กลไกการทำงานของไนโตรเจนในพืช  บทบาทสำคัญต่อการเจริญเติบโต

ไนโตรเจน เป็นธาตุอาหารหลักที่พืชต้องการในปริมาณมาก มีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนของใบและลำต้น ทำให้พืชมีสีเขียวสดใสและแข็งแรง

บทบาทสำคัญของไนโตรเจนในพืช

1. ส่วนประกอบของโปรตีน: ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบหลักของโปรตีน ซึ่งเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีหน้าที่สำคัญในการสร้างเนื้อเยื่อต่างๆ ของพืช ช่วยในการเจริญเติบโตและซ่อมแซมส่วนที่สึกหรอ ไนโตรเจนช่วยในการแบ่งเซลล์และการเจริญเติบโตของอวัยวะต่างๆ เช่น ใบ ลำต้น ราก ทำให้พืชเจริญเติบโตได้ดี

2. ส่วนประกอบของกรดนิวคลีอิก: ไนโตรเจนยังเป็นส่วนประกอบของกรดนิวคลีอิก ได้แก่ DNA และ RNA ซึ่งเป็นสารพันธุกรรมที่ควบคุมการเจริญเติบโตและการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของพืช

3. ส่วนประกอบของคลอโรฟิลล์: ไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบของคลอโรฟิลล์ ซึ่งเป็นรงควัตถุสีเขียวในพืชที่มีหน้าที่ในการสังเคราะห์แสง ช่วยให้พืชสร้างอาหารได้เอง

4. เร่งการเจริญเติบโต: ไนโตรเจนช่วยเร่งการแบ่งเซลล์และการยืดตัวของเซลล์ ทำให้พืชเจริญเติบโตได้เร็วขึ้น

5. เพิ่มผลผลิต: การได้รับไนโตรเจนในปริมาณที่เหมาะสมจะช่วยเพิ่มผลผลิตของพืช เช่น ผลไม้ เมล็ด และใบ

ธาตุไนโตรเจนปกติจะมีอยู่ในอากาศในรูปของก๊าซไนโตรเจนเป็นจำนวนมาก แต่ไนโตรเจนในอากาศในรูปของก๊าซนั้น พืชนำเอาไปใช้ประโยชน์อะไรไม่ได้ (ยกเว้นพืชตระกูลถั่วเท่านั้นที่มีระบบรากพิเศษสามารถแปรรูปก๊าซไนโตรเจนจากอากาศ เอามาใช้ประโยชน์ได้) ธาตุไนโตรเจนที่พืชทั่ว ๆ ไปดึงดูดขึ้นมาใช้ประโยชน์ได้นั้น จะต้องอยู่ในรูปของอนุมูลของประกอบ เช่น แอมโมเนียมไอออน (NH4+) และไนเทรตไอออน (No3-) ธาตุไนโตรเจนในดินที่อยู่ในรูปเหล่านี้จะมาจากการสลายตัวของสารอินทรียวัตถุในดิน โดยจุลินทรีย์ในดินจะเป็นผู้ปลดปล่อยให้ พืชดูดไนโตรเจนในรูปของเกลือไนเตรตและแอมโมเนียม แต่ความสามารถในการดูดซึมธาตุอาหารทั้ง 2 รูปแบบไม่เท่ากัน เนื่องจากข้อจำกัดทางชีวเคมีภายในต้นพืช

อาการที่พืชขาดไนโตรเจน

ใบเหลือง: ใบแก่จะเหลืองก่อน เนื่องจากไนโตรเจนจะถูกเคลื่อนย้ายไปยังส่วนที่กำลังเจริญเติบโต

การเจริญเติบโตช้า: พืชจะแคระแกร็นและเจริญเติบโตช้า

ใบร่วง: ใบแก่จะร่วงหล่นเร็ว ทำให้ต้นโล่ง

ผลผลิตน้อย: ผลผลิตที่ได้จะมีขนาดเล็กและคุณภาพต่ำ

รูปที่เป็นประโยชน์ของไนโตรเจนเพื่อการเติบโตของพืช

ในพืชจะมีปริมาณธาตุ N 2-6% ของน้ำหนักแห้ง อยู่ในรูปสารอินทรีย์ที่มีหน้าที่สำคัญต่อกระบวนการแบ่งเซลล์และขยายขนาดของเซลล์และเป็นองค์ประกอบของเอนไซม์ จึงทำให้ธาตุไนโตรเจนมีบทบาทอย่างมากต่อกระบวนการเมแทบอลิซึมและการเจริญเติบโตของพืช

สารอินทรีย์ที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบในพืชจำแนกได้เป็น 6 กลุ่ม

1) กรดอะมิโน เข่น แอสพาราจีน (asparagine) กลูตามีน (glutamine) และกลูตาเมท (glutamate) 2) โปรตีน เป็นองค์ประกอบที่สำคัญของเซลล์พืช ของเยื่อหุ้มเซลล์ และของเอนไซม์ 3) กรดนิวคลิอิก ที่สำคัญคือ DNA และ RNA  4) สารให้พลังงาน ในรูปของ ATP และ NADPH, NADH  5) ฮอร์โมนพืช ได้แก่ ออกซิน (auxins) และไซโตไคนิน (cytokinins) และ 6) สารทุติยภูมิ

 ในบรรยากาศมีก๊าซ N2 กว่า 78% ซึ่งสามารถตรึงด้วยกลุ่มของจุลินทรีย์บางชนิดให้เปลี่ยนไปอยู่ในรูปที่พืชสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้คือรูปของแอมโมเนียม (NH4+) และไนเตรต (NO3-) 

 ในสภาวะที่ดินปลูกพืชเรามีการจัดการให้มีความโปร่งร่วนซุยมีออกซิเจนเพียงพอ เกิดการเปลี่ยน NH4+  ไนเตรต NO3-

แต่ NO3- ก็จะถูกเปลี่ยนไปเป็นก๊าซ N2 กลับคืนสู่บรรยากาศก็ทำให้เกิดการสูญเสียได้เช่นกัน เมื่อออกซิเจนในดินลดลง และดินมีอุณหภูมิสูง

 ในสภาวะที่ดินเป็นกรดจัดหรือดินมีสภาพน้ำขังทำให้ขาดออกซิเจนกิจกรรมของเอนไซม์ก็จะลดลงก็จะเกิดการสะสม NH4+ ในดินมากขึ้น

 ในดินด่างหรือดินที่มีปูนมากจะทำให้ธาตุไนโตรเจนที่อยู่ในรูป  NH4+ สูญเสียไปในรูปของก๊าซแอมโมเนีย (NH3) ดังนั้นดินแบบนี้ควรใช้ปุ๋ยไนเตรตไม่ควรใช้ปุ๋ยที่ให้แอมโมเนียมหรือปุ๋ยยูเรีย