نسبت آمونیوم به نیترات و نقش آن در حاصلخیزی

نیتروژن واحد سازنده‌ی آمینواسیدها، پروتئین‎ها و کلروفیل است. گیاهان نیتروژن را به‎صورت نیترات (NO3-) یا آمونیوم (NH4+) جذب می‎کنند. بر همین اساس نیتروژن جذب شده شامل ترکیبی از نیترات و آمونیوم است.

نسبت صحیح آمونیوم و نیترات اهمیت زیادی دارد و این نسبت بر گیاهان و خاک/ محیط کشت تأثیر می‎گذارد.

هرکدام از گونه‎های گیاهی برای جذب بهینه‌ی مواد و رشد بهتر خود به نسبت‎های متفاوت آمونیوم به نیترات نیاز دارند. نسبت صحیح آمونیوم به نیترات براساس دما، مرحله‌ی رشد، pH منطقه‌ی ریشه و ویژگی‎های خاک متغیر است.

تأثیر دما روی متابولیسم نیتروژن

در ابتدا باید به روش‌های مختلف متابولیزه‌ی این دو ماده‌ی مغذی پی ببریم.

در مقایسه با متابولیسم نیترات، در متابولیسم آمونیوم اکسیژن بیشتری مصرف می‌شود.

آمونیوم در ریشه‏‌ها، یعنی محل واکنش با قندها، متابولیزم می‌شود. این قندها باید از محل تولید آن‌ها در برگ به سمت پایین گیاه یعنی ریشه‎ها حرکت کنند.

از طرف دیگر نیترات به سمت بالا یعنی برگ‎ها حمل می‎شود. در برگ‎ها نیترات به آمونیوم تبدیل می‎شود. سپس آمونیوم با قندها واکنش می‎دهد.

در دمای بالاتر تنفس گیاه افزایش می‎یابد، مصرف قندها سریع‎تر می‎شود و درنتیجه میزان قند موجود در ریشه برای متابولیسم آمونیوم کمتر می‎شود. همزمان (در دمای بالا) انحلال‏پذیری اکسیژن در آب کاهش می‎یابد و درنتیجه باعث کاهش میزان اکسیژن موجود می‎شود.

بنابراین عملاً نتیجه می‎گیریم که بهتر است در دمای بالاتر نسبت آمونیوم به نیترات کمتری بکار رود.

کاربرد آمونیوم در دمای پائین یک گزینه‌ی مناسب است زیرا اکسیژن و قند بیشتری در تراز ریشه‎ها وجود دارد. علاوه براین، به‎دلیل اینکه انتقال نیترات تنها در دمای پائین انجام می‎شود کوددهی بر مبنای نیترات رشد گیاه را به تأخیر خواهد انداخت.

گونه‌‏های گیاهی و مراحل رشد

همانطور که قبلاً ثابت کردیم قندها برای پیوستن به آمونیوم باید از برگ‎ها به سمت ریشه‎های گیاه حرکت کنند.

در میوه‏‌های درحال رشد و گیاهانی که غالب رشد آن‌ها در برگ‎ها است (به‎عنوان مثال کلم، کاهو و اسفناج) قند در نزدیکی محل تولید آن سریع‎تر مصرف شده و میزان کمتری از قند به ریشه‎ها منتقل می‎شود. بنابراین آمونیوم به‎صورت بهینه متابولیز نمی‎شود. پس بهتر است نسبت آمونیوم به نیترات مصرفی کمتر باشد.

تأثیر نسبت آمونیوم به نیترات روی pH ناحیه‌ی اطراف ریشه

باید تعادل الکتریکی در سلول‌های ریشه‌ی گیاه حفظ شود. بنابراین با جذب هر یون مثبت در ریشه، یک یون مثبت از ریشه خارج می‎شود. برای یون‎های منفی نیز چنین فرایند مشابهی اتفاق می‎افتد.

بنابراین گیاه با جذب آمونیوم (NH4+) یک پروتون (H+) در خاک رها می‎کند. افزایش غلظت پروتون در اطراف ریشه باعث کاهش pH در اطراف ریشه‎ها می‎شود.

بر همین اساس گیاه با جذب نیترات (NO3-)، بیکربنات (HCO3-) در خاک رها می‌کند و درنتیجه میزان pH در اطراف ریشه‎ها افزایش می‌یابد.

تا اینجا می‎توان نتیجه گرفت که جذب نیترات باعث افزایش pH در اطراف ریشه‌ها می‎شود درحالیکه جذب آمونیوم منجر به کاهش pH می‌شود.

این پدیده بویژه در محیط کشت فاقد خاک اهمیت دارد. یعنی محیط کشتی که ریشه‎ها براحتی می‌توانند بر pH آن تأثیر بگذارند. زیرا حجم ریشه‌ها درمقایسه با حجم (این) محیط کشت نسبتاً بیشتر است. برای جلوگیری از تغییر سریع pH محیط کشت، باید نسبت آمونیوم به نیترات براساس رقم، دما و مرحله‌ی رشد گیاه متناسب باشد و این نسبت حفظ شود.

باید توجه داشت که ممکن است تحت شرایطی خاص و دراثر فرایند نیتروژن‌گیری (تبدیل آمونیوم به نیترات ازطریق باکتری موجود در خاک) تغییرات pH مطابق با آنچه انتظار داریم نباشد. نیتروژن‎گیری فرایندی بسیار سریع است و آمونیوم افزوده‌شده می‎تواند به‏سرعت تغییر کند و به‎عنوان نیترات جذب شود. درنتیجه pH ناحیه‌ی ریشه به‎جای کاهش یافتن افزایش می‎یابد.

تأثیر نسبت آمونیوم به نیترات روی جذ ب سایر مواد مغذی

آمونیوم نوعی کاتیون (یون دارای بار مثبت) است. بنابراین، آمونیوم برای جذب ازطریق ریشه با سایر کاتیون‎ها (پتاسیم، کلسیم، منیزیم) رقابت می‎کند. یک کوددهی نامتعادل با محتوای آمونیوم بسیار بالا می‎تواند منجر به کمبود کلسیم و منیزیم شود. در رقابت بین این کاتیون‎ها جذب پتاسیم کمتر از سایرین بر گیاه اثر می‎گذارد.

همانطور که قبلاً گفته‏ شد نسبت آمونیوم به نیترات می‎تواند باعث تغییر سطح pH در نزدیکی ریشه‎ها شود. این تغییرات می‌توانند بر انحلال‌پذیری و در دسترس‌بودن سایر مواد مغذی تأثیر بگذارند.