Od czego zależy ENERGIA Sorpcji: 1. Wart. Kationów (im wyższa tym wyższa wart. Sorpcji) → nad strzałką Na; Mg2+; Ca2+; Al3+; Fe3+ H+. 2. Stężenia tej samej wart. Kationów. 3. Liczba masowa. ENERGIA DESORPCJI: Jest ujemnie skorelowana z ENERGIĄ SORPCJI ← nad strzałką Na; Mg2+; Ca2+; Al3+; Fe3+ H+. Od czego zależy sorpcja biologiczna: wartości stosunku węgla organicznego do azotu ogółem, 1 : 10-17 C organicznego - procesy mineralizacji, 1 : 17-33 C organicznego - równolegle procesy mineralizacji i zbiałczenia, 1 : 33-70 C organicznego - proces zbiałczenia sorpcja biologiczna immobilizacja. Przyczyny zakwaszenia gleb w Polsce: geneza skały macierzystej, wywożenie składników pokarmowych z plonem, kwaśne opady, stosowanie nawozów mineralnych, wymywanie składników mineralnych (N, K, Mg, Ca) poza system korzeniowy w głąb profilu glebowego a nawet wód podziemnych, przewaga opadów atmosferycznych nad parowaniem. Skutki zakwaszenia gleb w Polsce: zakwaszenie gleby przez procesy naturalne, nawozy i kwaśne deszcze → 1. pogorszenie struktury i biologicznej aktywności gleby. 2. rozpuszczenie związków Al, Fe, Mn i innych metali. → 1. objawy toksyczności Al i niekiedy Fe i Mn u roślin. 2. hamowanie pobierania przez rośliny P, Mg, Ca, Mo. 3. wzrost pochłaniania metali ciężkich oraz Mn, Zn. → 1. zmniejszenie plonu. 2. Zwiększenie zawartości P, Ca, Mg w plonie. 3. wzrost pobierania metali ciężkich Mn, Zn. Wapnowanie: odkwaszanie i poprawa stosunków wodno glebowych, na gleby lekkie stosujemy CaCO3, a na gleby ciężkie CaO3. Równania wapnowania: gleby ciężkie: CaO + H2O = Ca(OH)2 oraz Ca(OH)2 + 2H+ = Ca2+ + 2H2O. gleby lekkie: CaCO3 + (H2O + CO2) = Ca(HCO3)2 i Ca(HCO3)2 = Ca2+ + 2HCO3- oraz 2HCO3- + 2H+ = 2H2CO3(→2CO2 + 2H2O). Trio chemiczne N, P, K - wpływają na ilość i jakość plonu. Azot w glebie - występuje w formie organicznej, występuje ze związkami białka oraz substancji humusowych. Źródła azotu w glebie: nawozy organiczne i mineralne, bakteria rhizobium, resztki pożniwne, obumarłe rośliny. Nawozy naturalne: obornik, gnojówka, gnojowica. Nawozy organiczne: kompost, itp. Bakterie rhizobium - potrafią w ciągu okresu wegetacji zabrać od 30 do 200 kg N/ha. Bakterie Azobacter i Clostridium - wolno żyjące w glebie, pH = 6,0. Azobacter wiąże 15-45 kg N/ha, Clostridium wiąże 10 kg N/ha. Strata azotu: pobieranie przez rośliny 50-300 kg N/ha, utlenianie N2 w czasie denitryfikacji oraz utlenianie amoniaku, wymywanie azotu azotanowego w głąb profilu glebowego. Sorpcja chemiczna - uwstecznianie przyswajalnych form fosforu przy udziale kationów, zależy od pH: gleby kwaśne (H+, Al3+, Fe3+, Mn+) gleby alkaliczne (Ca2+, Mg2+) H3PO4→H+ + H2PO4- - I. H2PO4-→H+ + HPO42- -II. HPO42-→ H+ + PO43-.
Strata azotu amonowego z gleby: czynniki kształtujące proces utleniania azotu amonowego z gleby, reakcje hydrolizy soli amonowych, typ gleby, pH gleby, wilgotność i temperatura gleby, dawki i rodzaj zastosowanego nawozu. Straty azotu mineralnego z gleby: ilość opadów atmosferycznych i jego odczyn, zmianowanie roślin, dawki i rodzaj zastosowanego nawozu, pH gleby, typ gleby a zwłaszcza jej właściwości fizykochemiczne. Proces przemian azotu w glebie: mineralizacja - proces polegający na rozkładzie organicznych związków azotowych pod wpływem drobnoustrojów i utlenianiu zredukowanej formy azotu mineralnego tzn. NH4 (zwany również amonifikacją). Szybkość mineralizacji zależy od: rodzaju materiału który ulega rozkładowi, temperatura, wilgoć, odczyn gleby pH. Podstawowy proces mineralizacji: Immobilizacja - (zbiałczanie) proces azotu mineralnego przez organizmy żywe i tworzenie przez nie związków białkowych. Żyzność gleby - określa stosunek C do N. Immobilizacja - proces pobierania azotu mineralnego przez organizmy żywe i tworzenia przez nie związków białkowych. Nitryfikacja - proces utleniania amoniaku do azotanów (V) przy udziale bakterii z grupy: Nitrosomonas 2NH4+ + 3O2 → 2HNO2 = 2H2O + 2H+ Nitrobacter 2HNO2 + O2 → 2H+ + 2NO3-. 2NH4+ + 4O2 → 2NO3- + 4H+ + 2H2O. Bakterie nitryfikacyjne są bezwzględnymi tlenowcami, a ich aktywność jest największa przy odczynie obojętnym. Denitryfikacja - proces odwrotny do nitryfikacji, zachodzi w warunkach beztlenowych, dokonywana jest przez szereg niespecyficznych bakterii zwanych denitryfikatorami przy udziale enzymów, które nazywamy reduktazami. NO3-→NO2-→NO→N2O→N2 (pod każdą strzałką jest reduktaza 1, 2, 3 i 4) Denitryfikacja częściowa lub amonifikacja: HNO3→HNO2→HNO→NH2OH→NH3 . Denitryfikacja całkowita: HNO3→HNO2→HNO→N2. Prowadzi do gazowych strat azotu w formie NO, N2O, N2. Azot występuje w nawozach w 4 zasadniczych formach: Amonowej (Siarczan amonowy: (NH4)2SO4 zawartość N: 20,5%) Saletrzanej (Saletra wapniowa: Ca(NO3)2 N: 15,5%, Saletra sodowa: NaNO3 N: 15,5%) Saletrzano-amonowe (Saletra amonowa: NH4NO3 N: 34%, Saletrzaki: NH4NO3 + CaCO3 N: 25%) Amidowe (Mocznik: CO(NH2)2 N: 46%) Nawozy azotowe - są łatwo pobierane przez rośliny, bezpośrednio jako jony amonowe lub azotanowe. Nawozy amidowe muszą przed pobraniem ulec przekształceniu do formy amonowej pod wpływem enzymu ureazy wydzielanej przez bakterie i grzyby. Hydroliza mocznika w optymalnych warunkach trwa 2-4 dni, a w niekiedy 20. Optymalne warunki to: temp. 20-30oC, wilgotność 50-60%, całkowita pojemność wodna i pH 6,5-7,5. CO(NH2)2 + 2H2O → ureaza → (NH4)2CO3