Понимание регуляции содержания азота в почве
Увеличение содержания в почвах органических веществ по многим причинам имеет ключевое значение для выращивания сельскохозяйственных культур: в том числе из-за их способности увеличивать способность грунтов удерживать воду и улучшать возделанный слой. Ученые оценили влияние различных источников дополнительных азотных удобрений на химический состав органического вещества почвы. Результаты их экспериментов по изучению этого вопроса были недавно опубликованы в журнале «Биогеохимия», сообщает sciencedaily.com.
«Когда мы начали это исследование, большим вопросом для меня было то, как различные добавки азотных удобрений влияют на общее органическое строение материи почвы» - говорит д-р Адам Гиллеспи. «Также мы хотели посмотреть, как можно было бы оптимизировать использование азота, ведь азотные удобрения могут быть решением, равно как и проблемой».
Гиллеспи и его коллеги проверяли гипотезу, что химический состав различается, если дополнительный азот происходит из синтетических удобрений, навоза или бобовых источников.
Изобретение синтетических удобрений, в которых азот взят из инертной химической формы в воздухе и превращен в аммиак, оказало глубокое влияние на круговорот азота. На самом деле, как ни удивительно, люди удвоили количество доступного азота в биосфере.
По словам Гиллеспи, 40 процентов живущих сегодня людей получают свое азотное питание от синтетически связанного удобрения.
«Действительно, удобрение оказало глубокое влияние на человечество в целом. Недостаток азотных удобрений заключается в том, что стоки нитратов в поверхностные воды или выщелачивание их в воды грунтовые вызывают проблемы с качеством воды и эвтрофикацию (зарастание) озер. Последнее цветение водорослей на озере Виннипег является ярким примером такого загрязнения азотом. Вдобавок, азот может быть преобразован в оксид азота, который является очень сильным парниковым газом. До удобрений азот попадал в почву через осадки или благодаря местным зернобобовым культурам, поэтому, когда были созданы удобрения – это стало революцией в земледелии».
Он перечисляет три распространенных среди производителей способа введения азота в почву: синтетические удобрения, навоз или другие органические удобрения, а также выращивание азотфиксирующих культур. При всех этих способах азот получается в различных формах. Синтетические удобрения доступны в виде различных коммерческих продуктов с различным временем высвобождения азота, тогда как органические удобрения и зернобобовые культуры должны быть переработаны путем микробного разложения, прежде чем азот станет доступным.
Гиллеспи объяснил, что грибы отлично разрушают лигнин в растениях, а бактерии могут помочь со всем остальным, но добавляет: «Азот изменяет способность бактерий конкурировать, так что мы надеемся узнать больше о роли грибов в разложении органического вещества в почве». Навоз и зернобобовые культуры также добавляют больше органических веществ в почву – выгода, недоступная при использовании синтетических удобрений.
Результаты эксперимента показали, что органические вещества в почве в большой степени зависят от типа добавленного азота.
«Общая тенденция показывает, что N-дополнения позволяют растительным остаткам разлагаться более полно. В частности, мы обнаружили меньше соединений растительного типа в почвах, получавших азот. Кроме того, мы выяснили, что среди различных видов введения азота, в почве, обогащенной навозом, было самое высокое количество соединений, родственных микробному обороту», сказал Гиллеспи. Результаты будут важны для фермеров и ученых, поскольку они работают на максимальное использование потенциала роста пищевых растений при сохранении здоровой почвы.