تبیان، دستیار زندگی
در اکوسیستم های کشاورزی با استعمال کودهای شیمیایی می توان بر کمبود نیتروژن ناشی از شرایط محیطی فائق آمد. در بیشتر گیاهان زراعی، استعمال کودهای نیتروژنی سبب افزایش عملکرد می شود....
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

اهمیت چرخه ی نیتروژن2

اهداف:

  • آشنایی با اهمیت نیتروژن در رشد گیاه
  • آشنایی با جنبه های کشاورزی نیتروژن

شرح درس:

اهمیت چرخه ی نیتروژن

در اکوسیستم های کشاورزی با استعمال کودهای شیمیایی می توان بر کمبود نیتروژن ناشی از شرایط محیطی فائق آمد. در بیشتر گیاهان زراعی، استعمال کودهای نیتروژنی سبب افزایش عملکرد می شود. چنانچه مقدار نیتروژن استعمال شده خیلی زیاد باشد سایر عوامل، محدود کننده شده و افزایش در عملکرد متوقف می شود. اگر مقدار نیتروژن استعمال شده از حدی فراتر رود، حتی ممکن است کاهشی هر چند جزیی در عملکرد گیاه مشاهده شود که البته جنین کاهشی بیش از آنکه به دلیل سمی بودن نیتروژن باشد، احتمالاً ناشی از تجمع نمک ها در خاک است. به طور مثال گزارش شده است که در آمریکای شمالی، ذرت بیشترین سهم را در مصرف کودهای نیتروژنی دارد و کشاورزان برای هر فصل زراعی از 100 تا 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در مزارع ذرت استفاده می کنند. یک مزرعه ی ذرت که به خوبی آبیاری شده باشد، در مرحله ی رشد سریع اولیه، در هر روز تا 4 کیلوگرم در هکتار نیتروژن جذب می کند. استفاده از کودهای نیتروژنی در مقادیر زیاد، از نظر انرژی نیز هزینه زیادی در پی خواهد داشت. به عنوان مثال،تخمین زده شده است که یک سوم از کل هزینه ی انرژی یک مزرعه ی ذرت متعلق به تولید و توزیع کودهای نیتروژنی است. چنانچه استعمال کودهای شیمیایی متوقف شود عملکرد گیاهان زراعی غیرلگوم برای مدتی کاهش می یابد. در چندین مورد که تاثیر توقف استفاده از کودها در بازدهی محصول برای مدتی از رمان ارزیابی شده،معلوم شده است که عملکرد سرانجام پس از مقدار ی کاهش در حدی ثابت شده و دیگر کاهش نمی یابد. ثابت ماندن عملکرد در چنین شرایطی به دلیل تعدال بین استخراج نیتروژن و سایر عناصر از خاک و ورود نیتروژن به خاک از منابع مختلف از جمله بارندگی، آب، گرد و خاک و هوادیدگی سنگ مادر است.


تبیین نقش نیتروژن در اکوسیستم های طبیعی بسیار دشوارتر است. بخشی از این دشواری مربوط به پایین بودن نیتروژن ورودی به این اکوسیستم ها در مقایسه با کل منبع نیتروژن و همچنینن بازیافت بخش اعظم نیتروژن است. با تمام اوصاف می توان ادعا کرد که محدود کنندگی نیتروژن در اکوسیستم های کشاورزی به همان اندازه ی اکوسیستم های طبیعی است. در اکوسیستم های جنگلی تقریباً دوسوم از میزان نیتروژن ورودی سالانه از راه تثبیت نیتروژن و یک سوم دیگر آن از راه منابع جوی تامین می شود. منبع جوی نیتروژن هم می تواند به صورت نزولات باشد و هم رسوبات جامد اکسیدهای نیتروژن.

اهمیت چرخه ی نیتروژن


در مطالعه ای دیده شده است که به طور متوسط نزدیک به نیمی از نیتروژن تثبیت شده ورودی در تاج پوشش گیاهی حفظ می شود. این نتیجه نشان می دهد که جذب نیتروژن از راه شاخ و برگ می تواند نقش مهمی در جذب نیتروژن توسط گونه های جنگلی داشته باشد. به جز در جنگل های بالغی که رشد کندی دارند، بخش عمده ی نیتروژن جذب شده یا در تاج پوششی گیاه حفظ می شود و یا به صورت دراز مدت در بقایای موجود در کف جنگل ها ذخیره گشته و به مرور زمان بازیافت می شود. محتوای نیتروژنی بقایای جنگلی به مرور به وسیله ی باران و آب های سطحی شسته و وارد خاک می شود و یا به وسیله ی انواع باکتری های خاکی، قارچ ها و اسیر موجودات تجزیه کننده به ترکیبات ساده تری می شکند. مرحله ی نهایی در تجزیه، معدنی شدن یا پیدایش نیتروژن معدنی به نیتروژن آلی است. معدنی شدن به طور عمده از فرایند آمونیفیکاسیون ناشی می شود. معدنی شدن تقریباً بدون استثناً با غیرقابل انتقال شدن Immobilization نیتروژن یا به عبارت دیگر نگهداری نیتروژن و استفاده از آن توسط موجودات تجزیه کننده همراه است. این که چه مقدار از نیتروژن موجود در  بقایای جنگلی در دسترس گیاهان قرار داشته باشد، بیش از هر چیز تابع مقدار خالص فرایند معدنی شدن یا به عبارت بهتر ما به التفاوت معدنی شدن و غیر قابل انتقال شدن است.


لینک فیلم:



برای دریافت فایل آموزشی کلیک کنید.

تعادل بین معدنی شدن،غیرمتحرک شدن و اکسیداسیون (توسط باکتری) نیتروژن معدنی که در شکل آمونیوم است توسط عوامل محیطی تنظیم می شود. از جمله ی عوامل محیطی اصلی در این باره،می توان  از دما، PH، رطوبت خاک و اکسیژن نام برد. دمای مطلوب برای نیتریفیکاسیون،بین 25 تا 35 درجه سانتی گراد است، ولی گزارش هایی مبنی بر سازگاری باکتری های بومی تولید کننده ی نیترات به شرایط دمایی نامطلوب وجود دارد. در PH های بالا مانند 7.5 و بالاتر از آن، رشد نیتروباکتر به احتمال زیاد به دلیل اثرات سمی آمونیوم کاهش می یابد و در خاک های اسیدی نیز اثرات سمی آلومینیوم سبب کاهش نیتریفیکاسیون می شود.رطوبت خاک و اکسیژن آن ارتباط تنگاتنگی دارند. در خاک هایی که از آب اشباع اند، به دلیل نقصان اکسیژن نیتریفیکاسیون به شدت کاهش می یابد. از طرف دیگر، با کاهش پتانسیل آب خاک به کمتر از حدود 0.03 تا 0.04 مگاپاسکال میزان نیتریفیکاسیون کاهش می یابد.


مرکز یادگیری سایت تبیان

تهیه : فاضل  صحرا نشین سامانی