Фиксация азота N2
Фиксация азота включает в себя любой процесс преобразования газообразного азота (N2) из воздуха в аммоний (NH4+) или же нитрат (NO3-).
Химические связи между атомами азота в N2 очень сильны. Промышленная фиксация использует высокие температура и давление в катализаторах, чтобы объединить газообразный азот с водородом из метана для производства аммиака. Это является основой для производства всех других материалов азотных удобрений.
Биологическая фиксация N2 – симбиотическая и не симбиотическая
Симбиотическая фиксация азота включает домашнее растение и полезное заражение бактерий. Наиболее распространены и хорошо известена Bradyrhizobium японская ризобия, которая заражает корни сои. Есть множество других полезных ризобии, которые заражают бобовые, такие как люцерна и клевер. Растение-хозяин обеспечивает углеводы для колонизации бактерии, которые в свою очередь фиксируют атмосферный азот в узелке для передачи в растение для синтеза белка. Это активность зависит от уровня N почвы, почвы влажность, pH, стресс растений и климат.
Симбиотическая фиксация замедляется остаточный грунт Н. При соевом растении нужен азот, он посылает биологический сигнал от корней, которые источают белок-промотор для привлечения ризобии.
Не симбиотические (свободноживущие) организмы, такие как Azotobacter sp. а также Azospirillium sp. Также фиксирует азот с воздуха. Средние показатели фиксации из не симбиотических организмов в сельскохозяйственных почвах варьируется от 5–20 кг N / га (4,5–18 фунтов / акр) в год.
Другие формы фиксации включают молния, которая производит достаточно тепла и электрической энергия для объединения газообразного азот с кислородом для образования нитрата. Количество доступного Азота, вырабатываемых таким способом, мал.
Количество азота, полученного в количестве осадков в год, оценивается и находиться в диапазоне 2–15 кг / га (2–13 фунтов / акр), с половиной или менее от этого стоимость составляет фиксированную сумму молний.
Минерализация
Азот, содержащийся в органическом соединения не могут быть приняты растениями в значительных количествах.
Минерализация микробная
Разрушение этих органических материалов (навоз в перегной), который выпускает неорганические формы азот. Азот выделяется изначально в виде аммония, который быстро превращается в нитрат нитрифицирующими микроорганизмами.
Иммобилизация
Иммобилизация происходит, когда NH4 + и NO3- поглощаются почвой организмы. Азот становится частью тела и процессов почвенных организмов. Если происходит иммобилизация из-за неблагоприятного соотношения C: N, доступный азот потребляется почвенными бактериями и недоступен для сельскохозяйственных культур.
Минерализация и иммобилизация происходят одновременно, и нарушается баланс между двумя прежде всего углерод-азот соотношением органических материалов в почве.
Нитрификация
Это процесс, с помощью которого почва микроорганизмы конвертируют NH4+ в N3- форма азота наиболее легко усваивается растениями.
Денитрификация
Денитрификация — это процесс, посредством которого N3 превращается в газообразные формы азота, включая закись азота (N2O) и атмосферный азот (N2).
Хотя большинство потерь N от денитрификации происходит в виде газа N2. Потеря закиси азота имеет значительную воздействие на окружающую среду, как это имеет потенциал глобального потепления, который примерно в 300 раз больше чем углекислый газ.
Денитрификация встречается в почвах с низким содержанием кислорода и плохой аэрацией, такая как плохо осушенные участки или участки где вода временно отошла. Потеря азота в насыщенных почвах можно оценить из таблицы 2–6, которая иллюстрирует потенциальные потери, связанные с различными температурными условиями почвы.
Выщелачивание
Выщелачивание — движение вниз нитратного азота через почву профиль из-за избытка воды. количество нитратов и глубина движение будет зависеть от текстуры верхнего слоя почвы и недр, начальная влажность содержание, количество воды внесение в почву и продолжительность событие осадков. Выщелачивание более распространен в начале весны и в осенний период после сбора урожая.
Очень мало выщелачивания происходит во время периоды быстрого роста урожая. Нитратенитроген выщелачивается за пределы культуры корневая зона недоступна для корней и может влиять на грунтовые воды и поверхностная вода.
Тщательное управление орошением требуется, чтобы избежать чрезмерного движение нитрат-азот.
Нитраты не будут перемещаться глубже одним дождем / орошением чем глубина смачивания для сети инфильтрация (осадки или орошение сумма минус сумма стока и суммарное испарение). Рисунок 2–10 показывает изменение глубины, где осадки или орошение смачивают почва на поле емкость в разные классы текстур. Емкость поля максимальное количество воды, которое может быть проведен в профиле почвы после естественный дренаж.
Таблица 2–6. Потенциал для потери нитрата-N из насыщенных почв в разные температуры. Почва температура (° С)
Потенциальная скорость денитрификации (процентное содержание NO3-N в почве) <12 1% –2% в день От 12 до 18 2–3% в день > 18 4% –5% в день.
Роль азота
Азот участвует во многих растениях, их процессах и структуре. По сравнению к другим питательным веществам, этот требуется в большом количестве. Азот является основным компонентом аминокислоты, которые образуют белки в пределах растения. Ферментные белки важны в ряде растительных процессов, особенно те, которые влияние на рост и урожайность. Белка обычно самый высокий уровень в убранном часть растения, следовательно, это важный элемент в питании и стоимости урожая.
Азот играет важную роль в производство хлорофилла, который дает зеленый цвет в растениях. Хлорофилл отвечает за преобразование солнечного света в энергию необходимо растению через процесс фотосинтеза.
