عنصر النيتروجين وأهميته في نمو النباتات هو ما سوف تتعرف عليه في موضوع اليوم على مدونة عالم الزراعة والتي نقدم لك فيها دائماً العديد من الطرق والمواضيع المتعلقة بزراعة الخضروات، الفواكه، الأعشاب، الأشجار، والنباتات بأنواعها، وكذلك العديد من المواضيع الهامة لكل هواة الزراعة المنزلية.
النيتروجين مهم جداً وضروري لنمو النباتات، وهذا العنصر يتواجد في التربة الصحية، ويمنح النباتات الطاقة اللازمة للنمو وإنتاج الثمار أو الخضار، ولذلك يعتبر النيتروجين في الواقع أهم مكون لدعم نمو النباتات.
النيتروجين هو جزء من جزيء الكلوروفيل، والذي يعطي النباتات لونها الأخضر، ويساهم في إنتاج الغذاء للنبات من خلال عملية التمثيل الضوئي.
يظهر نقص عنصر النيتروجين على شكل اصفرار عام للنبات، ونظراً لأن النيتروجين يمكن أن يتحرك في النبات، فإن النموات الأقدم غالباً ما تتعرض للاصفرار أكثر من النموات الجديدة.
النيتروجين أيضاً يعتبر أيضاً لبنة البناء الأساسية لبروتوبلازم النبات، والبروتوبلازم هو المادة الشفافة التي تعتبر المادة الحية في الخلايا، وهو ضروري لتمايز الأزهار، ونمو البراعم السريع، وصحة براعم الزهور، ويزيد من جودة المجموع الثمري، كما أنه يعمل كمحفز للمعادن الأخرى.
في عملية البناء الضوئي، تستخدم النباتات الطاقة من الشمس لتغيير ثاني أكسيد الكربون إلى نشويات وسكريات، وهذه النشويات والسكريات هي غذاء النبات.
عنصر النيتروجين وفوائده وأهميته في نمو النباتات
العناصر الغذائية الأساسية اللازمة لنمو النباتات هي النيتروجين N، والفسفور P، والبوتاسيوم K، وعادةً ما تكون هذه العناصر الغذائية الرئيسية هي أول العناصر التي تنقص من التربة، لأن النباتات تستخدم كميات كبيرة من أجل نموها وبقائها، بالإضافة إلى ذلك، يثمكن أن تتسرب هذه العناصر من التربة بشكل طبيعي بسبب الطقس خلال المواسم الممطرة أو الحارة.لا يوجد دائماً ما يكفي من هذه العناصر الغذائية في التربة لنمو النباتات بشكل صحي، وهذا هو السبب في أن العديد من المزارعين والبستانيين يقومون باختبار التربة الخاصة بهم حتى يعرفوا نسبة العناصر في التربة، وتلك العناصر التي بها نقص، وكذلك تحديد أنواع الأسمدة الصحيحة التي يجب استخدامها لإضافة العناصر الغذائية المناسبة إلى التربة بناءً على أنواع النباتات التي يقومون بزراعتها.
يُمكنك أن يسبب الكثير من النيتروجين مشاكل في الاستقرار، وترشيح العناصر الغذائية وزيادة تحفيز نمو الأعلى، وتستخدم بعض الأسمدة تركيبة سريعة الإطلاق (سريعة الذوبان)، حيث تسمح بإمداد النباتات بالعناصر الغذائية بشكل سريع، ولكن تلك التركيبات لا توفر هذه العناصر على المدى الطويل.
تحتوي العديد من الأسمدة المباعة تجارياً على القليل من النيتروجين بطئ الإطلاق أو بطئ الذوبان إن وجد، أو يم استخدامها بكميات كبيرة جداً، ويتم تحقيق أفضل نتيجة لحديقتك والبيئة من خلال استخدام النوع الصحيح من النيتروجين، وبالكمية المناسبة، وفي الأوقات الصحيحة طوال العام.
يُمكن معرفة كمية النيتروجين التي يجب استخدامها من خلال عمل اختبار للتربة، حيث أن هذا الاختبار مهم جداً لتحديد العناصر الغذائية الحالية الموجودة في التربة، ونسبتها، والتعرف على العناصر التي تحتاج إلى تعديل.
مقالة مقترحة:
تعرف على أهمية وفوائد عنصر الفسفور للنباتات
النتيروجين في النباتات
غالباً ما تحتوي النباتات الصحية على نسبة 3 إلى 4% من النيتروجين في الأنسجة الموجودة فوق سطح الأرض، ويعتبر هذا التركيز أعلى بكثير مقارنةً بالعناصر الغذائية الأخرى.
الكربون والهيدروجين والأكسجين هي عناصر مغذية لا تلعب دوراً مهماً في معظم برامج إدارة خصوبة التربة، إلا أنها العناصر الغذائية الأخرى الوحيدة الموجودة بتركيزات أعلى.
النيتروجين حيوي للغاية لأنه مكون رئيسي من الكلوروفيل كما ذكرت سابقاً، حيث أنه المركب الذي تستخدمه النباتات مع طاقة ضوء الشمس لإنتاج السكريات من الماء وثاني أكسيد الكربون، كما أنه مكون رئيسي للأحماض الأمينية، والتي تعتبر اللبنات الأساسية للبروتينات، حيث أن النباتات بدون البروتينات تذبل وتموت.
تعمل بعض البروتينات كوحدات هيكلية في الخلايا النباتية، بينما يعمل البعض الآخر كإنزيمات، مما يجعل العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تعتمد عليها الحياة ممكنة.
النيتروجين هو أحد مكونات مركبات نقل الطاقة مثل أدينوسين ثلاثي الفوسفات ATP، حيث يسمح ATP للخلايا بالحفاظ على الطاقة المنبعثة في عملية التمثيل الغذائي واستخدامها، ولذلك النيتروجين باختصار يعتبر مكوناً مهماً للأحماض النووية مثل الحمض النوي، وهي المادة الوراثية التي تسمح للخلايا (وبعدها النبات بالكامل) بالنمو والتكاثر، وبدون النيتروجين لن تكون هناك حياة كما نعرفها.
مقالة مقترحة:
تعرف على أهمية وفوائد عنصر البوتاسيوم للنباتات
نيتروجين في التربة
يوجد النيتروجين في التربة في ثلاثة أشكال عامة: مركبات النيتروجين العضوية، وأيونات الأمونيوم، وأيونات النيترات، وفي أي وقت من الأوقات، يكون 95 إلى 99% من النيتروجين المتاح في التربة في أشكال عضوية، سواءً في المخلفات النباتية والحيوانية، أو في المواد العضوية للتربة المستقرة نسبياً، أو في الكائنات الحية في التربة، وخاصةً الميكروبات والبكتيريا.
لا يتوفر هذا النيتروجين للنباتات بشكل مباشر، ولكن يمكن تحويل بعضها إلى أشكال متاحة بواسطة الكائنات الحية الدقيقة. قد توجد كمية صغيرة جداً من النيتروجين العضوي في المركبات العضوية القابلة للذوبان، مثل اليوريا، والتي قد تكون متاحة قليلاً للنباتات.
غالبية النيتروجين المتاح يوجد في الأشكال غير العضوية (أيونات الأمونيوم، وأيونات النترات)، والتي تسمى أحياناً النيتروجين المعدني. ترتبط أيونات الأمونيوم بمركب التبادل الكاتيوني سالب الشحنة للتربة، وتتصرف كثيراً مثل الكاتيونات الأخرى في التربة. لا ترتبط أيونات النترات بالمواد الصلبة في التربة لأنها تحمل شحنات سالبة، ولكنها تتحلل في ماء التربة، او تترسب كأملاح قابلة للذوبان في ظروف جافة.
مقالة مقترحة: تعرف على أهمية وفوائد عنصر الكالسيوم للنباتات
المصادر الطبيعية للنيتروجين في التربة
النيتروجين الموجود في التربة والذي قد تستخدمه النباتات في النهاية له مصدران:
المعادن المحتوية على النيتروجين، والمخزن الواسع للنيتروجين في الغلاف الجوي،
ويتم إصدار النيتروجين في معادن التربة، وهذه العملية بطيئة بشكل عام، ولا تساهم
إلا بشكل طفيف في الغذاء النيتروجيني في معظم أنواع التربة.
في التربة التي تحتوي على كميات كبيرة من الطين الغني بأيونات الأمونيوم (إما يحدث بشكل طبيعي أو يتم تطويره عن طريق تثبيت أيونات الأمونيوم المضاف كسماد)، ومع ذلك قد يكون النيتروجين الذي يوفره الجزء المعدني مهماً في بعض السنوات.
نيتروجين الغلاف الجوي هو مصدر رئيسي للنيتروجين في التربة. في الغلاف الجوي؛ يوجد النيتروجين في شكل خامل للغاية، ويجب تحويله إلى أن يصبح مفيداً في التربة، وترتبط كمية النيتروجين المضافة إلى التربة بهذه الطريقة ارتباطاً مباشراً بنشاط العواصف الرعدية، ولكن من المحتمل ألا تتلقى معظم المناطق أكثر من 9 كجم من النيتروجين لكل فدان سنوياً من هذا المصدر.
يمكن للبكتيريا مثل بكتيريا Rhizobia التي تصيب جذور النباتات البقولية، وتتلقى الكثير من الطاقة الغذائية منها، أن تقوم بإصلاح مستوى النيتروجين سنوياً، حيث توفر ما يقرب من 45 كجم من النيتروجين لكل فدان سنوياً، وبعضها يوفر أكثر من ذلك.
مقالة مقترحة:
دليل تفصيلي شامل عن سماد NPK وأنواعه وطريقة استخدامه
احتياجات النبات من النيتروجين وامتصاصه
تمتص النباتات النيتروجين من التربة على شكل أيونات الأمونيوم وأيونات النترات، ولكن نظراً لانتشار عملية النترجة في التربة الزراعية، يتم تناول معظم النيتروجين على هيئة نترات، وتتحرك تلك النترات بحرية تجاه جذور النباتات لأنها تمتص الماء.
بمجرد دخول أيونات النترات إلى النبات، يتم تقليل إلى شكل أيونات الأمونيوم، ويتم استيعابها لإنتاج مركبات أكثر تعقيداً، ونظراً لأن النباتات تتطلب كميات كبيرة جداً من النيتروجين، فإن المجموع الجذري الشامل ضروري للسماح بامتصاص غير مقيد، وقد تظهر النباتات ذات الجذور المقيدة بالضغط علامات نقص النيتروجين حتى في حالة وجود النيتروجين الكافي في التربة.
تأخذ معظم النباتات النيتروجين من التربة بشكل مستمر طوال حياتها، وعادةً ما يزداد الطلب على النيتروجين مع زيادة حجم النبات، وينمو النبات المزود بالنيتروجين الكافي بسرعة وينتج كميات كبيرة من الأوراق الخضراء النضرة.
أهمية النيتروجين للنبات وأعراض نقصه
يسمح توفير النيتروجين الكافي للمحصول السنوي مثل الذرة؛ بالنمو حتى النضج الكامل بدلاً من تأخيره، ويكون النبات الذي يعاني من نقص النيتروجين صغيراً بشكل عام ويتطور ببطء، لأنه يفتقر إلى النيتروجين الضروري لتصنيع المواد الهيكلية والوراثية المناسبة.
عادةً ما يكون النبات الذي يفتقر إلى عنصر النيتروجين يظهر بلون أخضر باهت أو مصفر، لأنه يفتقر إلى الكلوروفيل الكافي، وغالباً ما يحدث نخر في الأوراق القديمة وتموت، حيث يقوم النبات بنقل النيتروجين من الأنسجة القديمة الأقل أهمية إلى الأنسجة الأصغر سناً.
من ناحية أخرى؛ قد تنمو بعض النباتات بسرعة كبيرة عند إمدادها بالنيتروجين بشكل مفرط، حيث تقوم بتطوير بروتوبلازما أسرع مما يمكنها بناءً على مادة داعمة كافية في جدران الخلايا، وغالباً ما تكون هذه النباتات ضعيفة إلى حد ما وقد تكون عرضة للإصابة الميكانيكية.
مقالة مقترحة: الفرق بين سماد ماب MAP وسماد داب DAP واستخدامات كل نوع
إدراة استخدام الأسمدة النيتروجينية
يتم تحديد معدلات الأسمدة النيتروجينية من خلال المحصول المراد زراعته، وكذلك كمية المحصول، وكمية النيتروجين التي يمكن أن توفرها التربة، وتختلف المعدلات اللازمة لتحقيق أنواع مختلفة من المحاصيل حسب المنطقة، وعادةً ما تستند هذه القرارات على التوصيات والخبرة المحلية.
العوامل التي تحدد كمية النيتروجين التي توفرها التربة:
- كمية النيتروجين المنبعثة من المادة العضوية بالتربة.
- كمية النيتروجين المنبعثة من تحلل مخلفات المحصول السابق.
- أي نتروجين ناتج عن تطبيقات واستخدامات سابقة للنفايات العضوية.
- أي نيتروجين تم ترحيله من الاستخدامات السابقة للأسمدة الكيميائية.
يمكن تحديد هذه المساهمات بأخذ أرصدة النيتروجين (يتم التعبير عنها كجم/فدان) لهذه المتغيرات، فعلى سبيل المثال، تتطلب زراعة الذرة بعد زراعة البرسيم نيتروجيناً إضافياً أقل من زراعة الذرة بعد الذرة، وهناك حاجة إلى كمية أقل من الأسمدة النيتروجينية للوصول إلى هدف محصول معين عند تطبيق واستخدام السماد، تماماً كما هو الحال مع الأسعار، حيث أنها تعتمد على الظروف المحلية.
يُنصح دائماً اختبار التربة، وذلك لمعرفة نسبة النيتروجين في التربة، وخاصةً في المناطق الأكثر جفافاً، وذلك لمعرفة ما إذا كانت هناك حاجة لكمية نيتروجين إضافية أم لا.
مقالة مقترحة: ما هو سماد اليوريا وفوائده وأضراره وطريقة استخدامه
توقيت استخدام المغذيات النيتروجينية
للتوقيت تأثير كبير على كفاءة أنظمة إدارة النيتروجين، حيث يجب استخدام النيتروجين لتجنب فترات الخسارة الكبيرة ولتوفير النيتروجين الكافي عندما يكون المحصول في أمّس الحاجة إليه، فالقمح مثلاً يمتص معظم النيتروجين في الربيع وأوائل الصيف، والذرة يمتص معظم النيتروجين في منتصف الصيف، لذا فإن توافر النيتروجين بكمية جيدة في هذه الأوقات هو أمر بالغ الأهمية.
إذا كان من المتوقع أن تكون الخسائر ضئيلة، أو يمكن السيطرة عليها بشكل فعال، فإن التطبيقات قبل الزراعة أو بعدها مباشرةً تكون فعالة لكلا المحصولين (القمح والذرة)، أما إذا كان من المتوقع حدوث خسائر كبيرة، خاصةً تلك الناتجة عن نزع النيتروجين أو ترشيحه، فإن التطبيقات المنقسمة التي يتم فيها استخدام جزء كبير من النيتروجين بعد ظهور المحاصيل، يمكن أن تكون فعالة في تقليل الخسائر.
ينبغي تجنب تطبيقات أو استخدام النيتروجين في فصل الخريف، وذلك في التربة في سيئة الصرف، حيث أن في هذا الوقت سوف يكون هناك احتمال لا مفر منه تقريباً لحدوث خسائر كبيرة في نزع النيتروجين.
موازنة مغذيات التربة الخاصة بك
قد لا تحتاج إلى الكثير من الأسمدة في حديقتك، فقد تحتاج فقط إلى تحرير العناصر الغذائية الموجودة بالفعل في تربتك من خلال كائنات التربة المفيدة، والتهوية المناسبة للتربة، وتصريف التربة، وإعادة التمعدن.
بالنسبة إلى البستاني، هذا الأمر يعني أن الأسمدة العضوية مخفضة النسبة من العناصر الرئيسية NPK أي النيتروجين والفسفور والبوتاسيوم، هي أسمدة مناسبة جداً لحديقتك طالما كنت تعتني بتربة حديقتك بشكل صحيح، حيث أن التربة دون التهوية المناسبة، والمغذيات المعدنية وعوامل أخرى، قد لا تتمكن نباتاتك من امتصاص الفسفور، والبوتاسيوم على أي حال، ولذلك فإن تحميل التربة بمستويات عالية من الفسفور والبوتاسيوم، قد لا يُحدث فرقاً كبيراً في صحة نباتاتك.
يتوفر النيتروجين عادةً للتربة بدون أسمدة إضافية، ولكن الحيلة هنا تكن في الحصول على تربة صحية مليئة بالكائنات الحية الدقيقة المفيدة التي يمكنها الاستفادة من النيتروجين المتوفر في الهواء، وهناك مصادر طبيعية جيدة للعناصر الغذائية مثل مسحوق السمك، وأعشاب البحر، ومسحوق البرسيم.
مقالة مقترحة:
ما هو سماد مسحوق بذور القطن وكيفية استخدامه
اختبار التربة الخاصة بك مهم جداً
يُعد اختبار تربة حديقتك أفضل طريقة لتقييم حالة خصوبة حقلك أو حديقتك قبل الزراعة، حيث يعد هذا الاختبار مفيداً في تشخيص مشكلات زراعة النباتات، كما أنه أداة مهمة في تحسين التوازن الغذائي للتربة، كما أن تلك الاختبارات ستوفر لك المال والطاقة على المدى الطويل، حيث أنها تلك الاختبارات مصممة للبحث عن نقص المغذيات من خلال معرفة محتوى العناصر الغذائية الحالي في تربتك، وبعدها يُمكنك تعديل تربتك بشكل مناسب بناءً على ما تزرعه من الطماطم إلى الأعشاب على سبيل المثال.
في الختام؛ أتمنى أن يكون هذا الموضوع قد ساعدك في التعرف على
عنصر النيتروجين وفوائده وأهميته للنباتات وكيفية الحصول عليه واستخدامه
بشكل صحيح.