كيف تحصل النباتات على النيتروجين

كيف تحصل النباتات على النيتروجين

كيف تحصل النباتات على النيتروجين ؟، حيث أن النيتروجين عنصر مهم للغاية لجميع أشكال الحياة، وهو جزء مهم في العديد من الخلايا والعمليات مثل الأحماض الأمينية والبروتينات وحتى حمضنا النووي، وهناك حاجة أيضًا إلى إنتاج الكلوروفيل في النباتات، والذي يستخدم في عملية التمثيل الضوئي لصنع طعامها، وكل ذلك في النهاية يعتمد على النيتروجين، فمن هذا سنتعرف على دورة النيتروجين في الطبيعة و على إجابة سؤال كيف تحصل النباتات على النيتروجين ؟

كيف تحصل النباتات على النيتروجين

تحصل النباتات على النيتروجين من التربة من خلال تحليل البكتيريا وتحويلها إلى أمونيا والتي تطلق على أحد المركبات العضوية، ففي حين أن الغلاف الجوي يحتوي على حوالي 70٪ من النيتروجين ولكنه غير متوفر للنباتات، تشكل بعض النباتات مثل عائلة البقوليات ومنها البازلاء، والفاصولياء، و البرسيم، وغيرها علاقات تكافلية مع البكتيريا المثبتة للنيتروجين في العقيدات في جذورها، وتحصل البكتيريا على الطعام من النبات ويحصل النبات على النيتروجين من البكتيريا، وتميل أيضًا إلى ترك النيتروجين في التربة بعد ذهابها، ولهذا السبب فالبكتيريا مهمة جدًا في تناوب المحاصيل. [1]

دورة النيتروجين في الطبيعة

كجزء من عمليات الحياة يتحول النيتروجين من شكل كيميائي إلى آخر، وتشكل التحولات التي يمر بها النيتروجين أثناء انتقاله بين الغلاف الجوي والأرض والكائنات الحية دورة النيتروجين، وفي يأتي أهم مراحل دورة النيتروجين: [2]

عملية التثبيت 

حيث لا يمكن استخدام النيتروجين في شكله الغازي (N2) من قبل معظم الكائنات الحية، ويجب تحويله أو “إصلاحه” إلى شكل أكثر قابلية للاستخدام من خلال عملية تسمى التثبيت، وهناك ثلاث طرق يمكن من خلالها إصلاح النيتروجين ليكون مفيدًا للكائنات الحية وهي إما بيولوجيًا أو صناعيًا أو من خلال البرق:

  • بيولوجيا: حيث ينتشر غاز النيتروجين (N2) في التربة من الغلاف الجوي، وتقوم أنواع البكتيريا بتحويل هذا النيتروجين إلى أيونات الأمونيوم (NH4 +)، والتي يمكن أن تستخدمها النباتات، وغالبًا ما يزرع المزارعون البقوليات (مثل البرسيم والترمس) لأنها تحتوي على عقيدات على جذورها والتي تحتوي على بكتيريا مثبتة للنيتروجين.
  • من خلال البرق: حيث يحول البرق النيتروجين الجوي إلى أمونيا ونترات (NO3) التي تدخل التربة مع هطول الأمطار.
  • صناعيًا: حيث تعلم الناس كيفية تحويل غاز النيتروجين إلى أمونيا (NH3-) والأسمدة الغنية بالنيتروجين لتكملة كمية النيتروجين المثبتة بشكل طبيعي.

اقرأ أيضًا: العملية التي تحول فيها البكتيريا والبرق النيتروجين إلى مركبات مفيدة للنباتات

عملية التقسيم

حيث تتمثل عملية التقسيم أو عملية التفكيك في امتصاص النباتات لمركبات النيتروجين من خلال جذورها، وتحصل الحيوانات على هذه المركبات عندما تأكل النباتات، وعندما تموت النباتات والحيوانات أو عندما تفرز الحيوانات النفايات تدخل مركبات النيتروجين الموجودة في المادة العضوية إلى التربة حيث يتم تفكيكها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة، والمعروفة باسم المُحلِّلات، وبالتالي ينتج عن هذا التحلل الأمونيا، والتي يمكن أن تمر بعد ذلك بعملية النترجة.

اقرأ أيضًا: لماذا تعد المحللات مهمة جدًا في النظام البيئي ؟ 

عملية النترنة

حيث في هذه العملية التي تسمى النترنة أو النترجة تقوم البكتيريا الآزوتية الموجودة في التربة بتحويل الأمونيا إلى نتريت (NO2-) ثم إلى نترات (NO3-)،، وبالتالي يمكن أن تمتص مركبات مثل النترات والنتريت والأمونيا والأمونيوم من التربة بواسطة النباتات ثم استخدامها في تكوين البروتينات النباتية والحيوانية.

مركبات النيتروجين والتأثيرات البيئية المحتملة

قد تكون الزراعة مسؤولة عن حوالي نصف تثبيت النيتروجين على الأرض من خلال الأسمدة وزراعة المحاصيل المثبتة للنيتروجين، وأدت زيادة مدخلات النيتروجين (في التربة) إلى إنتاج المزيد من الغذاء لإطعام المزيد من الناس والمعروفة باسم “الثورة الخضراء”؛ ومع ذلك فإن النيتروجين الزائد عن طلب النبات يمكن أن يتسرب من التربة إلى المجاري المائية؛ كما ويمكن أن تحدث مشكلة أخرى أثناء النترجة ونزع النتروجين، فعندما لا تكتمل العملية الكيميائية يمكن تكوين أكسيد النيتروز (N2O) وهذا أمر مثير للقلق حيث أن أكسيد النيتروز هو أحد غازات الدفيئة القوية التي تساهم في الاحتباس الحراري؛ وفي المقابل فإن توازن مركبات النيتروجين في البيئة يدعم الحياة النباتية ولا يمثل تهديدًا للحيوانات، ولكن تحدث المشاكل فقط عندما لا تكون الدورة متوازنة. [2]

وفي ختام هذه المقالة نلخص لأهم ما جاء فيها حيث تم التعرف على إجابة سؤال كيف تحصل النباتات على النيتروجين ؟ كما وتم التعرف أيضًا على دورة النيتروجين المهمة جدًا في الطبيعة، بالإضافة إلى أنه تم التعرف على مركبات النيتروجين والتأثيرات البيئية المحتملة، إن كانت ضارة او مفيدة.

المراجع

  1. ^quora.com , How do plants get their nitrogen? , 20/4/2021
  2. ^sciencelearn.org.nz , The nitrogen cycle , 20/4/2021