Baja nitrogen adalah baja utama bagi tanaman, terdapat tiga bentuk asas yang terdapat di pasaran, iaitu nitrogen urea (molekul neutral), nitrogen ammonium (bermuatan positif), dan nitrogen nitrat (bermuatan negatif).

Tindak Balas Nitrogen Dalam Tanah

Kajian menunjukkan bahawa urea hampir tidak mempunyai cas apabila larut dalam air tulen, jadi setelah berhubungan dengan tanah, urea segera ditukar menjadi ammonia dan karbon dioksida. Proses penukaran ini berlaku di bawah tindakan enzim urease yang kebanyakan terdapat dalam tanah. 

Ammonia cepat bertindak balas dengan air untuk menghasilkan ammonium hidroksida, dengan kata lain, ini akan meningkatkan nilai pH tanah. Penyelidikan luar negara menunjukkan bahawa dalam tempoh satu hari setelah mengaplikasikan urea ke dalam tanah, fenomena peningkatan nilai pH boleh dilihat di sekeliling urea. 

Pada masa yang sama, banyak kajian menunjukkan bahawa apabila urea disemburkan ke permukaan tanah, gas ammonia terus menyejat ke udara. Faktor-faktor tanah yang biasanya mempengaruhi kehilangan amonia melalui penyejatan selepas penyemburan urea termasuk pertukaran ion kation, nilai pH tanah, dan kandungan air tanah. 

Penyelidikan luar negara menunjukkan bahawa penyemaian urea di ladang dapat menyebabkan peningkatan pH dalam tanah sekitar urea dalam tempoh satu hari, yang mempunyai kesan buruk terhadap pertumbuhan tanaman.

 

Kuantiti pertukaran ion kation dalam tanah berkait rapat dengan kandungan lempung tanah. Dengan peningkatan dalam pertukaran ion kation tanah, kerugian penyejatan amonia dari tanah turun. Apabila pertukaran ion kation kurang daripada 10 cmol/kg, kerugian penyejatan amonia adalah serius. Walau bagaimanapun, dalam tanah liat, apabila pertukaran ion kation mencapai 100 cmol/kg, kerugian penyejatan amonia boleh diabaikan. 

Sebab tanah liat mempunyai volatilisasi ammonia yang rendah apabila berhadapan dengan urea adalah kerana amonia yang dihasilkan melalui hidrolisis diserap secara kuat oleh zarah tanah liat apabila urea dan tanah bercampur bersama, dan tidak dipancarkan ke atmosfera.

Kesan pH Tanah

Nilai pH tanah adalah faktor sekunder yang mempengaruhi penyejatan amonia semasa hidrolisis urea. Secara umum, tahap kerugian penyejatan amonia berkait rapat dengan tahap campuran urea dan tanah. Apabila urea disapu pada permukaan tanah dengan nilai pH 5, kira-kira 70% nitrogen urea boleh hilang. Setelah aplikasi kapur untuk menyesuaikan nilai pH tanah kepada 7.5, kira-kira 80% nitrogen urea boleh hilang. 

Walau bagaimanapun, jika urea dan tanah dengan nilai pH asal 5 dicampur sepenuhnya, hanya kirakira 25% nitrogen urea yang hilang. Di samping itu, apabila pengairan selepas pembajaan, urea bergerak dalam tanah bersama air pengairan. 

Pengedaran urea dalam zon berair tanah berkait rapat dengan masa larutnya dalam air pengairan. Proses penyejatan di permukaan tanah menyebabkan peningkatan kandungan urea di sekitar permukaan tanah. Urea yang masih tinggal di permukaan tanah juga akan terpapar sebagai amonia ke atmosfera. Walaupun sukar untuk mengawal kerugian nitrogen urea dalam keadaan kebun, tetapi banyak kajian telah menemui bahawa ini adalah satu cara langsung bagi nitrogen hilang dengan menguji keberkesanan tumbuhan dalam memanfaatkan nitrogen. 

Semasa fasa penanaman akar tanaman dan pertumbuhan awal biji, tanaman boleh menanggung kandungan urea yang mengandungi urea secara konsisten sehingga 2%. Walau bagaimanapun, jika terlalu banyak, baik penanaman akar tanaman mahupun perkembangan biji akan terjejas secara serius.

 

Satu lagi masalah yang berpotensi dengan urea adalah kesan sedikit bahan asing dalam urea, iaitu N-methyl-N-nitrosourea (C2H5N3O2). Tanaman dapat menanggung kandungan C2H5N3O2 sehingga 2% semasa fasa perakaran dan pertumbuhan awal biji. Walau bagaimanapun, jika melebihi had ini, baik perakaran tanaman mahupun pembangunan biji akan terjejas dengan serius.

Memahami Ciri-ciri Cas Positif dan Negatif

Nitrogen ammonium membawa cas positif dan mudah terserap di permukaan zarah tanah liat yang membawa cas negatif, dan juga boleh menggantikan kation lain di permukaan zarah tanah liat. Kationkation yang terserap di permukaan zarah tanah liat ini terutamanya adalah kation kalsium dan magnesium. Hasil interaksi ini adalah pengumpulan ammonium di sekitar penitis, di mana sejumlah besar kation kalsium dan sejumlah kecil magnesium disesarkan, yang bergerak bersama air pengairan. 

Dalam beberapa hari, ammonium dalam tanah biasanya teroksida kepada nitrogen nitrat oleh bakteria tanah, dan bergerak bersama air pengairan di sepanjang tanah. Bagi nitrogen nitrat yang membawa cas negatif, ia tidak akan terserap di permukaan zarah tanah liat yang bersifat alkali dan neutral yang membawa cas negatif. Namun, ia boleh terserap di atas besi oksida dan aluminium oksida yang membawa cas positif di tanah yang bersifat asid. Seperti urea, nitrogen nitrat juga bergerak bersama air dan pengedaran dalam tanah berkait rapat dengan masa pengenalan dalam sistem pembajaan. 

Nitrogen nitrat adalah agen pengoksidaan yang kuat. Biasanya, di sekitar muncung penitis, terdapat tanah yang jenuh dengan air dan berada dalam keadaan anoksik. 

Dalam keadaan ini, banyak mikroorganisma tanah menggunakan oksigen dalam ion nitrat dan bukannya menggunakan molekul oksigen untuk memenuhi keperluan pernafasan mereka. Akibatnya, nitrogen oksida dan nitrogen gas hilang ke atmosfera. 

Mekanisme di mana ion nitrat bertukar menjadi nitrus oksida atau gas nitrogen melalui tindak balas pengurangan biologi adalah punca kehilangan baja nitrogen. 

Pakar asing memberikan contoh pengairan di ladang jagung, dengan jumlah pengairan berterusan sebanyak 70 mm, mengakibatkan kehilangan nitrogen yang besar. 

Secara umumnya, petani jarang memberi perhatian kepada kekurangan oksigen yang disebabkan oleh penyiraman berlebihan, yang kemudiannya menyebabkan kerugian nitrogen gas. 

Faktor-faktor yang mempengaruhi termasuk kandungan zarah tanah yang tinggi dan suhu tanah yang tinggi, yang menyebabkan mikroorganisma tanah di zon akar menggunakan ion nitrat semasa respirasi.