ббк 35. 32 я 73 Р277 Компьютерный набор и верстку

Азот содержится в растениях в сравнительно небольших количествах ( 0,5 - 4% сухого вещества.). Определение общего азота необходимо для того, чтобы знать количество сырого белка в анализируемой продукции для установления выноса его с урожаем сельскохозяйственных культур и других целей.

При оценке качества растительной продукции чаще определяют именно сырой белок, а не “чистый” белок, поскольку его определять трудно. Сырой белок (такой термин рекомендован ВАСХНИЛ вместо понятия “сырой протеин”) рассчитывается умножением содержания общего азота для зерна пшеницы, ржи, овса, ячменя (кроме пивоваренных сортов) на коэффициент 5,7; для трав, пивоваренного ячменя, кукурузы, зерновых бобовых, масличных и других культур — 6,25.

Суточная потребность человека в белке составляет 80 - 100 г. Питательная ценность кормов во многом зависит от содержания белка. Корма на каждую кормовую единицу должны быть обеспечены 100 г переваримого протеина т. е. корма, которые содержат на 1 кормовую единицу менее 100 г переваримого протеина относятся к имеющим недостаточную белковую питательность, более 100 — с высокую.

Качество корма по содержанию сырого белка оценивается по 20 - балльной шкале: при количестве сырого белка 15% и больше ( в расчете на сухое вещество) — 20 баллов; 14,9 - 12,7% — 16 баллов; 12,6 - 11,7 % — 12 баллов; 11,6 - 9,9 % — 9 баллов; 9,8 - 8,3 % — 6 баллов; 8,2 - 6,1 % — 3 балла; 6 и менее — 0 баллов.

Наряду с общим содержанием для оценки качества растениеводческой продукции большое значение имеет определение аминокислотного состава белков. Особую роль играют незаменимые аминокислоты (лизин, триптофан, лейцин, изолейцин, валин, метионин, фенилаланин, треонин), которые не могут синтезироваться в организме человека и животных и должны поступать с пищей и кормом.

Многие продукты часто содержат недостаточное количество незаменимых аминокислот. Так, суточная потребность человека в лизине составляет 2 - 4 г, а в 100 г пшеничного хлеба содержится только 0,124 лизина. Если человек потребляет 600 г хлеба в день, то он удовлетворит потребность в лизине всего на 20%. Поэтому белки разных продуктов неравноценны. За 100 %-ную биологическую ценность приняты белки молока и куриного яйца. Ценность белков пшеницы составляет 52, а ржи - 75%.

Условия азотного питания оказывают существенное влияние на рост и развитие растений. При достаточном снабжении растений азотом в них усиливается синтез органических азотистых веществ, образуются мощные листья и стебли с интенсивно-зеленой окраской, растения хорошо растут и кустятся, улучшается формирование и развитие органов плодоношения. Это способствует повышению урожайности и содержанию в их белка.

Однако при одностороннем избытке азота задерживается созревание растений, они развивают большую вегетативную массу, но мало зерна, клубней и корнеплодов; у зерновых, льна и других культур избыток азота может вызвать полегание. При этом может ухудшаться качество растениеводческой продукции. В клубнях картофеля снижается содержание крахмала, в корнеплодах сахарной свеклы - сахара и возрастает содержание “вредного” в процессе сахароварения небелкового азота, в кормах и овощах накапливаются потенциально опасные для человека и животных нитраты.

Источниками азота для растений являются почвенный азот, органические и минеральные удобрения, биологический азот, накапливаемый клубеньковыми бактериями, свободноживущими азотфиксирующими организмами, а также азот, поступающий с атмосферными осадками и семенами.

Почва — основной источник азота для сельскохозяйственных культур. Он находится в составе гумуса, органических соединений, входящих в растительные остатки разной степени разложения, в микробной плазме. Валовое содержание азота в почвах Беларуси варьирует в значительных пределах и зависит от типа почвы, гранулометрического состава, запасов гумуса, режима увлажнения, степени окультуренности почвы.

Наиболее богаты азотом торфяно-болотные почвы, где его содержание колеблется в пределах 2,5 - 5,2 % , а запасы в пахотном горизонте — 16 - 20 т/га. В дерново-подзолистых почвах содержание общего азота колеблется от 0,10 - 0,16% в суглинистых до 0,08 - 0,13 в супесчаных и 0,07 - 0,10% в песчаных почвах.

На органические соединения: белки, амины, амиды, аминокислоты и др. приходится 93 – 95% почвенного азота. Органический азот практически недоступен растениям и переходит в усвояемую для растений форму лишь после минерализации.

Различные группы микроорганизмов осуществляют процессы аммонификации и нитрификации, в результате которых в почве накапливается минеральный азот, входящий в состав аммиачных и нитратных форм. В дерново-подзолистых почвах количество минеральных соединений - нитратов и обменно-поглощенного аммония – невелико и не превышает 1 - 3% от общего содержания азота.

Разложение азотистых органических соединений в почве можно представить в виде следующей схемы: белки  гуминовые вещества  аминокислоты  амиды  аммиак нитриты  нитраты.

Скорость минерализации органических веществ почвы, основного запасного фонда азота, зависит от условий внешней среды: температуры, влажности почвы, ее кислотности, характера самого органического вещества. В связи с этим количество образующихся минеральных форм азота динамично. Максимум его накапливается в весенний период при благоприятных режимах температуры и влажности для процессов нитрификации. Именно в этот период в дерново-подзолистых автоморфных почвах накапливается его 45 - 85 кг/га в зависимости от гранулометрического состава и степени окультуренности почвы.

Однако образующиеся в процессе нитрификации нитраты, будучи подвижными соединениями, могут вымываться из почвы, а также подвергаться биологической денитрификации — образованию газообразных форм азота (NO, N ₂ O и N₂ ), в результате чего теряется азот почвы. Восстановление нитратов денитрифицирующими бактериями идет через ряд промежуточных этапов: НNO₃  НNO₂  (НNO)₂  N₂О  N_2. (нитрат  нитрит гипонитрат  закись азота  молекулярный азот).

Исследования, проведенные в последние время, показали, что потери азота в газообразной форме могут происходить и при процессах аммонификации и нитрификации.

Потери азота могут происходит как при прямой денитрификации, так и косвенной, или “хемоденитрификации”, которая связана с образованием газообразных оксидов азота и молекулярного азота в результате химических реакций: при разложении промежуточных продуктов нитрификации - нитритов и гидроксиламина ( особенно при кислой реакции); при взаимодействии нитратов с NN₄⁺, α-аминокислотами, ионами Fe²⁺ и Mn²⁺ и с органическими веществами почвы.

Процессы денитрификации усиливаются при недостатке кислорода в почве (ее уплотнении, при высоком содержании влаги, большом количестве легкоминерализуемых органических веществ, заметном усилении дыхания — образование СО₂). В нормальных условиях денитрификация усиливается с увеличением глубины почвы. Особенно сильно она протекает в нижних слоях пахотного горизонта.

Таким образом, отрицательная сторона передвижения нитратов с просачивающейся водой заключается не только в том, что азот удаляется из зоны корней, но и в том, что нитраты перемещаются в подпочву, где находится основная зона усиленной денитрификации.

От денитрификации может ежегодно теряться около 8% минерального азота почвы и 15 - 25% азота минеральных удобрений. Размер потерь азота от денитрификации мало зависит от формы применяемых азотных удобрений.

Вымывание нитратного азота из пахотного слоя почвы можно предотвратить внесением доз азотных удобрений (по времени и количеству), соответствующих потребности культур в азоте на протяжении вегетации. Количество азота, вносимого с органическими и минеральными удобрениями, должно немного превышать вынос с урожаями сельскохозяйственных культур.

Содержание и запасы азота в дерново-подзолистых почвах снижаются в нижележащих горизонтах и зависят от гранулометрического состава почвы (табл.6.8). Общие запасы азота в метровом слое дерново-подзолистых суглинистых почв в 2 - 2,5 раза больше, чем песчаных.

Содержание общего азота тесно связано с содержанием гумуса. Содержание фиксированного аммония незначительно изменяется в генетических горизонтах суглинистых почв. В песчаных почвах содержание фиксированного аммония резко снижается в горизонте В₁, а затем увеличивается в горизонтах В₂ и С, где пески сменяются моренным суглинком. Однако относительное его содержание как в суглинистых, так и супесчаных почвах значительно увеличивается в нижних горизонтах почв. Эта фракция минеральных соединений азота связана с глинистыми минералами и органическим веществом почвы. Поглощение почвой аммония следует рассматривать как положительный процесс, особенно на песчаных почвах, так как при этом азот удобрений не вымывается и грунтовые воды не загрязняются.

Как показали исследования Н.Н. Семененко (1997), более высокое относительное содержание ( % от общего) фиксированного аммония в суглинистых почвах при их окультуривании указывает на то, что процесс аккумуляции этой фракции азота проходит более интенсивно, чем процесс гумусообразования и накопления общего азота.

Определение фракционного состава азота по методу Шконде-Королевой показало, что при окультуривании почвы запасы минеральных соединений азота возрастают. Около 50% метрового слоя минеральных соединений азота приходится на слой 0 - 40 см. (табл.6.9).

Содержание минерального азота (нитратов, нитритов и обменного аммония) при сельскохозяйственном использовании и окультуривании увеличивается на суглинистых почвах от 5,9 до 28,6 мг/кг, супесчаных — от 6,8 до 20,2 и песчаных — от 8,0 до 15,8 мг/кг. С глубиной относительное содержание минеральных соединений азота возрастает, что связано с более интенсивной миграцией вниз по профилю почвы минеральных органических соединений азота.

Среди органических соединений азота его легкогидролизуемая фракция (амиды, часть аминов, часть необменного аммония) является в агрономическом отношении наиболее ценной, так как она есть ближайший резерв в питании растений. Запасы легкогидролизуемых соединений азота в пахотных почвах с повышением окультуренности повышаются (табл.6.9). При окультуривании легких почв интенсивность аккумуляции фракции легкогидролизуемого азота опережает интенсивность накопления общего азота.

В суглинистых почвах содержание трудногидролизуемого азота (часть аминов, амиды, необменный аммоний, часть гуминов) значительно преобладает над содержанием легкогидролизуемого, а в песчаных почвах, наоборот.

Негидролизуемый азот (большая часть аминов, гумины, меланины, битумы, остаток необменного аммония) — фракция представленная более стойкими к гидролизу и микробиологическому разложению органическими азотсодержащими соединениями — составляет большую часть валовых запасов азота дерново-подзолистых почв (80 - 82% в слое 0 - 40 см в суглинистых и супесчаных почвах и 70 - 75% в песчаных). Закономерности распределения в почвенном профиле негидролизуемых соединений азота в целом совпадают с распределением общего азота.

Имеются определенные различия азотного фонда в дерново-подзолистых избыточно увлажняемых почвах, которых в Беларуси насчитывается более 1,8 млн га. С увеличением гидроморфности почв содержание азота в них возрастает. Запасы общего азота в метровом слое временно избыточно увлажняемых почв возрастают по сравнению с автоморфными: в суглинистых — на 27, супесчаных — на 14, песчаных — на 11%; в глееватых соответственно — на 111, 53 и 29%. При этом с возрастанием степени гидроморфности почв доля минерального азота снижается, а легкогидролизуемого и трудногидролизуемого возрастает. Избыточно увлажняемые почвы в отличие от автоморфных содержат больше влаги и имеют более короткий благоприятный период для процессов нитрификации.
Т а б л и ц а 6.9. Фракционный состав азота в дерново-подзолистых почвах

( Н.Н. Семененко, 1997 )

Окультурен-	Содержание фракций азота, кг/га
ность почвы	Мощность,	Азот общий	Минераль-	Легкогид-	Трудногид	Негидро-лизуемый
	см		ный	ролизуе-	ролизуе-
				мый	мый
Суглинистая
Слабая	0 - 20	2685	33	209	257	2189
	0 - 40	4517	64	360	425	3667
	0 - 100	6022	104	493	612	4811
Средняя	0 - 20	3711	47	183	345	3139
	0 - 40	6273	90	370	569	5246
	0 - 100	7583	183	511	757	6135
Хорошая	0 - 20	4110	69	251	319	3741
	0 - 40	7426	128	474	574	6246
	0 - 100	9057	194	636	839	7390
Супесчаная
Слабая	0 - 20	1904	23	217	104	1556
	0 - 40	2551	35	293	181	2042
	0 - 100	3505	70	409	321	2706
Средняя	0 - 20	2270	32	175	180	1895
	0 - 40	3499	61	275	298	2864
	0 - 100	4935	112	423	606	3794
Хорошая	0 - 20	2611	39	226	297	2047
	0 - 40	4117	77	369	534	3138
	0 - 100	5533	147	516	955	3916
Песчаная
Слабая	0 - 20	1623	24	257	140	1252
	0 - 40	2292	43	438	269	1654
	0 - 100	3453	89	664	575	2318
Средняя	0 - 20	2754	28	295	279	2189
	0 - 40	4948	51	539	507	3952
	0 - 100	6819	93	675	787	5274
Хорошая	0 - 20	3021	42	409	435	2245
	0 - 40	5507	71	717	789	4109
	0 - 100	8258	136	1035	968	6479

Наибольшими запасами азота отличаются торфяно-болотные почвы, в которых в верхнем горизонте при благоприятных условиях для минерализации может накапливаться до 300 - 500 кг/га минерального азота. Мелиорация торфяно-болотных почв активизирует процессы минерализации и уплотнения торфа.

Азотный режим торфяно-болотных почв во многом определяется возделываемыми на них культурами. Наиболее интенсивно минерализация органического вещества протекает под пропашными культурами. Минимальные потери органического вещества и наиболее интенсивное использование почвенных запасов наблюдаются под многолетними травами. Промежуточное положение занимают зерновые культуры. В связи с этим важнейшей задачей рационального использования торфяно-болотных почв является изыскание путей регулирования темпов биологической минерализации органического вещества, с одной стороны, и максимальное использование растениями накапливающегося количества минерального азота и снижения непроизводительных потерь - с другой.