Для тех, кто любит землю
Азот требует грамотного обращения, поэтому садоводу надо иметь хотя бы приблизительное представление о его превращениях в почве.
От простого к сложному
В естественных условиях в почве устанавливается хорошо сбалансированный кругооборот азота. Первое звено этого кругооборота – бактерии, способные связывать азот воздуха – азотфиксаторы, к которым можно отнести многие виды почвенных бактерий. Одни из них свободно живут в почве, другие окружают корни растений и питаются корневыми выделениями, третьи – наиболее нам знакомые – живут внутри клубеньков на корнях бобовых растений.
Почвенные азотфиксаторы являются единственными организмами на Земле, которые способны использовать азот воздуха для синтеза органических соединений. Благодаря их деятельности почва за миллиарды лет накопила громадные запасы органического азота, измеряющиеся тысячами тонн на гектар. Часть его находится в виде гумуса, а часть в виде микробной биомассы. Азот входит в состав белков, нуклеиновых кислот и других азотсодержащих соединений со сложной молекулой. Он был бы недоступен корням растений, если бы в почве не шел одновременно другой микробиологический процесс, противоположный азотфиксации, минерализация, то есть разложение сложных органических соединений до более простых. Они служат источником доступного азота как для растений, так и для многих видов почвенных организмов, не способных усваивать азот из воздуха. Среди них не последнее место занимают бактерии-нитрификаторы, которые из растворимых соединений азота синтезируют нитраты. В естественных условиях нитраты обычно не накапливаются в почве в больших количествах и не вымываются в грунтовые воды. Часть их поглощают растения, а оставшуюся часть бактерии-денитрификаторы разлагают до свободного азота, который улетучивается в воздух.
В сокращенном виде кругооборот азота в почве выглядит так: азот воздуха – азотфиксация – минерализация – нитрификация – денитрификация – азот воздуха. В естественных условиях этот цикл уравновешен так, что приход ненамного превышает расход, за счет чего происходит постепенное накопление органического азота в почве.
В окультуренных почвах также осуществляется кругооборот азота, но равновесие его сильно сдвинуто в неблагоприятную сторону. Когда в почву вносят минеральные азотные удобрения, бактерии-азотфиксаторы перестают усваивать азот воздуха и переключаются на азот минеральных удобрений. Для них это выгодно в энергетическом отношении, но для нас нет, так как мы лишаемся бесплатного азота.
Когда в почву попадает много растворимого азота, в ней активизируются все процессы, связанные с азотным обменом. Активизируется также поглощение азота корнями растений, но только до известного предела. Растения поглощают не более 30–50% азота минеральных удобрений, остальное поглощают микроорганизмы. Одни используют азот для усиленного размножения, а бактерии-нитрификаторы – для усиленного синтеза нитратов. Чем выше доза азотных удобрений, тем больше в почве образуется нитратов. Ни растения, ни денитрификаторы не в состоянии усвоить и разложить такое количество нитратов, и избыток их вымывается в грунтовые воды. В масштабах садового участка это приводит к загрязнению колодезной воды.
Вместе с другими бактериями активизируются бактерии-минерализаторы. Они разлагают накопленные в почве запасы гумуса и органического азота. Если не компенсировать потери внесением органических удобрений, то через какое-то время почва неминуемо деградирует и потеряет свое плодородие. Это время зависит от исходных запасов органического вещества. Для бедных органикой дерново-подзолистых почв достаточно 20–30 лет, для черноземов – около 100.
