Какое удобрение обладает большей физиологической кислотностью

Обновлено: 05.10.2024

Физиологическая или биологическая кислотность сульфата аммония, хлористого аммония, нитрата аммония и других .кислых форм азотных удобрений отрицательно сказывается на их эффективности в условиях применения на ненасыщенных основаниями кислых почвах.

Наиболее резко сказывается отрицательное влияние физиологической кислотности этих форм азотных удобрений при их длительном систематическом применении, в особенности на легких слабобуферных почвах. Результаты длительных полевых опытов, проведенных на Долгопрудном и Люберецком опытных полях НИУИФ [1], равно как и имеющиеся иностранные данные [2, 3 и др.], показывают, что физиологически кислые формы азотных удобрений при ежегодном их применении на одном и том же участке через несколько лет после их непрерывного применения теряют свою эффективность. При этом на более связных почвах понижение эффективности аммиачных удобрений начинается позже, на более же легких малобуферных почвах падение эффективности аммиачных удобрений начинается значительно быстрее.

Нейтрализация кислотности почвы путем внесения соответствующего количества известковых материалов устраняет отрицательное влияние физиологической кислотности аммиачных удобрений, и эффективность их на известкованной почве в большинстве случаев приближается к эффективности нитратных форм азота. Таким образом, известкование, помимо важ

ной роли его как фактора коренной мелиорации кислых почв, является также мероприятием, обеспечивающим нормальную эффективность физиологически кислых аммиачных удобрений на почвах, не насыщенных основаниями.

Однако при известковании почв обычно приходится вносить сравнительно большое количество известняка — от 3 до 8 т/га и даже более, в зависимости от свойств почвы, поэтому известкование всех почв Союза, нуждающихся в извести, вследствие затруднений, связанных со снабжением и доставкой на поле необходимого количества известняка, может быть осуществлено только в течение ряда лет.

Основная масса азотных удобрений, потребляемых в сельском хозяйстве СССР, представлена в настоящее время физиологически (и биологически) кислыми формами. В условиях почв, насыщенных основаниями (обыкновенные и мощные черноземы, среднеазиатские сероземы и т. п.), обладающих высокой нейтрализующей способностью, подкисляющее действие физиологически кислых форм азота практически не сказывается на их эффективности, поэтому такие удобрения, как сульфат аммония и нитрат аммония, могут быть использованы здесь не менее эффективно, чем кальциевая селитра (физиологически щелочное удобрение).

В условиях кислых, не'насыщенных основаниями почв физиологически и биологически кислые формы азотных удобрений, особенно при их систематическом применении, по своей эффективности значительно уступают физиологически щелочным формам азота — кальциевой и натриевой селитрам. Однако производство последних обходится дороже по сравнению с производством сульфата и нитрата аммония. Это побуждает искать новые пути рационального и эффективного использования более дешевых физиологически кислых форм азота. За границей выпускается смесь или сплав нитрата аммония с мелом. Образующаяся в почве из нитрата аммония кислота в момент ее возникновения нейтрализуется за счет мела, поэтому смесь является физиологически нейтральной [4, 5]. В США введено в широкую практику применение тукосмесей, содержащих в своем составе известняк или доломит. Известняк или доломит вводятся в удобрительные смеси как для улучшения их физических свойств, так и для нейтрализации потенциальной кислотности входящих в состав тукосмесей кислых форм азотных удобрений. Нейтрализация физиологически кислых форм азота путем введения в их состав мела заметно повышает их эффективность на кислых почвах. Вегетационные опыты, проведенные в нашей лаборатории на легкой оподзоленной супеси Люберецкого опытного поля еще в 1934 г., показали, что действие физиологически кислых аммиачных удобрений резко повышается при внесении их в смеси с эквивалентным количеством СаСОз [6].

Нейтрализованный мелом сульфат аммония действовал в этих опытах даже несколько сильнее кальциевой селитры, в то время как обычный, ненейтрализованный сульфат аммония по своему действию на урожай ячменя сильно отставал от кальциевой селитры.

В вегетационных опытах 1937 г. изучалось влияние известкования различных физиологически кислых форм азота на двух почвах — на легкой оподзоленной супеси Люберецкого опытного поля и на подзолистом суглинке Долгопрудного опытного поля. Особенно интересные данные были получены в опыте, проведенном со льном на оподзоленном суглинке Долгопрудного опытного поля, данные которого привадятся в таблице 1.

АЗОТНЫЕ УДОБРЕНИЯ / СУЛЬФАТ АММОНИЯ / АММИАЧНАЯ СЕЛИТРА / КАРБАМИД / КАЛЬЦИЕВАЯ СЕЛИТРА / ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ / ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ КИСЛОТНОСТЬ / ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ЩЕЛОЧНОСТЬ / БИОЛОГИЧЕСКАЯ КИСЛОТНОСТЬ / НИТРИФИКАЦИЯ / ВЫМЫВАНИЕ НИТРАТОВ / КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ / NITROGEN FERTILIZERS / AMMONIUM SULFATE / AMMONIUM NITRATE / CARBAMIDE / CALCIUM NITRATE / PLANT NUTRITION / PHYSIOLOGICAL ACIDITY / PHYSIOLOGICAL ALKALINITY / BIOLOGICAL ACIDITY / NITRIFICATION / NITRATE LEACHING / UTILIZATION COEFFICIENT

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Макаров Вячеслав Иванович

PHYSIOLOGICAL ACIDITY OF NITROGEN FERTILIZERS

Theoretical physiological acidity of different salts in terms of complete (100%) nitrogen recovery from fertilizers as applied to grain crops is calculated. The value of fertilizers’ physiological acidity depends not only on their nitrogen content, but also on other accompanying nutrients. According to calculations, ammonium nitrate , carbamide , anhydrous and aqueous ammonia are physiologically neutral fertilizers at complete nitrogen recovery in “fertilizer-plant” system. In agrocenosis, crop nutrition occurs in “fertilizer-soil-plant” system. Depending on plant nutrition conditions, nitrogen utilization coefficient ranges widely (2.6-90.7%). Accordingly, the potential physiological acidity of agrochemicals is realized in part. The rest of nitrogen is involved in soil processes which affect the acidifying action of fertilizers: nitrification , nitrate leaching , denitrification, nitrogen immobilization, etc. That explains the discrepancy between the calculated values of physiological acidity and actual values of acidifying action of nitrogen fertilizers . The nitrification of fertilizer’s nitrogen component and subsequent nitrate leaching from the soil causes the following: the acidifying effect of ammonium forms of fertilizers is more than the theoretical physiological acidity values; acidifying effect is revealed by ammonium-nitrate, amide and aqueous ammonia fertilizers; alkalizing effect of nitrate forms of fertilizers will be less than the theoretical physiological alkalinity . Fertilizers’ acidifying effect is associated not only with plant nutrition ( physiological acidity in “fertilizer-plant” system), but also with different soil processes involving nutrients. The value of nitrogen fertilizers ’ acidifying effect may vary widely depending on the specific characteristics of crops, the efficiency of agrochemicals’ nitrogen recovery by plants, and biological, chemical and physical processes occurring in soil.

УДК 631.811.1:631.82 В.И. Макаров

К ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ КИСЛОТНОСТИ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ

Ключевые слова: азотные удобрения, сульфат аммония, аммиачная селитра, карбамид, кальциевая селитра, питание растений, физиологическая кислотность, физиологическая щелочность, биологическая кислотность, нитрификация, вымывание нитратов, коэффициент использования.

Следовательно, теория подкисляющего действия минеральных удобрений связана не только с их физиологической кислотностью, а имеет более сложную природу.

Целью работы является расчет потенциальной физиологической кислотности различных форм азотных удобрений и оценка других механизмов подкисляющего действия агрохимикатов.

[(Почва) NH4+ + О-] + [(Корень) Н+] =

= [(Почва) Н+ + С1] + [(Корень) NH4+]. При питании растений происходит эквивалентный обмен ионов водорода на соответствующие катионы биогенных элементов — один моль Н+, что соответствует 1 г Н+, равен 18 г NH4+ (или 14 г N-NH4+). Исходя из этого, теоретическая физиологическая кислотность 1 г азота аммония составит

Для нейтрализации поступивших в почву ионов водорода понадобится эквивалентное количество извести по следующей схеме: [(Почва) 2Н+ + 2С1] + [СаСО3] =

= [(Почва) Са2+ + 2С1- + Н2О + СО2]. Соответственно 1 г ионов Н+ эквивалентен 20 г Са2+ или 50 г СаСО3.

культурами азота 30-35 к^/т зерна и серы около 4,2 к^03/т соотношение между этими макроэлементами в выносе составит 7,1-8,3:1. Так, в процессе азотного питания растений при использовании 1 т сульфата аммония в почву поступит такое количество ионов водорода, для нейтрализации которых требуется внесения 750 кг извести (табл.). Однако при этом будет наблюдаться и потребление растениями из удобрения сульфатов, но только частично. Как результат, физиологическая кислотность удобрения снизится ориентировочно на 100 кг Са-СО3/т удобрения. Применительно к другим сельскохозяйственным культурам физиологическая кислотность сульфата аммония может отличаться из-за различного соотношения азота и серы в выносе данных элементов питания.

Соответственно, величина физиологической кислотности удобрений зависит не только от содержания в них азота в виде аммония или нитрата, но и сопутствующих ионов, содержащих биогенные элементы и участвующих в питании растений. Поэтому наличие серы в сульфате аммония снижает потенциальную физиологическую кислотность данного удобрения; присутствие кальция уменьшает величину физиологической щелочности кальциевой селитры.

При полном потреблении азота растениями карбамид также не должен подкислять окружающую среду. Под воздействием уреаза и при взаимодействии с диоксидом углерода мочевина в почве превращается в карбонат аммония [^Н4+)2С03]. По определению данное соединение является

физиологически кислым — ион водорода, появившийся в почве в результате питания растений аммонием, приводит к образованию угольной кислоты [2]. Однако она расщепляется на нейтральные соединения — молекулы воды и диоксид углерода.

Не должны подкислять почву безводный и водный аммиак — аммоний (в составе N^0^, участвующий в питании растений приведет к образованию воды.

Таким образом, величина рассчитанной физиологической кислотности азотных удобрений в значительной степени отличается от рекомендованных доз извести для устранения подкисляющего действия агрохимикатов. Так, по нашим расчетам, для нейтрализации кислот, образующихся при использовании 1 т сульфата аммония, требуется не более 0,65 т чистого карбоната кальция, а в рекомендациях приводится норматив 1,13 т СаС03/1 т удобрения, то есть на 51% больше.

Теоретическая физиологическая кислотность некоторых азотных удобрений (при 100%-ном использовании растениями) применительно к зерновым культурам,

кг СаСО3/т удобрения

Удобрение и содержание азота, % Ионная форма веществ, участвующих в питании растений Физиологическая кислотность веществ Рекомендуемые дозы СаС03 для устранения подкисляющего действия удобрений**

катиона вещества аниона вещества вещества в целом

Сульфат аммония (21,0) 2ЫИ4+ + Б042— 750 -100 650 1130

Аммиачная селитра (34,6) ын4+ + ыо3— 618 -618 0 740

Карбамид (46,0) 2ЫН4+ + С032— 1642 -1642 0 830

Аммиак безводный (82,2) ын4+ + он— 2935 -2935 0 1470

Кальциевая селитра (17,5) Са2+ + 2Ы03— 83 -625* -542 -300

Другие механизмы подкисления почвы под воздействием азотных удобрений.

Свободная кислотность вызвана наличием примесей кислот в удобрениях. Так, согласно ГОСТ 9097-82 в сульфате аммония содержание свободной серной кислоты допускается до 0,03% [9]. По нашим данным кислотность 2%-ного водного раствора сульфата аммония составляет 4,62 ед. рН. Другие виды азотных удобрений не содержат в своем составе кислот в свободном состоянии. Кроме того, некоторые удобрения характеризуются гидролитической щелочностью, например, карбамид и аммиак при их взаимодействии с компонентами почвы [10].

Биологическая кислотность связана с окислением аммония до нитратов с участием микроорганизмов. Считается, что нитрификация происходит только в аэробных условиях в две фазы — сначала при окислении аммония формируется азотистая кислота, далее — азотная [1]. В качестве примера приводим суммарную реакцию нитрификации хлорида аммония:

NH4+ + С1- + 202 = = 2Н+ + С1- + NOз- + Н20.

Биохимическая кислотность солей приводит к подкислению почвы. Однако следует отметить, при этом NH4+, который вызывал физиологическую кислотность соли, превращается в соединение физиологически щелочное — N0^. При нитратном питании растений будут наблюдаться следующие обменные реакции:

[(Почва) Н + + N03] + + [(Корень) НСО3] = [(Почва) Н + + + НСО3] + [(Корень) N0^].

В результате этого процесса биологическая кислотность солей снижается только частично. При 100%-ном поглощении растениями нитратного азота остаточная биологическая кислотность будет полностью соответствовать теоретической физиологической кислотности исходного удобрения.

Приведенные А.В. Петербургским механизмы подкисляющего (подщелачивающего) действия солей не объясняют фактически установленные экспериментальные данные изменения кислотно-щелочного состояния почвы под воздействием минеральных удобрений в опытах [6]. На наш взгляд, существует множество других процессов,

прямо или косвенно влияющих на физиологическую кислотность удобрений: вымывание нитратов, биологическая денитрификация, хемоденитрификация, иммобилизация азота микроорганизмами, вовлечение данного элемента в гумусовые соединения и др. [1, 8]. Эти обстоятельства объясняют несоответствие расчетных значений физиологической кислотности и фактических величин подкисляющего действия минеральных удобрений, приведенных в агрохимической литературе. Так, нитрификация азотного компонента удобрения и последующее вымывание нитратов из почвы могут привести к следующим результатам:

• подкисляющее действие аммонийных форм удобрений будет больше величины теоретической физиологической кислотности;

• формируется подкисляющее действие у аммонийно-нитратных, амидных и жидких аммиачных удобрений;

• подщелачивающее действие нитратных форм удобрений будет меньше величины теоретической физиологической щелочности.

1. Минеев В.Г. Агрохимия. — М.: Изд-во МГУ, 1990. — 486 с.

4. Артюшин А.М., Державин Л.М. Краткий справочник по удобрениям. — М.: Колос, 1984. — 208 с.

5. Справочник агрохимика / под ред. Д.А. Коренькова. — М.: Россельхозиздат, 1980. — 286 с.

6. Петербургский А.В. Агрохимия и физиология питания растений. — М.: Россельхозиздат, 1971. — 333 с.

7. Макаров В.И., Красильников В.В. Эффективность локального удобрения при возделывании яровой пшеницы // Адаптив-

ные технологии в растениеводстве. — Ижевск: РИО ИжГСХА, 2005. — С. 115-121.

8. Сычев В.Г., Соколов О.А., Шмыряева Н.Я. Роль азота в интенсификации продукционного процесса сельскохозяйственных культур. — М.: ВНИИА, 2009. — Т. 1. — 424 с.

10. Агрономическая химия / под ред. А.Г. Шестакова. — М.: Сельхозгиз, 1954. — 432 с.

УДК 633.111:631.811.98 Т.В. Рогожина,

В.В. Рогожин РОЛЬ ЩИТКА В ПРОРАСТАНИИ ЗЕРНОВОК ПШЕНИЦЫ

Ключевые слова: физиология растений, покой, зерна пшеницы, прорастание, эндосперм, зародыш, щиток, антиоксиданты, пероксидаза, алкогольдегидрогеназа, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа.

2) проклевывание — в течение следующих 22-24 ч; в этот период активируются процессы синтеза белков и метаболическая активность ферментов, происходят увеличение размеров и растяжение клеток;

3) прорастание — в течение 5-7 сут.; период, когда активируются процессы синтеза нуклеиновых кислот, инициируются процессы деления и роста клеток, формируются побег и корневая система, происходит рост проростка.

В период прорастания наблюдается истощение эндосперма зерновок, понижается их масса. Проросток быстро растет, происходит удлинение побега и корней, и каждый проросток имеет свой индивидуальный темп развития [2]. До активизации фотосинтети-ческой активности первых листьев снабжение проростка питательными веществами осуществляется за счет биогенных соединений эндосперма. Последний представлен клетками, содержащими запасные пита-

тельные и функционально активные вещества, в частности, ауксины, гиббереллины, цитокинины и другие регуляторы роста [3]. Деление клеток зародыша обеспечивает формирование различных органов растения, тогда как основной функцией щитка (ску-теллума) является осуществление связи между эндоспермом и всеми структурами зародыша, посредством специализированного эпителиального слоя, в котором имеется большое количество ферментов и происходят изменения в составе веществ, поступающих из эндосперма в зародыш, а в дальнейшем — в проросток.

Биогенные молекулы поступают в проросток через щиток, который выполняет многообразные функции, специфичность которых зависит от состояния зерновок и их развития [4]. Так, в период вынужденного покоя щиток обеспечивает питание зародыша и поддерживает его функционирование. Секрети-руемые щитком ферменты катализируют реакции гидролиза биополимеров эндосперма и за счет этого снабжают зародыш питательными веществами. Особое значение в этот период имеет антиоксидантная система (АОС), активность которой позволяет осуществлять контроль за содержанием свободных радикалов, в том числе и активных форм кислорода. Основными компонентами АОС являются низко- и высокомолекулярные антиоксиданты (АО). Эта функция щитка приобретает еще большее значение при поступлении в зерновки воды.

Следует особо отметить действие окси-доредуктаз, в частности пероксидазы, которая как компонент АОС способствует снижению как уровня перекиси водорода, так и токсичных неорганических и органических веществ, выполняя дезинтоксикацион-ную функцию [5]. В период набухания и проклевывания пероксидаза может участвовать в инициировании активности митохондрий. Содержание фермента коррелирует с возрастанием процесса окислительного

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ КИСЛЫЕ УДОБРЕНИЯ, удобрения подкисляющие реакцию питательной среды.

К ним относятся аммиачные удобрения, хлористый калий и др. Физиологическая кислотность этих удобрений связана с преимущественным использованием растениями катионов (NHlj , К+ и др.) из состава соответствующих солей; сопутствующие анионы (S04 —, С1_ и др.) остаются в почве и, постепенно накапливаясь, подкисляют ее. Увеличение почвенной кислотности особенно сильно проявляется на малобуферных низконасыщенных основаниями с невысоким содержанием гумуса почвах (подзолистые и серые лесные). На насыщенных основаниями почвах, обладающих высокой нейтрализующей способ ностью (черноземы, сероземы, каштановые), не происходит заметного подкисления почвы даже в случае длительного внесения больших доз Ф. к. у. Более того, возникшая кислотность способствует частичному переходу труднорастворимых фосфатов этих почв в легкоусвояемые для растений формы. В связи с этим применение на таких почвах Ф. к. у., особенно азотных, под любые культуры, в т. ч. виноград, дает положительный эффект. Нежелательными для винограда являются хлорсодержащие Ф. к. у. Отрицательное действие Ф. к. у. устраняется известкованием, применением органич и щелочных удобрений.

Детально изучить взаимодействие почв, растений и удобрений возможно в длительных стационарных опытах с систематическим применением удобрений. В таких опытах создаются условия стандартизации, позволяющие изучить действие климатических и агрометеорологических условий на культуры, почвы и факторы, регулирующие почвенное плодородие.

Основные направления исследований в длительных стационарных опытах:

сравнительная оценка доз, видов и форм минеральных удобрений;
оценка эффективности минеральной, органической и органоминеральной систем удобрений в севооборотах различных типов;
установление оптимального распределения удобрений по культурам севооборота;
достижение максимальной эффективности при сочетании систем удобрения с химической мелиорацией, определение их влияния на свойства почвы и продуктивность севооборотов;
возможность периодического внесения фосфорных и калийных удобрений;
оптимизация плодородия и свойств почвы;
регулирование биологического круговорота и баланса биогенных элементов в агроценозе;
воздействие агрохимических средств на экологию.

В агрохимии используют следующие методы исследования свойств почвы в длительных стационарных опытах.

Агрохимические средства оказывают комплексное действие на плодородие и свойства почвы:

подкисляют или подщелачивают почвенный раствор;
изменяют агрохимические свойства;
влияют на биологическую и ферментативную активность почвы;
усиливают или ослабляют физико-химическое и химическое поглощение;
влияют на мобилизацию или иммобилизацию токсических элементов и радионуклидов;
усиливают минерализацию или синтеза гумуса;
влияют на интенсивность фиксации азота из атмосферы;
усиливают или ослабляют действие других питательных веществ почвы и удобрений;
влияют на подвижность биогенных макро- и микроэлементов почвы;
вызывают антагонизм или синергизм ионов при поглощении растениями.

Таблица. Методы исследования плодородия почвы (по ОСТ 10152-88 и Методическим указаниям по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения, 2003, с изменениями)

Физико-химические свойства почв оказывают влияние на питательный режим почв, их биологическую активность, обусловливают трансформацию внесенных в почву удобрений, в условиях промывного водного режима определяют возможность передвижения соединений в более глубокие слои почвы.

Систематическое внесение органических и минеральных удобрений сопровождается изменениями физико-химических свойств почв. Внесение навоза на протяжении многих лет обычно увеличивает содержание органического вещества и емкость поглощения почв, уменьшает обменную и гидролитическую кислотность и увеличивает степень насыщенности основаниями.

Таблица. Влияние систематического применения удобрений на агрохимические и агрофизические свойства почвы (мощный малогумусный чернозем, слой почвы 0-30 см) 1 Агрохимия. Учебник/В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др.; под ред. В.Г. Минеева. — М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2017. — 854 с.

Показатели свойств почвы	Перед закладкой опыта (среднее по фону, 1972)	В конце второй ротации (1987)
Варианты
Без основного удобрения	Навоз, 5 т + N₄₉P₅₆K₅₃	Навоз, 10 т + N₈₈P₉₈K₉₆	Навоз, 15 т + N₁₂₈P₁₄₁K₁₃₉
pH	6,2	5,7	5,5	5,3	5,2
H, ммоль/100 г почвы	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0
S, ммоль/100 г почвы	25,7	24,0	23,6	23,4	23,0
V, %	91,2	89,5	88,2	87,1	85,6
P₂O₅, мг/кг почвы	127,4	121,2	141,6	157,2	164,0
K₂O, мг/кг почвы	70,3	66,4	80,6	87,8	93,6
Гумус, т/га	134,2	123,1	134,0	142,1	146,8
Азот, т/га	11,4	10,7	11,4	11,9	12,1
Объемная масса, г/м 3	1,25	1,26	1,22	1,20	1,18
Общая влагоемкость, %	49,2	48,9	50,4	51,1	52,2
Капиллярная влагоемкость, %	36,7	36,9	38,7	39,6	40,3
Водопроницаемость в полевых условиях, мм/(ч·см 2 )	6,1	6,8	8,7	10,1	11,4
Общая порозность, %	48,7	49,6	51,0	51,6	52,5

Совместное внесение навоза и минеральных удобрений на протяжении 15 лет повысило содержание гумуса на 12,6 т/га, азота — на 0,7 т/га, снизило плотность почвы на 0,08 г/см 3 , общая и капиллярная влагоемкость увеличилась более чем на 3%, водопроницаемость — на 4,3 мм/(ч·см 2 ), общая порозность — на 3%.

При длительном применения минеральных удобрений свойства почв могут ухудшаться. Это связано с подкислением реакции почвенного раствора в результате вытеснения из поглощающего комплекса ионов водорода и алюминия, а также физиологической кислотностью некоторых удобрений. Правильное применение удобрений, то есть на фоне навоза и известкования, внесении добавок для нейтрализации физиологической кислотности удобрений, позволяет сохранять кислотность почвы на приемлемом уровне, а в ряде случаев снижая её. На нейтральных и близких к нейтральным черноземных почвах небольшое подкисление в результате внесения удобрений можно считать положительным, так как это повышает подвижность и доступность многих соединений.

В условиях промывного водного режима дерново-подзолистых и серых лесных почв изменения свойств под влиянием удобрений происходят в пахотном и в более глубоких слоях. Это связано с повышенным количеством осадков и подкислением почвы при высоких дозах минеральных удобрений, образованием подвижных органических соединений при внесении навоза и пептизацией почвенных коллоидов под действием одновалентных катионов, входящих в состав удобрений, и вымыванием их за пределы пахотного слоя. Миграции питательных веществ в нижележащие слои вследствие пептизации коллоидов способствует внесение удобрений в пару и под пропашные культуры, а также частые обработки почвы. Процесс усиливается при легком гранулометрический составе почвы и повышении доз удобрений.

Систематическое внесение удобрений ведет к увеличению количества пожнивно-корневых остатков, разложение которых обусловливает новообразование органических коллоидов в пахотном слое и одновременно с пептизацией крупных почвенных частиц приводит к увеличению содержания илистой фракции. В малобуферных почвах легкого гранулометрического состава вымывания коллоидов может преобладать над новообразованием.

Изменения физико-химических свойств на черноземных почвах сосредоточены преимущественно в пахотном и подпахотном слоях, что связано с ограниченным количеством осадков в степной зоне и неглубоким промачиванием почвы. Длительное применение удобрений на этих почвах приводит к накоплению илистой фракции и величины емкости поглощения. При этом кислотность на фоне навоза снижается, а при использовании минеральных удобрений возрастает, что объясняется физиологической кислотностью удобрений и необменным поглощением одновалентных катионов при отсутствии вымывания водорода и кислотного остатка. Повышение кислотности черноземов способствует увеличению подвижности некоторых питательных веществ и повышению их доступности растениям.

Систематическое применение органических и минеральных удобрений на сероземах не оказывает значимого влияния на реакцию почвенного раствора из-за их карбонатности и буферности. Некоторое увеличение илистой фракции и емкости поглощения этих почв в верхних слоях происходит благодаря образованию коллоидов из органических растительных остатков. Пахотный слой сероземов сохраняет коллоиды, в связи с большим количеством кальция, который поглощается коллоидами, препятствует их диспергированию и вымыванию. Передвижение питательных веществ удобрений вглубь по профилю в сероземах, а также потери с грунтовыми и сбросными водами при орошении, обусловлены промывным водным режимом и растворимостью некоторых соединений.

Длительное применение органических и минеральных удобрений увеличивает содержание углерода и азота в бедных гумусом дерново-подзолистых и серозёмных почвах, при этом слабо влияя на богатые гумусом черноземы.

Таблица. Действие длительного применения удобрений на содержание органического углерода и общего азота (Шевцова Л.К., 1993, 1998)

Варианты длительного опыта	C	N	C	N	C/N
% к воздушно-сухой почве		% к контролю
Легкий суглинок, Белорусский НИИПА
Контроль	1,70	0,128	100	100	13,2
Навоз	2,01	0,153	118	120	13,1
NPK	1,78	0,143	104	112	12,4
Навоз + NPK	2,22	-	131	-	-
Тяжелый суглинок, опыт с ДАОС с чистым паром
Контроль	0,71	0,107	100	100	6,6
Навоз	1,00	0,124	141	116	8,1
NPK	0,79	0,110	111	103	7,2
1/2 Навоз + 1/2 NPK	0,89	0,122	125	114	7,3
Слабовыщелочный чернозем, легкий суглинок, Мироновский НИИ селекции и семеноводства озимой пшеницы
Контроль	2,33	0,225	100	100	10,4
Навоз	2,43	0,232	104	103	10,4
NPK	2,32	0,224	97	100	10,4
1/2 Навоз + 1/2 NPK	2,34	0,226	101	100	10,4
Среднемощный чернозем, средний суглинок, Алтайский НИИЗиС
Контроль	3,47	0,305	100	100	11,4
Навоз	3,65	0,308	105	101	11,9
NPK	3,64	0,300	105	98	12,1
Навоз + NPK	3,65	0,309	105	101	11,8

В вариантах с внесением навоза отмечается повышение содержания органического вещества в верхних горизонтах, а более слабое влияние минеральных удобрений проявляется и в подпахотном слое почвы. Навоз и минеральные удобрения не влияют на групповой состав органического вещества различных типов почв. Состав гумуса длительно удобрявшихся почв сохраняет свойства, сформировавшиеся в региональных условиях почвообразования. При длительном применении удобрений почвы обогащаются подвижным органическим веществом, находящимся в ранних (гидрофильных) стадиях гумификации, более биохимически активных органических соединений, а также обогащает почву подвижным и доступным азотом. Наиболее сильное воздействие удобрений на этот показатель отмечено на дерново-подзолистых почвах, слабое — на чернозёмных, очень слабое — на сероземах.

Влияние минеральных азотных и калийных удобрений на плодородие почв связано с катионным обменом. Систематическое внесение этих удобрений приводит к фиксации содержащихся в удобрениях одновалентных катионов калия и аммония коллоидами почвы, что связано с вхождением катионов внутрь кристаллических решеток минералов. На этот процесс влияют тип глинистого минерала, гранулометрический состав, содержание органического вещества, реакция почвенного раствора, концентрация катионов калия и аммония в почвенном растворе, состав и концентрация других катионов, степень насыщенности поглощающего комплекса этими катионами и гидротермические условия, при которых происходит фиксация.

Необменное поглощение катионов уменьшает доступность их растениям и коэффициент использования азотных и калийных удобрений.

Применение аммонийных форм азотных удобрений сопровождается фиксацией (необменным поглощением) азота в виде NH₄ + глинистыми минералами, что уменьшает его доступность растениям. Фиксация азота в пахотном и более глубоких слоях может достигать существенных размеров и должна учитываться в общем балансе азота. Длительное использование азотных удобрений приводит к увеличению количества фиксированного аммония. Фиксация аммония на почвах легкого гранулометрического состава меньше, чем более тяжелых, так как фиксация связана с илистой фракцией и составляющими ее глинистыми минералами. Фиксация аммония происходит в пахотном и в более глубоких слоях почвы, особенно на легких по гранулометрическому составу почвах. Вероятно, необменно-поглощенный аммоний вымывается в нижние слои с коллоидами, содержание которых вниз по профилю почвы возрастает.

Читайте также:

Какое удобрение обладает большей физиологической кислотностью

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Макаров Вячеслав Иванович

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Макаров Вячеслав Иванович

PHYSIOLOGICAL ACIDITY OF NITROGEN FERTILIZERS

Таблица. Действие длительного применения удобрений на содержание органического углерода и общего азота (Шевцова Л.К., 1993, 1998)