Škola ishrane biljaka - Mineralizacija organskih azotnih jedinjenja

Dipl.inž. Ljubica Vukićević, rukovodilac Stručne službe Victoria Logistic

Nastavak iz prošlog broja

Mineralizacija azota je proces u kome se razlažu azotna organska jedinjenja i oslobađaju neorganski joni azota koji su pristupačni biljkama za ishranu. Ovaj proces protiče kroz tri faze: aminizacija, amonifikacija i nitrifikacija. Aminizacija i amonifikacija se odvijaju pod uticajem heterotrofnih mikroorganizama, kojima organska materija služi kao izvor energije. Treća faza odvija se u prisustvu autotrofnih bakterija, koje energiju dobijaju oksidacijom neorganskih jedinjenja, a ugljenik iz atmosferskog ugljen dioksida.

Imobilizacija je suprotan proces, u kome se neorganski joni azota prevode u organska jedinjenja u tkivima mikroorganizama i biljaka, pri čemu se procesi mineralizacije iimobilizacije odvijaju istovremeno i nalaze se u dinamičkoj ravnoteži.

Od svih uslova koji utiču na proces mineralizacije najvažniji su odnos ugljenika i azota (C:N) u organskom materijalu koji se mineralizuje, temperatura, vlažnost i aerisanost zemljišta.

Aminizacija. Proces pri kome iz belančevina i drugih azotnih jedinjenja, a uz pomoć mikrorganizama i njihovih fermenata, nastaju aminokiseline, amidi i amini.

Amonifikacija. Da bi se amonijak izdvojio iz organske materije u procesu amonifikacije potrebno je da odnos C:N bude oko 12-25:1, kada organska materija sadrži minimum 1,5 % azota. Ukoliko se u zemljište unosi organska materija siromašna azotom sa širokim C/N odnosom kao što su kukuruzovina, slama, nezgoreo stajnjak, neće doći do oslobađanja amonijaka iz biljnog materijala pošto će se on utrošiti od strane mikroorganizama. Unošenje organske materije sa malim sadržajem azota, dovešće do naglog povećanja broja mikroorganizama koji ne samo da usvajaju azot iz mineralizovane organske materije, već usvajaju azot i iz zemljišnih rezervi. Na ovaj način može doći do velike azotne depresije u zemljištu. Da bi se ovo sprečilo, potrebno je da se pri zaoravanju prvenstveno žetvenih ostataka, obavezno unese određena količina mineralnog azota.

Amonifikacija organskih azotnih jedinjenja zavisi od starosti unetih biljnih organa, odnosno od njihovog sastava. Mlade biljke sadrže više amida koji se brže razlažu i prelaze u amonijak. Kod starijih biljaka, amonifikacija je znatno sporija jer one sadrže azot većinom u belančevinama. Biljke koje se zaoravaju kao zelenišno đubrivo treba zaoravati u stadijumu cvetanja, a ne kasnije. Ukoliko je C:N odnos uži od 10:1, što je slučaj kod humusa, odvija se lagana mineralizacija azota iz humusa i na ovaj način se umanjuje opasnost od ispiranja azota u dublje slojeve. U kiselim zemljištima gde vladaju anaerobni uslovi (močvare, šume, polja pod pirinčem), mineralizacija azotnih organskih jedinjenja najčešće prestaje stvaranjem amonijaka. U aerisanim zemljištima, neutralne, slabo kisele i bazne reakcije, mineralizacija azota se odvija do nitrata.

Nitrifikacija. Specifičan proces u kom se amonijak oksidacijom pretvara u nitrite. Ovaj proces je uslovljen sadržajem amonijum jona u zemljištu kao i prisustvom nitrifikacionih bakterija, pH reakcijom zemljišta, temperaturom, vlažnošću, sadržajem i kvalitetom organske materije itd. Nitrifikacija je isključivo oksidacioni proces za koji je neophodna dobra aeracija zemljišta. Optimalna temperatura za stvaranje nitrata je 30-35 C. Na temperaturama ispod 5C i temperaturama iznad 40C ovaj proces se znatno usporava. U područjima koja tokom zime imaju temperature ispod 5C nitrifikacija skoro da ne postoji, tako da nema bojazni da će se azot iz amonijačnih đubriva unesenih u jesen oksidovati u nitrate i biti izgubljen migracijom tokom zime. U suvom kao i suviše vlažnom zemljištu, intenzitet nitrifikacije je znatno smanjen. Nitrifikacija je slaba ukoliko je vlažnost zemljišta ispod 6 % na peskovitim zemljištima dok je na ilovasto- glinovitim ispod 8 %. Optimalni uslovi za nitrifikaciju je kada je 50% zemljišnih pora ispunjeno vlagom.

U jako kiselim zemljištima nitrifikacija je veoma mala i mineralizacija se zaustavlja obrazovanjem amonijaka pošto bakterije nitrifikatori (Nitrosomanas i Nitrobacter) ne mogu da opstanu u jako kiseloj sredini. Optimalna pH zemljišta za nitrifikaciju je između 6-8. Azotna kiselina je jaka kiselina koja ima veliku moć rastvaranja, pa zakišeljavanje zemljišta usled nitrifikacije može da iznosi čitavu jedinicu pH skale. Nitrati rastvaraju baze u zemljištu koje se sa njima ispiraju, na taj način se ispira i do dve trećine baza.

Da bi nitrifikacija bila intenzivna, nitrifikatori za svoj rad zahtevaju dovoljne količine kalcijuma, fosfora, mangana i bakra. U procesu amonifikacije učestvuju heterotrofni mikroorganizmi i za izvor energije koriste jedinjenja organskog ugljenika, dok u procesu nitrifikacije učestvuju autotrofni organizmi koji obezbeđuju energiju iz oksidacije neorganskih soli, a ugljenik iz ugljen dioksida iz okolne sredine. Krajnji produkti mineralizacije su joni amonijaka, nitriti i nitrati. Nitratni joni se nalaze u zemljišnom rastvoru, a amonijačni joni delom u zemljišnom rastvoru, delom vezani za adsorptivni kompleks zemljišta (izmenjivi) i delom fiksirani (neizmenjivi) u interlamelarnom prostoru minerala gline.

Proces nitrifikacije, iako ima pozitivan značaj, može biti i negativan, jer su nitrati pokretni i podložni ispiranju, denitrifikaciji i na taj način se može izgubiti azot iz aktivnog sloja zemljišta.

Količina mineralizovanog azota je rezultat dinamičke ravnoteže između procesa mobilizacije i imobilizacije azota u zemljištu.

Bilten "Za našu zemlju", broj 75, mart 2019.