ماهي وظيفة الأزوت للنبات؟ وماهي الأسمدة الآزوتية وكيف تتم إضافتها ؟
على الرغم من كون النيتروجين (الآزوت )أحد أكثر العناصر وفرة على وجه الأرض. إلا أن نقص النيتروجين هو على الأرجح المشكلة التغذوية الأكثر شيوعًا التي تؤثر على النباتات في جميع أنحاء العالم .
وظائف الآزوت في النباتات
لكي ندرك ما هي وظيفة الأزوت للنبات لابد من معرفةالنقاط التالية :
- غالبًا ما تحتوي النباتات على 3 إلى 4 في المائة من النيتروجين في الأنسجة الموجودة فوق سطح الأرض. و هذا تركيز أعلى بكثير مقارنة بالعناصر الغذائية الأخرى.
- الكربون والهيدروجين والأكسجين ، والمواد الغذائية التي لا تلعب دورًا مهمًا في معظم برامج إدارة خصوبة التربة ، هي العناصر الغذائية الأخرى الوحيدة الموجودة بتركيزات أعلى.
- النيتروجين حيوي للغاية لأنه مكون رئيسي من الكلوروفيل ، وهو المركب الذي تستخدم النباتات بموجبه طاقة ضوء الشمس لإنتاج السكريات من الماء وثاني أكسيد الكربون (أي التمثيل الضوئي).
- وهو أيضًا مكون رئيسي للأحماض الأمينية ، وهي اللبنات الأساسية للبروتينات. وبدون البروتينات تذبل النباتات وتموت. تعمل بعض البروتينات كوحدات هيكلية في الخلايا النباتية بينما يعمل البعض الآخر مثل الإنزيمات ، مما يجعل العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تعتمد عليها الحياة ممكنة.
- النيتروجين هو أحد مكونات مركبات نقل الطاقة ، مثل ATP (أدينوزين ثلاثي الفوسفات). يسمح ATP للخلايا بالحفاظ على الطاقة المنبعثة في عملية التمثيل الغذائي واستخدامها.
- أخيرًا ، يعتبر النيتروجين مكونًا مهمًا للأحماض النووية مثل الحمض النووي ، المادة الوراثية التي تسمح للخلايا (وفي النهاية النباتات الكاملة) بالنمو والتكاثر. بدون النيتروجين ، لن تكون هناك حياة كما نعرفها.
دورة الآزوت
- يمكن أن يمر النيتروجين بالعديد من التحولات في التربة. غالبًا ما يتم تجميع هذه التحولات في نظام يسمى دورة النيتروجين ، والتي يمكن تقديمها بدرجات متفاوتة من التعقيد.
- دورة النيتروجين مناسبة لفهم إدارة المغذيات والأسمدة. و نظرًا لأن الكائنات الحية الدقيقة هي المسؤولة عن معظم هذه العمليات ، فإنها تحدث ببطء شديد ، إذ أنها لا تحدث على الإطلاق ، عندما تكون درجات حرارة التربة أقل من 50 درجة فهرنهايت .ولكن معدلاتها تزداد بسرعة عندما تصبح التربة أكثر دفئًا.
- إن أهمية دورة النيتروجين هو تحويل النيتروجين غير العضوي إلى نيتروجين عضوي ، والعكس صحيح.
- مع نمو الكائنات الحية الدقيقة ، فإنها تزيل H₄⁺ و NO₃⁻ من تجمع النيتروجين غير العضوي المتاح بالتربة ، وتحويله إلى نيتروجين عضوي في عملية تسمى التثبيت.
- عندما تموت هذه الكائنات الحية وتتحلل من قبل الآخرين ، يمكن إطلاق الفائض NH₄⁺ مرة أخرى إلى الحيز غير العضوي في عملية تسمى التمعدن.
يمكن تمعدن النيتروجين أيضًا عندما تتحلل الكائنات الحية الدقيقة مادة تحتوي على نيتروجين أكثر مما يمكنها استخدامه في وقت واحد ، مثل بقايا البقوليات أو الأسمدة.
يتم إجراء عمليات التثبيت والتمعدن بواسطة معظم الكائنات الحية الدقيقة . وتكون أسرع عندما تكون التربة دافئة ورطبة ، ولكنها غير مشبعة بالماء.
النترزة و النترتة
عادة ما يتم تحويل أيونات الأمونيوم (NH₄⁺) التي لم يتم تجميدها أو تناولها بسرعة بواسطة النباتات الأعلى بسرعة إلى أيونات NO من خلال عملية تسمى النترجة. تتم هذه عملية من خطوتين :
- تقوم خلالها بكتيريا تسمى Nitrosomonas بتحويل NH إلى nitrite (NO₂⁻) .
- تقوم بكتيريا أخرى ، Nitrobacter ، بتحويل NO₂⁻ إلى NO₃⁻.
تتطلب هذه العملية تربة جيدة التهوية وتحدث بسرعة كافية بحيث يجد المرء في الغالب NO₃⁻ بدلاً من NH2 في التربة خلال موسم النمو.
تحتوي دورة النيتروجين على عدة طرق يمكن من خلالها فقدان النيتروجين المتاح من التربة من التربة.
الفرق بين النترات والأمونيا
- عادة ما يكون النترات-النيتروجين أكثر عرضة للخسارة من نيتروجين الأمونيوم. تشمل آليات الخسارة الكبيرة الترشيح ونزع النتروجين والتطاير وإزالة المحاصيل.
- شكل النترات من النيتروجين قابل للذوبان لدرجة أنه يتسرب بسهولة عندما تتسرب المياه الزائدة عبر التربة.
- يمكن أن يكون هذا بمثابة آلية خسارة كبيرة في التربة الخشنة حيث تتسرب المياه بحرية ، ولكنها مشكلة أقل في التربة ذات القوام الدقيق والأكثر نفاذاً ، حيث يكون الترشيح بطيئًا للغاية.
- تميل هذه التربة الأخيرة إلى التشبع بسهولة ، وعندما تستنفد الكائنات الحية الدقيقة إمداد الأكسجين الحر في التربة الرطبة ، يحصل البعض عليها عن طريق تحلل NO₃⁻.
- في هذه العملية ، التي تسمى نزع النتروجين ، يتم تحويل NO₃⁻ إلى أكاسيد غازية من النيتروجين أو إلى غاز N₂ ، وكلاهما غير متاح للنباتات.
- يمكن أن يسبب نزع النتروجين خسائر كبيرة في النيتروجين عندما تكون التربة دافئة وتبقى مشبعة لأكثر من بضعة أيام.
- تكون خسائر نيتروجين NH4 أقل شيوعًا وتحدث بشكل رئيسي عن طريق التطاير.
- أيونات الأمونيوم هي في الأساس جزيئات أمونيا لا مائية (NH₃) مع أيون هيدروجين إضافي (H⁺) مرفق.
- عندما تتم إزالة H⁺ الإضافي من أيون NH₄ بواسطة أيون آخر مثل الهيدروكسيل (OH⁻) ، يمكن أن يتبخر جزيء NH4 الناتج أو يتطاير من التربة.
- هذه الآلية هي الأكثر أهمية في التربة ذات درجة الحموضة العالية التي تحتوي على كميات كبيرة من أيونات OH.
تمثل إزالة المحاصيل خسارة لأن النيتروجين في الأجزاء المحصودة من نبات المحصول يتم إزالته تمامًا من الحقل.
كما يتم إعادة تدوير النيتروجين الموجود في بقايا المحاصيل إلى النظام ، ويفضل اعتباره ثابتًا بدلاً من إزالته. ويتم تمعدن الكثير في النهاية ويمكن إعادة استخدامه بواسطة المحصول.
قواعد إضافة الأسمدة الأزوتية
من أهم القواعد التي تؤثر على وظيفة الأزوت للنبات:
- يجب أن تزيد قرارات الإضافة من توافر النيتروجين للمحاصيل وتقليل الخسائر المحتملة.
- عادة لا تنمو جذور النبات عبر منطقة جذر نبات آخر ، لذلك يجب وضع النيتروجين في مكان يمكن لجميع النباتات الوصول إليه مباشرة.
- الإضافة نثرا تحقق هذا الهدف. يحدث التباين أيضًا عندما تكون جميع انواع المحاصيل بجوار النطاق مباشرةً.
- بالنسبة للذرة ، عادةً ما يكون ربط الأمونيا اللامائية أو نترات الأمونيوم اليوريا (UAN) في وسطاء الصف البديل بنفس فعالية الربط في كل وسط لأن جميع المحاصيل لها إمكانية الوصول إلى السماد.
- ظروف التربة الرطبة ضرورية لامتصاص المغذيات.
طرق إضافة الأسمدة الأزوتية
وهي مهمة جدا لتحسين وظيفة الأزوت للنبات.
- يمكن أن تؤدي الإضافة تحت سطح التربة إلى زيادة توافر النيتروجين في ظل الظروف الجافة لأن الجذور من المرجح أن تجد النيتروجين في التربة الرطبة مع هذا التنسيب.
- قد ينتج عن حقن UAN (اليوريا)الملبس جانبيًا إنتاجية ذرة أعلى من الإضافة السطحية في السنوات عندما يتبع الطقس الجاف التسميد الجانبي.
- في السنوات التي يحدث فيها هطول الأمطار بعد فترة وجيزة من التطبيق ، لا يكون التسميد تحت السطح أمرًا بالغ الأهمية.
- عادة ما يتم استخدام التسميد تحت السطح للتحكم في خسائر النيتروجين.
- يجب وضع الأمونيا اللامائية وإغلاقها تحت السطح للقضاء على خسائر التطاير المباشر للأمونيا الغازية.
- يمكن التحكم في التطاير من محاليل اليوريا و UAN عن طريق الدمج أو الحقن.
- يعد دمج مواد اليوريا (ميكانيكيًا أو عن طريق هطول الأمطار بعد فترة وجيزة من التطبيق) أمرًا مهمًا بشكل خاص في حالات عدم الحراثة التي يتفاقم فيها التطاير بكميات كبيرة من المواد العضوية على سطح التربة.
- ومع ذلك ، فإن تطبيق كميات صغيرة من النيتروجين “البادئ” مثل UAN في بخاخات مبيدات الأعشاب ، عادة ما يكون مصدر قلق ضئيل.
علاقة الآزوت بالفوسفور
غالبًا ما يؤدي وضع النيتروجين بالفوسفور إلى زيادة امتصاص الفوسفور . خاصةً عندما يكون النيتروجين في شكل NH2 وينمو المحصول في تربة قلوية.
أسباب التأثير ليست واضحة تمامًا ، ولكن قد تكون بسبب زيادة نشاط الجذور في النيتروجين وإمكانية امتصاص الفوسفور ، ونترات NH4 مما يزيد من قابلية ذوبان الفوسفور.
توقيت إضافة الأسمدة الأزوتية
للحصول على مردود أفضل ولتحسين وظيفة الأزوت للنبات
- للتوقيت تأثير كبير على كفاءة أنظمة إدارة النيتروجين.
- يجب استخدام النيتروجين لتجنب فترات الخسارة الكبيرة ولتوفير النيتروجين الكافي عندما يكون المحصول في أمس الحاجة إليه.
- يمتص القمح معظم النيتروجين في الربيع وأوائل الصيف ،
- وتمتص الذرة معظم النيتروجين في منتصف الصيف ، لذا فإن التوافر الوفير في هذه الأوقات أمر بالغ الأهمية.
- إذا كان من المتوقع أن تكون الخسائر ضئيلة ، أو يمكن السيطرة عليها بشكل فعال ، فإن الإضافة قبل الزراعة أو بعدها مباشرة تكون فعالة لكلا المحصولين.
- إذا كان من المتوقع حدوث خسائر كبيرة ، خاصة تلك الناتجة عن نزع النتروجين أو النض ، فإن الإضافة على دفعات ، التي يتم فيها استخدام جزء كبير من النيتروجين بعد ظهور المحاصيل ، يمكن أن تكون فعالة في تقليل الخسائر.
- ينبغي تجنب تطبيقات الخريف على التربة سيئة الصرف ، بسبب احتمال لا مفر منه تقريبًا لحدوث خسائر كبيرة في نزع النتروجين.
- عندما يتم إضافة معظم إمداد النيتروجين بعد نمو محصول كبير أو وضعه بعيدًا عن صف البذور (الأمونيا اللامائية أو UAN النطاقات في وسط الصف) .
- لذلك فإن إضافة بعض النيتروجين الذي يمكن الوصول إليه بسهولة إلى الشتلات عند الزراعة يضمن عدم تحول المحصول إلى نيتروجين قبل الوصول إلى الإمداد الرئيسي للنيتروجين.
تقليل الفاقد من الأسمدة
تتمثل الآليات الرئيسية لفقدان الأسمدة الإزوتية في نزع النتروجين والرشح والتطاير. تحدث عملية نزع النتروجين والرشح في ظل ظروف التربة شديدة الرطوبة. بينما يكون التطاير أكثر شيوعًا عندما تكون التربة رطبة فقط وتكون جافة.
ممارسات لتجنب فقدان الأسمدة الآزوتية
يؤدي استخدام مصدر NH4 للنيتروجين إلى تحمض التربة .ىلأن أيونات الهيدروجين (H⁺) المنبعثة أثناء نترجة NH2 هي السبب الرئيسي للحموضة في التربة.
بمرور الوقت ، يمكن أن يصبح التحميض وخفض درجة الحموضة في التربة مهمين. الأسمدة النيتروجينية التي تحتوي على NO₃⁻ ولكن لا تجعل التربة أقل حمضية بمرور الوقت . ولكنها تستخدم بشكل عام بكميات أقل بكثير من الأنواع الأخرى.
يعتبر التحمض الناتج عن NH4 عاملاً مهمًا في تحمض الحقول الزراعية . ولكن يمكن التحكم فيه بسهولة عن طريق ممارسات التجيير العادية (إضافة الجير ).
