карбамида иммобилизация усвояемого азота резко возрастает. В среднем за 3 месяца после внесения удобрений иммобилизовалось 22-26% азота, внесенного с селитрой, и 28-35% азота, внесенного с карбамидом, т. е. в течение 3 месяцев после внесения удобрений не отмечается существенного снижения иммобилизации азота, что свидетельствует об интенсивности и продолжительности этого процесса. Следовательно, в карбонатных и типичных черноземах в период вегетации растений нельзя ожидать значительного поступления иммобилизованного от реминерализации азота. Это необходимо учитывать при определении норм вносимых удобрений в почвы после злаковых культур и других предшественников, оставляющих бедные азотом пожнивные и корневые остатки. Кроме того, для восполнения количества иммобилизованного азота необходимо повысить нормы удобрений. После бобовых предшественников на карбонатных и типичных черноземах следует снизить количество вносимых удобрений, поскольку в этом случае поступление усвояемого азота происходит не только за счет минерализации пожнивных остатков, но также и микробной массы.

Иммобилизация азота в выщелоченных черноземах бывает относительно низкой. Интенсивность процесса значительно возрастает после внесения карбамида и становится максимальной между второй и третьей неделей после применения удобрений и затем постепенно снижается. Следовательно, в выщелоченных черноземах иммобилизация усвояемого азота менее интенсивна и продолжительна, чем в карбонатных и типичных черноземах, что приводит, по-видимому, к высокой эффективности вносимых азотных минеральных удобрений, отмеченной в полевых опытах (Динчев, 1974).

В смолницах иммобилизация азота бывает высокой при внесении удобрений и наличии в почве органических веществ с низким содержанием азота. Процесс наиболее интенсивен с третьего по седьмой день после внесения удобрений. Возникает предположение, что иммобилизованный азот в смолницах находится в лабильной форме и способен к быстрой реминерализации, в силу чего создается возможность использования азота микробной биомассой. Количество иммобилизованного азота в смолницах и карбонатных и типичных черноземах примерно одинаковое, однако в смолницах созданы благоприятные условия для минерализации иммобилизованного азота, поскольку в этом процессе в основном участвуют бактерии, при этом происходит интенсивная минерализация микробной биомассы.

В сравнении с рассмотренными ранее почвами оподзоленные коричневые лесные почвы характеризуются низким уровнем иммобилизации азота. Процесс происходит активно лишь после злаковых предшественников, и в короткий промежуток времени до 3-х недель после внесения удобрений. По-видимому, в этом случае происходит реминерализация и в почвенный раствор поступает усвояемый азот, повторно используемый растениями в тот же вегетационный период. В этих почвах при внесении удобрений после бобовых предшественников не происходит иммобилизация азота. На основании результатов микробиологических исследований создается возможность прогнозировать высокую эффективность азотных минеральных удобрений на этих слабоплодородных почвах.

Интенсивная и продолжительная иммобилизация усвояемого азота происходит в нейтральных почвах, богатых органическим веществом, и при внесении удобрений после зерновых и других небобовых культур, оставляющих в почве высокие количества корневых it пожнивных остатков с низким содержанием азота.

В этих случаях после таких предшественников требуется повысить норму азотных удобрений. Очень часто лишь небольшая часть азота, входящая в состав микробной клетки, в течение вегетационного периода становится вновь доступной для растений — это негативное проявление иммобилизации. В почвах Болгарии минерализация микробной массы и интенсивное накопление усвояемого азота происходит осенью и весной, т. е. при наличии высокой влажности в почве. Однако в это время растения совсем не используют или слабо используют азот, в связи с чем в почве накапливаются нитраты или аммиачный азот. При интенсивной иммобилизации (запашка пожнивных остатков) усвояемый азот превращается в органический и таким образом предохраняется от вымывания. В этих случаях иммобилизация — позитивный процесс, способствующий повышению почвенного плодородия.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: