فهرست مطالب
معرفی
نیتروژن (N) يكي از مهمترين عناصر غذايي و عامل كليدي در دستيابي به عملكرد مطلوب در محصولات می باشد. نيتروژن در گياهان بالاترين غلظت را داشته و گلوگاه رشدی گیاه به شمار می رود و نقش مهمي در افزايش عملكرد کمی و کیفی دارد؛ بطوري كه كمبود آن بيش از ساير عناصر غذايي عملكرد گیاه را محدود ميكند .كمبود ازت به وسيله زرد شدن برگها و كاهش رشد مشخص ميشود . براي توليد اقتصادي محصولات مختلف و تأمين نياز غذايي جامعه، مديريت نيتروژن از اولويت ويژهااي برخوردار است. نيتروژن در ليتوسفر، اتمسفر، هيدروسفر و بيوسفر وجود دارد.
منبع اصلي نيتروژن
منبع اصلي نيتروژن كه به وسيله گياهان مصرف ميشود گاز ازت اتمسفر است كه حدود 78 درصد آن را تشكيل ميدهد . تغيير شكل و تبديل نيتروژن از يك حالت به حالت هاي ديگر اساس چرخه نيتروژن را تشكيل ميدهد. به عنوان مثال گاز ازت اتمسفر با عدد اكسيداسيون صفر به وسيله رعدوبرق به اكسيدهاي گوناگوني تبديل شده و سرانجام به نيترات با عدد اكسيداسيون +5 تبديل گرديده و همراه باران به سطح ميرسد و به وسيله گياهان جذب ميشود.
همچنين گاز ازت از طريق تثبيت زيستي به آمونيوم با عدد اكسيداسيون 3+ تبديل ميگردد و آمونيوم در واكنشها بيو شيميايي گوناگون در گياه مورد استفاده قرار ميگيرد. با تجزیه بقایای گیاهی و آزاد شدن نيتروژن آن ها به وسيله میکروارگانیسمها این عنصر به فرم نيترات تبديل ميشود. در شرايط غيرهوازي، نيترات ميتواند به انواع اكسيدها احيا شده و سرانجام به صورت گاز ازت درآيد . چرخه نيتروژن بسيار پيچيده است و به وسيله عوامل متعددي تحت تأثير قرار ميگيرد.
شكلهاي نيتروژن خاك
اقليم، رطوبت، پو شش گياهي و فعاليت موجودات ذره بيني خاك در ميزان نيتروژن خاك نقش دارند . به طور كلي نيتروژن در خاك به سه صورت عنصري، معدني و آلي وجود دارد . نيتروژن عنصري به صورت گاز N2 در هواي خاك موجود است.
شکل هاي معدني نيتروژن خاك شامل NO ، N2O ، NO2- ، NO3- ، NH4 + است . از نظر حاصلخيزي خاك شكلهاي NO2- ، NH4+ و NO3- بيشترين اهميت را دارند . اين شکل ها از تجزيه هوازي ماده آلي خاك و يا از افزودن كودهاي گوناگون تجاري به خاك ايجاد ميشوند. N2O و NO نيز اهميتي منفي دارند زيرا شكل هايي از نيتروژن هستند كه از طريق نيترات زدايي از خاك از دسترس گياه خارج ميشوند.
بيشتر از 90% ازت لایههای سطحی بیشتر خاکها به صورت ازت آلی میباشد. اهميت ازت آلي از جنبه حاصلخيزي خاك كاملا مشخص شده است.
مقدار قابل توجهي از نيتروژن آلي خاك شامل پروتئينها، اسيدهاي آمينه آزاد، قندهاي آمين دار و ساير تركيبات كمپلكس و عموما ناشناخته هستند. بخشي از نيتروژن آلي نيز به صورت تركيبات رس – هوموس است كه در برابر تجريه مقاوم هستند.
نيتروژن در ميان اتمسفر، خاك، گياه و موجودات زنده در گردش است.
تعادل نيتروژن آلي – معدني در خاك
به طور كلي ماده آلي خاك را در دو گروه میتوان قرار داد .گروه اول تركيب نسبتا پايداري به نام هوموس(مواد آلی پایدار) است که مواد آلی با ساختار پیچیدهای هستند(هیومیک، فولویک و هیومین) كه مشتق شده از مواد آلی قدیمیتر میباشند و در برابر تجزيه میکروبی مقاوم هستند.
گروه دوم شامل مواد غیر هیومیکی(مواد آلی فعال) با ساختار ساده، مشتق شده از مواد آلی تازه وارد شده به خاک میباشندکه حساس در برابر تجزیه میکروبی هستند.
براي تجزيه مواد آلی فعال به وسيله ميكروارگانيزمه ي خاك ، بعضي از شکلهاي نيتروژن مورد نياز است .اگر ماده آلي نسبت C/Nبالایی داشته باشد، میکروارگانیسمها NH4+ يا NO3- موجود در خاك را براي تجزيه ماده آلي مصرف خوا هند كرد در نتيجه ميزان نيتروژن معدني خاك به صورت موقت كاهش خواهد یافت. ازطرف ديگر، اگر نسبت C/Nماده آلی پایین باشد، به طور معمول ميزان نيتروژن معدني خاك كاهش نخواهد يافت، حتي ممكن است نيتروژن معدني خاك افزايش يابد كه به علت آزاد شدن آن از ماده آلي مي باشد.
به طور كلي وقتي كه مواد آلي با نسبت C/N بيشتر از 30 به خاك ها افزوده میشوند، درابتداي فرايند تجزيه، نيتروژن معدني خاك به شكل آلي تبديل میشود . به عبارت ديگر ريزجانداران براي تجزيه اين مواد آلي بخشي از نيتروژن معدني خاك را جذب و به شكل آلي تبديل میكنند.
اگر مواد آلي داراي نسبت C/ N كمتر از 20 باشند ، در اوايل تجزيه ماده آلي، نيتروژن معدني آزاد میشود.
معدني شدن نيتروژن آلي خاك
فرآیندهای معدنی شدن کربن و نیتروژن آلی نقش عمدهای در عرضه عناصر غذایی ضروری برای رشد گیاه ایفا میکنند. از میان عناصری که در اثر تجزیه کودهای آلی درخاک آزاد میشوند، نیتروژن مهمترین عنصر تاثیرگذار بر رشد گیاه و مهمترین عنصر کودی است. معدني شدن نیتروژن آلي خاك يك فرايند ميكروبي است كه طي آن شکل ها ي آلي نيتروژن به شكل هاي معدني تبديل میگردد. معدني شدن تركيبات آلي نيتروژن در سه واكنش مرحله به مرحله انجام ميشود. اين سه مرحله شامل آمينه شدن، آمونياك سازي و نيترات سازي ميباشد. آمينه شدن و آمونياك سازي به وسيله ريزجانداران هترو تر وف و نيترات سازي به وسيله ريزجانداران اتوتروف انجام ميشود
