Το άζωτο (N) είναι ένα στοιχείο με μεγάλη σπουδαιότητα για τη ζωή και το περιβάλλον. Τα φυτά έχουν θεμελιώδη εξάρτηση από αυτό, καθώς είναι το θρεπτικό στοιχείο που χρειάζονται στις μεγαλύτερες ποσότητες. Υπολογίζεται ότι 85 – 90 εκατομμύρια τόνοι αζωτούχων λιπασμάτων προστίθενται στο έδαφος παγκοσμίως κάθε χρόνο. Το άζωτο αποτελεί συστατικό πολλών ενώσεων του φυτικού κυττάρου, στις οποίες περιλαμβάνονται τα αμινοξέα, οι ορμόνες, τα νουκλεϊκά οξέα και η χλωροφύλλη. Συνεπώς γίνεται κατανοητό ότι η τροφοπενία αζώτου παρεμποδίζει ταχύτατα την αύξηση και την ευρωστία των φυτών. Η διαχείριση του αζώτου όμως, είναι μία μοναδική και σύνθετη διαδικασία. Εξαιτίας των ιδιαζουσών μορφών του αζώτου στο έδαφος, έχει εκτιμηθεί ότι το 50 – 70% του αζώτου που εφαρμόζεται στο έδαφος χάνεται. Επομένως, η βελτίωση του δείκτη της χρήσης αποτελεσματικότητας του αζώτου (Nitrogen Use Efficiency, NUE) είναι απαραίτητη για τη βελτιστοποίηση των αποδόσεων των καλλιεργειών και του γεωργικού εισοδήματος, ελαχιστοποιώντας παράλληλα τις απώλειες αζώτου στο περιβάλλον. 

1. Βασικές λειτουργίες του αζώτου

Το άζωτο είναι ένα από τα πιο σημαντικά θρεπτικά στοιχεία για τα φυτά και επειδή απαιτείται σε μεγάλες ποσότητες, θεωρείται μακροστοιχείο. Από φυσιολογική άποψη, είναι απαραίτητο συστατικό  των νουκλεοτιδίων, αμινοξέων, αλκαλοειδών, ορισμένων ορμονών, βιταμινών και του μορίου της χλωροφύλλης. Συνεπώς γίνεται εύκολα κατανοητό πως είναι ένα στοιχείο πρωταρχικό για τις διεργασίες της βιοσύνθεσης. Η θρεπτική επάρκειά του συμβάλλει στην φωτοσυνθετική δραστηριότητα και στην ανάπτυξη των φυτών, το φύλλωμα των οποίων παρουσιάζει ένα χαρακτηριστικό έντονο σκούρο πράσινο χρώμα. Επιπλέον υπάρχουν αρκετές αναφορές ότι το άζωτο συσχετίζεται θετικά με την αντοχή των φυτών σε ασθένειες όπως ο Βοτρύτης και η Φυτόφθορα. Προάγει επίσης την ενίσχυση του ριζικού συστήματος, την πρόσληψη και διαθεσιμότητα  άλλων θρεπτικών στοιχείων, την αύξηση του πρωτεϊνικού  περιεχομένου των φυτών και την ενίσχυση της απόδοσης.

Ανάλογα με το είδος του φυτού το άζωτο συσσωρεύεται στα βλαστικά μέρη του φυτού σε διαφορετικές συγκεντρώσεις κατά τη διάρκεια του βιολογικού του κύκλου. Η περιεκτικότητα των βλαστών ή των μίσχων ορισμένων καλλιεργειών μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης για την κατάσταση του αζώτου στα φυτά.

Τόσο η μείωση της παραγωγής, όσο και η υποβάθμιση της ποιότητας σχετίζονται άμεσα με την ένταση της τροφοπενίας αζώτου. Στην περίπτωση που η τροφοπενία προχωρήσει, τότε η ανάπτυξη υπόγειου και υπέργειου μέρους αναστέλλεται. 

Αντίθετα, σύμφωνα με αναφορές, η υπερεπάρκεια αζώτου οδηγεί σε καθυστέρηση της ωρίμανσης, σε μεγαλύτερη ευαισθησία σε εχθρούς και ασθένειες και σε υποβάθμιση της ποιότητας και της παραγωγής. Στην περίπτωση των σιτηρών η περίσσεια αζώτου συνεπάγεται έντονο πλάγιασμα, λόγω της ανάπτυξης μεγάλων μεσογονατίων διαστημάτων και έντονου αδελφώματος.

2. Πρόσληψη του αζώτου 

Οι µορφές του αζώτου οι οποίες είναι δυνατό να αφομοιωθούν από τα φυτά είναι κυρίως τα νιτρικά (ΝΟ₃^–) και έπειτα τα αμμωνιακά (ΝΗ₄⁺). Σχετικά με την αφομοίωση των νιτρικών (ΝΟ₃^–), αρχικά το άζωτο μορφής ΝΟ₃^– στο ριζικό σύστημα, μετατρέπεται σε υψηλότερη ενεργειακή μορφή, στο νιτρώδες ΝΟ₂^–. Η αναγωγή αυτή καταλύεται από το ένζυμο νιτρική ρεδουκτάση, βασικό συστατικό του οποίου είναι το μολυβδαίνιο (Μο). Αυτή είναι και η αιτία που ένα από τα συμπτώματα έλλειψης μολυβδαινίου είναι η συσσώρευση νιτρικών, ως συνέπεια μειωμένης δράσης του ενζύμου. Το νιτρώδες (ΝΟ₂^–), είναι ένα ιδιαίτερα τοξικό και δραστικό ιόν, το οποίο πρέπει άμεσα να απομακρυνθεί. Έτσι, μετατρέπεται σε συγκεκριμένα οργανίδια, σε ακόμα υψηλότερη ενεργειακή μορφή, σε αμμώνιο (ΝΗ₄⁺) (μέσω της νιτρικής ρεδουκτάσης) και τελικά σε αμιδικό άζωτο, στο αμινοξύ γλουταμίνη (μέσω της γλουταμινικής συνθάσης).

Στα περισσότερα φυτά, τα νιτρικά (ΝΟ₃^–) ανάγονται κατά κύριο λόγο στο ριζικό σύστημα όταν αυτό προσλαμβάνει σχετικά μικρές ποσότητες νιτρικών. Όσο η πρόσληψη των νιτρικών αυξάνεται τόσο υψηλότερο ποσοστό αυτών μεταφέρεται στους βλαστούς και αφομοιώνεται εκεί. 

Για την πρόσληψη των αμμωνιακών ιόντων (ΝΗ₄⁺), είναι επίσης απαραίτητη η συμμετοχή πολλών και αντίστοιχων συστημάτων μεταφοράς, σε μία εξίσου αρκετά ενεργοβόρα αναγωγική διαδικασία.

3. Η δυναμική του αζώτου στο έδαφος 

Η συμπεριφορά του αζώτου στο έδαφος είναι μία πολύπλοκη διαδικασία και καθορίζεται από αρκετούς φυσικούς, χημικούς και βιολογικούς παράγοντες. Το μοριακό άζωτο (Ν₂) αποτελεί το 79% του ατμοσφαιρικού αέρα αλλά βρίσκεται σε αδρανή μορφή. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τους οργανισμούς μόνο αφού έχει δεσμευθεί ή ενωθεί με άλλα στοιχεία, όπως το οξυγόνο (Ο₂) ή το υδρογόνο (Η₂). Η δέσμευση του ατμοσφαιρικού αζώτου στο έδαφος επιτυγχάνεται:

1. Μέσω αζωτοδεσμευτικών βακτηρίων γένους Rhizobium τα οποία σχηματίζουν συμβιωτικές σχέσεις με ψυχανθή φυτά.
2. Μέσω της διεργασίας Haber (Αντίδραση του Ν₂ και Η₂, σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης).
3. Μέσω κατακρημνισμάτων νιτρικών (ΝΟ₃^–) από κεραυνούς.

Ταυτόχρονα το άζωτο μπορεί να βρίσκεται στο έδαφος σε οργανική μορφή (με τη μορφή πρωτεϊνών, ελεύθερων αμινοξέων κ.α.), η οποία βέβαια όπως θα αναλυθεί και στη συνέχεια, μπορεί να μετατραπεί σε αμμωνιακά ιόντα (ΝΗ₄⁺) και σε νιτρικά (ΝΟ₃^–), μέσω νιτροποιητικών βακτηρίων. 

Γενικά, οι κύριες ανόργανες μορφές αζώτου που συναντώνται στο έδαφος είναι τα αμμωνιακά ιόντα (ΝΗ₄⁺), τα νιτρικά (ΝΟ₃^–), και ίχνη νιτρωδών (ΝΟ₂^–). Το αμμωνιακά ως κατιόντα μπορούν να προσροφηθούν στα εδαφικά κολλοειδή, να εξαερωθούν σε αλκαλικές συνθήκες σε αέρια αμμωνία, να νιτροποιηθούν ή να δεσμευτούν από τους μικροοργανισμούς και τα φυτά. Τα νιτρικά, ως ανιόντα απωθούνται, παραμένουν σε διαλυτή μορφή και έτσι εκπλένονται εύκολα. Τα νιτρώδη είναι ασταθείς µορφές και οξειδώνονται γρήγορα προς νιτρικά ιόντα µέσω της διαδικασία της νιτροποίησης. 

Έχει υπολογιστεί ότι περίπου το 66-92% των αμμωνιακών ιόντων (ΝΗ₄⁺) μετατρέπονται σε νιτρικά ιόντα (ΝΟ₃^–) μέσα σε 4 εβδομάδες. Η μετατροπή αυτή γίνεται μέσω μίας βιολογικής διαδικασίας, η οποία ονομάζεται νιτροποίηση. Νιτροποίηση είναι η διαδικασία κατά την οποία η αµµωνία (ΝΗ₃) και η ιοντισµένη της µορφή, το αµµώνιο (ΝΗ₄⁺), µετατρέπονται µε τη βοήθεια αυτότροφων νιτροποιητικών βακτηρίων του εδάφους σε νιτρικά ανιόντα (ΝΟ₃^–). Η νιτροποίηση διενεργείται σε δύο στάδια:

Το 1ο στάδιο αφορά την οξείδωση των αμμωνιακών σε νιτρώδη με τη συμμετοχή νιτροποιητικών βακτηρίων του γένους Nitrosomonas, σύμφωνα με την εξής αντίδραση:

2ΝΗ₄⁺ + 3Ο₂ 🡪 2ΝΟ₂^– + 2Η₂Ο + 4Η⁺ + Ενέργεια

Το 2ο στάδιο αφορά την οξείδωση των νιτρωδών σε νιτρικά από βακτήρια του γένους Nitrobacter, σύμφωνα με την εξής αντίδραση:

2NO₂^– + O₂ 🡪 2NO₃^– + Ενέργεια

Εξίσου σημαντικές οδοί διαφυγής του αζώτου είναι η διαδικασία της απονιτροποίησης (μετατροπή νιτρικών σε αέριες μορφές αζώτου) και η εξαέρωση της αμμωνίας.

Μία οργανική ένωση η οποία χρησιµοποιείται σαν λίπασµα είναι η ουρία CO(NH₂)₂. Η ένωση αυτή έχει περιεκτικότητα αζώτου 46% w/w, το οποίο όµως δεν είναι άµεσα διαθέσιµο στα φυτά. Η ουρία στο έδαφος µετατρέπεται σε αµµώνιο  (ΝΗ₄⁺) µε τη δράση ενός ενζύµου, της ουρεάσης. Ένα σημαντικό ποσοστό των αμμωνιακών ιόντων θα μετατραπεί άμεσα σε αμμωνία (ΝΗ₃), η οποία θα εξαερωθεί προς την ατμόσφαιρα ως πτητική ουσία. Υπολογίζεται ότι η μετατροπή αυτή πραγματοποιείται σε ένα διάστημα μεταξύ 1 – 4 ημερών, αφού εφαρμοστεί επιφανειακά η ουρία στο έδαφος. Το ποσοστό του αζώτου που θα χαθεί υπό τη μορφή της αμμωνίας (NH₃) εξαρτάται από τη δραστηριότητα του ενζύμου ουρεάση, η οποία παρουσιάζεται έντονη κάτω από συγκεκριμένες εδαφοκλιματικές συνθήκες. 

Όπως προκύπτει από τα παραπάνω, η αναγκαιότητα εύρεσης νέων λιπασμάτων αυξημένης αποδοτικότητας αζώτου (NUE, Nitrogen Use Efficiency) είναι μεγάλη. Ως εκ τούτου η δημιουργία λιπασμάτων με προσθήκη παρεμποδιστών, έχει ως στόχο τη μείωση των απωλειών θρεπτικών στο πεδίο καθώς και τη διάθεσή τους στα φυτά την κατάλληλη περίοδο και στην κατάλληλη ποσότητα. Έτσι θα αυξηθεί και η αποδοτικότητα των λιπασμάτων και θα μειωθεί η περιβαλλοντική ρύπανση.

Ο όρος «λιπάσματα βραδείας αποδέσμευσης» ή «σταθεροποιημένα λιπάσματα» αναφέρεται στα λιπάσματα τα οποία περιέχουν παρεμποδιστές ουρεάσης ή/και παρεμποδιστές νιτροποίησης. 

Οι παρεμποδιστές ουρεάσης που βασίζονται στο θειοφωσφορικό τριαμίδιο (NBPT), κλειδώνουν τις θέσεις δέσμευσης του ενζύμου ουρεάση. Με αυτό τον τρόπο, καθυστερούν τη μετατροπή της ουρίας σε αμμωνιακά ιόντα (NH₄⁺) και ως εκ τούτου μειώνουν την πιθανότητα πτητικότητας της αμμωνίας (NH₃).

Οι παρεμποδιστές νιτροποίησης που βασίζονται στη δικυανδιαμίδη (DCD) και στο DMPP, επιβραδύνουν τη διαδικασία της νιτροποίησης μέσω της καθυστέρησης της οξείδωσης των αμμωνιακών (ΝΗ₄⁺) σε διοξείδιο του αζώτου (ΝΟ₂^–) και κατά συνέπεια σε νιτρικά (ΝΟ₃^–).

Η καινοτομία των παρεμποδιστών νιτροποίησης και ουρεάσης είναι μία από τις στρατηγικές αύξησης της αποδοτικότητας του αζώτου (NUE) που έχουμε για τις διάφορες καλλιέργειες. Προσδίδει πλεονεκτήματα τόσο στον παραγωγό όσο και στην καλλιέργεια και στο περιβάλλον.

Με την δράση του παρεμποδιστή ουρεάσης μειώνονται δραστικά οι απώλειες αζώτου στην ατμόσφαιρα υπό τη μορφή αμμωνίας. Ενώ με την δράση του παρεμποδιστή νιτροποίησης ελαχιστοποιούνται οι απώλειες αζώτου από το έδαφος λόγω έκπλυσης νιτρικών (ΝΟ₃^–), και οι απώλειες αζώτου στην ατμόσφαιρα υπό τη μορφή οξειδίων του αζώτου (ΝΟ, Ν₂Ο). 

Η καλλιέργεια εξασφαλίζει συνεχή και πλήρη τροφοδότηση των φυτών με αζωτούχο λίπανση. Στην περίπτωση των παρεμποδιστών ουρεάσης τα γεωργικά προϊόντα χαρακτηρίζονται από υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη ενώ στην περίπτωση των παρεμποδιστών νιτροποίησης η συσσώρευση νιτρικών στους καρπούς και στα φύλλα των φυτών αποφεύγεται. 

Στους παραγωγούς από την άλλη πλευρά, εξασφαλίζεται η δυνατότητα να μειώσουν τις εφαρμογές κατά τη διάρκεια του βιολογικού κύκλου, με αποτέλεσμα να απαιτούνται λιγότερες καλλιεργητικές εργασίες και μειωμένο κόστος. Επιπλέον, λόγω των υψηλότερων αποδόσεων και της καλύτερης ποιότητας των γεωργικών προϊόντων, εξασφαλίζουν υψηλότερο κέρδος και γεωργικό εισόδημα.

4. Τροφοπενία αζώτου 

Οι μορφολογικές και φυσιολογικές αλλαγές που προκαλούνται από την έλλειψη αζώτου υποδηλώνουν πως το συγκεκριμένο θρεπτικό στοιχείο διαδραματίζει κεντρικό ρόλο στην ανάπτυξη των ανώτερων φυτών.

Η τροφοπενία αζώτου προκαλεί χλώρωση (κιτρίνισμα) του ελάσματος των φύλλων, ιδιαίτερα των παλαιότερων κοντά στη βάση του φυτού, αφού είναι ευμετακίνητο στοιχείο. Η χλώρωση οφείλεται στην απώλεια του αζώτου στους χλωροπλάστες.

Όταν η τροφοπενία αζώτου εξελίσσεται αργά, τα φυτά μπορεί να έχουν σημαντικά ισχνούς και συχνά ξυλοποιημένους βλαστούς. Το φαινόμενο αυτό μπορεί να αποδοθεί σε συσσώρευση της περίσσειας υδατανθράκων, οι οποίοι δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη σύνθεση των αμινοξέων ή άλλων ενώσεων που περιέχουν άζωτο. Το ορατό σύμπτωμα είναι πορφυρός χρωματισμός των φύλλων, μίσχων και βλαστών. Το φαινόμενο αυτό είναι συχνό σε φυτά όπως η τομάτα και ορισμένες ποικιλίες αραβόσιτου.

Σύμφωνα με αρκετές αναφορές, όταν το άζωτο χορηγείται υπό την αμμωνιακή του μορφή (ΝΗ₄⁺), τότε παρατηρούνται αλληλεπιδράσεις με άλλα ανόργανα θρεπτικά συστατικά όπως είναι το κάλιο (Κ), το ασβέστιο (Ca), και το μαγνήσιο (Mg) και σε υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να οδηγήσει σε τροφοπενίες των παραπάνω στοιχείων. Όταν το άζωτο εφαρμόζεται με τη νιτρική του μορφή (ΝΟ₃^–), τότε παρατηρείται ανταγωνισμός με το θείο (S) και το φώσφορο (Ρ).

5. Λύσεις λίπανσης αζώτου 

Αρχικά προτείνουμε να διεξάγετε κάθε δύο χρόνια εδαφολογική ανάλυση του αγρού σας, έτσι ώστε να έχετε μία πλήρη εικόνα του επιπέδου των θρεπτικών στοιχείων. Συγκρίνετε τους στόχους που έχετε βάλει στην απόδοση με τη διαθεσιμότητα των θρεπτικών στοιχείων σας και συζητείστε τις διαθέσιμες επιλογές με τον γεωπόνο σας. Επειδή υπάρχει μια λεπτή γραμμή μεταξύ τροφοπενίας και τοξικότητας αζώτου, είναι σημαντικό να εφαρμόσετε τη σωστή αζωτούχα λίπανση, με το σωστό ρυθμό, χρησιμοποιώντας πάντοτε το σωστό προϊόν.

Το NEON® είναι ένα κοκκώδες λίπασμα ελεγχόμενης αποδέσμευσης αζώτου με διπλό αναστολέα, ουρεάσης (NBPT) και νιτροποίησης (DCD), τεχνολογίας PENXCEL για βελτιστοποίηση της αζωτούχου λίπανσης. Το κοκκώδες λίπασμα NEON περιέχει αναστολέα Ουρεάσης (NBPT) για αποφυγή απωλειών Αζώτου σε μορφή αέριας αμμωνίας και αναστολέα νιτροποίησης (DCD) για μείωση των απωλειών αζώτου λόγω έκπλυσης. Η αυξημένη διείσδυση του συνδυασμού των δύο αναστολέων στον κόκκο του λιπάσματος, μέσω της τεχνολογίας PENXCEL δημιουργεί ένα διπλό “δίχτυ προστασίας” του αζώτου.

Το SLOWTEC® είναι ένα κοκκώδες λίπασμα βραδείας αποδέσμευσης αζώτου με αναστολέα νιτροποίησης (DMPP) για βελτιστοποίηση της αζωτούχου λίπανσης. Η σειρά SLOWTEC βασίζεται στην παρεμπόδιση νιτροποίησης του αμμωνιακού αζώτου, με αποτέλεσμα τη δραστική αποφυγή απωλειών νιτρικών λόγω έκπλυσης και τον συνεχή εφοδιασμό της καλλιέργειας με άζωτο για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Το  UNIQUE® είναι ένα  κοκκώδες λίπασμα ελεγχόμενης αποδέσμευσης αζώτου με αναστολέα ουρεάσης (NBPT), τεχνολογίας PENXCEL για βελτιστοποίηση της αζωτούχου λίπανσης. Η σειρά UNIQUE ενσωματώνει την τεχνολογία των παρεμποδιστών ουρεάσης. Με την εφαρμογή των λιπασμάτων Unique επιτυγχάνεται μείωση των απωλειών αζώτου υπό μορφή αέριας αμμωνίας και υπάρχει μεγαλύτερη ευελιξία ως προς τη χρονική περίοδο εφαρμογής του λιπάσματος. Στην σειρά UNIQUE περιλαμβάνονται τύποι ιδανικοί για τη βασική λίπανση αλλά και τύποι που καλύπτουν τις αυξημένες απαιτήσεις σε άζωτο κατά το κρίσιμο στάδιο πριν και μετά την άνθηση.