Dusík: Výskyt a význam v přírodě

Dusík (chemická značka N, latinsky nitrogenium) je plynný chemický prvek, tvořící hlavní složku zemské atmosféry. Český název dusík vznikl překladem jeho německého názvu Stickstoff a pochází od Jana Svatopluka Presla; podobné názvy jsou ještě např. V druhé polovině 18. století byla objevena složka vzduchu, která nepodporuje hoření ani dýchání. Tento plyn popsal jako první Němec Carl Wilhelm Scheele v roce 1777 a Francouz Antoine Lavoisier ho pojmenoval jako azote (tento název se používá např. ve francouzštině, ruštině (Азот) nebo polštině), což znamená ‚dusivý plyn‘.

Poté, co bylo zjištěno, že je kyselina dusičná odvozena od dusíku, pro něj Chaptal navrhl název nitrogéne, což znamená ‚ledkotvorný‘, který se udržel v latinském označení nitrogenium.

Vlastnosti dusíku

Dusík je plyn bez barvy, chuti a zápachu. Není toxický ani jinak nebezpečný. Dusík je v atmosféře tvořen dvouatomovými molekulami, které jsou spojeny velmi pevnou trojnou vazbou. Tato trojná vazba má za následek jeho nízkou reaktivitu. Dusík je inertní plyn, to znamená, že reaguje s jinými chemickými sloučeninami pouze za vysokých teplot a tlaků. Za laboratorní teploty reaguje pouze s lithiem a hořčíkem.

Za vysokých teplot se však dusík slučuje s většinou prvků. Naproti tomu atomární dusík je velmi reaktivní a nelze ho uchovávat. Jeho vysoká reaktivita spočívá v tom, že má ve valenční vrstvě 3 nepárové elektrony. Stability docílí tím, že buď přijme tři elektrony a vytvoří stabilní oktet ve valenční sféře N3−, nebo odevzdá až 5 elektronů a získá tím kladnou valenci, např. Dusík má po kyslíku a fluoru třetí nejvyšší hodnotu elektronegativity, a proto u něj převládá schopnost vytvářet aniont, který se nazývá nitridový N3−. Pouze ve sloučeninách s kyslíkem a fluorem je schopen tvořit ionty, kde se uplatňuje v kladné valenci.

Pomocí přesunů elektronu je možné nalézt a vyjádřit určité mezní elektronové konfigurace valenční sféry atomů dusíku ve sloučeném stavu. Aby tedy dusík dosáhl max. záporného oxidačního stavu, musí přijmout tři elektrony. Aby dosáhl max. Kvůli své elektronegativitě dusík nemůže spontánně přesunout svou elektronovou hustotu z atomů při vytváření vazeb s jinými elektronegativnějšími prvky, ale zároveň není jeho elektronegativita dostatečně vysoká na „přetáhnutí“ vazebných elektronů do valenční sféry při vazbě s elektropozitivními prvky.

Čtěte také: Ekologické zemědělství a dusík

Běžně se u dusíku vyskytují vazby homonukleární. V elementární podobě se s dusíkem setkáváme prakticky neustále, tvoří totiž 78 % (objemových) zemské atmosféry. Ve stopách se v atmosféře vyskytuje také amoniak, který se uvolňuje tlením organických sloučenin a při elektrickém výboji (například blesku). Vzhledem k rozpustnosti prakticky všech svých anorganických solí se téměř nevyskytuje v běžných horninách. Všechny tyto látky byly v průběhu času dávno spláchnuty do oceánů a tam se opět zapojily do různých biologických cyklů.

Výjimkou je např. chilský ledek neboli dusičnan sodný NaNO3, který pravděpodobně vznikl rozkladem rostlinných a živočišných látek zejména na chilském pobřeží. Dusík je významný biogenní prvek, který se vyskytuje ve významných organických sloučeninách a ve všech živých organismech. Rostliny ho přijímají kvůli svému růstu a nevylučují ho.

Příprava dusíku

Nejvýhodnější laboratorní příprava čistého dusíku se provádí zahříváním koncentrovaného roztoku dusitanu amonného nebo směsi roztoku chloridu a dusitanu amonného. Často se ještě dusík v laboratoři připravuje vedením vzduchu přes rozžhavenou měď. Měď reaguje s kyslíkem a vzniká černý oxid měďnatý. Vzniklý dusík není úplně čistý, protože vzduch obsahuje okolo 1 % argonu a dalších vzácných a netečných plynů. Další možná příprava dusíku v laboratoři, při které získáme obzvláště čistý dusík, je tepelný rozklad amoniaku. Při tomto postupu vedeme amoniak přes práškový nikl při teplotě 1 000 °C.

Dusík se dříve technicky připravoval vedením vzduchu přes rozžhavené uhlí nebo koks, čímž se kyslík spálí na oxid uhličitý. Oxid uhličitý se následně od dusíku odstraní promýváním ve vodě. Dusík se dnes prakticky výlučně vyrábí nízkoteplotní rektifikací zkapalněného vzduchu a tvoří přitom spíše přebytky při výrobě více žádaného kyslíku. Při postupném ochlazování nejprve dochází k oddělení kapalného CO2. Dále dochází ke zkapalnění kyslíku s dusíkem, případně ještě argonem. Hélium zůstává plynné a tím je ze směsi odděleno (vč. jiných vzácných plynů). Kapalná směs je pak dělena v rektifikační koloně.

Představa o frakční destilaci vyučovaná na základních a středních školách je jen zjednodušením a má daleko k průmyslové realitě. Taková velkokapacitní výroba dusíku v rámci ČR je realizována např. v průmyslové zóně Litvínov-Záluží (areál spol. Unipetrol RPA). Kromě přímého expedování se přímo v areálu využívá např.

Čtěte také: Více o znečištění ovzduší dusíkem

Využití dusíku

Amoniak a následně z něj vyrobená kyselina dusičná jsou látky, které se vyrábějí v chemickém průmyslu velmi mnoho. Plynný dusík nalézá využití jako inertní atmosféra např. v prostředí, kde hrozí nebezpečí výbuchu, pro svařování v inertní atmosféře (TIG), při výrobě integrovaných obvodů, nerezové oceli. Kapalný dusík se využívá v řadě kryogenních procesů, při nichž je třeba udržet prostředí na značně nízké teplotě. Příkladem je uchovávání tkání nebo spermií a vajíček v lázni z kapalného dusíku.

Kapalným dusíkem jsou chlazeny polovodičové detektory rentgenového záření v různých spektrometrických aplikacích. Pevný dusík se používá ve směsi s kapalným pro rychlejší chlazení, např. při kryokonzervaci spermií. Také je využíván jako matrice pro studium a uchovávání nestabilních sloučenin, např. volných radikálů. Dusíkatá hnojiva jsou látky, které se rostlinám dodávají, aby rostly rychleji. Rostliny dusík nevylučují a plně ho využívají k růstu. Rostliny, které byly hnojeny nadbytkem hnojiv s obsahem dusíku, lze poznat podle dužnatých tkání křehkých dužnatých orgánů, velkých, sytě zelených, listů.

Amoniak NH3 a jeho sloučeniny jsou jedním z nejvyužívanějších hnojiv v zemědělství. Plynný amoniak se v poslední době stává náhradou freonů v chladírenství. Amoniak se vyrábí přímou syntézou z plynů tzv. Dusičnan amonný NH4NO3 je další často používané hnojivo bohaté na obsah dusíku. Dnes se však stejně jako síran amonný(NH4)2SO4 a dusíkaté vápno neboli kyanamid vápenatý CaCN2 využívá méně. Močovina (NH2)2CO neboli diamid kyseliny uhličité se jako hnojivo v poslední době využívá stále více. Její výroba je nenáročná a velmi levná. Ostatní dusičnany, které se používají jako hnojiva, nejsou samy o sobě významné. Používají se hlavně ve směsi s dalšími látkami a vytváří tak komplexní hnojiva.

Mimořádných oxidačních vlastností sloučenin dusíku s valencí N5+ se již od dávnověku využívá při výrobě explozivních látek. Již v starověké Číně byla známa výroba střelného prachu, jehož podstatnou složku tvoří dusičnan sodný nebo draselný. Organické sloučeniny dusíku jako například aminy se používají k výrobě barviv a léčiv. Mezi deriváty amoniaku se řadí amidy, imidy a nitridy, které vznikají nahrazováním atomů vodíků v jeho molekule. Amoniak NH3 je plyn lehčí než vzduch, bez barvy, rozpustný ve vodě, má charakteristický štiplavý zápach, leptá sliznice a používá se jako hnojivo a surovina pro výrobu dalších anorganických a organických sloučenin.

Při rozpouštění amoniaku ve vodě se reakcí s vodou tvoří z části molekul amoniaku tzv. Derivát, který vzniká nahrazením jednoho atomu vodíku v amoniaku, se nazývá amid nebo amin. Amidy jsou deriváty amoniaku, které mají atom vodíku nahrazen kovem (např. amid sodný NaNH2) nebo si je můžeme představit odvozené náhradou skupiny OH v kyselinách za skupinu -NH2 (např. diamid kyseliny uhličité neboli močovina (NH2)2CO). Jako aminy se označují ostatní sloučeniny (např. chloramin NH2Cl). Derivát, který vzniká nahrazením dvou atomů vodíku v amoniaku, se nazývá imid nebo imin. Anion má tvar >NH2−. Derivát, který vznikne odtržením všech atomů vodíku z amoniaku, se nazývá nitrid nebo (pouze v některých sloučeninách) nitril.

Čtěte také: Význam dusíku ve vzduchu

Jako nitril se označuje velmi málo sloučenin (např. kyselina nitrilosulfonová N(SO3H)3). Nitridy jsou obecně dvouprvkové sloučeniny dusíku s jinými prvky. Hydrazin N2H4 je bezbarvá, na vzduchu silně dýmající kapalina. Má zásaditý charakter a je schopen tvořit soli hydrazínia. Hydroxylamin NH2OH nelze snadno připravit ve volném stavu, protože látka snadno detonuje. Stabilnější jsou její soli hydroxylaminia. Mezi halogenidy dusíku řadíme fluorodusík NF3, chlorodusík NCl3 a jododusík NI3. Bromodusík se nepodařilo připravit čistý, ale pouze jako amoniakát NBr3·6NH3. Fluorodusík je bezbarvý plyn, chlorodusík těkavá tmavě žlutá olejovitá kapalina a jododusík hnědočervená pevná látka.

Mezi sloučeniny síry s dusíkem patří několik látek. Nejznámější mají složení S4N4 tetranitrid síry a S4N2 dinitrid síry. Oxidy dusíku jsou známy s dusíkem formální valence N1+ až N5+. Oxidy dusíku s mocenstvím N2+ až N5+ jsou hlavními složkami tzv. Oxid dusný N2O, nazývaný také rajský plyn, je bezbarvý plyn slabého zápachu a nasládlé chuti, který byl v dřívějších dobách používán jako narkotikum při chirurgických operacích. Dnes se používá jako hnací plyn ve sprejích. Oxid dusnatý NO je bezbarvý plyn, velmi jedovatý, který při kontaktu s kyslíkem reaguje na oxid dusičitý. Oxid dusitý N2O3 je temně modrá kapalina, která se za pokojové teploty rychle rozkládá na oxid dusnatý a oxid dusičitý.

Oxid dusičitý NO2 je hnědočervený, silně jedovatý plyn charakteristického zápachu, který za pokojové teploty dimeruje na N2O4, který je bezbarvý. Oxid dusičný N2O5 je bezbarvá krystalická látka, která se na vzduchu rychle rozplývá. Oxid dusičný není stabilní a může bez vnější příčiny explodovat. Při reakci s ozonem lze získat sloučeninu s větším obsahem kyslíku, která má složení NO3 a nazývá se peroxid nitrosylu. Známe dvě řady oxohalogenidů dusíku: halogenidy nitrosylu (NOX) a halogenidy nitrylu (NO2X). První jsou velmi reaktivní plyny, které lze vyrobit přímou halogenací oxidu dusného. Fluorid nitrosylu (NOF) je bezbarvý plyn, jde o silné fluorační a nitrační činidlo, čehož se využívá v syntéze. Chlorid nitrosylu (NOCl) je žlutý plyn, je to silný elektrofil a oxidační činidlo. Bromid nitrosylu (NOBr) je červený plyn, silné oxidační činidlo. Za pokojové teploty částečně disociuje na oxid dusnatý a brom.

Nejstálejší a nejdůležitější kyselinou dusíku je kyselina dusičná, další známé kyseliny dusíku jsou kyselina dusitá, kyselina azidovodíková a kyselina kyanovodíková. Kyselina azidovodíková HN3 je bezbarvá, ostře páchnoucí kapalina s jedovatými parami, které explodují velmi prudce, pokud přijdou do styku s horkým předmětem. Ve vodném roztoku je kyselina azidovodíková stálá. Je to slabá kyselina. Kyselina dusná H2N2O2 je bílá krystalická látka, která je v suchém stavu krajně explozivní. Dobře se rozpouští ve vodě a lihu. Je to velmi slabá kyselina, protože její disociace v roztoku je nepatrná. Kyselina dusitá HNO2 je látka stálá pouze v chladných, silně zředěných roztocích.

Při vyšší teplotě nebo ve větší koncentraci se rozkládá na kyselinu dusičnou, oxid dusnatý a vodu. Soli kyseliny dusité, dusitany neboli nitrity, jsou na rozdíl od kyseliny znatelně stabilnější a mají praktické využití při organických syntézách např. Kyselina dusičná HNO3 je v čistém stavu bezbarvá kapalina, která se ve větší koncentraci na světle rozkládá na oxid dusičitý, vodu a kyslík. Kyselina je silné oxidační činidlo. Kyselina kyanovodíková HCN je vodný roztok kyanovodíku HCN. Je to slabá toxická kyselina, místy využívaná jako postřik. Její soli se nazývají kyanidy (např. kyanid draselný KCN nebo kyanid sodný NaCN. Kyanidy se v organismech mění na kyanovodík HCN.

Mezi organické sloučeniny dusíku se řadí nitrosloučeniny, nitrososloučeniny, aminy, amoniové soli, kyanatany neboli kyanáty, isokyanatany neboli isokyanáty, thiokyanatany neboli thiokyanáty, isothiokyanatany neboli isothiokyanáty, azosloučeniny, diazoniové soli, deriváty hydrazinu, deriváty hydroxylaminu, aminokyseliny, amidy kyselin, hydrazidy kyselin, laktamy, imidy kyselin a nitrily kyselin. Nitrosloučeniny obsahují v molekule skupinu -NO2. Mají podle reakčních podmínek mírné oxidační vlastnosti a některé z nich jsou významnými meziprodukty chemického průmyslu, zejména při výrobě aromatických aminů a výbušnin. Vyrábí se nitrací aromátů nitrační směsí nebo nitrací alifátů plynnou HNO3 nebo NOx.

Nitrososloučeniny obsahují skupinu -NO a jsou to deriváty uhlovodíků, které vznikají náhradou atomu vodíku na terciárním atomu uhlíku. Např. Aminy jsou deriváty amoniaku, které vznikají náhradou atomů vodíku v jeho molekule, a dělí se na primární se skupinou -NH2, sekundární se skupinou =NH a terciární se skupinou =N-. Aminoskupina je přítomna ve všech aminokyselinách, které jsou základní stavební jednotkou bílkovin. Atom dusíku v aminech má stejně jako v amoniaku volný elektronový pár. Azosloučeniny jsou dusíkaté deriváty obsahující skupinu -N=N-, na tuto skupinu se mohou vázat dva stejné nebo různé uhlovodíkové zbytky.

Např. Aminokyseliny jsou dusíkaté a kyslíkaté deriváty, které obsahují aminoskupinu -NH2 a karboxylovou skupinu -COOH. Aminokyseliny jsou základní stavební jednotky bílkovin a v organismech se vyskytuje pouze 20 proteinogenních aminokyselin (tzn. takových, které se vyskytují v bílkovinách). Všechny tyto aminokyseliny mají triviální názvy, až na glycin jsou opticky aktivní a patří mezi tzv. Amidy jsou dusíkaté deriváty, které obsahují amidovou skupinu -CO-NH2. Imidy jsou dusíkaté deriváty, které obsahují imidovou skupinu -CO-NH-CO-. Nitrily jsou dusíkaté deriváty, které obsahují nitrilovou skupinu -C≡N. Pokud pojmenováváme tyto sloučeniny jako nitrily, tak se uhlík vázaný na dusík zahrnuje do názvu uhlovodíkového zbytku.

Hydrazidy jsou dusíkaté deriváty, které obsahují hydrazidovou skupinu R-CO-NH-NH2. V hydrazinu mohou být nahrazeny až všechny čtyři atomy vodíku. Laktamy neboli vnitřní amidy vznikají zacyklením, nejčastěji 4-8 uhlíkatého, amidů karboxylových kyseliny. Na jednom konci uhlíkatého řetězce je aminoskupina a na druhém karboxylová skupina. Nitráty jsou estery kyseliny dusičné, které obsahují nitroskupinu -O-NO2. Nitráty se typicky připravují „nitrací“ hydroxysloučeninkyselinou dusičnou ve formě zpravidla nitrační směsi. lat.

Koloběh dusíku v přírodě a jeho vliv na ekosystémy

Pro pochopení složitosti problematiky použití dusíku v rostlinné výrobě a jeho působení v ekosystému je dobré si připomenout koloběh dusíku v přírodě. Prvotním zdrojem dusíku je atmosféra, odkud se do půdy dostává fixací mikroorganismy, srážkami a spadem, dále posklizňovými zbytky, průmyslovými i organickými hnojivy. O jednotlivých položkách vstupů a výstupů dusíku a jejich bilanci v půdě pojednává velké množství prací, které se většinou týkají obecnějších pohledů, a chybějí údaje pro konkrétní podmínky, které se mohou významně lišit nejen vlivem stanoviště, ale také způsobem hospodaření a využitím půdy.

Je třeba poukázat na řadu skutečností, které u nás během posledních let výrazně zasáhly do celkové bilance dusíku v rostlinné výrobě. Značně se snížil přísun N do půdy hnojivy, hlavně průmyslovými, ale snížením stavů hospodářských zvířat i organickými. Nižší zastoupení jetelovin ve struktuře plodin působí také snížení imputu biologického N. Pokles výnosů většiny plodin, nebo snížení jejich ploch způsobil snížení odběru N rostlinami a lze také předpokládat snížení ztrát N z půdy. Výrazněji se nezměnilo (v řadě oblastí se zvýšilo) množství N, které se dostává do půdy dešťovými srážkami (okolo 15 kg a na silně zatížených lokalitách i přes 20 kg N na ha za rok).

Jestliže uvážíme pravidelný přísun N srážkami a spadem během celého roku (spíše více v mimovegetačním období) na celé ploše našeho území, je pochopitelné, že větší část tohoto N nemůže být využita rostlinami ani na zemědělsky obhospodařované půdě, a tím zapojena do biologického koloběhu. Nepřekvapuje proto bujná vegetace na nezemědělských plochách (příkopy, parky, okraje cest a pod.). Obecně je nutné konstatovat skutečnost, že celková bilance N v půdě (porovnání vstupů a výstupů) není vyrovnaná - do půdy je přiváděno méně N, než je odčerpáváno.

Mělo to do jisté míry pozitivní vliv na omezení ztrát a zlepšení využití N rostlinami, ale na druhé straně došlo k poklesu výnosů a většinou i snížení kvality produkce. Přitom je nutné podotknout to, že z půdy jsou odčerpávány kromě minerálního N i lehčeji hydrolyzovatelné organické sloučeniny N, čímž se postupně snižuje potenciální půdní úrodnost, jejíž obnova je velmi obtížná, nákladná a vyžaduje dlouhodobé úsilí.

Aby dusík z ovzduší mohl být využit rostlinami musí být redukován. Tato redukce N2 je energicky velmi náročná a lze ji vyjádřit takto : N2 + 6 H+ + 6 e- = 2 NH3Biologická redukce uskutečňovaná prostřednictvím mikroorganismů (u nás hlavně symbiotických) enzymem nitrogenázou vyžaduje většinou jen asi poloviční množství energie (okolo 30 MJ na l kg N), než průmyslová fixace, ale v každém případě je třeba počítat, že dusík představuje vysokou nákladovou položku.

Dusík v půdě podléhá různým přeměnám. Jsou to procesy mineralizační, kdy z organických látek (je v nich soustředěna převážná část půdního N) je uvolňován NH3 a ten je většinou dále oxidován na NO3-. Obě formy dusíku jsou zdrojem N pro rostliny. V našich klimatických podmínkách v biologicky činných půdách přijímají rostliny většinu N ve formě NO3-. V půdách probíhají současně i opačné procesy - imobilizace, kdy jsou minerální formy dusíku, především NH+4-N vázány mikroorganismy a zabudovány do organických sloučenin.

Podmínky, kdy převažují hlavně mineralizační nebo zase imobilizační procesy, nejsou zatím dostatečně objasněny, a proto jsou velké potíže s možností usměrňování těchto pochodů, a tím i využití výsledků analýz půd na obsah minerálního N pro praktickou výživu rostlin dusíkem a omezení ztrát N z půd. Významným způsobem jsou tyto procesy ovlivňovány obsahem C a jeho formami v půdě, dále poměrem C : N, oxidačně-redukčními podmínkami, vlhkostními a teplotní poměry a řadou dalších podmínek a jejich vzájemnou kombinací. Je zřejmé, že dominantní je průběh hydrotermických podmínek.

Jednotlivé procesy přeměn N v půdách, především nitrifikace a denitrifikace, se značně podílejí a spolurozhodují o distribuci N v půdě, a tím i využití N rostlinami. Nitrifikace je oxidační proces, kdy amonný dusík je postupně oxidován autotrofními mikroorganismy až na nitráty. Mikroorganismy využívají energii uvolňovanou během oxidace.

Nitrifikace je proces velmi citlivý na vnější podmínky, je výrazně ovlivňován jako většina biologických procesů hydrotermickými podmínkami. Při teplotách pod 5 oC téměř ustává. Vyžaduje dostatek vzduchu v půdě a slabě kyselou až neutrální reakci půdy. Je také ovlivněn koncentrací solí v půdě a druhem hnojiva.

Denitrifikace je naopak redukční proces, kdy nitráty jsou za přítomnosti organických látek redukovány na oxidy dusíku až elementární dusík. V našich podmínkách převažuje denitrifikace působená fakultativně anaerobními mikroorganismy, které během rozkladu využívají kyslík nitrátů. Podmínkou průběhu denitrifikace je nedostatek kyslíku v půdě, přítomnost nitrátů a dostatek lehce dostupných organických látek (oxidují se na oxid uhličitý a uvolňuje se energie) a samozřejmě řada dalších podmínek jako např. vyšší hodnoty pH, redox potenciál a pod. Jak je zřejmé, je rozhodujícím faktorem průběhu denitrifikace omezená aerobiosa, která je většinou působena vyšším obsahem vody v půdě.

Méně významná je tzv. chemická denitrifikace (redukce nitritů v kyselém prostředí za přítomnosti amidů a bez účasti mikroorganismů), protože nitrity se mohou v půdě vyskytovat jen ojediněle a krátkodobě. Je pochopitelné, že denitrifikací mohou nastávat výrazné ztráty dusíku, mající za následek snížení efektivnosti hnojařských zásahů i negativní ovlivnění životního prostředí.

Znalosti podmínek průběhu denitrifikace nám umožňují usměrnění hnojařských a dalších agrotechnických zásahů tak, aby tyto ztráty byly nízké (přiměřené) a větší část minerálních forem N byla využita rostlinami. Jedná se především o to, aby v půdách nebyl vysoký obsah nitrátů, zvláště koncem vegetace a v mimovegetačním období, kdy je také zvýšené nebezpečí vyššího obsahu vody v půdě, a tím omezený obsah O2. Vytvářejí se podmínky jednak pro denitrifikaci i možnost vyplavení N z půdního horizontu. Je proto žádoucí aplikovat dávky dusíku přiměřené potřebě pěstovaných plodin a vlastní hnojení dusíkatými hnojivy realizovat převážně na počátku a v průběhu vegetace.

V posledních letech se upřesnila distribuce dusíku hnojiv v půdě a využití N hnojiv rostlinami. Přispěly k tomu studie pomocí hnojiv obohacených stabilním izotopem 15N. Z většiny prací vyplývá, že využití N hnojiv je značně ovlivněno stanovištními podmínkami, dobou aplikace, dávkou a formou N i plodinou. Rozsah distribuce N v půdě a v rostlině po hnojení N hnojivy udává tab.l (MACHET et al. 1987 ).

Z uvedených údajů i dalších prací vyplývá, že využití N hnojiv podle analýz 15N se pohybuje okolo 50 % a velká část N je vázána v půdě. Vyšší využití N vykazují rostliny většinou po aplikaci hnojiv s nitrátovým N a je nižší jeho vazba v půdě a u amonné formy je tomu naopak. Celkově se ukazuje, že asi třetina aplikovaného dusíku je vázána v organické hmotě půdy. Je také zřejmé, že ztráty dusíku, hlavně denitrifikací mohou vykazovat vysoké hodnoty.

Také naše výsledky s ozimou pšenicí (VANĚK et al. 1989) ukazují, že část aplikovaného N nebyla nalezena v produkci ani v analyzované vrstvě půdy ( 0 - 40 cm). I když můžeme uvažovat, že část dusíku použitými metodami nemohla být stanovena a také se může nacházet v hlubších vrstvách půdy, lze předpokládat, že převážnou část nezjištěného dusíku tvoří ztráty. Je také patrné, že při podzimní aplikaci vysoké dávky N je nižší využití dusíku zrnem i slámou. Ve vegetačním období je využití N téměř shodné, pouze pozdní tzv. kvalitativní přihnojení vykazuje nižší podíl v zrnu a větší ve slámě, což svědčí o tom, že rostliny nemohly později přijatý dusík v plné míře využít pro tvorbu zrna.

Při hodnocení využití dusíku hnojiv pomocí analýz 15N v porovnání s klasickou bilanční metodou se jeví využití nižší. Je zde třeba zdůraznit, že po hnojení N hnojivy se mobilizuje půdní dusík a rostliny využívají takto “dodatečně uvolněný dusík půdy,” který v literatuře je označován jako “priming effect”. Rozdíly mezi oběma metodami využití N jsou působeny hlavně tímto efektem. Pro praktickou výživu rostlin není sice podstatné z jakého N se tvoří výnos a kvalita produkce, ale v rámci bilance N je třeba tyto skutečnosti brát v úvahu, protože při nerespektování množství N vázaného v půdě se při isotopickém hodnocení využití N hnojiv zdá být nízké.

Jestliže bereme v úvahu přijaté množství N rostlinami spolu s N vázaným v půdě, vychází celkové množství nalezeného N hnojiv asi 75 - 85 %. Analýzy 15N také ukázaly, že na výnose plodin se z větší části podílí N půdy, zvláště na úrodných stanovištích. Na obr. 4 jsou znázorněny odběry N ozimou pšenicí z hnojiva a půdy. Je patrno, že větší část (okolo 70 %) odebraného N pochází z půdy. Dosti značné rozdíly zjištěných hodnot v jednotlivých pokusných letech svědčí o značném vlivu povětrnosti, především hydrotermických podmínek. Výraznější rozdíly v odběru N jsou u N půdy a menší u N hnojiva.

I když se stále více začínají uplatňovat kapalná hnojiva, a tím do jisté míry i mimokořenová výživa rostlin, je třeba si uvědomit to, že převážnou část dusíku poskytuje rostlinám půda, zvláště na úrodných stanovištích. Proto je naprosto správné úsilí věnované problematice půdního dusíku. Je třeba v daleko větším rozsahu využívat všechny údaje, upřesňující naše znalosti o půdním dusíku a faktorech, které ovlivňují procesy přeměn půdního dusíku i dusíku hnojiv, a tím i výživu rostlin dusíkem. Z prezentovaných údajů je zřejmý značný vliv vnějších podmínek na dynamiku přeměn půdního N i využití N hnojiv.

tags: #dusík #výskyt #v #přírodě

Oblíbené příspěvky:

• Literární význam přírody v poezii
• Životní prostředí: Nejnovější zprávy
• Kód odpadu pro asfalt bez dehtu
• Klimatické změny a Libanon
• Nejlepší koše na bioodpad