نیتروژن در خاک

نیتروژن در خاک به صورت آلی و معدنی موجود بوده و دارای چندین حالت اکسیداسیون از 3- تا 6+ می‌باشد. مقدار نیتروژن کل خاک به طور قابل ملاحظه ­ای از 0/05درصد در خاک ­های نواحی خشک، تا 0/3 درصد در خاک ­های مناطق مرطوب و مقادیر بیشتر در خاک­ های مناطق نیمه مرطوب تغییر می ­کند. در محلول خاک غلظت نیتروژن کمتر است و بخش کوچکی از نیتروژن کل خاک را تشکیل می ­دهد. بیشتر ترکیبات آلی نیتروژن مانند اسید­های آمینه در محلول خاک قابل حل هستند. با این حال بیشتر نیتروژن موجود در محلول خاک به شکل ترکیبات معدنی مانند آمونیوم، نیترات و نیتریت می­ باشد. این یون ­ها توسط تجزیه ماده آلی خاک وارد محلول خاک می­ شوند.

1. 1. تثبیت N₂ توسط ریز­جاندارانی که بر روی ریشه بقولات و گونه ­های خاصی از گیاهانی که در خانواده بقولات نیستند، زندگی همزیستی دارند .

1. 1. تثبیت N₂ توسط ریز­جانداران آزاد­زی یا غیر­همزیست.

1. 1. تشکیل اکسید­های نیتروژن از طریق تخلیه الکتریکی اتمسفر.

1. 1. تولید کود­های حاوی نیتروژن.

چرخه نیتروژن

شکل الف: چرخه نیتروژن درسیستم خاک-گیاه-اتمسفر

 

فعالیت ­های انسانی تأثیر بسزایی در چرخه نیتروژن در خاک دارند. اکثر محصولات غذایی مانند غلات که توانایی تثبیت نیتروژن اتمسفری را ندارند، نیتروژن مورد نیاز خود را از معدنـی شدن مواد آلـی خاک و یا از کود­های نیتروژنـی اضـافه شده به خاک به­ دست می­ آورند. کشاورزی مدرن امروزی که وابسته به مصرف بیش از اندازه کود­های شیمیایی و بقایای آلی در خاک بدون توجه به اثرات زیست محیطی آن است. چرخه طبیعی نیتروژن را در خاک بر هم زده اسـت. از آنجـایی­که ذخیـره نیتروژنـی خاک بر طرف ­کننده نیاز گیاهی نیست، استفاده نا­صحیح از کود­های نیتروژنی، به ویژه کود­های آمونیومی و بقایای آلی در خاک، به علت وقوع فرآیند نیتراتی شدن و خروج نیتروژن از سیستم­های کشاورزی، اثرات جبران­ ناپذیری بر محیط زیست به جا گذاشته است.

 فرآیند نیتراتی شدن یکی از عوامل بالقوه و تأثیر­گذار در بالابردن بازده مصرف کود­های نیتروژنی است. با این فرآیند و با تغییر شکل نیتروژن به نیترات، احتمال آبشویی آن به شکل آنیون نیترات و یا خروج آن به شکل گاز افزایش می ­یابد. این تغییر شکل همچنین بر روی چگونگی جذب نیتروژن توسط گیاهان و شکلی از نیتروژن که وارد چرخـه نیتروژن می­ شود تأثیر­گذار است. یکی از راه­های ورود نیتروژن به خاک، آبیاری با آب­هایی است که حاوی نیتروژن هستند. به عنوان یک نمونه تحقیقاتی، در صورتی­که 10000 متر­مکعب در هکتار در سال آب جهت آبیاری استفاده شود، 2/6 تا 2524 کیلوگرم در هکتار نیترات به خاک افزوده خواهد شد. به نظر می­رسد که بایستی در محاسبه میزان نیاز کودی، ورود نیتروژن از طریق آب آبیاری نیز منظور گردد. توجه به این مسئله باعث خواهد شد که از مصرف بی­رویه کود­های نیتروژنی خودداری گردد.