Managementul eficient al azotului în agricultură are la bază cunoștințe cuprinzătoare asupra circuitului acestui element în componentele ecosistemelor, date suficiente privind nutriția, rolul și eficiența, necesarul culturilor și nu în ultimul rând cunoștințe solide despre resursele fertilizante cu azot în condiții reale de eficiență.
Date succinte despre azotul din sol:
Acest element esențial se regăsește în soluri, cantitativ reprezentat la nivel de 0,01 – 0,40%, în conținutul unor compuși organici (90% din Nt al solului se află încorporat în humus și alți compuși ai humificării), iar restul rezervei totale (10% din acesta) o reprezintă compuși minerali ai azotului distribuiți între sărurile acidului nitric și nitros și sărurile de amoniu. Fracțiunea esențială organică din humus conține (în solurile reprezentative) 4,6-4,8%N, analitic formată din amine, amide, baze organice cu grupări și heterocicli, care prin mineralizare (controlată de factori multipli) eliberează ionii nutritivi ai azotului NH4+; NO3-) pentru sol – plantă și componentele de mediu. În fracțiunea minerală a azotului regăsim ionii specifici – nitrații (NO3-) pentru soluția solului, nutriție și levigare cu proveniență din mineralizare dar și aplicare fertilizantă precum și cationii de amoniu (NH4+) pentru nitrificare (în NO3), nutriție dar și adsorbție cu schimb și neschimbabil la complexul adsorbtiv.
În sol componentele azotului, organice și minerale, sunt prezente în procese specifice circuitului acestui element, de natură fizico-chimică, biochimică și biologică (humificare-mineralizare, amonificare, nitrificare-denitrificare, adsorbție-desorbție, etc.) care în final atribuie acestui element rol și loc esențial în nutriția plantelor.
Principii ale nutriție cu N
În consecință și continuitatea proceselor specifice ale azotului din sol se elaborează ionii esențiali nutritivi pentru plante, nitric (NO3-) și amoniacal (NH4+), disponibilizați din resursa organică (humus și eventual, fracțiunile solubile ale compușilor humici) și resursele (sărurile) minerale cu N.
În condiții normale de creștere și dezvoltare a plantelor acestea folosesc ambele forme minerale nutritive ale azotului cu mai multe particularități:
Anionul nitric (NO3-) prin starea solubilizată deține o biodisponibilitate actuală fără deținerea unor stări de adsorbție la componentele argilo-humice ale complexului adsorbtiv așa cum cationul de amoniu (NH4+) are rețineri cu schimb și fără schimb, permanent la argile și maximal la un anumit tip al acestora (în structuri 2:1).
Reacția neutră a mediului favorizează absorbția preferențială a N-NH4 iar reducerea valorii pH sub pragul neutru (valoare pH 7) intensifică absorbția N-NO3. La pH 6,8 absorbția celor două specii de ioni ai N-lui sunt aproximativ egale și preferința pentru N-NO3 sau N-NH4 este determinată, de fapt, genetic în legătură cu capacitatea speciilor vegetale de a produce enzima nitratreductaza, cele calcifuge (și adaptate la aciditate) au și capacitate redusă la acest proces.
Nutriția preponderentă cu N-NH4 defavorizează absorbția radiculară a altor cationi (mai ales a calciului) cu sens antagonic pentru aceștia, față de care nutriția cu N-NO3 susține nutriția acestora (evident și ca „anion însoțitor” valoros, activ), așa cum, în schimb, nutriția preponderent cu N-NH4 intensifică absorbția fosforului comparativ cu N-NO3 ca sursă de N (așa se face că la exces de nitrați unul dintre elementele profund degradate este fosforul?). Aici poate interveni și eventuala modificare de pH din zona rizosferei care prin reducerea de pH poate dezavantaja regimul fosfatic.
Ca efect fiziologic nutriția cu NO3 sporește conținutul de acizi organici în țesuturi, cea cu NH4 reduce acest indicator. Fenomenele de toxicitate „amoniacală” (mai ales la germinarea semințelor) dar și nitrică după răsărire și ceva mai târziu (la exces, în vegetație) sunt atenuate la aport și relație normală între cationi K+; Ca2+; Mg2+; NH4+. Aici amoniacul anhidru sau apele amoniacale se aplică cu 2-3 săptămâni înaintea semănatului, plantatului, iar mai târziu pentru prevenirea toxicității nitrice se au în vedere măsurile de fertilizare și dozare rațională N, P, K.
În nutriție, după absorbția radiculară, ionii NH4+ sunt atrași în sinteza acizilor aminici iar cei de NO3- trebuie să parcurgă reducerea la NH4 (prin nitrit - și nitratreductază, cu aport energetic). Asimilarea NO3- poate conduce la stocarea acestuia ca săruri de N, în țesuturi, acest proces fiind legat și de asimilarea carbonului.
Asimilarea NO3- este sensibilă, redusă la stresul de secetă, căldură și deficit hidric se reduce conținutul și efectul catalitic al nitratreductazei.
Se apreciază foarte diferit influența formelor NO3 și NH4 asupra sensibilității plantelor la boli criptogamice.
Este dovedit că pentru maximizarea efectului azotului asupra producțiilor vegetale și calității acestora este necesară o optimizare agrochimică a solului (și pentru celelalte elemente). Se știe precis că insuficiența de azot duce la dereglări în nivelul producției dar și conduce la perturbarea nutriției așa cum excesul favorizează creșterile vegetative cu degradarea produsului finit.
Se poate concluziona că azotul este elemental esențial al nutriției și producției vegetale determinant cantitativ dar și calitativ asupra acesteia.
Resursele de fertilizanți cu N; utilizare:
Pentru nutriția plantelor sunt necesare și utile toate formele NO3-; NH4+; sau NH2 din îngrășămintele organice și minerale dacă se respectă condițiile și regulile de aplicare rațională. Sursele de N sunt la fel de profitabile ca îngrășăminte dar cele ce conțin toate formele – nitrică, amoniacală, amidică, în corelație (la aplicare) și cu alte elemente, întrunesc condițiile de eficiență superioară.
Principalele resurse fertilizante cu N, în general, au următoarele proveniențe:
Îngrășăminte simple cu N: cele mai utilizate sunt: azotatul de amoniu (cu 33,5% N – nitric și amoniacal) nitrocalcarul (cu 27% N nitric și amoniacal și min. 7% CaO; min. 5% MgO), ureea (cu 46% N – amidic), îngrășăminte lichide de tip UAN (cu 32% N din azotat de amoniu și uree), sulfat de amoniu (cu 21% N – amoniacal și 24% SO42-);
Îngrășăminte complexe: cu N alături de alte elemente: - Tipul NP (20-20-0; 27-13,5-0), NP+ (20-20-0+Zn), DAP (18-46-0), etc. - Tipul NPK 1:1:1 (16-16-16; 15-15-15), NPK + (14-14-14+S+Mg; 14-14-14+S+Mg+B+Zn), ș.a. Îngrășămintele minerale simple cu N se aplică mai ales fazial /suplimentar iar cele complexe NP, NPK au aplicări prioritar de bază anterior sau concomitent semănatului, dar se pot utiliza și fazial.
Îngrășămintele organice: fiind produse de proveniență reziduală contează formarea, determinarea lor, inclusiv tehnologiile de preparare și aplicare. Conținutul acestora în N ține cont de proveniență și compoziție – gunoiul de grajd (de la bovine cu 0,30-0,40%N, de la ovine – 0,55%N, de la suine – 0,60%N, de la păsări – 2,4-2,8%N, resturi vegetale – 0,40% în paiele de grâu, 2,20-2,30% în frunzele de sfeclă de zahăr; 5,20-5,40% în frunzele de soia).
Fertilizarea organo-minerală este prioritar pretabilă la legumele în câmp și spații protejate, în plantațiile viticole și pomicole și la culturi de câmp ce beneficiază de efectul direct (porumb siloz, sfeclă de zahăr, floarea soarelui).
Calculul dozelor de îngrășăminte minerale (NPK) se face prin metode consacrate și/sau expeditive ce au la bază necesarul de elemente (al producției programate) și aportul efectiv al solului în nutrienți determinat prin analize de sol. (vezi – Compendium Agrochimic, 2021, EAP Cluj-Napoca).
În tehnologiile de fertilizare: aportul și efectul aplicării azotului are în vedere respectarea condițiilor și factorilor determinanți – armonizarea cerințelor plantelor cu starea agrochimică a solului precum și tehnologii de aplicare diferențiată în spațiu și timp. Aplicarea complexă a azotului cu alte elemente în intervențiile de bază și aplicarea fracționată/eșalonată cu cerințele culturilor în cursul vegetației sunt metode tehnologice promovate cu succes în fertilizare.