Лабораторне заняття №6

Тема. Визначення вмісту азоту в ґрунті.

Мета. Оволодіти методами і вміти визначати вміст легкогідролізованого азоту в ґрунті.

В результаті самостійної підготовки до лабораторного заняття і виконання лабораторної роботи студент повинен знати:

- вміст і форми азоту в ґрунті, їх доступність для живлення рослин;

- методи визначення загального азоту і азоту легкогідролізованих сполук;

- основні джерела доступного для рослин азоту і процеси мінералізації азоту в ґрунті;

вміти:

- визначати вміст легкогідролізованого азоту в ґрунті за методом Корнфілда.

Матеріали та обладнання: чашки Конвея, технохімічні ваги, термостат, мікробюретка, 0,02н. розчин Н₂S0₄, 0,1н. розчин NaОН, індикатор Гроака, 2%-ий розчин Н₃ВО₃.

Література: 1, 2, 4.

1. Теоретична частина

Основна маса азоту в ґрунті знаходиться в формі складних органічних речовин, недоступних для рослин (перегнійні речовини, відмерлі тіла різних бактерій і найпростіших організмів, коріння і післяжнивні рештки рослин тощо). Лише невелика його частина, біля 1%, знаходиться в формі мінеральних сполук, які доступні для рослин. Крім того частина азоту міститься в кристалічних ґратках алюмосилікатних мінералів ґрунту, яка також недоступна для рослин.

Різні ґрунти мають в своєму складі неоднакову кількість азоту, що тісно пов'язано з вмістом гумусу, який містить біля 5% азоту. Тому за валовим вмістом азоту в ґрунті можна визначити вміст в ньому гумусу. В орному шарі різних ґрунтів вміст азоту коливається в досить широких межах (табл.20).

Мінералізація недоступних для рослин органічних сполук ґрунту відбувається в два етапи:

1 етап — амоніфікація, коли білки і гумусові речовини під впливом мікроорганізмів розкладаються за схемою:

білки → протеїни → гумінові речовини → амінокислоти → аміди → аміак. Аміак, що утворюється, вступає в реакції з органічними і мінеральними кислотами, утворюючи солі амонію, які можуть безпосередньо використовуватися рослинами, а також вбиратися колоїдами ґрунту.

Таблиця 20.

Вміст азоту в орному шарі різних ґрунтів

Ґрунти	Валовий вміст азоту, %	Вміст гумусу, %	Валові запаси азоту, т/га
Дерново-підзолисті	0,05-0,20	0,5-3,0	1,5-6,0
Сірі лісові	0,20-0,35	3,0-4,0	6,0-10,5
Чорноземи опідзолені	0,30-0,45	3,0-4,5	9,0-13,5
Чорноземи звичайні	0,25-0,45	3,0-8,0	7,5-13,5
Чорноземи типові	0,40-0,50	8,0-10,0	12,0-15,0
Чорноземи південні	0,25-0,45	5,0-10,0	7,5-13,5
Каштанові	0,15-0,25	1,0-5,0	4,5-7,5
Сіроземні	0,10-0,20	0,5-2,0	3,0-6,0
Червоноземні	0,20-0,30	4,0-8,0	6,0-9,0

2 етап — нітрифікація, коли амоній в аеробних умовах окислюється до нітритів і нітратів за участю нітрифікуючих бактерій із групи нітробактер. Утворені при цьому нітратна кислота і її солі є джерелом для живлення рослин нітратним азотом. На відміну від солей амонію, нітрати вбиральним комплексом ґрунту не поглинаються і можуть вимиватися в більш глибокі шари ґрунту.

Коли ж органічна речовина з високим вмістом клітковини розкладається в ґрунті без доступу повітря в умовах лужної реакції, наступає зворотна стадія, що має назву денітрифікації. Нітратний азот при цьому за участю бактерій із групи денітрифіканс, відновлюється з утворенням вільного азоту і його оксидів за схемою: нітрат → нітрит → гіпонітрит → оксид азоту (І) (N₂0) → молекулярний азот (N₂↑). Це веде до втрат азоту з ґрунту, які можуть досягати 15-30%.

Завдання агрохіміків полягає в умінні визначити наявність необхідних для живлення рослин легкодоступних форм азоту в ґрунті з метою їх оперативного регулювання.

Азотний фонд ґрунтів складається з таких фракцій:

— азот мінеральних сполук (нітрати, нітрити, обмінний амоній) — основне джерело живлення рослин;

— азот легкогідролізованих сполук — резерв для поповнення азоту мінеральних сполук, наявність в ґрунті якого вказує на забезпеченість рослин азотом протягом вегетаційного періоду;

— азот важкогідролізованих сполук (азот амінів, амідів, амінокислот, частина фіксованого амонію) — основна частина валового азоту ґрунту, що є резервом постійного забезпечення ґрунту азотом мінеральних сполук;

— азот негідролізованих сполук, який практично не приймає участі в азотному живленні рослин (азот гумінових кислот і гумінів, азот, що міцно зв'язаний з мінеральною частиною ґрунту).

З метою оперативного управління азотним живленням рослин необхідно постійно здійснювати контроль за динамікою мінерального азоту в ґрунті. Тому визначення вмісту азоту мінеральних і легкогідролізованих сполук дозволяє судити про забезпеченість ними ґрунту протягом вегетації рослин.

Групування ґрунтів за вмістом легкогідролізованого азоту (по Корнфілду) наведено в таблиці 21.

Таблиця 21.