نیتروژن: عنصر غذایی مهم گیاه که در رشد و ساخت مواد حیاتی نقش دارد.

نیتروژن؛ عنصر حیاتی برای رشد و سبزینگی گیاهان

نیتروژن چگونه در گیاه عمل می‌کند؟

نیتروژن یک جزء اصلی از اسیدهای آمینه است که واحدهای سازنده پروتئین‌ها محسوب می‌شوند. پروتئین‌ها هم در ساختار سلول و هم در آنزیم‌های تنظیم‌کننده واکنش‌های حیاتی نقش دارند. علاوه بر این، نیتروژن بخش مهمی از مولکول کلروفیل (سبزینه) است. بدون نیتروژن کافی، گیاه نمی‌تواند کلروفیل بسازد و فرآیند فتوسنتز مختل می‌شود. حتی مولکول ATP که حامل انرژی در سلول است و DNA که حاوی اطلاعات ژنتیکی است نیز برای تشکیل خود به نیتروژن نیاز دارند. به بیان ساده، نیتروژن موتور رشد و توسعه گیاه را روشن نگه می‌دارد.

چرخه نیتروژن در خاک؛ از گاز تا غذای گیاه

خوشبختانه اتمسفر زمین سرشار از گاز نیتروژن (N₂) است، اما گیاهان نمی‌توانند مستقیماً از این شکل گازی استفاده کنند. نیتروژن موجود در هوا باید به ترکیباتی مانند آمونیوم (NH₄⁺) و نیترات (NO₃^-) تبدیل شود تا ریشه گیاهان بتواند آن را جذب کند. این تبدیل توسط باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن (مانند باکتری‌های همزیست با ریشه بقولات) و باکتری‌های نیترات‌ساز در خاک انجام می‌شود. به این فرآیند، چرخه نیتروژن می‌گویند. برای روشن‌تر شدن موضوع، مراحل اصلی این چرخه را در جدول زیر مشاهده می‌کنید:

نشانه‌های هشداردهنده: کمبود نیتروژن در گیاه

کمبود نیتروژن شایع‌ترین عارضه تغذیه‌ای در گیاهان است. از آنجایی که نیتروژن در گیاه قابل انتقال است (از برگ‌های پیر به برگ‌های جوان)، اولین نشانه‌ها در برگ‌های پایینی و مسن‌تر ظاهر می‌شود. این برگ‌ها به رنگ سبز روشن تا زرد کم رنگ (کلروز) درمی‌آیند. در کمبود شدید، تمام گیاه رنگ پریده و رشد آن به شدت متوقف می‌شود. ساقه‌ها نازک و چوبی شده و عملکرد گیاه (میوه، دانه یا برگ) به شدت کاهش می‌یابد.
برای مثال، در یک مزرعه ذرت که با کمبود نیتروژن مواجه است، برگ‌های پاییندر به شکل V برعکس از نوک به سمت رگبرگ اصلی زرد می‌شوند. این یک نشانه کلاسیک است که کشاورزان با تجربه آن را به سرعت تشخیص می‌دهند.

خطرات پنهان: مصرف بی‌رویه و بیشبود نیتروژن

همان‌طور که کمبود نیتروژن مضر است، مصرف بیش از حد آن نیز می‌تواند مشکلات جدی ایجاد کند. گیاهی که نیتروژن بیش از حد دریافت می‌کند، رشد رویشی (ساقه و برگ) بسیار سریعی دارد، اما بافت‌های آن نرم، آبدار و مستعد آفات و بیماری‌ها می‌شوند. گل‌دهی و میوه‌دهی در چنین شرایطی به تأخیر می‌افتد و کیفیت میوه‌ها کاهش می‌یابد. از نظر زیست‌محیطی، نیتروژن اضافی به شکل نیترات از خاک شسته شده و وارد آب‌های زیرزمینی می‌شود که برای سلامت انسان و محیط زیست خطرناک است.

منابع تأمین نیتروژن برای گیاهان

نیتروژن مورد نیاز گیاهان از دو منبع اصلی تأمین می‌شود:

• منابع آلی مانند کود حیوانی پوسیده، کمپوست و بقایای گیاهی که در اثر تجزیه توسط میکروارگانیسم‌ها، نیتروژن را آزاد می‌کنند.
• کودهای شیمیایی که به صورت صنعتی تولید می‌شوند؛ مانند اوره (CO(NH₂)₂)، نیترات آمونیوم و سولفات آمونیوم.

انتخاب نوع کود به شرایط خاک، نوع گیاه و ملاحظات اقتصادی و زیست‌محیطی بستگی دارد. برای مثال، سولفات آمونیوم علاوه بر نیتروژن، گوگرد مورد نیاز گیاه را هم تأمین می‌کند.

مقایسه فرم‌های جذبی نیتروژن

گیاهان دو شکل اصلی نیتروژن یعنی آمونیوم و نیترات را جذب می‌کنند. هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند که در جدول زیر مقایسه شده است:

چالش‌های مفهومی نیتروژن برای گیاه

پاورقی‌

¹ بقولات (Legumes): خانواده بزرگی از گیاهان مانند نخود، لوبیا، شبدر و یونفه که می‌توانند با باکتری‌های خاصی همزیستی داشته و نیتروژن هوا را تثبیت کنند.
² ریزوبیوم (Rhizobium): نوعی باکتری خاکزی که با ریشه گیاهان خانواده بقولات همزیستی دارد و قادر به تثبیت نیتروژن مولکولی هوا است.