Bazele științifice ale gestionării azotului în agricultura sustenabilă (Sinteza 1)

Azotul este apreciat ca cel mai important element de nutriție necesar plantelor, cu rol cantitativ și calitativ.

• Azotul în sol (cantitate, forme):

  • Azotul total (N-total): din soluri are o reprezentare de 0,02-0,80% (din greutate), în creștere de la psamosoluri (cu 0,05 la 0,07%) la luvisoluri (0,10-0,15%), la solurile fertile din categoria cernoziomuri (0,15-0,35%) și fac excepție de la această regulă solurile forestiere, cu orizont organic (O) ce pot conține 0,5-1% Nt.

Variabilitatea efectivă a conținutului de Nt din soluri este determinată de conținutul de humus al acestora, raportul C/N al acestuia și de nivelul culturalizării/fertilizării, mai ales organic sau organomineral.

Indicatorul agrochimic de caracterizare a conținutului de Nt din soluri este % de N-total, care exprimă nivele reduse la mai puțin de 0,15%, medii la 0,15-0,22% și mari și foarte mari la peste 0,35% Nt.

• N-organic se regăsește încorporat în humus, resturi vegetale de la culturi, microorganisme și deține peste 90% din N-total al solurilor. Totuși, solurile acoperite permanent (cu pajiști naturale) dețin cantități mai mari de N-organic (peste 95%). Humusul solurilor cu folosință agricolă din țara noastră conține 4,5-4,8% N ca suport esențial pentru gestionarea rațională a azotului din soluri. În fracțiunea organică a Nt se regăsesc substanțe organice de tipul: amide, amine, baze azotate cu heterocicli etc. Toate aceste componente organice din humus și soluri, prin procesul mineralizării (degradării oxidative), eliberează azot sub formă de amoniac (ion de NH₄) și dovedește astfel că acest proces esențial din circuitul N-ului asigură componentei de N-organic din sol caracterul de “potențial accesibil”.

În acest context, această însușire este condiționată de caracteristici de bază ale solului, climei și tehnologiilor și determină decisiv nivelul rezultatului mineralizării N-organic, creșterea și stabilizarea MOS și COS în soluri, un element de bază în sustenabilitatea, sănătatea și productivitatea solului.

Controlul rezervei de N-organic se caracterizează satisfăcător prin indicatorii % C-organic și % humus.

• N-mineral reprezintă aproximativ 10% din N-total din orizontul superficial prelucrat al solului și este format, distribuit între sărurile acizilor nitric, nitros și sărurile de amoniu din care provin predominant formele ionice accesibile ale azotului – nitrații în soluție (NO_₃^₋) și azotul amoniacal (NH₄^₊), ce poate fi adsorbit cu schimb și fără schimb la coloizi, cu potențial de nitrificare în sistem.

  • Nitrații provin din sărurile solubile ale acizilor nitric și nitros și prin oxidarea biochimică (nitrificare) a formei amoniacale. Aplicarea de îngrășăminte cu N (nitric, amoniacal, amidic și complexe NP, NPK) suplimentează efectiv rezervele de nitrați ale solului, care sunt preponderente între formele minerale din sol, cu mobilitate mare în sistemul sol-plantă. Cantitatea de nitrați în orizontul superior al solurilor este normală la 15-20 ppm (mg/1 kg sol) pe soluri nefertilizate și poate ajunge și depăși 60-70 ppm în soluri fertilizate sistematic. Comparativ cu forma amoniacală, nitrații au variații mai mari – primăvara, cu condiții normale, în care se favorizează nitrificarea, sporește concentrarea în soluția solului, dar cu creșterea plantelor și consum ridicat de N, se micșorează rezerva acestora. Evident că, ceva mai rar la încălzirea globală, fertilizarea mare cu N, prelucrarea curentă a solului pot deplasa unele rezerve de nitrați prin curentul descendent de apă spre baza profilului de sol, în afara zonelor explorate de rădăcini, cu pericolul de poluare inclusiv a apelor freatice.
    

  • Forma amoniacală se regăsește în formele ionice schimbabile la particulele coloidale (NH₄) sau în forme neschimbabile între pachetele de aluminosilicați ale mineralelor argiloase expandabile.

Conținutul de amoniu schimbabil (cel mult de 10-15 ppm) este mai mic decât al nitraților și provine din îngrășămintele ce dețin și N-amoniacal sau amoniacal și nitric, ca și din N-organic sau fertilizanți organici.

Forma schimbabilă are mobilitate și disponibilitate pentru nutriția cu N din soluția solului, deci este cu activitate nutritivă actuală sau participă la procesul de nitrificare, cu aport de nitrați în soluția solului. Amoniul fixat neschimbabil predomină în cantități mai mari decât forma schimbabilă, este retras de la nutriție la momentul actual, dar în dinamică se poate reactiva prin procesul de alterare a solului sau prin epuizarea formelor schimbabile din soluția solului. Amoniul fixat neschimbabil reprezintă 5-11% din N-total al orizontului A și 10-35% din cel al orizonturilor inferioare.

• Indicii agrochimici de control și monitorizare a regimului azotului din sol:

  • La Nt conținutul total, exprimat în procente din greutatea solului: sub 0,10% conținut slab, 0,15-0,30% conținut bun, peste 0,35% conținut foarte bun.

  • La N-organic: - C-organic (%) – sub 1-1,5 slab, 2,5-3 bun, peste 3 f. bun;

- conținut de humus (%) – sub 2 slab, 2-4 bun, peste 4 f. bun.

• La N-mineral:

  - NO_₃ (mg/kg sol) – sub 10-15 slab, 20-40 bun, peste 40 f. bun;

  - NH₄ (mg/kg sol) – sub 5 slab, 5-15 mediu, peste 15 bun.