نیتروژن (N) یکی از پراکنده ترین عناصر در طبیعت و فراوان ترین گاز موجود در جو است، با اینکه این عنصر در اشکال معدنی مانند فسفر یا پتاسیم پیدا نمی شود، اما تا حد زیادی در ترکیبات آلی وجود دارد. بسیاری از فرآیندهای متابولیک در گیاهان و حیوانات به نیتروژن متکی هستند؛ شاید شناخته شده ترین نقش آن در تشکیل اسیدهای آمینه باشد که بلوک های سازنده پروتئین را تشکیل می دهند. کود نیتروژن که به نام کود ازته نیز شناخته می شود پرکاربردترین انواع کود برای کشاورزی می باشد که استفاده از آن هم در کود دهی پیش از کاشت و هم در طول رشد گیاهان و میوه ها نقش به سزایی دارد.
نقش نیتروژن در رشد گیاهان
گیاهان برای ایجاد ساختار خود و انجام طیف وسیعی از عملکردها از نیتروژن استفاده می کنند. این عنصر شیمیایی در بافت های گیاهی، میوه ها، دانه ها و غلات یافت شده و بخشی از کلروفیل را تشکیل می دهد که باعث سبز شدن گیاهان می شود و همچنین به آنها اجازه میدهد نور را به قند تبدیل کنند. نیتروژن همچنین در ریشه گیاهان یافت می شود، جایی که به گیاه کمک می کند آب و مواد مغذی را از خاک جذب کند؛ علاوه بر این، نیتروژن بخشی از ترکیباتیست که رشد و نمو گیاه را تنظیم می کند.
نیتروژن یک ماده مغذی ضروری برای گیاهان است که با توجه به شرایط به مقادیر متفاوتی از آن نیاز دارند، در سال هایی که بارندگی بیش از حد منجر به کمبود نیتروژن و کاهش عملکرد گیاهان می شود، اهمیت آن بیشتر خود را نشان می دهد. گیاهان نیتروژن را از خاک به شکل یک ترکیب شیمیایی به نام نیترات جذب می کنند و کمبود آن می تواند آسیب های جدی به گیاه وارد کند. به همین دلیل استفاده از کودهای نیتروژن که به نام کود ازته نیز شناخته می شود امری مهم برای پرورش گلها، درختان میوه و رشد سبزیجات و غلات می باشد. برای رشد و نمو، گیاهان به فسفر و پتاسیم و همچنین نیتروژن نیاز دارند، کودهای شیمیایی که تامین کننده هر سه ماده غذایی اصلی گیاه هستند به عنوان کودهای NPK یا کامل شناخته می شوند، سه عددی که بر روی برچسب محصولات کود مصنوعی نمایش داده شده است، درصد هر یک از سه ماده مغذی ضروری گیاهی که محصول حاوی آن است را به خریدار می گوید.
کود ازته چیست؟
کود ازته به یکی از رایج ترین نوع کودهای تولید شده از ترکیبات شیمیایی نیتروژن (N) اشاره دارد. همانطور که گفته شد نیتروژن عامل اصلی در تولید کلروفیل و در نتیجه رشد ساقه و برگ گیاه می باشد و به همین دلیل گیاهان برگ دار و سبزیجات نیاز بیشتری به آن دارند. زمانی که ساقه گیاهان رو به ضعیف شدن رفته و برگ های آنها زرد شوند، نشان دهنده این است که گیاه دچار کمبود نیتروژن شده و نیاز به افزودن کود ازته دارد. در کودهای شیمیایی میزان نیتروژن کاملاً مشخص است و معمولا روی بسته بندی آنها نوشته می شود، اما کودهای آلی که از حیوانات، گیاهان یا مواد معدنی طبیعی به دست می آیند میزان نامشخصی از نیتروژن را در خود دارند؛ کودهای آلی که دارای نیتروژن بالایی هستند عبارتند از اوره که از ادرار، پرها، خون خشک شده و پودر خون به دست می آید.
نیتروژن یک گاز بی اثر است که 78 درصد از جو زمین را تشکیل می دهد؛ اما در ترکیب با اوره و آمونیوم برای تولید اوره و نیترات آمونیاک، این گاز بی اثر به یک کود فعال تبدیل می شود. تبدیل شیمیایی نیتروژن به آمونیاک در دو مرحله توسط فریتز هابر در سال 1918 و کارل بوش در سال 1931 کشف شد که برای آن جایزه نوبل دریافت کردند.
انواع کودهای ازته
انواع کود ازته متداول برای محصولات کشاورزی معمولاً به اشکال زیر موجود هستند: نیترات، آمونیاک، آمونیوم یا اوره، هر شکل مود ازته دارای خواص خاصی است که تعیین می کند چه زمانی، کجا و چگونه می توان از آن استفاده کرد. کود اوره رایج ترین کود نیتروژن است، اما بسیاری از کودهای ازته بسیار عالی از آمونیاک به دست می آیند. انواع کودهای شیمیایی نیتروژن دار عبارتند از:
1. کودهای نیترات (NO3)
از دسته نیترات در بین کودهای ازته، رایج ترین کودهای مورد استفاده نیترات پتاسیم یا نیترات کلسیم است. نیترات ها در آب حل می شوند و بنابراین با حرکت آب در خاک حرکت می کنند. بارندگی نیترات‌ها را به سمت پایین می شوید، جایی که ممکن است وارد کانال های زهکشی شوند و از بین بروند. از سوی دیگر در دوره‌های خشک، زمانی که آب از خاک تبخیر می شود، نیترات میتواند به سمت بالا حرکت کند و ممکن است در سطح خاک انباشته شود. هنگامی که خاک غرقاب می شود، موجودات خاک اکسیژن مورد نیاز خود را از نیترات ها می گیرند و نیتروژن را به صورت گازی باقی می گذارند که به هوا می رود. این به عنوان نیترات زدایی شناخته می شود و منبع رایج از دست دادن نیتروژن در خاک های رسی با بافت ریز است.
کود ازته نیترات حاوی درصد کمتری از نیتروژن نسبت به سایر گروه ها به طوری که استفاده از آن به سرعت در حال کاهش است، اما در عوض بدون هیچ گونه تغییر شیمیایی در خاک، به راحتی برای استفاده از گیاهان در دسترس می باشد.
2. کودهای آمونیومی: آمونیاک (NH3) و آمونیوم (NH4)
این گروه از کودهای ازته به ویژه سولفات آمونیوم کاربرد وسیعی دارند زیرا سطح نیتروژن آنها نسبت به کودهای نیتراتی بالا می باشد؛ البته آنها نسبت به کودهای نیتراتی کمتر در دسترس گیاهان هستند. این نوع از کود ازته به وفور به عنوان کودهای مخصوص گندم استفاده می شوند، زیرا این محصول به طور کلی در آب و هوای مرطوب کاشت می شود و احتمال کمبود نیتروژن برای آن وجود دارد. آمونیاک موجود در سولفات آمونیوم بلافاصله پس از استفاده توسط خاک جذب می شود و مانند نیترات ها شسته نمی شود. در طول تثبیت، آمونیاک مقداری معادل کلسیم از خاک آزاد می کند و استفاده از آمونیوم باعث کاهش مقدار کلسیم ذخیره شده در خاک می شود.
کودهای آمونیومی محلول در آب هستند و ماهیتی اسیدی دارند؛ اگرچه آمونیوم محلول در آب است، اما به آسانی به ذرات خاک رس و مواد آلی می چسبد، بنابراین از شسته شدن آن جلوگیری میکند. سپس در طول فصل رشد، میکروارگانیسم های خاک آمونیوم را به نیترات تبدیل می کنند که شکل اصلی گیاه است. مطلوب ترین شرایط خاک برای این فرآیند تبدیل عبارتند از: pH خاک 7، رطوبت در 50 درصد ظرفیت نگهداری آب خاک، و دمای خاک 26 درجه سانتیگراد.
3. کودهای نیترات و آمونیوم
در این گروه از کود نیتروژن هم نیترات و هم آمونیوم موجود است و از کودهای محلول در آب می باشند؛ به همین دلیل به راحتی در دسترس گیاهان قرار میگیرند؛ در دسترس بودن آمونیوم، از دست دادن توسط شستشو را کاهش می دهد. کودهای نیترات و آمونیوم ماهیت اسیدی دارند، و تنها استثناء کود نیترات کلسیم در ترکیب با آمونیوم می باشد که در واکنش خنثی است.
4. کودهای آمیدی
کودهای آمیدی محلول در آب و ماهیت رطوبتی دارند، این نوع کودهای ازته در اثر فعالیت میکروارگانیسم ها به کربنات آمونیوم و سپس به نیترات تبدیل می شوند. کودهای آمیدی، یعنی اوره و کلسیم سینامید، کودهای آلی ترکیبی هستند. کود ازته اوره ماهیت کمی اسیدی دارد و استفاده از آن در خاک باعث کاهش کمی از کلسیم خاک می شود. اوره یک کود جامد با محتوای نیتروژن بالا (46%) است که به راحتی می توان آن را در بسیاری از انواع محصولات زراعی و چمن استفاده کرد. سهولت جابجایی، ذخیره سازی و حمل و نقل کود، راحتی کاربرد توسط بسیاری از انواع تجهیزات و قابلیت ترکیب با سایر کودهای جامد، اوره را به پرمصرف ترین منبع کود نیتروژن در جهان تبدیل کرده است.
اوره نیز مانند نیترات ها در آب حل می شود و با آب خاک حرکت می کند و بنابراین اگر به آمونیاک و سپس آمونیوم تبدیل نشود، از طریق شستشو از بین می رود. تبدیل به آمونیاک تنها 2 تا 4 روز طول می کشد که رطوبت و دمای خاک برای رشد گیاه مطلوب باشد.
نحوه استفاده از کودهای ازته
نیترات در دسترس ترین شکل کود نیتروژن مصنوعی برای ریشه گیاهان است، انواع دیگر کود ازته باید قبل از استفاده از آنها توسط باکتری های عامل خاک به این شکل تبدیل شوند. بسیاری از کودهای مصنوعی نیتروژن و سایر مواد مغذی را به سرعت در خاک آزاد می کنند، با این حال محصولات آهسته رهش و رهش کنترل شده که مواد مغذی خود را در یک دوره زمانی آزاد می کنند نیز در دسترس هستند. بهترین روش برای تعیین مقدار نیتروژن مورد استفاده در باغ انجام آزمایش خاک است و در غیاب نتایج آزمایش خاک، یک قانون کلی به شکل استفاده از 400 تا 500 نیتروژن در هر 100 متر مربع محوطه سازی منظم وجود دارد. به طور کلی مناسب ترین زمان استفاده از کودهای ازته در خاک های سبک و شنی، بهار و قبل از رشد گیاهان می باشد و خاک های سنگین اواخر پاییز می باشد.
کود نیترات معمولاً در دوزهای کوچک اعمال شده و در فواصل زمانی روی محصولات ایستاده تکرار می شوند و کودهای نیترات و آمونیوم در لایه سطحی خاک یا کود دهی پایه ای استفاده می شوند. کود اوره بسیار غلیظ بوده و ممکن است به ریشه گیاه یا بذرهای در حال جوانه زدن آسیب برساند، به همین دلیل بهتر است از روش محلول پاشی کود استفاده شود. توصیه می شود که اوره با خاکستر یا مقدار کمی خاک مخلوط شود تا برای جلوگیری از خطر آسیب به گیاهان توزیع یکنواخت تسهیل شود. این نوع کود ازته همچنین ارزان ترین یا مقرون به صرفه ترین کود در بین کشاورزان شناخته می شود.
