ХИМИЯ ПОЧВЫ

Нитраты. Накопление нитратов в почве. Методы определения доступного растениям азота

Поскольку анион NOg в почве не поглощается ни химически, ни физико-химически и при достаточной влажности целиком находится в почвенном растворе, не возникает сомнений в возможности его использования растениями и микроорганизмами. Если усвояемость аммиака значительно ухудшается в кислой среде, то на усвояемость нитратов, напротив, подкисление реакции действует положительно. При этом, как -указывает Д. Н. Прянишников (1940), «амплитуда благоприятного действия распространяется у нитратов на большее число ступеней рН, чем у аммиака». При тех величинах рН, которые имеют место в большинстве почв, реакция среды практически никогда не является ограничивающим фактором для использования нитратов растениями. Это использование может быть ограничено лишь недостаточным наличием других элементов питания, например фосфора.

Накопление нитратов в почве свидетельствует о ее хорошем «санитарном» состоянии: те же величины рН, те же концентрации и состав почвенного раствора, степень аэрации, влажность и температура почвы, которые благоприятны для большинства культурных растений, способствуют и процессу нитрификации. Данные по динамике нитратов с успехом используются для характеристики азотного режима самых разнообразных почв, для суждения о целесообразности внесения азотных удобрений, о сроках и дозах их внесения; более того, динамика нитратов в почве в большой мере характеризует ее плодородие.

Напомним, что то количество нитратов, которое в данный момент находится в почве, представляет собой результат (алгебраическую сумму) ряда противоположных процессов: наряду с процессом нитрификации, приводящим к накоплению нитратов, в почве происходит поглощение нитратов растениями и микроорганизмами, вымывание их осадками, а также и денитрификации. Разнообразием этих процессов и их различной выраженностью в тех или иных условиях объясняется динамичность содержания нитратов в почвах.

Методы определения доступного растениям азота в почве

Нитраты определяются в водной вытяжке при отношении почвы к воде, как 1 : 5. После трехминутного взбалтывания вытяжка фильтруется; в фильтрате нитратный азот определяется дисуль- фофеноловым методом (метод Грандваль-Ляжу).

Определение содержания нитратов ведется обычно в пробах, взятых из нескольких слоев почвы (например 0—20; 20—40; 40—60 см и т. д.). Суммируя количества нитратов, найденных в разных слоях, получают общий их запас в исследованной толще почвы (0—60, 0—100 см), характеризующий обеспеченность растений азотом в данный момент.

Запас нитратного N в почве выражается в килограммах на гектар (кг/га); для вычисления его надо знать объемный вес почвы по отдельным слоям, в которых определялись нитраты. Для культур, у которых потребление азота в основном происходит в первый период вегетации (например, для яровой пшеницы), наличие в момент посева такого количества нитратов в почве (в кг!га), которое достаточно для получения высокого урожая, означает отсутствие необходимости в применении азотных удобрений. Для культур с растянутым периодом потребления азота одного предпосевного определения нитратов мало. Недостаток нитратного азота, обнаруженный анализом в тот или иной период вегетации, может быть компенсирован внесением удобрений в виде подкормки.

Аммоний. Поскольку аммоний в почве в большей части находится в поглощенном состоянии, определение ведется в солевой вытяжке, в которую переходят как обменный, так и воднорастворимый NH4. Для приготовления вытяжки используется раствор КС1 или NaCl в концентрации 1—3% (по разным авторам). В различных модификациях метода варьирует и соотношение между почвой и раствором (1 : 10 и 1 : 30) и время их взаимодействия (Турчин, 1960; Аринуш- кина, 1962). В отфильтрованной вытяжке NH4 определяется колориметрически при помощи реактива Несслера, который дает с ионом NH4 желто-окрашенный йодистый меркураммоний: NH34-2K2(HgJ4) +ЗКОН -> NH2Hg20J+7KJ + 2H20 Реактив Несслера       Йодистый меркураммоний

Для вытеснения необменно поглощенного NH4 должны применяться более сильные реактивы, чем растворы нейтральных солей (например, кипящая 10%-ная HN03).

Нитрификационная способность. Как отмечалось выше, количество нитратов в почве весьма подвижно и в течение года подвергается резким колебаниям в зависимости от ряда факторов. Очевидно, проба почвы, взятая в поле в какой-то случайный момент, может содержать самые разнообразные количества минеральных форм азота и не позволит ни оценить обеспеченность растений азотом на данной почве, ни сравнить в этом отношении эту почву с другими.

В качестве показателя обеспеченности почвы азотом рядом исследователей (Кравков, Ваксман, Немец) было предложено определение нитрификационной способности почвы. Основной принцип метода заключается в следующем: навеска почвы ставится в лаборатории в определенные, благоприятные для нитрификации условия температуры (28—30° С) и влажности (50—60% от полной влаго- емкости). По истечении некоторого срока при помощи водной вытяжки определяется количество образовавшихся нитратов. Таким образом, метод позволяет учесть способность почвы к накоплению нитратов в определенных условиях, одинаковых для всех исследуемых почв.

Гидролизуемый азот. Методом определения гидролизуемого азота, предложенным И. В. Тюриным и М. М. Кононовой (1934), учитывается азот, находящийся в почве в данный момент в минеральной форме, а также азот наиболее легко разлагаемой части органического вещества, которая в ближайшее время может быть минерализована. Так как первые стадии разложения связаны с гидролизом, то метод заключается в действии на почву слабой кислотой (0,5 н. H2S04). При этом наиболее легко гидролизуемая часть органического азота переходит в раствор. Определение общего количества азота в фильтрате дает количество легкоподвижного азота в почве. Поскольку, помимо наличия легко гидролизуемого азота в почве, большое значение имеет и скорость минерализации, которая зависит от физико-химических свойств и биологической активности, данные по гидролизуемому азоту для различных почв неодинаково характеризуют обеспеченность растений азотом.