نیتروژن یکی از اجزاء اساسی مورد نیاز گیاهان و برای رشد و توسعه آنها بسیار حیاتی است. این عنصر غذایی در مقادیر زیاد توسط گیاهان مصرف میشود و در تأمین نیازهای غذایی آنها نقش کلیدی دارد. درواقع نیتروژن پرمصرفترین عنصر غذایی برای گیاهان است.
فهرست مطالب
در این مقاله آموزشی درمورد نقش نیتروژن در گیاهان و اهمیت استفاده از کودهای نیتروژنی در کشاورزی صحبت میکنیم.
نیتروژن در گیاهان چه نقشی دارد؟
نیتروژن یکی از عناصر پرمصرف ضروری است که گیاهان برای رشد و بقای خود به آن نیاز دارند.
- رشد و تقسیم سلولی: نیتروژن برای تولید سلولهای جدید و رشد سلولهای موجود در گیاهان ضروری است. در واقع نیتروژن عنصر رشد رویشی است.
- تولید پروتئینها: نیتروژن جزئی از اسیدهای آمینه است که در ترکیب پروتئینها دخالت دارد. کودهای حاوی نیتروژن میتوانند مواد پروتئینی گیاهان را افزایش دهند، که برای ساختار و عملکرد سلولها و بافتهای گیاهی بسیار مهم است.
- حفظ رنگ سبز برگها: نیتروژن نقش اساسی در ساختار کلروفیل و رنگ سبز برگها و فعالیت فتوسنتزی گیاهان دارد. حضور کافی نیتروژن به برگها کمک میکند تا سلامت و سبزینگی خود را حفظ کرده و فرآیند تولید غذا از طریق فتوسنتز را به خوبی انجام دهند. تولید غذای کافی در برگ برابر رشد و تولید عملکرد است.
- تأثیر بر فعالیت آنزیمها: نیتروژن نقش مهمی در فعالیت آنزیمهای گیاهی دارد و به عنوان فعالکننده این آنزیمها عمل میکند. این فرآیندها به تولید و عملکرد گیاهان در تمام مراحل رشد و توسعه آنها کمک میکنند.
نیتروژن محرکه اصلی رشد و توسعه گیاهان است، اما باید توجه داشت که نیاز گیاهان به سایر عناصر غذایی نیز حائز اهمیت است و برای عملکرد بهینه، تأمین همزمان نیتروژن و دیگر عناصر ضروری مانند فسفر، پتاسیم، کلسیم و منیزیم ضروری است.
کمبود نیتروژن در گیاهان
کمبود نیتروژن می تواند ناشی از عوامل مختلفی مانند کیفیت پایین خاک، عدم تعادل در مصرف کودها، شستشوی بیش از حد نیتروژن از خاک باشد.
باید این نکته را در نظر بگیرید که براحتی نمیتوان از روی علائم ظاهری نوع کمبود را تشخیص داد. چراکه کمبود برخی عناصر اثرات مشابهی روی ظاهر گیاهان میگذارند و کار تشخیص را با مشکل مواجه میکنند و حتی انواع تنشهای محیطی غیرزنده و بیماریها نیز ممکن است علائم مشابه کمبود عناصر غذایی در گیاهان ایجاد کنند.
بهترین کار برای تشخیص کمبود نیتروژن آنالیز بافت گیاهی و آزمایش خاک است. که خب این مورد نیاز به هزینه و کار تخصصی دارد. در اینجا برخی از علائم و اثرات کلیدی کمبود نیتروژن در گیاهان آورده شده است:
- کاهش و حتی توقف رشد: یکی از شایعترین علائم کمبود نیتروژن، کاهش و در کمبودهای شدید توقف رشد است. نیتروژن برای تقسیم و رشد سلولی مورد نیاز است و زمانی که کمبود این عنصر وجود داشته باشد، گیاهان ممکن است نتوانند رشد کنند.
- زرد شدن برگ ها (کلروز): کمبود نیتروژن اغلب منجر به زرد شدن برگهای مسن میشود که به عنوان کلروز شناخته میشود. زردی به این دلیل رخ میدهد که نیتروژن جزء حیاتی کلروفیل (سبزینگی) است، رنگدانهای که مسئول رنگ سبز در برگها است. هنگامی که تولید کلروفیل مختل میشود، برگها رنگ سبز خود را از دست میدهند و رنگ پریده یا زرد میشوند.
- کاهش اندازه برگها: گیاهان دارای کمبود نیتروژن ممکن است برگهای کوچکتر با ظاهری کم رنگ یا زرد تولید کنند. این برگها همچنین ممکن است در کل رنگ سبز روشنتری نسبت به برگهای سالم داشته باشند.
- تاخیر در گلدهی و کاهش تولید میوه: کمبود نیتروژن میتواند باعث تاخیر در گلدهی و باردهی گیاهان شود. این میتواند منجر به کاهش گلدهی و کاهش عملکرد میوه یا دانه در گیاهان زراعی یا باغی شود. در برخی موارد حتی میتواند منجر به سقط گل یا میوه جوان شود.
- حساسیت به آفات و بیماریها: گیاهانی که کمبود نیتروژن دارند اغلب مستعد ابتلا به آفات و بیماریها هستند. گیاهان ضعیف برای دفاع از خود در برابر عوامل بیماریزا و حشرات ناتوان هستند.
- ریزش زودتر از موعد برگها: در موارد شدید کمبود نیتروژن، گیاهان ممکن است به عنوان یک استراتژی بقا، برگهای پایینی خود را زودتر از موعد بریزند. با اینکار ظرفیت فتوسنتز گیاه کم شده و رشد و تولید محدود میشود.
- رشد ضعیف ریشه: کمبود نیتروژن همچنین میتواند بر رشد ریشه تأثیر بگذارد. کاهش رشد ریشه توانایی گیاه را برای جذب آب و سایر مواد مغذی ضروری از خاک محدود میکند و اثرات کمبود را تشدید میکند.
منابع تامین نیتروژن مورد نیاز گیاهان
نیتروژن مورد نیاز گیاهان میتواند از منابع طبیعی و هم کودهای تجاری که تولید میشوند تامین شود.
شاید سوال کنید که خب وقتی نیتروژن میتونه بصورت طبیعی تامین بشه چه نیازی به مصرف کود و این همه هزینه داریم؟ در جواب این سوال باید خدمتتان عرض کنم که این منابع طبیعی بنابردلایل مختلف که در ادامه متوجه خواهید شد، نمیتواند تمام نیاز گیاه به نیتروژن را تامین کند و ما حتما باید از کودهای نیتروژنی استفاده کنیم.
برای اطلاعات بیشتر درباره کودها، توصیه میشود مقاله آشنایی با انواع کود در کشاورزی را مطالعه فرمایید.
اما منابع تامین نیتروژن از قرار زیر هستند:
اتمسفر به عنوان منبع طبیعی نیتروژن
نیتروژن اتمسفری مخزن اصلی نیتروژن در چرخه این عنصر است. بطوریکه 79 درصد اتمسفر را گاز N2 تشکیل میدهد. بعضی از گیاهان مثل لگومها از جمله یونجه میتوانند مقادیر زیادی نیتروژن اتمسفری را با کمک باکتریهای ریزوبیوم و از طریق تثبیت بیولوژیکی مورد مصرف قرار دهند. باید در نظر بگیرید که نیتروژن اتمسفری (N2) بصورت مستقیم قابل مصرف نیست و باید طی فرایندهایی به نیترات یا آمونیوم تبدیل شود تا جذب گیاه شود.
علاوهبراین بارندگیها نیز میتوانند سالانه بطور متوسط 5 تا 10 کیلوگرم نیتروژن را وارد هر هکتار زمین کنند.
کودهای شیمیایی نیتروژنی
اما مهمترین منبع تامین نیتروژن، انواع کودهای تجاری هستند که توسط شرکتهای مختلف تولید میشوند. کودهایی مثل اوره، سولفات آمونیوم و نیترات آمونیوم جزو رایجترین کودهای نیتروژنه هستند
جالبه بدانید که کودهای تجاری هم از منبع نیتروژن اتمسفری تولید میشوند. مرحله اصلی در تولید این کودها ترکیب گاز نیتروژن (N2) با هیدروژن (H2) برای تشکیل آمونیاک NH3 است.
در کشورهای غربی همین آمونیاک بصورت گسترده مورد مصرف قرار میگیرد. اما در کشور ما ایران مصرف این منبع کودی رایج نیست. آمونیاک بیآب یا همان آمونیاک خشک به عنوان نقطه شروع در ساخت سایر کودهای نیتروژنی استفاده میشود. یعنی دیگر کودهای نیتروژنی طی فرآیندهایی از همین آمونیاک حاصل میشوند.
منابع آلی نیتروژن
یکی دیگر از منابع تامین نیتروژن مواد آلی هستند. نیتروژن موجود در این مواد درحالت عادی غیرقابل مصرف برای گیاهان هستند اما برای اینکه به مصرف گیاه برسند باید این مواد آلی فرآیند معدنی شدن را طی کنند. در واقع باید به فرم نیترات یا آمونیوم درآیند تا جذب گیاه شوند. این فرآیند معدنی شدن در حضور میکرارگانیسمهای تجزیه کننده خاک صورت میگیرد. از منابع آلی نیتروژن میتوان به کودهای حیوانی، کمپوستها، بقایای گیاهی موجود در خاک و … اشاره کرد.
کودهای دامی
کودهای حیوانی و سایر ضایعات آلی میتوانند منابع مهم نیتروژن برای رشد گیاهان باشند. مقادیر نیتروژن عرضه شده توسط کودهای دامی بسته به نوع دام، روش فراوری، میزان مصرف، روش مصرف و نوع جیره غذایی دام متفاوت است.
توجه: کودهای دامی فراوری شده، درکنار مزایا، معایب زیادی نیز دارند. به عنوان مثال مصرف کودهای دامی فراوری نشده، باعث ورود انواع آفات و بیماریهای قارچی به مزرعه و باغ و خسارت جبران ناپذیر میشوند. بنابراین در مصرف این کودها باید احتیاط کرد.
از آنجایی که شکل نیتروژن و محتوای آن در کودهای مختلف دامی متفاوت است توصیه میشود قبل از مصرف آنها را آنالیز کنید.
بقایای محصولات کشاورزی
بقایای گیاهان لگوم مانند یونجه، شبدر و …حاوی مقادیر زیادی نیتروژن هستند. برخی از گیاهان غیرلگوم نیز حاوی مقادیر نسبتا کمی مقادیر نسبتا کمی نیتروژن هستند نیتروژن در بقایای گیاهان به اشکال آلی پیچیده وجود دارد و باید تجزیه شده و در طی فرایند معدنی شدن به شکل قابل مصرف درآید.
چرخه نیتروژن و فرم قابل جذب نیتروژن در خاک
فرمهای مختلف نیتروژن در سیستمهای خاکی وجود دارد که در قالب چرخه نیتروژن و توسط فعالیتهای میکروبی خاک به همدیگر تبدیل میشوند.
شکلهای اصلی نیتروژن در خاک شامل نیترات (–NO3)، آمونیوم (+NH4) و مواد آلی است. نیتروژن موجود در مواد آلی برای اینکه جذب گیاه شود توسط فعالیت میکروبی به آمونیوم و در نهایت نیترات تبدیل میشود که فرآیندی زمانبر است.
توجه: هر فرمی از نیتروژن بصورت مستقیم جذب گیاهان نمیشود. فرم ترجیحی جذب این عنصر برای گیاهان، نیترات (–NO3) است. بعضا آمونیوم (+NH4) را هم جذب میکنند. اگر کودی این فرمها را داشت مستقیم جذب گیاه میشود در غیر این صورت بعد از اضافه شدن به خاک باید طی فرآیندهایی به فرمهایی که گفته شد تبدیل شوند تا توسط ریشه گیاه جذب شوند.
به عنوان مثال فرم نیتروژن موجود در کودهای دامی بصورت آلی است و باید توسط فعالیت میکروبی خاک به فرم معدنی تبدیل شود تا مورد استفاده گیاه قرار گیرد. بنابراین در بین انواع کود نیتروژن آنهایی که فرمهایی یونی نیترات و آمونیوم را دارند بلافاصله میتوانند جذب گیاه شوند. البته اوره که یک کود آلی محسوب میشود نیز به سرعت به آمونیوم و فرم قابل جذب تبدیل میشود.
