اگر زمانی فیلمی با عنوان خاک ساخته شود، ستاره آن نیتروژن خواهد بود. مطمئناً مواد معدنی، مواد آلی و میکروب‌های مختلف حائز اهمیت هستند. آب‌وهوا، جغرافیا و مبحث آب‌شناسی نیز نقش خود را دارند. اما عامل اصلی چیزی نیست جز نیتروژن. به دلیل ضروری بودن آن برای حیات روی زمین، اهمیت زیادی کسب کرده است. همچنین برای تشکیل پروتئین‌ها، اسید‌های نوکلئیک و سایر ساختار‌های مهم برای موجودات زنده ضروری است. گیاهان بیشتر از هر ماده مغذی دیگری به نیتروژن تکیه می‌کنند که این امر به کانون توجهی برای پرورش‌دهندگان در سرتاسر دنیا تبدیل شده است.
نیتروژن چیست؟
گاز نیتروژن (N2)، بخش بزرگی از جو ما – تقریباً ۸۰ درصد- را تشکیل می‌دهد، اما این گاز به‌طور مستقیم توسط گیاهان یا حیوانات قابل‌استفاده نیست. بنابراین درحالی‌که همه موجودات زنده به نیتروژن نیاز دارند، آن را با خوردن گیاهان و یا حیواناتی که گیاهان را مصرف کرده‌اند، به دست می‌آورند. گیاهان نیز به‌نوبه خود باید نیتروژن را از خاک جذب کنند، جایی که شرایط کمی پیچیده می‌شود.
چرخه نیتروژن
تمامی کود‌ها حاوی نیتروژن هستند. دو شکل آلی و معدنی از نیتروژن وجود دارد. نیتروژن اتمسفر(N2)، نوع آلی است که به شکل کنونی‌اش قابل‌دسترس نیست. اولین مرحله که نیتروژن باید در دسترس گیاهان قرار بگیرد، «تثبیت نیتروژن» نام دارد. این روند با ترکیب شدن با اکسیژن، هیدروژن و کربن همراه است. حدود ۹۰ تا ۹۵ درصد فرآیند تثبیت، از طریق فرآیند میکروبی در خاک صورت می‌گیرد. نور‌رسانی مسئولیت بقیه کار را بر‌عهده دارد. نیتروژن ثابت هنوز هم باید تحت شوره زنی و یا کانی‌سازی قرار گیرد تا به‌صورت معدنی قابل‌استفاده توسط گیاهان تبدیل شود. تنها پس از تبدیل نیتروژن آلی به آمونیوم () و نیترات () توسط میکروب‌ها، گیاهان می‌توانند آن‌ها را از طریق سیستم ریشه خود جذب کنند.
افزایش نیتروژن قابل‌دسترس زیستی در خاک
چرخه نیتروژن در طبیعت پیچیده است. به همین علت برای مدت زیادی است که کشاورزان برای تولید نیتروژن ثابت مورداستفاده در کود‌ها، به فرآیندهای صنعتی روی آورده‌اند. این کار مشکلاتی را به وجود آورده است که مهم‌ترین آن‌ها استفاده بیش‌ازحد از کود نیتریت هست که به آبراه‌ها و آب‌های زیرزمینی نفوذ کرده و آن‌ها را آلوده می‌کند. یکی از راه‌های رفع نیاز به کودهای شیمیایی، بهبود وضعیت خاک است. دانشمندان اکنون در تلاش‌اند تا خاک را برای فرآیندهای طبیعی که نیتروژن را به اشکال مختلف قابل‌دسترس تبدیل می‌کنند، هدایت کنند.
فرآیند تبدیل نیتروژن به شکلی که گیاهان بتوانند از آن استفاده کنند، به رطوبت و اکسیژن بستگی دارد. یک اصلاح‌کننده خاک می‌تواند خاک را با این روش بهبود بخشد. فناوری مهندسی‌شده آن با نگه‌داشتن طولانی‌تر آب و مواد مغذی در منطقه ریشه باعث افزایش راندمان کود می‌شود. این کار به گیاهان و میکروب‌ها فرصت بیشتری برای مصرف آن‌ها را می‌دهد. این امر نه‌تنها مسئله مربوط به آبشویی و روان آب را کاهش می‌دهد، بلکه می‌تواند نیاز به استفاده بیش‌ازحد از کود نیتروژن را نیز بکاهد. با تمرکز بر روی خاک سالم‌تر، پایداری را در مقیاس وسیع‌تری ترویج می‌دهد. اصلاح خاک باعث کاهش میزان روان آب کود و توالی کربن می‌شود که درنهایت به سمت سیاره‌ای سالم‌تر حرکت می‌کند.
وقتی پیچیدگی تولید مواد غذایی موردنیاز برای تغذیه جهان را درک می‌کنید، دشوار است که به‌صورت معمولی به خاک نگاه کنید. دفعه بعد که می‌خواهید غذا بخورید، لحظه‌ای را به تشکر از فرآیندهای مولکولی که باعث تولید مواد غذایی توسط کشاورزان می‌شوند، بگذرانید. می‌توان با شروع از زمین به سمت بالا، روش‌هایی برای سالم‌تر و کارآمد‌تر کردن کشاورزی برای کره زمین یافت.
