ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Потребность в удобрениях из "Умирающие озера Причины и контроль антропогенного эвтрофирования" Азот в почвы поступает из атмосферы при участии нитрифицирующих бактерий и за счет деятельности гетеротрофных бактерий, разлагающих отмершее органическое вещество. Присутствует азот в почвах в четырех формах. [c.164] Органический азот. Эта форма является главным резервом азота в почве и включает как вновь образованное вещество, так и органические остатки различной стадии разложения. Фактически органический азот будет полностью трансформирован гетеротрофными бактериями в неорганический аммонийный азот, который может затем усваиваться растениями. Он выделяется в небольшом количестве (только 1 % общего содержания органического вещества в почве), и поэтому его содержание является недостаточным для интенсивно культивируемых систем. [c.164] Аммонийный азот (NH+ — N). Он образуется при разложении органического азота и обычно быстро превращается в нитраты нитрифицирующими бактериями, особенно при температуре выше 283 К (10°С), хотя этот процесс тормозится в подкисленных или. заболоченных почвах. Аммонийный азот адсорбируется в глинистых частицах и органическом материале почвы и поэтому не вымывается, хотя его природная летуЧесть может привести к потерям при диффузии в атмосферу. Аммонийный азот может непосредственно усваиваться растениями, хотя большинство из них потребляет более окисленную нитратную форму. [c.164] Нитратный азот (N0 —N). Это переходная форма азота, образующаяся при окислении аммонийного азота до нитратов. [c.164] Нитратный азот (NOi —N). Это наиболее окисленная форма азота в почве, которая легко ассимилируется растениями из-за ее высокой реакционной способности, которая Делает эту форму азота легко растворимой в воде. Однако этим свойством также объясняется ее высокая способность к вымыванию из почвы. [c.164] Большинство сельскохозяйственных почв содержит от 0,075 до 0,3 % общего азота, что составляет 0,15—0,60 кг/м (по азоту) в верхнем 150-миллиметровом слое почвы. Так как средняя потребность растений в азоте равна 0,015—0,030 кг/м , то для удовлетворения этих потребностей необходимо внесение соответствующих удобрений. [c.164] В процессах разложения биогенные вещества выделяются очень медленно, поэтому потенциальный рост растений ограничен и для увеличения доступности биогенных веществ используются удобрения. Обычно органические отходы, такие, как навоз и ком-посты, добавляются в качестве удобрений в поверхностный слой почв. Это увеличивает содержание органических веществ, выше становится скорость выделения биогенных элементов, что увеличивает продуктивность полей. Удобрения также позволили проводить продолжительную культивацию, в то время как раньше поля периодически оставляли под паром из-за необходимости возобновления в почвах запаса доступных биогенных веществ. [c.165] С интенсификацией сельского хозяйства недостаток запасов м. проблемы, связанные с такими органическими отходами, привели к развитию производства неорганических удобрений. Так как биогенные вещества в таких удобрениях содержатся в минеральной форме, они доступны для немедленного синтеза растениями и поэтому могли бы поддерживать очень высокую урожайность культур. Однако сейчас используют главным образом неорганические удобрения органические удобрения, производимые в основном из отходов животноводства и из сточных вод, также еще применяются в больших количествах. [c.165] Главная проблема, связанная с применением неорганических удобрений, состоит в том, что при добавлении их в почву биогенные компоненты могут вымываться из почвы дождевыми и паво-дочными водами. В попытке снизить эти потери недавно были разработаны удобрения с медленным выделением биогенных веществ, что сводит к минимуму их количество, растворенное в единицу времени. Это достигается заключением частиц удобрения в медленно растворяющуюся оболочку или пересмотром компонентов удобрений для изменения присущих ему химических свойств. В этот последний класс медленно растворяемых удобрений входят многие из тех, которые основаны на конденсатах мочевины с альдегидами. [c.165] Конечной целью использования удобрений является создание такой среды в почве, в которой нет дефицита биогенных веществ и достигаются оптимальные скорости роста культур. Так как некоторые биогенные вещества обычно содержатся в почве в больших количествах, чем другие, используют удобрения для внесения таких компонентов, которые в условиях интенсификации становятся р9стлимитирующими. Из биогенных веществ почти всегда необходимы, по-видимому, азот, фосфор и калий, поэтому эти три элемента составляют основу всех удобрений другие вещества добавляются при необходимости. Эти элементы могут быть использованы индивидуально как прямые удобрения или комбинированно в форме комплексных удобрений. Выбор удобрения обычно определяется требованиями к почве и культурам. [c.167] Избыточное внесение удобрений. Фермеры обычно стараются вносить удобрения по пр1 нципу лучще больше, чем меньше по ряду причин. Механический способ внесения удобрений является наиболее дешевым и применяется довольно часто. Большие количества удобрений и как результат избыток биогенных веществ в почве позволяет поддерживать ее высокую продуктивность независимо от метеорологических условий. Количество удобрений, которое необходимо внести, обычно рассчитывается на основе средних годовых данных, без учета изменений погодных условий. Такое избыточное внесение удобрений может изменить pH почв или подавить активность микроорганизмов, что приведет к снижению урожайности культур. Избыточное внесение удобрения также обусловит пропорционально более высокие потери биогенных веществ удобрений за счет вымывания и эрозии, степень которой определяется характером землепользования. [c.168] Несвоевременное внесение удобрений. Фермеры стараются вносить удобрения в период, когда они наименее загружены, без учета потребностей культур. Это может вызвать общий дисбаланс в скорости внесения, а также большие потери, если внесение проводилось в неблагоприятных погодных условиях. Внесение удобрений во влажный период приведет к их вымыванию, денитрификации и выносу со стоком. Когда почва замерзает, нитрификация обычно прекращается, поэтому при вымывании почва лишится почти всех внесенных в нее нитратов. Поверхностный сток также будет значительным, та как инфильтрация низка. Даже когда земля очень сухая, образующиеся вертикальные трещины позволяют нитратам относительно быстро достигать области дренажа, что снижает урожай культур и увеличивает вынос нитратов в водоприемники. [c.168] Альтернативный подход к удовлетворению потребности в соответствующих биогенных веществах состоит в развитии более эффекТивногд, поставленного на промышленную основу сельскохозяйственного процесса. Это достигнуто экспериментальным путем (включая несколько коммерческих проектов) с использованием гидропоники. В такой системе почва заменяется стерильной, богатой биогенными веществами жидкой средой, которая может удовлетворить потребности растений в биогенных веществах. Эффективность такого метода эмпирически изучалась Ингстедом [70] оказалось, что существует линейная зависимость между ростом растений и содержанием в них азота до достижения определенного оптимума. При превышении этого оптимума скорость роста быстро уменьшается. Эта зависимость (рис. 6.4) подтверждает необходимость в поддержании баланса биогенных веществ исходя из потребностей культур. Так как скорость роста является логарифмической функцией массы сырого вещества культур, то последняя должна быть экспоненциальной функцией содержания - азота в растениях до достижения оптимума (рис. 6.5). [c.169] Применение удобрений не может неопределенно долго повышать урожайность исследованиями показано, что реакция на внесение удобрений подчиняется закону снижающейся отдачи , причем самый большой отклик на единицу внесенных удобрений будет при их низком уровне, что иллюстрируется кривой отклика культуры на внесение азота (рис., 6.8). Тем не менее удобрения неоценимы при удовлетворении потребностей пахотного земледелия и, когда они используются правильно, не оказывают никакого вредного влияния на окружающую среду. Это наглядно продемонстрировано исследовательской сельскохозяйственной станцией Броадбенк (Великобритания), где добавки удобрений благоприятствовали непрерывному с 1843 г. успешному культивированию пшеницы без каких-либо неблагоприятных воздействий на культуру, почву или водоприемники. [c.171] Вернуться к основной статье