جذب نیتروژن و عوامل موثر بر آن

حدود 40-50 %از نیتروژن استفاده شده بعنوان کود،جذب گیاه شده و به مصرف گیاه می رسد. بخش بزرگ باقیمانده یا به شکل گاز های آمونیاک و N2Oتصعید می شود و یا بطور عمده به فرم نیترات آبشویی می شود.جذب نیتروژن تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار می گیرد و علاوه بر فاکتور های محیطی و درونی،برخی از عوامل هستند که به صورت اختصاصی بر جذب نیتروژن توسط ریشه تاثیر می گذارند:

تاثیر مستقیم PH بر جذب نیتروژنی

هرچه جذب یون آمونیوم بیشتر باشد +Hبیشتری به محیط ریشه آزاد می شود و اسیدیته ریزوسفر کاهش می یابد.با افزایش بیشتر یون های +Hرقابت یون +Hو یون+NH4 برای جذب بیشتر می شود و جذب +NH4کاهش می یابد. در مورد یون نیترات (NO3)نیز همین اتفاق در مورد یون های OHصورت می گیرد.تحقیقات نشان داده است که PHمناسب برای جذب هر دو دو فرم نیتروژنی برای گیاه در حدود 6 می باشد. وجود اسیدیته مناسب برای جذب هر دو فرم یونی آمونیوم و نیترات بسیار پر اهمیت می باشد زیرا وقتی+NHجذب گیاه شود این یون بصورت مستقیم وارد اسکلت کربنی گیاه شده و نیازی به متابولیزه شدن آن توسط گیاه نیست با این حال استفاده انحصاری از یون+NH4،وزن خشک گیاه را کاهش میدهد.مطالعات مختلف نشان داده است که نسبت 75%نیترات به 25%آمونیوم برای بسیاری از درختان میوه مناسب می باشد.این نسبت تا 55%نیترات به 45%آمونیوم نیز برای برخی از درختان میوه مناسب می شود.پیشنهاد میکنم در برنامه تغذیه ای حداکثر 25%آمونیوم وجود داشته باشد زیرا آمونیوم بیشتر برای جذب سایر کاتیون ها مانند پتاسیم،منیزیم و کلسیم رقابت را تشدید کرده و از جذب آنجا جلوگیری می کند که تاثیر نامطلوبی بر بسیاری از پارامتر های کیفی میوه از جمله انبارمانی آنها خواهد داشت.

سن ریشه

ظرفیت جذب نیتروژن  توسط ریشه های پیر بسیار بیشتر می باشد.ریشه های جوان نزدیک به کلاهک ریشه برای جذب نیتروژن بسیار فعالتر از ریشه های با فاصله بیشتر از کلاهک ریشه هستند با این حال بخش های پیرتر ریشه نیز در جذب نیتروژن حضور فعال دارند.در درختان انگور،جذب نیترات و تنفس در ریشه های جوان بسیار بالاتر می باشد و با افزایش سن ریشه ها کاهش پیدا می کند.به نظر می رسد بیشتر ریشه های جوان و نقش فغال تر آنها در جذب عناصر غذایی ،مربوط به تماس بیشتر این ریشه ها با خاک و محیط ریزوسفر و همچنین دینامیک آبی موجود در ریزوسفر در طی دوره های آبیاری و خشک شدن محیط ریشه ،در طول ریشه ها یکنواخت نبوده و فقط بخش های قدیمی تر و نزدیک تر ریشه را در برمیگیرد،در حالی که بخش های ریشه جوان از نظر هیدرولیکی به خوبی به خاک متصل هستند.از آنجا که رابطه بین محتوای آب و پتانسیل آب در ریزوسفر یکنواخت با زمان کاهش می یابد، به نظر می رسدتغغیر پذیری ریزوسفر یک استراتژی سازگاری بهینه برای افزایش جذب آب در بخش های جوان ریشه است که احتمالا به آب در دسترس جدید رسیده است و تا حدودی ریشه های قدیمی این امکان برایشان میسر نبوده است.این دسترسی به آب در ریشه های جوان می تواند از دلایل اصلی جذب بهتر عناصر غذایی مانند نیتروژن باشد. تولید موسیلاژ بیشتر و تاثیر مثبت آن بر روابط آبی در محیط ریشه های جوان نیز می تواند از دلایل جذب موثرتر عناصر غذایی توسط ریشه های جوان باشد.

حضور سایر عناصر

جذب نیتروژن به فرم آمونیوم،بدلیل رقابت سنگین با سایر کاتیون ها مانند+Mg2+،K و +Ca2 کاهش پیدا میکند وجود یون +Kدر محیط ریشه،جذب نیتروژن به فرم نیترات را افزایش می دهد زیرا +Kسبب انتقال مالات به سمت ریشه شده و بر اثر یکسری فعل و انفعال سبب دکربوکسیلاسیون شده و جذب نیترات را افزایش می دهد.

چیدن برگ های درخت سبب کاهش جذب نیتروژن می شود، بنابراین در باغاتی مانند انگور که برگ چینی مرسوم می باشد باید در صورتی انجام گیرد که نیتروژن کافی از طریق درخت جذب شده باشد.

انتقال نیتروژن

انتقال نیتروژن در گیاه، به فرم جذبی Nبستگی دارد.بیشترین مقدار NH4 جذب شده در ریشه های درخت آسیمیله می شود در حالی که NO3در ریشه ها متابولیزه شده و به سمت شاخه ها حرکت میکند.نیتروژن منتقل شده به شاخه ها،تبدیل به نیتروژن آلی شده و وارد اسکلت کربنی گیاه می شود.تحرک آنیون نیترات در خاک،بطور عمده تحت تاثیر اثر متقابل الکترواستاتیکی بین بارهای منفی آنیون نیترات و عناصر غذایی نیترات و عناصر غذایی خاک یا مواد آلی خاک قرار میگیرد. همانند سایر عناصر غذایی تحرک نیترات در خاک با وضعیت آبی خاک ارتباط تنگاتنگی دارد.

توزیع نیتروژن:

در مرحله توزیع،همه نیتروژن جذب شده به فرم N__آمینواسید  ها در آمده و در آوند های آبکش توزیع می شوند.N__آمینواسید هایی مانند آسپاراژین،تحرک بالایی داشته و می توانند از برگ های پیر به برگ های جوان انتقال یابند.به همین دلیل است که در شرایط کمبود نیتروژن در گیاه، ابتدا برگ های پیر و پایینی زرد می شوند.

نیتروژن آلی در درون گیاه بیشتر نقش ساختاری دارد مانند بخشی از ساختار کاروفیل.مولکول کلروفیل در بخش مرکزی دارای عنصر منیزیم بوده و با اسکلت کربنی و نیتروژنی احاطه شده است.به همین دلیل است که کاربرد کودهای نیتروژنه سبب افزایش تولید کلروفیل و افزایش سبزینگی برگ می شود.

عنصر نیتروژن سبب افزایش میزان فتوسنتز می شود که این عمل بدلیل نقش ساختاری نیتروژن در ساختمان مولکول کلروفیل از یک سو و از سوی دیگر نقش آن در سنتز آنزیم PEPC(فسفو انول پیرروات کربوکسیلاز)و آنزیم روبیسکو (ریبولوز 1،5 بیس فسفات کربوکسلاز_اکسیژناز)می باشد.

آسیمیلاسیون نیتروژن در گیاه

نیترات فرم غالب نیتروژن مورد استفاده درخت می باشد.اصولا تا 25 درصد نیتروژن مصرفی بهتر است به فرم آمونیوم باشد و 75 درصد به شکل نیترات باشد. حدود 10-30 %آسیمیلاسیون نیترات در ریشه ها انجام می شود و مابقی از طریق آوند های چوبی به برگ ها منتقل شده در بخش هوایی درخت انجام می گیرد.

نیترات با گرفتن الکترون، احیا شده و تولید عامل آمین و آنیون هیدروکسیل (OH)  می نماید که این آنیون در مبادلات یونی در محیط ریشه،به خاک پس داده شده و اسیدیته (PH)خاک را افزایش می دهد..آمونیوم بصورت فعال جذب شده و جذب آن سبب آزاد شدن یون پروتون به داخل محیط ریشه (ریزوسفر)شده و PH را پایین می آورد.انزیم های گلوتامین سینتتاز و گلوتامات سنتتاز و گلوتامات موجود در ریشه گیاهان تثبیت کننده نیتروژن،سبب آسیمیله شدن آمونیوم می شوند.هر دو آنزیم فوق،در ریشه ها و کلروپلاست ها مشاهده شده اند.محل ورود آمونیوم معدنی به درون ترکیبات آلی مولکول گلوتامات سینتتاز تبدیل به گلوتامین می شود.گلوتامین بر اثر آنزیم گلوتامات سنتاز با دریافت دو الکترون،گلوتامین و 2-اگزالوتارتارات را تبدیل به دو مولکول گلوتامات می کند که گلوتامات ماده اولیه تمامی اسید های آمینه سنتز شده در درون گیاه می باشد.

افزایش آمونیوم سبب طویل شدن فاصله میان گره ها شده،همچنین آمونیوم بر خلاف نیترات سبب افزایش تنفس ریشه شده و در نتیجه میزان ترشحات ریشه بیشتر شده و رشد باکتری ها تحریک می شود. افزایش تنفس ریشه سبب افزایش ورود سوبسترا به چرخه کربس می شود.به همین دلیل می باشد که در زمان استفاده از کود های آمونیومی،میزان جذب فسفر نیز افزایش پیدا می کند.

در درختان سیب،تشکیل گل بیشتر تحت تاثیر زمان مصرف کود های نیتروژنه و نوع منبع مصرفی نیتروژنه می باشد. در صورت استفاده از ترکیبات آمونیومی در کود های مصرفی برای درختان سیب تولید گل بیشتر القا می شود که این تولید بیشتر گل بدلیل نقش مثبت آمونیوم در تولید ترکیبات هورمونی مانند سیتوکنین ها و پلی آمین ها می باشد.باید در نظر داشت که در مصرف آمونیوم حالت تعادل با میزان مصرف نیترات را رعایت کرد و امونیوم فقط بخشی از کود مصرفی باشد.زیرا در صورت استفاده زیاد از کود آمونیوم جذب کلسیم کاهش یافته و میوه سیب در زمان انبارمانی سریعا نرم شده و کیفیت انبارمانی آن بشدت پایین می آید.در صورت وجود بیماری هایی مانند پوسیدگی های ریشه در درختان در مصرف کود های آمونیومی،کاملا محتاطانه عمل شود.