Content

Porady ekspertów

Gleba, Nawozy, Rośliny

Co się dzieje z azotem nawozowym w glebie?

Data2020-05-25 Ilość wyświetleń1011 wyświetleń
dodaj
do ulubionych
usuń
z ulubionych

Znajomość przemian azotu w glebie pozwala na zwiększenie efektywności jego wykorzystania przez rośliny i zmniejszenie strat.
Znajomość przemian azotu w glebie pozwala na zwiększenie efektywności jego wykorzystania przez rośliny i zmniejszenie strat.

Azot (N) obecny w glebie, pochodzący między innymi z nawozów, pełni kluczową rolę produkcyjną w rolnictwie. Znajomość zachowania się tego składnika w środowisku glebowym pozwala na zwiększenie efektywności jego wykorzystania przez rośliny i zmniejszenie strat. O przemianach związków N w glebie decydują przede wszystkim procesy sorpcji biologicznej, w tym pobieranie przez rośliny i immobilizacja, jak również mineralizacja, utlenianie i redukcja oraz sorpcja wymienna i niewymienna.

Pobieranie azotu z gleby przez rośliny

Rośliny pobierają azot z gleby głównie w postaci jonów amonowych (NH4+) i azotanowych(V) (NO3-). Zazwyczaj na glebach o odczynie obojętnym absorbują przede wszystkim N-NH4, natomiast odczyn kwaśny stymuluje pobieranie N-NO3. Dodatkowym czynnikiem sprzyjającym absorpcji formy azotanowej jest charakter przemian azotu mineralnego w glebie, tj. nitryfikacja jonów amonowych oraz słabe wiązanie przez kompleks sorpcyjny i wysoka mobilność azotanów(V). Preferencje odnośnie absorbowanego jonu zależą także między innymi od gatunku rośliny i formy azotu zastosowanej w nawozach. U gatunków wrażliwych na azot amonowy jego nadmierne stężenie może przyczyniać się do występowania negatywnych skutków fizjologicznych i spadku plonów. Wykorzystanie azotu z nawozów mineralnych przez rośliny rzadko przekracza 60%. Niewykorzystany azot ulega ulatnianiu do atmosfery w formie amoniaku (NH3), tlenków (N2O, NO, NO2) i inertnego chemiczne azotu cząsteczkowego (N2) oraz wymywaniu i spływom powierzchniowym, głównie w formie NO3-.

Immobilizacja i mineralizacja związków azotu

Immobilizacja polega na włączaniu azotu mineralnego (Nmin) w biomasę mikroorganizmów, a następnie przechodzeniu (częściowo) w aktywne i ustabilizowane związki próchniczne. Immobilizacja azotu z nawozów przez drobnoustroje może stanowić swego rodzaju konkurencję dla korzeni roślin. Przy czym mikroorganizmy łatwiej pobierają N-NH4 niż N-NO3, a ich aktywność jest większa w glebach o dużej zawartości materii organicznej. Warto przy tym podkreślić, że proces immobilizacji azotu może zajść w krótkim okresie czasu (w ciągu kilku tygodni), natomiast jego uwalnianie – ponowne przechodzenie do formy mineralnej, przebiega zazwyczaj powoli. Podczas mineralizacji substancji organicznej związany z nią azot ulega przekształceniu w formy mineralne – azot amonowy, a następnie w wyniku procesu nitryfikacji i utleniania – w azot azotanowy. Proces ten jest przeprowadzany głównie przez heterotroficzne organizmy glebowe. Co ciekawe azot mineralny z nawozów może stymulować rozwój mikroorganizmów i nasilać mineralizację jego form organicznych, zwiększając tym samym pulę Nmin w zasobach glebowych.

Immobilizacja i mineralizacja związków azotu zachodzi równocześnie, a kierunek tych procesów zależy przede wszystkim od stosunku C:N we wprowadzanym materiale. Gdy stosunek C:N kształtuje się na poziomie powyżej 25-30 (na przykład po aplikacji słomy) dominuje immobilizacja. Przy stosunku C:N poniżej 20-25 (na przykład po azotowym nawożeniu mineralnym) – mineralizacja, która może przyczyniać się do strat azotu, jeżeli uwolniony podczas tego procesu Nmin nie zostanie zasorbowany.

Nitryfikacja

Nitryfikacja jest to dwuetapowy proces enzymatycznego utleniania związków azotu przy udziale bakterii z rodzaju Nitrosomonas i Nitrobacter w warunkach tlenowych:

 
2NH4+ + 3O2 → 2NO2- + 2H2O + 4H+ (Nitrosomonas)
2NO2- + O2 → 2NO3- (Nitrobacter)
 

Nitryfikacja zachodzi w szerokim zakresie pH gleby, z optimum na poziomie 7,4-8. Istotną rolę odgrywają również takie czynniki jak dobre napowietrzenie gleby i odpowiednia jej wilgotność (40-60% pojemności wodnej). Dla właściwego przebiegu enzymatycznego procesu utleniania związków azotu wskazana jest temperatura 25-30oC. W temperaturze 20oC w ciągu 14 dni nitryfikacji ulega około 50% N-NH4, podczas gdy w 30oC okres ten zostaje skrócony do 7 dni. Jeżeli nitryfikacja zachodzi w trakcie wegetacji roślin, przyczynia się zazwyczaj do zwiększenia tempa pobierania azotu przez rośliny, co jest związane z większą ruchliwością w glebie jonów azotanowych, a tym samym ograniczenia strat N. Poza okresem występowania roślin na polu można obserwować odwrotną tendencję.

Denitryfikacja

Denitryfikacja polega na redukcji azotanów przy udziale enzymów nitroreduktaz:

 
NO3- (N5+) → NO2- (N3+) → NO (N2+) → N2O (N+) → N(N0)
 

Stanowi jeden z ważniejszych procesów w cyklu krążenia azotu, pozwalający na powrót azotu do atmosfery. Jednak ze względu na żywienie roślin i zwiększenie ryzyka rozpraszania N jest niepożądana. Warunkiem niezbędnym do przebiegu denitryfikacji jest bardzo niskie stężenie tlenu w środowisku, jak również dostępność związków organicznych i azotanów(V) w glebie. Optymalne pH dla tego procesu kształtuje się na poziomie 7-8, przy czym ulega on dwukrotnemu przyspieszeniu na każde 10oC wzrostu temperatury w zakresie 10-30oC. Wysoka zawartość węgla organicznego i stosunkowo niska zawartość azotanów(V) wpływają stymulująco na rozwój bakterii odpowiedzialnych za redukcję N-NO3 do amoniaku, czyli tzw. dysymilacyjną redukcją azotanów(III).

Sorpcja niewymienna i wymienna jonów amonowych w glebie

|Sorpcja niewymienna jonów NH4+ sprowadza się do ich wiązania w przestrzeniach wewnętrznych minerałów ilastych typu 2:1 (na przykład illitu) na tyle silnego, że stają się one niedostępne dla roślin. Sorpcja ta ma szczególne znacznie w przypadku gleb zasobnych w tego typu minerały ilaste. Do zatrzymywania jonów amonowych obecnych w roztworze glebowym dochodzi również wskutek sorpcji wymiennej, podczas której kation amonowy jest zatrzymywany przez część fazy stałej gleby zwaną kompleksem sorpcyjnym. Proces wymiany między roztworem glebowym a kompleksem sorpcyjnym przebiega do momentu ustalenia równowagi. Jeżeli następuje dalsze zwiększanie stężenia jonu amonowego w roztworze (np. wskutek nawożenia), następuje jego sorpcja, gdy maleje (np. w wyniku pobierania przez rośliny) – desorpcja. Zasorbowane wymiennie jony NH4+ są w dużym stopniu chronione przed stratami, pozostając jednak dostępnymi dla roślin.

Literatura:
1. Grzebisz W. 2008. Nawożenie roślin uprawnych, t. 1 i 2. Podstawy nawożenia, Nawozy i systemy nawożenia, PWRiL, Poznań.
2. Robertson G.P., Groffman P.M. 2015. Nitrogen transformations. W: Paul E.A. (red.) Soil microbiology, ecology and biochemistry. Fourth edition. Academic Press, Burlington, Massachusetts, USA.
3. Walczak J. (red. nauk.), Jarosz Z., Jugowar L., Krawczyk W., Mielcarek P., Skowrońska M. 2019. Wdrażanie dyrektywy NEC oraz konkluzji BAT w zakresie redukcji emisji amoniaku z rolnictwa. Wydawnictwo Naukowe Scholar, Warszawa.

Czy ten artykuł był dla Ciebie pomocny?

Nie był pomocny
Był średnio pomocny
Był pomocny
Był bardzo pomocny

Tagi

Ekspert nawozy.eu

Masz pytanie dotyczące tego artykułu? Szukasz porady?

Ilość pytań do ekspertów, które możesz jeszcze zadać w tym miesiącu: 2
*pola wymagane
doradca nawozy.eu

doradca nawozy.eu


Zapytaj eksperta

NEWSY

Mniejsza produkcja oleistych na świecie

Globalna produkcja nasion oleistych jest zmniejszona o 2 mln ton do 604,2 mln ton w wyniku niższej produkcji rzepaku, bawełny i soi.

Rośliny oleiste

Wzrost biomasy roślinnej w odpowiedzi na podanie azotu zależy od szybkości ekspresji genów

Naukowcy z Center for Genetics and Systems Biology na Uniwersytecie w Nowym Jorku odkryli brakujące ogniwo molekularne między rośliną otrzymującą dawkę azotu ze środowiska a wzrostem biomasy rośliny.

Ze świata

Wzrost rumuńskiego importu warzyw

Według danych INS w 2019 r. import warzyw wyniósł 740 tys. ton o wartości 516 mln euro, w porównaniu do 678,318 ton za 424,3 mln euro.

Warzywa

Hiszpańska powierzchnia organiczna wzrosła o 4,8%

W 2019 r. powierzchnia przeznaczona na produkcję ekologiczną w Hiszpanii wyniosła 2,355 mln hektarów, a więc to 4,8% więcej niż w poprzednim roku.

Unia Europejska

nawozy.eu polecają

charakterystyka ogólna, wymagania glebowe i pokarmowe, wybór nawozu, pogoda, notowania

upload/newsy/4517/loteria-1-foto-slawomir-klak_nmedium.jpg

Loteria Grupy Azoty: ciągnik New Holland pojechał na Roztocze

Główna nagroda w III Loterii konsumenckiej Grupy Azoty, ciągnik New Holland T4.75S, trafiła do pana Wiesława Kawałki z powiatu zamojskiego. Nowoczesna maszyna zastąpi wysłużonego Ursusa C360.

Z kraju
upload/nawozenie/16/pszenica-jara_medium.jpg
Nawożenie upraw

Pszenica jara
Lepiej znosi chłody niż nadmierne temperatury, zwłaszcza w fazie strzelania w źdźbło
Dąbrowa
wtorek, 14 Lipiec 2020
17°C
11°C
min
23°C
max
Najciekawsze informacje z serwisu nawozy.eu na Twojej skrzynce pocztowej.
Proszę wpisać poprawny adres e-mail.
Proszę zalogować się na swoje konto i zmienić ustawienia newslettera.
Potwierdź zapisanie się do newslettera klikając w link w wiadomości wysłanej na Twój adres e-mail.
Nieznany błąd, spróbuj ponownie za chwilę.
Proszę zaznaczyć zgodę.
0
Najciekawsze informacje z serwisu nawozy.eu na Twojej skrzynce pocztowej.
Proszę wpisać poprawny adres e-mail.
Proszę zalogować się na swoje konto i zmienić ustawienia newslettera.





Potwierdź zapisanie się do newslettera klikając w link w wiadomości wysłanej na Twój adres e-mail.




Nieznany błąd, spróbuj ponownie za chwilę.
Proszę zaznaczyć zgodę.