Содержание и трансформация азота в почве

Содержание общего азота в разных почвах колеблется от 0,05 до 0,5% и зависит от типа почвы, его гранулометрического состава и содержания гумуса. Учитывая то, что в гумусе содержится около 5% азота, по содержанию общего азота можно всегда определить содержание гумуса в почве (содержание азота в процентах множат на 20). Запасы общего азота в пахотном слое почвы находятся в пределах 1,5-15 т/га (табл. 17).

Таблица 17. Среднее содержания гумуса и общего азота в пахотном слое почв Украины

Почва	Содержание, %
	гумуса	общего азота
		в почве	в гумусе
Дерново-подзолистая, глинисто-песчаная	1,3	0,06	4,7
Темно-серая и серая лесная	2,7	0,14	5,9
Черноземы глубокие суглинистые и глинистые	5,3	0,26	4,8
Черноземы обычные среднегумусные	6,1	0,28	4,6
Черноземы обыкновенныее малогумусные	3,6	0,25	6,8
Черноземы южные	2,7	0,19	5,3
Темно-каштановая	2,4	0,14	6,8

Содержание минеральных соединений азота, которые принимают участие в питании растений, незначительное и составляет всего 1-3%. Другая часть азота (97-99%) содержится в форме сложных органических соединений – гумусных, белковых и других недоступных соединений, которые в разных почвах и с неодинаковой скоростью в процессе минерализации превращаются в доступные формы NH₄⁺ и NО₃⁻. Превращение в почве органических соединений азота в доступные минеральные формы при участии микроорганизмов и грибов называют аминофикацией: органическое вещество → гумусные вещества, белки → аминокислоты, амиды → аммиак (NH₃). Этот процесс происходит в разных условиях.

Аммонийная форма азота в почве находится в обменной форме (обменно-поглощенная почвенными коллоидами в почвенном растворе) и фиксированной (поглощенная глинистыми минералами). Процесс окисления аммиака до нитратов называют нитрификацией. Он протекает в две стадии:

1) 2NH₃ + 3O₂ = 2HNO₂;

2) 2HNO₂ + O₂ = 2HNO₃,

и возможен при определенных условиях (рн = 6,2–8,2, наличие кислорода, влаги, температура 25…32°С). Интенсивность этого процесса зависит от аэрации, агротехники и окультуривания почвы. Нитратная форма азота содержится в почвенном растворе и может легко вымываться в более глубокие слои почвы.

При чрезмерном содержании в почве слабоминерализованных остатков растительности и недостатка кислорода может происходить нежелательный с точки зрения агрохимии процесс – денитрификация, т.е. восстановление нитратной формы азота до молекулярной, что приводит к потерям азота из почвы:

HNO₃→HNO₂→(HNO)₂→N₂O→N₂↑

Потери азота во время денитрификации могут достигать 0,5 мг/кг почвы. Этот процесс усиливается в случае образования поверхностной почвенной корки. Основным мероприятием снижения интенсивности денитрификации является рыхления почвы и заблаговременное внесение качественного (хорошо перепрелого) навоза.

Следует отметить, что кроме биологической денитрификации в почве возможна хемоденитрификация:

3NH₂OH + HNO₂ = 5H₂O + 2N₂↑

Гидроксиламин Азотистая

кислота

CH₂NH₂CОOH + HNO₂ = CH₂OHCОOH + H₂O + N₂↑

Аминоуксусная Оксиуксусная

кислота кислота

Определенная часть азота находится в почве в газообразном состоянии (NH₃) и может легко теряться. По данным П.М. Смирнова, потери газообразного азота из удобрений могут колебаться от 15 до 30%.

Запасы азота в почве пополняются разными путями. Незначительное количество – 3-5 кг на 1 га в год – в форме оксидов может попасть с осадками.

Довольно ценным является процесс фиксации молекулярного азота из воздуха клубеньковыми бактериями, которые живут в симбиозе с бобовыми культурами. Свободно существующие бактерии фиксируют азота 3-5 кг на 1 га, клубеньковые при благоприятных условиях – 150-300 кг/га. Это так называемый биологический азот, за счет которого в почву поступает 3-5% этого элемента от общего выноса урожаем. Безусловно, что наиболее надежным мероприятием пополнения азота в почве является внесение органических и минеральных удобрений.

Степень обеспеченности растений доступным азотом определяют по содержанию его минеральных форм (NH₄⁺, NO₃⁻), а также легко- и щелочногидролизуемых соединений азота (табл. 18).

Таблица 18. Уровень обеспечения растений азотом

Номер группы	Рекомендованный цвет окраски на картограмме	Содержание гидролизирован ного азота	Содержание азота, мг/кг почвы, по методу
			Тюрина—Кононовой	Корнфил­ да
І	Лимонный	Очень низкий	< 30	< 100
ІІ	Салатовый	Низкий	31-40	101-150
ІІІ	Светло-зеленый	Средний	41-50	151-200
ІV	Травяной	Повышенный	51-70	> 200
V	Зеленый	Высокий	71-100	—
VI	Темно-зеленый	Очень высокий	> 100	—

При средней обеспеченности растений рекомендованная норма остается без изменения, при высокой снижается на 25-30%, а при низкой повышается на 25-30%.