Новости
09.12.2016


08.12.2016


08.12.2016


08.12.2016


07.12.2016


19.05.2015

Нам уже известно из I части нашего курса, что почвенная среда представляет собой арену многосложных и многообразных явлений микробиологического порядка. Одни из них, сопровождающиеся или улетучиванием драгоценных для культурных растений элементов (например, процесс денитрификации) или образованием вредных для них соединений (например, процесс десульфуризации), должны быть отнесены нами к категории отрицательных факторов плодородия почв. Другие микробиологические процессы, сопровождающиеся или накоплением в почве более усвояемых культурными растениями соединений (например, процесс нитрификации) или даже обогащением почв теми или другими необходимыми для растений элементами (например, процесс усвоения атмосферного азота), должны быть признаны нами, наоборот, явлениями чрезвычайно желательными, влекущими за собой повышение производительных сил почв.
Для того чтобы овладеть всем этим сложным и многообразным комплексом процессов, парализовав те из них, которые являются вредоносными, и интенсифицировав те, которые представляются драгоценными, предварительно необходимо детально изучить условия, благоприятствующие развитию в почве тех и других явлений, и, наоборот, условия, их тормозящие. К рассмотрению этих вопросов мы сейчас и обращаемся.
Исключительный интерес и значение для сельского хозяйства представляют микробы, фиксирующие атмосферный азот — главным образом клубеньковая бактерия и Azotobacter chroococcum. Что касается Clostridium Pasteurianum, то, принимая во внимание, что он принадлежит к анаэробным организмам, деятельность его в культурных почвах, т. е. хорошо обрабатываемых и разрыхляемых, надо признать подавленной. Зато в почвах слежавшихся, заболоченных и т. п. его деятельность может проявляться весьма энергично.
Обращаясь прежде всего к Azotobacter, необходимо отметить, что исследования В. Омелянского показали чрезвычайную его распространенность в русских почвах, притом самых различных типов и различных районов (как Европейской, так и Азиатской частей России); этот организм не был найден упомянутым ученым лишь в песках Киргизской степи и в северных тундровых почвах.
Все выделенные культуры Azotobaeter из различных почв России оказались довольно однородными по величине производимого ими связывания азота, каковая выражалась в среднем в 1—1,5 мг фиксированного азота на 1 г разложенного маннита или декстрозы (Clostridium, также оказавшийся весьма распространенным видом среди разнообразных русских почв, обладал этой способностью еще в более высокой мере: величина фиксации равнялась 1,75—3 мг на 1 г разложенного сахара). Чтобы представить в более конкретной и наглядной форме величины биологической фиксации почвенными микроорганизмами атмосферного азота, укажем, что на основании исследований Berthelot, Lohnis, Beijerinck и др., а также обширных исследований Ротгамстедтской опытной станции, величина эта выражается в среднем в 30—35 кг на 1 га (в течение года). Принимая во внимание ту громадную потребность, которую проявляют культурные растения к потребляемому ими азоту, а также те периодические потери, которые испытывают почвы по отношению к данному элементу (процессы вымывания растворимых азотистых соединений, процессы денитрификации пр.), мы не можем не признать это количество фиксируемого азота недостаточным и слабым. Отсюда логически вытекает стремление теми или иными способами интенсифицировать описанные процессы и так или иначе повысить в фиксаторах азота их жизнедеятельность.
Конкретные пути к тому вытекают из изучения физиологии и биологии этих организмов и в частности из изучения тех факторов, которые являются наиболее благоприятствующими их росту и развитию. Ограничиваясь рассмотрением условий существования лишь Azotobacter (из свободно живущих в почве фиксаторов) и оставляя в стороне, по изложенным выше мотивам, Clostridium, а также и те организмы, которые играют в этом отношении второстепенную роль, обратимся к изучению каждого из упомянутых выше факторов в отдельности.
Одним из необходимейших условий существования Azotobacter надо признать наличие в почве достаточного количества перегнойных веществ как источника углеродистых соединений, из которых данный организм почерпает себе нужную ему энергию. Нам уже приходилось отмечать опыты Remy, согласно которым на почвах, бедных гумусом (0,8—0,9%), фиксировано было азота всего 12,2 мг (на 1 кг почвы), тогда как соответственная цифра у почв, сравнительно богатых перегнойными веществами (2—3%), выражалась количеством 38,6 мг. Значение перегнойных веществ в этом отношении еще более подчеркивается, если мы вспомним, какое благотворное влияние оказывают эти вещества на тепловой и водный режим почвы, а также на ее аэрацию, чем в общей совокупности создаются косвенным путем весьма благоприятные условия для роста, развития и размножения описываемого организма. С этой точки зрения внесение в почву навозного удобрения и различных других органических удобрений, как доставляющих Azotobaeter необходимый ему энергетический материал, должно быть признано средством, весьма усиливающим деятельность упомянутых азотфиксирующих микробов. Имеются исследования (Koch, Heinze, Pringsheim и др.), согласно которым искусственное прибавление к почве сахара, маннита, крахмала, клетчатки и других органических веществ способствует повышению урожая культурных растений, как следствие усиления жизнедеятельности азотфиксирующих бактерий вообще и Azotobaeter в частности.
Необходимым условием для нормальной жизни Azotobaeter надо далее считать присутствие в почве извести. По данным Fischer, содержание в почве данного соединения в количестве меньшем 0,1% делает уже невозможным нормальное развитие и деятельность данного микроба. Необходимость извести установлена работами целого ряда и других исследователей (Krzemieniewski, Christensen, Schneider и др.). С этой точки зрения известкование почвы, мергелевание и пр. должны быть признаны операциями, весьма благоприятствующими работе азотфиксирующих бактерий, особенно на почвах кислых (подзолистых, торфяно-болотных и т. п.), где, помимо непосредственного доставления этим организмам необходимого им кальция, имеет место нейтрализация свободных кислот, парализующих, как известно, деятельность всех почвенных микробов и, в том числе, азотфиксирующих. По исследованиям Gainey и Batchelor, нижняя граница pH для жизнедеятельности Azotobacter = 5,9—6,0; оптимальная среда = 6,46—7,73, максимум = 9,18 (Stapp и Kuschmann). Удобрение почв фосфорнокис ми соединениями (суперфосфатом, томасшлаком и пр.) также должно быть признано благоприятным для деятельности Azotobacfer (Koch, Кrugеr, Heinze, Lipmann и др.). Согласно данным Dzierzbicki и Heinze, аналогично действуют и калийные удобрения. Отметим, далее, благоприятное влияние на Azotobacter солей железа (Виноградский, Remy и др). Что касается, наконец, азотистых соединений, то присутствие их в почве не является необходимым для деятельности Azotobacter. Имеются указания, что некоторые из этих соединений представляются даже вредными (например, аммиачные соединения — Краинский).
Как аэробный микроб Azotobacter нуждается в свободной и полной аэрации почвы. С этой точки зрения тщательная механическая обработка почвы в высшей степени благоприятствует деятельности данного организма.
Тщательным разрыхлением почвы Gerlach, Vogel, Koch и др. достигали колоссального обогащения последней азотом как результата энергичной дeятeльнocти азотфиксирующих бактерий.
Е. Домрачева, исследуя процессы усвоения азота на различных представителях подзолистых почв, нашла правильное соотношение, существующее между механическим составом этих почв и интенсивностью происходящих в них процессов усвоения бактериями азота, что косвенно подтверждает значение для этих процессов аэрации. Опыты были организованы следующим образом; в колбу Эрленмейера наливался раствор Beijerinck (1 % раствор маннита + 0,05% K2HPO4). После стерилизации раствор этот заражался 10 граммами почвы. По истечении 30 дней определялось соответствующим образом количество усвоенного азота. Результаты сведены в следующей таблице:

Биологические процессы мобилизации питательных веществ почвы

Что касается наиболее благоприятной влажности почвы, то для аэробных организмов (и в том числе для Azotobacter) мы должны таковой признать, по-видимому, ту же степень увлажнения, которая установлена и для высших растений (см. ниже), т. е. влажность, равную приблизительно половине влагоемкости почвы. Более высокая степень увлажнения, связанная уже с затрудненной аэрацией, должна быть признана неблагоприятной (Краинский). Вероятно, предел доступной влажности («минимальная» влажность) аналогичен тому, что мы видим по отношению и к высшим растениям (= двойной максимальной гигроскопичности почвы). К этому выводу неизбежно приходится притти, принимая во внимание все те физические свойства и особенности, которыми обладают различные формы почвенной влаги.
Правда, и в опытах Lipmann и Burgess азотфиксирующая способность образцов почвы, пролежавших в сухом состоянии (воздушносухом) в течение 20 лет, оказалась еще очень высокой, но наблюдения эти не противоречат высказанному выше положению, ибо известно, что бактерии обладают способностью в стадии спор переносить целый ряд неблагоприятных для них внешних обстоятельств. Однако развитие их может происходить, по-видимому, лишь на том минимальном пределе, который указан выше.
Имеющиеся в литературе данные, ставящие своей задачей установить оптимальные и минимальные величины (Berthelot, Warmbold, Lipmann и др.), не в достаточной степени выясняют этот вопрос в виду того, что при учете влажности оставляли без внимания влагоемкость почвы.
Оптимальной температурой для Azotobacter является 25—30°. Весьма благоприятным условием для жизнедеятельности данного организма является также умеренное освещение почвы. Согласно В. Омелянскому, объясняется этот факт тем, что свет способствует развитию в почвенном слое водорослей, в поверхностной слизи которых поселяются в качестве эпифитов азотфиксирующие бактерии, пользуясь содержащимися в них углеводами. Этот факт ставится в связь с общеизвестными наблюдениями агрономов-практиков, согласно которым позеленение паровых полей свидетельствует о «спелости» почв.
Изучение всех тех условий, которые являются необходимыми для деятельности Azotobaeter и о которых мы только что говорили, дает в руки практики полеводства целый ряд, таким образом, вполне определенных указаний на те способы и приемы, коими можно повысить эту деятельность.
Помимо стремления создать в данной почве тем или иным путем оптимальные условия существования для азотфиксирующих организмов, уже давно делались попытки искусственно заражать почвы, бедные азотом, посредством внесения в них «бактериальных удобрений», содержащих в себе чистые культуры того или другого фиксатора. Однако данный вопрос находится еще в стадии разработки, не находя еще себе практического применения: большинство опытов такого заражения окончилось неудачей. Между тем разрешение этого вопроса в положительную сторону могло бы сыграть чрезвычайно важную роль в сельском хозяйстве, дав возможность последнему без внесения в почву дорогостоящих азотистых удобрений обогащать почву азотом на счет «дарового» и неистощимого запаса его в атмосферном воздухе.
Из числа других фиксаторов атмосферного азота наибольший сельскохозяйственный интерес и значение представляет клубеньковая бактерия (Baet. Radieicola), проявляющая эту деятельность, находясь лишь в симбиозе с бобовыми растениями, на корнях которых она образует особые вздутия, клубеньки (впрочем, имеются наблюдения, например Maze, что данная бактерия может усваивать элементарный азот и вне высшего растения)
Согласно взгляду В. Омелянского, характер взаимоотношения между этими двумя организмами надо представлять себе следующим образом. Клубеньковые бактерии, проникая в нежную ткань корневых мочек бобового растения и находя там благоприятные условия для своего питания (в виде аспарагина, органических кислот и т. п.), быстро размножаются и ведут себя первое время как паразиты. Окрепнув и размножившись, эти бактерии начинают фиксировать атмосферный азот. Когда растение усилится, роли меняются, и оно, убивая своими соками паразита, отнимает у него собранный запас азота и тем самым начинает вести себя, в свою очередь, так же как паразит (по отношению к клубеньковым бактериям). В результате такого двустороннего и взаимного паразитизма бобовое растение приобретает, таким образом, способность совершенно свободно обходиться без почвенного азота и развиваться на счет лишь азота атмосферы. Такая способность дает полное основание причислить бобовые растения к растениям, действительно обогащающим почву азотом, так как после снятия их урожая в почве остаются многочисленные пожнивные остатки (корневая система, части стеблей, опавшие листочки и пр.), увеличивающие имеющиеся в этой почве запасы азота на счет безграничного источника последнего в атмосфере. Собранные же с урожаем вегетативные части этих растений или зерна, послужив в пищу человеку или животным, также служат, в свою очередь, как бы посредниками между названными организмами и непосредственно недоступным для них атмосферным азотом. Отсюда то высокое сельскохозяйственное значение, которое уже издавна придавалось культуре на полях бобовых растений.
Особенно большими количествами азота обогащается почва при операциях зеленого (сидерального) удобрения, когда вся выросшая зеленая масса бобового растения (главным образом люпина) запахивается, как известно, целиком в почву.
Бактерии, поселяющиеся на корнях различных бобовых растений, физиологически между собою существенно различаются; этим объясняется тот факт, что та или другая их раса способна вызывать клубеньки лишь на корнях определенного растения.
Клубеньковые бактерии представляются аэробными организмами, в силу чего их развитию и размножению весьма способствует тщательная механическая обработка почв. В остальных своих требованиях (по отношению к влажности почвы, ее температуре и пр.) они весьма сходны с только что рассмотренным Azotobacter. Таким образом, все те сельскохозяйственные приемы, которые благоприятствуют жизнедеятельности этого последнего, представляются таковыми же и для Bact. Radicicola.
Если попытки искусственно заражать почву Azotobaeter не получили, еще, как мы видели выше, практического осуществления, то «прививки» почвам клубеньковых бактерий уже нашли себе некоторое применение в практике сельского хозяйства («нитрагин» Nobbe и Hiltner, «нитрокультура» Moore, «нитробактерии» Bottomley, «азотоген» и др.). Применение всех этих препаратов находит себе место на почвах кислых (подзолистых и т. п.) после предварительного уничтожения их кислой реакции известкованием и т. п., на почвах заболоченных после их предварительного, осушения и т. п. Далее, введение на данной почве какой-нибудь новой культуры того или другого бобового растения, не практиковавшегося ранее, вызывает часто необходимость предварительного заражения этой почвы соответствующей разновидностью клубеньковой бактерии и т. д.
Вопрос о применении в практике сельского хозяйства операций заражения почв чистыми культурами клубеньковых бактерий еще далек, однако, от окончательного разрешения. Так, организованные покойным Севериным коллективные опыты с указанными выше «бактерийными землеудобрительными препаратами»; проведенные по определенному плану многими русскими опытными учреждениями — как в условиях вегетационного, так и полевого опыта — не оправдали возлагавшихся на эти препараты надежд. «Эффект от бактериальных прививок в нашем опыте,— говорит в своем сводном отчете Северин, — нужно признать ничтожным. Этот эффект, по-видимому, так мал, что благодаря неточности вегетационного метода полевых делянок его лишь с трудом приходится констатировать».
Собранный рассмотренными выше фиксаторами азот накопляется в почве в неассимилируемой высшими растениями форме, а именно в виде белка тела азотфиксирующих бактерий. После смерти последних накопленные в почве белковые вещества под влиянием жизнедеятельности разнообразных микробов подвергаются гниению, конечными продуктами которого являются, как нам уже известно, аммиак, углекислота, водород, метан, вода, меркаптаны, сероводород и мн. др. Из названных продуктов сельскохозяйственный интерес представляют NH3 и H2S как содержащие в себе необходимые для растений элементы — азот и серу.
Агрономическое значение процесса аммонизации (с образованием NH3) заключается в том, что жизнедеятельностью всех рассмотренных выше микроорганизмов не ассимилируемый культурными растениями азот белковых веществ превращается в азот аммиачный, каковой, на основании работ Pitsch и Miintz и позднейших исследований Mazе, Koccoвича и Щулова, мы должны признать элементом, могущим восприниматься и усвояться этими растениями.
Что же касается другого важного продукта гнилостного разложения белка — сероводорода, то он является для высших растений вредным и даже ядовитым. По данным Loew, раствор, содержащий H2S в разбавлении 1:24 000, является уже ядовитым для большинства культурных растений. Однако, как нам уже известно, существует в почве целая группа микробов, в основе деятельности которых лежат окислительные процессы, результатом чего является превращение названного соединения в соли серной кислоты (сульфаты), которые являются уже непосредственным источником серы для культурных растений.
Образовавшийся в почве в результате процессов аммонизации аммиак превращается в дальнейшем, как нам уже известно, в соли азотной кислоты (нитраты), каковые соединения мы должны признать в ряде случаев уже идеальной формой азотистого питания культурных растений.
Условия, благоприятствующие ходу нитрификации в почве, изучены в настоящее время весьма полно, в силу чего сельскому работнику предоставляются большие возможности применением соответствующих приемов всемерно способствовать возможно более интенсивной работе нитрификаторов, тем более, что нитрифицирующие микробы встречаются, можно сказать, во всех почвах, и если в некоторых из них мы не наблюдаем нитрификационного процесса, то в большинстве случаев это зависит не от отсутствия в таких почвах возбудителей этого процесса, а от отсутствия благоприятных для их жизнедеятельности условий. Так, Withers и Fraps одним внесением в кислые почвы углекислой извести вызывали энергичное образование в таких почвах нитратов (также Dumont и др.) И. Mакринов сообщает о присутствии нитрифицирующих микробов в типичной солончаковой почве Киргизских степей, в каковой, однако, совершенно не было найдено нитратов, и пр. Все указывает на то, что даже и в таких почвах микроорганизмы все же существуют, но находятся в состоянии покоя.
В виду окислительного характера рассматриваемого процесса необходимость для последнего наличия свободного притока воздуха не требует пояснений.
Dеherain в своих опытах сравнивал количество накопляющихся нитратов в почве плотной и в почве, поддерживаемой в течение 1,5 месяца в разрыхленном состоянии, и нашел, что во втором случае их накопилось в 19 с лишним раз больше, чем в первом.
Лучшими условиями аэрации надо объяснять и установленный Е. Домрачевой факт более интенсивной нитрифицирующей способности легких разностей почв (подзолистого типа) сравнительно с тяжелыми. Заражая раствор Омелянского пробами различных почв (с глубины 5—10 см), Е. Домрачева изучала интенсивность нитрификационного процесса путем качественных реакций. Результаты опытов сведены в следующей таблице:
Биологические процессы мобилизации питательных веществ почвы

Что касается температуры, то, согласно данным Sсhlosing и Mtintz, оптимальной температурой для нитрификации мы должны признать температуру, равную 37°, минимальной =5° и максимальной =55°. Исходя из этих данных, мы должны предположить, что нитрифицирующие микроорганизмы должны быть распространены главным образом в поверхностных горизонтах почвы, хорошо аэрируемых и имеющих более благоприятную для того температуру. Непосредственные исследования Migula, Базаревского и др. подтверждают это положение.
Так как, кроме аэрации и температуры, необходимым условием жизнедеятельности нитрифицирующих микробов является, конечно, и влажность среды (оптимальной влажностью почвы для этого процесса мы должны, повидимому, опять признать влажность, равную приблизительно половине влагоемкости последней, ибо избыток влаги, затрудняющий циркуляцию в почве воздуха и способствующий появлению в ней кислой реакции, должен быть признан нежелательным), то ясно, какое громадное значение имеет для рассматриваемого процесса время года, характер почвы и т. п. Еще давнишние опыты Dehdrain, произведенные с самыми разнообразными почвами, показали, что в холодное время года накопляется на пространстве 1 га всего около 12 кг нитратов, тогда как при более благоприятных условиях температуры и влажности нитратов может накопляться в 4—5 раз больше и т. д.
Как мы отметили выше, значение нитрификационного процесса в сельском хозяйстве совершенно исключительное. Действительно, угнетенная жизнедеятельность в почве микробов, вызывающих этот процесс, может обесценить такие важные биологические процессы в почве, как связывание атмосферного азота азотусвояющими микробами или как процессы разложения в почве органических веществ, процессы аммонизации и т. п., ибо иначе мы имели бы факты накопления в почвах или совершенно неусвояемых для культурных растений азотистых веществ в виде сложных белковых соединений (при процессах фиксации N азотусвояющими микробами) или же факты обогащения почвы такими формами азота, которые в большинстве случаев не могут итти в сравнение по своей усвояемости с нитратами (как, например, аммонийные соли, накопляющиеся в почве при процессах, аммонизации) и т. п. Этим обстоятельством объясняется то, что изучению нитрификационного процесса, с точки зрения его агрономического смысла и значения, посвящена громадная литература. Исследованиями Boussingault, Deherain, Lawes и Gilbert, Warington и мн. др., а за последнее время нашими опытными станциями (главным образом южными), добыт богатый и ценный материал по изучению того, как течет нитрификационный процесс у различных почв в зависимости от их физико-химических свойств, от того или другого культурного их достояния, от характера погоды, от времени года и др. Все эти исследования дали сельскому хозяйству в руки весьма цельную и стройную картину нитратного баланса в Почвах, выяснили динамику нитрификационного процесса в зависимости от различных внешних условий и показали, помощью каких культуртехнических приемов, применяемых к почве, можно интенсифицировать данный процесс. Приведем некоторые общие положения данного вопроса и воспользуемся для этой цели выводами русских опытных станций.
Так, исследования В. Сазанова (Ивановская опытная станция), касавшиеся между прочим учета нитратов на паровых полях, показали, какой громадной потенциальной нитрифицирующей силой обладают черноземные почвы и как чутко в этом отношении отзываются последние на все те культуртехнические приемы, которые повышают в них аэрацию и влажность.
Приведем некоторые данные, характеризующие с этой стороны значение, например, времени взмета паров.
Биологические процессы мобилизации питательных веществ почвы

Из приведенных цифр видно, таким образом, какое громадное значение имеет для процессов нитрификации возможно более раннее рыхление пара, влекущее за собою лучшую циркуляцию в почве воздуха и лучшее накопление в ней влаги: на июньском нелущеном пару нитратов оказалось в 2 1/2 раза меньше, чем на апрельском. Достаточно было, однако, июньский пар подвергнуть легкому предварительному разрыхлению путем апрельского лущения, чтобы повысить в нем количество нитратов почти до той высоты, на которой они находятся на апрельском пару. Таким образом, в лице ранних паров мы имеем для южных районов одно из могучих средств для накопления в почвах весьма большого количества удобоусвояемых для культурных растений азотистых веществ. Представляя вышеприведенные цифры в более конкретном виде, мы скажем, что на апрельском пару накоплено было к 11—12 августа нитратов около 750 кг на 1 га, тогда как на июньском — всего около 327 кг (по опытам 1904 г.); соответственно — около 1500 кг и 570 кг по опытам 1905 г.
Приведенные данные представляют большой интерес и в том отношении, что одновременно рельефно рисуют, кроме того, и влияние на нитрификационные процессы в почве внешних метеорологических условий. Именно последними можно объяснить ту существенную разницу в количествах нитратов, которую мы наблюдаем в разные годы на одном и том же пару. Действительно, если мы обратимся к сводке метеорологических данных за вегетационный период, то убедимся, что в 1905 г. выпало значительно большее количество осадков и наблюдалась значительно более высокая температура почвы, что, конечно, и отозвалось на резком повышении количества нитратов. Так, в 1904 г. наблюдалась:
Биологические процессы мобилизации питательных веществ почвы

Таким образом, при благоприятных внешних условиях и при рациональной механической обработке наши черноземные почвы могут накоплять путем жизнедеятельности нитрифицирующих микробов такие громадные количества азотнокислых солей, которых может хватить на несколько высоких урожаев хлебных растений (вспомним, что последние уносят своими урожаями около 32—50 кг азота с 1 га, что при пересчете на селитру соответствует 245—325 кг ее). Некоторые же разновидности черноземных почв обладают еще более резко выраженной нитрифицирующей способностью (в черном пару на Шатиловской опытной станции было найдено в августе около 2 620 кг селитры на 1 га в слое 0—30 см и т. п.).
Особенно рельефно вырисовывается значение своевременной и рациональной обработки почвы как фактора, улучшающего водный, тепловой и воздушный режимы последней, в интенсифицировании нитратного процесса работами тех наших опытных учреждений, которые обслуживают наиболее засушливые районы. Так, работами Саратовской опытной станции (Н. Тулайков и Е. Андреев) было найдено следующее количество нитратов на различных парах (в 1918 г. — в мг N2O5 на 1 кг абсолютно сухой почвы):
Биологические процессы мобилизации питательных веществ почвы

He входя в подробное обсуждение всех цифр этой таблицы и останавливая наше внимание лишь на более общем вопросе, а именно на сравнении количеств нитратов, накопляющихся в почве позднего пара, с одной стороны, и в почвах черного и раннего — с другой, мы не можем, таким образом, не поразиться той резкой отзывчивостью нитрификационного процесса, которую проявляет он ко всем тем приемам обработки почв, кои ведут к накоплению в последней влаги и к улучшению условий ее аэрации. .Действительно, черный пар в первые два весенние месяца (апрель, май) оставляет далеко позади себя не только поздний (где количество нитратов в поверхностных горизонтах определяется словами «следы»), но и ранний. Достаточно, однако, было произвести на раннем и позднем пару вспашку (на первом — 28 мая, на втором — 28 июня), как бывшая до того времени уплотненная почва «ожила» и сейчас же реагировала на этот прием резким повышением нитрификационного процесса и т. д.
Таким образом, помощью тщательных и своевременных приемов обработки почвы мы можем пробудить энергичную жизнь нитратного процесса даже и в таких почвах и в таких районах, где в силу определенных климатических условий процесс этот обычно находится в угнетенном состоянии.
Необходимо отметить, что вызванный теми или иными культуртехническими приемами к энергичной жизни нитрификационный процесс может иногда обесцениваться явлениями вымывания образовавшихся нитратов из поверхностных горизонтов почвы в более глубокие (впрочем, для почв южных районов — в большинстве случаев — явлениями лишь временного опускания их уровня), процессами денитрификации, явлениями биологического закрепления нитратных соединений в теле микроорганизмов и пр., в результате чего соединения эти могут претерпевать в почве в течение вегетационного периода весьма резкие колебания с количественной стороны, рисующие нам эти соединения как ненадежный и непостоянный источник азотистого питания культурных растений. С конкретными примерами таких колебаний мы уже ознакомились несколько выше и видели, что в области изучения этой динамики нитратов накоплен в настоящее время уже весьма большой материал. Одной из лучших иллюстраций легкой изменчивости во времени количества нитратов может служить и вышеприведенная таблица Саратовской опытной станции. Однако южными же русскими опытными учреждениями (Ивановской опытной станцией, Плотянской, Полтавской, Саратовской, Безенчукской. Киевской сетью опытных полей и др.) установлен вместе с тем и чрезвычайно важный факт — факт некоторой периодичности в явлениях этой динамики. Минимальное количество нитратов в поверхностном горизонте почвы приходится обычно на раннюю весну — сейчас же по сходе снега (как в силу передвижения этих нитратов в более глубокие горизонты под влиянием талых вод, так и в силу слабой нитрификационной способности в это время почвы — в виду низкой сравнительно температуры, плохой аэрации, как результата избыточного увлажнения, и т. п.). В дальнейшем в силу улучшающихся условий температуры и аэрации почвы нитратообразование идет быстрыми шагами вверх и достигает своего максимума приблизительно в середине лета (отчасти и в силу возможного к этому времени обратного передвижения нитратов из глубоких слоев почвы в верхние — при восходящем токе воды) ^ к осени в силу понижения температуры воздуха и почвы и в силу опять затрудненной аэрации последней (как результата выпадения обильных осадков) процесс нитратообразования постепенно затухает. В области установления такой периодичности накоплен в настоящее время всеми упомянутыми опытными учреждениями весьма обильный и ценный материал.
Согласно 5-летним данным Безенчукской опытной станции, весной содержится нитратов весьма небольшое количество (на черном пару 16,8 мг на 1 кг абсолютно сухой почвы и 14,8 мг на позднем); в июле — августе количество их достигает своего максимума (82,8 мг, и 35,9 мг); наконец, к осени количество их вновь падает (22,3 мг и 18,4 мг) и т. д. Указанная периодичность дает сельскому хозяйству в руки целый ряд весьма ценных указаний, диктуя, например, ему необходимость внесения весной в такие почвы лишь небольших количеств азотистых удобрений (8—32 кг селитры), долженствующих поддержать азотистое питание молодых растений в течение лишь первых периодов их жизни, когда почва бедна нитратами, и могущих явиться лишними в последующие периоды, когда почва в силу благоприятных внешних условий может сама себя обеспечить нужными количествами нитратов и т. д.
Исследования почв более северных районов (подзолистых) показали, что и эти почвы обладают весьма большой потенциальной нитрифицирующей способностью.
Так, исследования опытного поля Тимирязевской сельскохозяйственной академии дают нам в среднем за 10 лет следующее количество нитратов (в килограммах на 1 га) на различных парах ко времени посева на них озимых растений:
Биологические процессы мобилизации питательных веществ почвы

В некоторые же годы ранние пары накопляли ко времени посева озимых до 1310 кг селитры на 1 га.
Громадные количества нитратов могут накопляться, в условиях культурной обработки поля, в почвах и еще более северных. Так, на основании работ б. Шелонской опытной станции (С. Кравков и М. Рыдалевская)в подзолистых почвах Новгородского района, ко времени посева озимых растений, в среднем за три года наблюдений, на паровых полях может накопляться до 820—1150 кг селитры (на 1 га), тогда как на соседних межняках, в течение многих лет не обрабатывавшихся, всего лишь 50—60 кг.
Работами той же опытной станции установлена для почв подзолистого типа такая же периодичность в распределении нитратов в течение вегетационного периода, которая отмечена южными опытными станциями и о которой речь была выше.
Все приводимые цифры лишний раз подчеркивают всю ту громадную роль, которую могут играть в деле интенсифицирования происходящих в почве процессов нитратообразования культурные приемы обработки почв.
Несмотря на такие большие количества нитратов, могущих накопляться в почвах подзолистого типа, голодание культурных растений представляется на таких: почвах, однако, обычным явлением, в силу обычных явлений передвижения нитратов в более глубокие горизонты под влиянием, определенных для указанного района климатических условий, а также в силу возможных процессов биологического закрепления нитратов, что уже указывает на необходимость внесения на такие почвы значительна больших количеств азотсодержащих удобрений, чем то мы видели для черноземного района, или введения занятых паров, обеспечивающих «перехватывание» нитратов корневой системой растений, занимающих эти пары, и т. п.
Помимо изучения влияния на нитрифицирующую способность почвы различных способов ее обработки, мы имеем в настоящее время довольно обширную литературу, касающуюся изучения влияния на эту способность культуры тех или иных растений, того или иного севооборота, удобрения и т. п. Так, согласно исследованиям Вельбеля (Полтавская опытная станция), введение в севооборот многолетних трав дает, с точки зрения азотного баланса, такой же эффект, какой достигается при внесении в почву навозного удобрения; культура пропашных растений также способствует энергичным процессам нитрификации и т. п.
Таким образом, всестороннее изучение всех тех условий, которые являются благоприятствующими процессу нитрификации (наличие определенной температуры, влажности, аэрации, определенных химических свойств среды и пр.), дали сельскому хозяйству в руки ряд возможностей применением соответствующих технических приемов достигать повышения жизнедеятельности нитрифицирующих микробов и тем самым способствовать накоплению в почве такого драгоценного азотистого питания культурных, растений, каковым являются нитраты.