पिकासाठी पाण्यानंतर जर कोणते अन्नद्रव्य महत्वाचे असेल तर ते आहे नायट्रोजन. वनस्पतीस जी प्रकाश संश्लेषण क्रिया निसर्गाने बहाल केली आहे, त्या प्रकाश संश्लेषण क्रियेसाठी गरजेच्या असलेल्या हरितलवकाची निर्मिती होण्यासाठी नायट्रोजन गरजेचे आहे.
सजिवांची वाढ होते, ते पुर्नउत्पादन करु शकतात म्हणुनच त्यांना सजिव म्हंटले जाते. वनस्पती या सजिव आहेत.
या वाढीसाठी आणि पुर्नउत्पादनासाठी अँमिनो अँसिड ची तसेच त्यापासुन निर्माण होण्या-या प्रथिनांची (प्रोटिन्स) ची गरज भासते, हे अँमिनो अँसिडस आणि प्रथिने नायट्रोजन पासुनच तयार होतात.
प्रथिनांच्या निर्मितीत महत्वाची भुमिका पार पाडणा-या आर.एन.ए. (रायबो न्युक्लिक अँसिड) च्या निर्मितीसाठी देखिल नायट्रोजन गरजेचे आहे.
एका पिढी कडुन दुस-या पिढीकडे अनुवंशिक गुणधर्म जाणे, तसेच सजिवांच्या दैनंदिन कार्य क्रमाचा लेखाजोखा ज्या डी.एन.ए. (डी ऑक्सिरायबो न्युक्लिक अँसिड) मधे असतो त्याची निर्मिती देखिल नायट्रोजन मुळेच होते. पिकाच्या भरघोस वाढीसाठी नायट्रोजन गरजेचे आहे.
शिवाय जमिनीतील सुक्ष्मजीव देखिल नायट्रोजन चा वापर करित असतात.
नत्र हे अन्नद्रव्य पिकांत वहनशिल असल्याने त्याची कमतरता ही पिकाच्या तळा कडील, किंवा जुन्या पानांवर दिसुन येते.
पिक नायट्रोजन हे मास फ्लो पद्धतीने शोषुन घेते.
पिकांस नायट्रेट (NO₃⁻) आणि अमोनियम (NH₄⁺) च्या स्वरुपात नत्र शोषुन घेता येतो.
मास फ्लो म्हणजे पाण्यात जेवढा नत्र विरघळलेला आहे तेवढा नत्र पाण्यासोबत पिक शोषुन घेते.
यापैकि नायट्रेट च्या शोषणासाठी पिकांस उर्जेची गरज भासते. ज्यामुळे पिकाच्या वाढीच्या सुरवातीच्या अवस्थेत, तसेच पिकावर वातावरणाचा ताण असतांना नायट्रेट रुपातील नायट्रोजन युक्त खताचा वापर शक्यतो टाळावा.
अमोनियम (NH₄⁺) चे आयन्स हे धनभार असलेले आयन्स असल्याने पिकाव्दारा जेव्हा अमोनियम रुपातील नत्राचे शोषण केले जाते त्यावेळेस पिकाच्या
मुळांव्दारा जमिनीत धनभार असलेले मुक्त हायड्रोजन (H⁺) आयन्स सोडले जातात ज्यामुळे मातीचा सामु कमी होतो.
नायट्रेट आयन्स हे जमिनीतील हायड्रोजन आयन्स च्या सोबत मुळांमध्ये प्रवेश करतात. या क्रियेमध्ये हायड्रोजन आयन्स चा वापर हा नायट्रेट आयन्स मुळांमधे शिरण्यात मदत व्हावी म्हणुन केला जातो. ह्या क्रियेत मातीतील एक हायड्रोजन आयन कमी होवुन तो पिकाच्या मुळांत शिरल्यामुळे मातीचा सामु तात्पुरता वाढतो.
पिकाच्या वाढीच्या सुरवातीच्या काळात पिकांस अमोनियम जास्त उपयुक्त ठरते तर पिकाच्या वाढीच्या नंतरच्या काळात नायट्रेट जास्त प्रमाणात उपयुक्त ठरते.
ज्या खतात अमोनिकल स्वरुपातील नत्र हा स्फुरद सोबत असतो (उदा. डि.ए.पी., एम.ए.पी.) त्याखतातुन स्फुरद चे शोषण जास्त होते, तसे नायट्रेट स्वरुपातील नत्र आणि स्फुरद सोबत असल्यास होत नाही.
नत्र अन्नद्रव्याची कमतरता असल्यास इतर सर्वच अन्नद्रव्यांची कमतरता जाणवते.
पिकाने कोठल्याही रुपातील नत्राचे शोषण केले तरी देखिल पिकातील पेशीत मात्र, पिक अमोनिकल रुपातील नत्राचाच वापर करत असते. त्यामुळे नायट्रेट रुपातील नत्राचे रुपांतर अमोनिकल रुपात होवुनच पिक त्याचा वापर करु शकते.
पिकास जेव्हा नायट्रेट रुपातील नत्राचा वापर मोठ्या प्रमाणावर केला जातो, तेव्हा त्यापासुन सुक्रोज साखर तयार होते, तर जेव्हा अमोनिकल रुपातील नत्राचा वापर केला जातो तेव्हा त्यापासुन पिकास साठवुन ठेवता येईल अशा स्टार्च रुपातील साखरेची निर्मिती वाढते.
नत्र युक्त खतांच्या जास्त प्रमाणातील वापरामुळे पिकामध्ये बोरॉन, कॉपर, आणि पोटॅशियम ची कमतरता जाणवते. तर नत्र युक्त खतांच्या वापराने पिकातील मॅग्नेशियम ची मागणी देखिल वाढते. मॉलिब्डेनियम च्या वापरातुन नत्राचा वापर देखिल सुधारतो. अमोनियम च्या वापरतुन देखिल फॉस्फोरस चे शोषण वाढते. ज्या जमिनीत अगर पाण्यात क्लोरिन चे प्रमाण जास्त असते तेथे नायट्रेट चे शोषण कमी होते.
नत्राच्या कमतरतेमुळे पिकाची जुनी पाने तळाकडुन टोकाकडे पिवळी पडतात. अनेक पिकांमध्ये नत्र हे परागीभवन होण्यासाठी गरजेचे असते. द्राक्ष, संत्री पिकात नत्र परागीभवनात भुमिका पार पाडते.
नत्र कमतरतेमुळे पिक लवकर फुलो-यावर येते, तसेच पिकाचे त्यामुळे उत्पादन देखिल कमी होते. पिकाची वाढ कमी होते. अतिशय जास्त प्रमाणात कमतरता असल्यास पानांवर कडने लालसर ठिपके पडतात.
पिकांस नायट्रोजन कसे मिळते?
पिकासाठी गरजेच्या नायट्रोजनचा स्रोत हा निसर्गात मुबलक प्रमाणात आहे. हवेतील 78 टक्के नायट्रोजन (N₂) हा पिकासाठी सरळ अन्नद्रव्य म्हणुन उपयुक्त ठरत नाही. पिकासाठी उपयुक्त नायट्रेट (NO₃⁻) आणि अमोनियम (NH₄⁺) स्वरुपात शोषुन घेतात. खालिल तक्यात याबाबत सविस्तर माहीती आहे.
| नत्राचे स्वरुप |
पिकासाठी उपयुक्तता व जमिनीतील व्यवहार |
| N₂ - नायट्रोजन गॅस |
पिकासाठी उपलब्ध स्वरुपात नाही. हवेतील प्रमाण 78 टक्के. जीवाणुंच्या सहय्याने तसेच पावसाच्या पाण्यातुन पिकांस उपलब्ध अशा स्वरुपात रुपांतरीत होतो. |
| NH₃ - अमोनिया गॅस |
पिकांस उपलब्ध स्वरुप नाही. जमिनीत नायट्रोजन सायकल मधिल महत्वाची पायरी. |
| NO₃⁻ नायट्रेट |
हे नत्राचे एक आयोनिक (आयन) स्वरुप असुन पिकांस उपलब्ध असे स्वरुप आहे. या स्वरुपातील नत्र हे चपळ तसेच जमिनीत सहज रित्या वाहुन जाणारे असे असते. पिक नायट्रेट स्वरुपातील नत्र शोषुन घेतांना जास्त प्रमाणात उर्जा खर्च करते. |
| NH₄⁺ अमोनियम |
हे देखिल नत्राचे आयोनिक स्वरुप असुन ते पिकांस सहजरित्या उपलब्ध होते. पिकाच्या वाढीच्या सुरवातीच्या काळात, पिक या स्वरुपातील नत्राचे शोषण जास्त प्रमाणात करते. पिकांस ह्या स्वरुपातील नत्र शोषुन घेण्यास कमी उर्जा लागते. या स्वरुपातील नत्र ईतर स्वरुपांपेक्षा कमी वाहुन जाते. |
| NO₂⁻ नायट्राईट |
अमोनियम चे नायट्रेट मधे रुपांतर होत असतांना हे आयन्स तयार होतात, पिकासाठी उपयुक्त नाही. तसेच अमोनिमय आणि नायट्रेट पेक्षा जास्त प्रमाणात –हास होतो. |
| N₂O नायट्रस ऑक्साईड |
जमिनीतल नत्र डि-नायट्रीफिकेशन च्या क्रिये व्दारे या स्वरुपात वाया जातो. हा एक गॅस आहे. |
| NO नायट्रिक ऑक्साईड |
हा देखिल एक गॅस असुन डि नायट्रिफिकेशन व्दारे वाया जातो. |
आपण या आधिच सहजीवी नत्र स्थिरीकरण बघितले आहे. खालिल तक्त्यात ज्या पिकांच्या मुळांवर गाठी तयार होतात त्या पिकांपासुन जमिनीत एका वर्षात किती प्रमाणात
नत्र फिक्स केला जातो ते दिलेले आहे.
| पिक |
स्थिरीकरण (कि./हे.) |
| सोयाबीन |
85-154 |
| भुईमुग |
86-92 |
| चवळी |
12-33 |
Ref.: बॉडीये 1990,गिलर 1987,सिसवोरो 1990
विसाव्या शतकाच्या उत्तरार्धात पृथ्वीवर दर वर्षी 131 ते 321 मिलियन टन ईतका नत्र हा अजैव पद्धतीने स्थिर झालेला आहे, तर ज्या पिकांच्या मुळांवर गाठी असतात त्यापासुन 35 मिलियन टन ईतका नत्र स्थिर झालेला आहे. (संदर्भ- सिंगलटोन 1993)
युरिया हे खत नत्राचा स्रोत म्हणुन सर्वाधिक जास्त प्रमाणात वापरले जाते. ज्या जमिनीचा सामु जास्त आहे आणि जेथे जास्त तापमान आहे अशा जमिनीत युरिया पासुन अमोनियम (NH₄⁺) च्या स्वरुपातील उपलब्ध नत्र पिकास मिळत असतांनाच बहुतांश भाग हा व्होलाटायझेशन मुळे अमोनिया च्या (NH₃) स्वरुपात रुपांतरित होवुन पिकांस उपलब्ध न होता हवेत विरुन जातो. हा प्रकार जमिनीच्या पृष्ठ भागावर टाकलेल्या युरिया च्या बाबतीत जास्त प्रमाणात होतो, आणि युरिया दिल्यानंतर 3 आठवड्यात बहुतांश युरिया हा अशा प्रकारे वाया जातो.
तसेच युरिया दिल्यानंतर जमिनीचा पीएच देखिल त्या तेवढ्या भागापुरता वाढतो.
CO(NH₂)₂(Urea) + H⁺ + 2H₂O -----> 2NH₄⁺ + HCO₃⁻ (Hydrolysis – युरिएज या एन्जाईम मुळे होते)
वरिल क्रियेत तयार झालेला बायकार्बोनेट (HCO₃⁻) हा जमिनीतील कॅल्शियम सोबत क्रिया होवुन कॅल्शियम कार्बोनेट (CaCO₃) तयार करते. तसेच ह्या क्रियेत हायड्रोजन (H⁺) मुक्त होवुन सामु वाढण्यास प्रतिबंध देखिल होतो. त्यामुळे ज्या जमिनीत कॅल्शियम चे प्रमाण जास्त असते अशा जमिनीत युरिया मुळे सामु बदलास अटकाव घातला जातो. मात्र सततच्या युरियाच्या वापराने कॅल्शियम कार्बोनेट चे प्रमाण देखिल वाढते.
NH₄⁺ -----> NH₃ + H⁺ (Soluble NH₃ Formation)
NH₃ -----> NH₃ (Volatization – Ammonia gas formation)
वरिल रासायनिक अभिक्रीया ही युरिया चे हायड्रोलिसीस ची आहे, हायड्रोलिसिस म्हणजेच युरिया पाण्यात विरघळणे. या क्रियेत युरिया जमिनीतील 2 मुक्त हायड्रोजन आयन्स घेवुन त्यापासुन अमोनियम तयार करते. ज्यामुळे जमिनीतल मुक्त हायड्रोजन चे प्रमाण कमी होवुन युरिया दिलेल्या भागातील सामु वाढतो. मात्र हि क्रिया कायम स्वरुपी अशी नसते.
.
ज्या जमिनीचा सामु हा जास्त आहे अशा जमिनीत युरिया दिल्याने युरिया ची उपलब्धता कमी होणे, आणि सामु वाढणे या दोन क्रिया घडतात. व्होलाटाझेशन मुळे 20 ते 30 टक्के युरिया हा वाया जातो. ज्यावेळेस जमिनीत पाणी कमी असते तसेच जास्त तापमान असते त्यावेळेस हि क्रिया झपाट्याने होते.
पिक लागवडीच्या आधी तसेच पिक छाटणीनंतर पिकाच्या नविन फुट येण्याच्या कालावधीच्या आधी युरिया देणे हे जास्त प्रमाणात नुकसानकारक ठरते. विविध पिकांच्या बेड तयार करण्याच्या क्रियेत अनेक वेळेस युरियाचा वापर केला जातो जे सर्वस्वी चुकिचे आहे. नत्र हे खत कोणत्याही परिस्थितीत कोणत्याही स्वरुपात असले तरी देखिल पिकास मुळ्या येत नाहीत तोवर देणे हे सर्वस्वी चुकिचे आहे.
मात्र ज्या जमिनीचा सामु जास्त आहे, पण त्यात क्ले, सेंद्रिय पदार्थ, बायकार्बोनेटस यांचे प्रमाण जास्त आहे आणि कॅटायन एक्सचेंज कॅपेसिटी जास्त आहे अशा जमिनीत जरी जमिनीचा सामु हा जास्त असेल तरी देखिल युरिया चे व्होलाटायझेशन हे जास्त होत नाही, कारण रासायनिक अभिक्रिया होण्यासाठी जमिनीतील पाण्यात मुक्त स्वरुपात अमोनियम चे प्रमाण हे मातीच्या कणांची कॅटायन एक्सचेंज कॅपेसिटी जास्त असल्या कारणाने कमी असते. कारण बहुतांश अमोनियम हे मातीच्या कणांनी धरुन ठेवलेले असतात. आपण आधीच बघितले कि जास्त क्ले व सेंद्रिय पदार्थ असलेल्या जमिनी ह्या सामु बदलास प्रतिसाद देत नाहीत, त्यांचा हा गुणधर्म अशा प्रकारे उपयोगी पडतो.
नत्र खताचे विविध प्रकारे होणारा –हास हा खालिल तक्त्यात दिलेला आहे,
| -हास होण्याचा प्रकार |
नत्राचे स्वरुप |
-हास होण्याची शक्यता |
| इंमोबिलायझेशन (स्थिरीकरण) |
NH₄,NO₃ |
10-40% |
| ईरोजन (जमिनीच्या वरिल थरातुन वाहुन जाणे) |
NH₄ |
0-20% |
| डि नायट्रिफिकेशन |
NO₃ |
5-35% |
| जमिनीत वाहुन जाणे (लिचिंग) |
NO₃ |
0-20% |
| NH₃ व्होलायाटाझेशन |
Urea |
0-30% |
पिकाव्दारा नत्राचा वापर हा ४० ते ७० टक्के इतका केला जातो, उर्वरित ३० ते ६० टक्के नत्र पुढील पिकासाठी उपलब्ध राहतो.
इंमोबिलायझशन या क्रियेत जमिनीतील सुक्ष्मजीवांव्दारा नत्र स्थिर केला जातो. या जीवांच्या व्दारा स्थिर केलेला नत्र हा सुक्ष्मजीवांच्या मृत्युनंतर सावकाश रित्या पिकांस उपलब्ध होत असतो, त्यामुळे यांस –हास म्हणता येणार नाही, मात्र शेतात उभ्या पिकासाठी हा एक प्रकारे –हास ठरतो.
ज्या जमिनीत कडकपणा असतो तसेच उबदार वातावरण असतांना जमिनीत हवा खेळती राहण्याचे प्रमाण नगण्य असते अशा वेळेस डि नायट्रिफिकेशन होवुन नत्राचा –हास होतो.
खालिल तक्त्यात तापमान आणि जमिन किती दिवस वाफसा स्थितीत नसली म्हणजे किती टक्के डि नायट्रिफिकेशन होईल ते दिलेले आहे,
| तापमान |
मातीत किती दिवस पाणी तुंबुंन होते |
डी नायट्रिफिकेशन |
| 10-15°C |
5 |
10% |
| 10-15°C |
10 |
25% |
| 23-26°C |
3 |
60% |
| 23-26°C |
5 |
75% |
| 23-26°C |
7 |
85% |
| 23-26°C |
9 |
95% |
युरिया किंवा एकंदर नत्र खतांच्या बाबतीत दोन गोष्टी आपण आतापर्यंत बघितल्यात.
युरिया किंवा नत्र युक्त खतांचे (अमोनियम सल्फेट च्या बाबतीत देखिल असेच होते.) व्होलाटायझेन मुळे अमोनिया गॅस तयार होवुन नुकसान होणे.
विशेष करुन युरिया खताच्या वापराने जमिनीच्या सामु वर होणारा परिणाम हा नकारात्मक असा सामु वाढवणारा असाच असतो.
आपल्या समोर आता दोन बाबी स्पष्ट आहेत कि, व्होलाटायझेशन कमी करावयाचे असेल तर जमिनीत सेंद्रिय पदार्थ हे मुबलक प्रमाणात असावयास हवेत तसेच मातीची कॅटायन एक्सचेंज कॅपेसिटी ही जास्त असावयास हवी. ज्या जमिनीत कॅल्शियम चे प्रमाण जास्त असते अशा जमिनीत जरी युरियाचे व्होलाटायझेशन आणि सामु वरिल विपरित परिणाम हे कमी होणार असले तरी देखिल जमिनीतील कॅल्शियम कार्बोनेट चे प्रमाण वाढते, जे जमिनीसाठी हानीकारक आहे. हि अशी परिस्थिती आहे कि, जमिनीचे हित बघावे तर पिकास फटका बसु शकतो, आणि पिकाचे हित बघावे तर जमिनीचे नुकसान होते.
या अशा परिस्थितीत आपण काही सुचनांचे पालन करणे हितकारक ठरते.
नत्र युक्त खते हि पिकाच्या वाढीच्या काळात द्यावीत, पिक लागवडी पुर्वी देवु नयेत.
नत्र युक्त खते वापरण्यापुर्वी जमिनीत सेंद्रिय पदार्थ जी पुर्ण पणे कुजलेली असतिल केवळ तीच, योग्य प्रमाणात असावीत.
ज्या जमिनीचा सामु जास्त आहे, मात्र जमिन भारी आहे, अशा जमिनीत युरिया किंवा अमोनियम सल्फेट कशाचा ही वापर हा फायदेशिर ठरतो.
मात्र ज्या जमिनीचा सामु जास्त आहे, तसेच जमिन हलकी आहे अशा जमिनीत युरिया किंवा अमोनियम सल्फेट चा वापर हा जास्तीत जास्त वेळेस विभागुन असा करवा. हि खते सेंद्रिय पदार्थांसोबत एकत्र करुनच द्यावीत.
ज्या जमिनीचा सामु जास्त आहे, अशा जमिनीत अमोनियम सल्फेट चा वापर हा सामु कमी करणे आणि व्होलाटायझेशन कमी करणे यासाठी देखिल फायदेशिर ठरतो. कारण अमोनिमय सल्फेट हे कोणत्याही परिस्थितीत 10 ते 14 टक्के ईतकेच व्होलाटायझेशन होते तर युरिया चे व्होलाटायझेशन हे 20 ते 30 टक्के इतके असते.
जर ह्युमिक अँसिड चा वापर होणार असेल तर त्यात युरिया विरघळवुन त्याचा वापर करावा. कारण ह्युमिक अँसिड ची कॅटायन एक्सचेंज कॅपेसिटी ही फार जास्त असते,ज्यामुळे व्होलाटायझेशन तसेच जमिनीतल सामु वाढणे व कॅल्शियम कार्बोनेट तयार होणे, यास काही प्रमाणात प्रतिंबध घालता येईल.
स्लरी चा वापर होणार असेल तर त्यात नत्र युक्त खतांचा वापर करुन नये, कारण अशा परिस्थितीत ज्यावेळेस स्लरी ही 7-8 दिवस कुजत राहते त्यावेळेस व्होलाटायझेशन हे वेगाने होते. स्लरी मधे सेंद्रिय स्वरुपातील नत्र हे नैसर्गिक रित्या जास्त असते, त्यामुळे त्यात वरुन नत्र युक्त खते देवुन फायदा नाही.
ज्या जमिनीत अर्धवट कुजलेले किंवा न कुजलेले सेंद्रिय पदार्थ असतात अशा जमिनीत व्होलाटायझेशन चे प्रमाण जास्त असते. त्यामुळे जमिनीच्या थरात केव्हाही अर्धवट कुजलेले पदार्थ गाडु नयेत विशेष करुन तेव्हा जेव्हा शेतात पिक असते, अशा पदार्थांची कुजण्याची क्रिया ही पुर्ण झालेली असल्यानंतरच त्यांचा वापर शेतात करावा.
नत्र युक्त खते हि जमिनीत काही अंतरावर खोलवर गाडुन अशा प्रकारेच द्यावीत.
