И.С. Белюченко
Экология Краснодарского края (Региональная экология)
Учебное пособие. – Краснодар: КубГАУ, 2010. - 356 с.
5. Общая характеристика почвенного покрова
5.3. Химия почв
5.3.3. Содержание азота
Азот является одним из важнейших биогенов в связи с
его ведущей ролью в организации жизненных процессов практически всех организмов,
поскольку он служит основой структуры белков и нуклеиновых кислот, в том числе
ферментов, которые определяют специфику биологических систем и т.д. В биосферу
азот поступает в газообразном состоянии при извержении вулканов, образуется в
процессе синтеза при ионизации атмосферы и выпадает с осадками. Основным
источником азота выступает атмосфера (его доля в атмосфере составляет около 78
%). Однако большинство организмов не обладают способностью ассимиляции этого
элемента из воздуха.
Специфические формы микроорганизмов в почве определяют
биологическое расщепление органических азотсодержащих соединений, в результате
чего неорганические соединения азота становятся доступными для растений. В
растениях и животных содержание азота составляет около 3 % активного природного
фонда. Основная масса азота содержится в детрите и в форме нитратов в почве и
воде. На переходных ступенях распада белков и других соединений основная часть
азота концентрируется в почве в форме аммония и нитратов.
Растения ассимилируют примерно 1 % азота активного
фонда, и продолжительность круговорота азота составляет около 100 лет.
Круговорот азота представляет собой постепенный распад органических соединений,
осуществляемый массой различных организмов (грибами, бактериями) с
преобразованием на конечном этапе в нитратную форму. В почвах азот претерпевает
циклические превращения (из нитратов и нитритов в аммиак и обратно) со сменой
валентности. В результате аммонификации (разложение микроорганизмами
азотсодержащих соединений – белков, мочевины и аминокислот с образованием
свободного аммиака) происходит распад органических азотсодержащих соединений. В
процессе нитрификации окисление солей аммиака в соли азотной кислоты осуществляется
почвенными нитрифицирующими бактериями. Из аммонийных солей азот переходит в
хорошо усвояемую для растений нитратную форму. В процессе денитрификации
происходит микробиологический процесс восстановления нитратов и нитриты до
газообразных азотистых продуктов, например N2,, и их выход в атмосферу.
Важным источником поступления азота в почву является
его фиксация в основном бактериями. На его содержание в почвах орошаемой зоны
определенное влияние оказывают синезеленые водоросли (особенно на рисовых
полях). В связи с развитием химической промышленности в почву вносится много
техногенного азота (в основном в форме окислов). Азот оказывает большое влияние
на формирование урожая растительной массы на земле и в океанах. Больше всего
этого элемента концентрируется в верхнем слое почв в зоне основной массы
размещения корней (особенно у травянистых растений).
Содержание валовой формы азота в различных почвах края
варьирует в широких пределах и зависит от типа почвы, уровня увлажнения,
мощности растительного покрова, рельефа, глубины гумусового слоя. Колебания в
содержании общего азота в почвах различных точек края варьируют от 0,05 до 0,44
%. Показатель валового содержания азота позволяет оценить почву с точки зрения
общего запаса этого элемента в отдельных ландшафтах. Однако этот показатель не
позволяет оценить уровень обеспеченности почвы доступным для растений азотом.
Нередко такие данные используются для характеристики отношения углерода к
азоту, отражающего уровень обогащенности азотом гумуса. В среднем величина
этого соотношения (C:N) составляет примерно 10:1. Содержание валового азота
в почвах различных природно-хозяйственных зон заметно варьирует.
Наибольшим показателем концентрации валового азота
отличаются почвы горно-лесной и плавневой зон, зоны рисосеяния и равнинной зоны
богарного земледелия. Самым низким содержанием азота характеризуются почвы зоны
виноградарства. Определенный интерес представляют данные содержания валового
азота в верхнем слое почв геохимических ландшафтов в пределах отдельных зон.
Анализируя содержание азота в почвах геохимических
ландшафтов, следует подчеркнуть, что минимальные различия в варьировании
показателей содержания этого элемента свойственны почвам геохимических
ландшафтов зоны рисосеяния (0,15 % в ландшафте 7 Q и 0,24 % в
почвах ландшафтов 6 Q и 31 Q). При относительно невысоком разбросе крайних
значений низким содержанием валового азота отличаются почвы всех геохимических
ландшафтов зоны виноградарства. Определенная стабильность в содержании азота
отмечается в почвах геохимических ландшафтов предгорной зоны. Следует
подчеркнуть относительную выравненность показателей содержания азота в почвах
горно-лесной зоны (от 0,11 до 0,32 %) при весьма заметных колебаниях
минимальных и максимальных величин по отдельным ландшафтам. За исключением
четырех ландшафтов (12 Q, 41 Q, 4 N и 51 N), где содержание гумуса в верхнем слое почв
колеблется в близких пределах от 0,14 до 0,16 %, в остальных ландшафтах этот
показатель варьирует от 0,25 до 0,42 % при относительно умеренном колебании
минимальных и максимальных показателей в зоне богарного земледелия. Безусловно,
относительно высокий уровень валового азота в почвах различных геохимических
ландшафтов в зоне богарного земледелия (по территории она занимает примерно
половину всей территории края) указывает на большое влияние внесения
техногенного азота в почву и постоянного выращивания на основных площадях этой
зоны сельскохозяйственных культур.
Определенный интерес представляют данные по содержанию
валового азота в почвах геохимических ландшафтов в пределах отдельных
административных районов. Анализируя в целом содержание валового азота в почвах
отдельных природно-хозяйственных зон края, следует подчеркнуть, что наиболее
высокий уровень этого показателя свойственен почвам природной зоны
(горно-лесной и плавневой), а также техногенным зонам (зоны богарного
земледелия и рисосеяния), где практикуется постоянное внесение минерального
азота. Сравнивая данные среднего содержания общего азота по почвам
геохимических ландшафтов, следует указать на широкий их разброс как в пределах
края, так и в отдельных природно-антропогенных зонах.
Относительно низким содержанием азота отличаются почвы
ряда техногенных ландшафтов (40 N, 51 N и т.д.), в том числе лиственных лесов
гидрокарбонатно-кальциевых низкогорных и среднегорных транссупераквальных (47 Q) на
терригенных аллювиальных отложениях четвертичного периода. Относительно высоким
содержанием азота характеризуются почвы биогенных ландшафтов лиственных лесов
гидрокарбонатно-кальциевых низкогорных и среднегорных трансэлювиальных на
карбонатно-терригенных отложениях мелового возраста (45 K, 67
T и т.д.), где содержание валового азота доходит до 0,3
% и выше. Достаточно богаты валовым азотом почвы биогенных ландшафтов
лиственных лесов гидрокарбонатно-кальциевых высокогорных трансэлювиальных (48 J) и
переходных к кальциевому высокогорных трансэлювиальных на терригенных отложениях
юрского возраста (59 J) - от 0,22 до 0,25 %. Промежуточное положение по
содержанию валового азота занимают почвы биогенных ландшафтов лиственных лесов
переходных к кальциевому низкогорных и среднегорных трансэлювиальных на
терригенных и карбонатных отложениях мелового возраста (содержание азота от
0,18 до 0,24 %).
Наибольший разброс показателей содержания азота от
0,05 до 0,54 % с превышением максимума над минимумом почти в 11 раз отмечен в различных точках ландшафтов 54 К и 55 К. Разрывы между минимальными и
максимальными показателями в почвах большинства ландшафтов 2-5-кратны. Оценивая
средние показатели содержания валового азота в почвах различных геохимических
ландшафтов и разброс их показателей, можно предположить, что формирование самих
ландшафтов проходило с разной интенсивностью и в разное время, поэтому
наблюдаются большие различия в геохимии подстилающих пород и их кислотности, в
формировании растительных группировок и продуктивности. Относительно молодые
ландшафты (например, биогенные ландшафты лиственных лесов
гидрокарбонатно-кальциевые низкогорные и среднегорные транссупераквальные на
терригенных аллювиальных отложениях четвертичного возраста 27 K, 42
N и др.) выделяются низким накоплением гумуса и
валового азота в верхнем слое почв. Наоборот, все ландшафты, возникшие на
отложениях юрского и мелового возраста, выделяются относительно высоким
содержанием гумуса и общего азота, а также меньшими разрывами их минимальных и
максимальных значений.
|