6:38 ص
كتب الزراعة -
وقاية النبات
كتاب : النيتروجين و الاسمدة النيتروجينية
النيتروجين (N) هو أحد العناصر الأكثر انتشارًا في الطبيعة، لأنه الغاز الأكثر وفرة في الغلاف الجوي. وبينما لا يوجد النيتروجين في أشكال معدنية مثل الفوسفور (P) أو البوتاسيوم (K)، إلا أنه موجود بشكل كبير في المركبات العضوية. يخضع النيتروجين الموجود في التربة للعديد من التحولات البيولوجية المعقدة التي تجعل إدارته صعبة.
تعتمد العديد من العمليات الأيضية في النباتات والحيوانات على النيتروجين. ولعل الدور الأكثر شهرة للنيتروجين هو تكوين الأحماض الأمينية، التي تشكل اللبنات الأساسية للبروتين. يتراوح احتياج الإنسان اليومي من البروتين بين 40 و70 جرامًا، اعتمادًا على الجنس والعمر والحجم.
منذ تطوير عملية هابر بوش لتصنيع سماد النيتروجين في أوائل القرن العشرين، نمت أهميته في الحفاظ على إمدادات الغذاء العالمية بسرعة. ما يقرب من نصف الغذاء المنتج الآن في العالم مدعوم باستخدام سماد النيتروجين. هناك طريقة أخرى للنظر إلى هذا الأمر وهي أن نصف النيتروجين في المتوسط داخل كل خلية أو جزيء بروتين أو حمض نووي في جسمك هو نتاج لعملية هابر بوش من مصنع الأسمدة النيتروجينية.
يبدأ كل أسمدة النيتروجين بمصدر من غاز الهيدروجين والنيتروجين الجوي الذي يتفاعل لتكوين الأمونيا. المصدر الأكثر استخدامًا للهيدروجين هو الغاز الطبيعي (الميثان). تُستخدم مصادر أخرى للهيدروجين، مثل الفحم، في بعض المناطق. بعد دمج الهيدروجين والنيتروجين في ظل ظروف درجات الحرارة والضغط المرتفعة لتكوين الأمونيا، يمكن بعد ذلك تصنيع العديد من الأسمدة المهمة الأخرى المحتوية على النيتروجين. اليوريا هي أكثر أنواع الأسمدة النيتروجينية شيوعًا، ولكن العديد من الأسمدة النيتروجينية الممتازة الأخرى مشتقة من الأمونيا. على سبيل المثال، يتم أكسدة بعض الأمونيا لصنع سماد النترات. يحدث نفس تحويل الأمونيا إلى نترات في التربة الزراعية من خلال عملية النترتة الميكروبية.
ولأن إنتاج غاز الهيدروجين اللازم لتخليق الأمونيا يأتي إلى حد كبير من الغاز الطبيعي، فإن سعر هذه المادة الخام الأولية هو العامل الرئيسي في تكلفة إنتاج الأمونيا. وفي بعض الأحيان تغلق مصانع الأمونيا أو تفتح أبوابها في مختلف أنحاء العالم استجابة لتقلب أسعار الغاز. وتترجم تكاليف الطاقة المرتفعة دائمًا إلى ارتفاع أسعار جميع الأسمدة النيتروجينية. وهناك عدد من المصادر العضوية للنيتروجين التي تُستخدم عادةً لتخصيب المحاصيل. ولكن تذكر أن قدرًا كبيرًا من النيتروجين في روث الحيوانات والسماد العضوي والمواد الصلبة الحيوية يأتي من المحاصيل التي تلقت تطبيقات من سماد النيتروجين. وبالتالي، فإن النيتروجين في العديد من الأسمدة العضوية نشأ كسماد نيتروجين غير عضوي.
من الواضح أن الأسمدة النيتروجينية تساهم بشكل أساسي في الحفاظ على إمدادات كافية من الغذاء المغذي. ومع ذلك، فإن الإدارة الدقيقة مطلوبة للحفاظ على الأسمدة النيتروجينية بالشكل وفي الموقع حيث يمكن أن تكون مفيدة للغاية لدعم نمو النبات الصحي. يجب موازنة الفوائد الهائلة من الأسمدة النيتروجينية مع التأثيرات البيئية المدمرة التي قد تنشأ عندما ينتقل النيتروجين إلى مناطق لا نريدها.
أشكال النيتروجين في الأسمدة
تحتوي الأسمدة الشائعة في إنتاج المحاصيل في إنديانا عادةً على النيتروجين في شكل واحد أو أكثر من الأشكال التالية: النترات أو الأمونيا أو الأمونيوم أو اليوريا. ولكل شكل خصائص محددة تحدد متى وأين وكيف يمكن استخدام مواد الأسمدة المختلفة. فيما يلي مناقشة موجزة لهذه الأشكال الأربعة من النيتروجين وخصائصها والظروف التي ينبغي أو لا ينبغي استخدامها فيها.
شكل النترات (NO3)
تذوب النترات في الماء، وبالتالي تتحرك في التربة مع حركة مياه التربة. وسوف تغسل الأمطار النترات إلى الأسفل عبر ملف التربة حيث قد تدخل البلاط أو قنوات الصرف وتضيع في الإنتاج الزراعي. وهذا ما يسمى بالتسرب وهو السبب الرئيسي لفقدان النيتروجين من التربة الرملية ذات الملمس الخشن.
من ناحية أخرى، أثناء فترات الجفاف، عندما يتبخر الماء من التربة، يمكن أن تتحرك النترات إلى الأعلى وقد تتراكم على سطح التربة. ومع ذلك، بمجرد تسربها أسفل منطقة الجذر، من غير المرجح أن تتحرك كميات كبيرة من النترات إلى الأعلى، وبالتالي تعتبر ضائعة للمحصول. عندما تصبح التربة مشبعة بالمياه، تأخذ كائنات التربة الأكسجين الذي تحتاجه من النترات، تاركة النيتروجين في شكل غازي يهرب إلى الهواء. يُعرف هذا باسم نزع النتروجين وهو المصدر الشائع لفقدان النيتروجين في التربة الطينية ذات الملمس الناعم.
أشكال الأمونيا (NH3) والأمونيوم (NH4)
الأمونيا غاز عند الضغط الجوي ولكن يمكن ضغطه إلى سائل، كما هو الحال مع الأسمدة النيتروجينية الأمونيا اللامائية. عند تطبيق الأسمدة اللامائية، تتفاعل الأمونيا مع الماء في التربة وتتغير إلى شكل الأمونيوم. الأمونيا في الماء، والمعروفة باسم الأمونيا المائية، حرة في الهروب إلى الهواء، وبالتالي، عند استخدامها كسماد نيتروجين، يجب حقنها تحت سطح التربة.
على الرغم من أن الأمونيوم قابل للذوبان في الماء، فإنه يلتصق بسهولة بالطين وجزيئات المواد العضوية (بنفس الطريقة التي ينجذب بها الحديد إلى المغناطيس ويثبت عليه)، وبالتالي يمنعه من التسرب. ثم أثناء موسم النمو، تقوم الكائنات الحية الدقيقة في التربة بتحويل الأمونيوم إلى نترات، وهو الشكل الرئيسي الذي تمتصه النباتات. تشمل ظروف التربة الأكثر ملاءمة لعملية التحويل هذه (تسمى النترتة): درجة حموضة التربة 7، والرطوبة بنسبة 50٪ من قدرة التربة على الاحتفاظ بالمياه، ودرجة حرارة التربة 80 درجة فهرنهايت. ستكون الظروف غير المواتية: درجة حموضة أقل من 5.5، وحالة رطوبة مشبعة بالمياه، ودرجة حرارة أقل من 40 درجة فهرنهايت.
شكل اليوريا (COCNH)
يخضع هذا الشكل من النيتروجين في الأسمدة عادةً لتغيير بثلاث خطوات قبل أن تمتصه المحاصيل. أولاً، تقوم الإنزيمات الموجودة في التربة أو بقايا النباتات بتحويل اليوريا إلى الأمونيا N. بعد ذلك، تتفاعل الأمونيا مع مياه التربة لتكوين الأمونيوم N. وأخيرًا، من خلال عمل الكائنات الحية الدقيقة في التربة، يتم تحويل الأمونيوم إلى نترات N.
مثل النترات، تذوب اليوريا في مياه التربة وتتحرك معها وبالتالي يمكن أن تضيع من خلال الاستخلاص إذا لم يتم تحويلها إلى الأمونيا ثم الأمونيوم. يستغرق التحويل إلى الأمونيا من يومين إلى أربعة أيام فقط عندما تكون رطوبة التربة ودرجة الحرارة مواتية لنمو النبات. تؤدي درجات الحرارة المنخفضة إلى إبطاء العملية، لكنها ستستمر حتى التجمد. وبالتالي، نادرًا ما تحدث خسائر الاستخلاص في ظل ظروف الحقل
اقتراحات التطبيق
1. يجب حقن ثلاثة من الأسمدة النيتروجينية السائلة الأربعة - الأمونيا اللامائية والأمونيا المائية ومحاليل النيتروجين منخفضة الضغط بنسبة 37-41% - في الأرض لتجنب فقدان النيتروجين الأمونيا (الغازي) في الهواء. من ناحية أخرى، يمكن تطبيق الأسمدة الجافة أو الصلبة بالإضافة إلى النيتروجين السائل غير المضغوط بنسبة 28-32% على السطح. ومع ذلك، يجب دمجها أيضًا في التربة على الأراضي الزراعية المنحدرة لمنع الخسارة من الجريان السطحي.
2. كبريتات الأمونيوم وفوسفات ثنائي الأمونيوم والأمونيا اللامائية والأمونيا المائية واليوريا كلها مناسبة للتطبيق في الخريف قبل الذرة، باستثناء التربة سيئة الصرف أو مفرطة الصرف. لا ينبغي إجراء التطبيق حتى تنخفض درجات حرارة التربة على عمق 4 بوصات إلى 50 درجة فهرنهايت على الأقل. 3. مع مرور الوقت، تتسبب الأسمدة الأمونيومية والمواد المكونة للأمونيوم في زيادة حمضية التربة (انخفاض درجة الحموضة). وفي حالة استخدام هذه الأسمدة بانتظام، يجب أخذ عينات من التربة بشكل دوري لتحديد وقت الحاجة إلى الحجر الجيري.
اقتراحات معدل التطبيق
1. يجب أن تكون معدلات الأسمدة النيتروجينية المطبقة في الخريف قبل الذرة أعلى بنسبة 3 إلى 10 في المائة من معدلات تطبيقات ما قبل الزراعة في الربيع لتحقيق غلة مماثلة. 2. في حالة تسميد الذرة بمعدلات نيتروجين منخفضة (أي ما يصل إلى 75 رطلاً/فدان)، فإن التسميد الجانبي يسمح باستخدام أكبر للنيتروجين وبالتالي استجابة أفضل للمحصول من التطبيق قبل الزراعة. ومع ذلك، عند المعدلات الكاملة (1-1 1/4 رطل نيتروجين/بوصة)، لا يوجد فرق في الاستجابة بين وقتي التطبيق.
نترات الأمونيوم، نترات الكالسيوم، كالسيوم نيترو
نترات الأمونيوم عبارة عن خليط بنسبة 50-50 من الأمونيوم ونترات النيتروجين. على الرغم من أن مادة نترات الأمونيوم "المحببة" الحديثة أقل امتصاصًا للرطوبة من الهواء مقارنة بما كانت عليه قبل عشرين عامًا، إلا أنه لا يزال يتعين حمايتها بالبلاستيك عند تخزينها.
نترات الكالسيوم وكال-نيترو منتجان مختلفان ولكن كلاهما مستورد من أوروبا. يتم إنتاج نترات الكالسيوم (أو نترات الجير) عن طريق تفاعل حمض النيتريك مع الحجر الجيري المسحوق، وبالتالي، يحتوي فقط على شكل نترات من النيتروجين. كال-نيترو هو مزيج من نترات الأمونيوم والحجر الجيري المسحوق، وبالتالي يوفر كميات متساوية من نيتروجين الأمونيوم ونترات النيتروجين. يتم تخزين كلا المنتجين، لكونهما حبيبيين، والتعامل معهما جيدًا عندما يكونان جافين: لكنهما يميلان إلى التقاط الرطوبة بسهولة أكبر من نترات الأمونيوم المحلية.
كل المواد الثلاثة ممتازة لتسميد القمح. كما أنها مرضية بنفس القدر كتطبيقات حرث الربيع للذرة على التربة ذات الملمس الأثقل (الطمي الطمي، والطمي الطيني الطمي، والطمي الطيني والطين). ومع ذلك، فإنها تصبح أقل ملاءمة للحرث على التربة ذات الملمس الخشن (الطمي، والطمي الرملي، والرمل الطيني والرمل) ولكن يمكن استخدامها للتسميد الجانبي. غالبًا ما يكون القيد على التسميد الجانبي للذرة بهذه المواد هو الافتقار إلى المعدات المناسبة للقيام بهذه المهمة. يجب اعتبار التطبيق الجوي فقط كملاذ أخير، لأن الحبيبات التي تسقط في دوامات الأوراق ستسبب حرق الملح.
----------------------
--------------------------------------
ليست هناك تعليقات: