Прежде всего на склонах существует постоянная опасность потерь элементов питания, в том числе внесенных с удобрениями, в результате их смыва. В наибольших размерах из почвы теряется азот с гумусом, а также в виде растворимых соединений. Поэтому, чаще всего на эродированных склонах в первом минимуме находится азот, во втором – фосфор и в третьем – калий.

Эродированные почвы всегда имеют пониженное плодородие и вследствие этого требуют применения более высоких норм удобрения, особенно азотных.

Но такой подход далеко не всегда оправдан, особенно с точки зрения экологической безопасности. В системе КМЗ максимальную продуктивность, в том числе с помощью удобрений, предусматривается получить на 1 ЭТГ земель. На 2, а в некоторых случаях и на 3 ЭТГ земель со средне- и сильноэродированными почвами повышению продуктивности растений достигается за счет интенсификации биологических факторов.

Баланс органического вещества здесь также необходимо регулировать при помощи многолетних бобовых трав, а фосфора, калия и частично азота – минеральными удобрениями.

Проблему достижения бездефицитного баланса гумуса в системе КМЗ необходимо решать не только за счет внесения органических удобрений, но и путем совершенствования структуры посевных площадей, применения пожнивных, поукосных и уплотненных посевов.

Значение азота для растений, содержание и превращения его в почве

Азоту принадлежит ведущая роль в повышении урожаев сель­скохозяйственных культур. Д. Н. Прянишников подчеркивал, что главное условие, определяющее среднюю высоту урожая, — сте­пень обеспеченности сельскохозяйственных растений азотом.

Огромное значение азотных удобрений в увеличении урожай­ности сельскохозяйственных культур обусловливается исключи­тельной ролью азота в жизни растений. Азот входит в состав бел­ков, являющихся главной составной частью цитоплазмы и ядра клеток, в состав нуклеиновых кислот, хлорофилла, ферментов, фосфатидов, большинства витаминов и других органических азо­тистых соединений, которые играют важную роль в процессах об­мена веществ в растении.

Источники азота для растений. Основными источниками азо­та для растений в естественных условиях служат соли азотной кислоты и аммония, поглощение идет в виде анионов NO₃ - и ка­тионов NH₄⁺. Синтез органических азотистых соединений до бел­ка включительно происходит через аммиак, образованием аммиа­ка завершается и их распад. Аммиак, по образному вы­ражению Д. Н. Прянишникова, есть альфа и омега в обмене азо­тистых веществ в растениях.

Нитраты, поступившие в растения, восстанавливаются с учас­тием металлсодержащих ферментов через нитриты до аммиака. Для самих растений нитраты безвредны и могут накапливаться в их тканях в значительных концентрациях. Однако нитраты (и нитриты) в повышенных количествах опасны для теплокровных, вызывают заболевание метгемоглобинемией (вместо гемоглобина в крови образуется метгемоглобин, нарушается снабжение тканей кис­лородом, развивается синюшность) и могут быть предшественниками канцерогенных соединений— нитрозаминов.

Синтез некоторых аминокислот идет путем присоединения аммиака к органическим кетокислотам. Аспарагиновая и глутаминовая амино­кислоты могут присоединять еще по одной молекуле аммиака, давая амиды — аспарагин и глутамин. Эти соединения служат для дето-ксикации избыточных количеств ам­миака и в качестве источника ами­ногрупп при синтезе различных ами­нокислот в реакциях переаминиро-вания.

Растения способны усваивать и амидный азот мочевины, поступивший через корни или листья (после ферментативного гидролиза ее до аммиака или путем непосредственного включения амидного азота в состав органических соединений).

В процессе роста и развития в растениях постоянно синте­зируется огромное количество разнообразных белков. Для био­синтеза белков, как и других сложных органических соедине­ний, требуются затраты большого количества энергии. Основные источники ее в растениях — фотосинтез и дыхание (окислитель­ное фосфорилирование), поэтому существует тесная связь меж­ду синтезом белка и интенсивностью дыхания и фотосинтеза.

В разные периоды вегетации растений ход процессов обмена азотистых веществ неодинаков. При прорастании семян проис­ходит расщепление запасных белков эндосперма или семядолей, и продукты гидролиза используются для построения белков. Пос­ле формирования фотосинтезирующего листового аппарата и кор­невой системы питание растений и синтез белка осуществляют­ся за счет минерального азота, поглощаемого из почвы. Наибо­лее интенсивно поглощение и усвоение растениями азота из ок­ружающей среды происходят в период максимального роста и образования вегетативных органов — стеблей и листьев. Из ста­реющих частей растений, в которых преобладают процессы рас­пада белка, продукты его гидролиза передвигаются в молодые, интенсивно растущие органы. При формировании семян белко­вые вещества вегетативных частей растения подвергаются гид­ролизу и образующиеся продукты оттекают в репродуктивные органы, где снова используются на синтез белка. В это время потребление растениями азота из почвы ограничивается или практически заканчивается.

Работами Д. Н. Прянишникова и его учеников доказано, что аммонийный и нитратный азот при определенных условиях — равноценные источники питания для растений.

Преимущественное использование растениями аммонийного или нитратного азота зависит от ряда факторов, важнейшие из которых: биологические особенности культуры, обеспеченность ее углеводами, реакция среды, наличие кальция, калия и других элементов питания, в том числе микроэлементов. При недостат­ке углеводов и, следовательно, органических кетокислот (осо­бенно при прорастании семян, имеющих малый запас углеводов, например сахарной свеклы) избыточное поступление аммоний­ного азота в растения может оказать отрицательное действие. В этом случае аммонийный азот не успевает использоваться на синтез аминокислот и накапливается в тканях, вызывая «амми­ачное отравление» растений. Те растения, в посевном материале которых содержится много углеводов (например, крахмала у картофеля), быстро усваивают поступающий аммонийный азот и хорошо отзываются на внесение аммонийных удобрений.

При нейтральной реакции аммонийный азот усваивается рас­тениями лучше, а при кислой — хуже, чем нитратный. Повышен­ное содержание кальция, магния и калия создает более благо­приятные условия для усвоения аммонийного азота, а при нит­ратном питании важное значение имеет достаточная обеспечен­ность фосфором и молибденом. Недостаток молибдена тормозит восстановление нитратов и ограничивает ассимиляцию нитрат­ного азота растениями. В естественных условиях сравнительная ценность для растений нитратных и аммиачных (аммонийных) форм азотных удобрений в значительной степени определяется их поведением, превращениями в почве и свойствами последней.