اهمیت نیتروژن در خاک کشاورزی

اگر زمانی فیلمی با عنوان «خاک» ساخته شود، ستاره آن نیتروژن خواهد بود. مطمئناً مواد معدنی، مواد آلی و میکروب‌های مختلف حائز اهمیت هستند. آب و هوا، جغرافیا و مبحث آب‌شناسی نیز نقش خود را دارند.

اما عامل اصلی چیزی نیست جز نیتروژن. به دلیل ضروری بودن آن برای حیات روی زمین، اهمیت زیادی کسب کرده است. همچنین برای تشکیل پروتئین‌ها، اسید‌های نوکلئیک و سایر ساختار‌های مهم برای موجودات زنده ضروری است. گیاهان بیشتر از هر ماده مغذی دیگری به نیتروژن تکیه می‌کنند که این امر به کانون توجهی برای پرورش‌دهندگان در سرتاسر دنیا تبدیل شده است.

نیتروژن چیست؟

گاز نیتروژن (N₂)، بخش بزرگی از جو (تقریباً ۸۰٪) را تشکیل می‌دهد، اما این گاز به طور مستقیم توسط گیاهان یا حیوانات قابل استفاده نیست. بنابراین در حالیکه همه موجودات زنده به نیتروژن نیاز دارند، آن را با خوردن گیاهان و یا حیواناتی که گیاهان را مصرف کرده‌اند، به دست می‌آورند.

گیاهان نیز به نؤبه خود باید نیتروژن را از خاک جذب کنند، جایی که شرایط کمی پیچیده می شود.

چرخه نیتروژن

تمامی کود‌ها حاوی نیتروژن هستند. دو شکل آلی و معدنی از نیتروژن وجود دارد.

نیتروژن اتمسفر (N₂)، نوع آلی است که به شکل کنونی‌اش قابل دسترس نیست.

اولین مرحله که نیتروژن باید در دسترس گیاهان قرار بگیرد، «تثبیت نیتروژن» نام دارد. این روند با ترکیب شدن با اکسیژن، هیدروژن و کربن همراه است. حدود ۹۰ تا ۹۵ درصد فرآیند تثبیت، از طریق فرآیند میکروبی در خاک صورت می گیرد. نور‌رسانی مسئولیت بقیه کار را بر‌عهده دارد.

نیتروژن ثابت هنوز هم باید تحت شوره‌زنی و یا کانی‌سازی قرار گیرد تا به صورت معدنی قابل استفاده توسط گیاهان تبدیل شود. تنها پس از تبدیل نیتروژن آلی به آمونیوم (NH₃) و نیترات (NO₂) توسط میکروب‌ها، گیاهان می‌توانند آن‌ها را از طریق سیستم ریشه خود جذب کنند.

افزایش نیتروژن قابل دسترس زیستی در خاک

چرخه نیتروژن در طبیعت پیچیده است. به همین علت برای مدت زیادی است که کشاورزان برای تولید نیتروژن ثابت مورد استفاده در کود‌ها، به فرآیند‌های صنعتی روی آورده‌اند. این کار مشکلاتی را بوجود آورده است که مهمترین آن‌ها استفاده بیش از حد از کود نیتریت می باشد که به آبراه ها و آب‌های زیرزمینی نفوذ کرده و آن‌ها را آلوده می‌کند. یکی از راه‌های رفع نیاز به کودهای شیمیایی، بهبود وضعیت خاک است. دانشمندان اکنون در تلاش‌اند تا خاک را برای فرآیندهای طبیعی که نیتروژن را به اشکال مختلف قابل دسترس تبدیل می کنند، هدایت کنند.

فرآیند تبدیل نیتروژن به شکلی که گیاهان بتوانند از آن استفاده کنند، به رطوبت و اکسیژن بستگی دارد. یک اصلاح‌کننده خاک می‌تواند خاک را با این روش بهبود بخشد. فناوری مهندسی شده آن با نگه داشتن طولانی‌تر آب و مواد مغذی در منطقه ریشه باعث افزایش راندمان کود می شود. این کار به گیاهان و میکروب‌ها فرصت بیشتری برای مصرف آن‌ها را می‌دهد. این امر نه تنها مسئله مربوط به آبشویی و روانآب را کاهش می دهد، بلکه می‌تواند نیاز به استفاده بیش از حد از کود نیتروژن را نیز بکاهد.

با تمرکز بر روی خاک سالم‌تر، پایداری را در مقیاس وسیع‌تری ترویج می دهد. اصلاح خاک باعث کاهش میزان روانآب کود و توالی کربن می شود که در نهایت به سمت سیاره‌ای سالم‌تر حرکت می کند.

وقتی پیچیدگی تولید مواد غذایی مورد نیاز برای تغذیه جهان را درک می‌کنید، دشوار است که به صورت معمولی به خاک نگاه کنید. دفعه بعد که می خواهید غذا بخورید، لحظه ای را به تشکر از فرآیندهای مولکولی که باعث تولید مواد غذایی توسط کشاورزان می‌شوند، بگذرانید. می‌توان با شروع از زمین به سمت بالا، روش‌هایی برای سالم‌تر و کارآمد‌تر کردن کشاورزی برای کره زمین یافت.