Новости

Проблема азота в земледелии

04.01.2014

Среди важнейших проблем, выдвигаемых современным земледелием, первостепенное место занимает проблема биологического азота. В жизни высших растений — в этом центральном предмете земледельца — азоту принадлежит решающая роль. Азот является необходимой составной частью всех белковых веществ, которые в свою очередь представляют материальную основу жизни на земле.
Азот — необходимый компонент в молекуле и в зернах хлорофилла. Он входит в состав нуклеиновых кислот, которые участвуют в процессах роста, развития и размножения растений.
Без азота не может существовать ферментативная система, самая активная часть белкового комплекса организма. Азот входит в состав фосфатидов, глюкозидов и алкалоидов растений.
Этот элемент оказывает влияние на скорость и характер синтетических процессов в растениях, на процессы формообразования, а в конечном итоге — на уровень и состав урожая.
А. А. Нечипорович на основе своих исследований пишет, что при хорошем снабжении растений азотом в хлоропластах молодых листьев и при преобладании в солнечном спектре синих лучей над красными образуется относительно несколько больше аминокислот и белков и меньше углеводов. А при ограниченном снабжении азотом и преобладании в спектре красных лучей в процессе фотосинтеза и в более зрелых листьях значительно больше образуется углеводов и меньше белков.
При указанных выше условиях наблюдаются большие различия в ходе роста и развития растений, органообразований и в биохимическом их составе.
Интенсивность фотосинтеза в большой степени зависит от обеспеченности растений всеми необходимыми питательными веществами, освещением, влажностью почвы и воздуха. Поэтому факты уменьшения урожаев следует объяснять не отсутствием фотосинтеза, а неблагоприятным ходом использования растением продуктов фотосинтеза. В результате нарушения процесса фотосинтеза, и особенно процесса утилизации продуктов фотосинтеза, у растений наблюдаются явления жирования, израстания, рост в солому или ботву и снижается урожай зерна, клубнеплодов или корнеплодов. В отдельные годы, наоборот, создаются такие условия для процессов фотосинтеза, при которых получаются высокие урожаи хозяйственно ценных частей растений при относительно небольшом развитии соломы, стеблей, ботвы. Регулированием азотного питания и созданием определенного соотношения питательных веществ в почве можно в значительной мере влиять на образование наиболее полезной части урожая того или другого растения.
Таким образом, проблема азота в земледелии, (азотного обмена в растениях) всегда была и остается важнейшей в учении о физиологических основах питания растений и повышения урожайности.
Азотное питание растений и биологический азот в земледелии занимают центральное место в физиологических и агрохимических исследованиях Д. Н. Прянишникова. Еще в первых своих работах «О распаде белковых веществ при прорастании» (магистерская диссертация, 1895 г.) и «Белковые вещества и их распадение в связи с дыханием и ассимиляцией» (докторская диссертация, 1899 г.) Д. Н. Прянишников проводил эксперименты с семенами и растением люпина и показал, что превращение азотных веществ в белковые и распад белка до азотистых соединений является материальной основой их жизнедеятельности. Результаты работ по вопросам аммиачного и нитратного питания растений в зависимости от условий среды Д. Н. Прянишников подытожил в 1916 г. в работе «Аммиак как альфа и омега азотистых веществ в растениях», на основании которой построена схема синтеза и распада белковых соединений в растении и дано научное обоснование применения нитратных и аммиачных форм азотных удобрений под различные культуры в связи с углеводным обменом в растениях.
Подразделяя растения по их отношению к аммиачным и нитратным удобрениям, он выделил две большие группы — богатые на углеводы растения, которые хорошо усваивают аммиачные соли, и растения, бедные на углеводы, очень чувствительные к солям аммиака. Впоследствии была выделена еще третья группа растений, которые способны продуцировать органические кислоты и, таким образом, быть устойчивыми к высоким дозам аммиачных солей.
Такой дифференцированный подход к различным культурам, выявление особенностей азотного и фосфорного питания отдельных растений имеет громадное теоретическое и практическое значение.
Будучи последовательным и страстным пропагандистом и организатором в проведении мероприятий по усилению производства минеральных азотных удобрений и снабжения ими сельского хозяйства, Д. Н. Прянишников на протяжении всей своей жизни отстаивал и пропагандировал расширение культуры бобовых растений — люпина, гороха, бобов, клевера, люцерны и многих других с учётом почвенно-климатических условий нашей обширной страны.
Интенсивная система земледелия, в которой предусматривается более совершенная структура посевных площадей и расширение площадей таких высокоурожайных культур, как кукуруза, сахарная свекла и зернобобовые, предусматривает также увеличение применения органических и минеральных удобрений. Одновременно с этими мероприятиями большое значение в деле повышения плодородия почв приобретают биологические факторы, в первую очередь биологический азот в земледелии.
Мировой многолетний опыт показывает, что только 12% азота, который выносится из почвы урожаями, покрывается за счёт внесения в почву минеральных удобрений. Даже в странах Западной Европы, где больше всего применяют минеральных удобрений (по 8-10 ц и больше на гектар пашни), потребность растений в азоте обеспечивается только на 25% за счет удобрений. Большая часть, то есть 75-90% потребности растений в азоте, покрывается за счет биологически связанных форм его, которые накапливаются в почве бобовыми растениями (клубеньковыми бактериями) и почвенными микроорганизмами, а также вносятся с органическими удобрениями.
Вот почему благодаря накоплению биологического азота в почве, можно получать сравнительно устойчивые урожаи. Но для получения высоких урожаев необходимо применять также значительное количество минеральных удобрений.
Развитие химической промышленности и увеличение производства минеральных удобрений, в том числе азотных, еще больше увеличат разницу между количеством кормовых единиц и содержанием растительного белка в них. Дело в том, что минеральный азот еще много лет будет поступать под сахарную свеклу, хлопчатник, кукурузу, картофель, озимую пшеницу и др. Это будет повышать урожайность этих культур, в результате чего будет возрастать количество крахмалистых и сахаристых кормов — силоса, сочных и грубых кормов, то есть количество кормовых единиц. В то же время содержание белка в них будет относительно уменьшаться. Поэтому сбалансировать количество белка в кормах можно будет только путем расширения посевов и повышения урожайности бобовых. Большая роль в решении этой задачи принадлежит кормовому люпину, особенно в зоне Полесья УССР, в Белоруссии, Центральной Нечерноземной зоне РСФСР и части районов прибалтийских республик — Литовской, Латвийской и Эстонской.
Особенно большой дефицит в азоте испытывает земледелие в условиях подзолистых песчаных и супесчаных почв Полесья и Нечерноземной зоны Союза. Без азота в этих условиях невозможно получать высокие урожаи. Здесь, как нигде, необходимо систематически вносить в почву органические, применять зеленые удобрения и расширять в севообороте посевы бобовых культур. Люпин в этих условиях является наиболее дешевым источником органического вещества и азота.
Д. Н. Прянишников в своих работах много раз возвращался к азотному балансу в земледелии, к биологическому азоту и культуре люпина для условий этой зоны. Так, еще в 1919 г. в статье «Люпин, фосфорит и зола» он писая: «Итак, не будем бездействовать в ожидании того времени, когда у нас построятся заводы для связывания азота воздуха и когда суперфосфаты и преципитаты из наших фосфоритов станут общедоступными; будем кустарным путем улавливать азот из воздуха, не забывая того факта, что каждый куст люпина (и другого бобового) есть в сущности миниатюрный завод по утилизации атмосферного азота, работающий даром за счет солнечной энергии».
Д. Н. Прянишников в то время писал о горьком люпине, который использовался в земледелии только на зеленое удобрение. Он говорил, что если солнечная энергия, падающая на чистые паровые поля, пропадает понапрасну, то на занятых парах, на поукосных и пожнивных посевах человек использует эту даровую энергию на производство кормов или зеленого навоза. Люпин в этом отношении является незаменимым растением и стоит вне конкуренции.
В настоящее время наши отечественные сорта кормового люпина, созданные в стране за последние годы, используются в севообороте одновременно и на корм и на удобрение.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: