Влияние известкования на использование азота почвы (часть 1)
Виды азотных удобрений различаются по воздействию на почвенную реакцию. Наиболее сильное подкисляющее действие оказывают аммиачные соли - сульфат и хлорид аммония. Действие этих видов удобрений на почву вызвано не только образованием серной и соляной кислот, вследствие более интенсивного поглощения аммония, чем сульфат - или спор-ионов, но и происходящими превращениями азота этих удобрений в почвенных условиях.
Аммиачные формы азотных удобрений под влиянием нитрифицирующих микроорганизмов в почве превращаются в нитраты. Вследствие этого физиологически кислое удобрение -сульфат аммония и физиологически нейтральное - аммиачная селитра, и химически щелочное - водный аммиак (аммиачная вода) при систематическом применении оказывают подкисляющее действие на почву.
Теоретически, в оптимальных для процесса нитрификации условиях, при отсутствии поглощения аммония микроорганизмами почвы и растениями из одной молекулы сульфата аммония может образоваться три молекулы кислоты - две азотной и одна серной, для нейтрализации которых потребовалась бы (в расчете на 1 кг N) соответственно 5.36, 3.57 и 3.57 кг СаСО3. Однако, в реальных условиях все гораздо сложнее. Как поглощение азота удобрений растениями, так и превращение его в почве зависит от многих факторов, из которых наиболее важны - температура и влажность, а также такие свойства почвы как ее реакция и содержание алюминия и марганца. Поэтому подкисляющее действие азотных удобрений - очень непостоянная величина и приводимые в справочниках данные являются ориентировочными. Сильное подкисляющее влияние на почву проявляется при систематическом применении умеренных доз азотных удобрений. При использование высоких доз отчетливое изменение свойств почвы наблюдается уже в год внесения.
Для определения подкисляющего действия различных видов азотных удобрений нами был избран следующий методический подход.
1. На основании анализов индивидуальных образцов почв из сосудов, определялись средние величины гидролитической и обменной кислотности, содержание подвижного алюминия, марганца и железа.
2. Подкисляющее действие азотных удобрений (ΔрН, ΔА1 и т.д.) принималось равным разности средних величин, изучаемых показателей удобрявшихся и неудобрявшихся почв.
3. По величине гидролитической кислотности после несложных пересчетов определялось количество СаСО3 необходимое для устранения подкисляющего действия азотных удобрений.
Исследования подтвердили, что наибольшим подкисляющим действием обладает сульфат аммония; аммиачная селитра и водный раствор аммиака подкисляют почву значительно слабее (табл. 64). Обращает на себя внимание факт, что подкисляющее действие азотных удобрении варьирует очень сильно. На сильнокислых почвах, вследствие слабой нитрификации, водный аммиак вообще несколько подщелачивал их. При использовании сульфата аммония содержание легкоподвижных форм марганца и железа возрастало непропорционально подкислению почвы. Максимальное подкисляющее действие аммиачных и аммиачно-нитратных форм азотных удобрений проявлялось не на кислых почвах, а на известкованных, при которых наиболее сильно происходят процессы нитрификация (табл. 65). Подщелачивающее действие натриевой селитры, наоборот, более существенно на сильнокислых неизвесткованных почвах.
В зависимости от почвенных условий подкисляющее или подщелачивающее действие азотных удобрений может меняться в 1.5-7 раз и эта неизбежная вариабельность должна учитываться при расчетах баланса кальция на кислых и известкованных почвах.
Определение подкисляющего действия удобрений на базе вегетационных опытов не вполне точно по следующим причинам:
1. Вносимые дозы, уровень использования азота и условия аэрации, а следовательно, и нитрификации, в вегетационных сосудах несколько иные, чем реальные в поле.
2. Некоторое искажение в полученные результаты вносит в почвах, известковавшихся высокими дозами (pH KCl -6) присутствие непрореагировавшей извести, образующей буферную систему. Поэтому подкисляющее действие азотных удобрений в таких почвах, вероятно, несколько занижено. Тем не менее, полученные данные значительно объективнее характеризуют реальную обстановку, чем это достигается при использовании усредненных нормативов.
Как указывалось ранее, количество катионов, переходящих в жидкую фазу почвы, прежде всего, связано с количеством анионов. Этим объясняется так называемый «электролитный» эффект удобрений, в результате которого внесение в почву даже химически и физиологически нейтральных солей, вследствие ионного обмена, приводит к повышению концентрации катионов в почвенном растворе.
Выявление этого эффекта у азотных удобрений затруднительно, к. они, как правило, изменяют реакцию почвы, которая в свою очередь влияет на подвижность фитотоксических элементов. На рисунке 19 представлены результаты одного из вегетационных опытов, в котором в сочетании с известкованием вносились очень высокие дозы (3 г/сосуд N) азотных удобрений.
Внесение натриевой селитры приводило к некоторому подщелачиванию почвы, в то же время содержание легкоподвижных марганца и железа повышалось. Еще больше увеличивалось содержание этих элементов (даже если элиминировать подкисляющее действие) при использовании сульфата аммония. Влияние сульфата аммония на подвижность железа и марганца не может быть объяснено лишь его физиологической кислотностью и «электролитным» эффектом, если не учитывать способность аммиака быть восстановителем (Я.В. Пейве, 1980; Ф.В. Турчин, 1950) Из этого следует, что внесение сульфата аммония в кислые почвы может привести к накоплению избытка растворимых двухвалентных соединений марганца или железа и резко усиливать угнетение растений.
Использование азота из удобрений, поиски путей снижения его потерь, вопросы трансформации соединений азота в почве являются важными направлениями научных исследований во всем мире и в нашей стране.
