Где теряется азот в этой системе и почему это не критичноЧестно говоря, азот из этой системы частично теряется.
Потеря 1: Денитрификация при чередовании влажности. При переходе от влажных к сухим условиям (характерно для степи) в анаэробных микрозонах происходит денитрификация - превращение нитратов в газообразные формы (N₂, N₂O). Азот уходит в атмосферу.
Потеря 2: Вымывание нитратов. Хотя в степной зоне осадков мало, после снеготаяния или редких ливней нитраты могут вымываться ниже корневого слоя. Это особенно возможно в годы с избыточной влажностью.
Эти потери реальны. Но система всё равно накапливает азот. Почему?
Источники восполнения азота перевешивают потериИсточник 1: Биологическая азотфиксация - атмосферный азот
В черноземе работают азотофиксирующие бактерии - Azotobacter, цианобактерии и др. Они связывают молекулярный азот (N₂) из атмосферы и превращают его в доступные формы.
Вот ключевой момент: эти бактерии активны при наличии углеводов. Солома - это углеводы. Система компостных дорожек создаёт идеальную среду для азотофиксирующих микроорганизмов.
В степной зоне без органики азотфиксация идёт медленно. Но когда я ежегодно добавляю органику, азотофиксирующие бактерии получают энергию. Они работают активнее. Источник азота становится выше потерь.
Источник 2: Минерализация гумуса из предыдущих лет
После нескольких лет наслаивания у меня есть значительный фонд среднестабильного гумуса. Гумус постоянно минерализуется. Организмы разлагают органический азот гумуса, превращая его в минеральные формы.
Это не быстрый процесс. Гумус отдаёт азот медленно. Но после нескольких лет накопления этот источник становится существенным.
Источник 3: Чередование иммобилизации и минерализации на разных слоях
Это главный механизм трёхслойной системы. Когда верхний слой (новая солома) иммобилизирует азот в первые месяцы, средний слой (прошлогодняя солома) как раз вступает в фазу минерализации. Микроорганизмы этого слоя отмирают, отдавая азот.
Получается динамическое равновесие. Верхний слой берёт азот из почвы, но среднему слою есть что отдать. На уровне всей системы выход азота может быть больше, чем вход.
Источник 4: Микробная биомасса как переходное хранилище
Микробная биомасса в хорошо удобренных почвах составляет 1,3-2,7 тонн углерода на гектар (примерно 130-270 килограммов в слое 0-30 сантиметров).
Эта микробная биомасса - не просто временное скопление. Это постоянно обновляющееся хранилище. Каждый год часть микробов отмирает, отдавая азот. Новые микробы растут, потребляя азот из почвы. Но за счёт азотфиксации и минерализации гумуса баланс сдвигается в пользу накопления.
Почему в природе тоже происходит аналогичное чередованиеВ лесу ежегодно падает листва. Эта органика содержит 1-2% азота, но дефицита не возникает. Почему?
Потому что в лесу происходит то же самое чередование, только в более выраженном виде.
Верхний слой лесной подстилки (свежий опад). Здесь идёт активное разложение свежих листьев. Иммобилизация азота. Может быть временный дефицит.
Средний слой (полугодовалый опад). Здесь пик микробной активности и синтеза микробной биомассы.
Нижний слой (многолетний гумус). Здесь гумификация и долгосрочное хранилище азота.
Лесная подстилка толщиной 5-10 сантиметров содержит от 1,4 до 2,0 тонн азота на гектар. Это накопление происходит в условиях, когда опад содержит мало азота. Как это возможно? Благодаря азотфиксации и чередованию слоёв.
Древесные корни через грибные сети образуют обширную сеть внешнего мицелия с коротким жизненным циклом. После отмирания этот мицелий становится «внутрипочвенным опадом» - источником микробной биомассы с высоким содержанием азота. Азотфиксирующие микроорганизмы активны при наличии углеводов из опада.
В степи то же самое, только медленнее из-за засушливости. Ежегодный травостой отмирает и падает на почву. Степные травы содержат 1,43-2% азота в опаде. Разложение идёт медленнее чем в лесу. Но азотфиксирующие бактерии работают.
Критическое условие: многолетнее наслаивание, а не однократное внесениеВот главное, что меняет всё.
Если я внесу тонну соломы один раз - агрономы будут правы. Азотного голодания не избежать без минерального азота. Система иммобилизирует азот и точка.
Но если я вношу солому каждый год, ситуация меняется кардинально. После года-двух такого режима система переходит в режим накопления. Почему?
Потому что к моменту внесения нового слоя соломы в дорожке уже находятся слои предыдущих лет на разных стадиях разложения. Верхний слой иммобилизирует азот. Но средний слой как раз минерализирует азот из отмирающей микробной биомассы. Нижний слой превращает азот в гумус.
Система становится саморегулирующейся. Без многолетнего наслаивания это невозможно.
Почему агрономы видели только первую фазуБольшинство агрономических исследований проводилось на полях, где органика вносится не каждый год, а раз в несколько лет или вообще однократно. Они наблюдали острую фазу иммобилизации азота и рекомендовали минеральный азот.
В интенсивном земледелии, как правило не могут себе позволить снижение урожайности из за просадки азота на год. Это было правильно для того контекста. Однократное внесение - азотное голодание. Минеральный азот нужен.
Казалось бы, логично: если солома требует азота для разложения, добавим его — и система будет работать эффективнее.
На самом деле происходит:-Азотфиксация отключается: азот уже доступен, микробы не голодают → азотфиксация не нужна
-Ускоренная минерализация: избыток азота сдвигает микробное сообщество в сторону максимально быстрого разложения вместо гумификации
-Потери азота растут: с ускоренной минерализацией выше риск денитрификации и испарения аммиака → потеря азота повышается.
Однако все же есть исследования, в которых было установлено что при ежегодном внесении соломы под перепашку азот перестает проседать.
https://ok.ru/group/70000004924972/topic/157515919330604
Нет комментариев