share

Guodong Liu, Lincoln Zotarelli, Yuncong Li, David Dinkins, Qingren Wang và Monica Ozores-Hampton

Quản lý dinh dưỡng gắn liền với chủng loại phân bón, tỷ lệ bón, thời gian bón và vị trí bón. Ví dụ cây việt quất thích nito ammoniac hơn là nitơ nitrat cho sự sinh trưởng và phát triển của chúng. Tuy nhiên, hầu hết các loại cây trồng sử dụng cả nitơ amoniac và nitrat. Quản lý dinh dưỡng hợp lý nên bao gồm sử dụng phân bón “Bốn chữ Đúng”: bón đúng chất dinh dưỡng, đúng tỷ lệ, đúng lúc và đúng nơi cho cây trồng đã chọn.

Bài viết này tập trung vào cách chọn phân bón phù hợp để nâng cao lợi nhuận và đáp ứng các phương pháp quản lý tốt nhất (BMP). Có nhiều nguồn phân bón có sẵn để sản xuất cây trồng thương mại. Đặc tính của từng loại phân bón quyết định việc sử dụng nó mang lại lợi thế hay bất lợi cho người nông dân. Bài viết này cung cấp tổng quan chung về phân bón tan nhanh và chậm cho các nhà sản xuất cây trồng thương mại, chuyên gia tư vấn cây trồng, cố vấn cây trồng, giảng viên UF / IFAS Khuyến nông, các nhà nghiên cứu và sinh viên quan tâm đến quản lý dinh dưỡng cho sản xuất cây trồng thương mại.

Hầu hết các loại phân bón thương mại được sử dụng là phân bón tan nhanh trong nước (QRFs) có sẵn cho cây trồng khi được đặt đúng cách vào đất. Phân tan nhanh rất lý tưởng để bón trước khi trồng, bón lót, thủy canh hoặc tưới phân cho nhiều loại cây trồng, bao gồm cả rau. Chúng có tính thực tiễn cao nếu việc rửa trôi chất dinh dưỡng hoặc cố định chất dinh dưỡng bởi các phần tử đất không phải là mối quan tâm nghiêm trọng (Wolf 1999), đặc biệt nếu không xảy ra hiện tượng rửa trôi / ngập lụt không thể đoán trước được. Nếu điều kiện thuận lợi, QRFs ít tốn kém hơn đã được chứng minh là có hiệu quả trong sản xuất cây trồng. Ví dụ, giống đậu Bronco có giai đoạn sinh trưởng chậm – nhanh – chậm có nhu cầu dinh dưỡng nhỏ hơn ở giai đoạn đầu, nhu cầu dinh dưỡng lớn hơn ở giai đoạn giữa và nhu cầu dinh dưỡng lại nhỏ hơn ở giai đoạn cuối. Theo truyền thống, nhiều lần bón phân, hoặc bón lót, đã được sử dụng để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng, giảm thiểu thất thoát dinh dưỡng, tăng hiệu quả sử dụng phân bón. Sử dụng quá nhiều phân bón cùng một lúc mà không bón đúng lúc cho các giai đoạn sinh trưởng của cây có thể khiến cây bị cháy và mất chất dinh dưỡng do rửa trôi hoặc chảy nước. Điều này có nghĩa là các chất dinh dưỡng sẽ không có sẵn cho cây khi chúng cần. Để đối phó với những thách thức này, ngành công nghiệp phân bón toàn cầu đã và đang nỗ lực phát triển các loại phân bón mới được gọi là phân tan chậm có kiểm soát (CRF) và phân tan chậm chậm (SRF). Các loại phân bón này ngày càng trở nên phổ biến hơn trong những năm gần đây (Robbins 2005). 

 PHÂN BÓN TAN CHẬM CÓ KIỂM SOÁT.

Hiệp hội các quan chức kiểm soát thực phẩm thực vật Hoa Kỳ định nghĩa CRF là phân bón có chứa chất dinh dưỡng thực vật ở dạng cây không thể hấp thụ ngay lập tức. Sự hấp thụ bị trì hoãn sau khi bón, do đó CRFs cung cấp cho cây trồng các chất dinh dưỡng có sẵn trong một thời gian dài hơn so với QRFs, chẳng hạn như urê.

Phân giải phóng có kiểm soát thường được bao hoặc bao bọc bằng các vật liệu vô cơ hoặc hữu cơ để kiểm soát tốc độ, kiểu mẫu và thời gian giải phóng chất dinh dưỡng của thực vật. Urê phủ polyme là ví dụ điển hình cho CRF (Du et al. 2006; Loper và Shober 2012). Các loại phân bón này kiểm soát việc giải phóng các chất dinh dưỡng bằng lớp phủ bán thấm, chất kết dính, vật liệu protein hoặc các dạng hóa học khác, bằng cách thủy phân chậm các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp, tan trong nước hoặc bằng các phương pháp khác chưa được biết đến (Trenkel 2010). Quan trọng nhất, tỷ lệ giải phóng của phân bón CRF được thiết kế theo một mô hình đồng bộ để đáp ứng các yêu cầu thay đổi về chất dinh dưỡng của cây trồng.

Theo quy tắc của Florida (Mỹ), ở nhiệt độ đất dưới 77 ° F, CRF phải đáp ứng ba tiêu chí sau: (1) ít hơn 15 % chất dinh dưỡng CRF phải được giải phóng trong 24 giờ, (2) ít hơn 75 phần trăm phải được phát hành trong 28 ngày và (3) ít nhất 75 phần trăm phải được phát hành trước thời gian phát hành đã nêu (40–360 ngày) (Trenkel 1997).

PHÂN BÓN TAN CHẬM

Các sản phẩm nitơ bị phân hủy bởi vi sinh vật thường được gọi là phân tan chậm (SRF). Một số SRF như N-SURE được sản xuất tại các nhà máy. Tuy nhiên, một số như phân có nguồn gốc tự nhiên và không thể được tạo thành công thức để cho phép thải ra có kiểm soát (Liu et al. 2011). Mô hình giải phóng chất dinh dưỡng của SRFs hoàn toàn phụ thuộc vào điều kiện đất đai và khí hậu. Phân bón tan chậm giải phóng chất dinh dưỡng dần dần theo thời gian, và nó có thể ở dạng vô cơ hoặc hữu cơ. SRF chứa một chất dinh dưỡng thực vật ở dạng làm cho nó không có sẵn để cây hấp thụ và sử dụng trong một thời gian sau khi bón phân. Loại phân bón như vậy kéo dài khả dụng sinh học lâu hơn đáng kể so với QRFs như amoni nitrat, urê, amoni photphat hoặc kali clorua.

Nitroform (còn được gọi là trinitromethane với công thức hóa học HC [NO ₂ ] ₃ ) là ví dụ về phân SRF vô cơ (Loper và Shober 2012). Urê-formaldehyde (UF), urê-isobutyraldehyde / thuốc lợi tiểu isobutylidene (IBDU), và urê-alcetaldehyde / thuốc lợi tiểu cyclo (CDU) tiêu biểu cho phân bón SRF hữu cơ (Trenkel 2010). Dựa vào nguồn gốc, có hai loại phân SRF: tự nhiên và nhân tạo (Bảng 1).

SRFs tự nhiên bao gồm phân thực vật, chẳng hạn như phân xanh hoặc cây che phủ, tất cả phân động vật (gà, bò và gia cầm) và phân trộn (Shukla et al. 2013). Do bản chất hữu cơ của chúng, chúng phải được phân hủy bởi hoạt động của vi sinh vật trước khi các chất dinh dưỡng có thể được giải phóng cho cây trồng. Nói chung, phân hữu cơ có thể mất nhiều thời gian để giải phóng chất dinh dưỡng, và những chất dinh dưỡng này có thể không có sẵn khi cây cần. Thời gian giải phóng chất dinh dưỡng của loại phân hữu cơ này chủ yếu phụ thuộc vào hoạt động của vi sinh vật trong đất được điều khiển bởi độ ẩm và nhiệt độ của đất. SRF hữu cơ chứa cả chất dinh dưỡng vĩ mô (nitơ, phốt pho, kali, v.v.) và vi lượng (sắt, mangan, đồng, v.v.). Nồng độ dinh dưỡng của SRF hữu cơ tương đối thấp hơn so với của phân SRF tổng hợp. Ví dụ, Sup ‘₂ O ₅ và K ₂ O tương ứng.

SRF tổng hợp ít tan trong nước. Khả dụng sinh học của loại phân này (thường ở dạng viên hoặc dạng cành) phụ thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ của đất. Các chất dinh dưỡng được tiết ra trong một khoảng thời gian có thể từ 20 ngày đến 18 tháng (Trenkel 2010). Do đó, SRFs cần ít ứng dụng hơn, nhưng các chất dinh dưỡng được giải phóng dựa trên điều kiện nhiệt độ và độ ẩm trong đất, có thể không phù hợp với nhu cầu sinh trưởng của cây trồng do điều kiện thời tiết thay đổi (Trenkel 2010). SRF tổng hợp thường chứa một chất dinh dưỡng đơn lẻ ở mức cao hơn nhiều so với SRF tự nhiên. Ví dụ: N-Sure® là SRF chứa 28 phần trăm nitơ (28-0-0) (Clapp 1993; Liu và Williamson 2013).

SỰ KHÁC BIỆT GIỮA PHÂN BÓN NHẢ CHẬM VÀ PHÂN BÓN TAN CHẬM CÓ KIỂM SOÁT

• Các thuật ngữ “phân bón tan chậm” hoặc SRF và “phân bón tan chậm có kiểm soát” hoặc CRF không có nghĩa giống nhau.
• Phân bón phóng thích có kiểm soát còn được gọi là phân bón có sẵn có kiểm soát, phân bón nhả chậm, phân bón giải phóng theo định lượng, phân bón phủ (Oertli và Lunt 1962), hoặc phân bón tác dụng chậm (Gregorich và cộng sự 2001). Theo Shaviv (2005), “Thuật ngữ phân bón phóng thích có kiểm soát được chấp nhận khi áp dụng cho các loại phân bón trong đó các yếu tố chi phối tỷ lệ, kiểu mẫu và thời gian giải phóng được biết rõ và có thể kiểm soát được trong quá trình chuẩn bị CRF.”
• Phân tan chậm liên quan đến tốc độ giải phóng chất dinh dưỡng chậm hơn so với phân bón tan trong nước thông thường, nhưng tốc độ, kiểu dáng và thời gian giải phóng không được kiểm soát (Trenkel 2010) vì chúng phụ thuộc vào các sinh vật vi sinh vật có hiệu quả phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của đất điều kiện.
• Do sự phụ thuộc của chúng vào quá trình tiêu hóa của vi sinh vật để tạo ra chất dinh dưỡng sẵn có, SRFs đôi khi gây nguy cơ gia tăng các hiện tượng rửa trôi có hại. Tình trạng này xảy ra khi các điều kiện thuận lợi cho hoạt động của vi sinh vật xảy ra sau chu kỳ trồng trọt. Các chất dinh dưỡng dư thừa có thể là chất gây ô nhiễm bất kể nguồn nào.

ƯU ĐIỂM CỦA VIỆC SỬ DỤNG CRF VÀ SRF

Những lợi thế chính khi sử dụng SRF hoặc CRF bao gồm:

Giảm thất thoát chất dinh dưỡng và nâng cao hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng. Việc áp dụng CRFs và SRFs có thể làm giảm việc sử dụng phân bón từ 20 đến 30 phần trăm so với tỷ lệ khuyến cáo của một loại phân bón thông thường trong khi vẫn thu được năng suất tương tự (Trenkel 2010).

Giảm thiểu các rủi ro liên quan đến phân bón như cháy lá, ô nhiễm nước và phú dưỡng (một quá trình mà các vùng nước nhận được chất dinh dưỡng dư thừa). Tốc độ giải phóng chất dinh dưỡng chậm có thể giữ cho nồng độ chất dinh dưỡng có sẵn trong dung dịch đất ở mức thấp hơn, làm giảm sự thoát nước và thất thoát rửa trôi.

Giảm chi phí ứng dụng và nhân công. Ví dụ, trong thực tế hiện nay, các nhà sản xuất khoai tây thương mại sử dụng 3 đến 4 lần bón phân đạm cho vùng đông bắc Florida và 2 lần bón cho vùng tây nam Florida (giao tiếp cá nhân với các nhà sản xuất khoai tây địa phương). Loại bỏ việc bón thêm phân giúp người nông dân tiết kiệm từ $ 5 đến $ 7 / mẫu Anh chi phí phát sóng (Liu et al. 2011). Ngoài ra, tránh bón phân vào giai đoạn sinh trưởng muộn để tránh gây hại cho cây trồng.

Hiểu rõ hơn về tốc độ và thời gian giải phóng chất dinh dưỡng (chỉ CRFs, vì chúng ít nhạy cảm hơn với điều kiện đất đai và khí hậu) (Shaviv 2005; Shoji 2005; Trenkel 2010). Biết khi nào nên bón phân và số lượng bao nhiêu giúp tiết kiệm tiền, giảm rủi ro liên quan đến phân bón đối với cây trồng và môi trường, đồng thời cải thiện các chương trình quản lý chất dinh dưỡng.

Giảm độ pH của đất ở đất kiềm để có khả năng sinh học tốt hơn của một số chất dinh dưỡng. Bón phân urê phủ lưu huỳnh có thể sẽ làm tăng độ chua của đất vì cả lưu huỳnh và urê đều góp phần làm tăng độ chua (làm giảm độ pH của đất) của đất. Do đó, phốt pho hoặc sắt có thể có giá trị sinh học cao hơn và mang lại lợi ích cho một số loại cây trồng như việt quất, khoai tây và khoai lang (Liu và Hanlon 2012). Ngoài ra, lưu huỳnh là một chất dinh dưỡng cần thiết cho tất cả các loại cây trồng.

Giảm chi phí sản xuất nếu gần đó có nguồn cung cấp SRF dồi dào như phân chuồng.

NHƯỢC ĐIỂM CỦA VIỆC SỬ DỤNG CRF VÀ SRF

• Hầu hết các CRF và SRF được phủ hoặc bao bọc (Bảng 1 & 2) có chi phí sản xuất cao hơn đáng kể so với phân bón thông thường. Chi phí tăng thêm này làm tăng chi phí sản xuất cây trồng của người trồng trọt. Ví dụ, giá là $ 650 / tấn đối với nitơ thông minh với môi trường (ESN) (44% N) so với $ 481 / tấn đối với urê (46% N) (Ruark 2012). Nitơ thông minh thân thiện với môi trường đắt hơn 35,1% so với urê. Giá trên một đơn vị nitơ đối với ESN cao hơn 41,3% so với urê thông thường.
• Bón phân urê phủ lưu huỳnh hầu như luôn làm giảm độ pH của đất như đã nói ở trên. Tuy nhiên, quá trình axit hóa này có thể gây ra rối loạn chất dinh dưỡng như thiếu canxi hoặc thiếu magiê nếu không có một chương trình quản lý chất dinh dưỡng thích hợp.
• Sự thiếu hụt chất dinh dưỡng có thể xảy ra nếu chất dinh dưỡng không được giải phóng như dự đoán do nhiệt độ thấp, đất bị ngập úng hoặc khô hạn, hoặc hoạt động kém của vi khuẩn trong đất.
• SRFs có thể giải phóng chất dinh dưỡng không kiểm soát được. Hiệu quả sử dụng SRFs có thể được nâng cao bằng cách trồng các vành đai trú ẩn hoặc cây trồng bẫy dinh dưỡng ở những nơi có khả năng xảy ra nước chảy.