Language
Country/Area
No result found
لغز النيتروجين: لماذا يصعب على النباتات الاستفادة من النيتروجين الجوي؟
يعد النيتروجين أحد أهم العناصر الموجودة على الأرض، حيث يمثل 78% من تركيب الغلاف الجوي. ومع ذلك، لماذا يصعب استخدام هذا النيتروجين الوفير مباشرة بواسطة النباتات؟ ويرجع ذلك أساسًا إلى وجود النيتروجين في الغلاف الجوي على شكل غاز النيتروجين (N2)، والذي لا يمكن للنباتات امتصاصه. لفهم ذلك، يجب علينا الخوض في عملية دورة النيتروجين، والتي تنطوي على سلسلة من العمليات البيوجيوكيميائية مثل تحويل النيتروجين، والتثبيت، والاستيعاب.
العملية الأساسية لدورة النيتروجين
دورة النيتروجين هي عملية معقدة تتضمن خطوات مثل تثبيت النيتروجين، والاستيعاب، والأمونيا، والنترجة، ونزع النتروجين. تساعد هذه العمليات على تحويل النيتروجين الجوي إلى شكل يمكن للنباتات استخدامه وضمان الأداء الصحي للنظم البيئية.
تثبيت النيتروجين
تتمثل عملية تثبيت النيتروجين في تحويل غاز النيتروجين (N2) إلى نترات ونتريت يمكن للنباتات الاستفادة منهما. تتم هذه العملية في الغالب عن طريق البكتيريا التي تعيش حرة أو تكافلية، مثل الريزوبيا، والتي تشكل علاقة تكافلية في جذور النباتات البقولية.
ربما لا تعلم أن حوالي 30% من النيتروجين الثابت يتم إنتاجه من خلال عملية هابر بوش، وهي طريقة مهمة لتثبيت النيتروجين الصناعي.
كيف تستخدم النباتات النيتروجين
تمتص النباتات أيونات النترات والأمونيوم الموجودة في التربة وتحولها إلى مركبات عضوية مثل الأحماض الأمينية. خاصة في العلاقة التكافلية مع الريزوبيا، تحصل النباتات البقولية على مصادر نيتروجين أكثر وفرة، وبالتالي زيادة محتوى النيتروجين في التربة الفقيرة بالنيتروجين.
الأمونيا والنترجة
إن الأمونيا هي عملية تحويل النيتروجين العضوي إلى جذور الأمونيا، والتي تحدث عندما تموت الكائنات الحية أو عندما تتحلل النفايات. يتم بعد ذلك أكسدة الأمونيا إلى نتريت ونترات، وهي عملية تسمى النترجة، والتي تهيمن عليها البكتيريا الموجودة في التربة.
تتطلب السمية العالية للأمونيا (NH3) تحويلها إلى شكل نترات أكثر أمانًا لحماية نمو النبات.
دور نزع النتروجين
إزالة النتروجين هي عملية اختزال النترات مرة أخرى إلى نيتروجين (N2)، بشكل رئيسي في ظل ظروف نقص الأكسجين. تكمل هذه العملية دورة النيتروجين وتساعد على إطلاق النيتروجين مرة أخرى في الغلاف الجوي.
تأثير الإنسان على دورة النيتروجين
مع زيادة الأنشطة البشرية، تغيرت دورة النيتروجين بشكل كبير. وقد أدت عوامل مثل الزراعة البشرية، والانبعاثات الصناعية، والتلوث المروري إلى زيادة في النيتروجين المتوفر بيولوجيا. وهذا لا يغير توازن النظم البيئية الطبيعية فحسب، بل يشكل أيضا تهديدا لصحة الإنسان.
في الواقع، أصبح التخثث الحالي للمسطحات المائية الناجم عن النيتروجين الزائد إحدى المشاكل البيئية العالمية.
التأثير على النظم الطبيعية
أدى التسميد النيتروجيني على نطاق واسع إلى سلسلة من المشاكل البيئية، بما في ذلك انخفاض التنوع البيولوجي وضعف صحة النبات. لذلك، بينما نتمتع بالتربة الخصبة التي يوفرها النيتروجين، يجب علينا أيضًا أن نفكر في كيفية إدارة هذا المورد واستخدامه بشكل أفضل للحفاظ على التوازن البيئي.
الاستنتاج
لا يمكن للنباتات أن تستخدم معظم أشكال النيتروجين الموجودة في الغلاف الجوي بشكل مباشر. وهذه العملية معقدة وتتأثر بعوامل عديدة. مع زيادة الأنشطة البشرية، تغيرت دورة النيتروجين بالكامل، مما أدى إلى سلسلة من المشاكل البيئية. هل يمكننا إيجاد طرق فعالة لحل هذه المشاكل وجعل استخدام النيتروجين أكثر معقولية واستدامة؟
