Plant Nutrition Lecture Notes PDF

Page 1 of 17 ‫‪Page 2 of 17‬‬ ‫‪Lecture 3‬‬ ‫النيتروجيــــن‪:‬‬ ‫للنيب ن‬ ‫وجي في‬ ‫وجي الموجود نف الهواء الجوى هو المصدر الرئيس ر‬ ‫يعتب ر‬...

Page 1 of 17 ‫‪Page 2 of 17‬‬ ‫‪Lecture 3‬‬ ‫النيتروجيــــن‪:‬‬ ‫للنيب ن‬ ‫وجي في‬ ‫وجي الموجود نف الهواء الجوى هو المصدر الرئيس ر‬ ‫يعتب ر‬ ‫النيب ن‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ر‬ ‫األرض‪ ،‬حيث يكون ‪ %78‬بالحجم تقريبا من الغازات الموجودة في الهواء ويوجد‬ ‫على شكل غاز خامل ‪ N2‬ال يستطيع النبات اإلستفادة منه قبل أن يدخل في سلسلة‬ ‫التفاعالت التي تقوم بها كثير من ميكروبات التربة والتي تعيش إما حرة ‪Free‬‬ ‫‪ Living Organisms‬أو في داخل جذر النبات ‪ Symbiosis‬حيث تثبت هذا‬ ‫النيتروجين الغازى وتحوله إلى نيتروجين عضوى على صورة أحماض أمينية‬ ‫وبروتينات‪.‬‬ ‫وعند موت هذه الكائنات الدقيقة‪ ،‬وكذا عند إضافة بقايا النباتات ومخلفات الحيوانات‬ ‫لألرض فأن النيتروجين العضوى الموجود بها يتحلل بفعل الميكروبات حيث ينطلق‬ ‫غاز النشادر ‪ NH3‬الذي يذوب في الماء مكونا أيونات األمونيوم ‪.NH4‬‬ ‫هذه األيونات ممكن أن تمتصها النباتات أو تتعرض لألكسدة بواسطة الميكروبات‬ ‫لتتحول إلى أيونات النترات ‪ NO3‬التي يمتص النبات بعضها على هذه الصورة‪.‬‬ ‫تختلف كميات النيتروجين الكلى الموجودة في التربة بإختالف أنواع األراضي فقد‬ ‫تصل إلى حوالي ‪ %1‬أو أكثر في بعض األراضي الغنية بالمادة العضوية بينما‬ ‫تنخفض كثيرا إلى حوالى ‪ 0.05‬أو أقل في بعض األراضي الغير خصبة مثل‬ ‫األراضي الصحراوية‪.‬‬ ‫وفى المتوسط تتراوح كمية النيتروجين الكلي في التربة من ‪ 0.03‬إلى ‪ %0.1‬تحت‬ ‫الظروف العادية‪.‬‬ ‫🤔 يعنى ايه غاز خامل ؟ يعنى البقوليات مثال متقدرش تاخده من الهواء الجوى‬ ‫وتمتصه علطول اومال هتعيش عليه ازاى ؟‬ ‫فى كائنات حية دقيقة فى التربة بتاخد النيتروجين ده وبتثبته جوا جسمها ( يعنى‬ ‫بتحوله من الصورة ‪ N2‬لصورة صالحة لالمتصاص قابلة لإلستفادة بواسطة النبات)‬ ‫‪Page 3 of 17‬‬ ‫‪ ‬الفرق بين الميكروبات الحرة والميكروبات التكافليــــة ؟‬ ‫‪-2‬التكافليــــة‪:‬‬ ‫‪-1‬الميكروبات الحـــرة ‪:‬‬ ‫تعيش فى التربة فى منطقة الريزوسفير تعيش داخل تراكيب خاصة فى المجموع‬ ‫الجذري تسمى بالعقد الجذرية تمتص‬ ‫تعمل على تثبيت النيتروجين تموت‬ ‫النيتروجين وتحوله لصورة ميسرة‬ ‫وتتحلل فالجذور تمتصه‬ ‫للنبات وبتاخد من النبات المواد اللى هى‬ ‫عايزاها علشان تقدر تعيش‬ ‫ فى التربة يوجد نيتروجين نتراتى ونتيروجين امونيومى االتنين ببحبهم النبات‬ ‫لكن بيحب االمونيومى اكتر طيب لو امتص النتراتى هيحصل ايه ؟‬ ‫هتحولها لعضوى بواسطة عمليات تتم على النترات داخل النبات‬ ‫ملحوظــة‪ :‬فى تقدير المياه بقــــدر الصورة الذائبة ‪،‬‬ ‫والتربة بقــــدر الصورة الكلية ‪ ،‬الميسرة‪ ،‬المتبادلة والعضوية ‪،‬‬ ‫والنبات بقــــدر الصورة الكلية للعنصر‪.‬‬ ‫‪ ‬صور تواجد النيتروجين في التربة‪:‬‬ ‫من الصفات الفريدة للنيتروجين في التربة أنه ال يوجد ضمن تركيب أى معدن من‬ ‫المعادن المعروفة في التربة ألن مصادره الرئيسية هي المادة العضوية الناشئة من‬ ‫الكائنات الحية بجانب ما يضاف للتربة من أسمدة كيميائية مصنعة ويتواجد‬ ‫النيتروجين في التربة في صورتين رئيسيتين‪:‬‬ ‫‪ -1‬الصورة الكيمائية المعدنيــة‪( :‬وهي تشمل الصورة الذائبة والمتبادلة )‬ ‫تشمل األمونيا ‪ ،NH3‬النترات ‪ ، NO3‬النيتريت والنيتروجين العنصرى ‪، N2‬‬ ‫وتعتبر األمونيا والنترات والنيتريت من أكثر هذه الصور أهمية للنبات وهى توجد‬ ‫‪Page 4 of 17‬‬ ‫عادة كنتيجة لتحلل المادة العضوية تحت الظروف الهوائية العادية أو بعد إضافة‬ ‫األسمدة الكيميائية المصنعة للتربة‪.‬‬ ‫‪ -2‬الصورة العضويــة‪ :‬وهى نيتروجين مادة األرض العضوية وتشمل‬ ‫البروتينات‪ ،‬األحماض األمينية الحرة‪ ،‬السكريات األمينية وغيرها من‬ ‫المركبات العضوية المعقدة‪.‬‬ ‫وقد توجد هذه المركبات مختلطة مع الطين واللجنين‪.‬‬ ‫ومعظم الصور العضوية للنيتروجين في التربة تتحول أثناء عمليات التحلل إلى‬ ‫الصور الغير عضوية‪.‬‬ ‫‪ ‬مصادر النيتروجين في التربة‪:‬‬ ‫تحصل جميع النباتات فيما عدا النباتات البقولية على ما يلزمها من عنصر‬ ‫النيتروجين من التربة‪.‬‬ ‫ويعتبر الهواء الجوى هو المصدر الطبيعي الوحيد له بجانب المصدر الصناعي الذي‬ ‫يتمثل في اإلضافات المختلفة التي تتم للتربة سواء بواسطة اإلنسان في شكل أسمدة‬ ‫عضوية ومعدنية أو تلقائيا في شكل بقايا نباتية ومخلفات الكائنات الحية في التربة‪.‬‬ ‫تنقسم مصادر النيتروجين فى التربة إلى‪:‬‬ ‫اوال‪ :‬مصادر إضافة النيتروجين للتربة وتشمل ‪:‬‬ ‫‪ -‬إضافات المواد العضوية المختلفة والتي تشمل بقايا النباتات ‪ ،‬المخلفات الحيوانية‬ ‫وغيرها‪.‬‬ ‫‪-‬إضافات األسمدة الكيميائية النيتروجينية المصنعة‪.‬‬ ‫ـ إفرازات جذور النباتات والكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في التربة‪.‬‬ ‫‪ -‬النيتروجين العنصرى الموجود في الهواء الجوى والذى يثبت بفعل الكائنات الحية‬ ‫الدقيقة القادرة على تثبيت النيتروجين العنصرى وكذلك عند حدوث تفريغ للشحنات‬ ‫الكهربائية في الهواء الجوى أثناء العواصف المطرية والرعدية‪.‬‬ ‫‪Page 5 of 17‬‬ ‫ثانياً‪:‬مصادر فقد النيتروجين من التربة وتشمل‪:‬‬ ‫‪-‬امتصاص النبات للنيتروجين الموجود بالتربة‪.‬‬ ‫‪ -‬تمثيل النيتروجين في التربة بواسطة الكائنات الحية الدقيقة ‪N-Immoblization‬‬ ‫‪-‬عملية عكس التأزت ‪Dentrification‬‬ ‫‪ -‬تحول النيتروجين إلى صورة غازية تفقد بالتطاير من التربة ( مثل فقد األمونيا‬ ‫بالتطاير )‬ ‫*امتى يتطاير النيتروجين االمونيومى من التربـــــة؟‬ ‫‪-‬درجة الحرارة مرتفعة‬ ‫‪ pH-‬التربة مرتفع‬ ‫‪-‬وجود نسبة جفاف فى التربة‬ ‫‪-‬وجود نسبة كربونات كالسيوم مرتفعة‬ ‫‪ -‬غسيل النيتروجين النتراتى من الطبقة السطحية للتربة بواسطة الماء الذي يتخلل‬ ‫التربة إلى طبقات بعيدة عن متناول الجذور‪.‬‬ ‫طيب هل ممكن أن يفقد النيتروجين االمونيومى بالغســـيل ؟‬ ‫نعم‪ ،‬لو األرض خشنة القوام مواقع االدمصاص هتكون قليلة وبالتالى هيغسل مع ماء‬ ‫الرى‪.‬‬ ‫ويجدر اإلشارة إلى أن عمليات الفقد والتحوالت المستمرة لهذا العنصر في التربة‪.‬‬ ‫تحدث كلها في أن واحد وتعتبر كمية النيتروجين الموجودة بالتربة في أي وقت هي‬ ‫الحصيلة النهائية لهذه العمليات والتي تحدث في صورة دورة مستمرة‪.‬‬ ‫‪ ‬دورة النيتروجـــــين‪:‬‬ ‫هى عبارة عن العمليات التى تتعرض لها المركبات النيتروجينية للفقد أو االضافة‬ ‫للتربة‪.‬‬ ‫وهى تتكون من اربعة عمليات رئيسية هى‪:‬‬ ‫بيتموا فى نفس التوقيت ولكن بنسب مختلفة‬ ‫‪Page 6 of 17‬‬ ‫أوالً‪:‬التحلل المعدنى للنيتروجــــين ‪Mineralization‬‬ ‫وهي عملية التحول البيولوجي للمركبات النيتروجينية العضوية إلى الصورة المعدنية‬ ‫( المعدنة ) ‪ ،‬وقد بينت الدراسات أن كثير من ميكروبات التربة تستطيع أن تحلل‬ ‫نيتروجين المادة العضوية في التربة والتي تعتبر المخزن الذي تستمد منه النباتات‬ ‫جزءا كبيرا من إحتياجاتها من هذا العنصر‪.‬‬ ‫ملحوظــة ‪ :‬النيتروجين المعدنى يشمل ‪ :‬االمونيومى والنتراتى وما بينهما‬ ‫وتشتمل هذه العملية على ثالث مراحل ‪-:‬‬ ‫‪-1‬التأمين ‪: Aminization‬‬ ‫وفى هذه المرحلة يتم فيه تحلل المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين (‬ ‫البروتين ) في وجود الماء‪ ،‬ويتنج عن ذلك خروج األمينات واألحماض األمينية طبقا‬ ‫للمعادلة اآلتية‪:‬‬ ‫‪ + CO2 + R-NH2‬طاقة ‪ +‬نواتج أخرى‬ ‫بروتين‬ ‫وتمثل ال (‪ )R-NH2‬األمينات واألحماض األمينية ‪ ،‬وال يتم هذا التفاعل إال في‬ ‫وجود أنواع من البكتريا والفطريات غير ذاتية التغذية‪.‬‬ ‫وعلى ذلك فأن هذه المرحلة ما هي إال مرحلة تكسير للمادة العضوية المعقدة‬ ‫وتحويلها إلى مركبات أبسط للمرحلة التالية‪.‬‬ ‫‪-2‬النشدرة ‪: Ammonification‬‬ ‫وفى هذه المرحلة تتعرض األمينات واألحماض األمينية الناتجة من التفاعل األول‬ ‫لتأثير مجموعة أخرى من البكتريا غير ذاتية التهوية وتتحلل في وجود الماء حيث‬ ‫تنطلق األمونيا نتيجة لذلك حسب المعادلة‪:‬‬ ‫‪ + R-OH+ NH3‬طاقة‬ ‫‪HOH + R-NH2‬‬ ‫واألمونيا الناتجة من هذه المرحلة إما تمتص بواسطة النبات ‪ ،‬أو تتحول إلى نيتريت‬ ‫ثم إلى نترات فيما يسمى بعملية التأزت‪ ،‬أو تثبت في صورة غير ميسرة فيما بين‬ ‫طبقات بعض أنواع معادن الطين‪.‬‬ ‫شروط التأمين والنشدرة‪ :‬ميكروبات الهوائية غير ذاتية التغذية ‪ -‬التحلل المائى‬ ‫‪Page 7 of 17‬‬ ‫‪-3‬التأزت ‪: Nitrification‬‬ ‫حيث تتحول بعض األمونيا الناتجة من التفاعل السابق إلى نترات بفعل األكسدة‬ ‫البيولوجية‪.‬‬ ‫وتتم عملية التأزت على خطوتين‪:‬‬ ‫‪-1‬تحول األمونيا إلى نيتريت ‪ NO2‬بواسطة بكتريا من النوع ذاتية التغذية هي‬ ‫بكتريا ‪ Nitrosomonas‬حسب المعادلة اآلتية‪:‬‬ ‫‪2NH3+ 3O2‬‬ ‫‪3O2 +2H2O +2NO2‬‬ ‫‪-2‬تحول النيتريت الناتج من الخطوة (‪ )1‬إلى نترات ‪ NO3‬بفعل بكتريا‬ ‫‪ Nitrobacter‬الذاتية التغذية طبقا للمعادلة اآلتية‪:‬‬ ‫‪3NO3‬‬ ‫‪O2+2NO2‬‬ ‫وتحت ظروف الصرف الجيد وفي وجود ‪ pH‬متعادل تقريبا تكون سرعة أكسدة‬ ‫النيتريت إلى نترات أسرع بكثير من سرعة تحول األمونيا إلى نيتريت(العملية الثانية‬ ‫اسرع من االولى)‪ ،‬وفي نفس الوقت تكون سرعة تكون النيتريت متساوية أو أكثر‬ ‫من سرعة تكون األمونيا في الخطوة السابقة لها ولهذا فأن النترات هي الصورة‬ ‫األكثر تراكما في التربة بالمقارنة باألمونيا أو النيتريت وهذا يتفق مع حقيقة أن‬ ‫معظم ما يمتصه النبات من النيتروجين من التربة يكون في صورة النترات‪.‬‬ ‫شروط التأزت‪ :‬بكتيريا هوائية ذاتية التغذية‬ ‫ملحوظة‪:‬‬ ‫المعادالت‬ ‫ملحوظــــــة‪ :‬ال‪ Nitrosomonas‬تسبق ال ‪Nitrobacter‬‬ ‫والشروط مهمة‬ ‫جدااا فى‬ ‫أما ال‪ Nitrobacter‬إنتاجها أكثر من ال ‪Nitrosomonas‬‬ ‫االمتحان‬ ‫العوامل التي تؤثر على عملية التأزت ( توفر األمونيا )‪:‬‬ ‫تتوقف عملية التأزت إذا كانت ظروف التربة ال تشجع على إنطالق األمونيا من‬ ‫المادة العضوية‪.‬‬ ‫‪-‬توفر بكتريا التازت ‪ :‬هناك تباين في مدى حدوث عملية التأزت بإختالف أنواع‬ ‫التربة‪ ،‬ويتوقف ذلك على مدى إحتواء التربة على هذه األنواع من البكتريا‪.‬‬ ‫‪Page 8 of 17‬‬ ‫‪-‬رقم ال ‪ : pH‬تحدث عملية التأزت في حدود ‪ pH‬بين ‪ 5.5‬إلى ‪ 10‬وتبلغ أقصاها‬ ‫بالقرب من ‪.8.5‬‬ ‫ـ تهوية التربة‪ :‬حيث أن بكتريا التأزت ذاتية التغذية فهي تحتاج إلى مصدر أكسجين‬ ‫مستمر وبالتالي فهي تقل أو يقل نشاطها تحت ظروف التهوية الردينة‪.‬‬ ‫وقد ثبت من الدراسات أن نسبة ‪ %20‬أكسجين في هواء التربة وهي تقارب نسبة ‪O2‬‬ ‫في الهواء الجوى تناسب أقصى نشاط البكتريا التأزت ويتوفر هذا تحت ظروف‬ ‫التربة الجيدة‪.‬‬ ‫ـ محتوى الرطوبة في التربة‪ :‬تزداد عملية التأزت في التربة ذات المحتوى الرطوبي‬ ‫األقل‪.‬‬ ‫‪ -‬درجة الحرارة‪ :‬تختلف سرعة حدوث عملية التأزت تبعا للتغير الحادث في درجة‬ ‫حرارة التربة أثناء اليوم أو بين الفصول وتصل إلى أقصاها عند ‪ 30‬درجة مئوية‪.‬‬ ‫‪ -‬كل ما بتزيد درجة الحرارة بتزيد سرعة نشاط الكائنات الحية الدقيقة‬ ‫‪ -‬توفر العناصر الغذائية(األمالح المعدنية )‪:‬حيث تحتاج بكتريا التأزت مثل بقية‬ ‫الكائنات الحية الدقيقة إلى إمداد مستمر من العناصر الغذائية الالزمة لنشاطها‬ ‫وتكاثرها لذلك نجد أن نشاط وعدد هذه البكتريا يقل في األراضي الرملية الفقيرة‪.‬‬ ‫ثانيا ‪ :‬تمثيل النيتروجيــن بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في التربة‬ ‫‪:Immobilization‬‬ ‫وهي عملية عكسية للتحلل المعدني‪ ،‬حيث يتحول النيتروجين المعدني الموجود في‬ ‫التربة إلى نيتروجين عضوی موجود داخل أجسام الكائنات الحية الدقيقة ( البكتريا ‪،‬‬ ‫الفطريات ‪ ،‬الطحالب وغيرها ) التي تعيش في التربة‪.‬‬ ‫ويتم هذا خالل إستعمال تلك الكائنات للنيتروجين المعدني ( في صورة نترات أو‬ ‫أمونيا ) حيث يدخل بعد ذلك في تركيب كثير من المركبات العضوية داخل أجسام‬ ‫تلك الكائنات‪.‬‬ ‫وتتوقف كمية النيتروجين الممثل بهذه الطريقة على عدد ونوعية الكائنات الحية‬ ‫الدقيقة الموجودة في التربة‪.‬‬ ‫وتحدث هذه العملية بإستمرار في نفس الوقت مع عملية التحلل المعدني للنيتروجين‪.‬‬ ‫‪Page 9 of 17‬‬ ‫ثالثا‪ :‬تثبيت النيتروجــين ‪:Nitrogen fixation‬‬ ‫طالما البكتيريا اخدت العناصر الغذائية من المادة العضوية جوا جسمها ومديتش‬ ‫حاجة للنبات فده نوع من التثبيت للنيتروجين فى صورة تمثيل غذائى وده يعتبر نوع‬ ‫من أنواع فقد النيتروجين اومال النبات هيسفيد من النيتروجين ازاى ؟ لما الكائنات‬ ‫الحية الدقيقة تموت وتتحلل فينفرد منها البروتين والنيتروجين من جسمها فيستفيد منه‬ ‫النبات‪.‬‬ ‫يوجد النيتروجين في الهواء الجوى على صورة نيتروجين غازي أو عنصري‬ ‫(‪ )elemental‬ويمكن لهذا النيتروجين أن يتحول إلى صور أخرى يستطيع النبات‬ ‫أو الكائنات الحية الدقيقة أن تستعملها مثل النترات ‪ NO3‬أو األمونيا ‪ NH4‬أو إلى‬ ‫صورة عضوية تتحلل فيما بعد‪.‬‬ ‫وتسمى عملية التحويل هذه بتثبيت النيتروجين ‪. Nitrogen fixation‬‬ ‫ويتم هذا التثبيت بواسطة عمليات بيولوجية(بفعل الكائنات الحية الدقيقة)وكيميائية(من‬ ‫خالل تفريغ الشحنات الكهربائية الذى يتم فى الجو)‪.‬ونظرا ألن الهواء الجوى‬ ‫وأيضا هواء التربة يحتوى على نسبة عالية من النيتروجين ‪ ،‬لذلك يعتبر الهواء‬ ‫الجوى أو هواء التربة هو المصدر الطبيعي الرئيسي الذي يمد التربة والنباتات بهذا‬ ‫العنصر عن طريق تثبيته بأحد أو كل هذه الطرق ‪.‬‬ ‫وبناء على ذلك سنتعرض لكل من هذه الطرق بشئ من التفصيل فيما يلي‪-:‬‬ ‫‪-1‬تثبيت النيتروجين بواسطة بكتريا العقد الجذرية ‪ ( Rhizobia‬التثبيت التكافلي ) ‪:‬‬ ‫هى بكتيريا تعيش فى تجويف خاص داخل المجموع الجذري عبارة عن انتفاخات‬ ‫طيب لو عايزة اعرف العقدة دى نشطة وال ال اعمل ايه ؟‬ ‫مبدأيا لو لقيت العقدة منتفخة بقول انها ممكن تكون نشطة بس علشان اتأكد بجيب‬ ‫موس أو قطر وافتح العقدة لو لقيت سائل لونه احمر او وردى تكـــون العقدة نشطــة‬ ‫اما لو لقيت سائل عديم اللون تكـــون العقدة غـــير نشطة‪.‬‬ ‫توجد أنواع عديدة من بكتريا العقد الجذرية التي تعيش في عالقة تكافلية‬ ‫‪ symbiosis‬على جذور نباتات العائلة البقولية حيث تقوم بإمداد النبات البقولي‬ ‫‪Page 10 of 17‬‬ ‫بإحتياجاته من النيتروجين وفى مقابل هذا تحصل البكتريا على إحتياجاتها من‬ ‫الكربوهيدرات من النبات العائل‪.‬‬ ‫ويختص كل نوع منها بنبات معين‪ ،‬فمثال البكتريا التي تعيش تكافلية على جذور‬ ‫نبات فول الصويا ال تستطيع أن تكون عقد جذرية لنبات البرسيم مثال أو أى نبات‬ ‫بقولى آخر‪ ،‬وعادة توجد هذه البكتريا داخل عقد ‪ Nodules‬تكونها هي نفسها على‬ ‫جذور النبات‪ ،‬وأثناء وجودها داخل هذه العقد تقوم بتثبيت نيتروجين الهواء الجوى‬ ‫وتحويله داخل أجسامها أو داخل العقد الجذرية نفسها إلى صور مختلفة منها األمونيا‬ ‫‪ ،‬النترات ‪ ،‬النيتروجين العضوى‪.‬‬ ‫وقد عرفت تلك الحقيقة منذ زمن بعيد بحيث أصبح من المتفق عليه أن المحاصيل‬ ‫البقولية التي تحمل عقد على جذورها تستطيع أن تثبت النيتروجين الجوى وبالتالي‬ ‫تتسبب في رفع مستوى العنصر بالتربة ‪ ،‬وقد وجد أن كمية النيتروجين المثبتة‬ ‫بواسطة بكتريا الريزوبيا تختلف باختالف نوع البكتريا التي تقوم بالتثبيت ‪ ،‬نوع‬ ‫النبات العائل وكذلك الظروف البيئية المحيطة‪.‬‬ ‫والجدول التالي يبين متوسطات كميات النيتروجين المثبتة بواسطة بكتريا الريزوبيا‬ ‫مع بعض المحاصيل البقولية‪.‬‬ ‫ومن األرقام المذكورة في ذلك الجدول يتضح‬ ‫أن كميات النيتروجين المثبتة بواسطة المحاصيل‬ ‫البقولية ليست بالقليلة ويمكن أن تضيف إلى مخزون‬ ‫التربة من هذا العنصر بشكل ملموس‪.‬‬ ‫وقد وجد من األبحاث أن تثبيت النيتروجين بواسطة البقوليات يصل إلى أقصاه عندما‬ ‫يكون مستوى هذا العنصر في التربة منخفضا إلى أدنى حد‪.‬‬ ‫ويرجع ذلك إلى أن بكتريا العقد الجذرية تقل كفاءتها في تثبيت النيتروجين في حالة‬ ‫زيادة محتوى التربة من النيتروجين‪.‬‬ ‫وهذا ال يعنى أن تترك المحاصيل البقولية بدون تسميد نيتروجيني على اإلطالق‬ ‫ولكن يستحسن أن يتم تسميدها في بداية مراحل النمو ( بعد الزراعة مباشرة بكميات‬ ‫محدودة من النيتروجين حتى تكون النباتات نموا جيدا يشجع عملية تكوين العقد‬ ‫الجذرية مما يزيد من تثبيت النيتروجين الجوى‪.‬‬ ‫‪Page 11 of 17‬‬ ‫‪-2‬تثبيت النيتروجين بواسطة الكائنات الحية الدقيقة الحرة في التربة(التثبيت الالتكافلي)‬ ‫تستطيع بعض الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش معيشة حرة في التربة أن تثبت‬ ‫النيتروجين العنصرى الموجود في الهواء األرضى ويسمى هذا التثبيت بالتثبيت‬ ‫الالتكافلي للنيتروجين ‪. Non-symbiotic nitrogen fixation‬‬ ‫ومن الكائنات الحية الدقيقة التي تقوم بهذا النوع من التثبيت البكتريا الهوائية مثل ال‬ ‫‪ Azospirillum‬وال‪Azotobacter‬‬ ‫كما أن بعض األنواع الالهوائية مثل ال ‪ Clostridium‬تقوم بتثبيت النيتروجين‪،‬‬ ‫باإلضافة إلى الطحالب الخضراء المزرقة مثل ال ‪ Nostoc‬التي تلعب دورا هاما‬ ‫في عملية تثبيت النيتروجين في حقـــول األرز‪.‬‬ ‫وتتميز أنواع البكتريا الحرة المذكورة أعاله بأنها أكثر قدرة وكفاءة على تثبيت‬ ‫النيتروجين من الطحالب الخضراء المزرقة‪.‬‬ ‫‪-3‬تثبيت النيتروجين بواسطة تفريغ الشحنات الكهربائيـــة في الجو‪:‬‬ ‫يوجد النيتروجين فى الهواء الجوى على صور عديدة منها ‪ :‬النيتروجين العنصري‬ ‫‪ ، N2‬النترات ‪ ، NO3‬األمونيا ‪ NH3‬والنيتريت ‪ ،NO2‬أكاسيد النيتريتات وبعض‬ ‫النيتروجين العضوى‪.‬ويضاف هذا النيتروجين إلى التربة أثناء سقوط األمطار‪.‬‬ ‫وتنشأ األمونيا الموجودة في الجو من الغازات المتصاعدة في المصانع خاصة في‬ ‫األماكن الصناعية‪ ،‬كما أنها تتصاعد من التربة في صورة غازات ناتجة من‬ ‫تفاعالت معينة تحدث تحت ظروف خاصة‪.‬‬ ‫أما النيتروجين العضوى فينشأ من تطاير بعض البقايا العضوية الدقيقة من سطح‬ ‫التربة ومن النباتات وتعلقها بذرات الغبار في الجو‪.‬‬ ‫ويرجع وجود النترات (ويمكن أن يضم إليها النيتريت) في الهواء الجوى إلى‬ ‫مصدريـــن‪:‬‬ ‫‪-‬الغازات المتصاعـــدة من المصانع‪.‬‬ ‫‪-‬من التفريغ الذي يحدث للشحنات الكهربائية أثناء العواصف المطرية والرعدية‬ ‫‪Page 12 of 17‬‬ ‫حيث يتم إختزال النيتروجين العنصرى إلى صورة األمونيا بفعل التفريغ الكهربائي‬ ‫في وجود أيونات الهيدروجين ثم تؤكسد األمونيا الناتجة فيما بعد‪.‬‬ ‫وتضاف كل هذه الصور بعد ذلك إلى التربة مع ماء المطر حيث يشكل أحد مصادر‬ ‫النيتروجين ويمكن القول أن الكمية الكلية للنيتروجين المثبتة بهذه الطريقة تتراوح‬ ‫بين ‪ 50 ،1‬رطل ‪ /‬فدان ‪ /‬سنة‪.‬‬ ‫إعتمادا على ظروف المنطقة خاصة من ناحية مناخها ووجود مصانع بها ونوعية‬ ‫الغازات المتصاعدة من تلك المصانع‪.‬‬ ‫‪-4‬التثبيت الصناعي للنيتروجــين الجوي ‪:‬‬ ‫ويقصد به تحويل النيتروجين الموجود في الهواء الجوى على صور مختلفة أو غير‬ ‫قابلة لإلستعمال إلى صور أخرى يمكن للنبات إستعمالها وذلك عن طريق صناعة‬ ‫األسمدة الكيميائية‪.‬‬ ‫وتعتمد تلك الصناعة في جانب كبير منها على إستغالل النيتروجين الموجود في‬ ‫الجو وتثبيته في صورة مركبات كيميائية ( أسمدة ) يمكن إضافتها للتربة‪.‬‬ ‫وقد توسعت هذه الصناعة في العصر الحديث بحيث أصبحت من أكبر وأهم‬ ‫الصناعات المعروفة حاليا‪.‬‬ ‫ومن أمثلة ذلك مصانع األسمدة التي تنتج نترات النشادر أو نترات النشادر الجيرى‬ ‫وتعتمد هذه المصانع على الهواء الجوى كمصدر للنيتروجين الجوى ‪ ،‬كما أن‬ ‫النيتروجين الجوى يستغل أيضا في صناعة سماد اليوريا بإستخدام الغازات البترولية‬ ‫الطبيعية‪.‬‬ ‫رابعا ‪ :‬فقــد النيتروجين ‪Nitrogen loss from soil‬‬ ‫( مصير النيتروجين في التربة) ‪:‬‬ ‫يقصد بتعبير مصير النيتروجين " ‪ "Nitrogen fate‬ما يحدث لهذا العنصر بغض‬ ‫النظر عن ما يمتصه النبات أو تمثله الكائنات الحية الدقيقة في التربة‪.‬‬ ‫ويتمثل ذلك فيما يلي‪:‬‬ ‫‪Page 13 of 17‬‬ ‫»فقد النيتروجين من التربة بالغســـيل ‪:‬‬ ‫يتوقف هذا الفقد على‪:‬‬ ‫قوام االرض‪ -‬بناء األرض‪ -‬نوع معدن الطين السائد‪ -‬طريقة الزراعة‪ -‬طريقة‬ ‫الرى(هل هو رى بالغمر ام رى حديث ومين فيهم اللى بيقلل الفقد؟‬ ‫الرى الحديث يقلل الفقد بالغسيل للنترات )‬ ‫ويحدث هذا الفقد للنيتروجين في صوره الذائبة في الماء فقط وأهمها النترات سواء‬ ‫الناتجة من تحلل المادة العضوية بالتربة أو المضافة على هيئة سماد كيماوى‪.‬‬ ‫ومعروف أن النيتروجين النتراتي سهل الحركة في التربة وبالتالي فأنه ينتقل مع‬ ‫الماء المضاف سواء بالرى أو بالمطر من الطبقات السطحية للتربة إلى ما تحتها‬ ‫حيث يصبح بعيدا عن متناول جذور النباتات وبالتالي يكون مفقودا‪.‬‬ ‫ويتوقف الفقد على عدة عوامل منها كمية الماء المضاف ‪ ،‬نفاذية التربة وصورة‬ ‫النيتروجين السائدة‪.‬‬ ‫هذا ويجدر اإلشارة إلى أنه يمكن لصورة األمونيا أن تفقد من التربة أيضا في حالة‬ ‫إضافة كميات كبيرة من سماد أمونيومي خاصة إذا كانت التربة ذات سعة تبادلية‬ ‫كاتيونية منخفضة مثل األراضي الرملية‪.‬‬ ‫»احتفاظ التربــة بالنيتروجين المتأين‪:‬‬ ‫يمكن لصور النيتروجين الكاتيونية ( ‪ )NH4‬أن تدمص على سطوح حبيبات التربة‬ ‫الغروية ( الحبيبات الدقيقة للطين والمادة العضوية المتحللة ) حيث تصبح في صورة‬ ‫تسمى ‪ retained‬غير أنه بمجرد تحول األمونيا إلى صورة النترات فأنها تصبح‬ ‫معرضة للفقد بالغسيل نظرا ألن حبيبات التربة الغروية ليس لها القدرة على‬ ‫إدمصاص النترات بكميات ملموسة‪.‬‬ ‫هذا وتعتبر صور األمونيا المدمصة على حبيبات التربة قابلة إلستعمال النبات حيث‬ ‫أنها تتبادل مع الكاتيونات األخرى تحت ظروف معينة سواء الموجودة في محلول‬ ‫التربة أو العالقة على سطوح الشعيرات الجذرية‪.‬‬ ‫‪Page 14 of 17‬‬ ‫»تثبيت األمونيوم في التربــة‪:‬‬ ‫يمكن أليون األمونيوم ‪ NH4‬أن يثبت داخل طبقات معادن الطين ذات القدرة على‬ ‫التمدد ويحدث هذا التثبيت بأن يحل كاتيون األمونيوم محل الكاتيونات األخرى‬ ‫الموجودة بين طبقات معدن الطين المتمددة وبذلك يصبح محصورا بين تلك الطبقات‬ ‫وال يمكن خروجه إال بطريقة تماثل دخوله وفى وجود كاتيونات أخرى أقوى أو أكثر‬ ‫تركيزا منه وتحت ظروف خاصة‪ ،‬ومن أمثلة تلك الكاتيونات ‪ Na ، H ، Ca‬و ‪Mg‬‬ ‫وهي التي تسبب تمدد طبقات معدن الطين ‪.‬‬ ‫أما الكاتيونات التي تؤدى إلى إنكماش معدن الطين مثل ‪ K+‬فليس له القدرة على‬ ‫اإلحالل محل األمونيا المثبتة بهذه الطريقة‪.‬‬ ‫ومن أنواع معادن الطين التي لها قابليــة على تثبيت األمونيوم‪ :‬المونتموريللونيت ‪،‬‬ ‫اإليليت ‪ ،‬الفرمكيواليت‪.‬‬ ‫ويعتبر النيتروجين المثبت بهذه الطريقة في معظمه غير ميســر للنبات‪.‬‬ ‫وتتأثر عملية تثبيت األمونيوم بين طبقات معادن الطين بمحتوى التربة من الرطوبة‬ ‫وكذلك بدرجة الحرارة السائدة في التربة ‪ ،‬وتتضح األهمية العملية لظاهرة تثبيت‬ ‫األمونيوم عندما يتم إضافة األسمدة األمونيومية (مثل األمونيا السائلة أو محلول‬ ‫األمونيا) في طبقات تحت التربة ( عن طريق الحقن مثال ) خاصة في األراضي‬ ‫الطينية‪.‬‬ ‫»فقـــد النيتروجين في صورة غازية‪:‬‬ ‫يمكن للنيتروجين الموجود في التربة أن يفقد بطرق أخرى غير تلك التي سبق‬ ‫ذكرها‪ ،‬ويحدث ذلك عند خروج غازات النيتروجين العنصرى‪ ، N2‬أكسيد النيتروز‬ ‫‪ ، N2O‬أكسيد النيتريك ‪ NO3‬واألمونيا ‪ NH3‬نتيجة لحدوث تفاعالت بيولوجية‬ ‫وكيميائية مختلفة في التربة‪.‬‬ ‫ويتم هذا النوع من الفقد عن طريق أحد أو بعض العمليات اآلتية‪:‬‬ ‫أ‪ -‬عملية الدنترة ‪:Denitrification‬‬ ‫وهى عملية عكس التأزت ‪Nitrification‬‬ ‫‪Page 15 of 17‬‬ ‫وهي عبارة عن اإلختزال البيوكيميائي للنترات تحت الظروف الالهوائية‪.‬ففى‬ ‫غياب األكسجين ( ظروف الغمر بالماء مثال ) تستطيع أنواع معينة من الكائنات‬ ‫الحية الدقيقة أن تحصل على إحتياجاتها من األكسجين عن طريق تحلل النترات‬ ‫الموجودة في التربة والتي تتحول إلى نيتريت ثم إلى أمونيا حيث تستعمل األكسجين‬ ‫الناتج أثناء هذا التحلل‪.‬‬ ‫وينتج عن هذا إنفراد أكاسيد النيتريت أو النيتروز أو النيتروجين العنصري‪.‬وفي‬ ‫جميع تلك الحاالت يتعرض النيتروجين الناتج إلى الفقد على صورة غازية‪.‬‬ ‫ومن الكائنات الحية الدقيقة المسئولة عن حدوث عملية الدنترة أنواع تتبع الفصائل‬ ‫اآلتية‪Pseudomonas، Micrococcus, Bacillus:‬‬ ‫وتتأثر عملية الدنترة من حيث سرعتها بكمية النيتروجين المختزل فيها بعوامل‬ ‫عديدة منها‪ :‬نفس عوامل التأزت ولكن عكسها‬ ‫‪ -‬رقم ‪ pH‬للتربة‬ ‫‪-‬المحتوى الرطوبي بها‪.‬‬ ‫‪-‬الضغط النسبي لألكسجين في هواء التربة‪.‬‬ ‫‪-‬درجة الحرارة السائدة‪.‬‬ ‫‪-‬محتوى التربة من المواد العضوية‪.‬‬ ‫ب ‪-‬التفاعالت الكيميائية ‪:‬‬ ‫عند تحلل المادة العضوية في التربة تحت الظروف الطبيعية ينفرد أحيانا غاز‬ ‫النيتروجين نتيجة حدوث بعض التفاعالت الكيميائية‪.‬‬ ‫ويالحظ ذلك في أماكن ترسيب مياه المجارى وفى أكوام السماد العضوي البلدي أو‬ ‫سماد اإلصطبل‪.‬‬ ‫ورغم أن التغيرات الكيميائية التي تحدث أثناء ذلك غير معروفة بالضبط إال أنه‬ ‫يعتقد أن هذا الفقد يرتبط بوجود ظروف أكسدة وإختزال متوازية‪.‬‬ ‫‪Page 16 of 17‬‬ ‫إلى‬ ‫أكاسيد نيتروز أو‬ ‫ومن أمثلة هذه التفاعالت تحول النيتريتات ‪nitrites‬‬ ‫النيتروجين العنصرى فى وجود تهوية جيدة كما يلي‪:‬‬ ‫‪NH4NO2‬‬ ‫‪N2 + H2O‬‬ ‫نيتريت المونيوم‬ ‫نيتروجين عنصري‬ ‫‪R-NH4 + HNO2‬‬ ‫‪R-H + 2H2O + N2‬‬ ‫حامض نيتروز ‪ +‬ملح امونيوني‬ ‫نيتروجين عضوي‬ ‫وعموما يمكن تقليل فقد النيتروجين بواسطة التفاعالت الكيميائية بتوفير ظروف‬ ‫متزنة من الصرف‪ ،‬التهوية والمحافظة على رقم ‪ pH‬مناسب في الوسط غالبا ما‬ ‫يكون بين‪.7:5.5‬‬ ‫ج‪ -‬تطاير األمونيا‪:‬‬ ‫يحدث في األراضي القلوية أن األمونيا الناتجة من تحلل المادة العضوية تتحد ولو‬ ‫جزئيا أو وقتيا مع شق آخر مكونة كربونات وبيكربونات أو هيدروكسيد األمونيوم‬ ‫أحيانا وعند إنفصال تلك المركبات تنفرد األمونيا مرة أخرى وتصبح معرضة‬ ‫للتطاير ويتم ذلك طبقا لتفاعل من النوع اآلتي‪:‬‬ ‫‪NH4+ H2O +OH‬‬ ‫(ظروف قاعدية(‬ ‫‪NH3+2H2O‬‬ ‫ويتحكم في ذلك عدة عوامل منها قوام وبناء التربة ‪ ،‬تركيز األمونيا ‪ ،‬رقم ال ‪pH‬‬ ‫ودرجة حرارة التربة‪.‬‬ ‫وقد وجد أن كمية الفقد تتراوح من ‪ %5‬إلى ‪ %50‬عند ‪ pH 8‬لذلك ينصح دائما بعدم‬ ‫إضافة أسمدة أمونيومية للتربة القلوية‪.‬‬ ‫وإذا اقتضى األمر فيلزم إضافة السماد تحت سطح التربة لتقليل الفقد‪.‬‬ ‫التوازن بين النيتروجين العضوى والمعدنى فى التربـــة‪:‬‬ ‫عملية المعدنة (‪ )Mineralization‬وعملية تمثيل النيتروجين (‪)Immobilization‬‬ ‫اول عمليتين فى ال ‪ Nitrogen cycle‬االتنين بيحصلوا فى نفس التوقيت ولكن‬ ‫بنسب مختلفة وفقا للظروف السائدة فى التربة‪.‬‬ ‫‪( C/N Ratio‬نسبة الكربون إلى النيتروجين)‬ ‫‪Page 17 of 17‬‬ ‫امتى بقى تكون النسبة دى كويسة واعرف ان المحصول عالى وامتي تكون مدمرة‬ ‫واعرف ان األسمدة اللى هضيفها مش هتعمل حاجة ؟‬ ‫هذه النسبة لها مدى أقل من ‪ ، 1/20‬ما بين ‪ ، 1/30 :1/20‬واكبر من ‪. 1/30‬‬ ‫ملحوظة ‪ :‬ممكن نتجاهل الواحد اللى فى المقام ‪.‬‬ ‫يحتاج النبات إلى الكربون لكى يمده بالطاقة والنيتروجين لكى ينمو ويتكاثر ‪،‬‬ ‫والبكتيريا اللى دخلت فى االرض يهمها فى االول ان تنمو وتتكاثر‪.‬‬ ‫نسبة الكربون ‪ :‬النيتروجين هى اللى بتلعبلى فى مدى تيسر العنصر الغذائى من‬ ‫عدمه‪.‬‬ ‫لو طلعت ‪ 30‬ده معناه أن المقام قليل‬ ‫‪C/N‬‬ ‫لو طلعت ‪ 20‬ده معناه أن المقام كبير‬ ‫‪C/N‬‬ ‫يعنى نستنج أن كل ما المقام بيزيد كل ما الناتج النهائى يقل‬ ‫ال‪ C/N‬انا هكون عايزها اكتر من ‪ 30‬وال اقل من ‪ 20‬تفتكروا مين االفضل ؟‬ ‫األقل من ‪ 20‬ليه طيب ؟ علشان كده معناه أن فى نيتروجين كتير فى المقام فالبكتيريا‬ ‫اخدت كفايتها وأدت الباقى للنبات والنسبة دى معناها أن فى نيتروجين ميسر‪.‬‬ ‫‪ ‬الخالصــــــة‪:‬‬ ‫أقل من ‪20‬‬ ‫تحدث عملية المعدنة للنيتروجين‬ ‫‪ -1‬إذا كانت نسبة ال‪C/N‬‬ ‫‪.Mineralization‬‬ ‫‪-2‬اذا كانت نسبة ال‪ C/N‬ما بين ‪ 30 : 20‬يحدث اتزان ‪( Balance‬يظل مستوى‬ ‫النيتروجين ثابتا ألن كمية ‪ N‬الموجودة فى المادة العضوية تكون كافية لسد احتياجات‬ ‫الكائنات الحية الدقيقة)‪.‬‬ ‫‪ -3‬إذا كانت نسبة ال‪ C/N‬اكبر من ‪ 30‬تحدث عملية تمثيل للنيتروجين‬ ‫‪. Immobilization‬‬ ‫ناخد بالنا أن الجزئية دى مهمة جدا فى االمتحان‬