N

أهميته لحياة النبات

يُعدّ النيتروجين، إلى جانب عناصر أخرى مثل الكربون والأكسجين والهيدروجين، مكوّناً أساسياً للأحماض الأمينية والبروتينات والكلوروفيل. وهو عنصر لا غنى عنه لتكوين الخلايا والنمو وعملية التمثيل الضوئي. يدعم تطور المجموع الخضري للنبات ويزيد بشكل مباشر من محتوى البروتين وجودة الإنتاج.

آليات الامتصاص

تمتص النباتات النيتروجين بشكل أساسي على هيئة نترات (NO3-) مذابة في محلول التربة. يتحول النيتروجين العضوي أو الأمونيوم أو اليوريا الموجودة في التربة إلى نترات نتيجة العمليات الميكروبية والفيزيائية-الكيميائية. عند امتصاص النبات للماء عبر الجذور لتعويض فقدان التبخر، تنتقل النترات مع هذا التدفق إلى الأوراق، حيث تتحول إلى شكل عضوي ويتم توزيعها مجدداً في جميع أجزاء النبات.

التفاعلات والخصائص الخاصة

يُعدّ النيتروجين أول عامل يحدّ من نمو النبات، والاستثناء الوحيد هو البقوليات التي تستطيع بفضل البكتيريا الموجودة في عقد الجذور استخدام النيتروجين الجوي مباشرة. النيتروجين عنصر أساسي لتكوين البروتينات والكلوروفيل والإنزيمات والفيتامينات، ولذلك فهو يحدد النمو وكذلك جودة المحصول.

دورة النيتروجين

يوجد النيتروجين في الأسمدة بثلاثة أشكال: الأمونيوم، النترات، واليوريا. بعد التطبيق مباشرة يمكن للنبات الاستفادة من النترات (NO3-) والأمونيوم (NH4+)، بينما تحتاج اليوريا أولاً إلى التحلل المائي للتحول إلى NH4+.

تُعدّ النترات أسرع الأشكال امتصاصاً لذوبانها الكامل في الماء، كما تزيد من امتصاص الكاتيونات مثل K+ وCa2+ وMg2+. أما NH4+ فيمكن امتصاصه مباشرة أو يتحول إلى NO3- عبر عملية النترتة.

نزع النتروجين هو عملية اختزال النترات إلى NO2- وNO وN2O وN2، وتقوم بها بكتيريا لاهوائية، وتكون محدودة في الأراضي الزراعية جيدة التهوية. وبما أن النترات متحركة، يمكن غسلها مع الأمطار، لذلك يجب تقسيم الجرعات العالية من التسميد.

تستخدم الكائنات الدقيقة NH4+ وNO3- لعملية التثبيت. المواد العضوية ذات الكربون العالي والنيتروجين المنخفض تزيد من التثبيت، لكن هذا النيتروجين لا يضيع؛ فعند تحلل الكائنات الدقيقة يعود إلى شكل قابل للاستخدام عبر التمعدن.

تتحلل اليوريا المضافة إلى التربة (NH2)2CO إلى NH3 وCO2، وقد يتطاير غاز NH3 إلى الغلاف الجوي (التطاير). أثناء تحول NH3 إلى NH4+ يتحرر OH- ويرتفع الرقم الهيدروجيني، ويكون التطاير أعلى بكثير في الترب ذات pH>7.

جدول الحساسية والأعراض

النيتروجين عنصر غذائي أساسي لنمو النبات، وهو المصدر الرئيسي لإنتاج البروتين والكلوروفيل والإنزيمات والفيتامينات. يؤدي نقصه إلى صغر حجم الأعضاء النباتية وانخفاض المحصول، وهو عامل حاسم خاصة في رفع نسبة البروتين في الحبوب.

إذا حدث نقص النيتروجين في المراحل المبكرة (قبل الاستطالة)، يكون فقدان المحصول في أقصى حدوده لأن احتياج النبات للنيتروجين يكون في أعلى مستوياته خلال هذه المرحلة.

الأعراض

يؤدي نقص النيتروجين إلى انخفاض تخليق الكلوروفيل → اصفرار الأوراق وظهور الجفاف في الأوراق المسنة.

الزيادة

يؤدي الإفراط في التسميد النيتروجيني إلى زيادة خطر رقاد النباتات، وارتفاع التكاليف، وخسائر بيئية بسبب الغسل. ولتحقيق التسميد الأمثل يُنصح باستخدام أدوات المتابعة مثل KÖKTEN GÜBRE.

الاحتياج

يختلف احتياج النيتروجين باختلاف نوع النبات والصنف والإنتاج المستهدف. يجب تخطيط التسميد النيتروجيني بالجرعة الصحيحة من خلال حساب ما توفره التربة من نيتروجين إضافة إلى الاحتياج الفعلي.

أصل النيتروجين وعمليات الإنتاج

على الرغم من اكتشاف تخليق الأمونيا عام 1909، إلا أنه اكتسب أهميته الحقيقية في الزراعة بعد الحرب العالمية الثانية. ويعتمد إنتاج جميع الأسمدة النيتروجينية اليوم على عملية هابر–بوش التي يتم فيها تحويل النيتروجين الجوي إلى أمونيا بدمجه مع الهيدروجين، وكان لهذا الاكتشاف دور حاسم في تطور الزراعة الحديثة.

يُستخرج الهيدروجين المستخدم في هذه العملية غالباً من الميثان (الغاز الطبيعي)، ولذلك تُعد عملية الإنتاج عالية الاستهلاك للطاقة.

يُنتج نترات الأمونيوم من تفاعل الأمونيا مع حمض النتريك ويتميز بذوبانيته العالية في الماء.
يؤدي اتحاد نترات الكالسيوم مع الأمونيا إلى إنتاج نترات أمونيوم الكالسيوم (CAB).
يتم إنتاج اليوريا من اتحاد الأمونيا مع CO₂، بينما تُستخرج محاليل UAN من خليط اليوريا ونترات الأمونيوم ويمكن تطبيقها في صورة سائلة.

العوامل الأساسية المفتاحية

محتوى النيتروجين في التربة

تحليل النيتروجين المعدني في التربة بنهاية الشتاء → يمكن من خلاله تقدير كمية النيتروجين المتاحة للنبات في الربيع. وخلال الموسم تساعد أدوات القرار مثل KÖKTEN GÜBRE في ضبط الجرعات.

كمية المادة العضوية

يوجد معظم النيتروجين في المادة العضوية، وتُعد كميتها المؤشر الرئيسي الذي يحدد إمكانية التمعدن.

نسيج التربة

الترب الرملية → يكون خطر فقدان النيتروجين بالغسل مع الأمطار مرتفعاً.

المناخ

في المناطق ذات الأمطار الشتوية الغزيرة تكون خسائر الغسل عالية. كما أن الجفاف أو زيادة المياه كلاهما يقللان من توفر النيتروجين.

الاحتياج المائي

تحتاج حبيبات السماد إلى نحو 10–15 مم من الماء للذوبان. ويجب العمل على تفضيل الأسمدة السائلة في حالات الجفاف ونقص المياه.

الرقم الهيدروجيني (pH)

يؤدي انخفاض pH إلى إبطاء نشاط بكتيريا النترتة وبالتالي تقليل التمعدن، بينما يزيد ارتفاع pH من التطاير خاصة عند استخدام اليوريا. ولأن اليوريا قد تفقد قبل ذوبانها، فقد أصبحت صورتها السائلة دائماً أكثر تفضيلاً.