چرخه ازت در کشاورزی- بخش دوم

در بخش اول کلیاتی در خصوص چرخه ازت بیان شد. در این بخش جزییات بیشتری ارائه خواهد شد.

فرمهای مختلف ازت در طبیعت

ازت تنها عنصر خاک می باشد که به شکل گاز (آمونیاک و نیتروژن) وجود دارد و سایر عناصر خاک در شرایط طبیعی به حالت گاز وجود ندارند که این موضوع نشان دهنده پیچیدگی چرخه این عنصر می باشد. در جدول زیر فرم های مختلف ازت معرفی شده است:

جدول 1- شکل های مختلف ازت

فرم ازت	فرمول	توضیحات
گاز نیتروژن	N2	80 درصد هوای تنفسی را شامل می شود
گاز آمونیاک	+NH3	ارزان ترین شکل ازت و در غلظت بالا سمی است
آمونیوم	+NH4	قابل جذب برای گیاهان و قابل اتصال به ذرات رس
نیترات	-NO3	بسیار متحرک و انرژی بیشتری در گیاه نیاز دارد(نسبت به آمونیوم)
نیتریت	-NO2	متحرک،در غلظت کم، سمی برای پستانداران
ازت آلی	-	به کندی ازت قابل جذب در محلول خاک را تامین می کند

نیتریفیکاسیون

آمونیوم خاک به سرعت (چند ساعت تا چند هفته) می تواند به نیتریت و سپس به نیترات تبدیل شود. این فرآیند ، که به عنوان نیتریفیکاسیون شناخته می شود ، تنها در حضور اکسیژن انجام می شود ، لذا به طور کلی در خاک های بدون هوا یا اشباع شده از آب کند بوده یا انجام نمی شود. توجه کنید که ازت آمونیومی یون ⁺H را از دست می دهد ، pH را کاهش می دهد و در طی فرآیند نیتریفیکاسیون اکسیژن به ازت اضافه می شود. میکروارگانیسم هایی که آمونیوم را به نیتریت و سپس به نیترات تبدیل می کنند ، نیتریفایر یا باکتری های نیتریفیکاسیون نامیده می شوند. بخش دوم این فرآیند ، تبدیل نیتریت به نیترات است که در خاک های اشباع شده به سرعت اتفاق می افتد. این حالت خوب می باشد زیرا نیتریت برای گیاهان و حیوانات سمی است. 

نیتریفیکاسیون در شرایط زیر با سرعت بیشتری انجام می شود:

- در سطح pH بین 6.5 تا 8.5 

- در دمای خاک بین 24 تا 25 درجه سانتیگراد

- در رطوبت بالای نقطه پژمردگی 

نیتریفیکاسیون در بیشتر خاک های کشاورزی به سرعت رخ می دهد ، زیرا به طور کلی هوادهی خوبی داشته و نزدیک به pH خنثی بوده و دمای خاک گرم می باشد. جالب است بدانید ، کود آمونیاک خشک ( anhydrous ammonia)، کمی آهسته تر از سایر کودهای آمونیاکی دستخوش نیتریفیکاسیون  قرار می گیرد زیرا pH آن بالا بوده و آمونیاک موجودآن در باند شده می باشدکه باکتری های نیتریفیکاسیون را مهار می کند. همانطور که در بالا اشاره شد ، بهتراست که نیتریفیکاسیون کندتر انجام شود زیرا نیترات می تواند از پروفایل خاک شسته شده و از دسترس گیاه خارج شود ، در حالی که آمونیوم عموماً در پروفایل خاک باقی می ماند و به راحتی برای جذب و استفاده گیاه فراهم می شود.

دنیتریفیکاسیون

دنیتریفیکاسیون به فرایندی گفته می شود که نیترات به گاز نیتروژن تبدیل می شود. این فرآیند برعکس نیتریفیکاسیون است که در آن اکسیژن به جای اضافه شده به ازت، از فرمول نیترات حذف می شود. دنیتریفیکاسیون نیازمند عدم وجود اکسیژن یا شرایط «بی هوازی» است. خاک های که زه کشی ضعیفی دارند می توانند منجر به از بین رفتن 4 تا 5 درصد نیترات در روز شوند ، که احتمالاً باعث از دست رفتن مقدار قابل توجهی از تولید محصول می شود. همانند نیتریفیکاسیون، در دنیتریفیکاسیون نیز میکروارگانیسم ها این فرآیند را انجام می دهند لذا در خاک های گرم و مرطوب این فرآیند سریعتر اتفاق می افتد. از بحث در مورد نیتریفیکاسیون یادآوری می شود که نیترات فقط در صورت وجود اکسیژن می تواند تشکیل شود ، در حالی که در دنیتریفیکاسیون فقط نیترات باید باشد و اکسیژن وجود نداشته نباشد. بنابراین ، هنگامی که خاک ها بین شرایط هوازی و بی هوازی به طور متناوب تغییر می کنند از بین رفتن نیترات توسط دنیتریفیکاسیون  بسیار مهم می شود زیرا در شرایط هوازی نیترات تولید و جمع می شود و در شرابط بی هوازی از بین می رود. 

در خاک های ریز بافت ، این حالت می تواند در زمانی که آبیاری غرقابی انجام می شود رخ دهد. همچنین در مزارعی که سطح آب های زیرزمینی کم عمق یا بالا است ، به خصوص در دوره های آبیاری یا نوسانات دوره های خشک و مرطوب نیز می تواند رخ دهد. جالب است بدانید که در خاک هایی که حاوی 5٪ اکسیژن هستند  (هوا حاوی 20٪ اکسیژن است)، دنیتریفیکاسیون رخ می دهد. چطور ممکن است این فرآیند رخ دهد وقتی که میکروارگانیسمهایی مسئول آن  به شرایط بی هوازی نیاز دارند؟ 

پاسخ این است که منافذ کوچکی در داخل خاک وجود دارد که می توانند اشباع و بی هوازی شوند. این منافذ میکرو که بی هوازی شده انده حتی در خاکهای سطحی منجر به سطح قابل ملاحظه ای از نیتروژن زدایی می شود.

 دنیتریفیکاسیون  در خاک هایی  که به راحتی مواد آلی قابل تجزیه می شوند بیشتر می باشد زیرامیکرو ارگانیسم های مسئول این فرآیند برای انرژی به مواد آلی متکی هستند. مشخص شده است که گیاهان  از ریشه و بافت ریشه مواد آلی که به راحتی قابل استفاده است آزاد می کنند لذا باعث افزایش میزان دنیتریفیکاسیون می شوند. دنیتریفیکاسیون در درجه حرارت بین 4 تا 25 درجه سانتیگراد افزایش می یابد و در دمای بیشتر از 25 درجه سانتیگراد نسبتاً ثابت می ماند. این فرآیند در pH زیر 5/5 مهار می شود ، اما از pH حدود  5/6 تا 8 نسبتاً ثابت است . استفاده از روشهایی که از غرقاب شدن خاک جلوگیری می کنند ، احتمالاً بهترین راه برای اطمینان از حداقل تلفات ازت است.

تصعید (Volatization)

تصعید آمونیاک مربوط به از بین رفتن آمونیاک به صورت یک گاز و ورود آن به اتمسفرمی باشد و می تواند یک منشا از هدر رفتن ازت باشد. این فرایند در pH بالا افزایش می یابد زیرا ⁺NH₄ با سهولت بیشتری در pH بالا به NH₃ تبدیل می شود. بنابراین ، کودهایی که pH را افزایش می دهند (اوره و آمونیاک خشک) ممکن است تصعید آمونیاک را افزایش دهند. این مسئله در خاک هایی که از خاصیت بافری خوبی برخوردارند مشکل اساسی نمی باشدزیرا کود نمی تواند pH را به میزان قابل توجهی  نسبت به خاک های بافر ضعیف دارند  افزایش دهد. بافر به مقاومت خاک در برابر تغییرات pH اشاره دارد. به عنوان مثال ،خاصیت بافری خاک های رسی به طور کلی بهتر از خاک های ماسه ای است و خاک های آهکی به طور کلی از بافر بالایی برخوردار هستند.

 از آنجا که آمونیاک برای تصعید شدن باید در تماس با هوا باشد ، مخلوط کردن کودهای حاوی آمونیاک با خاک، باعث کاهش چشمگیر در ظرفیت تصعید  و افزایش بازدهی محصول می شود. میزان تصعید با افزایش باد ، افزایش دما (تا حدود 43 درجه سانتیگراد) ، درشت بودن بافت خاک (احتمالاً به دلیل جریان بهتر گاز) و میزان کاربرد کود ازت افزایش می یابد.  استفاده از آمونیاک خشک در خاکهای بسیار خشک یا بسیار مرطوب باعث افزایش میزان تصعید می شود ، زیرا خاک به سرعت مانع تبخیر آن می شود. میزان تصعید در خاکهای لومی که رطوبت بین 15 تا 20 درصد دارند کمترین مقدار است. استفاده از کودهای آمونیاکی بلافاصله قبل از بارندگی شدید می تواند سبب راندن بیشتر آن به داخل پروفایل خاک شود یعنی جایی که کمتر برای تصعید قابل دسترس است. بهترین روش ها برای کاهش میزان تصعید ، مخلوط کردن کودها با خاک ، استفاده از کودها در شرایط آرام (بدون باد) و خنک است و در صورت امکان از برنامه های تقسیم شده برای کاهش میزان کاربردکود استفاده شود. از موارد فوق بخاطر داشته باشید که آمونیوم بعد از چند ساعت تا چند هفته به نیترات (نیتریفیکاسیون) تبدیل می شود و به محض تبدیل شدن ازت به نیترات ، دیگر تصعید نمی شود.

جدول 2- شرایط مناسب برای به حداقل رساندن هدررفت از طریق تصعید آمونیاک

فاکتور

شرایط

دما	کم
باد	آرام
رطوبت	20 - 15 %
بافت خاک	ریز
روش جایگذاری کود	مخلوط کردن با خاک
نرخ های استفاده از ازت در مزرعه	کم

معدنی شدن (mineralization)

وقتی میکروارگانیسم ها مواد آلی را تجزیه می کنند ، آمونیوم در فرآیندی به نام معدنی شدن آزاد می شود. مقدار ازتی که در اثر معدنی شدن از فرم های آلی به فرم های قابل استفاده  تبدیل می شود سالیانه بین 13 تا 62 کیلوگرم در هکتار است. مقادیر معدنی شدن در خاک هایی که مقادیر بیشتری از مواد آلی دارند بیشتر است. بنابراین ، انجام اقدامات برای حفظ یا افزایش ماده آلی خاک (خاک ورزی بدون شخم، شخم حداقل، اضافه کردن مواد آلی) می تواند به تأمین مقدار نسبتاً ثابتی ازازت قابل استفاده در خاک کمک کند. 

به عنوان یک قاعده سرانگشتی، 20-30 کیلوگرم ازت در هر هکتار در ازای هر 1٪ ماده آلی معدنی می شود. با این حال ، از آنجا که معدنی شدن به میکروارگانیسم ها نیاز دارد لذا این فرآیند بسیار تحت تأثیر شرایط خاک می باشد. به عنوان مثال ، معدنی شدن در خاک های مرطوب و گرم و با تهویه خوب و با pH تقریباً خنثی ، به طور مناسبی انجام می شود.در ضمن مقدار معدنی شدن به نوع ماده آلی موجود در خاک نیز بستگی دارد. کود تازه یا بقایای محصولات کشاورزی سریعتر از هوموسی که حاصل سال ها تجزیه است تجزیه خواهند شد. 

علاوه بر این ، نسبت بین کل کربن خاک (C) و کل ازت خاک (N) بر سرعت فرآیند معدنی شدن اثر دارند زیرا میکروارگانیسم ها مانند گیاهان برای زندگی به ازت نیاز دارند. به عنوان مثال ، وقتی نسبت C: N (یعنی کل کربن تقسیم بر کل ازت) کمتر از 30 به 1 باشد ، به طور کلی معدنی شدن خالص اتفاق می افتد . در نسبت C: N کمتر از 20 به1 ، آمونیاک تمایل به تجمع دارد ، که می تواند تصعید شده و تولید بو نماید. برای آنهایی که از مواد آلی مانند کود دامی ، لجن صنغتی یاکاه استفاده می کنند ، بسیار مهم است که سعی در بهینه سازی معدنی شدن داشته باشند تا از هدر رفتن ازت موجود در خاک جلوگیری شود (در صورت استفاده از C: N بسیار زیاد ) و احتمالاً از بو بیش از حد جلوگیری می شود. نسبتهای کربن به ازت در مواد مختلف آلی در جدول 3 نشان داده شده است. توجه داشته باشید که موادی با نسبت C: N کم به طور کلی بوی بیشتری دارند ، اما سریعتر از مواد با نسبت C: N بیشتر تجزیه می شوند. افزدونی های مختلف آلی را می توان مخلوط کرد تا نسبت C: N مورد نظر بدست آید.

جدول 3- نسبت کربن به ازت در مواد مختلف آلی

ماده آلی	نسبت کربن به ازت
فاضلاب خام صنعتی	5
لجن شهری تیمار شده	10
ماده آلی خاک	10
شبدر شیرین	12
کود مرغی	16
کود گاو گوشتی نر	20
چاودار	36
ریشه ذرت	48
چوب بلال	60
کاه	80
خاک اره	400

نامتحرک سازی (Immobilization)

نامتحرک سازی به فرآیندی اطلاق می شود که ازت غیرآلی (^-NO₃  یا ⁺NH₄ ) از نظر بیولوژیکی به ازت آلی تبدیل می شود و در واقع معکوس معدنی شدن است. میکروارگانیسم ها با جذب ازت و تبدیل آن به پروتئین ها و دیواره سلولی ، آن را غیرمتحرک می کنند. طبق تعریف ، گیاهان نیز ازت را غیرمتحرک می کنند ، اما نامتحرکسازی معمولاً به فرایندی اطلاق می شود که میکروارگانیسم ها ازت قابل استفاده (قابل جذب) را از محلول (خاک) خارج می کنند. 

همانطور که ممکن است قابل انتظار باشد نامتحرک سازی در نسبت های بالای C: N (بالاتر از 1: 30) با سهولت بیشتری انجام می شود زیرا میکروارگانیسم ها هر نوع ازت قابل استفاده در خاک را کاوش و جمع آوری کرده زیرا آنها باعث کمک به تجزیه مواد آلی عاری از ازت می شوند (شکل 1). رشد گیاه می تواند به طور قابل ملاحظه ای در اثر افزودن موادی با نسبت C:N بالا متوقف شود ، مگر اینکه کود ازته برای جبران کم شدن ازت قابل جذب جبران شود. بعد از افزدون ضایعات محصولات کشاورزی یا اصلاح کننده های آلی خاک با نسبت C:N بالا، ممکن است از چهار تا هشت هفته طول بکشد تا سطح ازت قابل جذب شروع به افزایش کند، اگرچه این مدت زمان به کلیه عوامل ذکر شده قبلی بستگی دارد که بر سلامت میکروبی  اثر دارند مانند رطوبت خاک ، ازت قابل جذب و درجه حرارت. توجه داشته باشید کهحتی با افزودن یک ماده آلی با     C: N زیاد مانند کاه و کلش غلات ،  غلظت های ازت قابل جذب در نهایت می توانند از غلظت های ازت اولیه خاک بیشتر شود.

 از آنجا که نامتحرک سازی با رشد میکروارگانیسم ها کنترل می شود ، لذا این فرآیند در خاک های گرم و مرطوب و با pH تقریبا خنثی به سهولت رخ می دهد. بهترین راه برای جلوگیری از نامتحرک سازی مقادیر قابل توجهی از ازت، جلوگیری از کاربرد مقدار زیادی از مواد آلی C:N بالا یا افزدون آنها با مکمل های ازت دار نظیر کودهای ازته می باشد. همچنین از شکل 1 به یاد بیاورید که در نهایت ازت نامتحرک شده با از بین رفتن و تجزیه میکروارگانیسم ها ، معدنی می شود و سطح ازت قابل جذب افزایش می یابد. بنابراین ،نامتحرک سازی لزوماً نتیجه منفی ندارد، خصوصاً اگر بتوان آن را با دوره ای که یک مزرعه در آیش قرار دارد ، زمان بندی کرد ، در نتیجه ازت به شکلی که قابل شستشو نیست ، به دام می افتد.

شکل 1- تغییر ازت قابل جذب بعد از افزدون ماده آلی با نسبت C:N بالا

تثبیت ازت (nitrogen fixation)

گاز نیتروژن یا ازت (N2 ) می تواند از طریق فرایند شناخته شده ای به نام"تثبیت نیتروژن" به فرم های قابل جذب ازت تبدیل شود. سه فرآیند عمده برای تثبیت ازت وجود دارد: 

   - تولید کود آمونیاک

   - صاعقه 

   -  تثبیت بیولوژیکی.

کودهای آمونیاک برای تثبیت گاز ازت به گاز طبیعی ، بخار ، اکسیژن و یک کاتالیزور نیاز دارند. بنابراین ، قیمت کود آمونیاک به شدت به قیمت گاز طبیعی بستگی دارد. صاعقه همچنین ازت را تثبیت می کند ، اگرچه مقدار نیتروژن قابل جذب که از جو به زمین می رسد سالیانه کمتر از 5 کیلوگرم در هکتار است. برخی ارگانیسم ها قادرند گاز ازت موجود در  اتمسفر را که تقریباً 80٪ هوای تنفسی ما را تشکیل می دهد ، به آمونیوم تبدیل کنند. در سراسر جهان ، تثبیت بیولوژیکی ازت در حدود 145 تا 200 میلیون تن در سال تخمین زده می شود ، در حالی که تقریباً سالیانه 90 میلیون تن کود ازته در جهان استفاده می شود. در تولید محصولات زراعی در ایالات متحده ، میزان تثبیت بیولوژیکی گاز ازت تقریباً یک سوم مقدار کودازته مورد استفاده شده است. 

تثبیت همزیستی گاز ازت هنگامی اتفاق می افتد که یک باکتری مانند Rhizobium  تارهای کشنده ریشه گیاهان لگومینه مانند یونجه را آلوده کند. تارهای کشنده به دور باکتری می پیچد و گره ای در ریشه ایجاد می کند. باکتری های محبوس شده در داخل گره به تکثیر و تثبیت گاز ازت موجود در خاک ادامه می دهند.وقتی باکتری ها به طور فعال مشغول تثبیت ازت هستند گره ها به طور کلی به رنگ صورتی هستند که دلیل آن مربوط به ترکیبی به نام "لگ هموگلوبین" می باشد که حاوی آهن است. این ترکیب مشابه هموگلوبین در خون انسان است. 

تثبیت همزیستی ازت تحت تأثیر عوامل زیادی از جمله محتوای مواد مغذی ، تلقیح میکروبی  ، pH خاک ، رطوبت و سلامت گیاه قرار دارد. تثبیت همزیستی ازت با کمبود کلسیم ، فسفر ، کبالت ، بور ، آهن ، مس یا مولیبدن کند می شود. بعلاوه ، مقادیر زیاد ازت قابل جذب می تواند تا حد زیادی مقدار تثبیت ازت را کاهش دهد زیرا گیاه انتشار و آزادسازی ماده شیمیایی که باکتری ها را به سمت ریشه جذب می کند متوقف می کند و گیاه اجازه تشکیل گره را نمی دهد. به طور خاص ، در یک کشت های مخلوط لگوم و گراس ، دادن کود ازته تا 100 کیلوگرم ازت در هکتار به طور قابل توجهی عملکرد لگوم را کاهش می دهد ولی عملکرد گراس را به طور قابل توجهی افزایش می دهد ، و هیچ تاثیری بر عملکرد کل در بالاتر از 33 کیلوگرم ازت در هکتار ندارد. اساساً ، دادن سطح بالای کود ازته  برای گراس ها بیش از لگوم ها مطلوب است. بنابراین دادن کود در کشت های خالص لگوم ها یا کشت های مخلوط لگوم- گراس به میزان بیش از 30 تا 40 کیلوگرم ازت در هکتار توصیه نمی شود، اگرچه در برخی از کشت های مخلوط یونجه و گراس ،دادن ازت اضافی می تواند برای چین های دوم و سوم سودمند باشد.

در همزیستی بین باکتری و گیاه، باکتری از گیاه کربن را دریافت می کند تا برای تامین انرژی و رشد استفاده کند. هدر رفت کربن در گیاه می تواند قابل توجه باشد و این دلیل عدم همکاری گیاه در تثبیت ازت در زمانی است که میزان ازت قابل جذب خاک زیاد است . به علاوه ها گره ها یک محیط کنترل شده و کم اکسیژن ایجاد می کنند تا تثبیت ازت انجام گیرد.

 بخاطر داشته باشید که نیاز به کود فسفر به طور کلی با افزودن موادی که حاوی کود فسفات آمونیاک هستند تأمین می شود ، بنابراین مقدار ازت اغلب همراه با فسفر تامین می شود. 

هر گیاه لگومینه (گیاه "میزبان" نامیده می شود) دارای یک سویه متفاوت از باکتری ها است که ازت را تثبیت می کند. بنابراین ، آن نوع خاص باکتری یا باید در خاک باشد ، یا همراه با بذر اضافه شود که به این مرحله  "تلقیح" ( inoculation) می گویند. به عنوان مثال ، گونه های باکتری که با یونجه تلقیح می شوند با لوبیاها کار نخواهند کرد و بالعکس.

 اثرات مثبت تلقیح لگوم ها بر سلامت گیاه می تواند چشمگیر باشد. از تثبیت ازت در pH زیر 6 برای یونجه و 5 برای شبدر قرمز جلوگیری می شود. ریشه لگوم ها و باکتری های تثبیت کننده ازت، هر دو می توانند در اثر مقادیر بالای آلومینیوم و منگنز ، که هر کدام در سطح pH پایین افزایش می یابد ، آسیب ببینند. بنابراین ، آهک زدن به خاک هایی با pH کم می تواند به افزایش تثبیت ازت در لگوم ها کمک کند.

تثبیت ازت در هنگامی که فعالیت فتوسنتز افزایش می یابد بیشتر می شود ، احتمالاً به این دلیل که ارگانیسم های تثبیت کننده ازت هنگام بالا رفتن سطح فتوسنتز ، کربن بیشتری دریافت می کنند. بنابراین ، رطوبت و درجه حرارت مناسب به طور کلی باعث افزایش تثبیت ازت می شود. تثبیت ازت نه تنها نیتروژن مورد نیاز میکروارگانیسم ها و ​​گیاه را تأمین می کند ، بلکه می تواند سطح ازت قابل جذب خاک را برای سالها پس از کشت لگوم افزایش دهد. به همین دلیل کشت چرخشی لگوم با غلات می تواند یک استراتژی جذاب برای برداشت محصول باشد. به عنوان مثال ، برداشت محصول گندم دیم در زمانی که به صورت نوبتی با نخود کشت می شد بیشتر از زمانی بود که فقط گندم دیم کاشته می شد. علاوه بر این ، گندم هایی که به دنبال نخود کشت می شدند دارای میزان پروتئین بیشتری نسبت به کشت گندم مداوم بودد. محصول جو  به دنبال کشت نخود بیشتر بود و در ضمن استفاده از کود ازته کمتر بود. اختلاف عملکرد بین جو کاشته شده در گندم در مقابل کلزا کلزا به اختلاف فشار آفت نسبت داده می شود. علاوه بر تثبیت همزیستی N2 که در بالا بحث شد ، باکتریهایی نیز وجود دارند که N2 را ثابت می کنند که به ریشه ها متصل نیستند. به طور کلی ، اعتقاد بر این نیست که این باکتری های "زندگی آزاد" بیش از 5 پوند N / ac به بیشتر خاک های کشاورزی اضافه می کنند (هاولین و همکاران ، 1999).

شسته شدن و حرکت به طرف بالا

یک تعادل توده ای از ازت قابل جذب یا خلاصه ای  از ورودی ها و خروجی ها باید شروع به شکل گیری شود، بدین معنی که در مورد افزایش ازت (آزاد شدن از سایت های تبادل ، معدنی شدن و تثبیت بیولوژیکی ازت) و هدررفتن ازت (جذب گیاهی، جذب سایت های تبادل شدن ، دنیتریفیکاسیون، تصعید، و نا حرکت سازی) از مخزن ازت قابل جذب بررسی شود. بعلاوه ، کود ازت، آبیاری ، کود حیوانی و نزولات آسمانی نشان دهنده ورودی های دیگر به این مخزن است. هدررفت بالقوه نهایی از سیستم خاک ، شستشوی نیترات از خاک (و نفوذ به منابع آبی) است. نیترات همانطور که قبلاً اشاره شد بسیار متحرک است. مناطقی که بیشترین خطر را برای شستشوی نیترات دارند با با بارش زیاد ، شرایط آبیاری یا خاک های کم عمق و بالا بودن سطح آب های زیرزمینی، درشتی بافت بودن خاک ارتباط دارند. 

شستشوی نیترات ، مانند دنیتریفیکاسیون و تصعید، یک خسارت اقتصادی است زیرا وقتی ازت از سیستم خاک خارج می شود برای جذب محصول قابل استفاده نیست. علاوه بر این ، به دلیل مشکلات سلامتی که در مورد نیترات موجود در آبهای زیرزمینی وجود دارد نیترات توسط سازمان حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (USEPA) تنظیم می شود. در مونتانا ، چندین منطقه وجود دارد که میانگین سطح نیترات در آبهای زیرزمینی براساس استاندارد آب آشامیدنی USEPA از 10 ppm (میلی گرم در لیتر)  در آب آشامیدنی می باشد. عواملی که با غلظت زیاد نیترات در آب زیرزمینی در مونتانا در ارتباط هستند شامل بافت درشت خاک ، شیب کم ، تولید محصول دیم ، شخم زدن زمین های زراعی  و آیش تابستانی می باشد. کمبود ازت و جذب آب در دوره های آیش تابستانی احتمالاً شستشوی نیترات را افزایش می دهد. 

روش هایی که باعث افزایش جذب محصول و کاهش میزان نفوذ بیش از حد ازت به آب های زیر زمینی می شود ، باید میزان شستشوی نیترات را به حداقل برسانند. نیترات همچنین می تواند به سمت بالا حرکت کند ، به ویژه در مناطق نیمه خشک و خشک. حرکت به سمت بالای نیترات و سایر یونهای محلول هنگامی اتفاق می افتد که تبخیر بیش از میزان بارندگی باشد و باعث حرکت آب به سمت بالا شود. سهولت حرکت نیترات به سمت بالا یا رو به پایین بر روش های نمونه برداری خاک برای نیترات تأثیر می گذارد.

نمونه بردای خاک برای تعیین ازت

به طور کلی ، فقط نیترات خاک و نه آمونیوم در خاک نمونه برداری می شود زیرا آمونیوم از طریق نیتریفیکاسیون در خاک های کشاورزی خیلی سریع به نیترات تبدیل می شود که سطح آمونیوم به طور کلی بسیار پایین تر از سطح نیترات است. از آنجا که نیترات در خاک بسیار متحرک است ، و همانطور که در بالا گفته شد می تواند به سمت بالا حرکت کند ، نمونه برداری از15 سانتیمتری بالای خاک، معمولاً شاخص خوبی برای تعیین میزان کل نیترات قابل جذب برای سیستم ریشه گیاه نیست. 

در صورت امکان برای تعیین ازت نیترات  باید تا عمق 90 سانتیمتری نمونه برداری شود و حتی برای محصولاتی که ریشه عمیقی دارند  چغندر قند و گندم تا عمق 129 سانتیمتری نیز نمونه برداری شود. به طور کلی ، نمونه 15 سانتیمتری بالای خاک و نمونه از 15 تا 60 سانتیمتری خاک برای تعیین ازت نیتراته مورد آزمایش قرار می گیرد. نمونه های عمیق تر از 60 سانتیمتری می توانند ترکیب شده و ارسال شوند. آزمایشگاه به طور کلی نیترات کل را به صورت کیلوگرم در هکتار محاسبه می کند ، اگرچه اگر داده ها به صورت ppm گزارش شد می توان به کیلوگرم در هکتار تبدیل کرد. 

منبع:

http://landresources.montana.edu/nm/documents/NM3.pdf