AZOT:wszystkie formy nie są równe

Witam wszystkich,
Jakiś czas temu przeczytałem interesujący artykuł o formach azotu i ich wpływie na funkcjonowanie środowiska/ podłoża w którym rosną rośliny jak i sam wygląd i funkcjonowanie roślin. Jako ze artykuł jest po angielsku pozwoliłem sobie go przetłumaczyć i pokazać tu na forum. Zdjęcia tabele i rysunki wymienione w tłumaczeniu możecie zobaczyć na oryginalnej stronie w linku poniżej. Jest to opracowanie którego autorami są Neil Mattson, Roland Leatherwood,Cari Peters z Uniwersytetu Cornell.

http://www.greenhouse.cornell.edu/crops ... n_form.pdf

Formy azotu
Rośliny mają zdolność do pobierania kilku chemicznych form azotu. Najbardziej popularne to: jon amonowy (NH4+), który ma pozytywny ładunek; azotan (NO3-), który ma ujemny ładunek; i mocznik ((NH2)2CO), który nie ma ładunku. Wiele komercyjnych nawozów ma w swojej zawartości mieszaninę kombinacji tych trzech form azotu.
Podczas dodawania tych form azotu do podłoża w którym rosną rośliny mogą zachodzić naturalne procesy przechodzenia jednej formy do drugiej (rysunek 1). Bakterie mogą przeobrazić mocznik do jonu amonowego lub jon amonowy do azotanu.
Jony wodoru (H+) które zakwaszają podłoże są uwalniane w momencie gdy jon amonowy jest przekształcany w azotan. W podłożu przekształcenie mocznika w jon amonowy następuję bardzo szybko bo do mniej niż dwóch dni. Mocznik i jony amonowe są w nazewnictwie zazwyczaj grupowane razem i określane jako amonowa forma azotu.
Kiedy korzenie pobierają naładowane cząsteczki takie jak NH4 czy NO3 zazwyczaj uwalniają cząsteczki posiadające przeciwny ładunek do tych pobranych aby utrzymać zbalansowane pH wewnątrz swoich komórek. Ponieważ azot może być dostarczony jako dodatnio albo ujemnie naładowana cząsteczka sprawia to że pH podłoża może być zmieniane.

Efekt pH
Rośliny pobierają jon amonowy i inny pozytywnie naładowany kation uwalniając tym samym jeden jon wodorowy (H+) do podłoża w zamian za każdy pobrany jon amonowy.
Powoduje to że po pewnym czasie pobór azotu w formie amonowej zwiększa stężenie jonów wodorowych a co za tym idzie obniża się pH medium w którym rosną rośliny.
Pobór negatywnie naładowanego anionu takiego jak azotan osiągnięte jest najczęściej przez uwolnienie jonu wodorotlenku (OH-). W roztworze jon wodorowy i wodorotlenek łączą się tworząc wodę (H2O) . Z czasem reakcja łączenia się jonów wodorowych i wodorotlenków obniża koncentracje jonów wodorowych i tym samym podwyższa pH medium w którym rosną rośliny.

W pewnych okolicznościach rośliny absorbują anion azotanowy poprzez równoczesny pobór jonu wodorowego (H+) lub uwolnienie wodorowęglanu (HCO3-). Podobnie jak jon wodorowy, jon wodorowęglanowy łączy się z jonem wodorowym czego rezultatem jest wzrost pH medium. Finalnym efektem używania nawozów w których skład wchodzi wyłącznie azotan jest wzrost całkowitego pH medium.
Nagłym przykładem takiego efektu stosowanej formy azotu na pH podłoża pokazano na rysunku 2. Sadzonki róży rosły w środowisku hydroponicznym w roztworze zawierającym różną procentową zawartość jonów amonowych. Po pierwszym dniu podawania azotu pH spadło o jedną do dwóch jednostek ponieważ bakterie przekształciły jony amonowe na azotany. Po początkowym spadku pH, stosując 8 procentowy i 16 procentowy system nawożenia azotem w formie amonowej po pewnym czasie pH wzrosło jako że wyłącznie azotany pozostały do zaabsorbowania przez rośliny. Stosując 31 procentowe nawożenie formą amonową azotu korzenie pobierały kombinacje obu form tj. azotanów i jonów amonowych co skutkowało tym że przez pięć następnych dni pH utrzymało się na całkiem stabilnym poziomie.
Ten efekt pH w środowisku hydroponicznym jest bardziej natychmiastowy niż to co nastąpiłoby w komercyjnym podłożu które jest w pewien sposób buforowane poprzez swoje właściwości chemiczne i nawożone wapieniami.

Wybór nawozu
Proporcja azotanów do azotu w formie amonowej w nawozie determinuje wielkość zmiany pH podłoża i może być również użyte do korekty pH podczas produkcji. Owa właściwość zmiany pH prze nawóz jest znana jako potencjał kwasowości lub zasadowości nawozu i zostało to zamieszczone jest w tabeli 1.
Wysokie pH może być skorygowane przez przejście do nawozu o bardziej kwasowych właściwościach. Jako przykład podaję nawóz 21-5-20 który ma potencjał kwasowości około 400. Oznacza to że podanie 1 tony tego nawozu spowoduje zakwaszenie dla zneutralizowania którego należałoby użyć 400 funtów węglanu wapnia. Podobnie 15-0-15 posiada potencjał zasadowości 420 funtów i może być użyty do podwyższenia niskiego pH.
Dla roślin uprawnych które są wrażliwe na spadek pH użycie nawozu na bazie azotanów jak np. 15-5-15 może pomóc w spowolnieniu albo zatrzymaniu spadku pH po pewnym czasie.
Im większy potencjał kwasowości lub zasadowości nawozu tym większa następuje zmiana pH.

Toksyczność jonów amonowych.
Często azot jest podawany w stężeniach większych niż rośliny są w stanie pobrać. Rośliny potrafią pobrać i magazynować dodatkowy azot by użyć go w późniejszym czasie kiedy będzie on czynnikiem limitującym. Azotany mogą być bezpiecznie magazynowane przez rośliny, lecz kiedy rośliny pobiorą azot w formie amonowej i zmagazynują go za dużo może dojść do zniszczenia komórek. Na szczęście podczas normalnych warunków w ciepłych temperaturach i przy dobrej aeracji podłoża mocznik i NH4+ są zamieniane przez bakterie nitryfikacyjne na azotany dlatego mało prawdopodobne jest aby doszło do nadmiaru NH4+ w podłożu.
Niektóre warunki takie jak niskie temperatury (średnia temperatura dzienna mniejsza niż 15 stopni ) , przesiąknięte wodą albo mało napowietrzone medium i niskie pH może stłumić funkcjonowanie bakterii nitryfikacyjnych i spowodować tym nagromadzenie się NH4+ do poziomów toksycznych w medium. Symptomy toksyczności NH4+ to podwijanie się dolnych liści do dołu lub do góry w zależności od gatunku rośliny, żółknięcie starych liści pomiędzy żyłkami, które może doprowadzić w konsekwencji do śmierci komórek (zdjęcie3).
Aby uniknąć toksyczności NH4+ zaleca się by używać nawozy z 40 procentami lub mniej formy amonowej azotu wtedy gdy wzrost roślin następuje w warunkach chłodnych i mokrych.
Podczas chłodnej szarej pogody powszechną strategią wśród hodowców jest zamienne stosowanie nawozu 15-0-15 "Formuła ciemnej pogody". Eliminuje to tymczasowo dodatkowe dodanie azotu w formie NH4+, by w późniejszym czasie pozwolić hodowcom powrócić do ich normalnych formuł nawożenia wtedy gdy warunki uprawy się polepszą.

Wpływ na hodowlę w chłodnych warunkach.
W związku z dużymi kosztami paliwa do ogrzania szklarni wzrasta pokusa do produkcji roślin w chłodniejszych temperaturach. Jeśli temperatura w szklarni ma zostać obniżona, należy przemyśleć dopasowanie formy azotu by nie nastąpiła toksyczność formy amonowej.
Jeśli toksyczność nastąpiła do korekcyjnych działań zalicza się: przerwanie podawania dotychczas stosowanych nawozów, przepłukanie medium, podanie nawozu na bazie azotanów i podniesienie temperatury. W warunkach poważnej toksyczności NH4+ efektywną metodą złagodzenia zjawiska jest leczenie prze przepłukanie gipsem (siarczan wapnia). Posypanie powierzchni jedną łyżeczką stołową CaSO4 na każdy 6-ścio calową doniczkę i przepłukanie/podlanie czystą wodą. Następnie po dwóch godzinach przelać roztworem azotanu wapnia 50ppm. NH4+ zwiąże się z siarczanami pochodzącymi od gipsu i stanie się bardzo rozpuszczalne co pozwoli na łatwe wypłukanie go z podłoża.

Azot a wygląd końcowy roślin.
Rodzaj użytego azotu może także mieć wpływ na wzmocnienie i wykończenie roślin. Nawozy na bazie mocznika/NH4+ mają tendencje do wytworzenia bujnych liści lub powodują łagodny wzrost który w rezultacie prowadzi do większych liści i ciemniejszo zielonych roślin.
Jeśli rośliny te sprzedawane są bezpośrednio do klienta jako rośliny tarasowe lub wiszące w donicach, bujny wygląd i głęboki zielony kolor spowodowany użyciem formy amonowej azotu może być atrakcyjniejszy. Rośliny muszą także przetrzymać stres związany z transportem i środowiskiem sprzedaży detalicznej.
Nawozy na bazie azotanów są używane przez hodowców którzy transportują rośliny by pomóc wzmocnić lub "utwardzać" rośliny. Jedyną wadą klasycznej formuły stosowania tych nawozów jest tendencja do wzrostu pH medium po upływie czasu prowadząca do niedoborów mikroelementów.
Hodowcy sadzonek mający wodę o wysokiej alkaliczności albo wysokim pH poddawani są wyzwaniu zasadności podawania kwasu dla przeciwdziałania stopniowemu wzrostowi pH. Może to wytworzyć potencjał do uszkodzenia roślin.


Zapraszam do dyskusji na temat słuszności lub nie stosowania innych form azotu w akwarium niż tylko NO3 i jaki to ma wpływ na wasze rośliny