Влияние азота и небелкового азота на сельское хозяйство

Воздействие азота на сельское хозяйство оказывает глубокое влияние на рост сельскохозяйственных культур, плодородие почвы и общую продуктивность сельского хозяйства, а также оказывает значительное воздействие на окружающую среду.

Азот является элементом, жизненно важным для многих экологических процессов. Азот играет жизненно важную роль в круговороте азота , сложном биогеохимическом процессе, который включает в себя преобразование азота между различными химическими формами и его перемещение через различные элементы окружающей среды, такие как атмосфера, почва, вода и живые организмы. ^{[ 1 ]} В естественном состоянии азот существует в основном в виде газа (N2) в атмосфере, составляя около 78% воздуха, которым мы дышим. Азот находит широкое применение в различных отраслях, прежде всего в сельском хозяйстве и на транспорте. Его универсальность обусловлена способностью образовывать многочисленные соединения, каждое из которых имеет уникальные свойства и области применения.

Воздействие на сельское хозяйство

Азот является основным питательным веществом в сельском хозяйстве, играющим решающую роль в росте и развитии растений. Это важный компонент белков, ферментов , хлорофилла и нуклеиновых кислот , которые необходимы для различных метаболических процессов в растениях. ^{[ 2 ]} При обсуждении применения азота в сельском хозяйстве важно учитывать используемые источники азота. Синтетические азотные удобрения, такие как аммиачная селитра и мочевина , обычно применяются под сельскохозяйственными культурами для восполнения уровня азота в почве и повышения урожайности сельскохозяйственных культур. ^{[ 3 ]} Эти удобрения обеспечивают легкодоступный азот для потребления растениями, тем самым способствуя энергичному вегетативному росту и повышению урожайности. Однако чрезмерное или неэффективное использование азотных удобрений может привести к экологическим проблемам, таким как выщелачивание азота, стоки и выбросы оксидов азота (NOx). ^{[ 4 ]} Выщелачивание азота происходит, когда соединения азота, в первую очередь нитраты , перемещаются по профилю почвы и попадают в грунтовые воды, потенциально загрязняя источники питьевой воды. ^{[ 2 ]} Чтобы смягчить это воздействие на окружающую среду, в сельском хозяйстве используются различные стратегии управления азотом. Тестирование почвы — важная практика, которая помогает фермерам оценить питательный статус почвы и определить соответствующие нормы внесения удобрений. Планы управления питательными веществами, основанные на результатах испытаний почвы, помогают оптимизировать эффективность использования удобрений и минимизировать потери азота в окружающую среду.

Влияние на качество воды

На качество воды большое влияние оказывает азот, который также оказывает воздействие на экосистемы в условиях, измененных человеком. Несмотря на то, что азот является необходимым элементом для жизни, слишком большое его содержание в воде может оказать негативное воздействие на водные экосистемы и поставить под угрозу здоровье человека. Сельскохозяйственные стоки, из которых удобрения, содержащие соединения азота, могут просачиваться в реки, озера и грунтовые воды, являются одним из основных источников азота в воде. Городские районы также сбрасывают сточные воды и добавляют азот через ливневые стоки. Процесс эвтрофикации, при котором обилие питательных веществ способствует росту водорослей и других водных растений, может быть вызван повышенным уровнем азота в воде. ^{[ 5 ]}

Небелковый азот

Небелковый азот (или NPN) — это термин, используемый в питании животных для обозначения таких компонентов, как мочевина , биурет и аммиак , которые не являются белками, но могут превращаться в белки микробами в желудке жвачных животных . Из-за их более низкой стоимости по сравнению с растительными и животными белками их включение в рацион может привести к экономической выгоде, но слишком высокие уровни вызывают задержку роста и возможную токсичность аммиака, поскольку микробы сначала преобразуют NPN в аммиак, прежде чем использовать его для производства. белок. ^{[ 6 ]} NPN также можно использовать для искусственного повышения содержания сырого белка , которое измеряется на основе содержания азота, поскольку белок составляет около 16% азота, а единственным основным компонентом большинства продуктов питания, содержащим азот, является белок. Источником NPN обычно являются химические кормовые добавки или иногда куриные отходы. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} и навоз крупного рогатого скота. ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} Однако чрезмерное потребление NPN может иметь неблагоприятные последствия для здоровья и продуктивности животных, а также иметь экологические последствия.

Сельскохозяйственные эффекты

В питании жвачных животных источники NPN, такие как мочевина, обычно используются в качестве добавок для обеспечения дополнительного азота для синтеза микробного белка в рубце . Микробы в рубце могут использовать NPN для синтеза микробного белка, который впоследствии переваривается и усваивается животным. источником аминокислот , поддерживая рост и продуктивность. Этот микробный белок служит для животного ^{[ 11 ]} Однако чрезмерное потребление NPN может привести к проблемам токсичности у жвачных животных. Высокие уровни аммиака , возникающие в результате распада NPN, могут нарушать баланс pH рубца и микробную активность, что приводит к таким состояниям, как ацидоз рубца и токсичность аммиака. ^{[ 12 ]} Кроме того, чрезмерное выделение азота с мочой и фекалиями у животных, потребляющих рацион с высоким содержанием NPN, может способствовать загрязнению азотом окружающей среды. Сток азота в результате сельскохозяйственных операций может привести к эвтрофикации водоемов, вредоносному цветению водорослей и деградации водных экосистем. ^{[ 13 ]}

См. также

Ссылки

^ Галлоуэй Дж.Н., Дентенер Ф.Дж., Капоне Д.Г., Бойер Э.В., Ховарт Р.В., Зейтцингер С.П. и др. (01 сентября 2004 г.). «Азотные циклы: прошлое, настоящее и будущее». Биогеохимия . 70 (2): 153–226. Бибкод : 2004Biogc..70..153G . дои : 10.1007/s10533-004-0370-0 . ISSN 1573-515X .
^ Jump up to: ^а ^б Гуд А.Г., Шрават А.К., Мюнхен Д.Г. (декабрь 2004 г.). «Может ли меньшее дать больше? Совместимо ли сокращение поступления питательных веществ в окружающую среду с поддержанием производства сельскохозяйственных культур?». Тенденции в науке о растениях . 9 (12): 597–605. doi : 10.1016/j.tplants.2004.10.008 . ПМИД 15564127 .
^ Ju XT, Xing GX, Chen XP, Zhang SL, Zhang LJ, Liu XJ и др. (март 2009 г.). «Снижение экологического риска за счет улучшения управления азотом в интенсивных сельскохозяйственных системах Китая» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (9): 3041–6. дои : 10.1073/pnas.0813417106 . ПМК 2644255 . ПМИД 19223587 .
^ Дэвидсон Э.А., Белк Э., Бун Р.Д. (февраль 1998 г.). «Содержание влаги в почве и температура как независимые или смешанные факторы, контролирующие дыхание почвы в смешанных лиственных лесах умеренного пояса». Биология глобальных изменений . 4 (2): 217–227. Бибкод : 1998GCBio...4..217D . дои : 10.1046/j.1365-2486.1998.00128.x . ISSN 1354-1013 .
^ «Азот и вода» . Геологическая служба США . Проверено 11 марта 2024 г.
^ Штайнер З., Кларич И., Новоселец Дж., Клир Ж., Антунович Б., Бабич И. и др. (2019). «Исследование влияния различных небелковых соединений азота (NPN) на кормление мясного скота». Журнал центральноевропейского сельского хозяйства . 20 (1): 31–35. дои : 10.5513/JCEA01/20.1.2378 . ISSN 1332-9049 .
^ Олтьен Р.Р., Диниус Д.А. (июль 1976 г.). «Обработанные отходы домашней птицы по сравнению с мочевой кислотой, уратом натрия, мочевиной и биуретом в качестве азотных добавок к кормовым рационам мясного скота». Журнал зоотехники . 43 (1): 201–208. дои : 10.2527/jas1976.431201x .
^ Гихад Э.А. (март 1976 г.). «Ценность сухого птичьего помета и мочевины в качестве белковых добавок для овец, потребляющих тропическое сено низкого качества». Журнал зоотехники . 42 (3): 706–709. дои : 10.2527/jas1976.423706x .
^ Смит Л.В., Уилер В.Е. (январь 1979 г.). «Пищевая и экономическая ценность экскрементов животных». Журнал зоотехники . 48 (1): 144–156. дои : 10.2527/jas1979.481144x .
^ Фонтено Дж. П., Смит Л. В., Саттон А. Л. (июль 1983 г.). «Альтернативная утилизация отходов животноводства» . Журнал зоотехники . 57 (приложение_2): 221–233.
^ Бродерик Г.А. (апрель 2003 г.). «Влияние различных уровней белка и энергии в рационе на продуктивность лактирующих молочных коров» . Журнал молочной науки . 86 (4): 1370–1381. doi : 10.3168/jds.S0022-0302(03)73721-7 . ПМИД 12741562 .
^ Ван Соест П.Дж. (31 декабря 2019 г.). Пищевая экология жвачных животных . Итака, Нью-Йорк: Издательство Корнельского университета. дои : 10.7591/9781501732355-003 . ISBN 978-1-5017-3235-5 .
^ Глиберт П.М., Харрисон Дж., Хайль С., Зейцингер С. (февраль 2006 г.). «Эскалация использования мочевины во всем мире - глобальное изменение, способствующее эвтрофикации прибрежных районов». Биогеохимия . 77 (3): 441–463. Бибкод : 2006Biogc..77..441G . дои : 10.1007/s10533-005-3070-5 . ISSN 0168-2563 .

Эта о сельском хозяйстве статья незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

Эта животноводстве статья о незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[1] Галлоуэй Дж.Н., Дентенер Ф.Дж., Капоне Д.Г., Бойер Э.В., Ховарт Р.В., Зейтцингер С.П. и др. (01 сентября 2004 г.). «Азотные циклы: прошлое, настоящее и будущее». Биогеохимия . 70 (2): 153–226. Бибкод : 2004Biogc..70..153G . дои : 10.1007/s10533-004-0370-0 . ISSN 1573-515X .

[Good_2004-2] Jump up to: ^а ^б Гуд А.Г., Шрават А.К., Мюнхен Д.Г. (декабрь 2004 г.). «Может ли меньшее дать больше? Совместимо ли сокращение поступления питательных веществ в окружающую среду с поддержанием производства сельскохозяйственных культур?». Тенденции в науке о растениях . 9 (12): 597–605. doi : 10.1016/j.tplants.2004.10.008 . ПМИД 15564127 .

[pmid19223587-3] Ju XT, Xing GX, Chen XP, Zhang SL, Zhang LJ, Liu XJ и др. (март 2009 г.). «Снижение экологического риска за счет улучшения управления азотом в интенсивных сельскохозяйственных системах Китая» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (9): 3041–6. дои : 10.1073/pnas.0813417106 . ПМК 2644255 . ПМИД 19223587 .

[4] Дэвидсон Э.А., Белк Э., Бун Р.Д. (февраль 1998 г.). «Содержание влаги в почве и температура как независимые или смешанные факторы, контролирующие дыхание почвы в смешанных лиственных лесах умеренного пояса». Биология глобальных изменений . 4 (2): 217–227. Бибкод : 1998GCBio...4..217D . дои : 10.1046/j.1365-2486.1998.00128.x . ISSN 1354-1013 .

[5] «Азот и вода» . Геологическая служба США . Проверено 11 марта 2024 г.

[6] Штайнер З., Кларич И., Новоселец Дж., Клир Ж., Антунович Б., Бабич И. и др. (2019). «Исследование влияния различных небелковых соединений азота (NPN) на кормление мясного скота». Журнал центральноевропейского сельского хозяйства . 20 (1): 31–35. дои : 10.5513/JCEA01/20.1.2378 . ISSN 1332-9049 .

[7] Олтьен Р.Р., Диниус Д.А. (июль 1976 г.). «Обработанные отходы домашней птицы по сравнению с мочевой кислотой, уратом натрия, мочевиной и биуретом в качестве азотных добавок к кормовым рационам мясного скота». Журнал зоотехники . 43 (1): 201–208. дои : 10.2527/jas1976.431201x .

[8] Гихад Э.А. (март 1976 г.). «Ценность сухого птичьего помета и мочевины в качестве белковых добавок для овец, потребляющих тропическое сено низкого качества». Журнал зоотехники . 42 (3): 706–709. дои : 10.2527/jas1976.423706x .

[9] Смит Л.В., Уилер В.Е. (январь 1979 г.). «Пищевая и экономическая ценность экскрементов животных». Журнал зоотехники . 48 (1): 144–156. дои : 10.2527/jas1979.481144x .

[10] Фонтено Дж. П., Смит Л. В., Саттон А. Л. (июль 1983 г.). «Альтернативная утилизация отходов животноводства» . Журнал зоотехники . 57 (приложение_2): 221–233.

[11] Бродерик Г.А. (апрель 2003 г.). «Влияние различных уровней белка и энергии в рационе на продуктивность лактирующих молочных коров» . Журнал молочной науки . 86 (4): 1370–1381. doi : 10.3168/jds.S0022-0302(03)73721-7 . ПМИД 12741562 .

[12] Ван Соест П.Дж. (31 декабря 2019 г.). Пищевая экология жвачных животных . Итака, Нью-Йорк: Издательство Корнельского университета. дои : 10.7591/9781501732355-003 . ISBN 978-1-5017-3235-5 .

[13] Глиберт П.М., Харрисон Дж., Хайль С., Зейцингер С. (февраль 2006 г.). «Эскалация использования мочевины во всем мире - глобальное изменение, способствующее эвтрофикации прибрежных районов». Биогеохимия . 77 (3): 441–463. Бибкод : 2006Biogc..77..441G . дои : 10.1007/s10533-005-3070-5 . ISSN 0168-2563 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]