|
اصلی‌ترین هیدرید نیتروژن، آمونیاک است (N[[hydrogen|H]]<sub>3</sub>)، البته هیدرازین (N<sub>2</sub>H<sub>4</sub>) نیز مشهور است. ترکیب آمونیاک ساده‌تر از آب بوده و در محلول یونهای آمونیاک (NH<sub>4</sub><sup>+</sup>) را تشکیل می‌دهد. آمونیاک مایع در حقیقت کمی [[آمفیروتیک]] بوده و آمونیاک و یونهای آمینه (NH<sub>2</sub><sup>-</sup>) را بوجود می‌آورد؛ که البته هر دو نمک آمیدها و نیترید شناخته شده‌اند، ولی در آب تجزیه می‌شوند. ترکیبات جانشین آمونیاک به تنهایی یا باهم، [[آمین]]ها نامیده می‌شوند. زنجیره‌ها، حلقه‌ها و ساختارهای بزرگ‌تر هیدریدهای نیتروژنی نیز شناخته شده‌اند، ولی در واقع ناپایدار هستند.
گروه‌های دیگر [[آنیون]]های نیتروژن، آزیدین‌ها (N<sub>3</sub><sup>-</sup>) هستند، که خطی بوده و نسبت به دی‌اکسید کربن ایزو الکتریک هستند. مولکول دیگر با ساختار مشابه، مونوکسید دی نیتروژن N<sub>2</sub>[[اکسیژن|O]] یا گاز خنده است، و یکی از اکسیدهای گوناگون بوده و برجسته تر از مونوکسید نیتروژن (NO) و دی‌اکسید نیتروژن (NO<sub>2</sub>) است، که هر دوی آنهاآن‌ها الکترون غیر زوج دارند؛ که دومی تمایلی را به [[دوپار|دوپارشدن]] نشان داده و از اجزای تشکیل دهنده هوای آلوده‌است.
اکسیدهای استاندارد بیشتری مانند تری‌اکسید دی نیتروژن (N<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) و پنتاکسید دی نیتروژن (N<sub>2</sub>O<sub>5</sub>) معمولاً تا حدی نا پایدار و قابل انفجار هستند. اسیدهای متناظر آنهاآن‌ها [[اسید نیتروس|نیتروس]] (HNO<sub>2</sub>) و [[اسید نیتریک]] (HNO<sub>3</sub>) بوده با نمکهای متناظر که [[نیتریت]]ها و [[نیترات]]ها نامیده می‌شوند. اسید نیتریک یکی از چند اسیدی است که از [[هیدرونیوم]] قوی تر است.
== نقش زیست‌شناختی ==
نیتروژن عنصر اصلی اسیدهای آمینه و اسیدهای هسته‌ای که نیتروژن را ماده‌ای حیاتی برای ادامه زندگی می‌کنند، است. لوبیا مانند اکثر گیاهانی که دانه‌های سبوسی دارند می‌تواند عمل [[بازیافت]] نیتروژن را به‌طور مستقیم از هوا انجام دهد، چراکه ریشه‌های آنهاآن‌ها دارای برآمدگی‌هایی، برای نگهداری میکروبهایی است که عمل تبدیل به آمونیاک را [[فرایند|فرایندی]] به نام تثبیت نیتروژن انجام می‌دهد، می‌باشد. این گیاهان آمونیاک را به اکسیدهای نیتروژن و آمینو اسید تبدیل کرده و [[پروتئین]] می‌سازند.
== ایزوتوپ‌ها ==
= '''نیتروژن و گیاه:''' =
نیتروژن غذای اصلی برای گیاهان است. یکی از اجزای اساسی پروتئین میمی‌باشد باشد (برای ساخت اسید‌هایاسیدهای آمینه، در کاتالیز واکنش‌های شیمیایی و حمل و نقل الکترون ها) و کلروفیل (قادر ساختن فتوسنتز) و در بسیاری از بخش‌های گیاهان شرکت دارد. نیتروژن نقش مهمی در فرآیندهای فیزیولوژیکی مختلف دارد. رنگ سبز تیره را القاء می کندمی‌کند و باعث افزایش رشد برگ، ساقه و سایر بخش‌های گیاه و نمو آن می شودمی‌شود. به علاوه باعث تحریک رشد ریشه، بهبود کیفیت میوه، افزایش محتوای پروتئین و همچنین باعث جذب و استفاده مواد مغذی دیگر نظیر پتاسیم و فسفر می شودمی‌شود (1). کمبود نیتروژن باعث کاهش رشد، کلروز (تغییر رنگ سبز به زرد) ایجاد نقطه‌های قرمز و صورتی بر روی برگ‌ها می شودمی‌شود (3). کاربرد زیاد آن باعث ایجاد رنگ سبز تیره، اثر منفی روی رشد گیاه و تولید میوه با کمترین کیفیت و کمیت می شودمی‌شود (4).
[[پرونده:Chlorophyll_formation_rate_increase_in_plant_toward_increase_in_utilization_of_N.png|بندانگشتی|236x236پیکسل|The effects of nitrogen on chlorophyll]]
== '''بهره وری نیتروژن در گیاهان و مدیریت آن:''' ==
فاکتورهای متعددی مانند سن گیاه، ویژگی‌های گیاه و وضعیت خاک و فاکتورهای اقلیمی میزان بهره وری نیتروژن را تحت تاثیرتأثیر قرار می دهدمی‌دهد. گیاه در مراحل اولیه رشد (جوانه زنی و رشد گیاهچه) که سیستم ریشه ای کامل و تعداد برگهای کمی دارد چگونه می‌تواند بیشترین نیتروژن مورد نیاز خود را با کاربرد برگی یا خاکی جذب نماید؟ کاربرد بالای نیتروژن در این مواقع فقط هدر دادن سرمایه میمی‌باشد باشد زیرا پاسخ دلخواه را به دنبال نخواهد داشت. زمانی که سیستم ریشه ای گیاه کامل و سایز و تعداد برگ‌ها زیاد می شودمی‌شود استفاده نیتروژن افزایش پیدا می کندمی‌کند. ریشه‌های عمیق و برگهای بزرگ کارایی استفاده از نیتروژن را بالا می برد. استفاده برگی نیتروژن در این مرحله که برگ گیاه بزرگ تر است مفید تر از مرحله ای است که برگهای کوچکتری دارد. بیشترین بازده استفاده از نیتروژن در مرحله بلوغ گیاه میمی‌باشد باشد بعد از که گیاه به سمت پیری می رودمی‌رود بهتر است که مصرف آن را کاهش دهیم. کارایی مصرف به شدت وابسته به شرایط خاکی و اقلیمی است. شرایطی مانند PH خاک، بافت خاک، ساختار، آبشویی، مواد آلی، رطوبت، حضور دیگر مواد مغذی، اکسیداسیون و احیا، روش مصرف نیتروژن، تراکم خاک و غیره کارایی آن را تحت تاثیرتأثیر قرار می دهدمی‌دهد. PH مورد نیاز برای جذب بهتر آن حدود 6.5-7 میمی‌باشد باشد. به علاوه بافت خاک (درصد شن، سیلت و رس) از لحاظ سیستمی در مدیریت نیتروژن در نظر گرفته می شودمی‌شود به گونه ای که در خاک‌هایی با بافت شنی و بافت درشت توانایی نگه داری نیتروژن پایین میمی‌باشد باشد. از میان عوامل محدود کننده کارایی نیتروژن آبشویی یکی از مشکلات عمده میمی‌باشد باشد. با کاربرد نیتروژن در اّب آبیاری، در آن حل می شودمی‌شود و از سطح رویی خاک به قسمت‌های پایین برده می شودمی‌شود. که این فراید باعث کاهش قابلیت دسترسی نیتروژن می شودمی‌شود. تراکم خاک باعث کاهش اکسیژن و بروز مشکل هوادهی می شودمی‌شود و هوا برای فرایند شکستن نیتروژن و انتشار آن در ناحیه ریشه ظروری میمی‌باشد باشد.
[[پرونده:Untitle55d.png|بندانگشتی|All about nitrogen]]
=== '''فرایند جذب نیتروژن:''' ===
سه روش مختلف برای جذب مواد مغذی توسط گیاه وجود دارد. که شامل جریان توده ای، انتشار و root interception می باشندمی‌باشند. و نیتروژن عمدتا توسط جریان توده ای جذب گیاه می شودمی‌شود. که قبل از آن باید در آب حل بشود که توانایی عبور از غشاء را داشته باشد. جذب مواد غذایی از طریق تبادل بین آنیون‌ها و کاتیون‌ها صورت می پذیرد. که یون هیدروژن از ریشه توسط پمپ پروتون به داخل خاک رانده می شودمی‌شود و یون نیتروژن جایگزین آن در ریشه می شودمی‌شود. به علاوه فرایند ربایش توسط ریشه (Root interception) برای جذب این عنصر صورت می پذیرد. گیاهان دارای دو مسیر فیزیولوژیکی برای انتقال انرژی هستند که شامل آوند آبکش و چوبی می باشندمی‌باشند. با کاربرد خاکی نیتروژن؛ این عنصر از طریق آوند چوبی به برگ‌ها انتقال داده می شودمی‌شود و با کاربرد برگی آن از طریق آوند آب کش از برگ‌ها به ریشه‌ها منتقل می شودمی‌شود. نیترات (NO<sub>3</sub><sup>-</sup>) و آمینواسید‌هاآمینواسیدها دو عنصر اصلی هستند که توسط آوند چوبی منتقل می شوندمی‌شوند (5). بافت آوند چوبی در گیاهان به نوع گیاه بستگی دارد و می‌تواند به صورت تک و یا دوتایی در سلول‌های مختلف باشد. بعضی از گیاهان مانند سرخس‌ها دارای آوند چوبی Straw هستند. آن‌ها از سلول‌های بلند و باریک تشکیل می شوندمی‌شوند که به عنوان تریکوئید شناخته می شوندمی‌شوند. اما گیاهان دیگر مانند گیاهان گلدار دارای آوند‌هایآوندهای بزرگ و بیشتری هستند. که در اندازه‌های بزرگتری هستند و بنابراین دارای سیستم انتقال آبی کاراتر و بهتری میباشندمی‌باشند و کاربرد نیتروژن در آن‌ها کارا تر میمی‌باشد باشد (6,7). برای بهتر بکاربردن مواد مغذی بهتر است که آگاهی خوبی در مورد سیستم‌های آوندی گیاهان مختلف داشته باشیم.
[[پرونده:Uited.png|بندانگشتی|Plant N use efficiency at different growth stages]]
== '''منابع نیتروژن:''' ==
نیتروژن از منابع مختلفی مانند تثبیت صنعتی، تثبیت اتمسفری آن، تثبیت بیولوژیکی و منابع آلی قابل دسترس است. که نیتروژن قابل دسترس صنعتی مهمترینمهم‌ترین منبع نیتروژن در جهان است. جدول یک
تثبیت صنعی نیتروژن برای اولین بار در جهان توسط Caro در سال 1901 با استفاده از N<sub>2</sub> و Ca (CN2) از کلسیم کاربید انجام شد. بعد از آن Harber و Bosh آمونیاک را از گاز نیتروژن و گاز هیدروژن در درجهحرارت بالا 400-6000 درجه سانتی گراد و فشار حدود 200-1000 اتمسفر تولید کردند.
=== '''تثبیت نیتروژن اتمسفری:''' ===
تثبیت نیتروژن اتمسفری زمانی اتفاق می افتد که گاز نیتروژن (N<sub>2</sub> ) توسط انرژِی نور شکسته می شودمی‌شود و تبدیل به نیتریک اکسید (NO<sub>2</sub>) می شودمی‌شود و سپس با اکسیژن ترکیب می شودمی‌شود و نیترات را تولید می کندمی‌کند. که توسط باران به زمین منتقل می شودمی‌شود. مقدار نیتروژنی که توسط این روش تثبیت می شودمی‌شود کم میمی‌باشد باشد.
=== '''تثبیت بیولوژیکی نیتروژن:''' ===
این روش تثبیت نیتروژن توسط میکروارگانیسم‌ها صورت می پذیرد. این میکروارگانیسم‌ها نیتروزن اتمسفری را توسط فرایند آمونیفیکاسیون (توسط باکتری) تبدیل به آمونیم می کنندمی‌کنند. و سپس توسط باکتری‌هایی مانند nitrosomonas، nitrosospira و nitrosococcus آمونیوم تبدیل به نیتریک اکسید و سپس توسط باکتری‌هایی مانند نیتروباکتر، نیتروسپیرا، نیتروسپینا و نیتروکوکوس نیتریک اکسید تبدیل به نیترات می شودمی‌شود که بهترین فرم قابل جذب برای رشد و نمو گیاه شناخته می شودمی‌شود (8).
=== '''تثبیت آلی نیتروژن:''' ===
انواع مختلفی از کود‌هایکودهای آلی وجود دارد که حاوی نیتروزن میمی‌باشد باشد. کودهای متراکمی مانند کودهای مورد استفاده در حیاط خانه (0.5% N)، کود مرغی (3.03 % N)، کمپوست مزرعه (0.5 % N) و کود سبز (G.M).
== '''مدیریت نیتروژن:''' ==
روش و زمان کاربرد نیتروژن اثر مستقیمی روی میزان محصولات دارد. روش‌های جدید کود دهی مانند کود آبیاری (Fertigation) و Flooded Application جایگزین روش‌های قدیمی تر مانند کاربرد برگی شده اندشده‌اند. قبل از استفاده از نیتروژن باید موارد زیر را در نظر گرفت:
الف) نوع گیاه یا محصول و خصوصیات ریشه آن
=== '''روش Broadcasting:''' ===
این روش کاربرد به صورت افکندن کود در خاک و محصول تعریف می شودمی‌شود. توزیع یکنواخت کود در کل زمین است. این روش بیشترین میزان کود را نیاز دارد. این روش برای کاربرد کود در محصولات متراکم مناسب میمی‌باشد باشد.
=== '''روش گماشتن (Placement):''' ===
یک روشی برای کاربرد نیتروژن است که در آن کود در داخل خاک قرار میگیرد. این روش برای کاربرد نیتروزن زمانی که مقدار نیتروژن در دسترس کم میمی‌باشد باشد و یا این که به خاطر ویژگی‌های نامناسب خاک ریشه گیاه توانایی رشد خوبی ندارد می‌تواند بکار رود. این روش به سه دسته closely placement، Localizing addition و Deep placement تقسیم می شودمی‌شود.
=== '''روش برگی Foliar method:''' ===
=== '''روش کود آبیاری (Fertigation method):''' ===
در این روش محلول نیتروژن توسط جریان آب آبیاری به پای گیاهان می رسدمی‌رسد. مشاهده شده استشده‌است که این روش برای کاربرد کود‌هایکودهای نیتروژنه بسیار اقتصادی و بسیار ایده آل میمی‌باشد باشد. زیرا کمترین مشکل از دست رفتن کود نیتروژن وجود دارد و همچنین کیزان جذب توسط گیاه نیز بالا می رود.
=== '''روش Starter application of solution:''' ===
این روش یکی از روش‌های مدرن کاربرد کود‌هاکودها میمی‌باشد باشد. محلول نیتروژن همراه فسفر و پتاسیم به نسبت (1:2:1) به گیاهان برنج در طول زمان انتقال داده می شودمی‌شود. مزیت اصلی این روش حمایت رشد قوی دانهال میمی‌باشد باشد(9).
[[پرونده:Untitl6ed.png|بندانگشتی|Different nitrogen fertilizer application methods]]
| 