применение чилийской селитры (NaN03) заметно повышало урожай сельскохозяйственных культур.
Однако уже в конце века П. С. Коссович в опытах со стерильными культурами доказал, что растения могут непосредственно усваивать аммиачный азот без предварительного окисления его в нитратную форму. К таким же выводам в 1900 г. пришел и французский исследователь Мазе. После установления этого положения возникла необходимость изучения условий и особенностей использования растениями аммонийной и нитратной форм азота. Обширные фундаментальные исследования по этому вопросу были проведены Д. Н. Прянишниковым и его учениками. Они показали, что эффективность использования различных форм азота зависит от ряда факторов. Существенное значение при этом имеет реакция среды: при нейтральной реакции лучше усваивается аммонийный азот, а при кислой — нитратный.
В начале роста растений существенное значение имеют и их биологические особенности. При прорастании семян растений, имеющих небольшой запас углеводов, а следовательно, и органических кетокислот (например, сахарная свекла), избыточное поступление аммонийного азота в растения оказывает на них негативное воздействие. В этом случае аммонийный азот не успевает использоваться для синтеза аминокислот, накапливается в тканях растений, вызывая их отравление. При данных обстоятельствах необходимо использовать нитратные формы азота, так как они могут накапливаться в тканях растений в больших количествах, не причиняя вреда. Растения, в посевном (посадочном) материале которых имеется большой запас углеводов (например, картофель), используют поступающий аммонийный азот для синтеза аминокислот без ограничений. Для таких культур аммонийная и нитратная формы азота в начале их роста практически равноценны.
На поглощение растениями нитратного и аммонийного азота оказывает влияние и обеспеченность их сопутствующими элементами питания. Повышенное содержание в почве калия, кальция и магния создает более благоприятные условия для поглощения аммонийного азота. При нитратном питании важное значение имеет достаточная обеспеченность растений фосфором и молибденом. Недостаток молибдена задерживает восстановление нитратов до аммиака и способствует их накоплению в тканях растений.
Следует напомнить, что аммонийная (аммиачная) форма азота при поступлении в растения сразу и непосредственно может быть использована для синтеза аминокислот, в то время как нитратный азот должен еще пройти процесс восстановления до аммиака. При этом расходуется определенное количество энергии. С этой точки зрения аммиачный азот является более экономной формой, чем нитратный азот.
5.1.2. КРУГОВОРОТ И БАЛАНС АЗОТА В ЗЕМЛЕДЕЛИИ
Соединения минерального азота в почве очень подвижны и динамичны. Их содержание и трансформация являются результатом многочисленных, подчас взаимонаправленных физических, физико-химических и биологических процессов круговорота азота.
В целинных почвах в естественных биоценозах происходит замкнутый цикл круговорота азота (как и других биогенных элементов). Он включает, с одной стороны, приходные статьи: поступление азота с растительным опадом, остатками корней, экскрементами и останками животных (входящих в состав биоценоза); биологическую фиксацию атмосферного (молекулярного) азота микроорганизмами (симбионтами и свободноживущими); поступление с атмосферными осадками (N03 и NH4, образовавшимися за счет грозовых разрядов и промышленных выбросов). С другой стороны, расходные статьи: использование азота растениями, инфильтрация и денитрификция, потери в результате водной и ветровой эрозии. Содержание в почве минеральных форм азота уменьшается и в результате процесса иммобилизации — превращения минерального азота в органическую форму. Правда, в этом случае азот из почвы не теряется, а переходит в недоступную для растений форму.
Наиболее отрицательное значение имеют безвозвратные потери азота из почвы вследствие улетучивания его газообразных форм, в результате денитрификции, инфильтрации нитратов, а также эрозии. Соотношение приходных и расходных величин в круговороте азота (или другого элемента) и составляет баланс этого элемента. Он может быть отрицательным (в случае превышения расхода над накоплением), положительным (в обратном случае) и уравновешенным, или нулевым, — при равенстве расходных и приходных статей баланса.
Для природных биоценозов характерен, как правило, уравновешенный баланс азота (как и других биогенных элементов). При этом потери азота за счет вымывания и денитрификации уравновешиваются поступлением этого элемента с атмосферными осадками и биологической азотфиксацией.