Složka N do půdy N z půdy Spady Export Atmosférický dusík Minerální hnojiva Stájová hnojiva Fixace N Organický dusík Rostlinné zbytky Amonný N + (NH 4 ) Odběr rostlinami Volatilizace Nitrátový N - (NO 3 ) Denitrifikace Eroze, smyv Vyplavování
Vstupy Hnojiva minerální organická Fixace symbiotická nesymbiotická Spady mokrý suchý Mineralizace organické hmoty Krmiva Zbytky rostlin Výstupy Rostlinná produkce Živočišná produkce Imobilizace N Ztráty Do povrchových a spodních vod - vyplavováním - smyvem, erozí Ztráty do atmosféry - těkáním čpavku - uvolňováním oxidu dusného a N 2
Dusík v půdě
N 2 DUSÍK V ATMOSFÉŘE NH 3 AMONIAK MINERÁLNÍ HNOJIVA ORGANICKÁ HNOJIVA ORGANICKÝ DUSÍK volatilizace imobilizace mineralizace fixace denitrifikace DUSÍK VE VODĚ NH 4 + AMONNÝ DUSÍK nitrifikace NO 2 - NITRITY NO 3 - NITRÁTY vyplavování Odběr rostlinami
Dusík v půdě Celkový N v půdě : 0,1 0,2 % 3000 6000 kg N.ha -1 N min. přístupný 1,0 2,0 % z celkového N N min. celkem 5,0 10 % z celkového N Formy N v půdě % z N tot : N min NO - 3 NH + 4 1 5 % NO - 2 NH 4+ Fix. 1 % N org. z toho N hydrolyzovatelný 65 80 % NH 3 v hydrol. 20 35 % N α aminokys. 30 45 % N aminocukrů 5 10 % N purinových a pyridinových derivátů 10 20 % N nehydrolyzovatelný 20 35 % (těžko rozložitelný - chemicky i biologicky)
Mineralizace sloučenin dusíku A) Amonizace N org. NH 3 popř. NH 4 + B) Nitrifikace mikroorganismy aerobní, anaerobní, ph široké, poměr C : N B1) nitritace: 2NH 4+ + 3O 2 2HNO 2 + 2H 2 O + 2H + + 661 J mikroog. Nitrosomonas Nitrosospira Nitrosocystic B2) nitratace: 2HNO 2 + O 2 2HNO 3 + 201 J Nitrobacter striktně aerobní proces - optimálně - vlhkost půdy 70 % MVK ph 5,0 8,5 teplota 20 35 o C
Denitrifikace A) Biologická 5 C 6 H 12 O 6 + 24HNO 3 30 CO 2 + 42 H 2 O + 12 N 2 NO 3 - NO 2 - NO N 2 O N 2 ph neutrální až alkalické nedostatek O 2 vyšší teploty přítomnost lehce hydrol. organické hmoty + NO 3 - B) Chemická CO(NH 2 ) 2 + 2 HNO 2 CO 2 + 3 H 2 O + 2 N 2 aminokyseliny amoniak aminy ph 5,5 a vyšší
Biologická fixace N 2 N 2 + 8H + + 8e - 2NH 3 + H 2 enzym Nitrogenasa energie 16 ATP na N 2 vazba na kyselinu glutamovou Nesymbiotická 3 12 kg N/ha/rok Ø 6 kg volné mikroorganismy: Azotobacter Beijerinckija Spirillum Symbiotická 62-244 kg N/ha/rok mikroorganismy žijící v symbioze s kořeny rostlin čeledi Fabaceae
Principy biologické fixace N 2 v půdě
Průměrné hodnoty fixace dusíku (kg N/ha/rok) Vojtěška 244 Jetel 248 Bob 116 Hrách 102 Fazole 62
Dusík v rostlině
Dusík v rostlině Význam N pro rostlinu: - stimulace růstu - utilizace ostatních živin N je součástí: aminokyselin amidů bílkovin nukleoproteidů chlorofylu enzymů biologicko aktivních látek Forma příjmu: NH + 4 NO 3 -
Výživa NH 4 + pasivní příjem omezená kontrola nezbytné zabudování do organických sloučenin příjem při nižších teplotách antagonismus s ostatními kationty NH + 4 NH 3 + H + - okyselovací efekt
Výživa NO 3 - vysoká koncentrace v půdním roztoku cca. 100 mg N.l -1 vyšší příjem NO 3- > NH 4 + je značně nezávislý na potřebě rostlin Příjem NO 3- je aktivní, závislý na energii a teplotě. Enzymatická redukce: Mo Fe, Cu Mn, Mg NO - 3 NO - 2 (NH 2 OH) NH 3 + 2H + + 6H + + 6e - nitrátreduktasa nitritreduktasa max intenzita redukce po 4 5 hod. svitu, přímý vztah s intenzitou fotosyntézy (energie) Alkalický efekt: NO 3- + 8H + + 8e - NH 3 + 2H 2 O + OH -
N hnojiva a jejich použití
Hnojení N hnojivy - P, K, Ca, Mg na základě rozborů půd - N na základě odběrových normativů (kg N/t výnosu) úpravy dávek - předplodina (jeteloviny) - organická hnojiva stájová (hnůj, močůvka,...) - ostatní (sláma (C:N),nať, ) - stanoviště EVH, BPEJ -
N hnojiva Organická hnojiva (hnůj, kejda 0,4 2,2 % N) Minerální hnojiva Amonná N hnojiva obsahují dobře vázaný amonný N (21 % síran amonný) vhodný pro základní hnojení Nitrátová N hnojiva velmi pohyblivý NO 3- (15 % ledek vápenatý), vhodný na přihnojování Amidová N hnojiva močovina vhodná na základní hnojení i přihnojování (46 % N) Kyanamidová N hnojiva pozvolné uvolňování N, silný fytosanitární účinek, základní hnojení prodleva (dusíkaté vápno 20 % N) N hnojiva s více formami ledek amonný s vápencem (27 % N), ledek amonný (33% N) Dusičnan amonný a močovina DAM 390 ( 30 % N) Amofosy kombinace N + P rozpustná hnojiva (12 21 % N)
Použití minerálních N hnojiv - fosforečná na podzim, do zásoby na 2 3 roky dopředu - draselná na podzim, do zásoby na 1 2 roky dopředu - vápenatá podzim, většinou ve 3-6-i letých cyklech - dusíkatá Základní hnojení před založením porostu Amonná forma N NH 4+, Organická forma N, u jařin, hnojiva Močovina, SA, DV - Přihnojení hnojení během vegetace Nitrátová forma N NO 3-, hnojiva - LV
Hnojení N u salátu
Nedostatek N na listech kukuřice
Nerovnoměrné hnojení N u pšenice
kg čistých živin/ha/rok Situace v Evropě roční přísun živin (2015) 160 140 120 100 80 60 40 20 K P N 0 Itálie Rumusko Portugalsko Lotyšsko Rakousko Švédsko Estonsko Španělsko Finsko Slovinsko Litva Slovensko Bulharsko Dánsko Maďarsko Česká republika Francie Spojené království Irsko Polsko Německo Nizozemí
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 kg čistých živin/ha/rok Situace v České republice přísun čistých živin od r. 1990 120 100 80 N P K 60 40 20 0
Vliv stoupajících dávek N na odběr P 120 173 % odběr mg P/nádobu 100 80 60 40 20 135 % 167% kambizem hnědozem 215 % 0 0,5 1,0 1,5 2,0 g N/nad.