Значение нитрификации в почве и при хранении навоза

Обновлено: 05.10.2024

Аммиак, образующийся в почве, навозе и воде при разложении органических веществ, довольно быстро окисляется до азотистой, а затем азотной кислоты. Этот процесс получил название нитрификация.

До середины XIX в., точнее, до работ Л. Пастера явление образования нитратов объяснялось, как химическая реакция окисления аммиака атмосферным кислородом, причем предполагалось, что почва играет роль химического катализатора. Л. Пастер предположил, что образование нитратов — микробиологический процесс. Первые экспериментальные доказательства этого предположения были получены Т. Шлезингом и А. Мюнцем в 1879 г. Эти исследователи пропускали сточные воды через длинную колонку с песком и СаСО3. При фильтрации аммиак постепенно исчезал, и появлялись нитраты. Нагревание колонки или внесение антисептиков прекращало окисление аммиака.

Однако выделить культуры возбудителей нитрификации не удалось ни упомянутым исследователям, ни микробиологам, продолжавшим изучение нитрификации. Лишь в 1890—1892 гг. С. Н. Виноградский, применив особую методику, изолировал чистые культуры нитрификаторов. С. Н. Виноградский сделал допущение, что нитрифицирующие бактерии не растут на обычных питательных средах, содержащих органические вещества. Это было вполне правильным и объяснило неудачи его предшественников. Нитрификаторы оказались хемолитоавтотрофами, очень чувствительными к наличию в среде органических соединений. Эти микроорганизмы удалось выделить, используя минеральные питательные среды.

С. Н. Виноградский установил, что существуют две группы нитрификаторов — одна группа осуществляет окисление аммиака до азотистой кислоты (NH4+→NO2-) — первая фаза нитрификации, другая окисляет азотистую кислоту до азотной (NO2-→NO3-) — вторая фаза нитрификации.

Бактерии обеих групп в настоящее время относят к семейству Nitrobacteriaceae. Это одноклеточные грамотрицательные бактерии. Среди нитрифицирующих бактерий имеются виды с весьма различающейся морфологией — палочковидные, эллипсоидные, сферические, извитые и дольчатые, плеоморфные. Размеры клеток разных видов Nitrobacteriaceae колеблются от 0,3 до 1 мкм в ширину и от 1 до 6,5 мкм в длину. Имеются подвижные и неподвижные формы с полярным, субполярным и перитрихиальным жгутикованием. Размножаются в основном делением, за исключением Nitrobacter, который размножается почкованием. Почти у всех нитрификаторов имеется хорошо развитая система внутри - цитоплазматических мембран, значительно различающихся по форме и расположению в клетках разных видов. Эти мембраны подобны мембранам фотосинтезирующих пурпурных бактерий.

Бактерии первой фазы нитрификации представлены пятью родами: Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus и Nitrosovibrio. Единственный микроорганизм, детально изученный к настоящему времени, — Nitrosomonas europaea.

Nitrosomonas представляет собой короткие овальные палочки размером 0,8 — 1X1—2 мкм. В жидкой культуре Nitrosomonas проходят ряд стадий развития. Две основные из них представлены подвижной формой и неподвижными зооглеями. Подвижная форма обладает субполярным жгутиком или пучком жгутиков. Помимо Nitrosomonas, описаны представители и других родов бактерий, вызывающие первую фазу нитрификации.

Вторую фазу нитрификации осуществляют представители родов Nitrobacter, Nitrospira и Nitrococcus. Наибольшее число исследований проведено с Nitrobacter winogradskii, однако описаны и другие виды (Nitrobacter agilis и др.).

Nitrobacter имеют удлиненную клиновидную или грушевидную форму, более узкий конец часто загнут в виде клювика. Согласно исследованиям Г. А. Заварзина, размножение Nitrobacter происходит путем почкования, причем дочерняя клетка бывает обычно подвижна, так как имеет один латерально расположенный жгутик. Известно чередование в цикле развития подвижной и неподвижной стадий. Описаны и другие бактерии, вызывающие вторую фазу нитрификации.

Нитрифицирующие бактерии обычно культивируют на простых минеральных средах, содержащих аммиак или нитриты (окисляемые субстраты) и углекислоту (основной источник углерода). В качестве источников азота эти организмы используют аммиак, гидроксиламин и нитриты.

Нитрифицирующие бактерии развиваются при pH 6—8,6, оптимум pH составляет 7,5—8. При pH ниже 6 и выше 9,2 эти бактерии не развиваются. Оптимальная температура развития нитрификаторов — 25—30°С. Изучение отношения различных штаммов Nitrosomonas europaea к температуре показало, что некоторые из них имеют оптимум развития при 26°С или около 40°С, а другие могут довольно быстро расти при 4°С.

Нитрификаторы — облигатные аэробы. С помощью кислорода они окисляют аммиак до азотистой кислоты (первая фаза нитрификации):

А затем азотистую кислоту до азотной (вторая фаза нитрификации):

Предполагают, что процесс нитрификации проходит в несколько этапов. Первым продуктом окисления аммиака является гидроксилами, который затем превращается в нитроксил (NOH), либо пероксонитрит (ONOOH), который, в свою очередь, преобразуется в дальнейшем в нитрит или нитрит и нитрат.

Нитроксил, как и гидроксиламин, по-видимому, может димеризоваться в гипонитрит или превращаться в закись азота N2O — побочный продукт процесса нитрификации.

Кроме первой реакции (образования гидроксиламина из аммония), все последующие превращения сопровождаются синтезом макроэргических связей в виде АТФ, необходимых клеткам микроорганизмов для связывания СO2 и других биосинтетических процессов.

Фиксация СO2 нитрификаторами осуществляется через восстановительный пентозофосфатный цикл, или цикл Кальвина. В результате фиксации углекислоты образуются не только углеводы, но и другие важные для бактерий соединения — белки, нуклеиновые кислоты, жиры и т. д.

По существовавшим до последнего времени представлениям, нитрифицирующих бактерий относили к облигатным хемолитоавтотрофам.

Сейчас получены данные, свидетельствующие о способности нитрифицирующих бактерий использовать некоторые органические вещества. Так, отмечено стимулирующее действие на рост Nitrobacter в присутствии нитрита дрожжевого автолизата, пиридоксина, глютаминовой кислоты и серина. Поэтому предполагают, что нитрифицирующие бактерии обладают способностью переключаться с автотрофного на гетеротрофное питание. Нитрифицирующие бактерии все же не растут на обычных питательных средах, так как большое количество легкоусвояемых органических веществ, содержащихся в таких средах, задерживает их развитие.

Отрицательное отношение этих бактерий к органическому веществу в лабораторных условиях, казалось бы, противоречит естественным условиям их обитания. Известно, что нитрифицирующие бактерии хорошо развиваются, например, в черноземах, навозе, компостах, то есть в местах, где содержится много органического вещества.

Однако указанное противоречие легко устраняется, если сравнить количество легкоокисляемого углерода в почве с теми концентрациями органического вещества, которое нитрификаторы выдерживают в культурах, Так, органическое вещество почв представлено главным образом гуминовыми веществами, на которые приходится, например, в черноземе 71—91% общего углерода, а усвояемые водорастворимые органические вещества составляют не более 0,1% общего углерода. Следовательно, нитрификаторы не встречают в почве больших количеств легкоусвояемого органического вещества.

Этапность процесса нитрификации — характерный пример так называемого метабиоза, то есть такого рода трофических связей микробов, когда один микроорганизм развивается после другого на отходах его жизнедеятельности. Как было показано, аммиак — продукт жизнедеятельности аммонифицирующих бактерий используется Nitrosomonas, а нитриты, образующиеся последними, служат источником жизни для Nitrobacter.

Возникает вопрос о значении нитрификации для земледелия. Накопление нитратов происходит с неодинаковой интенсивностью на разных почвах. Однако этот процесс находится в прямой зависимости от плодородия почвы. Чем богаче почва, тем большее количество азотной кислоты она может накапливать. Существует метод определения доступного растениям азота в почве по показаниям ее нитрификационной способности. Следовательно, интенсивность нитрификации можно использовать для характеристики агрономических свойств почвы.

Вместе с тем при нитрификации происходит лишь перевод одного питательного для растений вещества — аммиака в другую форму — азотную кислоту. Нитраты, однако, обладают некоторыми нежелательными свойствами. В то время как ион аммония поглощается почвой, соли азотной кислоты легко вымываются из нее. Кроме того, нитраты могут восстанавливаться в результате денитрификации до N2, что также обедняет азотный запас почвы. Все это существенно снижает коэффициент использования нитратов растениями. В растительном организме соли азотной кислоты при их использовании для синтеза должны быть восстановлены, на что тратится энергия. Аммоний же используется непосредственно. В связи с этим ставится вопрос о подходах к искусственному снижению интенсивности процесса нитрификации путем использования специфических ингибиторов, подавляющих активность бактерий - нитрификаторов и безвредных для других организмов.

Следует отметить, что некоторые гетеротрофные микроорганизмы способны осуществлять нитрификацию. К гетеротрофным нитрификаторам относятся бактерии из родов Pseudomonas, Arthrobacter, Corynebacterium, Nocardia и некоторые грибы из родов Fusarium, Aspergillus, Penicillium, Cladosporium. Установлено, что Arthrobacter sp. окисляет в присутствии органических субстратов аммиак с образованием гидроксиламина, а затем нитрита и нитрата.

Некоторые бактерии способны вызывать нитрификацию таких азотсодержащих органических веществ, как амиды, амины, гидроксамовые кислоты, нитросоединения (алифатические и ароматические), оксимы и др.

Гетеротрофная нитрификация встречается в естественных условиях (почвах, водоемах и других субстратах). Она может приобретать главенствующее значение, особенно в атипичных условиях (например, при высоком содержании органических С - и N - соединений в щелочной почве и т. п.). Гетеротрофные микроорганизмы способствуют не только окислению азота в этих атипичных условиях, но и могут вызывать образование и накопление токсических веществ; веществ, обладающих канцерогенным и мутагенным действием, а также соединений с химиотерапевтическим действием. В связи с тем, что некоторые из этих соединений вредны для человека и животных даже при относительно низких концентрациях, следует тщательно изучить их образование в естественных условиях.

Химизм разложения белковых веществ. Гниение — сложный, многоступенчатый биохимический процесс, характер которого и конечный результат зависят от строения и состава разлагаемых белков, условий процесса и видов вызывающих его микроорганизмов.

Работа содержит 1 файл

57.docx

57.Нитрификация. Возбудители. Химизм процесса. Значение работ С. Н. Виноградского. Положительная и отрицательная роль этого процесса в земледелии при хранении навоза.

Белковые вещества не могут непосредственно поступать в клетки микроорганизмов, поэтому использовать белки могут только те из них, которые обладают протеолитическими ферментами экзопротеазами, выделяемыми клетками в окружающую среду.

Процесс распада белков начинается с их гидролиза. Первичными продуктами гидролиза являются пептоны и пептиды. Они расщепляются до аминокислот, которые являются конечными продуктами гидролиза.

Такие белки, как нуклеопротеиды, под действием гнилостных микробов расщепляются на белковый комплекс и нуклеиновые кислоты. Белки затем разлагаются аналогично тому, как описано выше, а нуклеиновые кислоты распадаются на фосфорную кислоту, углеводы и смесь азотсодержащих оснований.

Образующиеся в процессе распада белков различные аминокислоты используются микроорганизмами или подвергаются ими дальнейшим изменениям, например дезаминированию, в результате чего образуются аммиакi и разнообразные органические соединения в соответствии с характером самих аминокислот и ферментов микроорганизмов. Процесс дезаминирования может происходить различными путями. Различают дезаминирование гидролитическое, окислительное и восстановительное.

Гидролитическое дезаминирование сопровождается образованием оксикислот и аммиака. Если при этом происходит и декарбоксилирование аминокислоты, то образуются спирт, аммиак и углекислый газ:

RCHNH2COOH + Н20 ~> RCHOHCOOH + NH3;

RCHNH2COOH + H20 -+ RCH2OH + NH3 +CO2.

При окислительном дезаминировании образуются кетокислоты и аммиак:

RCHNH2COOH +1/2 О2 = RCOCOOH + NH3.

При восстановительном дезаминировании образуются карбоновые кислоты и аммиак:

RCHNH2COOH + 2H =RCH2COOH + NH3.

Из приведенных уравнений видно, что среди продуктов разложения аминокислот в зависимости от строения их радикала (R) обнаруживаются различные органические кислоты и спирты. Так, при разложении аминокислот жирного ряда могут накапливаться муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная и другие кислоты, пропиловый, бутиловый, амиловый и другие спирты. При разложении аминокислот ароматического ряда промежуточными продуктами являются характерные продукты гниения: фенол, крезол, скатол, индол — вещества, обладающие очень неприятным запахом. При распаде аминокислот, содержащих серу, получается сероводород или его производные — меркаптаны (например, метилмеркаптан CH3SH). Меркаптаны обладают запахом тухлых яиц, который ощущается даже при ничтожно малых их концентрациях.

Среди множества микроорганизмов, способных в той или иной мере разлагать белки, особое значение имеют микроорганизмы, которые вызывают глубокий распад белков — собственно гниение. Такие микроорганизмы принято называть гнилостными. Из них наибольшее значение имеют бактерии. Гнилостные бактерии могут быть спорообразующими и бесспоровыми, аэробными и анаэробными. Многие из них мезофилы, но есть холодоустойчивые и термостойкие. Большинство чувствительны к кислотности среды и повышенному содержанию в ней NaCl. Многие способны к сбраживанию углеводов.

Наиболее распространенными и активными возбудителями гнилостных процессов являются следующие: Вас. subtilis (сенная палочка) и Вас. mesentericus (картофельная палочка) — аэробные, подвижные, спорообразующие бактерии

Клетки сенной палочки объединяются в более или менее длинные цепочки. Споры этих бактерий отличаются высокой термоустойчивостью. Температурный оптимум развития сенной палочки 37—50° С, максимум роста — около 60° С. Температурный оптимум роста картофельной палочки 36—45°С, а максимум — около 50—55° С. При рН 4,5—5 развитие этих бактерий прекращается. Вас. mesentericus обладает более высокой амилоитической и протеолитической активностью, но менее энергично, чем Вас. subtilis, сбраживает сахара.

Сенная и картофельная палочки помимо продуктов, богатых белками, портят пищу, содержащую углеводы (кондитерские изделия, сахарные сиропы и др.), поражают хлеб (преимущественно пшеничный), клубни картофеля. Вас. mesentericus вызывает побурение мякоти косточковых плодов (абрикосов, персиков). Оба вида широко распространены в природе и способны вырабатывать антибиотические вещества, подавляющие развитие многих болезнетворных и сапрофитных бактерий.

Процесс последовательного окисления аммиака до азотистой и азотной кислот называется нитрификацией, а вызывающие его бактерии — нитрифицирующими. Сущность этого процесса была раскрыта и изучена С. Н. Виноградским.

Работами С. Н. Виноградского установлено, что процесс нитрификации происходит в две фазы, каждая из которых обусловлена деятельностью специфических аэробных бактерий. Возбудители первой фазы — нитрозные бактерии — окисляют аммиак до солей азотистой кислоты (нитритов). Возбудители второй фазы — нитратные бактерии — окисляют соли азотистой кислоты в соли азотной кислоты (нитраты

Процесс нитрификации представляет собой яркий пример метабиоза, когда одни микроорганизмы начинают развиваться после других на продуктах жизнедеятельности первых.

Нитрифицирующие бактерии относятся к типичным хемосинтезирующим автотрофам; они очень чувствительны к наличию в среде органических соединений. Эти бактерии живут в почве, природных водах.

Очень важное значение имеют нитрификаторы в сельском хозяйстве. Образующийся в почве при разложении белков аммиак, хотя и усваивается растениями в виде аммонийных солей, но лучшим источником азотистого питания для растений являются нитраты, которые и накапливаются в почве в результате деятельности нитрифицирующих бактерий. Часто эти бактерии встречаются в условиях, где жизнь на первый взгляд кажется невозможной, например на гранитах и голых скалах. Здесь они участвуют в выветривании горных пород благодаря разрушающему действию образуемой ими азотной кислоты. Развиваясь на кирпичных стенах зданий, нитрифицирующие бактерии могут разрушать кирпичную кладку. Немалая роль принадлежит им, по-видимому, и в разрушении подводных частей бетонных сооружений

1. Возникновение и развитие микробиологии

Предмет и задачи микробиологии, ее место и роль в современной биологии. Значение микроорганизмов в природных процессах, в народном хозяйстве и здравоохранении.

История микробиологии. Открытие микроорганизмов. Значение работ Л. Пастера, Р. Коха, С.Н. Виноградского, Д.И. Ивановского, М. Бейеринка, А. Клюйвера, А. Флеминга. Развитие отечественной микробиологии. Главные направления развития современной микробиологии. Основные методы микробиологических исследований.

2. Систематика микроорганизмов

Мир микроорганизмов, общие признаки и разнообразие. Прокариотные и эукариотные микроорганизмы, сходство и основные различия. Принципы классификации прокариотных и эукариотных микроорганизмов. Правила номенклатуры и идентификации. Методы классификации на основе определения последовательности 16S p РНК и ДНК-ДНК гибридизации. Применение нуклеиновых микрочипов для систематики микроорганизмов. Характеристика отдельных групп ба ктерий, архей и эукарий.

3. Морфология, строение и развитие

Микроскопические методы изучения микроорганизмов. Исследования живых и фиксированных объектов. Прокариотные микроорганизмы. Одноклеточные, многоклеточные бактерии, размеры и морфология бактерий. Строение, химический состав и функции отдельных компонентов клеток. Слизистые слои, S- слои, капсулы и чехлы. Строение клеточных стенок Грам- положительных и Грам- отрицательных бакт ерий. L- формы и микоплазмы. Жгутики и пили, расположение, организация, механизм действия. Движения скользящих форм. Реакции таксиса. Клеточная мембрана и внутриклеточные мембранные структуры. Ядерный аппарат, рибосомы. Газовые вакуоли, запасные вещества и другие внутриклеточные включения. Способы размножения, дифференцировка, эндоспоры и другие покоящиеся формы. Особенности состава и организация клеток архей.

Эукариоты. Морфология дрожжей, мицелиальных грибов, микроформ водорослей, простейших. Химический состав и функции отдельных компонентов клетки. Циклы развития и размножение.

4. Культивирование и рост

Накопительные и чистые культуры. Основные типы сред. Культивирование аэробных и анаэробных микроорганизмов, метод Хангейта. Рост отдельных микроорганизмов и популяций (культур). Сбалансированный и несбалансированный рост. Основные параметры роста культур: время генерации, удельная скорость роста, выход биомассы, экономический коэффициент. Закономерности роста чистых культур при периодическом выращивании. Рост микроорганизмов при непрерывном культивировании. Синхронные культуры, способы получения и значение.

5. Действие физических и химических факторов

Радиация, характер ее действия на микроорганизмы. Фотореактивация и темновая репарация. Рост микроорганизмов в зависимости от температуры. Психрофилы, мезофилы и термофилы. Механизмы, позволяющие микробам жить при экстремальных температурах. Барофилы. Устойчивость микроорганизмов к высушиванию. Рост микроорганизмов в зависимости от активности воды (а w). Особенности осмофилов и галофилов. Механизмы устойчивости к осмотическому стрессу. Отношение микроорганизмов к молекуля рному кислороду: аэробы и анаэробы. Возможные причины ингибирующего действия кислородного стресса на микроорганизмы. Ацидозы, нейтрофилы и алкалифилы. Природа антимикробных веществ и области их применения. Мутагены, механизмы их действия и устойчивости к ним.

Основные биоэлементы и микроэлементы, типы питания микроорганизмов. Фототрофия и хемотрофия, автотрофия и гетеротрофия, литотрофия и органотрофия. Сапрофиты и паразиты. Прототрофы и ауксотрофы. Ростовые вещества. Диффузия и транспорт. Использование микроорганизмами высокомолекулярных соединений и веществ, нерастворимых в воде. Эндо- и экзоцитоз у эукариот. Соединения углерода и азота, используемые микроорганизмами. Азотфиксация. Способность микроорганизмов использовать разные соединения серы и фосфора. Потребность в железе, магнии и других элементах.

7. Метаболизм

Энергетические процессы. Способы обеспечения энергией. Фотосинтез и хемосинтез. Переносчики электронов и электронтранспортные системы, их способности у разных микроорганизмов. Молочнокислое гомо- и гетероферментативное брожение, пропионовокислое, маслянокислое, ацетонбутиловое, спиртовое и другие брожения. Формы участия молекулярного кислорода в окислении разных субстратов. Полное и неполное окисление. Роль цикла трикарбоновых кислот и пентозофосфатного окислительного цикла. Краткая характеристика важнейших микроорганизмов, участвующих в аэробном окислении белков, углеводов, углеводородов и других многоуглеродных веществ. Микроорганизмы - метилотрофы. Светящиеся бактерии. Окисление неорганических соединений: группы хемолитотрофных бактерий и осуществляемые ими процессы. Анаэробные дыхания. Доноры и акцепторы электронов, используемые разными микроорганизмами при анаэробном дыхании. Диссимиляционная нитратредукция и денитрификация. Сульфат- и серу-редукторы. Метаногены, их особенности. Ацетогены. Путь Вуда-Льюнгдала. Фототрофные прокариотные и эукариотные микроорганизмы. Состав, организация и функции их фотосинтезирующего аппарата. Фотосинтез с выделением и без выделения молекулярного кислорода. Использование световой энергии галоархеями. Биосинтетические процессы, ассимиляция углекислоты. Рибулозобисфосфатный цикл, ассимиляция формальдегида метилтрофами. Значение цикла трикарбоновых кислот и глиоксилатного шунта. Ассимиляционная нитратредукция, фиксация молекулярного азота. Свободноживущие и симбиотические азотфиксаторы. Пути ассимиляции аммония. Ассимиляционная сульфатредукция. Синтез основных биополимеров, биосинтез порфириновых соединений, вторичные метаболиты.

Биохимические основы и уровни регуляции метаболизма, регуляция синтеза ферментов. Индукция и репрессия. Регуляция активности ферментов, аллостерические ферменты и эффекторы, ковалентная модификация ферментов, аденилатный контроль и энергетический заряд клетки.

8. Наследственность и изменчивость

Наследственная и ненаследственная изменчивость, мутационная природа изменчивости. Частота мутантов и типы мутаций. Спонтанный и индуцированный мутагенезы. Популяционная изменчивость, селекция различных мутантов. Применение мутантов микроорганизмов. Трансформация, трансдукция, конъюгация, рекомбинация и генетический анализ у фагов. Плазмиды, транспозоны, использование вирусов и плазмид в генетической инженерии. Рекомбинация у эукариот, половой и парасексуальный процессы, цитоплазматическая наследственность.

9. Микроорганизмы в природе

Участие микроорганизмов в биогеохимических циклах, взаимосвязь циклов. Роль физиологических групп микроорганизмов в катализе этапов циклов. Ведущая роль цикла углерода, продукция и деструкция в цикле органического углерода, связь с циклом неорганического углерода и циклом кислорода. Цикл азота, группы организмов, участвующие в нем. Цикл серы: серобактерии и сульфидогены. Цикл железа. Самоочищение водотоков. Очистные сооружения и микробные сообщества в них. Морская микробиология. Сообщества микроорганизмов, трофические связи в сообществах. Анаэробное сообщество как модель трофических связей, межвидовой перенос водорода и формиата, синтрофия. Первичные анаэробы и вторичные анаэробы. Экология микроорганизмов, формирование состава атмосферы. Парниковые газы, метаногенез, бактериальный газовый фильтр. Водная микробиология, озеро как модель водной экосистемы. Циклы веществ в водоемах. Геологическая микробиология, роль микроорганизмов в выщелачивании пород и формировании коры выветривания. Цикл кальция и карбонатов, рудообразование. Почвенная микробиология, структура почвы и характерные условия обитания микроорганизмов в почве. Влажность и почвенный воздух, связь микроорганизмов с растениями, ризосфера. Роль мицелиальных организмов в почве, микориза, гумусообразование. Роль микроорганизмов в формировании характерных типов почв, самоочищение почвы. Палеобактериология и эволюция биосферы в докембрии, реликтовые сообщества. Филогения микроорганизмов, основанная на изучении последовательностей 16 S рРНК, симби огенез.

10. Микроорганизмы в хозяйственной деятельности и медицине

Использование микроорганизмов для получения пищевых и кормовых продуктов, химических реактивов и лекарственных препаратов. Применение в сельском хозяйстве, при выщелачивании металлов из руд, очистке стоков и получении топлив.

Минеральные соединения азота не накапливаются в почве в больших количествах, так как потребляются растениями, а также используются микроорганизмами и частично снова превращаются в органическую форму. Азотные удобрения усиливают минерализацию почвенного органического вещества и значительно увеличивают усвоение растениями азота из почвы. До недавнего времени считалось, что растения используют 70—80% азота удобрений. Коэффициент использования растениями азота удобрений определялся разностным методом — по разнице в выносе азота с урожаем при внесении азота и без внесения, выраженный в % внесенного количества N удобрения. При этом допускалось, что растения в том и другом случае усваивают одинаковое количество азота из почвы. Применение в агрохимических исследованиях метода меченых атомов (в опытах использовали соединения азота, меченные стабильным изотопом азота 1SN) позволило установить, что в полевых условиях растения усваивают непосредственно из удобрений лишь 30—50% азота. Однако при внесении азотных удобрений усиливается минерализация почвенного азота и усвоение его растениями. Коэффициенты использования азота различных форм азотных удобрений существенно не различаются, за исключением экстремальных условий их применения. Показано также, что 10—20% азота нитратных и 30—40% аммиачных, аммонийных удобрений и мочевины закрепляется в почве в органической форме. Превращение азота в органическую форму резко возрастает при запашке в почву органического вещества с низким содержанием азота (пожнивные растительные остатки, солома злаковых и соломистый навоз). Закрепившийся азот медленно минерализуется и слабо усваивается растениями, поэтому последействие азотных удобрений незначительно.

Следовательно, одновременно с минерализацией органического вещества в почве происходит закрепление минеральных соединений азота вновь в органическую форму. Но при этом азот не теряется, а лишь временно переходит в недоступные растениям соединения. Соотношение процессов минерализации и новообразования органических азотосодержащих веществ имеет важное значение в азотном режиме почв.

Для закрепления нитратного азота в почве особое значение, как уже отмечалось, имеет биологическое поглощение. Нитраты легко передвигаются в почве и могут вымываться из корнеобитаемого слоя осадками и дренажными водами. Вымывание нитратов из тяжелых почв под растениями обычно незначительно (в среднем 3—5 кг с 1 га). Однако на легких, особенно парующих, почвах в увлажненных районах, а также в условиях орошаемого земледелия такие потери могут достигать значительных величин (до 30—50 кг на 1 га и более).

Азот, содержащийся в растительных остатках, тканях животных, микроорганизмах, почвенном гумусе и вносимый с навозом, зеленым удобрением и т. д., обычно находится в органических соединениях.

Микрофлора разлагает его органические формы и переводит в доступное для растений состояние. Процессу аммонификации подвергаются азотсодержащие соединения с различной структурой — белки, аминокислоты, гликопептиды, нуклеиновые кислоты, амиды, алкалоиды, амины и др. Наиболее интенсивно протекает аммонификация белков. При гидролизе простые белки распадаются на аминокислоты, а сложные, кроме этого, — на другие органические и неорганические соединения. Основными конечными продуктами аэробного разложения белков являются СO₂, аммиак, сульфаты и вода. При анаэробном разложении образуются аммиак, амины, органические кислоты, индол, скатол, сероводород, СO₂ и др. Аммонификация протекает с участием бактерий родов Bacteroides и Bacillus. К особенно активным аммонификаторам относятся В. megaterium, В. mycoides, В. mesentericus к Proteus Vulgaris родов Pseudomonas, Clostridium и др.

Белки разлагаются под действием протеолитических экзоферментов, рибонуклеазы и дезоксирибонуклеазы, которые синтезируются микроорганизмами. Аммонификация азотсодержащих органических веществ — это микробиологический процесс.

Аммиак, образующийся в почве при аммонификации, адсорбируется обменными ионами или используется микроорганизмами и снова переходит в органическую форму, т. е. иммобилизуется. В зависимости от свойств почвы при участии нитрифицирующих бактерий он может окисляться сначала до азотистой, а затем азотной кислот (нитрификация), часть образовавшихся нитратов восстанавливается в молекулярный азот (денитрификация) с последующим уходом его в атмосферу.

Аммонифицирующие бактерии при помощи ферментов, выделяемых ими в почву, разлагают сложные белковые молекулы на более простые соединения. Эти соединения осмотическим путем проникают в клетки микроорганизмов и под действием внутриклеточных ферментов подвергаются дезаминированию, при котором высвобождается аммиак.

Если в почве содержится много углерода, аммонификация протекает довольно интенсивно, но высвобождается мало аммиака, поскольку при наличии высокого количества богатой углеродом органической массы создаются условия для активного развития микроорганизмов, расходующих аммиачный азот для формирования клеток. Азот переходит в органическую форму, т. е. иммобилизуется, и не выделяется в почву.

Аммонификация — важное звено круговорота азота, которая протекает в почве в больших масштабах. Высвобождающийся аммиачный азот не вымывается, а связывается почвенно-поглощающим комплексом в количествах, зависящих от ионообменной способности почв. В нейтральных и хорошо аэрированных почвах значительная часть аммонийного азота быстро подвергается нитрификации. При неблагоприятных для нитрификации условиях (кислая реакция, плохая аэрация) процесс аммонификации протекает очень интенсивно, приводя к потере азота из-за улетучивания аммиака. Высокие потери могут происходить при наличии в почве легкоминерализующихся, богатых азотом органических веществ, при благоприятной влажности и температуре почвы и т. д., поскольку в этом случае процесс аммонификации органических азотных соединений протекает с высокой скоростью.

Нитрификация — процесс, связанный с накоплением нитратного азота в почве. От его интенсивности зависит азотный режим почвы — один из основных факторов почвенного плодородия.

Нитрификация в почве подробно изучена Виноградским (1952). При окислении аммиака нитрифицирующими бактериями выделяется энергия, используемая ими для синтеза органических веществ. Окисление аммиака происходит в два этапа: на первом — до азотистой, на втором — до азотной кислоты. В первом этапе нитрификации принимают участие бактерии рода Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosospira и Nitrosolobus, во втором — Nitrobacter, Nitrospina и Nitrococcus.

Нитрифицирующие бактерии чувствительны к окружающей среде. Они используют лишь до 9% энергии, выделяемой при окислительных процессах аммонификации, и реагируют на изменение почвенной реакции, не развиваясь при pH ниже 6. В их клетки могут легко проникать токсические вещества, это свойство используют при применении ингибиторов нитрификации в почвах. В нейтральные, хорошо аэрированные почвы в результате нитрификации ежегодно поступает в среднем 300 кг/га азотной кислоты, которая содействует повышению растворимости фосфатов и поступлению более высоких количеств усвояемого растениями фосфора в почву.

В Болгарии проведены подробные исследования интенсивности процессов аммонификации и нитрификации в почвах. В черноземах аммонификация происходит интенсивно, за исключением летнего периода. Минерализация органического азота активно осуществляется осенью, в карбонатных и типичных черноземах — весной, а в выщелоченных черноземах — в течение почти всего года. Активность нитрифицирующих микроорганизмов в черноземах высока, хотя носит сезонный характер. Летом при высокой температуре создаются оптимальные условия для поступления нитратов в почву, поскольку этот период совпадает с вегетационным периодом сельскохозяйственных культур. Нитрификация протекает наиболее интенсивно в обрабатываемых почвах, особенно в черноземах; в оподзоленных черноземах накапливается больше нитратного азота.

Серые лесные почвы в течение всего вегетационного периода при оптимальной влажности обогащаются аммонийным азотом. При этом процесс нитрификации интенсивно протекает в темно-серых лесных почвах и сильно снижается в кислых светло-серых лесных почвах. Поскольку процессы аммонификации преобладают над нитрификацией, в кислых серых почвах накапливается аммиачный азот.

В смолницах оба процесса — аммонификация и нитрификация — идут интенсивно, причем в периоды с высокой температурой (весна, лето) преобладает нитрификация.

В луговых коричневых почвах аммонификация протекает интенсивнее, значительно слабее в выщелоченных и особенно в псевдо подзол истых (оподзоленных) лесных почвах. В этих почвах процесс нитрификации слабее по сравнению с черноземами и резко тормозится при низкой влажности летом. В псевдо подзолистых коричневых лесных почвах процесс нитрификации обычно подавлен.

Необходимо подчеркнуть, что в почвах с нейтральной или слабощелочной реакцией накапливается нитратный азот. В кислых почвах (светлосерые, оподзоленные, коричневые и оподзоленные черноземы) после внесения азотных удобрений в аммонийной форме, особенно карбамида, может развиться аммонийная токсичность, усиливающаяся в периоды с высокой влажностью и низкой температурой. В почвах с повышенной интенсивностью процессов нитрификации накапливается значительное количество нитратов, тем самым создавая условия, благоприятные для денитрификации, которая приводит к невозвратимым потерям газообразного азота. В Болгарии это может происходить на почвах с нейтральной реакцией (карбонатные и типичные черноземы, типичные и слабовыщелоченные коричневые лесные почвы и т. д.). Знание динамики роста микроорганизмов и интенсивности прохождения аммонификации и нитрификации позволит регулировать эти процессы и установить в зависимости от почвы дозы, сроки и виды азотных удобрений. Этим обусловливается полное использование вносимых туков и снижение потерь при их применении.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Нитрификация Аммиак, образующийся в почве, навозе и воде при разложении органических веществ, довольно быстро окисляется в азотистую, а затем азотную кислоту. Этот процесс называется нитрификацией. С. Н. Виноградским было установлено, что существует две группы нитрификаторов — одна группа осуществляет окисление аммиака до азотистой кислоты — первая фаза нитрификации, а вторая группа — окисление азотистой кислоты в азотную — вторая фаза нитрификации. Бактерии и той и другой групп являются грамотрицательными организмами. Бактерии первой фазы нитрификации представлены четырьмя родами: Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosolobus и Nitrosospirila. Единственный микроорганизм, детально изученный до настоящего времени, — Nitrosomonas europaea (имеют овальную, почти кокковидную форму клеток размером 0,6—1,0 X 0,9—2,0 мкм). Вторая фаза нитрификации вызывается представителями родов Nitrobacter, Nitrospina и Nitrococcus. Nitrobacter имеют удлиненную, грушевидную форму, более узкий конец часто загнут в виде клювика. Размножение Nitrobacter происходит путем почкования, причем дочерняя клетка бывает обычно подвижна, так как имеет один латерально расположенный жгутик. Нитрифицирующие бактерии обычно культивируют на простых минеральных средах, содержащих аммиак или нитриты, служащих окисляемыми субстратами, и углекислоту, являющуюся источником углерода. В качестве источников азота эти организмы используют аммиак, гидроксиламин и нитриты. Нитрифицирующие бактерии развиваются при рН 6,0 – 8,6, при оптимуме 7,0—7,5 Нитрификаторы являются облигатными аэробами. С помощью кислорода они окисляют аммиак в азотистую кислоту (первая фаза нитрификации), а затем азотистую кислоту в азотную (вторая фаза нитрификации). Предполагают, что процесс нитрификации происходит в несколько этапов. Первым продуктом окисления аммиака является гидроксиламин, который затем превращается в гипонитрит, гипонитрит — в окись азота и наконец в нитрит. В дальнейшем нитрит образует комплекс NО2- * Н2О, который далее окисляется до NОз-. Процесс нитрификации, являясь важным звеном в круговороте азота в природе, имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Переведение азота из аммонийной формы в нитратную способствует обеднению почвы азотом, поскольку нитраты легко вымываются из почвы. В то же время нитраты — хорошо используемый растениями источник азота. Связанное с нитрификацией подкисление почвы улучшает растворимость и, следовательно, доступность некоторых жизненно необходимых элементов, в первую очередь фосфора и железа.

30. Процесс денитрификации.

Меры предупреждения потерь нитратных удобрений

В почве совершается ряд процессов, в результате которых окисленные формы азота (нитраты, нитриты) восстанавливаются в окислы азота или молекулярный азот. Это приводит к существенным потерям из почвы ценных для растений соединений. Восстановление нитратов и нитритов до газообразных азотных соединений происходит в результате процессов прямой и косвенной денитрификации. Под прямой денитрификацией подразумевают биологическое восстановление нитратов, а под косвенной — химическое восстановление нитратов. Прямая, или биологическая, денитрификация, в свою очередь, расчленяется на процессы двух типов — ассимиляторную и диссимиляторную денитрификации. При ассимиляторной денитрификации нитраты восстанавливаются до NH3, который служит источником азота для построения клеточных веществ. К указанной денитрификации способны растения и многие микроорганизмы. В процессах диссимиляторной денитрификации нитраты используются в качестве окислителя органических веществ вместо молекулярного кислорода, что обеспечивает микроорганизмы необходимой энергией. Эти энергетические процессы называются процессами нитратного дыхания. Преобладающими родами денитрификаторов в почве являются Pseudomonas, Paracoccus. Помимо отмеченных мезофильных микроорганизмов, денитрификацию могут вызывать и термофильные бактерии, развивающиеся при температуре 55—65° С. Это спорообразующие бактерии, относящиеся, к роду Bacillus. Денитрифицирующие бактерии используют нитраты, в качестве акцептора водорода при отсутствии О2 для окисления органических веществ. При нитратном дыхании органические вещества полностью окисляются до СО2 и Н2О. Таким образом, денитрификаторы растут аэробно без нитратов или анаэробно в их присутствии. Большинство органических субстратов, использующихся в аэробном окислении, может быть потреблено при отсутствии О2, но с нитратами в среде. Существование денитрификаторов в анаэробных условиях обеспечивают не только нитраты, но и нитриты. В зависимости от вида микроорганизма, осуществляющего диссимиляторную денитрификацию нитратов или нитритов, конечными продуктами этих процессов являются N2, N2O, NO. Один из путей снижения потерь азота почвы и удобрения вследствие денитрификации и вымывания нитратов - применение ингибиторов нитрификации. Эти препараты тормозят нитрификацию и сохраняют минеральный азот почвы и удобрений в аммонийной форме.

Нитрификация представляет собой двухступенчатое преобразование аммония (NH4+) в нитрат (NO3-) почвенными бактериями. В большинстве почв это довольно быстрый процесс, обычно происходящий в течение нескольких дней или недель после внесения источника аммония.

Аммоний в почве поступает из различных источников, включая отходы животноводства, компосты, разлагающиеся остатки сельскохозяйственных культур, разлагающиеся покровные культуры или удобрения, содержащие мочевину или аммоний. Независимо от источника, почвенные бактерии преобразуют его в нитрат, если условия для этого будут благоприятными.

1️⃣Первый шаг

2️⃣Второй шаг

Вторым этапом процесса нитрификации является превращение нитрита в нитрат бактериями рода Nitrobacter (Нитробактер).

Эта группа почвенных бактерий получает свою энергию в процессе окисления нитритов. Другие почвенные бактерии также могут участвовать в этих преобразованиях, но их вклад, как правило, менее важен. Нитрит может быть токсичен для растений, поэтому важно, чтобы нитрит полностью превращался в нитрат.

Нитраты, как правило, являются доминирующей формой доступного для растений азота (N) в почвах, и для сохранения его в корневой зоне растущего растения необходимо тщательное управление. Большинство сельскохозяйственных растений приспособлены к использованию нитратов в качестве основного источника азота. Некоторыми заметными исключениями из этого правила являются такие культуры, как рис и черника.

Нитраты, которые не используются для питания растений, подвержены вымыванию, стокам или денитрификации, поэтому важно понимать процесс нитрификации в почве.

Нитрификация: как быстро❓

Существует ряд факторов окружающей среды почвы, взаимодействие которых влияет на скорость превращения аммония в нитрат. Основными факторами являются температура почвы, pH, содержание воды и наличие кислорода. Другие факторы, которые могут повлиять на процесс, включают засоленность почвы, текстуру и источник азота.

Нитрифицирующие почву бактерии обычно более чувствительны к воздействию окружающей среды, чем многие другие почвенные бактерии. Их скорость роста медленнее, а активность ниже, чем у большинства других распространенных бактерий. По оценкам, общее количество нитрифицирующих бактерий составляет менее 0,01 % от общей популяции почвенных бактерий.

Скорость нитрификации в почве измеряется путем анализа появления нитратов через определенный промежуток времени. Однако одновременно происходит множество сложных реакций с участием азота. Например, в пределах одной полной лопаты могут одновременно происходить нитрификация, денитрификация, испарение аммиака, минерализация и иммобилизация. То, что измеряется после производства и потребления нитратов, интерпретируется как “чистая нитрификация”.

Температура почвы🌡️

Как и почти все биологические реакции, на нитрификацию сильно влияет температура почвы. Сообщается, что оптимальная температура для нитрификации находится в диапазоне от 15,5 °С до 38 ° в зависимости от конкретных условий. В целом, когда температура почвы превышает 24 °С, нитрификация больше не ограничивается.

Низкие температуры почвы замедляют нитрификацию, причем процесс в значительной степени прекращается при температуре почвы ниже 5 °С. Почвы в основных сельскохозяйственных регионах Калифорнии редко опускаются ниже этой предельной температуры, поэтому можно предположить, что некоторое количество нитратов образуется в любое время, когда присутствует источник аммония.

На Среднем Западе США удобрения на основе аммония обычно вносят в холодные почвы осенью и зимой после того, как температура почвы постоянно опустится ниже 10 °С. Предполагается, что в холодные зимние месяцы нитрификация будет незначительной или вообще не будет происходить. Эта практика не рекомендуется для условий Калифорнии, потому что почвы редко бывают достаточно холодными, чтобы в значительной степени препятствовать нитрификации.

Большая часть нитрификации происходит в пределах нескольких сантиметров верхнего слоя почвы. Температура почвы на такой небольшой глубине обычно выше днем и прохладнее ночью, чем на глубине 6 дюймов (15 см). Растительный покров, влажность поверхности почвы и облачность также могут влиять на суточные колебания температуры почвы.

Фермеры, полагающиеся на минерализацию и нитрификацию органических компостов и навоза для обеспечения растений доступными нитратами, могут иногда сталкиваться с временной нехваткой питательных веществ в течение длительных холодных периодов.

Влажность почвы💧

Нитрифицирующие бактерии чувствительны к изменениям содержания влаги в почве, поскольку это влияет на численность и активность бактерий. Это также влияет на равновесие между растворимым и обменным аммонием, на концентрацию солей в воде и на содержание кислорода.

Сразу после дождя или полива, поры почвы могут заполниться водой, и подача кислорода может быть временно ограничена. В этих условиях скорость нитрификации снижается, поскольку для этого процесса необходимо присутствие кислорода. Если почва остается насыщенной более нескольких дней и сохраняются условия с низким содержанием кислорода, любой присутствующий нитрат может подвергаться риску потери из-за денитрификации в виде закиси азота или газообразного диазота (динитрогена). Из-за отсутствия кислорода в затопленных почвах нитрификация не является важной частью цикла азота в этих системах (за исключением насыщенных кислородом микроплощадей, таких как окружающие корни растений).

Подсчитано, что нитрификация становится ограниченной, когда поровое пространство, заполненное водой, превышает 60%. Однако по мере того, как вода стекает и кислород снова попадает в почву, нитрификация быстро возобновляется, поскольку популяция бактерий восстанавливается.

Скорость нитрификации также ограничена нехваткой воды. По мере высыхания почвы в результате испарения или осушения, растворенные соли в почвенном растворе становятся все более концентрированными. В результате солевой стресс увеличивает затраты энергии на поддержание нитрифицирующих бактерий и замедляет их активность. Водные плёнки на поверхности почвы становятся тоньше по мере высыхания почвы, замедляя перемещение растворенных веществ в почве. Сухие почвы также вызывают обезвоживание клеток, что подавляет всю активность микробов.

В засушливых условиях всплеск микробной активности (включая нитрификацию) обычно наблюдается, когда почва повторно увлажняется в результате орошения или дождя после продолжительного засушливого периода. Однако даже в засушливые периоды нитрификация все еще может происходить, хотя и с меньшей скоростью.

Свойства почвы и её обработка🚜

Наибольшее количество нитрифицирующих бактерий встречается у поверхности почвы, хотя меньшее их количество иногда можно найти на глубине многих футов. Число и активность нитрифицирующих бактерий обычно выше в почвах с более высоким содержанием глины и органических веществ. Почвы с высоким содержанием глины обладают большей катионообменной способностью удерживать аммоний, частицы глины обеспечивают большую благоприятную площадь поверхности и большее пространство микропор почвы, что благоприятно для прикрепления и роста бактерий.

Практика обработки почвы влияет на содержание органических веществ в почве, агрегацию почвы и микробную экологию. Общие тенденции указывают на то, что активность нитрификации выше при нулевой и рпониженной обработке почвы по сравнению с традиционными методами обработки почвы. Это может быть вызвано изменениями физических свойств почвы и улучшенными водными отношениями, связанными с сокращением практики обработки почвы.

Нитрификация происходит в широком диапазоне pH в почве, хотя, по оценкам, оптимальный pH составляет от 6,5 до 8.8. Скорость нитрификации ниже в кислых почвах, а добавление известняка для снижения кислотности почвы часто приводит к более быстрой нитрификации. В условиях высокого pH (> 8) активность нитробактерий (Nitrobacter) может быть снижена. Это условие позволяет преобразовать аммоний в нитрит, но не является второй стадией преобразования нитрита в нитрат. Это потенциально может привести к нежелательному накоплению нитритов в почве.

Наличие источника аммония и удобрений🔆

Без аммония, присутствующего в почве, нитрификация невозможна. Аммоний обычно не накапливается до высоких концентраций в течение вегетационного периода, поскольку нитрификация обычно происходит быстро. Однако из-за характера внесения удобрений и склонности аммония оставаться вблизи места внесения могут возникать локализованные высокие концентрации аммония.

Повышенные концентрации аммония - обычное явление после внесения свежих органических материалов или многих азотных удобрений. Были выявлены различия в скорости нитрификации между различными удобрениями и компостами (в зависимости от норм внесения, концентрации аммония, соотношения C:N и т.д.). Но они обычно не важны в полевых условиях.

Очень высокие концентрации аммиака (например, окружающие концентрированную полосу безводного аммиака) могут временно ингибировать (препятствовать) нитрификацию. Это связано с токсичным воздействием газообразного аммиака на почвенные бактерии и повышенным pH, который временно окружает концентрированные полосы аммиака.

Для обычных азотных удобрений источник аммония может влиять на скорость нитрификации. В лаборатории можно измерить различия в скорости нитрификации между различными источниками азотных удобрений. Например, в одном исследовании сообщалось, что скорость нитрификации снижалась в следующем порядке: мочевина> диаммонийфосфат> сульфат аммония> нитрат аммония> моноаммонийфосфат. Эти различия частично объясняются повышением кислотности (например, pH раствора диаммонийфосфата составляет приблизительно 8,0, а моноаммонийфосфат - pH 3,5). В большинстве полевых условий эти различия несущественны для питания растений.

Исследование, проведенное на различных почвах Калифорнии, показало, что показатели нитрификации в целом следовали тенденции: гидроксид аммония (водный аммиак)> сульфат аммония> нитрат аммония, но тенденция не была одинаковой для всех протестированных почв.

Осолоненность✳️

Высокие концентрации соли повышают осмотический потенциал почвенного раствора. По мере увеличения осолоненности скорость нитрификации падает. Повышенные концентрации соли увеличивают энергию, необходимую микроорганизмам и корням растений для поддержания целостности их клеток и перемещения воды через их мембраны.

Негативное влияние осолоненности на нитрификацию, которое может возникнуть после внесения концентрированной полосы удобрений, носит временный характер. Соли удобрений могут ухудшить нитрификацию, особенно если они вносятся узкой полосой.

Нитрификация создает кислотность🧪

Первый этап нитрификации приводит к высвобождению ионов H+, повышающих кислотность почвы. Степень подкисления зависит от способности почвы сопротивляться изменениям (буферная способность) и количества внесенного аммония. Этот естественный процесс подкисления происходит со всеми источниками аммония, будь то навоз, органические источники азота или неорганические азотные удобрения.

Одно исследование, проведенное на крупнозернистой (плохо забуференной) почве, показало значительное снижение pH при внесении аммонийсодержащих удобрений через систему капельного орошения для миндаля. Повторное внесение аммония в небольшой объем почвы сконцентрирует эффект производства кислоты вблизи зоны, где корни могут быть многочисленными.

Потери оксида азота при нитрификации💭

На первом этапе нитрификации небольшая часть аммония может быть преобразована в газообразную закись азота (N2O) во время разложения нитрита. Этот процесс важен, поскольку закись азота является мощным парниковым газом, и прилагаются усилия для уменьшения его выброса. Абсолютное количество удобрений, теряемых в виде закиси азота при нитрификации в аэробных почвах, относительно невелико, но экологически важно.

Ингибиторы нитрификации☑️

Нитраты подвержены потерям при выщелачивании (вымывании) и выбросам газов из-за денитрификации. Бывают случаи, когда желательно поддерживать азот в форме аммония, чтобы минимизировать эти потери. Многие химические вещества были протестированы на избирательное ингибирование нитрификации. Только два ингибитора нитрификации в настоящее время одобрены для использования в Калифорнии; DCD (дициандиамид) и нитрапирин. Экономическая отдача, степень подавления и потенциальные выгоды, связанные с их использованием, сильно различаются.

Понимание процесса нитрификации играет ключевую роль в управлении нитратами в почве. Условия окружающей среды и решения, принятые в сельском хозяйстве, влияют на поведение нитратов в почве. Внимание к температуре почвы, влажности и свойствам почвы поможет поддерживать необходимое количество нитратов. Тщательное обращение с источниками питательных веществ, содержащих аммоний, может помочь достичь желаемого уровня питательных веществ для сельскохозяйственных культур и свести к минимуму потери нитратов.

Читайте также: