Azoti është lëndë ushqyese më thelbësore për prodhimin e bimëve, por edhe një nga më të vështirat për t'u rregulluar. Ky kompleks është jetik për prodhimin global bujqësor. Megjithatë, azoti i tepërt nga plehrat rrjedh në mjedis, duke çuar në efekte të dëmshme.
Në këtë artikull do të flasim për rëndësia e azotit në bujqësi dhe si mund të ushqehen kultura të caktuara nga azoti nga ajri.
Cila është rëndësia e azotit për rritjen e bimëve?
Azoti luan një rol vendimtar si te bimët ashtu edhe te njerëzit, pasi përdoret për sintetizimin e aminoacideve që gjenerojnë proteinat përgjegjëse për ndërtimin e qelizave dhe përbën një nga komponentët themelorë të ADN-së. Përveç kësaj, Azoti është jetik për rritjen e bimëve, pasi është një element kryesor i klorofilit, përbërësi që lejon bimët të shfrytëzojnë energjinë e dritës së diellit për të kthyer ujin dhe dioksidin e karbonit në sheqerna.
Cikli i azotit bazohet në një sërë procesesh me të cilat azoti kalon nga atmosfera në tokë, kalon nëpër tokë dhe në fund kthehet në atmosferë.
Procesi fillon me fiksimin biologjik të azotit, një fenomen në të cilin bakteret fiksuese të azotit që banojnë në nyjet rrënjësore të bishtajore transformojnë lëndën organike në amonium, i cili më pas shndërrohet në nitrat. Bimët mund të thithin nitratin nga toka dhe ta metabolizojnë atë në azotin e nevojshëm për rritjen e tyre, ndërsa bakteret denitruese lehtësojnë shndërrimin e nitrateve të tepërta në azot inorganik, i cili më pas lëshohet në atmosferë.
Nitrati i tepërt, ose ai që humbet nga kullimi (kur lëndët ushqyese thelbësore treten nga shiu ose ujitja), ka potencialin të depërtojë dhe të ndotë burimet e ujërave nëntokësore.
Cili është roli i plehrave azotike?
Për mijëvjeçarë, njerëzimi nuk ishte i shqetësuar për azotin. Megjithatë, në fillim të shekullit të 20-të, U bë e qartë se praktikat intensive bujqësore po varfëronin nivelet e nitrateve të tokës, duke çuar në shqetësime në lidhje me rritjen e popullsisë globale dhe kërcënimin e afërt të një krize ushqimore.
Pas industrializimit të prodhimit, futja e plehrave azotike sintetike luajti një rol vendimtar në rritjen e Revolucioni i Gjelbër, duke çuar në një rritje të konsiderueshme të prodhimit bujqësor global duke filluar nga fundi i viteve 1960. Gjatë kësaj periudhe, si Meksika ashtu edhe kombet e Indisë dhe Pakistanit arritën të vetë-mjaftueshme në prodhimin e grurit, pavarësisht se ishin në prag të urisë.
Në praktikat bashkëkohore intensive bujqësore, rëndësia e plehrave sintetike azotike është rritur ndjeshëm. Për momentin, Prodhimi global tejkalon 100 milionë tonë metrikë të këtij produkti në vit, dhe parashikimet nga Organizata e Kombeve të Bashkuara për Ushqimin dhe Bujqësinë tregojnë se kërkesa pritet të rritet në mënyrë të qëndrueshme, veçanërisht në rajone të tilla si Afrika dhe Azia Jugore.
A është e zbatueshme në afat të gjatë?
Me rritjen e kërkesës globale, sfida e menaxhimit të azotit qëndron në furnizimin me azot të mjaftueshëm për të përmbushur nevojat globale të sigurisë ushqimore duke reduktuar lirimin e azotit të tepërt. 300 herë më i dëmshëm për mjedisin sesa dioksidi i karbonit.
Në zona të caktuara, mungesa e azotit pengon arritjen e sigurisë ushqimore dhe ushqyese. Në të kundërt, në rajone të tjera, pothuajse pesëdhjetë për qind e plehrave azotike të përdorura në bujqësi ikën në mjedis, duke çuar në efekte negative si p.sh. rritja e rreziqeve mjedisore, degradimi i pakthyeshëm i tokës dhe kontaminimi i burimeve ujore.
Kjo çështje mund të trajtohet duke përmirësuar efikasitetin e përdorimit të azotit, i cili bazohet në një llogaritje të shumëanshme që shpesh kërkon një krahasim midis biomasës së bimëve (kryesisht rendimentit ekonomik) ose përmbajtjes/marrjes së azotit (rendimentit) dhe azotit të aplikuar (input) nëpërmjet plehut organik ose sintetik plehrat. Duke optimizuar këtë marrëdhënie, jo vetëm që rritet produktiviteti i të korrave, por edhe humbjet mjedisore reduktohen nëpërmjet menaxhimit të përpiktë agronomik, duke kontribuar në përmirësimin afatgjatë të cilësisë së tokës.
Aktualisht, efikasiteti mesatar global i përdorimit të azotit nuk kalon 50%, shumë më poshtë se 67% e vlerësuar e nevojshme për të përmbushur kërkesat globale për ushqim në vitin 2050, duke siguruar që azoti i tepërt të mbetet brenda kufijve të pranueshëm për cilësinë e ajrit dhe ujit.
Megjithëse zgjidhjet e avancuara teknologjike për menaxhimin e azotit po shfaqen, fermerët mund të arrijnë përmirësime të menjëhershme në efikasitetin e përdorimit të azotit përmes një sërë metodash, duke përfshirë aplikimin e plehrave, përdorimin e plehrave azotike me çlirim të ngadaltë, përdorimi i mjeteve precize të aplikimit të azotit (si p.sh. Kërkuesi i Gjelbër) ose duke zbatuar fekondimin përmes mikroujitjes.
Teknologji optimale
Progres i rëndësishëm është bërë në zhvillimin e teknologjive që synojnë menaxhimin efikas të azotit, të cilat, në kombinim me praktikat e përshtatshme agronomike, kanë demonstruar potencialin për të përmirësuar rendimentet e të korrave. Kjo qasje përmirëson efikasitetin e përdorimit të azotit dhe minimizon tepricat e azotit në kultura.
Studiuesit po shqyrtojnë avantazhet e frenimit biologjik të nitrifikimit, një mekanizëm përmes të cilit bimët çlirojnë substanca që ndikojnë në ciklin e azotit në tokë. Ky fenomen natyror, i vërejtur në disa barëra dhe të afërm të egër të grurit, luan një rol vendimtar në reduktimin e ndjeshëm të emetimeve të azotit.
Në vitin 2007, studiuesit identifikuan tipare biologjike të nitrifikimit në një të afërm të grurit, dhe në vitin 2018, ata i transferuan me sukses këto tipare në një shumëllojshmëri të grurit pranveror kinez. Megjithëse rezultatet paraprake treguan produktivitet të ulët dhe janë ende në fazat e hershme të zhvillimit, shkencëtarët janë të interesuar të vlerësojnë zbatimin e mundshëm të këtij procesi në varietetet komerciale të grurit në të ardhmen. Nëse është e suksesshme, kjo teknologji ka potencialin të ndikojë ndjeshëm në arritjen e qëllimeve globale të efikasitetit të përdorimit të azotit.