Азот - це складова рослинних протеїнів, хлорофілу, ДНК (генетичний код), ензимів та багатьох інших компонентів, необхідних для росту рослин. Рослини споживають азот у вигляді нітратів (NO3-) та іонів амонію (NH4+). Домінуючою формою є нітрат. Амоній більш переважний на стадії раннього росту рослин, проте протягом усього вегетативного періоду зростає необхідність у азоті; рослини засвоюють його більшу частину у формі нітрату.

Кількість азотних добрив, необхідні рослини, залежить від здатності грунту. Динамічна область доступних джерел азоту включає:

1) органічні джерела азоту, наприклад, гній, стічні води та компост;

2) азот, що фіксується Rizobium-бактеріями з рослинних залишків;

3) азот, що фіксується мікробами;

4) азотні добрива;

5) зв'язаний ґрунтом азот.

Всі ці джерела азоту з часом мінералізуються у нітрат.

Оскільки нітрат є переважною формою азоту, використовуваного рослинами, перед сівбою запланованої культури (крім бобових) необхідно використовувати метод визначення кількості залишкового нітрату в кореневій зоні, що дозволить зробити висновки про необхідний обсяг азотних добрив. Тест на залишковий нітрат – це основний метод визначення доступного нітрату у ґрунтах, особливо там, де вимивання нітрату мінімальне. Виняток становлять ґрунти, в яких відбувається вилуговування та денітрифікація. Нітрат розчиняється у воді, стаючи таким чином мобільним. Там, де кількість опадів досить велика, азот вимивається в зони глибші, ніж коренева, стаючи недоступною рослині. Отже, тест на залишковий азот не є достовірним на погано дренованих ґрунтах, що зберігають вологість протягом тривалого часу, де азот може бути втрачений за рахунок денітрифікації.

Обсяг застосовуваних азотних добрив залежить багатьох чинників. Для початку вам потрібно знати такі характеристики запланованого врожаю: скільки азоту виносить культура, який потенціал її врожайності. Важливим фактором є мінералізація ґрунтового органічного азоту. Високий рівень мінералізації скоротить норму внесення азотних добрив. Урожаї бобових збільшать ступінь мінералізації. Під час розрахунку доз внесення азотних добрив враховується залишковий нітрат ґрунту, доступний для передбачуваного врожаю, що скорочує кількість азотних добрив.

ДЖЕРЕЛА АЗОТНИХ ПОДОБРІВ

Агрономи дуже зацікавлені у стабільному джерелі азотних добрив, які використовуватимуться їх культурами. Найбільше їх турбують випаровування, іммобілізація та доступність азотних добрив. Усі джерела азоту працюють ефективно, коли застосовуються належним чином.

Існує багато джерел азотних добрив, які використовуються протягом багатьох років. Азот у більшості випадків використовується у вигляді суміші нітрату амонію та сечовини (28–0–0 та 32–0–0), сечовини (46–0–0), нітрату амонію (34–0–0), безводного аміаку (82– 0–0) та сульфату амонію (21–0–0–24).

Вибір джерела азотних добрив – головне рішення для аграрія. Кожен з них має свої переваги та недоліки. Можливі ситуації, коли одне джерело краще, ніж інше.

Основним джерелом азотних добрив є безводний аміак (NH3). Аміак отримують в результаті взаємодії азоту повітря (78% атмосфери становить азот, N2) з природним газом за високої температури і тиску. У разі збільшення ціни на енергоносії відповідно зростає і ціна на азотні добрива. Аміак перетворюється на рідкий стан при температурі нижче –33°С. Таким чином, аміак зберігають під тиском, щоб він зберігав рідку форму. Аміак, пропущений над платиновим каталізатором, перетворюється на азотну кислоту (HNO3). Азотна кислота в суміші з аміаком дає нітрат амонію NH4NO3 (34-0-0). Сечовина (NH2)2CO (46-0-0) є результатом взаємодії надлишку аміаку з вуглекислим газом (CO2). Взаємодія аміаку із сірчаною кислотою дає сульфат амонію; аміаку з фосфорною кислотою – фосфат амонію.

Протягом багатьох років безводний аміак (NH3) був основним джерелом азотних добрив при класичній обробці ґрунту. Безводний аміак необхідно впорскувати в землю досить глибоко, щоб уникнути втрат газоподібного аміаку. Внесення може бути проведене під час сівби або в будь-який інший час. Такий спосіб внесення є досить жорстким по відношенню до мікрофлори та мікрофауни ґрунту. Сьогодні фермери, які працюють за No-till, використовують інші джерела азотних добрив, м'якшої дії.

ЛІТУВАННЯ АЗОТУ З СЕЧЕВИНИ

Сечовина (NH2)2CO (46-0-0) - сухе азотне добриво, яким зазвичай користуються аграрії. Сечовина, внесена в ґрунт або на рослинні рештки, реагує з водою і за допомогою ензиму уреази швидко перетворюється на амоній. Це так званий гідроліз сечовини. Катіон амонію (NH4+) перетворюється на аміак (NH3). Оскільки аміак – це газ, він випаровується в атмосферу. Якщо амоній захоплюється частинками ґрунту, тоді він утримується в ньому і не випаровується. Кількості опадів або іригації в нормі 850 мм достатньо, щоб перемістити сечовину в ґрунт. Оскільки реакція перетворення сечовини на амоній – це ферментна реакція, відповідно швидкість перетворення зростає при підвищенні температури. Найкраще застосовувати сечовину протягом прохолодних періодів із великою кількістю опадів.

Суха сечовина може бути внесена стрічковим способом. При цьому використовується стрічка шириною 38 см для маленьких зерен або шириною рядка. Сечовина також може бути застосована як стартове добриво на 5-8 см осторонь насіння. Норма азоту становить 70-100 кг/га.

Сьогодні аграрії використовують різні способи внесення азоту. Наприклад, змішуючи розчини сечовини та нітрату амонію, одержують рідке добриво, що містить приблизно половину сечовини та половину нітрату амонію. Такі розчини – добрі джерела азоту для культур. Щоб уникнути випаровування NH3, такі добрива можна впорскувати в землю. Глибина внесення не є критичною, проте вона має бути досить великою; з таким завданням добре справляється культиватор, що обертається.

Розчин необхідно впорскувати для зниження активності уреази. Багаторазове внесення цієї суміші також працює ефективно. Однак, щоб уникнути втрат азоту шляхом випаровування необхідно дотримуватися правил внесення.

Інші азотні добрива немає проблем втрати NH3. Випаровування NH3 відбувається тому, що уреаза розкладає сечовину до NH3 і CO2. NH3 розчиняється у воді, утворюючи амоній (NH4+). CO2 знижує рН розчину. Амоній, що входить до складу нітрату, сульфату та фосфату амонію, не випаровується. рН розчинів цих амонійних солей низький, оскільки азотна, сірчана та фосфорна кислоти є сильними, а NH4ОН – це слабка основа. Сильна кислотна характеристика солей запобігає втраті NH3. CO2 – це слабкіша кислота, ніж NH3 – слабка основа; таким чином, кислотність зростає із збільшенням CO2.

РОЗРАХУНОК ЧАСУ ЗАСТОСУВАННЯ

Оптимальний час для внесення азотних добрив залежить від:

1) оброблюваної культури;

2) показники споживання азоту;

3) текстури ґрунту;

4) кореневої зони;

5) клімату;

6) кількість необхідного азоту.

Менеджмент по азоту є найбільш важливим для культур з неглибокою кореневою системою, що виробляються на піщаних ґрунтах, ніж культур із глибокою кореневою системою на суглинистих ґрунтах. Максимальне споживання азоту відбувається у період бурхливого зростання.

Пшениця, наприклад, має бурхливе зростання і відповідно максимальне споживання азоту у фазі виходу в трубку. Найбільшу частину або все азотне добрива слід внести досить рано, щоб мікроорганізми мали час на мінералізацію азотних добрив до нітрату та азоту став доступний рослині. Знижені температури ґрунту уповільнюють процеси мінералізації, тому азотні добрива потрібно вносити заздалегідь.

Найшвидше споживання азоту на кукурудзі відбувається у фазі від 8-го листка до викиду волоті. Більшість азоту повинна бути внесена за 2 тижні до фази максимального споживання за умови, що цей азот знаходиться у доступній для рослини формі – у вигляді нітрату.

ПОТЕРИ АЗОТА ПРИ ВИМИВАННІ І ДЕНІТРИФІКАЦІЇ

Потері азоту з грунту можуть виходити при:

1) вимывании (выщелачивании);

2) денітрифікації;

3) улетучивании NH3.

Питання потері NH3 розглянуто вище. Вищелачування – це процес вимивання розчиненого нітрату з водою. Почви з високою здатністю підтримувати воду можуть накопичувати значну її кількість разом з нітратом.

Для грунту з легкою текстурою азотне удобрення може бути внесено безпосередньо перед посівом або в якості підкормки в період найбільш активного росту. Внесення азоту повинно бути проведено вчасно з вивільненням вимивання в більш глибокі шари грунту. У районах з невеликою кількістю дощів у період вегетації, відповідно, дана проблема не актуальна. Але в районах з великою кількістю осадків час проведення підкормки є критичним.

Для грунту з легкою текстурою, з поганою аерацією із-за підвищеної вологості дуже важливо внести більшу частину азотного покращення після того, як грунт підсохне. Якщо азот внесений заздалегідь перед севом – основний потенціал азоту теряється внаслідок денітрифікації.

Для піщаних грунтів частина азоту може бути внесена з гербицидом або зі стартовим удобренням. Оставшуюся частину потрібно внести перед фазою максимального споживання азоту (як це обговорювалося вище).

Кількість вимиваного азоту залежить від властивості грунту і здатності утримувати воду. Улучшение структури землі, безспорно, зменшує кількість вимиваних нітратів. Коли макропори розроблені, вода може входити в землю самотеком, переміщаючись через пори вертикально вниз і поширюючись горизонтально. Вимивання відбувається по капілярам. Капілярне рух води переносить розчинний нітрат.

Стандартна оцінка вимиваного нітрату може бути розрахована за наступною формулою:

d = 100a/Pv,

де d – глибина вимивання, Pv – ємність (водопоглощающая здатність), а – кількість промивних вод. Наприклад, якщо водопоглинаюча здатність суглинка становить 46% і 2,5 см води рухається вздовж корневої зони, то нітрат переміщується на глибину 5,5 см. На піщаних грунтах з половинною водопоглинаючою здатністю нітрат висувається на глибину в 2 рази більше – 11 см.

Денітрифікація – це мікробний процес, за допомогою якого анаеробні бактерії (бактерії, здатні до життя без кисню повітря) землі утилізують (переробляють) кисневий нітрат (NO3) для підтримки своїх життєвих процесів.

Процес денітрифікації – це перетворення готового запасу нітрату в різні форми азоту, які можуть бути витрачені в атмосфері. Процес денітрифікації можна відобразити наступною схемою: 2NO3 —> 2NO2 —> 2NO —> N2O —> N2.

Щоб зменшити потенційні втрати азоту внаслідок денітрифікації, необхідно синхронізувати час внесення азоту з фазою максимального його споживання. Якщо азотні удобрення доведеться використовувати до фази максимального споживання азоту, можна використовувати замедлитель нітрифікації для відновлення азоту з удобрення до нітрату.

ПОТРЕБЛЕНИЕ И ВЫНОС АЗОТА КУЛЬТУРАМИ

У процесі вегетації харчові речовини витрачаються на освіту листків, зерен, стеблей і т.д. п. Кількість азотних добрив, необхідне рослинності, залежить від урожайності та кількості азоту, виносимого з урожаєм.

Винос азоту використовується для того, щоб показати, скільки він виноситься з грунтової культури. Требування по азоту – це кількість азоту, необхідного рослинам для росту листів, стеблей, корней і зерна. Пожнівні залишки містять остаточний азот. Цей органічний азот буде «випущений» через якийсь час. Однак для технології No-till необхідно додати деяку кількість азотних удобрень для більш швидкої переробки азоту в доступну форму. Лише через 3–4 роки азот із пожнивних залишків після перегрівання стає доступним. Впоследствии этот факт буде учтен при зниженні дози азотних удобрений. Бобові культури використовують у більшій частині і «свій» азот, який може бути доступний і для наступних, не бобових культур.

Таким чином, значення кредиту можна отримати із загальної кількості необхідних азотних удобрень.

ВЫВОДЫ

У цій статті розглядаються функції азоту як удобрення і як харчової речовини для рослин. Азот необхідний для вирощування здорового і високоякісного урожаю. Кількість азоту, яке необхідно внести, залежить від багатьох факторів, таких як остаточний нітрат у грунті, минулі/настоящі урожаї бобових, потреба азоту культурою, потенціал урожайності, іммобілізація пожнивних залишків азотними покращеннями, ступінь мінералізації нітрату, органічна речовина грунту, ціна на зерно, рівень білка, рівень білка та інші показники якості урожая.

Ефективність застосування азотного удобрення може зростати при правильному виборі джерела азоту. Існує багато ефективних способів внесення азотних удобрень. Вихід із часу, обладнання та інших компонентів, найкращий метод внесення – це те, що ми взагалі можемо зробити. Зазвичай найбільш ефективним методом є вприскування азоту в землю. Однак і всі інші методи внесення працюють добре. Целесоподібно також враховувати показники для потужності азоту при вимиванні, денітрифікації та вивітрюванні, наведені в статті.