Полная версия

Главная arrow Агропромышленность arrow Агрохимия

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

АЗОТНОЕ ПИТАНИЕ И ТРАНСФОРМАЦИЯ АЗОТА В ПОЧВЕ

ЗНАЧЕНИЕ АЗОТА В ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ

Опыт экономически развитых стран убедительно показывает, что современное земледелие не может быть высокопродуктивным без применения минеральных и органических удобрений. В отличие от других элементов питания растений, сырьевые ресурсы которых крайне ограничены и/или рассеяны, запасы азота на Земле неиссякаемы и в результате биологических и геохимических процессов постоянно поддерживаются на одном уровне (рис. 4.1). Свое название азот получил от греч. а — приставка, означающая отсутствие, отрицание, zoo(e) — жизнь; латинское название химического элемента — Nitrogenium происходит от лат. Nitrum — селитра и греч. gennao — рождаю, произвожу. Природный азот состоит из двух стабильных изотопов — 14N (99,63%) и 15N (0,37%). Конфигурация его внешней электронной оболочки 1S22S22P3. Азот имеет восемь степеней окисления — от +5 до -3. Тройная связь между атомами азота (N = N) придает молекуле большую устойчивость из-за высокой энергии (965 кДж/моль), благодаря чему азот обладает самой низкой после инертных газов реакционной способностью.

Атмосфера содержит 78,09% азота по объему, или 75,6% по массе воздуха. Поскольку площадь поверхности Земли — приблизительно

5,2 • 1014м2, а атмосферное давление равно 1 кг/см2 (1 атм), при 75,6% азота в воздухе содержание его в атмосфере составляет 4 • 1015 т, что равно 7,5 т газообразного азота на 1 м2 поверхности суши или моря. Однако, несмотря на его высокое содержание в атмосфере, практически во всех почвенно-климатических зонах большинство сельскохозяйственных культур пребывают на «голодном азотном пайке» и нуждаются во внесении азота удобрений.

Азот — составная часть многих жизненно важных органических соединений растений. Он входит в состав белков, нуклеиновых кислот, ДНК, РНК, ферментов, аминосахаров, витаминов и других биологически активных веществ. Контролируя синтез белков и ферментов, азот влияет на все процессы обмена веществ в растениях. При сокращении синтеза белков ограничивается образование новых клеток и тем самым — вегетативный рост.

Для питания растений в равной мере пригодны NH+ и NO" Лишь для некоторых растений может иметь преимущество либо аммоний-

Круговорот азота в природе ная, либо нитратная формы азота, но большинство растений потребляют азот в обеих этих формах

Рис. 4.1. Круговорот азота в природе ная, либо нитратная формы азота, но большинство растений потребляют азот в обеих этих формах.

В природных условиях азот поступает из почвы в корневую систему растений большей частью в нитратной форме, нежели аммонийной, и это совершенно не связано с их физиологической потребностью, а обусловливается характером трансформации этих форм азота. Аммоний, в отличие от нитратов, не накапливается в почве в большом количестве, поскольку довольно быстро окисляется до нитратов. Кроме того, большая часть аммонийного азота связана с поглощающим комплексом, находящимся в малоподвижном состоянии. Нитраты же находятся в основном в почвенном растворе и с гораздо большей вероятностью, чем аммоний, могут перемещаться в почве и поглощаться корнями растений.

Нитраты не принимают непосредственного участия в синтезе аминокислот. В растениях они последовательно восстанавливаются редуктазами до аммония:

Последующее взаимодействие NH3 с кетокислотами через промежуточные реакции приводит к образованию аминокислот:

Ферментативные реакции аминирования протекают во всех органах растения, однако наиболее интенсивно синтез аминокислот происходит в листьях, являющихся основным источником углеводов, необходимых для образования соответствующих кетокислот.

При нитратном питании на восстановление нитратов до аммиака и синтез аминокислот требуется значительно больше энергии, нежели при аммиачном, поэтому, когда энергетические ресурсы растений ограничены из-за слабой освещенности и/или пониженной температуры, нитраты могут накапливаться в растениях в значительных количествах.

По мере старения вегетативных органов растений содержащиеся в них белковые соединения подвергаются гидролитическому распаду, доля белкового азота уменьшается, а образующиеся аминокислоты перемещаются в созревающие семена, где они используются на синтез белков. Запасные белки семян синтезируются в основном из аминокислот, поступающих из вегетативных органов растений.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>