هناك طرق لتثبيت النيتروجين
- البكتيريا المثبتة للنيتروجين مثل Rhizobium
- البرق الطبيعي أو بعض العمليات الصناعية مثل الأقواس الكهربائية.
هناك بكتيريا معينة وبعض الظواهر الطبيعية التي تساعد في تثبيت النيتروجين ، فهناك بعض البكتيريا أو بدائيات النوى التي تحول النيتروجين في الغلاف الجوي إلى أمونيا ، والتي تثبت النيتروجين بطريقة بيولوجية ، حيث يتحول إنزيم ثنائي النيتروجين إلى أمونيا ، وكذلك هو. قد تكون هناك بكتيريا مثبتة للنيتروجين حرة أو تكافلية.
أفضل الأمثلة المعروفة لمثبتات النيتروجين الموجودة في البيئة البحرية هي Azotobacter و Beijernicki و Rhodospirillum والبكتيريا الزرقاء وأمثلة على مثبتات النيتروجين التكافلية هي Rhizobium (في العقد الجذرية للبقوليات) و Frankia (في العقد الجذرية للنباتات غير البقولية) .
تثبيت النيتروجين بواسطة بكتيريا ريزوبيوم: إنه يعمل يعمل هذا النوع من البكتيريا على تثبيت النيتروجين ، لأن هذه البكتيريا تعيش في جذور النباتات البقولية مثل البازلاء والفول ، وباستخدام بعض الإنزيمات تساعد على تثبيت النيتروجين في التربة ، لأن هذه الإنزيمات تعمل على تحويل شكل غير قابل للامتصاص من النيتروجين. في شكل قابل للاستخدام ، مما يسهل امتصاص النيتروجين في التربة ، تمتص النباتات بسهولة النيتروجين المعدل من التربة ، وهذا هو السبب في وضع خطة دوران المحاصيل ، وتساعد النباتات البقولية على تجديد محتوى النيتروجين في التربة دون الحاجة إلى الأسمدة.
ومن الأمثلة الشهيرة تثبيت النيتروجين بواسطة البكتيريا العلاقة التكافلية بين جذور الريزوبيوم والنباتات البقولية تعمل البكتيريا على تثبيت النيتروجين في التربة ، وتوفر النباتات غذاءً للبكتيريا.
تثبيت النيتروجين بالبرق: البرق هو أحد الظواهر الطبيعية الرئيسية الذي يعمل على المساعدة في إصلاح النيتروجين ، عن طريق كسر طاقة البرق وتحويل الشكل غير القابل للامتصاص من النيتروجين إلى شكل قابل للاستخدام ، على الرغم من أن مساهمة البرق في تثبيت النيتروجين صغيرة ، إلا أنه يحمي النباتات من نقص العناصر الأساسية.
يتم أيضًا إنتاج أكاسيد النيتروجين ، مثل NO و N 2 O و NO 2 في الغلاف الجوي عن طريق العمليات الصناعية وعوادم السيارات ومحطات الطاقة وحرائق الغابات.
نيتروجين الغلاف الجوي ثابت عند
يتم إصلاح النيتروجين في الغلاف الجوي من خلال ثلاث عمليات:
- تثبيت الهواء عن طريق البرق
- التركيب الصناعي
- ترتيب بيولوجي مع ميكروب معين – بمفرده أو في علاقة تكافلية مع نباتات وحيوانات معينة.
فوائد تثبيت النيتروجين من خلال تناوب المحاصيل
تُعرف البقوليات بأنها أفضل النباتات المثبتة للنيتروجين في التربة ويمكن زراعتها كمحصول نقدي أو كمحصول تغطية.تقدم محاصيل الغطاء المثبت للنيتروجين العديد من الفوائد للنباتات ، بما في ذلك:
- المساعدة في إصلاح النيتروجين.
- حماية التربة من الانجراف بتغطيتها أو تثبيتها بجذورها القوية.
- العمل على تحسين خصوبة التربة عند استخدامها كسماد أخضر.
- حافظ على رطوبة التربة.
- مساعدة في إدارة الأعشاب الضارة مع مخلفات المحاصيل.
- يتم استخدامه كعلف ومواد رعي للدواجن والماشية.
- جذب الملقحات في وقت ازدهار المحاصيل.
أفضل غطاء محصول لتثبيت النيتروجين
توجد مجموعة من النباتات المستخدمة في تثبيت النيتروجين في جميع أنحاء العالم وأفضلها:
- زهرة البرسيم
- بازيلاء
- بازيلاء
- بازيلاء
- الفول السوداني
- فول الصويا
- عدس
البرسيم: يستخدم محصول البرسيم لتثبيت النيتروجين في الربيع أو الخريف.بالإضافة إلى فوائد محصول الغطاء ، يتميز البرسيم بأزهاره الرائعة ، كما أن البرسيم الأبيض الجديد مقاوم للصدأ والجفاف. لكنها خطيرة بالنسبة لفصل الشتاء القاسي.
البازلاء والفول: يمكن استخدام البازلاء أو الفاصوليا كغطاء صيفي مثبت للنيتروجين أو حصادها كغذاء ، وفي كلتا الحالتين تثري التربة بالنيتروجين ، وتفضل البازلاء الجنوبية المواسم الدافئة وتزرع عندما تصل درجة حرارة التربة إلى 60 درجة فهرنهايت.
على ماذا يعتمد تثبيت النيتروجين؟
تختلف كمية تثبيت النيتروجين في النباتات باختلاف عدة عوامل وهي:
عمر النباتتثبيت النيتروجين: تميل النباتات القديمة أو النباتات المعمرة إلى تثبيت النيتروجين أكثر من غيرها.
مدة الموسم: كلما طال الوقت ، زادت معدلات تثبيت النيتروجين.
الغرضالحصاد والرعي: تقلل الأسمدة الخضراء من خصائص تثبيت النيتروجين ، كما أن الجز أو الرعي والبقوليات أكثر إنتاجية.
ظروف النمو العامة: المنافسة مع المحاصيل الأخرى ، والظروف الجوية غير المواتية ، وسوء التربة ، والإدارة غير السليمة للأعشاب الضارة ومكافحة الآفات ، وما إلى ذلك ، تقلل من قدرة النباتات على تثبيت النيتروجين.
النيتروجين المتبقي في التربة: يعتمد على كمية النيتروجين الموجودة في التربة من محصول أو تسميد سابق.
الأنواع النباتية. يعتبر البرسيم الحجازي والبرسيم من أفضل محاصيل الغطاء لتثبيت النيتروجين من حيث القدرة.
ما هي البكتيريا المثبتة للنيتروجين؟
كما يوحي الاسم ، تشارك البكتيريا المثبتة للنيتروجين في عملية تثبيت المغذيات ، ومن أمثلة البكتيريا المثبتة للنيتروجين Rhizobium (المعروفة سابقًا باسم Agrobacterium) ، وفرانكيا ، و Azospirillum ، و Azoarcus ، و Herbaspirillum ، و Cyanobacteria ، و Rhodobacter ، و Klebsiella ، والتي تحتوي على النيتروجين . – تثبيت البكتيريا لتخليق الإنزيم الفريد المسؤول عن النيتروجين فيما يتعلق بـ N.
ماذا تفعل بكتيريا تثبيت النيتروجين؟
تقوم البكتيريا المثبتة للنيتروجين بتحويل غاز النيتروجين من الهواء إلى مركبات غير عضوية. على الرغم من أن دور البقوليات في تثبيت N لا يمكن إنكاره ، إلا أن المهمة صعبة للغاية بالنسبة لهم وحدهم. في الواقع ، تتم عملية التثبيت بفضل تكافل البقوليات والبكتيريا المثبتة للنيتروجين. جذور البقوليات شائعة في مستعمرة جذور البقول. ومع ذلك ، فإن التعايش ليس هو الخيار الوحيد: فهناك أيضًا كائنات حية حرة تشارك في تثبيت النيتروجين.
لماذا تعتبر البكتيريا المثبتة للنيتروجين مهمة للنباتات
يتمثل دور البكتيريا المثبتة للنيتروجين في تزويد النباتات بالعناصر الغذائية الحيوية التي لا تستطيع الحصول عليها من الهواء بأنفسها الكائنات الدقيقة المثبتة للنيتروجين تفعل ما لا تستطيع المحاصيل الحصول عليه من النيتروجين. التربة ، بشكل أساسي مثل الأمونيا ، وتعتبر الخيار الوحيد المناسب للنباتات لأنها لا تستطيع أخذ النيتروجين من التربة فقط وكمركبات نيتروجينية غير عضوية ، مما يفسر أهمية تثبيت النيتروجين.
كيف تساعد البكتيريا المثبتة للنيتروجين المحاصيل على النمو
تزود البكتيريا المثبتة للنيتروجين المحاصيل بالنيتروجين الجاهز للاستخدام الذي تحتاجه كجزء من جزيئات الكلوروفيل ، والكلوروفيل مادة مهمة في عملية تحويل طاقة ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية ، أي تحتاج النباتات للحصول على الغذاء.
أيضًا ، تحتاج النباتات إلى النيتروجين كجزء من الأحماض الأمينية لبناء البروتينات المشاركة في عملية التمثيل الغذائي وتخزين الطاقة ، ويؤدي نقص تثبيت النيتروجين إلى نقص الغذاء ، مما يؤدي إلى اصفرار الغطاء النباتي ، والذبول ، وتأخر النمو الكلي ، والتعفن.
