منتديات انفاس الحب - بحث عن طرق تثبيت النيتروجين

هناك بكتيريا معينة وبعض الظواهر الطبيعية التي تساعد في تثبيت النيتروجين ، فهناك بعض البكتيريا أو بدائيات النوى قادرة على تحويل النيتروجين في الغلاف الجوي إلى أمونيا ، مما يعمل ذلك على تثبيت النيتروجين بطريقة بيولوجيا ، حيث يتم تحويل إنزيم النيتروجيناز ثنائي النيتروجين إلى أمونيا ، وايضا قد تكون البكتيريا المثبتة للنيتروجين حرة أو تكافلية.

ومن أشهر الأمثلة على مثبتات النيتروجين الموجودة في البيئة البحرية Azotobacter ، Beijernickia ، Rhodospirillum ، البكتيريا الزرقاء ، ومن أمثلة المثبتات النيتروجينية التكافلية Rhizobium (في العقيدات الجذرية للبقوليات) و Frankia (في العقيدات الجذرية للنباتات غير البقولية).

تثبيت النيتروجين من خلال بكتيريا Rhizobium: يعمل هذا النوع من البكتيريا على تثبيت النيتروجين ، حيث تعيش هذه البكتيريا في جذور النباتات البقولية مثل نباتات البازلاء والفول ومن خلال استخدام بعض الإنزيمات تساعد في تثبيت النيتروجين في التربة ، حيث تعمل هذه الأنزيمات على تحويل شكل النيتروجين غير القابل للامتصاص إلى شكل قابل للاستخدام ، وبالتالي يسهل امتصاص النيتروجين في التربة ، وتمتص النباتات النيتروجين المعدل من التربة بسهولة ، وهذا هو السبب في القيام بخطة تناوب المحاصيل ، حيث تساعد النباتات البقولية على تجديد محتوى النيتروجين في التربة دون الحاجة إلى الأسمدة.

ومن الأمثلة الشهيرة على تثبيت النيتروجين بواسطة البكتيريا هي العلاقة التكافلية بين جذور نبات الريزوبيوم والنباتات البقولية ، حيث تقوم البكتيريا بتثبيت النيتروجين في التربة ، وتوفر النباتات الغذاء للبتكريا.

تثبيت النيتروجين بواسطة البرق: يعتبر البرق من الظواهر الطبيعية الأساسية التي تعمل على المساعدة في تثبيت النيتروجين ، وذلك من خلال كسر طاقة البرق وتحول الشكل غير القابل للامتصاص من النيتروجين إلى شكل قابل للاستخدام ، على الرغم من أن مساهمة البرق في تثبيت النيتروجين صغيرة ، إلا أنها تحمي النباتات من نقص العناصر الأساسية.

يتم إنتاج أكاسيد النيتروجين ، مثل NO و N 2 O و NO 2 أيضًا في الغلاف الجوي عن طريق العمليات الصناعية وعوادم السيارات ومحطات الطاقة وحرائق الغابات.

يتم تثبيت النيتروجين الجوي ب
يتم تثبيت النيتروجين الجوي بثلاث عمليات هما:

التثبيت الجوي بالبرق
التثبيت الصناعي
التثبيت البيولوجي بواسطة ميكروبات معينة – بمفردها أو في علاقة تكافلية مع بعض النباتات والحيوانات.
مزايا تثبيت النيتروجين من خلال تبادل المحاصيل
تُعرف البقوليات بأنها أفضل النباتات التي تعمل على تثبيت النتروجين في التربة ويمكن زراعتها إما كمحاصيل نقدية أو محاصيل تغطية ، تجلب محاصيل الغطاء المثبت للنيتروجين فوائد متعددة للنباتات ومن ضمنها التالي:

المساعدة على تثبيت النيتروجين.
حماية التربة من التعرية بتغطيتها أو الثبات في مكانها من خلال جذورها القوية جذر.
العمل على تحسين خصوبة التربة عند استخدامها كسماد أخضر.
الاحتفاظ برطوبة التربة.
المساعدة في إدارة الحشائش مع مخلفات المحاصيل.
تستخدم كمواد علف ورعي للدواجن والماشية.
جذب الملقحات في وقت ازدهار المحصول.

أفضل محاصيل التغطية لتثبيت النيتروجين
هناك مجموعة من النباتات التي يتم استخدامها من أجل تثبيت النيتروجين في جميع أنحاء العالم ومن أفضلها مايلي:

البرسيم: يتم استخدام محصول البرسيم لتثبيت النيتروجين في الربيع أو الخريف ، وبالإضافة لفوائد محاصيل التغطية فأن أزهار البرسيم تتميز بأزهارها الرائعة ، وايضاً البرسيم الأبيض الجديد يقاوم كل من الصدأ والجفاف ، وقد يعيش البرسيم في فصول الشتاء المعتدلة ولكنه محفوف بالمخاطر بالنسبة للشتاء الشديد.

البازلاء والفاصوليا: يمكن استخدام البازلاء أو الفاصوليا كغطاء صيفي مثبت للنيتروجين أو يمكن حصاده من أجل الغذاء ، في الحالتين يقومون بإثراء التربة بالنيتروجين ، البازلاء الجنوبية تفضل المواسم الدافئة وتزرع عندما تصل درجة حرارة التربة إلى 60 درجة فهرنهايت.

على ماذا تعتمد كمية النتروجين التي يتم تثبيتها
كمية تثبيت النيتروجين في النباتات مختلفة ، تعتمد على عدد من العوامل وهي:

عمر النبات: تعتبر النباتات القديمة أو المعمرة المثبتة للنيتروجين أكثر.

مدة الموسم: كلما زاد الوقت ، زادت معدلات تثبيت النيتروجين.

الغرض: الحصاد والرعي الدمج كسماد أخضر والقص أو الرعي يقلل من خصائص تثبيت النيتروجين بينما تكون البقوليات أكثر إنتاجية.

ظروف النمو العام: المنافسة مع المحاصيل الأخرى ، والظروف الجوية غير المواتية ، والتربة السيئة ، والإدارة غير السليمة للأعشاب الضارة ومكافحة الآفات ، وما إلى ذلك ، تقلل من إمكانات تثبيت النيتروجين في النباتات.

بقايا النيتروجين في التربة: يعتمد على كمية N الحالية في التربة من المحاصيل أو التسميد السابق.

الأنواع النباتية . يعتبر البرسيم والبرسيم من أفضل محاصيل الغطاء المثبت للنيتروجين من حيث القدرة.

ما هي البكتيريا المثبتة للنيتروجين
كما يوحي الاسم ، تشارك البكتيريا المثبتة للنيتروجين في عملية تثبيت المغذيات ، تشمل أمثلة البكتيريا المثبتة للنيتروجين Rhizobium (المعروف سابقًا باسم Agrobacterium ) و Frankia و Azospirillum و Azoarcus و Herbaspirillum و Cyanobacteria و Rhodobacter و Klebsiella ، حيث تقوم البكتيريا المثبتة للنيتروجين بتركيب إنزيم النيتروجين الفريد المسؤول عن تثبيت 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 ، تحدث عملية التثبيت بفضل تكافل البقوليات والبكتيريا المثبتة للنيتروجين. من الشائع أن تكون جذور البقول مستعمرة لجذور البقول. ومع ذلك ، فإن تكافلهم ليس هو الخيار الوحيد: توجد أيضًا كائنات حية حرة ومرتبطة بتثبيت النتروجين.

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 بأنفسهم ، الكائنات الدقيقة المثبتة للنيتروجين تفعل ما لا تستطيع المحاصيل القيام به الحصول على النيتروجين لها ، تأخذه البكتيريا من الهواء كغاز وتطلقه في التربة ، بشكل أساسي مثل الأمونيا ، وهو يعتبر الخيار الوحيد المناسب للنباتات لأنها يمكن أن تستهلك النتروجين فقط من التربة وفقط كمركبات غير عضوية نيتروجينية ، مما يفسر أهمية تثبيت النيتروجين.

كيف تساعد البكتيريا المثبتة للنيتروجين المحاصيل على النمو
تزود البكتيريا المثبتة للنيتروجين المحاصيل بـالنتروجين الجاهز للاستخدام الذي يحتاجونه كجزء من جزيئات الكلوروفيل، ويعتبر الكلوروفيل من المواد الهامة لعملية تحويل طاقة ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية ، أي تحتاجه النباتات للحصول على الطعام.

أيضًا يحتاج النبات إلى النيتروجين كجزء من الأحماض الأمينية لبناء البروتينات التي تشارك في التمثيل الغذائي وتخزين الطاقة ، كما يؤدي نقص تثبيت النيتروجين إلى نقص الغذاء ، مما يؤدي إلى اصفرار الغطاء النباتي ، وتخفيفه ، وذبوله ، وتأخر النمو الكلي ، والتعفن