Dusík

Rostliny potřebují pro svůj růst a vývoj dusík ve velkém množství. V půdě se dusík vyskytuje v různých formách a prochází řadou přeměn, které ovlivňují jeho dostupnost pro rostliny. Dusík má klíčový význam jako součást bílkovin a je nezbytný pro řadu procesů spojených s růstem a vývojem rostlin.

Přeměny dusíku v půdě

Dusík se v půdě vyskytuje v různých formách a podléhá řadě přeměn. Ty rozhodují o tom, zda je dusík přímo dostupný rostlinám a využitelný pro jejich růst, zda se stane dostupným až později, nebo zda dojde k jeho ztrátám vyplavením či v plynné formě.

Příjem rostlinami
Největší část dusíku přijímají rostliny prostřednictvím dusičnanových iontů (NO₃⁻) rozpuštěných v půdní vodě. Rostliny přijímají také amonné ionty (NH₄⁺), které jsou však v půdě méně pohyblivé než dusičnany a podílejí se na výměnných vazbách s půdními částicemi, zejména jílovými minerály a humusem.

Mineralizace
Velká část dusíku v půdě je vázána v organické hmotě, například ve formě bílkovin a produktů jejich rozkladu. Mikroorganismy při mineralizaci tuto organicky vázanou formu rozkládají a uvolňují dusík ve formě amonných iontů, které se následně mohou přeměňovat na dusičnany dostupné rostlinám.

Vyplavování
Dusičnanové ionty jsou v půdní vodě velmi pohyblivé, a proto mohou být snadno vyplavovány do hlubších vrstev půdy. K největším ztrátám dochází zejména v zimě, kdy jsou vysoké srážky a nízká evapotranspirace.

Nitrifikace
Při nitrifikaci bakterie Nitrosomonas a Nitrobacter oxidují amonné ionty nejprve na dusitany a následně na dusičnany.

Ztráty amoniaku
Plynné ztráty dusíku mohou vznikat při hnojení organickými materiály, jako jsou kejda nebo digestát, a také při nesprávné aplikaci močoviny. V závislosti na způsobu aplikace, teplotě a vlhkosti se část aplikovaného dusíku může uvolnit ve formě amoniaku (NH₃). Riziko těchto ztrát se zvyšuje zejména při vysokém pH půdy.

Denitrifikace
K denitrifikaci dochází především v podmáčených půdách s nedostatkem kyslíku. Mikroorganismy při ní využívají kyslík vázaný v dusičnanech, které se postupně redukují za vzniku molekulárního dusíku (N₂) a dalších plynných sloučenin. Dusík tak uniká do atmosféry a při tvorbě oxidu dusného (N₂O) dochází také k emisím skleníkového plynu významného z hlediska klimatu.

Imobilizace
Dusičnany a amonné ionty dostupné v půdní vodě mohou být přijímány mikroorganismy a začleňovány do jejich tělesných bílkovin. K tomu dochází často po zapravení posklizňových zbytků s vysokým poměrem uhlíku k dusíku, například obilní slámy. Takto vázaný dusík se stává pro rostliny znovu dostupným až po následné mineralizaci.

Biologická fixace dusíku
Některé mikroorganismy umožňují využití molekulárního dusíku (N₂) ze vzduchu jeho redukcí na amonné ionty a jejich začleněním do vlastních bílkovin. Zásadní roli zde hraje symbióza hlízkových bakterií s kořeny luskovin, jako jsou hrách, jetel nebo vojtěška.

Účinnost využití dusíku

Efektivní využití živin má pro moderní zemědělství zásadní význam. U dusíku rostliny v současnosti v průměru skutečně využijí pouze přibližně 40 % použitého množství. Ztráty živin představují nejen zátěž pro životní prostředí, ale zároveň snižují ekonomickou efektivitu pěstování. Rostoucí legislativní požadavky, včetně nové vyhlášky o hnojivech, navíc zvyšují tlak na efektivní využití dusíku a dalších živin.

Jedním z klíčových předpokladů pro optimalizaci využití živin je vyvážená výživa rostlin. Dostatečné zásobení draslíkem a hořčíkem podporuje efektivní příjem dusíku a jeho optimální využití v rostlině.

Rostliny potřebují pro růst a vývoj poměrně velké množství dusíku.

Funkce dusíku v rostlině

• Dusík je součástí aminokyselin, z nichž vznikají bílkoviny. Hnojení dusíkem přizpůsobené potřebě tak zajišťuje vysoký obsah bílkovin ve sklizni.
• Dusík je součástí chlorofylu, a proto je důležitý pro fotosyntézu.
• Dusík je součástí enzymů, které plní důležité úkoly v metabolismu rostliny.
• Dusík je rovněž obsažen v nukleových kyselinách (DNA, RNA).

Příznaky nedostatku dusíku

Nedostatek dusíku se vyskytuje především na písčitých půdách, chudých na organickou hmotu nebo kyselých, a také po vydatných srážkách v zimním období.

• Při nedostatku dusíku je narušen růst rostlin (zakrslost).
• Listy mají zbarvení od světle zeleného po žlutozelené.
• Vzniká chloróza, která je nejprve viditelná na starších listech, protože se dusík v rostlině přemisťuje a je transportován do vzrostných vrcholů. Jde o důležitý rozlišovací znak oproti nedostatku síry, kdy se chloróza objevuje nejprve na mladších listech.
• Chloróza začíná na špičce listu, často podél listových žilek.
• Pro rostliny s nedostatkem dusíku je charakteristický takzvaný „ztvrdlý vzhled“ stonku a listů. Listy jsou vzpřímené a těsně přiléhají ke stonku. Naproti tomu při nedostatku fosforu jsou špičky listů mírně prohnuté.

Nedostatek dusíku se vyskytuje především na písčitých půdách s nízkým obsahem humusu nebo na kyselých půdách. Může se projevit také po vydatných zimních srážkách, které podporují vyplavování dusičnanů.

• Nedostatek dusíku zpomaluje růst rostlin.
• Rostliny mají světle zelené až žlutozelené zbarvení.
• Objevuje se chloróza, která se nejprve projevuje na starších listech. Dusík je totiž v rostlině mobilní a při jeho nedostatku je transportován ze starších listů do mladých, aktivně rostoucích částí rostliny. To je důležitý rozlišovací znak oproti nedostatku síry, při kterém se chloróza objevuje nejprve na mladších listech.
• Chloróza začíná na špičkách listů, často podél žilek.
• Rostliny s nedostatkem dusíku mají obvykle tuhé stonky a listy, které jsou vzpřímené a přiléhají ke stonku.
• Naproti tomu při nedostatku fosforu se špičky listů mírně prohýbají.