Азот, его усвояемая форма и функции в растении

Почвенный азот (особенно богатых черноземов) на 98% представлении органической формой и только 2% находится в минеральной форме.

Основная масса органического азота не доступна для растений. Минерализация азота, т.е. переход из органическорй формы в неорганическую осуществляется в двух микробиологических процессах: * и нитрификация.

Минеральный азот, содержащийся в солях аммиака – называют азот аммиачный (NH₃⁺). Азот, содержащийся в солях азотной кислоты, называют азот нитратный (NO₃^-).

Аммиак (NH₃⁺), поглощенный в виде катиона, очень быстро вступает в реакцию с кетокислотами, например ПВК и образует аминокислоты – например аланин.

Аминокислоты в дальнейшем идут на образование белка. Белки, как нам уже известно, являются главной составной частью протоплазмы растительных клеток. Азот входит в состав и нуклеиновых кислот, играющих * * в передаче наследственности и в регуляции обмена веществ в растительной клетке.

Нитратный азот (NO₃^-) поглощается в форме аниона NO₃^-. Поступив в клетку растений, нитратный азот подвергается восстановлению по схеме:

HNO₃→ HNO₂ → (HNO₂) →NH₂OH→NH₃

Образовавший аммиак, затем вступает в реакцию и кетокислотами (как в первом примере), образуя аминокислоты. Энергию и восстановительную силу для ассимилированного восстановления нитратов доставляет дыхание в форме НАДН_2, а в клетках содержащих хлоропласт световые реакции фотосинтеза в форме НАДФН_2. Таким образом, энергию и молекулярные субстраты для азотного обмена доставляет углеродный обмен, дыхание + фотосинтез. Амидная форма азота представлена в мочевине: СО (NH₂)₂.

Мочевина попав в растительную клетку разлагается под действием фермента уреазы на аммиак NH₃ и СО₂. последующая фиксация азота идет через кетокислоты ПВК, ЩУК и АКГК, приводя к образованию аминокислот: аланин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты, т.е. при распаде мочевины аммиак фиксируется теми же акцепторами, что и аммиачный азот вообще: через ПВК, ЩУК и АКГК.

Таким образом, первичная фиксация азота независимо от того из каких источников он поступает в растения идет через такие аминокислоты как аланин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты.

В арсенале агрохимиков есть удобрения, в которых азот представлен в нитратной форме (NO₃^-) и в аммиачной форме (NH₃⁺). Это удобрение в практике называют аммиачной селитрой NH₄NO₃. Эта форма соли относится к физиологически нейтральной, не изменяющей рН среды. В естественных условиях средой является почва. В свое время было рекомендовано использовать такую форму удобрений для всех почвенных условий, не опасаясь, что изменится рН. Через энное число лет (20-30), усиленное использование аммиачной селитры при выращивании овоще-бахчевых культур привело к проблеме нитратов. Возникает вопрос, каков механизм накопления (образования) нитратов в клетках растений? Ответ на поставленный вопрос таков: (NH₃⁺) катион и (NO₃^-) анион этого удобрения, поступив в растительную клетку, с разной скоростью включаются в реакцию, приводящую к образованию аминокислот. Более конкурентоспособным является катион NH₃⁺. За считанные доли минут аммиак, вступая в реакцию с кетокислотами идет на образование аминокислот.

Анион (т.е. NO₃^-) должен еще пройти этап восстановления, прежде чем вступить в реакцию с кетокислотой. В растительной клетке в условиях слабой обеспеченности восстановительной силой в форме НАД х Н₂ при дыхании (и НАДФ Н₂ при фотосинтезе) NO₃^- нитрат азота восстанавливается лишь частично до NO₂^- т.е. до нитратов. Полувосстановленные формы азота – нитраты, аккумулируются затем в тканях растений в повышенных количествах.

Как снять тревогу в обществе? В отдельных странах (Узбекистан) приняты правительственные постановления, строго-настрого запрещающие применение аммиачной селитры на посевах овоще-бахчевых культур и растениеводстве.

Эффективной формой азотного удобрения является мочевина. Её и рекомендуют использовать вместо аммиачной селитры.