نسبت کربن به نیتروژن در سیستم های زراعی ( قسمت اول )

مقدمه

نسبت کربن به نیتروژن (C: N) نسبت جرم ( توده ) کربن به جرم نیتروژن موجود در یک ماده است. به عنوان مثال ، C: N از 10: 1 به معنای وجود ده واحد کربن برای هر واحد ازت در ماده است.

از آنجا که نسبت C: N هر چیزی در خاک و روی خاک می تواند تأثیر قابل توجهی در تجزیه باقی مانده محصول ، به ویژه پوشش باقی مانده بر روی خاک و بازیافت  مواد مغذی محصول (عمدتا ازت) داشته باشد ، درک این نسبت ها هنگام برنامه ریزی تناوب محصول  و استفاده از محصولات پوششی در سیستم های کشاورزی مهم است .

نسبت  C:N میکروبیتغذیه میکروارگانیسم های خاکمیکروارگانیسم های خاک نسبت C: N نزدیک 8: 1 دارند. آنها باید به اندازه کافی کربن و نیتروژن از محیط زندگی خود بدست آورند تا بتوانند آن نسبت کربن و نیتروژن را در بدن خود حفظ کنند. از آنجا که میکروارگانیسم های خاک کربن را به عنوان منبع انرژی می سوزانند ، تمام کربنی که میکروارگانیسم های خاک جذب می کند  در بدن آن باقی نمی ماند. مقدار مشخصی به عنوان دی اکسید کربن در هنگام تنفس از بین می رود. برای به دست آوردن کربن و نیتروژن ، یک میکروارگانیسم خاک باید  زنده بماندزنده (نگهداری بدن + انرژی) به یک رژیم غذایی با نسبت C: N نزدیک 24: 1 نیاز دارد ، با 16 قسمت کربن برای انرژی و هشت قسمت برای نگهداری. این نسبت C: N (24: 1) است که بر خاک حاکم است!اگر مواد غذایی مانند یونجه (نسبت C: N 25: 1) به خاک اضافه شود ، میکروارگانیسم های خاکنسبتاً سریع آن را مصرف خواهد کرد و در واقع هیچ کربن یا نیتروژن اضافی باقی نمی ماند . یونجه تعادل کربن به  نیتروژن تقریباً کاملی دارد که میکروارگانیسم های خاک به آن نیاز دارند (24: 1).چه اتفاقی می افتد اگر یک ماده غذایی با نسبت C: N بالاتر به خاک اضافه کنیم ، مانند کاه گندم با C: N 80: 1؟ از آنجا که کاه گندم نسبت کربن به نیتروژن بیشتری نسبت به میکروارگانیسم های خاک کاملاً متعادل 24: 1 نیاز دارد ، میکروب ها باید ازت اضافی پیدا کنند که با کربن اضافی ،کاه  گندم را مصرف کنند .این نیتروژن اضافی باید از نیتروژن اضافی موجود در خاک تأمین شود. همانطور که میکروارگانیسم های خاک به هم گره می خورند نیتروژن اضافی (بیحرکتی) ، این وضعیت می تواند باعث کمبود نیتروژن در خاک شود تا زمانی که برخی از آنها بمیرند ، تجزیه شوند و نیتروژن (مواد معدنی) موجود در بدن آنها آزاد شود ، یا منبع دیگری از نیتروژن در خاک موجود شود.برعکس ، چه اتفاقی می افتد اگر یک ماده غذایی با نسبت C: N پایین تر ، مانند یک محصول پوششی از پوسته نخود فرنگی  با نسبت C: N 11: 1 اضافه کنیم؟ از آنجا که پوسته نخود فرنگی حاوی نسبت کمتری از کربن به نیتروژن نسبت به  نیاز 24: 1 میکروارگانیسم های خاک کاملاً متعادل است ، میکروب ها پوسته را مصرف کرده و نیتروژن اضافی را در خاک باقی می گذارند. این نیتروژن اضافی در خاک برای گیاهان در حال رشد یا میکروارگانیسم های خاک برای تجزیه باقی مانده هایی که ممکن است دارای نسبت C: N بیشتر از 24: 1 باشند استفاده می شود.هر چیز دیگری که مساوی باشد ، مواد اضافه شده به خاک با نسبت C: N بیشتر از 24: 1 منجر به کمبود موقتی نیتروژن (بی حرکتی) و انهایی که نسبت C: N کمتر از 24: 1 دارند منجر به افزایش نیتروژن موقتی می شوند (کانی سازی). به همین دلیل است که عملیات کمپوست سازی برای دستیابی به ترکیبی از مواد با نسبت C: N حدود 30: 1 تلاش می کند ، بنابراین میکروب های ساکن می توانند به راحتی توده کمپوست را تجزیه کنند و مقدار کمی مواد غذایی و ساختار باقی مانده برای تغذیه و پناه دادن به میکروب ها پس از کمپوست به خاک اعمال می شود. ( ادامه دارد )