Foamea de azot – de ce este influențată, cum o evităm

Azotul este cel mai activ element nutritiv și, spre deosebire de celelalte două elemente importante (P, K), în litosferă nu se găsesc zăcăminte cu azot, astfel fertilizanții cu azot sunt obținuți din azotul atmosferic (N₂).

Azotul trece din sol în plante și invers (reziduuri) prin intermediul biomasei microbiene, fiind supus mai multor transformări.

La suprafața solului, conținutul total de N este cuprins între 0,05-0,2%, dintre care aproximativ 5% sunt accesibile plantelor, în marte parte, sub formă de azot nitric și amoniacal. Cea mai mare parte de N de la suprafața solului se găsește sub formă de compuși organici.

Azotul organic devine disponibil plantelor datorită proceselor de mineralizare. Mineralizarea constă în descompunerea substanțelor organice ce conțin azot, în compuși minerali simpli, cu rol important în nutriția plantelor. Mineralizarea are loc atunci când azotul din materia organică supusa descompunerii depășește nevoile proprii ale microorganismelor. 

Foamea de azot apare atunci când se adaugă în sol o cantitate mare de materie organică săracă în azot. Acest aport constituie o sursă mare de carbon și, prin urmare, de energie pentru microorganisme, ceea ce va provoca o activitate metabolică puternică și producția de noi celule microbiene.

Dar, pentru a produce aceste celule, este necesară o cantitate proporțională de azot, care intră în compoziția multor molecule esențiale, cum ar fi proteinele: mineralizarea a 100 g de carbon creează astfel o cerere de aproximativ 4 g de azot, conform Institutului Agro Montpellier.

Relația dintre carbon (C) și azot (N) în reziduurile de cultură și soluri este bine documentată și este cunoscută sub numele de raportul C/N. În medie, solurile au un raport de 10:1, dar acesta poate varia între 8:1 și 18:1 în funcție de starea solului.

Dacă materia organică adusă nu conține suficient N pentru a satisface această cerere, microorganismele vor preleva (și, prin urmare, vor imobiliza) N din soluția solului pentru a putea crește.

Respectiv, imobilizarea biochimică are loc în momentul în care azotul din materia organică nu este suficient, microorganismele sunt nevoite să consume azotul anorganic din sol, pe care îl transformă în proteine celulare și alți compuși organici.

De exemplu, paiele au un raport C/N apropiat de 100, ceea ce înseamnă că mineralizarea a 100 g de C provenit din paie eliberează doar un g de N: acest lucru nu este suficient pentru microorganisme, care vor trebui să preleveze în altă parte 3 g de N suplimentar pentru a asigura creșterea lor, intrând astfel în competiție directă cu rădăcinile plantelor.

Mineralizarea sau imobilizarea netă de azot?

Astfel, microorganismele pot consuma rapid tot azotul disponibil, creând o insuficiență de N pentru plante și ajungând chiar ele însele în situație de insuficiență. În acest caz, multiplicarea microbiană se oprește din cauza lipsei de azot, iar descompunerea este încetinită.

Această încetinire este temporară. Celulele microbiene care au putut fi create continuă să activeze și să folosească carbon pentru metabolismul lor: ele pierd astfel treptat CO2 prin respirație, păstrându-și azotul.

Puțin câte puțin, raportul C/N al materiei în descompunere scade, până când atinge un nivel de aproximativ 25, unde azotul este din nou suficient pentru a asigura o multiplicare microbiană și chiar o mineralizare netă.

Aplicând în sol materie organică ce are un conținut redus de azot, trebuie să asigurăm microorganismele cu surse suplimentare de azot, altfel se reduce conținutul de azot mineral al solului și accesibilitatea azotului pentru plante. 

Astfel, în funcție de reziduurile de plante obținute se determină cantitatea de azot necesară de administrat pentru a contribui la o mai bună descompunere a acestor reziduuri.

V-ar putea plăcea și articolul Cum utilizăm corect resturile de plante în sistemul No-till.

Acest fenomen de imobilizare microbiană a nutrienților, foarte cunoscut în agricultură, nu se limitează la azot, ci se poate extinde și la alți nutrienți.

Cum îmbogățim solul cu azot?

Microorganismele sunt generatoarele fixării biologice a azotului molecular. O altă alternativă bine cunoscută a asigurării solului cu azot sunt îngrășămintele organice și minerale.

Atunci când vorbim de microorganismele care fixează azotul în sol, acestea pot fi nesimbiotice (de exemplu Azotobacter vinelandii, Clostridium pasteurianum, Klebsiella pneumoniae) și microorganismele simbiotice (de exemplu genurile Rhizobium responsabile de simbioze cu plantele leguminoase, Actinomyces ce asigură simbioza cu specii neleguminoase).

Simbioza creată între microorganisme și plante constă în aceea că plantele utilizează substanțele cu azot în formă redusă (oferită de către microorganisme), iar microorganismele utilizează glucidele solubile sintetizate de plante și sărurile anorganice.

După ce aceste bacterii pătrund în rădăcina plantei, formează nodozități datorită enzimelor (dinitrogenaza si dinitrogenreductaza), în prima perioadă (primele zile) hrănindu-se pe seama plantei. Apoi, puțin câte puțin, încep să fixeze azotul atmosferic, oferindu-l în schimb plantei, în cantități de aproximativ 70-80% din cantitatea fixată.

Pentru susținerea vieții microorganismelor este primordială asigurarea echilibrului atât în alegerea culturilor și elaborarea schemelor de asolament, cât și fertilizarea organică și minerală a solului, adaptarea lucrării acestuia în funcție de particularități și analizarea fiecărei parcele în parte, atât prin analize de laborator, cât și pe parcursul vegetației.

În acest mod, va fi posibilă elaborarea unei soluții echilibrate, pretabile anume solului și tehnologiei pe care o implementați.

Citiți mai multe despre Degradarea biologică a solului. Cum ne ajută „un sol viu” și cum să-l protejăm.

Bibliografie:

1. La faim d’azote. Institut Agro Montpellier.
2. Nitrogen starvation affects bacterial adhesion to soil. Autori: Maria Tereza Borges, Antônio Galvão Nascimento, Ulisses Nunes Rocha, Marcos Rogério Tótola.
3. Do post-harvest crop residues in no-till systems provide for nitrogen needs of following crops? Autori: Rashad S. Alghamdi, Larry Cihacek.