Пока не существует общепринятой гипотезы, почему снижается азот-фиксирующая способность почв при внесении удобрений. Можно только констатировать, что по неизвестным причинам почвенные экосистемы чрезвычайно "боятся" избыточного минерального азота [191]. При его появлении срабатывают микробиологические механизмы, приводящие систему в исходное состояние. Излишний азот достаточно эффективно удаляется процессами нитрификации, денитрификации, иммобилизации или прекращением азотфиксации. Любопытно, что микроорганизмы-азотфиксаторы при появления избыточного азота превращаются в денитрификаторов [191]. По мнению некоторых исследователей, усиление роста растений также следует рассматривать как проявление защитной реакции почв [580].

Суть одного из объяснений изложенных фактов заключается в том, что внесением удобрений мы нарушаем сложившиеся связи между растениями и микроорганизмами. Растения "теряют" заинтересованность в мутуалистиче-ских взаимоотношениях с азотфиксаторами, так как начинают использовать технический азот. Выделительная функция корневой системы, как способ обеспечения энергетическим материалом азотфиксаторов, в этом случае утрачивает свое значение, и поэтому объем экс-судированных веществ сокращается. Образующийся дефицит органических соединений, используемых ассоциативными диазотрофами и клубеньковыми бактериями, ограничивает их азотфиксирующую активность, и они, так же как и растения, изменяют свой метаболизм и начинают усваивать азот почвы или удобрений.

Уменьшение выделения корневой системой органических соединений, а их общий объем в нормальных условиях составляет около половины массы надземной части [484], не может не отразиться и на процессах, происходящих в растениях. Это выводит их обмен веществ из динамически равновесного состояния. В клетках начинают накапливаться продукты фотосинтеза, которые ранее расходовались на образование корневых экссудатов. В физиологии растений давно известно, что удаление аттрагирующих центров (плодов, колосьев, клубней и т. д.) ведет к блокированию процессов фотосинтеза из-за накопления в активных зонах его продуктов. Например, по сведениям А.Т. Мокроносова, увеличение содержания крахмала в листьях сои с 0,5 до 3,0 г/см снижало интенсивность фотосинтеза в два раза. Очевидно, аналогичные процессы происходят и тогда, когда уменьшается объем корневых экссудатов при внесении минеральных удобрений. Исследователи, изучавшие процесс фотосинтеза, неоднократно обращали внимание на то, что его эффективность при выращивании сельскохозяйственных культур на удобренных фонах снижается. В опытах, проведенных с различными сортами подсолнечника, чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) при внесении минеральных удобрений снижалась с 7,2—8,3 до 6,0—6,5 г/м2 в сутки [563]. Аналогичные результаты были получены и в наших опытах с кормовыми корнеплодами (табл. 44). Они полностью согласуются с выводами И.С. Шатилова с соавторами [582].