Агрохимия

Регулируя азотное питание растений, можно в значительной мере корректировать уровень урожая сельскохозяйственных культур. При этом, конечно, нельзя забывать и о других факторах, необходимых для роста и развития растений (обеспеченность всеми другими макро- и микроэлементами, влагообеспеченность, тепловые ресурсы и т. д.). Максимальный урожай можно получить только при достаточной обеспеченности растений всеми необходимыми условиями для их роста. Однако азот является ведущим фактором в повышении урожая сельскохозяйственных культур.

Здесь уместно вспомнить слова академика Д. Н. Прянишникова о том, что вся история земледелия в Западной Европе свидетельствует о том, что главным условием, определяющим среднюю высоту урожаев в разные эпохи, была степень обеспеченности сельскохозяйственных растений азотом.

При хорошем азотном питании растений повышается синтез белковых веществ. Растения образуют мощные стебли и листья, имеющие интенсивно-зеленую окраску. Мощный ассимиляционный аппарат позволяет растениям накапливать большое количество продуктов фотосинтеза. В результате значительно повышается урожай растений и, как правило, его качество.

Однако одностороннее избыточное азотное питание, особенно во второй половине вегетации, задерживает созревание растений; они образуют большую вегетативную массу, но не успевают сформировать хороший урожай репродуктивных органов.

При недостатке азота рост растений сильно ухудшается. В первую очередь дефицит азота сказывается на развитии вегетативной массы: листья бывают мелкие, светло-зеленой окраски, преждевременно желтеют, стебли становятся тонкими и слабо ветвятся. Ухудшается формирование репродуктивных органов. Урожай растений резко снижается. У злаков азотное голодание ведет к ослаблению кущения, колосья образуются с небольшим количеством зерен, снижается содержание белка в зерне.

Среднее содержание азота в растениях находится в пределах 0,5—5,0 % воздушно-сухой массы. Больше всего азота в семенах. Прослеживается четкая корреляция между величиной содержания белка и количеством азота в растениях (табл. 44). В вегетативных органах азота меньше: в соломе бобовых 1,0—1,4 %, в соломе злаковых 0,45—0,65 %. Еще меньше содержится азота в корне-, клубнеплодах и овощных растениях: картофель (клубни) 0,32 %, сахарная свекла (корни) 0,24, капуста 0,33 % (на сырое вещество).

44. Содержание белка и азота в семенах различных культур, %
Культура	Белок	Азот
Соя	29	5,8
Горох	20	4,5
Пшеница	14	2,5
Рис	7	1,2

Содержание азота в растениях может существенно изменяться в зависимости от их возраста, почвенно-клим'атических условий, обеспеченности питательными элементами.

В молодом возрасте вегетативные органы растений наиболее богаты азотом. По мере их старения азотистые вещества передвигаются во вновь появляющиеся листья и побеги (табл. 45).

45. Содержание азота в вегетативной массе зерновых культур по фазам развития,

% на воздушно-сухое вещество

Культура

кущение

Фаза развития

трубкование I колошение

цветение

Озимая пшеница 5,0—5,4

Яровая пшеница 4,5—5,5

Овес 5,5—5,9

3.0- 4,5 2,1-2,5 2,0-2,4

3.0- 4,4 2,5-3,0 1,8-2,5

2,9-3,9 2,2 1,3—1,7

Темпы накопления органических веществ растениями опережают темпы поступления азота и других питательных веществ в них. Происходит «ростовое разбавление» содержания питательных элементов, в том числе и азота. В дальнейшем при созревании растений наблюдается все более выраженное передвижение азота в репродуктивные органы, где они и накапливаются в виде запасных белков.

Поступление азота в растения и его трансформация в белковые соединения. Основными источниками азота для питания растений являются соли азотной кислоты и аммония. Доказано также, что растения способны усваивать и некоторые растворимые в воде органические соединения азота: мочевину, аминокислоты, аспарагин.

Поступившие в растение азотистые соединения подвергаются в его тканях сложным превращениям, в результате которых образуются сначала аминокислоты, а затем белки.

Из всех поступивших из почвы в растения соединений азота только один аммиак может быть непосредственно использован для биосинтеза аминокислот. Нитраты и нитриты могут вовлекаться в синтез аминокислот только после их восстановления в тканях растений.

Редукция нитратов до аммиака может происходить уже в корнях. Она осуществляется с помощью флавиновых металлофермен-тов и сопровождается изменением валентности атомов азота:

ни трат -редуктаза

*hno₂-

(N⁺³)

HN0₃-

ферменты :

(N⁺⁵)

->

нитрит-

редуктаза

->(HNO)₂->NH₂OH->NH₃.

нитрит- ^z гипонитрит- ^z гидроксил амин- ^J

редуктаза редуктаза редуктаза

(N⁺¹) (N^_1) (N~³)