Агрохимия

Каково значение аммонификации для сельского хозяйства? Аммиак, освобождающийся в результате биохимических реакций, происходящих в почве, расходуется разнообразно. Одна часть его адсорбируется на глинисто-гумусовых частицах или нейтрализует кислоты почвы, другая — немедленно превращается в белки бактерий или грибов. Какая-то часть аммиака окисляется также авто-трофами в нитриты и нитраты, а некоторое количество аммиака остается в свободном состоянии и выделяется в атмосферу.

Микроорганизмы для своего питания нуждаются в разнообразных химических элементах, тех же самых, что и высшие растения. Основное питательное вещество, необходимое почвенным микроорганизмам, — азот.

Автотрофы используют простые минеральные азотистые соединения, например соли аммония и азотной кислоты. Среди ав-тотрофов попадаются фотосинтезирующие организмы, которые усваивают и атмосферный азот. Гетеротрофы могут усваивать азот из минеральных соединений, некоторые — даже атмосферный.

Существуют специфические микроорганизмы, способные использовать питательные элементы из такого сложного вещества, как гумус. Перегнойные соединения почвы по химической природе неоднородны. Они состоят из гуминовых кислот, гуминов, фульвокислот; медленно разлагаются микроорганизмами, причем фульвокислоты минерализуются быстрее, чем гуминовые кислоты и гумины, имеющие более сложное строение.

Накопление гумуса в почве очень ценно для земледелия. В гумусе аккумулируются питательные вещества, которые постепенно при разложении минерализуются и служат питанием для растений.

Гумус — отличный поглотитель влаги. Это свойство гумуса зависит от наличия гуминовых кислот. Установлено, что 1 г гумуса поглощает от 4 до 20 г воды. При засухе эта влага возвращается растениям.

Все химические и биохимические реакции в почве и в клетках микроорганизмов протекают, как правило, в воде. Лучше всего микроорганизмы развиваются при влажности 50—60 % максимальной влагоемкости. Анаэробные микроорганизмы развиваются при более высокой, чем аэробы, влажности — 80—90 % и даже 100 % (рисовые поля).

Каким же образом в одной и той же почвенной частичке одновременно существуют облигатные анаэробы, факультативные анаэробы и облигатные аэробы? Развитие аэробных микроорганизмов на поверхности почвенной частицы сопровождается интенсивным поглощением кислорода. От периферии частицы к ее центру концентрация кислорода резко падает. Поверхностная пленка аэробных микроорганизмов создает мощный барьер, препятствующий проникновению внутрь свободного кислорода. В центре почвенной частицы создаются анаэробные условия. Таким образом, частица почвы состоит из микрозон, где живут и развиваются микробы с разной потребностью в кислороде воздуха.

В почве наблюдается сочетание различных групп и видов микроорганизмов, разрушающих клетчатку, пектиновые вещества. Этот процесс происходит при разложении соломы, обработке волокнистых растений (мочка льна). Под влиянием уробактерий мочевина превращается в углекислый аммоний. Уробактерии — аэробы, хорошо развивающиеся лишь при высоком pH (7—8) среды, мочевина служит им источником азота, а органические кислоты и углеводы — углерода.

Разнообразные многочисленные почвенные микроорганизмы обеспечивают расщепление и других соединений углерода — гемицеллюлозы, крахмала, лигнина. Почвенная микрофлора вызывает превращение разнообразнейших химических соединений, ассимилируя, окисляя или восстанавливая их, осаждая или растворяя, создавая комплексы или освобождая химические соединения из существующих комплексов.

Растения в процессе жизнедеятельности через корневую систему выделяют в почву минеральные соли, сахара, органические кислоты, аминокислоты, витамины, ростовые вещества. Эти вещества, усвоенные микроорганизмами, влияют на их развитие и состав. Наряду с корневыми выделениями микроорганизмы используют для питания отмершие корни, корневые волоски, слу-щивающиеся клетки корневых чехликов, эпидермис корня. В непосредственной близости от корней высших растений создается ризосфера — зона, благоприятная для развития почвенных микроорганизмов.

По данным В. Т. Емцева с сотр., количество бактерий рода

Clostridium в 1 г почвы пара составляет 69,7 тыс., а в ризосфере — 10,7 млн. Подсчитано, что масса бактерий в ризосфере люцерны примерно вдвое больше, чем в почве вне ризосферы, и составляет соответственно 5 и 2,25 т/га. В ризосфере бобовых культур микрофлора значительно богаче, чем в ризосфере злаковых.