Το νιτρικό κάλιο αποτελεί ασφαλή πηγή αζώτου σε συνθήκες εντατικής καλλιέργειας σε υψηλές θερμοκρασίες

​ Η επίδραση του αμμωνίου στη φυτική ανάπτυξη και στην περιεκτικότητα σε θρεπτικές ουσίες στα φυτά εξετάστηκε με τη χρήση αποτελεσμάτων δοκιμών σε μια ποικιλία καλλιεργειών υδρολίπανσης εκτός εδάφους.

Στις καλλιέργειες εδάφους, ο ρυθμός νιτροποίησης στο έδαφος είναι πολύ γρήγορος υπό κανονικές συνθήκες και το αμμωνιακό λίπασμα νιτροποιείται εντός μίας εβδομάδας. Ως αποτέλεσμα, το νιτρικό άλας είναι η κύρια πηγή αζώτου για τις καλλιέργειες. Συνθήκες, όπως οι χαμηλές θερμοκρασίες, τα όξινα εδάφη και η εκτεταμένη έκπλυση, αποτρέπουν τη νιτροποίηση ή ευνοούν τη συσσώρευση ιόντων NH₄⁺ στο έδαφος. Αυτό οδηγεί σε οξίνιση του περιβάλλοντος των ριζών και σε μείωση της πρόσληψης δισθενών κατιόντων, όπως του Ca²⁺ και του Mg²⁺. 

Επίδραση της πηγής αζώτου στη μεταφορά του αζώτου

Η εισαγωγή των συστημάτων καλλιέργειας εκτός εδάφους με υποστρώματα με πολύ χαμηλή ρυθμιστική ικανότητα τόνισε τη σημασία της απόκτησης θεωρητικών γνώσεων αναφορικά με τις επιδράσεις της θρέψης με βάση το αμμώνιο στην εμπορική παραγωγή λαχανικών. Η υδρολίπανση με γραμμές στάγδην άρδευσης παρέχει στο φυτό διάφορες αναλογίες νιτρικών:αμμωνίου ανάλογα με τον τύπο του λιπάσματος που χρησιμοποιείται. Το NH₄⁺ μεταβολίζεται κυρίως σε οργανικές ενώσεις στις ρίζες και το άζωτο μεταφέρεται στα φύλλα σε αυτές τις ενώσεις. Αντιθέτως, το NO₃^- μεταφέρεται ως ανιόν στα φύλλα και μεταβολίζεται εκεί. Κατά συνέπεια, η μετατόπιση του αζώτου σε μεταβολίτες μετά την πρόσληψη NH₄⁺ στις ρίζες επηρεάζεται λιγότερο από τη θερμοκρασία των ριζών σε σχέση με τη μεταφορά του αζώτου ως NO₃^-, η οποία είναι περιορισμένη στις χαμηλές θερμοκρασίες. Αυτό μπορεί να εξηγήσει την καλύτερη απόδοση της υδρολίπανσης που περιέχει και τις δύο πηγές αζώτου σε σχέση με νιτρικά μόνο, στις χαμηλότερες θερμοκρασίες. Οι δοκιμές που εξετάστηκαν σε αυτήν τη μελέτη δείχνουν ότι η απόκριση των καλλιεργειών στις αναλογίες νιτρικών:αμμωνίου ποικίλλει, κυρίως λόγω των διαφορών στην ανοχή σε υψηλότερη συγκέντρωση αζώτου που παρέχεται με αμμώνιο: για παράδειγμα, η ντομάτα ευδοκιμεί όταν η αναλογία του αμμωνίου είναι έως 50%, ενώ το κινεζικό λάχανο μπορεί πεθάνει αν υπάρχουν 5 mM αμμωνίου.

Το αμμώνιο προκάλεσε βλάβες λόγω της κατανάλωσης υδατανθράκων σε υψηλές θερμοκρασίες

Στις φράουλες, η υδρολίπανση με NH₄⁺ ως τη μοναδική πηγή αζώτου προξένησε αυξημένες βλάβες στο ριζικό σύστημα σε αυξανόμενες θερμοκρασίες στις ρίζες, με αποκορύφωμα τον θάνατο των ριζών στους 32^oC. Επιπλέον, σε αυτά τα φυτά παρατηρήθηκε χαμηλότερη περιεκτικότητα σε διαλυτά σάκχαρα τόσο στις ρίζες όσο και στην κορυφή σε όλες τις θερμοκρασίες σε εύρος 10-32^oC, σε σύγκριση με τα φυτά στα οποία εφαρμόστηκε υδρολίπανση με NO₃^- ως τη μοναδική πηγή αζώτου. Αυτή η αρνητική επίδραση του NH₄⁺ στην περιεκτικότητα σε διαλυτά σάκχαρα ήταν πιο εμφανής στις ρίζες. Η πραγματική συγκέντρωση των διαλυτών σακχάρων στις ρίζες είναι η ισορροπία μεταξύ προσφοράς και κατανάλωσης. Η υποβάθμιση των ριζών που προκαλείται από το NH₄⁺ φαίνεται ότι οφείλεται σε έναν συνδυασμό αυξημένης κατανάλωσης οξυγόνου, αυξημένης κατανάλωσης υδατανθράκων και του σημείου στο οποίο μεταβολίζεται το NH₄⁺ στις ρίζες. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, η πιθανότητα βλάβης στις ρίζες επιδεινώνεται από την ανάγκη μεγαλύτερης ποσότητας σακχάρων για τον μεταβολισμό του NH₄⁺ από όση μπορεί να παρασχεθεί από τη φωτοσύνθεση. Οι ρυθμοί αναπνοής σε υψηλότερες θερμοκρασίες αυξάνονται, το διαλυτό οξυγόνο είναι χαμηλό και, επιπλέον, η ανάγκη του φυτού για O₂ και υδατάνθρακες για άλλες μεταβολικές διεργασίες ανταγωνίζεται την ανάγκη που δημιουργείται από τον μεταβολισμό του NH₄⁺.

Οι συγγραφείς συμπεραίνουν ότι το αμμώνιο είναι δυνητικά επιβλαβές για την καλλιέργεια σε υψηλές θερμοκρασίες, αλλά ασφαλές σε χαμηλότερες θερμοκρασίες. Ο βασικός παράγοντας που καθορίζει την καταλληλότητα του αμμωνίου για μια καλλιέργεια είναι η ισορροπία του ποσοστού των σακχάρων που μεταφέρονται στις ρίζες μείον την ανάγκη για αναπνοή των ριζών. Εφόσον υπάρχουν διαθέσιμα αποθέματα και παροχή σακχάρων στις ρίζες, το NH₄⁺ μπορεί να λειτουργήσει ως πηγή αζώτου, αλλά αν η κατανάλωση σακχάρων στις ρίζες είναι μεγαλύτερη, το NO₃ είναι καλύτερη πηγή.

Επίδραση της πηγής αζώτου στην πρόσληψη δισθενών ιόντων (Ca^2+, Mg²⁺)

Οι ίδιες συνθήκες στο έδαφος που αποτρέπουν τη νιτροποίηση και ευνοούν τη συσσώρευση αμμωνίου (χαμηλή θερμοκρασία, οξύτητα και εκτεταμένη έκπλυση) μπορούν να προκαλέσουν μείωση του ασβεστίου και του μαγνησίου σε φυτά που καλλιεργούνται υπό αυτές τις συνθήκες. Το ιόν αμμωνίου έχει θετικό φορτίο και, συνεπώς, ανταγωνίζεται αυτά τα δισθενή κατιόντα κατά την πρόσληψη από το φυτό. Σε όλες τις καλλιέργειες που περιλαμβάνονται σε αυτήν την εξέταση, το αμμώνιο ή το χαμηλό pH μείωσαν την περιεκτικότητα σε ασβέστιο και μαγνήσιο στα φυτά σε σύγκριση με τα φυτά στα οποία εφαρμόστηκαν νιτρικά λιπάσματα. Για παράδειγμα, στην ντομάτα, η περιεκτικότητα σε Ca²⁺ και Mg²⁺ στους βλαστούς αυξήθηκε με αυξανόμενη σχετική συγκέντρωση NO₃^-, σε όλες τις θερμοκρασίες.