Азот как экологический фактор

Учебные материалы по биологии / Влияние эдафических факторов на почвенные организмы / Азот как экологический фактор

Страница 2

Правда, вблизи промышленных городов такая прибавка за год может составлять до 20 кг N на 1 га, но обычно она бывает не более 2-10 кг, что, возможно, имеет некоторое значение для сфагновых болот, крайне бедных доступным азотом. [Культиасов И.М 1982.- с.260].

Дополнительный источник азота для культивируемых растений - внесение в почву азотсодержащих минеральных удобрений, при производстве которых используется техническая фиксация азота воздуха.

Несмотря на то, что растения «купаются в азоте» (содержание которого в атмосфере 78%), этот элемент часто бывает в дефиците. Естественными причинами служат неблагоприятные условия для деятельности почвенных микроорганизмов и поглощения солей азота корнями: высокая кислотность почвенного раствора, низкие и слишком высокие температуры, плохая аэрация почвы и т. д. Так, весьма бедны доступными формами азота почвы заболоченные, торфянистые, подстилаемые вечной мерзлотой. Азотное голодание иногда наблюдается ранней весной, когда микроорганизмы недеятельны из-за низкой температуры почвы (ниже 5°С нитрификация не идет).

Антропогенные причины обеднения почв азотом заключаются в ежегодном удалении больших количеств азота из биогеохимических циклов при сборе урожая, сенокошении, рубках леса. Возникающий дефицит азота (характерный для всех стран с интенсивным земледелием) приходится восполнять азотными удобрениями. По выражению агрохимиков, азот является фактором «в первом минимуме». [Горышина Т.К.,1970.-с.175-176].

При недостатке азота в почве у растений появляются черты внешнего облика и анатомического строения, которые получили название «голодного склероза», или пейноморфоза. Отчасти, они напоминают ксероморфоз (мелкие листья, мелкоклеточные ткани, утолщение клеточных стенок). К явлениям пейноморфоза, очевидно, можно отнести многие ксероморфные черты в облике арктических и болотных растений. [Козюкина Ж.Т.,1980.- с. 85].

Отсутствие в почве азота резко сказывается, прежде всего, на зеленой окраске листьев. Это связано с тем, что азот входит в состав хлорофилла, поэтому при его отсутствии хлорофилл не образуется. Согласно Келлеру и Коху, бедные азотом листья тополя, содержащие 1,8 процента азота, имеют лишь 55 процентов хлорофилла (100 процентов имеют листья, обладающие высоким уровнем содержания азота - 3,4 процента).

Длительное азотное голодание сопровождается переходом бледно-зеленой окраски в жёлтую, оранжевую, красную в зависимости от вида растения. Пожелтевшие листья часто отмирают.

Недостаток азота ведет к уменьшению интенсивности фотосинтеза и резкому торможению роста растений. Рост растений подавляется, главным образом, по той причине, что без азота не могут синтезироваться белки, составляющие основу сухой массы цитоплазмы. У растений формируются мелкие, с низким содержанием белка, плоды. [Артамонов В., 1980.-с.42-43].

При обилии азота в почве изменяется морфология, анатомия растений, их химический состав. Увеличиваются надземная биомасса, количество и размеры листьев, содержание в них хлорофилла и воды. Меняется соотношение подземной и надземной биомассы: масса надземных органов возрастает больше, чем подземных. У некоторых видов при обилии азота увеличение вегетативной массы сочетается с задержкой цветения и плодоношения.

Улучшение обеспеченности азотом способствует не только увеличению общей продуктивности растений, но и более экономному расходованию воды. При этом снижается потребление воды на единицу урожая для всего сообщества, включая расход на транспирацию и испарение. Азот может также служить акцептором электронов при дыхании корней (нитратное дыхание) в обстановке нехватки кислорода в почве. Внесение азотных удобрений на заболоченные луга и верховые болота приводит к мезофитизации растительности (уменьшению черт гигроморфизма, увеличению доли мезофитов) и повышению урожайности.