Các yếu tố dinh dưỡng cây trồng và phân bón

1. Các yếu tố dinh dưỡng cây trồng

Gần như toàn bộ các yếu tố có trong đất đều có mặt trong cây. Kỹ thuật phân tích càng tinh vi thì càng phát hiện thêm nhiều yếu tố. Ban đầu người ta cho rằng có những yếu tố có mặt trong cây có vai trò thiết yếu cho đời sống thực vật của cây và có những yếu tố không có vai trò thiết yếu cho đời sống của cây mà có mặt trong cây chỉ là do sự hút thừa. Các kết quả nghiên cứu phát hiện dần vai trò của nhiều yếu tố mà trước đây không nhận thấy. Sự phân biệt yếu tố thiết yếu và yếu tố không thiết yếu dần dần mất đi hết ý nghĩa.

Các yếu tố trong cây còn được phân biệt thành yếu tố cấu tạo tức là các yếu tố có trong thành phần hợp chất cấu tạo nên tế bào của mô cây, và các yếu tố phi cấu tạo không là thành phần hợp chất tạo nên tế bào của mô cây. Các yếu tố là thành phần cấu tạo của tế bào của mô cây còn được gọi là yếu tố dinh dưỡng, xem như là thức ăn của cây. Một số yếu tố đóng vai trò khác: hoặc tự bản thân nó có ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của cây do tác động đến các enzym, các chất điều hoà sinh trưởng hoặc là thành phần cấu tạo nên các enzym, các vitamin, các chất điều hoà sinh trưởng điều khiển các quá trình trao đổi. Để thống nhất trao đổi thông tin, FAO đề nghị quy ước phân nhóm và gọi tên các yếu tố tìm thấy trong cây như sau:

1.1. Phân loại các yếu tố dinh dưỡng

Các yếu tố dinh dưỡng có 16 nguyên tố: C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Zn, Mn, Cu, Bo, Mo, Cl.

Các yếu tố dinh dưỡng chính hay còn gọi là yếu tố phân bón chính. Đó là 3 nguyên tố N, P, K.

Các nguyên tố trung lượng: Ca, Mg, S và gần đây là Si

Các nguyên vi lượng: Fe, Mn, Cu, B, Mo, Co, Ni, Se,...

Danh sách các nguyên tố vi lượng ngày càng nhiều, các nguyên tố thường được nói đến gần đây như Co, Va, Na, Zn, Al, Pb, và các nguyên tố phóng xạ, các loại đất hiếm. Các chất hàm lượng trong cây không có nhiều, ít đến mức rất khó phát hiện nhưng vẫn có vai trò quan trọng được gọi là siêu vi lượng.

1.2. Cơ sở phân loại các yếu tố dinh dưỡng

Sự sắp xếp thành các nhóm như trên không hoàn toàn dựa trên hàm lượng các yếu tố đó trong cây. Hàm lượng S, Mg trong cây nhiều không kém P nhưng P được xem là các yếu tố dinh dưỡng thứ yếu, còn hàm lượng các yếu tố Na, Cl, Fe trong cây cũng không kém lại được xem là các yếu tố vi lượng. Sự sắp xếp như trên cũng không phải là do tầm quan trọng về sinh lý của các yếu tố. Tất cả các yếu tố dầu có nhiều hoặc có ít, có khi phải dùng các phương pháp định lượng hết sức tinh vi mới phát hiện ra được vẫn có vai trò sinh lý nhất định mà sự thiếu hụt vẫn có thể làm đảo lộn các quá trình trao đổi chất trong cây. Thực chất sự sắp xếp trên là phối hợp của cả hai mặt nhu cầu của cây và khả năng cung cấp của đất, thể hiện ở nhu cầu của cần bổ sung bằng phân bón. Ca, Mg, S là các yếu tố cây rất cần, có hàm lượng trong cây cao, nhưng thường được đất cung cấp với lượng khá, đủ để thoả mãn nhu cầu bình thường của cây, chỉ trong một số trường hợp hoặc loại cây cần nhiều hoặc đất không cung cấp đủ mới cần thiết phải bổ sung, vì vậy được xếp vào nhóm các yếu tố dinh dưỡng thứ yếu. Cũng vậy Na, Cl hiếm khi thấy thiếu nên thường được xếp vào yếu tố vi lượng.

Sự sắp xếp như trên là do xem xét vấn đề dưới góc độ phân bón hơn là góc độ dinh dưỡng của cây trồng. Chúng tôi cho rằng dùng từ yếu tố phân bón thích hợp hơn dùng từ yếu tố dinh dưỡng.

Sự phân biệt yếu tố phân bón chính, yếu tố phân bón thứ yếu và yếu tố phân bón vi lượng cũng có tính chất tương đối. Ở một loại đất này một yếu tố được xem là yếu tố phân bón chính vì đất không cung cấp đủ nhưng ở loại đất khác lại là yếu tố phân bón thứ yếu. Đã phát hiện ra rằng trên các vùng đất phèn, đất đồi chua khi trồng các cây chịu chua, canxi lại quan trọng hơn kali. Khi năng suất cây trồng còn thấp, sự cung cấp tự nhiên về một số yếu tố P, K, Ca, Mg, S đủ cho nhu cầu của cây. Khi sản xuất đi vào thâm canh, năng suất trên đơn vị diện tích tăng lên, số lượng lấy đi trong sản phẩm thu hoạch vượt quá khả năng cung cấp của đất, một số yếu tố phân bón thứ yếu đang dần trở thành yếu tố phân bón chính. Một số nhà nghiên cứu đang đề nghị bổ sung các yếu tố S, Mg, Ca xem như các yếu tố phân bón chính.

2. Phân bón

Từ phân bón được sử dụng để chỉ các chất được bón vào đất để bổ sung cho cây những chất dinh dưỡng mà đất không cung cấp đủ. Loại phân bón được sử dụng đầu tiên là các sản phẩm bài tiết của gia súc và tàn dư thực vật, thân lá cây xanh, rác thải sinh hoạt chế biến thành phân chuồng; phân rác, phân xanh, xương động vật. Sau đó đến thế kỷ 19 mới bắt đầu biết sử dụng các sản phẩm của công nghiệp khai khoáng và công nghiệp hoá học để làm phân. Loại phân sản xuất đầu tiên của công nghiệp hoá học là supe lân (năm 1840, và sản xuất với quy mô công nghiệp vào năm 1942 ở Anh). Phân kali khai thác từ công nghiệp khai khoáng được sử dụng đầu tiên với số lượng lớn từ năm 1861. Mãi đến năm 1905 phân đạm nitrat mới được sản xuất bằng quy trình tổng hợp trong công nghiệp hoá học, còn trước đó chỉ có một số lượng không nhiều lắm natri nitrat và kali nitrat được khai thác từ các mỏ dùng làm thuốc súng nhiều hơn là dùng làm phân bón. Các loại phân được sản xuất từ công nghiệp khai khoáng và công nghiệp hoá học thời bấy giờ đều là chất vô cơ nên hai từ phân vô cơ và phân bón hoá học được sử dụng rộng rãi và xem như đồng nghĩa. Từ khi phân urê là một chất hữu cơ được sản xuất rộng rãi (1945) và sau đó hàng loạt các sản phẩm của công nghệ hoá học là chất hữu cơ được sử dụng là phân bón, danh từ phân hoá học không còn đồng nghĩa với phân vô cơ nữa.

Công nghệ khai khoáng phát triển và kỹ thuật sử dụng phân bón phát triển các sản phẩm thu được từ kỹ nghệ khai khoáng được sử dụng theo cả hai hướng: chế biến qua công nghệ hoá học và sử dụng trực tiếp làm phân bón như bột phôtphorit, bột apatit, các loại phân kali hàm lượng thấp. Vì vậy các danh từ phân tự nhiên trước đây đồng nghĩa với phân hữu cơ và phân nhân tạo đồng nghĩa với phân khoáng cũng không còn thích dụng nữa. Các loại phân tự nhiên có khả năng hữu cơ và vô cơ (phân lèn, ...) và các loại phân nhân tạo (phân công nghiệp) cũng có cả hai loại phân hữu cơ và vô cơ. Sự phân biệt phân hữu cơ và phân vô cơ trở thành dễ gây ra sự lẫn lộn.

2.1. Các loại phân bón công nghiệp

Là các sản phẩm hữu cơ hay vô cơ, có sinh vật sống hay không có, được sản xuất từ công nghệ khai khoáng, công nghệ hoá học, công nghệ sinh học, được sử dụng để cung cấp các chất dinh dưỡng hoặc làm tốt hơn quá trình cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng.

Phân bón công nghiệp sẽ bao gồm:

- Phân hoá học: bao gồm các sản phẩm của công nghệ khai khoáng và công nghệ hoá học, ở dạng vô cơ hay hữu cơ nhằm cung cấp các yếu tố phân bón chính (N, P, K) và các yếu tố phân bón thứ yếu (Ca, Mg, S) cho cây trồng.

- Phân sinh hoá: bao gồm bao gồm các sản phẩm có chứa các hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ mà vai trò chính là tác động vào các quá trình trao đổi chất trong cây làm tăng sự hấp thụ các chất dinh dưỡng và sử dụng các chất dinh dưỡng để hình thành sản phẩm. Loại phân này có hai loại:

+ Phân vi lượng

+ Chất điều hoà sinh trưởng

- Phân vi sinh vật: là các chế phẩm có chứa vi sinh vật sống có ích như vi sinh vật cố định đạm, vi sinh vật phân giải lân, vi sinh vật phân giải kali, các loại vi sinh vật kháng sinh (tiết ra các chất kháng sinh giúp cho cây trồng chống lại các loại vi sinh vật gây bệnh cây).

Các loại chế phẩm không chứa vi sinh vật sống mà chỉ chứa các men, các hợp chất có tác dụng kích thích sinh trưởng cây trồng và kháng sinh nên xếp vào loại phân sinh hoá.

2.2. Các loại phân nông dân tự sản xuất (phân địa phương)

Bao gồm các loại phận hữu cơ và vô cơ thường là phân hữu cơ (phân chuồng, phân xanh, phân rác, than bùn) mà chức năng chính là tăng lượng mùn và tác động đến lý, hoá sinh tính của đất ảnh hưởng đến quá trình cung cấp chất dinh dưỡng của đất cho cây hoặc trực tiếp cung cấp một phần chất dinh dưỡng cho cây.

2.3. Chất cải tạo đất

Bao gồm các loại chất để cải tạo độ chua của đất (vôi, thạch cao, ...),  chất làm tăng độ xốp của đất - tăng khả năng nhả chậm phân bón (zeolite) và các chất có tác dụng keo kết các hạt đất lại, tạo kết cấu cải thiện lý tính của đất.

GS Võ Minh Kha, Hướng dẫn thực hành sử dụng phân bón, NXB Nông nghiệp, Hà Nội,1996