Зачем нужен азот почве

Для чего нужен АЗОТ растениям

Здравствуйте, друзья мои!

Сегодня речь пойдет о самом, пожалуй, известном химическом элементе в земледелии.

Совсем немного истории. Кто первый открыл азот науке неизвестно, этот термин применяли еще древние алхимики. Означал он некое кабалистическое заклинание. Некоторые исследователи утверждают, что заключительная фраза из Апокалипсиса служит ключом к расшифровке слова АЗОТ «Я есть альфа и омега, начало и конец, первый и последний…» «Альфа» первая буква алфавита, «зет» последняя. Великий химик Антуан Лоран Лавуазье объяснял название АЗОТ так: А – отрицание, «зоэ» — жизнь, «безжизненный». В таблице Менделеева АЗОТ обозначен латинской буквой N. «Нитрогениум», в переводе с латино-греческого, «селитру рождающий». Не удивляйтесь поклонники органического земледелия, селитры – соли азотной кислоты, известны человечеству с глубокой древности.

Итак, для чего же нужен азот растениям?

Он входит в состав белков и их составных частей – аминокислот, хлорофилла, гликозидов, алкалоидов, некоторых витаминов, ферментов. Азот участвует в передаче наследственной информации, так как входит в состав нуклеопротеидов.

Опытные огородники знают о роли азота, азотные соединения, которыми питаются растения, это ростовые вещества . Именно, благодаря азоту растение увеличивается в размерах. Если растение приостановилось в росте, листовой аппарат недоразвит, диагноз один – недостаток азота . Если листья растут мелкие, тонкие, бледно-зеленые – недостаток азота. Низкое содержание хлорофилла – ведь для его образования тоже нужен азот.

Растения поглощают азот в течение всего вегетационного периода! Эта информация для тех, кто считает, что во второй половине лета культурам азот не нужен. Еще как нужен! Очень много азота тратят плодовые и ягодные растения на цветение и завязывание плодов . Пример, яблоне для завязывания ОДНОГО цветка надо 1 мг азота. Томату 0,3 мг. Вот почему у многих огородников во второй половине лета, томаты не цветут, а если и цветут, то не завязывают плоды. Причина — дефицит азота! Он весь ушел на вегетацию и цветение первых кистей, а вносить азотные удобрения «наука не велит»!

Недостаток азота резко снижает зимостойкость многолетних растений . И цепочка здесь та же самая. Мало азота – мало хлорофилла – плохой фотосинтез – мало необходимых углеводов.

В заключение скажу любителям сажать сидераты – обогатить почву азотом могут только БОБОВЫЕ растения. Только в симбиозе с ними работают микроорганизмы азотофиксаторы, именно они фиксируют азот атмосферы. Конечно, есть еще бактерии, актиномицеты, дрожжевые и плесневые грибки, сине-зеленые водоросли. Все они поставляют азот растениям.

В следующих статьях я, конечно, продолжу эту тему, поговорим об азотных удобрениях, когда и как их вносить, какие из них растения любят больше, и как не переборщить с нитратами.

Источник

Азотные удобрения: применение, нормы внесения

На протяжении всего жизненного цикла растениям необходим азот. Концентрация этого химического элемента в почве имеет важное значение для нормального развития и плодоношения культур. Для улучшения состава почвы используются азотные органические и минеральные удобрения. Но применение удобрений имеет особенности. Ориентироваться следует на рекомендованные нормы внесения для конкретных растений и почвенно-климатических зон. На видео можно посмотреть, как правильно разводить удобрения и вносить в почву.

Как образуется природный азот

Природным поставщиком азота для растений является почва. До 95 % этого химического элемента обнаруживается в почве в виде органических соединений, таких как аминокислоты, амины, белки и т. д. В гумусе достигается наибольшее процентное содержание — примерно 5 % азота, но только 1 % соединений находится в легко усваиваемой растениями минеральной форме. Процессы минерализации (аммонификации, нитрификации) зависят от активности микроорганизмов, перерабатывающих органические вещества почвы. На скорость разложения органики влияют и другие условия:

• влажность почвы;
• температура воздуха и земли;
• физико-химический состав почвы (важна кислотность);
• аэрация;
• воздушное азотное питание.

Совокупность всех факторов влияет на концентрацию азота в гумусе и общие запасы в почве. Определить богатые и бедные азотом почвы можно по их типу. Больше всего общего азота в черноземе (до 15т/га) и торфяно-болотных (до 20т/га), а меньше — в песчаных почвах (около 2 т/га).

Зачем растениям нужен азот?

Азот необходим растениям на всех этапах его развития: химический элемент участвует в фотосинтезе, в образовании клеточных ядер, алкалоидов, липоидов и синтезе белковых веществ. Семена, почки, листья, корни, стебли растений содержат азот. В вегетативный период он важен для набора зеленой массы — молодых листьев и побегов. Из вегетативных органов, после цветения и образования завязи, соединения азота передвигаются в репродуктивные органы. Там соединения преобразуются в белковые вещества.

Внимание! Переизбыток азота приводит к его накоплению во всех органах растения. Сопровождается процесс буйным ростом зеленой массы в ущерб плодоношению: увеличиваются сроки созревания, снижается урожайность, ухудшается качество плодов.

Растения, получающие достаточное азотное питание, отличаются хорошей урожайностью и качеством плодов. В них больше биологически ценного белка с аминокислотами (аланином, глутаминовой кислотой, гистидином, лизином, легумином и т. д.).

Признаки азотного голодания растений

Чтобы обеспечить нормальные условия для развития культурных растений, в почву вносят органические и минеральные азотные удобрения. Не все группы растений одинаково требовательны к азоту. Определяют его недостаток по следующим признакам:

• желтизна листьев (или появление крупных желтых пятен);
• задержка роста и развития;
• мелкие листья;
• истощение растения;
• низкая урожайность.

Признаки азотного голодания у растений (примеры):

1. Деревья. Плохо переносят зимний период, отмечается слабое ветвление, измельчание и сброс плодов. У семечковых культур (яблони, груши, рябины, ирги, айвы и т. д.) — мелкие, бледные листья, у косточковых — возможно покраснение коры веток.
2. Земляника, клубника, виктория. Пониженное образование побегов, желтая (вплоть до красной) кайма по краю листа.
3. Свекла. Замедление роста, пожелтение и быстрое отмирание нижних листьев.
4. Томаты. Заметная задержка в росте, измельчание и желтизна листьев.
5. Розы. Замедление роста побегов, плохое одревеснение, слабое цветение.

Натуральные азотные удобрения

Содержание азота в органических удобрениях:

• навоз — до 1 % (конский — 0,3-0,8 %, свиной — 0,3-1,0 %, коровяк — 0,1-0,7 %);
• перегной — до 1 %;
• помет (птичий, голубиный, утиный) — до 2,5 %;
• компост + торф — до 1,5 %;
• бытовые отходы — до 1,5 %;
• зеленая листва — до 1,2 %;
• зеленая масса — до 0,7 %;
• озерный ил — до 2,5 %.

Органические азотные удобрения сдерживают накопление нитратов в грунте, но применяют их с осторожностью. Внесение в почву навоза (компоста) сопровождается выделением азота до 2 гр/кг в течение 3-4 месяцев. Растения легко его усваивают. Свежим навозом не рекомендуется удобрять корнеплоды, для них лучше перегной и хороший компост. Количество вносимого перегноя рассчитывают по концентрации питательных веществ в нем. Так, 1 т полупревшего удобрения содержит по 15 кг аммиачной селитры, 12,5 кг хлористого калия и столько же суперфосфата. Напротив, огурцы положительно реагируют на грунт, удобренный навозом. Достаточно внесения 8 кг/1 м2 натурального удобрения.

Разновидности азотных удобрений

Минеральные азотные удобрения, которые производятся для садоводства и земледелия, условно подразделяют на 5 групп:

1. Амидные:
1) мочевина (карбамид) с содержанием азота 46 %. Выпускается в гранулированном виде. Вносится перед посевом под почву. Рекомендована для нейтральных почв;
2) цианамид кальция (N — 20%) — щелочное удобрение для кислых почв. Используется до посевных работ. Как подкормку применяют в начале весны и осенью под почву. Не растворяется в воде;
2. Аммиачные:
1) безводный аммиак (N — 82,3 %) — жидкость. Применяется для основного внесения и подкормки. Вносится глубоко под почву до посева и осенью после сбора урожая;
2) аммиачная вода (N – 20,5-46,2 %) — раствор. Вносится весной и осенью под почву (до 10 см);
3. Аммонийные:
1) хлористый аммоний (N — 24-25 %) — растворимый в воде порошок. Из-за большого содержания хлора рекомендуется вносить осенью;
2) сульфат аммония (N — до 21 %) — нейтральная соль. Без опасения подкисления грунта используется на черноземах и полупустынных почвах, с осторожностью — на красноземах, желтоземах, серых лесных, бурых, дерново-подзолистых типах почв (желательно в сочетании с фтором);
4. Нитратные:
1) натриевая (N — 16,4 %) и кальциевая (N — до 15,5 %) селитры — бесцветные кристаллы для подкормки и основного внесения перед посевом. Рекомендованы для кислых почв;
5. Двойные комплексные:
1) аммиачная селитра (азота до 34 %) — нитратно-аммиачная форма. Универсальный состав. Подходит для любых грунтов и культур. Вносится при посеве, подкормке и основном внесении;
2) комбинированное удобрение КАС (мочевина + аммиачная селитра) с 28- 32 % азота. Раствор для основного внесения и подкормок под все культуры.

Универсальными удобрениями считаются сложные трехкомпонентные смеси. Формула N+P+K (азот+фосфор+калий) подходит для всех почвенно-климатических зон, любых способов внесения и любых растений. Популярны составы: азофоска, нитрофоска, аммофоска, диаммофоска. Все они состоят из трех указанных элементов. Различаются по концентрации компонентов, способу их получения и форме усвоения культурами.

Нормы внесения азотных удобрений

Общие нормы азота для садоводства и огородничества:

• основное внесение — 0,6-0,9 кг/100 м²;
• подкормка — 0,2-0,3 кг/100 м².

Нормы удобрений по группам культур (на примере аммиачной селитры):

• овощи (горох, фасоль, бобы), пряно-ароматические травы, декоративные растения (азалио, молодило, космея, мак и др.) с невысокой требовательностью к содержанию азота в грунте — достаточно 0,8 кг/100 м²;
• овощи (шпинат, латук, щавель, капуста китайская, ранний картофель, редис), плодовые (груша) и декоративные культуры (маргаритки, примулы, луковичные, можжевельник и др.) с умеренным потреблением азота — максимум 1,5 кг/100 м²;
• овощи (томаты, морковь, огурцы, корневая петрушка, свекла), плодово-ягодные (яблоня, крыжовник, смородина) и однолетние декоративные культуры со средним потреблением азота — до 2 кг/100 м²;
• овощи (кабачки, перец, картофель, баклажаны, капуста, ревень, тыква), плодово-ягодные (вишня, ежевика, слива, малина, виктория) и декоративные культуры (гвоздика, сирень, георгин, роза, пион, настурция, флокс) с высоким потреблением азота — до 2,5 кг/100 м².

По остальным удобрениям можно определить нормы с учетом процентного содержания в них азота.

Совет. На песчаных почвах, которые быстро пропускают воду, используйте малые дозы быстродействующих удобрений.

Учитывайте, что молодым культурам с разветвленной корневой системой необходима подкормка на ранних стадиях развития. Корнеплоды начинают подкармливать, когда окрепнет листва. Многолетние кустарники нуждаются в азоте весной, а осенью их удобряют уменьшив норму наполовину. Перекормленные азотом деревья плохо переносят зимние заморозки, что влияет на развитие побегов и завязывание плодов.

Азотные удобрения: видео

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Home » Агрохимия » Азот в жизни растений

Популярные статьи

Азот в жизни растений

Азот — химический элемент, инертный газ без цвета и запаха, открыт французским химиком Лавуазье во второй половине XVIII в., является основным компонентом атмосферного воздуха (78,08%). Название означает «нежизненный», так как не поддерживающий горение и дыхание. Однако, дальнейшие исследования показали огромную роль азота в жизни растений и всего органического мира.

Азот входит в состав:

• белков, пептидов и аминокислот, которые являются составной частью протоплазмы и ядра растительных клеток;
• нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) — носителей наследственных свойств живых организмов и участвующих в обмене веществ;
• молекул хлорофилла;
• ферментов;
• фосфатидов;
• гормонов;
• большинство витаминов.

Азотное питание растений

Все ферменты — белковые вещества, поэтому при недостаточном снабжении растений азотом синтех ферментов замедляется, что приводит к нарушениям в процессах биосинтеза, обмена веществ, в итоге, к снижению урожая.

Регулирование азотного питания растений, можно влиять на урожайность сельскохозяйственных культур с учетом других факторов жизни. Максимальный урожай достигается при достаточном обеспечении растений всеми условиями их роста. Академик Д.Н. Прянишников писал, что вся история земледелия в Западной Европе говорит о том, что главным условием, определяющим среднюю высоту урожаев в разные эпохи, была степень обеспеченности сельскохозяйственных растений азотом.

Оптимальное азотное питание способствует синтезу белковых веществ, растения образуют мощные стебли и листья с интенсивной зеленой окраской. Мощный ассимиляционный аппарат позволяет накапливать большее количество продуктов фотосинтеза, повышая урожайность и, как правило, его качество.

Одностороннее избыточное питание азотом, особенно во второй половине вегетационного периода, приводит к задержке созревания растений; образуется большая вегетативная масса, урожай репродуктивных органов но не успевает сформироваться.

Недостаток азота приводит к сильному замедлению роста растений. Прежде всего сказывается на развитии вегетативной массы: листья становятся мелкими, светло-зелеными, раньше желтеют, стебли тонкие, слабо ветвятся. Снижается формирование репродуктивных органов, урожай резко снижается. Азотное голодание у злаковых культур приводит к ослаблению кущения, уменьшается количество зерен в колосе, снижается белковость зерна.

Содержание азота в растениях

По химическому составу, на долю азота в растениях приходится 0,5-5,0% воздушно-сухой массы, основное количество приходится на семенах. Содержание белка четко коррелирует с количеством азота в растениях. В вегетативных органах содержание азота ниже: в соломе бобовых 1,0-1,4%, в соломе злаковых 0,45-0,65%. Еще меньше азота накапливается в корне-, клубнеплодах и овощных культурах: картофель (клубни) 0,32%, сахарная свекла (корни) 0,24%, капуста 0,33% сырого вещества.

Содержание азота в растениях зависит от возраста, почвенно-климатических условий, питательного режима, в частности обеспеченности питательными элементами.

Таблица. Содержание белка и азота в семенах различных культур, % 1

Содержание азота в молодых вегетативных органах выше. По мере старения азотистые вещества мигрируют в появляющиеся листья и побеги.

Таблица. Содержание азота в вегетативной массе зерновых культур по фазам развития, % на воздушно-сухое вещество 2

Поступление и трансформация азота в белковые вещества

Темпы накопления органических веществ растениями опережают поступление азота и других питательных веществ. Происходит «ростовое разбавление» содержания питательных элементов. При созревании отмечается выраженное передвижение азота в репродуктивные органы, где они накапливаются в виде запасных белков.

В основном азот поступает в растения в нитратной и аммонийно форме, но также способны усваивать некоторые растворимые органические соединения, например, мочевину, аминокислоты, аспарагин.

Из поступающих из почвы в растения соединений азота только аммиак непосредственно используется для синтеза аминокислот. Нитраты и нитриты включаются в синтез аминокислот только после восстановления в тканях растений.

Редукция нитратов до аммиака начинается уже в корнях с помощью флавиновых металлоферментов:

При избытке, часть нитратов поступает в неизменном видо в листья, где восстанавливается по той же схеме.

Образование аминокислот (аминирование) происходит в результате взаимодействия аммиака с кетокислотами: пировиноградной, щавелевоуксусной, кетоглутаровой и др., образующиеся в процессе окисления углеводов. Аминирование регулируется ферментами. Так, при взаимодействии пировиноградной кислоты с аммиаком образуется аланин:

Аналогично взаимодействие аммиака с щавелевоуксусной кислотой приводит к образованию аспарагиновой кислоты (СООН-СН₂-СНNН₂-СООН), с кетоглутаровой кислотой — глутаминовая кислота (СООН-СН₂-СН₂-СНNН₂-СООН).

В аминокислоты азот входит в виде аминогруппы (—NH₂). Процессы образования аминокислот происходит в корнях и в надземной части растений.

Опыты с использованием меченых атомов показывают, что уже через несколько минут после подкормки растений аммиачными удобрениями, в тканях могут обнаруживаться аминокислоты, синтезированные из внесенного в подкормку аммиака. При этом первой образующеся аминокислотой является аланин, затем аспарагиновая и глутаминовая кислоты.

Нитратный азот может накапливаться в растениях в больших количествах, без причинения им вреда. Аммиак в свободном виде в тканях содержится в незначительных количествах. Его накопление, особенно при недостатке углеводов, приводит к аммиачному отравлению растений.

Однако растения имеют способность связывать избыток свободного аммиака: его часть вступает во взаимодействие с синтезированными аспарагиновой и глутаминовой аминокислотами, образуя соответствующие амиды — аспарагин и глутамин:

Образование аспарагина и глутамина позволяет растениям защитить себя от аммиачного отравления и создать резерв аммиака, кроме того, амиды участвуют в синтезе белков.

В 1937 г. биохимиками А.Е. Браунштейном и М.Г. Крицманом была открыта реакция переаминирования, заключающаяся в переносе аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту с образованием других амино- и кетокислот. Реакция катализируется ферментами трансаминазами или аминоферазами.

Так, присоединение к пировиноградной кислоте аминной группы от глутаминовой кислоты, приводит к образованию аланина и кетоглутаровой кислоты:

Благодаря переаминированию синтезируется значительное число аминокислот. В растениях наиболее легко переаминируются глутаминовая и аспарагиновая кислоты.

Аминокислоты являются составными частями полипептидов и белков. В построении белковых молекул участвуют 20 аминокислот, аспарагин и глутамин в различных соотношениях и пространственной ориентации, что обуславливает огромное разнообразие белков. В настоящее время известно более 90 аминокислот, около 70 из них присутствуют в растениях в свободном виде и не входят в состав белков.

Растения синтезируют аминокислоты, которые не могут образовываться в организме человека и высших животных, но являются незаменимыми для их жизни. К ним относятся: лизин, гистидин, фенилаланин, триптофан, валин, лейцин, изолейцин, треонин и метионин.

На долю небелкового органического азота в растениях приходится 20-26% от общего количества. В неблагоприятных условиях, например, при дефиците калия или недостаточном освещении, количество небелковых азотистых соединений возрастает.

В тканях растений белки находятся в динамичном равновесии с небелковыми азотистыми соединениями. Одновременно с синтезом белков и аминокислот протекает процесс их распада: отщепление аминогруппы от аминокислоты с образованием кетокислот и аммиака. Этот процес называется дезаминированием. Высвобождающаяся кетокислота используется растениями для синтеза углеводов, жиров и иных веществ; аммиак повторно вступает в реакцию аминирования других кетокислот, образуя новые аминокислоты, при его избытке — аспарагин и глутамин.

Таким образом, весь цикл превращений азотистых соединений в растениях начинается (аминирование) и заканчивается (дезаминирование) аммиаком.

«Аммиак есть альфа и омега в обмене азотистых веществ у растений».

За все время вегетации растения синтезируется большое количество белковых соединений, причем в разные периоды роста обмен азотистых веществ происходит по-разному.

При прорастании семян, клубней, луковиц наблюдается распад запасных белков. Продукты распада расходуются на синтез аминокислот, амидов и белков в тканях проростков до выхода их на поверхность почвы. В Затем, по мере формирования корневой системы и листового аппарата, синтез белков протекает за счет минерального азота, поглощаемого из почвы.

В молодых растениях преобладает синтез белков. В процессе старения растений начинает преобладать распад белков. Продукты распада из стареющих органов мигрируют в молодые, интенсивно растущие органы, где используются для синтеза новых белков в точках роста. По мере созревания растений и формирования репродуктивных органов, белковых веществ распадаются в вегетативных частей, продукты распада перемещаются в репродуктивные органы, где используются для образования запасных белков. К этому моменту поступление азота в растения из почвы существенно замедляется или полностью прекращается.

Особенности аммонийного и нитратного питания растений

В конце XIX в. в агрономической науке ведущую роль занимала теория нитратного питания растений, роль аммиака как источника минерального питания отрицалась.

Причинами этому послужили:

• опыты в водных культурах: отмечалось хорошее развитие растений на фоне нитратных солей, на фоне аммонийных солей развитие было плохим;
• открытие процесса нитрификации в почве; что стало основанием считать: при внесении в почву аммонийных удобрений они переходят в нитратную форму, которая усваивается растениями;
• внесение чилийской селитры (NaNO₃) заметно повышало урожайность культур.

Однако в конце века П.С. Коссович в опытах со стерильными культурами показал, что растения могут также усваивать аммиачный азот без окисления в нитратную форму. К такому же выводы пришел и французский исследователь Мазе в 1900 г. После этого были изучены условия и особенности питания аммонийными и нитратными формами азота. Фундаментальные исследования по этому вопросу провел Д.Н. Прянишников. Он показал, что эффективность использования различных форм азота зависит от реакция среды: в нейтральной реакции лучше поглощается аммонийный азот, при кислой — нитратный.

В начальные фазы роста существенное значение имеют биологические особенности. При прорастании семян с небольшим запасом углеводов, например, у сахарной свеклы, а, следовательно, органических кетокислот, избыточное поступление аммония в растения оказывает негативное действие. Аммонийный азот не успевает использоваться для синтеза аминокислот, накапливается в тканях растения и вызывает их отравление. В данном случае используют нитратные формы азотных удобрений, так как они также накапливаться в тканях растений, но не причиняют вреда. Семена и посевной материал с большим запасом углеводов, например, картофель, используют аммонийный азот для синтеза аминокислот без ограничений. Поэтому для таких культур аммонийная и нитратная формы в начальные стадии роста равноценны.

На поглощение нитратного и аммонийного азота влияет обеспеченность другими элементами питания. Повышенное содержание в почве калия, кальция и магния способствует поглощению аммония. При нитратном питании значение имеет обеспеченность растений фосфором и молибденом. Дефицит молибдена приводит к задержке восстановления нитратов до аммиака и способствует накоплению нитратов в тканях растений.

Учитывая, что аммонийная форма азота при поступлении в растения может сразу использоваться для синтеза аминокислот, тогда как нитратная только после восстановления до аммиака, аммоний более энергетически экономной формой.

Источник