نقش نیتروژن در کشاورزی

نیتروژن یا ازت :

 منبع اصلی ازت که بوسیله گیاهان استفاده می­شود گاز N₂ است که 78 درصد هوا را تشکیل می­دهد. ازت عنصری پویا است که بین هوای خاک و موجودات زنده در گردش است. چرخه ازت را می­توان به دو سیکل تفکیک نمود. در یک چرخه افزایش ازت طی پروسه تثبیت و کاهش ازت طی پروسه دنیتریفیکاسیون صورت می­گیرد ئ در چرخه­ی دیگر ازت در خاک طی پروسه­های معدنی شدن، نیتریفیکاسیون و ایموبلیزاسیون انجام می­گیرد. البته کاهش ازت از خاک می­تواند از طریق متصاعد شدن و یا آبشویی هم صورت گیرد. نیتروژن در تشکیل اسیدهای آمینه، آمیدها، پروتئین­ها، اسیدهای نوکلئیک، آنزیم­ها و ... نقش دارد همچنین قسمتی از مولکول کلروفیل را تشکیل می­دهد. یک اتم ازت و چهار اتم کربن در حلقه­های درون کلروفیل جای گرفته اند که ازت از سویی با اتم­های کربن و از سوی دیگر با منیزیم پیوند مشترک دارد.

 از علائم کمبود نیتروژن می­توان به رنگ پریدگی برگ­ها (سبز روشن متمایل به زرد یا اصطلاحا Chlorosis یا زرد روشن) اشاره کرد (بویژه در برگ­های پیر درخت) که در اواخر دوره رشد تبدیل به رنگ­های قرمز و بنفش مایل به قرمز می­شود که در اثر تشکیل رنگیزه آنتوسیانین است. باریک و چوبی شدن شاخه­ها و اینکه شاخه­ها با زاویه کوچکی نسبت به ساقه اصلی می­ایستند، کاهش تمایز یابی جوانه­های گل و کاهش تشکیل میوه، کوچک ماندن میوه­ها و رسیدن زود هنگام میوه­ها و خزان زودرس برگ­ها از دیگر نشانه­های کمبود نیتروژن است. از آنجایی که نیتروژن از عناصر متحرک در گیاه است علائم کمبود آن ابتدا از برگهای مسن پایینی شروع و با افزایش شدت کمبود عنصر، علائم در برگهای جوان تر نیز دیده می­شود. هنگامی که ریشه­ها از عهده جذب نیتروژن به میزانی که رشد گیاه را تامین کنند بر نمی­آیند، ترکیبات ازته در اندام های پیر تجزیه و به نواحی زاینده (برگهای جوان) منتقل میشوند و در پروتوپلاسم جدید مورد استفاده قرار می­گیرند. بدیهی است برای جلوگیری از علائم زردی باسیتی میزان ازت خاک در حد مطلوب باشد. علائم کمبود ازت تا حدودی در گیاهان مختلف ممکن است متفاوت باشد و اگر کمبود در حالت شدید نباشد با مصرف کودهای ازته ت حدودی برطرف می­شود.

از علائم نیتروژن بیش از حد میتوان به رشد بیش از حد شاخه­ها، تیره رنگ شدن برگ­ها، سوختگی نوک برگها، کاهش تولید گل و میوه، پرآب شدن میوه­ها، چروکیده شدن دانه­ها، حساس شدن درخت به آفات و بیماری­ها اشاره کرد.بطور کلی نیتروژن بالا موجب تحریک رشد رویشی درخت شده و از میزان رشد زایشی و تولید میوه می­کاهد. همچنین میوه­های تولیدی دارای عطر و طعم کمی بوده و از انبارداری ضعیفی برخوردار هستند و به خوبی رنگ نمی­گیرند. ازت بالا باعث میشود رسیدگی محصولات به تاخیر افتد و احتمال سرمازدگی محصول افزایش یابد. عرضه ازت با مصرف کربوهیدرات رابطه معکس دارد. یعنی هر چه ازت در اختیار گیاه بیشتر باشد سبب شده که مصرف کربوهیدرات کاهش یافته و انباشتگی کربوهیدرات اتفاق افتد. انباشتگی کربوهیدرات­ها در سلول­های رویشی سبب افزایش ضخامت آن­ها می­شود. چنانچه ازت اضافی به گیاه برسد و شرایط رشد نیز مناسب باشد کربوهیدرات­ها صرف ساختن پروتئین شده و به همین علت آب بیشتری جذب پروتوپلاسم شده و در نتیجه گیاه ترد و شکننده می­شود و آبدار کردن پروتوپلاسم سبب افزایش حساسیت گیاه به بیماری­ها و حمله حشرات می­شود.

انواع کودهای ازته و روش مصرف آن­ها:

1: اوره         2: سولفات آمونیوم           3:  اوره با پوشش گوگردی               4:نیترات آمونیوم               5: اوره فرمالدئید

1: اوره (CO(NH₂)₂): این کود با حدود 46 درصد نیتروژن، بالاترین میزان  نیتروژن را در میان کودهای نیتروژنه دارد. به همین دلیل پرمصرف ترین کود نیتروژنه است. مشکل اصلی در مصرف این نوع کود این است که به دلیل حلالیت زیاد (1080 گرم در هر لیتر آب در دمای  20 درجه سانتی گراد) این کود سریعا شسته شده  و لذا میزان تلفات آن پس از مصرف بالاست. از طرف دیگر چنانچه این کود در سطح خاک پاشیده شود در مدت 1 تا 2 روز توسط واکنش آنزیمی اوریاز (Urease) به کربنات آمونیوم (NH₄)₂CO₃ تبدیل می­شود. کربنات آمونیوم بسیار ناپایدار است و در شرایط قلیایی بودن خاک و گرمی و خشکی هوا، بخش عمده ای از نیتروژن به صورت آمونیاک متصاعد می­گردد. کود اوره اغلب به صورت دانه­های مرواریدی سفید رنگ وجود دارد که در اصطلاح به آن کود شکری می­گویند. اوره در خاک هیدرولیز شده و تولید کربنات آمونیومو می­نماید بنابراین ابتدا اندکی pH آن بالا می­رود ولی بعد از چند روز که آمونیوم آن طی فرایند نیتراته شدن به نیترات تبدیل می­شود خاصیت اسیدزایی دارد. این کود بیشترین غلظت را در میان کودهای ازته جامد به خود اختصاص داده است.

هنگام کوددهی اوره در کشت­های خاکی به نکات زیر توجه شود:

·         تلفات اوره در سطح خاک در روزهای اول کودپاشی به مراتب بیشتر از نیترات آمونیوم است.

·         پس از مدت یک هفته اوره تبدیل به آمونیوم و سپس نیترات می­شود، بنابراین شرایط دو کود در تامین ازت مورد نیاز گیاه مشابه است (در برگ پاشی اوره مستقیم جدب برگها میشود).

·         در صورت آبیاری بیش از حد، اوره و نیترات آمونیوم تلفات زیادی خواهند داشتو میبایست در مدیریت آبیاری دقت شود و کود های به صورت تقسیط داده شوند.

·         در چند روز اول کودپاشی افزایش سریع و موضعی pH علاوه بر تسریع تلفات ازت به صورت تصعید، عملیات جذب سایر عناصر را نیز مختل می­سازد.

·         ارجعیت اوره بر سایر کودهای ازته را می­توان در درصد ازت بیشتر، خاصیت خورندگی کمتر و اختلاط فیزیکی بهتر با کودهای فسفاته و پتاسیمی دانست.

2: سولفات آمونیوم  ((NH₄)₂SO₄): این کود حاوی 21 درصد نیتروژن و 24 درصد گوگرد است. از نظر قیمت واحد نیتروژن یکی از گرانترین کودهای نیتروژنه است اما بهترین کود نیتروژنی برای خاکهای قلیایی و آهکی ایران شناخته شده است. زیرا هم اسیدزا است و هم دارای مقداری گوگرد است. چون نیتروژن این کود به صورت امونیوم است کمتر از سایر کودهای نیتروژنی شسته می­شود. کاهش pH خاک توسط این کود سبب حلالیت بسیاری از عناصر غذایی مورد نیاز گیاه، که بقدر کافی در خاک وجود دارند ولی بعلت واکنش قلیایی به صورت رسوب نامحلول در آب و غیرقابل استفاده گیاه درآمده­اند، می­گردد. این عناصر شامل آهن، منگنز، روی و فسفات می­باشند. تنها مشکل این کود کم بودن میزان نیتروژن آن است (20 درصد). و این مقدار در مقایسه با اوره(46 درصد) و نیترات آمونیوم (35 درصد) تا حد قابل توجهی کمتر است. از طرف دیگر چنانچه میزان گوگرد موجود در این کود نیز محاسبه و منظور گردد، در این صورت سولفات آمونیوم با اوره از لحاظ میزان عناصر غذایی قابل رقابت است.

3: کود اوره با پوشش گوگردی (SCU): ایین کود از کودهای نیتروژنه کند رها شونده است که 35 درصد نیتروژن دارد. این کود که از پاشیدن گوگرد مذاب بر روی دانه­های اوره بدست می­آید، اسیدزا بوده و به دلیل مقاومت به شستشو، مناسب خاک­های سبک است. میزان گوگرد کود، بر حسب حلالیت مورد نظر، بین 12 تا 25 درصد است. به عبارت دیگر هر قدر ضخامت لایه گوگردی بیشتر باشد، اوره دیرتر محلول و یا کند تر رها می­شود. برای اغلب زراعت­ها در حدود 20 درصد گوگرد حد مطلوب است و در انی حالت پس از افزایش کود به خاک در حدود 20 درصد نیتروژن در طول مدت 5 روز و باقیمانده نیتروژن هر روز 2 درصد وارد محلول آب و خاک می­گردد. راندمان جدب نیتروژن این کود توسط گیاه بسیار بالا  و به عبارت دیگر تلفات آن از طریق آبشویی و تصعید ناچیز است. با توجه به اینکه برای تامین مقدار معینی نیتروژن برای گیاه به مقدار کمتری از این کود نیاز است، در تجارت جهانی  و بخصوص از نظر تولیدکنندگان و فروشندگان اوره تولید این کود که مناسب ترین کود برای گیاهان زراعی است از لحاظ تجاری مطلوب نیست. از طرف دیگر به علت شسته شدن کودهای نیتروژنه، که بعد از تبدیل آنها به نیترات سریع­تر انجام می­گیرد، اغلب آبهای زیرزمینی آلوده به نیترات بیش از حد مجاز گشته که برای سلامت مضر و مشکلات تنفسی بهمراه دارد. از طرفی به علت جذب بیشتر نیتروژن توسط گیاه در این نوع کود، از نقطه نظر سلامت جامعه امری قابل توصیه و حمایت است.

4: نیترات آمونیوم (NO₃NH₄): این کود حاوی 35 درصد نیتروژن است. از جمله مزایای این کود داشتن توام نیتروژن آمونیاکی و نیتراتی است. معایب عمده کود خاصیت جذب رطوبت شدید، خطر انفجار در صورت آلوده شدن به مواد هیدروکربنی و تمایل شدید به کلوخه شدن در حالت نوسان درجه حرارت انبار در اطراف 32 درجه سانتی گراد در شبانه روز می­باشد. استفاده از این کود در مناطق شور توصیه نمی­شود چراکه این کود دارای ضریب شوری نسبتا بالایی می­باشد اما برای مصارف سرک بر اوره ارجعیت دارد.

5: اوره فرمالدئید: بمنظور افزایش بازیافت کودهای ازته، تلاش­های فراوانی برای کنترل سرعت تبدیل ازت آلی به ازت معدنی، یا کاهش سرعت تبدیل شکل­های آمونیومی به نیترات مبذول شده است. در هر دو حال، خطر از دست رفتن ازت از طریق آبشویی نیترات یا دنیتراته شدن کم می­شود. بعلاوه میزان جذب بیش از نیاز گیاه را (مخصوصا در مراحل اولیه رشد که اثر سوء روی گیاه دارد) کاهش میدهد. علاوه بر کود اوره با پوشش گوگردی، یکی از کودهایی که بمدت طولانی با عنوان تجاریی اوره فرم تهیه و بفروش میرسد، اوره فرمالدئید است. این کود از پلیمریزاسیون اوره و فرمالدئید بدست می­آید. مقدار نیتروژن این کود 38 درصد است و اثر آن معمولا براساس نسبت اجزای تشکیل دهنده و از طریق شاخص فعالیت یا درصد حلالیت ازت در آب سرد و گرم تعیین می­گردد.