Όταν εφαρμόζουμε άζωτο σε έναν αμπελώνα για να διορθώσουμε έλλειψη ή να διατηρήσουμε το επίπεδο του στο αμπέλι σε επαρκή επίπεδα είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι η ανεξέλεγκτη χρήση του αζώτου ασκεί καθοριστική επίδραση στη σύσταση της σταφυλής και στην παραγωγή. Όταν το περιεχόμενο άζωτο στα φυτά είναι υψηλό , η σύσταση της σταφυλής επηρεάζεται κυρίως από τις συνέπειες της αυξημένης βλαστικής ανάπτυξης (π.χ. μικροκλίμα του βλαστικού τοίχους).

Το υψηλό άζωτο μπορεί να διαταράξει την ισορροπία του φυτού , και να οδηγήσει σε περιορισμένο εφοδιασμό με υδρογονάνθρακες αν το φυτό οδηγηθεί σε υπερβολικό φορτίο ή σε αυξημένη βλαστική ανάπτυξη. Η εφαρμογή αυξημένων ποσοτήτων αζώτου επιδρά  τόσο στην βλαστική ανάπτυξη όσο και στην παραγωγή. Πειραματικά δεδομένα έδειξαν κατά επανάληψη ότι η βλαστική ανάπτυξη επικρατεί σε βάρος της παραγωγής (Kliewer 1971, Kliewer and Cook 1971, Kliewer 1980, Wolf at al. 1983, Ahmedullah et al. 1987, Wolf and Pool 1988, Tan and Crabtree 1990).

Η μείωση της παραγωγής που προκύπτει από την εφαρμογή υψηλών ποσοτήτων αζώτου στον αμπελώνα ερμηνεύεται σε σημαντικό βαθμό από τις αλλαγές στο μικροκλίμα του βλαστικού τοίχους ως αποτέλεσμα της σκίασης στη ζώνη ανανέωσης (Kliewer 1980).

Αν το μέγεθος της πηγής ( π.χ. η φυλλική επιφάνεια για τη σύνθεση υδρογονανθράκων) δεν αυξάνει ανάλογα με το μέγεθος των δεκτών (π.χ. παραγωγή , και αποθησαυριστικοί ιστοί) , μπορεί να προκληθεί ανταγωνισμός για υδρογονάνθρακες μεταξύ ανταγωνιστικών δεκτών , με αποτέλεσμα χαμηλότερες συγκεντρώσεις  ποιοτικών συστατικών στη ράγα (Kliewer and Ough 1970).

Ο Kliewer (1977a) διαπίστωσε ότι η προσθήκη υψηλών ποσοτήτων αζώτου είχε ως αποτέλεσμα το μειωμένο χρωματισμό των ραγών και μειωμένες συγκεντρώσεις των ολικών διαλυτών στερεών.

 Επιπρόσθετα , οι μεταβολές του μικροκλίματος των φυτών ως αποτέλεσμα της περιορισμένης διείσδυσης του φωτός και της μεταβολής της θερμοκρασίας , κατά κύριο λόγο , μπορούν να επηρεάσουν το ρυθμό της φωτοσύνθεσης και με αυτό τον τρόπο την ποσότητα των προϊόντων φωτοσύνθεσης που σχηματίζονται (Kriedemann 1968).

Με δεδομένο τα χαρακτηριστικά του οποιουδήποτε συστήματος υποστήριξης , η αυξανόμενη ζωηρότητα συνεπάγεται αυξημένη πυκνότητα με αποτέλεσμα τη διαφοροποίηση του μικροκλίματος του βλαστικού τοίχους (Smart et al. 1985, Wolf and Pool 1988, Bell and Robson 1999).

Η αυξημένη πυκνότητα έχει ως αποτέλεσμα στη μείωση της αναλογίας μεταξύ των μη σκιαζόμενων και σκιαζόμενων φύλλων (Bell 1994). Αυτό έχει τη δυνατότητα να περιορίσει την παραγωγή προϊόντων φωτοσύνθεσης γιατί ένα αυξανόμενος αριθμός φύλλων δεν φωτοσυνθέτουν κατά το μέγιστο δυνατό λόγω της αλληλοσκίασης των φύλλων (Mullins et al. 1992).

Η αλλαγή στο μικροκλίμα του βλαστικού τοίχους συνεπάγεται τη διαφοροποίηση ενός αριθμού περιβαλλοντικών παραγόντων μέσα στο βλαστικό τοίχος , όπως η ηλιακή ακτινοβολία , η θερμοκρασία , η ταχύτητα του ανέμου και η εξάτμιση  (Smart 1985). Το φως και η θερμοκρασία ασκούν ισχυρή επίδραση στο μεταβολισμό της ράγας (Iland 1989a,b).

Η αυξημένη πυκνότητα βλάστησης οδηγεί στην χαμηλή διείσδυση του φωτός και σε χαμηλές θερμοκρασίες στη ζώνη καρποφορίας , το οποίο μπορεί να είναι ευεργετικό ή καταστροφικό ανάλογα με τις επικρατούσες κλιματικές συνθήκες.

Πηγή : Bell S-J and P.A. Henschke , 2005. Implications of nitrogen nutrition for grapes , fermentation and wine. Australian Journal of Grape and Wine Research 11 , 242-295.

Αν υποτεθεί ότι εκλείπουν άλλοι περιοριστικοί παράγοντες (πχ ανεπάρκεια νερού) , η εφαρμογή ανόργανου αζώτου παρέχει στο αμπέλι μια εύκολα διαθέσιμη μορφή αζώτου , και κατά συνέπεια αυξάνει το άζωτο στα φυτά το οποίο συνήθως διαπιστώνεται με την ανάλυση των μίσχων.

Η επίδραση στο ρυθμό ανάπτυξης , στην παραγωγή και στη σύνθεση της σταφυλής εξαρτάται από την αζωτούχο θρέψη του φυτού πριν από την εφαρμογή του αζώτου στον αμπελώνα.

Πολύ είναι οι παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν την αζωτούχο θρέψη της αμπέλου. Σε αυτούς περιλαμβάνονται η ποικιλία και/ή το υποκείμενο (Ough et al. 1968a , Christensen 1984 , Huang and Ough 1989 , Stines et al. 2000) , η τοποθεσία , το κλίμα και το έδαφος (Huang and Ough 1989) οι καλλιεργητικές πρακτικές όπως η διαχείριση του εδάφους (Bell et al. 1979 , Maigre and Aerny 2001 , Spring 2001) , το σύστημα υποστύλωσης (Kliewer et al. 1991, Miele et al. 2000) , η αλληλοσκίαση της βλάστησης (Smart et al. 1988, Perez-Harvey and Witting 2001) , η θερμοκρασία στο βλαστικό τοίχος (Ewart and Kliewer 1977) , η μορφή του αζώτου , ο χρόνος και η ποσότητα εφαρμογής (Kliewewr 1971 , Bell et al. 1979 , Chang and Kliewer 1991 , Peacock et al. 1991 , Spayd et al. 1994, Bell and Robson 1999 , Conradie 2001). Συνοπτικά , η αντίδραση της αμπέλου σε συγκεκριμένες φροντίδες ή σε ένα σύνολο επιβεβλημένων συνθηκών και οι επακόλουθες επιδράσεις στη σύνθεση της σταφυλής είναι αποτέλεσμα μιας σειράς αλληλεπιδράσεων μεταξύ γενετικών χαρακτηριστικών , περιβαλλοντικών παραγόντων και καλλιεργητικών πρακτικών .

 Η αρχική ποσότητα αζώτου στα φυτά της αμπέλου , θα καθορίσει πως αυτά θα αντιδράσουν στην εφαρμογή αζωτούχου λίπανσης. Αυτή θα προκαλέσει μια σειρά διαδικασιών που θα επηρεάσουν άμεσα ή έμμεσα την τελική σύσταση της σταφυλής.

Πηγή : Bell S-J and P.A. Henschke , 2005. Implications of nitrogen nutrition for grapes , fermentation and wine. Australian Journal of Grape and Wine Research 11 , 242-295.

Καλές καλλιεργητικές πρακτικές για την ελαχιστοποίηση των απωλειών αζώτου:

• Ο χρόνος εφαρμογής και η ποσότητα να προσαρμόζεται στις απαιτήσεις της καλλιέργειας για να αποφεύγονται οι ανεπίκαιρες και λαθεμένες προσθήκες αζώτου:
  • Η προσθήκη προγραμματίζεται και διανέμεται με βάση τις ανάγκες και το στάδιο ανάπτυξης της καλλιέργειας.
  • Καμία προσθήκη εκτός της βλαστικής περιόδου ή πριν από την αγρανάπαυση.
  • Προσθήκη των άριστων ποσοτήτων σύμφωνα με ένα σχέδιο λίπανσης.
  • Αναπροσαρμογή του προγράμματος λίπανσης κατά τη διάρκεια της βλαστικής περιόδου , βασισμένη σε αναλύσεις.
  • Ισορροπημένη θρέψη των φυτών σε όλα τα θρεπτικά στοιχεία , η οποία προάγει την αποτελεσματικότητα των εφαρμογών αζώτου.
• Φυτοκάλυψη σε όλη τη διάρκεια του χρόνου ( συγκαλλιέργεια , αζωτοδεσμευτικά φυτά) , για να αποφεύγονται περίοδοι με ακάλυπτο έδαφος.
• Αποτελεσματική χρήση των οργανικών λιπασμάτων ζωικής προέλευσης και της λυματολάσπης.
  • Εφαρμογή την άνοιξη όταν τα φυτά μπορούν να αξιοποιήσουν καλύτερα το οργανικό άζωτο.
  • Προσθήκη με τη χρήση εξελιγμένων τεχνικών που επιτρέπουν την άμεση ενσωμάτωση με στόχο τη μείωση των απωλειών.
• Ενσωμάτωση άχυρου για την ακινητοποίηση του ανόργανου αζώτου πριν από το χειμώνα.
• Καλλιέργεια του εδάφους την άνοιξη για να αποφευχθεί η ανοργανοποίηση του αζώτου που ακολουθεί την φθινοπωρινή και χειμωνιάτικη καλλιέργεια.

Τα ανόργανα λιπάσματα συμβάλλουν περίπου στο 10% των συνολικών εκπομπών αέριας αμμωνίας , υπάρχουν όμως διαφορές ανάμεσα στους διάφορους τύπους λιπασμάτων. Η ούρια και τα ανόργανα λιπάσματα αμμωνιακής μορφής διαθέτουν μεγαλύτερο δυναμικό εκπομπής αερίου κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες. Για τα ανόργανα λιπάσματα η μέση απώλεια με τη μορφή της αέριας αμμωνίας κυμαίνεται από μηδέν (για τα καθαρά νιτρικά λιπάσματα) , 1-3% (για τα λιπάσματα νιτρικού αμμωνίου) , 8% ( για τα διαλύματα ουρίας /  νιτρικού αμμωνίου) και πλέον του 15% για την επιφανειακά εφαρμοζόμενη ουρία (ECETOC , 1994). ECETOC: European Center for Ecotoxicology and Toxicology of Chemicals.

 Η εξάτμιση της αμμωνίας αυξάνεται από :

• Υψηλό εδαφικό pH
• Χαμηλή ρυθμιστική ικανότητα των Η⁺
• Υψηλή θερμοκρασία / ακτινοβολία
• Υψηλή ταχύτητα ανέμου

Η εξάτμιση της αμμωνίας περιορίζεται από :

• Υψηλή διηθητική ικανότητα
• Υψηλή περιεκτικότητα σε ορυκτά της αργίλου
• Αύξηση του οργανικού άνθρακα ( > 1,5% οργανικού άνθρακα )
• Επαρκή εδαφική υγρασία
• Βροχόπτωση / άρδευση μετά από την εφαρμογή
• Ενσωμάτωση στο έδαφος

Πηγή : Kummer Karl-Friedrich (BASF AG) and Chris Dawson and Associates , (2003). Understanding Nitrogen and its Use in Agriculture. Published by European Fertillizer Manufacturers Association (EFMA).

Τα φυτά χρειάζονται μεγάλες ποσότητες αζώτου , με την περιεκτικότητα της ξηρή τους ουσίας να ανέρχεται σε 3 με 4% σε άζωτο. Παρά την αφθονία του το ατμοσφαιρικό άζωτο δεν είναι διαθέσιμο για την ανάπτυξη των φυτών. Τα περισσότερα φυτά το προμηθεύονται αποκλειστικά από το έδαφος , και επιπλέον το προσλαμβάνουν σε δύο μόνο ανόργανες μορφές : την αμμωνιακή και τη νιτρική. Αν και αποδεικνύεται από πειραματισμούς ότι τα φυτά αναπτύσσονται καλύτερα υπό την επίδραση μείγματος αμμωνιακών και νιτρικών , σε αναλογία που εξαρτάται από το φυτικό είδος , η μεγαλύτερη ποσότητα του αζώτου προσλαμβάνεται με τη μορφή των νιτρικών ιόντων. 

Εξαιτίας της γρήγορης μικροβιακής μετατροπής των αμμωνιακών σε νιτρικά στο έδαφος και της μεγαλύτερης κινητικότητας των τελευταίων , οι ρίζες είναι περισσότερο εκτεθειμένες στα νιτρικά παρά στα αμμωνιακά. Σε υγρά ή όξινα οικοσυστήματα αυτό μπορεί να διαφέρει. Για παράδειγμα , καλλιέργειες που αναπτύσσονται υπό συνθήκες κατάκλισης , όπως το ρύζι , προσλαμβάνουν την μεγαλύτερη ποσότητα του αζώτου με τη μορφή των αμμωνιακών.

Το άζωτο που προσλαμβάνεται από τις ρίζες μεταβολίζεται  και μεταφέρεται στα ανώτερα μέρη του φυτού , συνήθως με τη μορφή της αμινομάδας ( ΝΗ₂). Στο υπέργειο τμήμα του φυτού το άζωτο της αμινομάδας μετατρέπεται σε αμινοξέα και στη συνέχεια σε πρωτεΐνες. Έτσι η ένταση του μεταβολισμού του αζώτου και ο ρυθμός σύνθεσης των πρωτεϊνών ελέγχουν την είσοδο του αζώτου στα διάφορα τμήματα του φυτού. Γενικά , το άζωτο στα φυτά συγκεντρώνεται στα νεώτερα τμήματα , με τους μεγαλύτερους ρυθμούς ανάπτυξης. Όταν η πρόσληψη του αζώτου από τις ρίζες είναι ανεπαρκής , τότε το άζωτο από τα γηραιότερα φύλλα μετακινείται προκειμένου να θρέψει τα νεώτερα όργανα του φυτού. Οι πρωτεΐνες σε αυτά τα φύλλα υδρολύονται στα αμινοξέα τους(πρωτεόλυση) τα οποία με τη σειρά τους επαναδιανέμονται στα αναπτυσσόμενα άκρα και στα νεώτερα φύλλα. Η πρωτεόλυση στα γηραιότερα φύλλα έχει ως αποτέλεσμα την μείωση της περιεχόμενης χλωροφύλλης και την εμφάνιση κίτρινου χρώματος το οποίο συχνά αποτελεί σύμπτωμα τροφοπενίας αζώτου.

Στο πράσινο φυτικό υλικό το πρωτεϊνικό άζωτο αποτελεί με διαφορά το μεγαλύτερο κλάσμα των ενώσεων με περιεχόμενο αζώτου συγκεντρώνοντας περίπου το 80-85% του συνολικού αζώτου. Πολλά φυτά ( πχ μπιζέλια , φασόλια , σόγια ) καλλιεργούνται ειδικά για την παραγωγή φυτικών πρωτεϊνών για τροφή ανθρώπων και ζώων. Ο ρυθμός της ανάπτυξης και το περιεχόμενο σε πρωτεΐνες των φυτών επηρεάζεται σημαντικά από το διαθέσιμο άζωτο από το έδαφος και τα λιπάσματα.

Άλλα τμήματα του αζώτου στα φυτά είναι τα νουκλεϊκά οξέα , RNA και DNA , τα οποία αντιπροσωπεύουν περίπου το 10% του συνολικού αζώτου και τα ελεύθερα αμινοξέα μαζί με τις υπόλοιπες ενώσεις με περιεχόμενη αμινομάδα που αντιπροσωπεύουν το 5%.

Στα φυτά , το άζωτο επικρατεί σε λειτουργικές ενώσεις όπως τα ένζυμα και λιγότερο σε δομικά στοιχεία όπως οι ίνες. Τα περισσότερα φυτά αποθηκεύουν ενέργεια για τα σπορόφυτα με τη μορφή υδρογονανθράκων( άμυλο και λίπος) , αλλά τα ψυχανθή ,όπως τα μπιζέλια , οι φακές και τα φασόλια συσσωρεύουν επιπλέον αποθέματα πρωτεϊνών στους σπόρους τους. Τα άγρια ψυχανθή φυτά έχουν τη δική τους οικολογική σημασία σε εδάφη φτωχά σε άζωτο γιατί δεν εξαρτώνται από τα διαθέσιμα αποθέματα του εδάφους. Για να εμποδίσουν την έλλειψη αζώτου στο σπορόφυτο πριν αποκτήσει το δικό του συμβιωτικό σύστημα για τη δέσμευση του ατμοσφαιρικού αζώτου , τα αποθέματα πρωτεϊνών του σπόρου λειτουργούν ως πρόσκαιρη πηγή αζώτου.

Πηγή : Kummer Karl-Friedrich (BASF AG) and Chris Dawson and Associates , (2003). Understanding Nitrogen and its Use in Agriculture. Published by European Fertillizer Manufacturers Association (EFMA).