الآزوت أو النِّيتروجين (N) يُعدُّ أحد العناصر الغذائية الكبرى التي لا غنى عنها لنمو النباتات وتحقيق إنتاج زراعي فعّال. فهو يدخل في تركيب الأحماض الأمينية والبروتينات، ويساهم في التركيب الضوئي وتنظيم العمليات الأيضية المتعددة. في هذا المقال نستعرض دوره، آليات امتصاصه، أعراض نقصه، وأفضل الممارسات لاستخدامه بكفاءة، مستندين إلى بحوث علمية حديثة.

أشكال النِّيتروجين وامتصاصه

• تمتص النباتات النِّيتروجين أساسًا بأشكال غير عضوية: نترات (NO₃⁻) و أمونيا (NH₄⁺).

• بعض النباتات تحصل على جزء من نيتروجينها من المصادر العضوية أو من تثبيت النيتروجين الجوي بواسطة البكتيريا المتعايشة (في النباتات البقولية).

• الجذور تلعب دورًا محوريًا: يوجد لدى النبات مستقبلات ونواقل متخصصة لنقل النترات والأمونيا من التربة إلى الخلايا الجذرية، ثم توزيعها نحو الأنسجة الخضرية.

الوظائف الفسيولوجية للنِّيتروجين في النبات

• تركيب البروتينات والأحماض الأمينية: فالبروتينات تُشكّل الأساس لبناء الأنسجة الخلوية والعضوية، والنِّيتروجين هو أحد مكوناتها الرئيسية.

• الكلوروفيل والتمثيل الضوئي: النيتروجين ضروري لتكوين الكلوروفيل، الذي يمكّن النبات من امتصاص الضوء وتحويله إلى طاقة. نقصه يقلّل من كفاءة التمثيل الضوئي.

• النمو الخضري: يحفّز إنتاج الأوراق والسيقان من بدايات النمو، مما يؤثر على الكتلة الخضرية والقدرة على التقاط الضوء.

• التحكّم في الإجهادات غير الحيوية: مثل الإجهاد المائي، الملوحة، أو التغيرات في درجات الحرارة؛ فالنِّيتروجين يساهم في تعزيز استجابة النبات لهذه الضغوط وتحسين المرونة الفسيولوجية.

أعراض نقص النِّيتروجين

العوامل التي تؤثر على توفر النيتروجين

• درجة الحموضة (pH) للتربة: التربة ذات pH غير مناسب تقلّل من امتصاص النترات أو الأمونيا.

• نوع التربة وتركيبها الفيزيائي: التربة الثقيلة أو المدموغة تُقلل من حركة الجذور والوصول إلى العناصر المغذّية.

• درجة الحرارة والرطوبة: تؤثر على نشاط الكائنات الدقيقة التي تساعد في تحلل المركّبات العضوية وتحرير النيتروجين، وأيضًا على نشاط عمليات الامتصاص من جذور النبات.

• استخدام الأسمدة وممارسات الزراعة: الإفراط في التسميد قد يؤدي إلى هدر مع تلوّث البيئة؛ الاستخدام الأمثل (efficiency) ضروري.

استراتيجيات لتحسين كفاءة استخدام النِّيتروجين

• إجراء تحليل للتربة لتحديد نسبة النيتروجين المتاحة قبل التسميد بهدف تعديل الجرعات حسب الحاجة بدقة.

• استخدام أسمدة ذات إطلاق مُتحكَّم أو تقسيم التسميد عبر مراحل نمو النبات لتقليل الفاقد.

• إدخال نباتات البقوليات أو الأسمدة الخضراء التي تثبت النيتروجين الجوي وتحسّن محتوى النيتروجين في التربة بطريقة طبيعية.

• تحسين إدارة الري والجذور لتعزيز الامتصاص، ومنع الانجراف أو الجرف من التربة.

• استخدام تقنيات الزراعة الدقيقة والميكروبات المساعدة لتعزيز امتصاص النيتروجين والتقليل من الخسائر.

الخاتمة

النيتروجين عنصر حيوي لا غنى عنه في الزراعة؛ من دون كافيه، يُعاني النبات من ضعف في النمو، انخفاض في الإنتاجية، وتدهور نوعية الثمار. ولكن الاستخدام الحكيم، مع مراعاة التربة، البيئة، واحتياجات النبات، يمكن أن يزيد الإنتاج بشكل كبير مع تقليل التأثيرات السلبية على البيئة.

المراجع

1. Ye, J. Y., Tian, W. H., & Jin, C. W. Nitrogen in plants: from nutrition to the modulation of abiotic stress adaptation. Stress Biology, 2022; 2(1):4. SpringerLink

2. Wang, Q., Li, S., Li, J., & Huang, D. The Utilization and Roles of Nitrogen in Plants. Forests, 2024; 15:1191. MDPI

3. Role of arbuscular mycorrhizal fungi in plant nitrogen nutrition. Journal of Plant Physiology, 2022. ScienceDirect

4. Nitrogen Uptake in Plants: The Plasma Membrane Root Transport Systems from a Physiological and Proteomic Perspective. Mdpi Plants, 2021; 10(4):681. MDPI

5. Role of nitrogen (N) in plant growth, photosynthesis pigments, and N use efficiency: A review. DOAJ. Directory of Open Access Journals

6. Contribution in Plants: Recent agronomic approaches to improve nitrogen use efficiency. Journal of Plant Nutrition, 2023. Taylor & Francis Online