نیتروژن

نیتروژن یکی از عناصر ماکرو یا پرمصرف گیاه می باشد که نقش مهمی در افزایش رشد رویشی گیاه دارد. نیترات و آمونیوم منابع اصلی نیتروژن جذب شده توسط گیاه اند.

---

نیتروژن (Nitrogen)

نیتروژن یا ازت یکی از عنصرهای شیمیایی در جدول تناوبی است که نشان شیمیایی آن N و عدد اتمی آن ۷ است. نیتروژن معمولاً به صورت یک گاز، نافلز، دو اتمی بی اثر، بی‌رنگ، بی‌مزه و بی‌بو است که ۷۹٪ جو زمین را دربر گرفته و عنصر اصلی در بافت‌های زنده است. نیتروژن ترکیبات مهمی مانند آمونیاک، اسید نیتریک و سیانیدها را شکل می‌دهد.

نقش نیتروژن در گیاهان

نیتروژن غذای اصلی برای گیاهان است. یکی از اجزای اساسی پروتئین می‌باشد (برای ساخت اسیدهای آمینه، در کاتالیز واکنش‌های شیمیایی و حمل و نقل الکترون‌ها) و کلروفیل (قادر ساختن فتوسنتز) و در بسیاری از بخش‌های گیاهان شرکت دارد. نیتروژن نقش مهمی در فرایندهای فیزیولوژیکی مختلف دارد. رنگ سبز تیره را القاء می‌کند و باعث افزایش رشد برگ، ساقه و سایر بخش‌های گیاه و نمو آن می‌شود. به علاوه باعث تحریک رشد ریشه، بهبود کیفیت میوه، افزایش محتوای پروتئین و همچنین باعث جذب و استفاده مواد مغذی دیگر نظیر پتاسیم و فسفر می‌شود . کمبود نیتروژن باعث کاهش رشد، کلروز (تغییر رنگ سبز به زرد) ایجاد نقطه‌های قرمز و صورتی بر روی برگ‌ها می‌شود . کاربرد زیاد آن باعث ایجاد رنگ سبز تیره، اثر منفی روی رشد گیاه و تولید میوه با کمترین کیفیت و کمیت می‌شود .
نیتروژن یکی از اجزای اصلی در بسیاری از فرایندهای مورد نیاز برای رشد است. به خصوص، نیتروژن برای کلروفیل که به گیاه امکان فتوسنتز (فرایندی که گیاه با دریافت نور خورشید، از کربن دی‌اکسید و آب، قند تولید می‌کند) می‌دهد ضروری است. همچنین نیتروژن یک بخش مهم در آمینواسید‌ها (اساس پروتئین) می‌باشد. نیتروژن در ترکیباتی که عمل ذخیره‌‌سازی انرژی را انجام می‌دهند نیز شرکت دارد. تأثیر حذف کود نیتروژن‌دار در برداشت غلات نشان داد که در غیاب نیتروژن، میانگین برداشت ذرت ۴۱٪، برنج ۳۷٪، جو ۱۹٪ و گندم ۱۶٪ کاهش یافت. نیترات و آمونیوم منابع اصلی نیتروژن جذب شده توسط گیاه اند. بیشتر آمونیوم در ریشه به ساختارهای آلی تبدیل می شود در حالی که نیترات در آوند چوبی پویا بوده، در واکوئل ریشه، شاخسار یا سایر اندام ذخیره ای نگه داری می شود. نیترات ذخیره شده در واکوئل ها در برقراری توازن آنیون - کاتیون داخل سلول ها، تنظیم فشار اسمزی در برخی گیاهان به ویژه گیاهان نیتروژن دوست و نیز از لحاظ کیفیت سبزی ها و گیاهان برگی دارای اهمیت است. البته نیترات قبل از قرارگیری در ساختارهای آلی و ایفای وظایف خود در گیاه باید احیا شده ، به شکل آمونیوم تبدیل شود. اهمیت کاهش و تثبیت نیترات برای گیاه، شبیه اهمیت کاهش و تثبیت co2 درفتوسنتز است.

وظایف عنصر نیتروژن در گیاهان

1. نیتروژن تشکیل دهنده ی ساختار اصلی سلول است
2. نیتروژن بخشی از پروتئین ها،آمینواسیدها،نوکلئیک اسید، فلاوین ها، پورفیرین ها، آنزیم ها، کوآنزیم ها و آلکالوئیدها را تشکیل می دهد.
3. نیتروژن تشکیل دهنده کلروفیل است و در دریافت ، ذخیره و انتقال انرژی از خورشید نقش ویژه ای دارد.
4. نیتروژن موجب افزایش رشد ،پنجه زنی، گلدهی، تولید و توسعه برگ و ایجاد رنگ سبز تیره در ساقه و برگ ها می شود.
5. نیتروژن در گلدهی ، میوه دهی و جلوگیری از ریزش زودهنگام ضروری است.
6. نیتروژن عملکردی شبیه به ماشین دیزلی دارد چرا که عنصر محرک رشد است.
7. نیتروژن ترکیب اولیه پروتئین هاست.

کود نیتروژن چیست؟

کودهای نیتروژن دار از آمونیاک (NH3) توسط فرآیند هابر- بوش ساخته می شوند. در این فرآیند گاز طبیعی (CH4) معمولاً هیدروژن را تأمین می کند و نیتروژن (N2) از هوا حاصل می شود. این آمونیاک به عنوان ماده اولیه برای سایر کودهای ازته پایه مانند نیترات آمونیوم بی آب و اوره استفاده می شود.

انواع کودهای نیتروژن دار

محصولات گیاهی نیتروژن را به صورت یون امونیوم یا یون نیترات بدست اورده اند. کودهای نیتروژن غیرالی در برخی مواقع به صورت هر دو فرم دیده می شوند.همچنین نیتروژن موجود به شکل آمید اوره و آمیدها به شکل امونیاک زیستی تبدیل می شوند.

کودهای نیتروژن دار به 6 گروه تقسیم یافته اند:

1.کودهای آمونیوم

الف)کلرید آمونیوم(24-26% نیتروژن)
ب)سولفات آمونیوم(20%نیتروژن)
پ)فسفات آمونیوم(16%نیتروژن)
ت)آمونیاک خشک(82%نیتروژن)
ث)محلول آمونیاک(20-25%نیتروژن)

2.کودهای نیترات

الف)نیترات سدیم(16%نیتروژن)
ب)نیترات کلسیم(15.5%نیتروژن)
پ)نیتروفسفات

3.کوددارای یون های امونیوم و نیترات

الف)نیترات آمونیوم(33-34%نیتروژن)
ب)نیترات آمونیوم کلسیم(20%نیتروژن)
پ)نیترات سولفات آمونیوم(26%نیتروژن)

4.انواع آمیدها

الف)اوره(44-46%نیتروژن)
ب)سولفات اوره
پ)فسفات اوره
ت)سیانامیدکلسیم(21%نیتروژن)

5.نیتروژن محلول

الف)آمونیاک خشک
ب)آمونیاک ابدار
پ)محلول نیترات امونیوم

6.جایگزیتی کودهای نیتروژنه

الف)اگزامید
ب)فرمالدئید اوره
پ)فسفوفنیل دی آمید
ت)تری اوره

در زیر به بررسی خصوصیات برخی از مهمترین کودهای دارای نیتروژن می پردازیم:

سولفات آمونیوم(20%)

سولفات آمونیوم کود اصلی نیتروژناز، درجهان تا سال 1958 توسط کوره زغال صنعت فولاد تولید شد. این کود توسط فولاد هندوستان در شهرهای بیهار و دورگاپور و شرکت فولاد هندوستان تشکیل یافته است.

خصوصیات سولفات آمونیوم

1.سولفات آمونیوم نمک کریستال، محلول پایدار در آب  و منبع بهتری است.
2.سرعت عمل در جذب کود بر کلوئیدهای خاک و جایگزین کلسیم است.
3.سولفات آمونیوم مقاوم به آبشویی است و در کود سرک ضروری است.
4.سولفات آمونیوم برای بیشتر زمین های برنج کود مناسبی است زیرا شکل امونیاک آن نسبت به نیترات ترجیح داده می شود.
5.سولفات آمونیوم یک امتیاز در خاک های دارای کمبود گوگرد است. 
6.سولفور یک عنصر ضروری است که دارای 24% گوگرد می باشد.

اوره (نیتروژن46.6 %)

اوره کود آلی گران قیمت برحسب کیلوگرم نیتروژن نسبت به کود نیتروژن جامد دیگر در دنیا است.قبل از 1930 اوره مقدار کمی سیامید کلسیم تولید می کند. اخیرا تکنولوژی ترکیب حرارت زا کربنات آمونیوم توسعه یافته بود نتایج در کاربرد وسیع این ترکیبات بر عرض ردیف گیاهان در جهان است. 

خصوصیات کود اوره

1. اوره محتوای 6/46%نیتروژن، 20%کربن، 6/26% اکسیژن و 71/6% هیدروژن است.
2. اوره اسیدیته کمتری نسبت به سایر کودهای دارای نیتروژن دارد.

مزیت اوره

1. دارای نیتروژن بالاست(44-46%)
2. واکنش اسیدیته کم در خاک
3. هزینه کمتر در هر واحد نیتروژن در تولید،منبع و انتقال
4. وضعیت فیزیکی عالی
5. ارزش زراعی بهتر در مقایسه با کودهای نیتروژنه دیگر

مقدار نیتروژن مورد نیاز گیاه

مقدار نیتروژن مورد نیاز گیاه بسته به گونه گیاه، مرحله رشد و اندام مورد نظر بین 2 تا 5 درصد وزن خشک است. با کاهش نیتروژن رشد گیاه کاهش یافته، این عنصر از برگ های بالغ پویا شده و به برگ های جدید و جوان منتقل می شود. بنابراین علائم کمبود نیتروژن در برگ های مسن ظاهر می شود. افزودن نیتروژن به محیط نه تنها ریزش برگ ها را به تاخیر می اندازد بلکه شکل ظاهری گیاه را نیز تغییر می دهد. افزایش نیتروژن سبب بالا رفتن نسبت وزن خشک شاخسار به ریشه می شود. این امر همچنین سبب کاهش جذب آب و عناصر غذایی از خاک در مراحل آخر رشد گیاه می شود.
در غلات، مصرف نیتروژن باعث طویل شدن ساقه و به دنبال آن حساسیت بیشتر گیاه نسبت به ورس می شود. این تغییر در شکل ظاهری شاخسار در شرایط تغذیه گیاه با نیترات شدیدتر از آمونیوم است. نیتروژن بیش از سایر عناصر غذایی بر ترکیب شیمیایی گیاه اثر گذار است .به عنوان مثال با کاربرد نیتروژن غلظت نیتروژن گیاه افزایش یافته ولی مقدار نشاسته و پلی فروکتوزان که هر دو منبع کربوهیدرات در گیاهان علفی هستند، کاهش می یابد. برخلاف کربوهیدرات ها، مقدار لگنین با افزایش نیتروژن زیاد می شود چون اسیدهای آمینه پیش سازهای لگنین محصول هستند. در صورت کمبود نیتروژن، تثبیت آمونیوم، مقدار پروتئین، رشد برگ و در پی آن شاخص سطح برگ افزایش می یابد. با افزایش شاخص سطح برگ فتوسنتز خالص نیز زیاد می شود. درواقع می توان گفت کمبود نیتروژن تاثیر قابل ملاحظه ای بر ترکیب گیاه ندارد اما عملکرد ماده خشک گیاه را در واحد سطح کاهش می دهد.

مقدار نیتروژن مورد نیاز در گیاه یونجه

مقدار نیتروژن مورد نیاز گیاه یونجه بر اساس نتایج حاصل از آزمون خاک و نیتروژن موجود در خاک تعیین می شود. به طور کلی گیاه یونجه گیاهی چند ساله و از خانواده لگوم ها می باشد و بر روی ریشه خود گره های تثبیت کننده نیتروژن دارد که می تواند با همزیستی با باکتری (ریزوبیوم ملی لوتی) نیتروژن را تثبیت کند بنابراین نیازی به دادن کود اوره به میزان زیاد یا به صورت سرک نیست. میتوان قبل از کاشت و به عنوان استارتر رشد میزان 50 کیلوگرم در هکتار کود اوره در مزارع یونجه استفاده کرد.

کمبود نیتروژن در یونجه

با کمبود نیتروژن در گیاه یونجه نشانه های زیر ظاهر می شود:

1. گره زایی در ریشه کاهش می یابد
2. رشد گیاه کاهش می یابد
3. ارتفاع گیاه کاهش می یابد
4. برگ های پایینی به رنگ زرد روشن در می آیند.

معایب میزان بالای نیتروژن در گیاهان

افزایش میزان نیترات در اندام های گیاهی هم از لحاظ اقتصادی و هم از جهت کاهش کیفیت تغذیه ای محصول نامطلوب است. احتمال تبدیل نیتزات به نیتریت در طی ذخیره یا فراوری سبزی ها در کارخانه های کنسروسازی وجود دارد. غلظت هموگلوبین خون در کودکانی که از غذاهای حاوی نیتریت تغذیه می کنند به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. به علاوه نیتریت خطر تشکیل نیتروزامین را که یک ترکیب سرطان زاست افزایش می دهد. غلظت بالای نیترات (1 الی 2 درصد در وزن خشک) در برگ ها برای برخی نشخوارکنندگان سمی است.
وجود مقدار کافی پروتئین در دانه غلات از لحاظ کیفیت نان تولیدی و تغذیه انسان ضروری است ولی زیادی مصرف نیتروژن سبب افزایش رشد ریشه و برگ ها و کاهش غلظت این عنصر در دانه ها می شود. در این شرایط احتمال خوابیدگی محصول نیز زیاد می شود. به طور کلی مصرف میزان بالای نیتروژن در گیاهان پیامدهای زیر را به دنبال دارد:

1. میزان بالای نیتروژن موجب افزایش حساسیت به تنش آبی و دمایی می شود.
2. میزان بالای نیتروژن در گیاهان موجب افزایش حساسیت به ورس، پاتوژن ها و آفات می شود.