ВСТУП

Інтерес до азотного живлення рослин проявився в XVІІІ ст. після відкриття в 1777 році азоту, як хімічного елемента.

Перші фундаментальні досліди в органічному плані відносяться до середини ХІХ ст., коли в 1837 р. Буссенго розробив наукову теорію живлення рослин.

В середині 50-х років стало очевидно, що асиміляція мінерального азоту на відміну від асиміляції вуглецю може відбуватися, як в коренях так і в листях. Вміст загального азоту в орному шарі різних ґрунтів коливається в межах 0,05 – 0,3 %, і залежить від типу ґрунту, вмісту органічної речовини.

Азот – один з головних біологічних елементів. Він входить до складу основних полімерів будь-якої клітини – структурних білків і білків – ферментів, нуклеїнових і аденозинфосфорних кислот. Його перетворення в біосфері пов’язані з утворенням первинної рослинної продукції.

Великі запаси азоту на нашій планеті представлені його відновленими й окисленими газоподібними формами (N2, NH3, N2O, NO, NO2). Найбільшу частину атмосферних газів складає молекулярних азот – 78,09% по обсягу 75,6% по масі.

Азот застосовується рослиною у вигляді аніонів – NО2-, NО3-, катіона NН4+. Значення N в житі рослин надзвичайно велике. При його недостачі в ґрунті порушуються всі найважливіші функції і розвиток рослин. Азот важливий органогенний елемент. Він не виводиться з організму, а використовується багатократно (реутилізується) – тобто при старінні листків звільняється в процесі розпаду цитоплазматичних білків і інших азотовмісних сполук, відтікає в молоді частини рослин. Зовні це проявляється в зміні забарвлення старіючих листків – від зеленого до жовтого, починаючи з верхньої більшої сторони їх частини. Подібні явища спостерігаються і при недостачі азоту в ґрунті. Листки дістають жовтий відтінок з червонуватими жилками. Крім того в рослині затримується ріст, зменшується розмір листків і плодів.

З врожаєм відбувається постійний винос азоту з ґрунту, що перевищує 100 млн т/рік. Виробництво мінеральних азотних добрив, яке досягає 60-70 млн т/рік, вимагає енерговитрат. У той же час коефіцієнт їхнього використання рослинами не перевищує 50%. Надлишок його викликають забруднення окремих екосистем і біосфери в цілому, що приводить до негативних наслідків. Таким чином, проблема азоту перетворюється в глобальну соціальну проблему.

Кругообіг азоту в природі розбивається на кілька основних ланок, у яки х головними елементами виступають мікроорганізми. Азот у цьому циклі бере участь у газоподібній формі, у вигляді мінеральних і органічних сполук. При фіксації азоту мікроорганізмами відбувається його відновлення; розкладання органічних азотовмісних сполук (амоніфікація) приводить до звільнення азоту у формі аміаку, що далі окислюється послідовно до нітратів і нітритів (нітрифікація). Окислений азот знову відновлюється до N2 у процесі денітрифікації. Амонійні і нітратні форми сполук азоту асимілюється рослинами і мікроорганізмами, що приводить до тимчасового закріплення азоту в органічних речовинах, його імобілізації в мікробній біомасі.

АЗОТ В РОСЛИНАХ І ҐРУНТАХ. АЗОТНІ ДОБРИВА. СПОЛУКИ АЗОТУ У ҐРУНТІ.

Азот є важливим елементом живлення рослин і має велике загально біологічне значення. Без азоту не може бути білка, а без білка не може бути життя. На це вказував Ф.Єнгельс. не випадково, що основоположник аргохімії Д.Н. Прянишнков на протязі свого життя вивчав азотне живлення рослин. Його роботи отримали світове визнання.

Особливе значення азоту у живленні рослин і в землеробстві визначається наступними причинами: по-перше, азот повітря не засвоюється вищими рослинами, за виключенням бобових культур, які можуть азотом живитися з повітря в симбіозі з бактеріями; по-друге в землі корі азоту дуже мало і в більшості ґрунтів, особливо у дерново-підзолистому ґрунті.

У природі ми зустрічаємо, що в складі повітря міститься 4/5 азоту, а над кожним квадратним метром поверхні земного шару міститься 7 т азоту, а над 1 га – 70 тис. Азоту. Наші культурні рослини знаходяться в цьому безмежному азотному океані. Тому Д.Н. Прянишнков широко рекомендував використовувати азот атмосфери біологічним шляхом, причому більш дешевше – за допомогою бобових рослин.

Азот в рослинах входить до складу амінокислот, амідів, а також нуклеїнових кислот (РНК,ДНК), відіграючи виключно важливу роль у обміні речовин у рослин. Азот містить також в хлорофілі, фосфатидах, алкалоїдах, деяких вітамінах, ферментах і других органічних сполуках.

Загальний вміст азоту у орному шарі різних ґрунтів коливається (табл.1). Значне коливання вмісту азоту у дерново-підзолистих ґрунтах пояснюється це різними механічними складом, найменші цифри відносяться до піщаних і супіщаних ґрунтів, найбільші до суглинкових коливання вмісту азоту у різних ґрунтах пояснюється різними вмістами гумусу. Враховуючи, що в гумусі міситься приблизно 5% азоту.

Табл. 1

Вміст азоту в орному шарі різних ґрунтів

Ґрунти | Азот загальний

% | в т. на 1 га

Дерново-підзолистий | 0,05-0,2 | 1,5-6

Сірі лісові | 0,2-0,35 | 6-10,5

Каштанові | 0,15-0,25 | 4,5-7,5

Сіроземи | 0,1-0,2 | 3-6

Червоноземи | 0,2-0,3 | 6-9

Звичайний чорнозем | 0,2-0,49 | 7,5-13,5

Із даної таблиці 1 видно, що валовий вміст азоту в орному шарі грунту в межах від 1,5 до 15 т на 1 га. Отже, кількість азоту в цілому достатньо для азотного живлення, як вказано раніше джерелами азотного живлення рослин є тільки мінеральні сполуки солі амонію і нітратів, які складають всього 1% від загального азоту. А решта 99% азоту знаходиться у формі складних органічних сполук гумусових, білкових, і інших недоступних для рослин, які послідовно проходять у різних ґрунтах з різною швидкістю мінералізації у результаті мікробіологічних процесів до доступних форм, як аміачне і нітратна. Перетворення в ґрунті недоступних органічних сполук азоту у доступні мінеральні і при допомозі мікроорганізмів