Оценка агрохимических показателей почвы и эффективность применения удобрений

Нитрификация осуществляется группой специфических бактерий, для которых это окисление является источником энергии. В окислении аммиачных солей до азотистой кислоты (первая фаза) принимают участие бактерии рода Nitrosoraonas, Nitrosocystis и Nitrosospira, а до азотной кислоты (вторая фаза) - бактерии рода Nitrobacter. Нитрификация может идти по следующему уравнению:

2NH₃ + ЗО₂ = 2НNO₂ + 2Н₂О (первая фаза);

2HNO₂ + О₂ = 2HNO₃ (вторая фаза).

При хорошем доступе  воздуха, влажности почвы 60 - 70% капиллярной  влагоёмкости, температуре 25 - 32° С  и рН 6,2 - 8,2 нитрификация протекает интенсивно и основная масса аммиачного азота быстро окисляется до нитратов.

Денитрификация - процесс восстановления нитратного азота до газообразных форм (NO, N₂O, N₂), в результате чего происходят потери азота из почвы, что крайне нежелательно для сельскохозяйственного производства. Осуществляется денитрификация обширной группой бактерий, носящей общее название денитрификаторов (Bact. denhrificans, Bact. stutzeri и др.). Помимо биологической денитрификации, есть хемоденитрификация, т.е восстановление нитратов, образующиеся в ходе нитрификации и биологической денитрификации, в результате ряда химических реакций.

17

Для учета  всего доступного растениям минерального азота необходимо определить его запас в слое почвы от 0 до 180 см. По данным ЦИНАО. практически во всех сельскохозяйственных зонах страны 60-80% азота содержится в слое 0-60 см. Практикой установлено, что для Западной Сибири достаточно проанализировать слой почвы 0-40см. А диагностической формой азота является нитратная. Почвенные образцы отбираются ранней весной или поздней осенью, ежегодно по основным предшественникам. Картограммы не составляют.

Определение нитратного азота дисульфофеноловым  методом Грандваль - Ляжу

Значение анализа. Содержание нитратов в почве служит показателем обеспеченности растений минеральным азотом и характеризует степень выраженности процесса нитрификации. По наличию нитратного азота судят об окультуренности почвы, её биологической активности, мелиоративном состоянии.

     Нитраты обладают высокой подвижностью и при обильном атмосферном увлажнении или поливах могут перемешаться с гравитационной влагой за пределы пахотного слоя.

            Принцип метода. В основе его лежит взаимодействие нитратов с дисульфофеноловой кислотой с образованием тринитрофенола (пикриновой кислоты), который при подщелачивании раствора даёт окрашенное в жёлтый цветнитросоединение в количестве, эквивалентном содержанию нитратов: 3HNO₃+C₆H₃(HSO₂)₃OH  ->   C₆H₂(NO₂)₃OH+2H₂SO₄+H₂O;

                 Дисульфофеноловая                              

                         кислота                         тринитрофенол

C₆H2(NO₂)₃OH + NaOH       ->    С₆H₂(NO₂)₃ONa + Н₂О.

                                                                                             пикрат натрия

 

 

18

  Дисульфофеноловым методом определяют только азот нитратов и даже при большом содержании нитритов получают правильные результаты. Вместе с тем установлено, что на точность опыта влияют хлориды (занижают количество нитратов), аммиачные соли, кислотность почвенных вытяжек.

Вычисление  результатов анализа. Для расчёта  можно использовать формулу:

                                    N – NO₃ = — * 0,226- 1000, где

Где N - N0₃ - содержание нитратов, мг на 1 кг абсолютно сухой почвы;

а - количество нитратов по градуировочному графику, мг;

b-концентрация рабочего раствора(0,01 мг/мл раствора);

1000 -коэффициент  для пересчёта результата на 1 кг почвы; 

0.226 - коэффициент  пересчета;

Н – навеска почвы, г. 

 N – NO₃ = 1.70 (мг/кг).

Колориметрическое определение содержания аммонийного азота с помощью реактива Несслера

Для извлечения аммония  из почвы применяют 2%-ный раствор KCI. В вытяжку переходит аммоний, находящийся в почве в обменно-поглощённом состоянии, а также аммоний водорастворимых аммонийных солей. Поскольку водорастворимый аммоний составляет небольшую часть азота, переходящего в солевую вытяжку, данный метод считают методом определения обменного аммония. Результаты определения обменного аммония служат показателем обеспеченности почв аммиачным азотом.

Метод основан на получении  оранжевого комплекса HgO*Hg(NH; )J при взаимодействии реактива Несслера (щелочной раствор K₂HgJ₄) с солями аммония. Эта реакция весьма чувствительна. Предельная концентрация, допускающая определение аммония, не должна превышать 0,15 мг N - NH4 в 100 мл. При более высокой концентрации в растворе появляется муть или выпадает  осадок.  Определению  аммония   мешают  присутствующие  в

19

почвенных вытяжках катионы  Са²⁺ и Mg²⁺, которые осаждаются реактивом Несслера и вызывают опалесценцию. Для устранения этого в вытяжку перед добавлением реактива Несслера вносят сегнетову соль, образующую с Са²⁺ и Mg²⁺ растворимые комплексные соединения.

Вычисление  результатов  анализа.  Для  расчёта  можно  использовать

Формулу:              N – NН₄ = — * 0,776 1000. где

 

где N - NHi - содержание аммонийного азота, мг/кг; а - количество аммонийного азота, определённого с помощью калибровочного графика, мг; Ь - концентрация рабочего раствора (0,005 мг/мл раствора); 0,776-коэффициент пересчета катионов NH₄, на элемент; Н - навеска почвы, соответствующая анализируемому объёму, г; 1000 — для выражения в мг на 1кг почвы.

    N - NH₄ =    (мг/кг)

3.2 Диагностика фосфорного питания

Окисленные  соединения фосфора, безусловно, необходимы всем живым организмам. Без фосфорной кислоты не может существовать ни одна живая клетка. Фосфор входит в состав сложных белков, нуклеиновых кислот, а также он содержится в составе ряда других органических веществ растений, таких, как фитин, лецитин, сахарофосфаты и др.

Действие фосфора на растения весьма многосторонне: нормальное фосфорное питание не только значительно повышает урожай сельскохозяйственных культур, но и улучшает его качество.

Фосфор оказывает  положительное влияние на стойкость  растений к некоторым неблагоприятным  внешним условиям: у озимых хлебов и многолетних трав повышается холодостойкость, что способствует лучшей перезимовке этих культур. Растения, хорошо обеспеченные фосфором, ускоряют своё развитие и созревание, что в одних районах помогает им

 

20

избежать вреда суховеев (на юге), а в других - ранних осенних заморозков (в Сибири).

В растения фосфор поступает только в виде солей  фосфорной кислоты.

Известную роль в повышении доступности культурам фосфора из труднорастворимых источников играют некоторые микроорганизмы, способные выделять кислоты в почву, которые разлагают и переводят в более растворимую форму соли фосфорной кислоты, относящейся к третьей группе. Помимо минеральных солей фосфорной кислоты, все почвы содержат ещё и органические соединения, имеющие в своём составе фосфор. Главный источник органического фосфора в почве - её гумус. В форме органических соединений вносится в почву и фосфор с такими местными удобрениями, как навоз и ряд других.

Фосфорная кислота, появляющаяся в результате расщепления органического соединения ферментами, поглощается корнями. Ферменты растительные клетки выделяют па поверхность корневых систем.

Микроорганизмы имеют  те же ферменты, что и высшие растения. При отсутствии микробов усвоение растениями фосфорной кислоты, содержащейся в сложных органических соединениях, было бы невозможным .

В отличие  от азота на фосфор картограммы составляют. Диагностическим слоем является слой 0-20см, отбор проводят раз в пять лет.

Метод определения  подвижных форм фосфора и калия  в одной вытяжке

Определение подвижного фосфора в дерново-подзолистых  и подзолистых почвах по Кирсанову

Определение основано на извлечении фосфора из почвы 0,2н. раствором соляной кислоты при соотношении почва: раствор, равном 1:5. Данный   метод   принят   в   качестве   стандартного   для   кислых   почв

 

21

Нечерноземной зоны. По мнению А. Т. Кирсанова, 0,2н. раствор  НС1 примерно соответствует растворяющей силе корневых выделений растений. В вытяжку переходят все фосфаты кальция и большая часть фосфатов полуторооксидов.

Установленное анализом содержание Р₂О₅ в исследуемой почве равно 10 мг на 100г почвы или 100 мг/кг. Это означает, что обеспеченность данной почвы - средняя.

3.3 Диагностика калийного питания

Без калия растения не развиваются, однако роль его в растительном организме не вполне ясна. Известно, что под влиянием калия усиливается синтез Сахаров в листьях и передвижение их в другие органы растения. Калий способствует также образованию белковых веществ в растении.                               Нормальное калийное питание приводит к улучшению качества урожая.                                     Растительные клетки и ткани, не страдающие от недостатка калия, лучше удерживают воду и вследствие этою не так легко завядают, что важно при краткосрочных засухах. Стойкость растений к холоду также усиливается благодаря хорошему обеспечению калием.

    Недостаточное калийное питание приводит к щуплости зерна, понижению его всхожести и жизненности. Характерно и то, что калийный голод приводит к уменьшению устойчивости сельскохозяйственных культур к грибным и бактериальным заболеваниям не только в поле или на огороде, но и во время послеуборочного хранения. Внешние признаки калийного голодания растений проявляются довольно характерным образом. Листья преждевременно желтеют, начиная с краёв; в дальнейшем края и верхушка листьев приобретаю! бурую окраску (иногда с красными крапинками) и отмирают, вследствие чего листья имеют обожжённый или рваный вид. На листьях картофеля, испытывающего резкий недостаток калия, появляется бронзовая окраска. У других растений нередко наблюдается загибание этих

22

краёв и верхушки листа книзу. Па зрелых плодах томатов  появляются ржавые пятна.

Наибольшим потреблением калия отличаются картофель, свекла и овощные культуры; бобовые (зерновые и травы) содержат на единицу урожая больше калия, чем зерновые.

На калий, как и на фосфор картограммы составляют. Диагностическим слоем является слой 0-20см, отбор проводят раз в пять лет.

Определение калия в почве проводят аналогично, как было показано выше по Кирсанову, т. е используется вытяжка для определения подвижного фосфора:

                                                 К₂О =  — • 1000, где

а - количество аммонийного азота, определённого с помощью калибровочного графика, мг; Ь - концентрация рабочего раствора(0_г005 мг/мл раствора); Н - навеска почвы, соответствующая анализируемому объёму, г; 1000 - для выражения в мг на 1кг почвы.

Результат определения  К₂О по Кирсанову, изложенный выше в формуле равен 40мг/кт. Содержание калия в дерново-подзолистой мелиорированной почве низкое.

3.4 Оценка показателей эффективного плодородия почвы.

Дерново-подзолистые  почвы образуются под травянистыми или мохово-травянистыми лесами. Развивающаяся под их пологом травянистая растительность приводит к формированию в профиле подзолистой почвы дернового горизонта. В результате совместного проявления подзолистого и дернового процессов и формируются дерново-подзолистые почвы. Это происходит также при сведении леса, когда на его месте возникают суходольные луга; в данном случае подзолистый процесс сменяется дерновым и из подзолистой почвы постепенно образуется дерново-подзолистая.

23

Таким образом, обменные основания у данного  типа почв представлены кальцием и магнием. Содержание кальция в пахотном горизонте выше, чем в других горизонтах, что связано с более активной биологической аккумуляцией его по сравнению с магнием. Минеральный состав дерново-подзолистых почв разнообразен и зависит главным образом от механического состава и свойств почвообразующих пород. Дерново-подзолистые почвы бедны валовыми запасами и подвижными формами азота и фосфора. Азот содержится преимущественно в органическом веществе, при минерализации которого образуются нитратные и аммиачные формы, доступные растениям. Некоторая часть азота постоянно находится в форме поглощенного аммония.

Фосфор содержится преимущественно  в минеральных соединениях. Итак, общие сведения по исследуемой почве можно просмотреть ниже в таблице 2.

Таблица 2-Содержание питательных элементов в дерново-подзолистой мелиорированной почве

№ почвенного образца	Содержание  мг/кг
	N-NO3	N-H4	Р2О5	К2О
18		17,5