Trong nhiều thập kỷ qua, năng suất đậu nành đã có những cải thiện đáng kể. Bởi vì có các giống và phương pháp nông học mới nên tiềm năng sản lượng đậu nành cao hơn bao giờ hết. Nhưng việc thiếu thông tin cập nhật về nhu cầu dinh dưỡng đã làm hạn chế việc phát triển hết tiềm năng của cây trồng này .

Các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm Sinh lý học Cây trồng Đại học Illinois gần đây đã cung cấp thông tin cập nhật về nhu cầu dinh dưỡng ở cây đậu nành, xác định chính xác loại chất dinh dưỡng mà cây cần, thời gian tích lũy của các chất dinh dưỡng đó trong suốt quá trình canh tác và nơi cây sử dụng các chất dinh dưỡng này.

Qua thử nghiệm thực địa trong ba năm tại các địa điểm ở DeKalb và Champaign, các nhà nghiên cứu xác định rằng một số nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng có thể đã không nhận được sự quan tâm thích đáng với các phương pháp quản lý hiện nay.

Ross Bender, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết rằng một trong những phát hiện quan trọng hơn của nghiên cứu là dường như có sự tích lũy các chất dinh dưỡng trong thời gian nở hạt lớn hơn đáng kể so với trong quá khứ.

"Bởi vì chúng ta có tiềm năng năng suất cao hơn nên nông dân của chúng ta hiện đang sản xuất đậu nhiều hơn bao giờ hết", Bender cho biết. "Kết quả là, đậu năng suất cao với rất nhiều chất dinh dưỡng tập trung trong chúng đã tạo ra một số ảnh hưởng khi một số các chất dinh dưỡng được tích lũy. Chúng ta có nhiều hạt hơn phát triển sau đó trong mùa, ngay trước khi thu hoạch và điều đó thực sự dẫn đến sự tích lũy chất dinh dưỡng tăng lên".

"Đó là một trong những phát hiện khá thú vị khi số lượng lớn các chất dinh dưỡng tích lũy trong suốt vòng đời của cây, nhưng đặc biệt là trong nửa mùa cuối", ông cho biết thêm.

Để xác định nhu cầu dinh dưỡng, các nhà nghiên cứu đã đo sự tích lũy chất dinh dưỡng trong suốt quá trình phát triển toàn bộ mùa trồng. Họ đo các chất dinh dưỡng đa lượng, bao gồm nitơ (N), kali (K), và phốt pho (P) - những chất dinh dưỡng đa lượng chính cho đậu nành - và các chất dinh dưỡng đa lượng thứ cấp gồm magiê (Mg), canxi (Ca), và lưu huỳnh (S). Họ cũng đo các vi chất dinh dưỡng cần thiết với số lượng ít hơn, bao gồm bo (B), đồng (Cu), sắt (Fe), mangan (Mn), và kẽm (Zn).

Hai tiêu chí được sử dụng để ước lượng loại chất dinh dưỡng quan trọng nhất sẽ xác định liệu chất dinh dưỡng đó có tổng hấp thu cao hay không (nitơ, kali, phốt pho, canxi là cao nhất) và tìm ra chỉ số thu hoạch (HI) của mỗi chất dinh dưỡng hay tỷ lệ tổng tích lũy chất dinh dưỡng đi vào hạt. Các chất dinh dưỡng chỉ số HI cao có nghĩa là hầu hết những gì mà cây hấp thu trong suốt mùa trồng trọt nằm ở trong hạt.

"Nếu chúng ta muốn sản xuất nhiều hạt hơn và một số chất dinh dưỡng có vai trò rất quan trọng trong việc tạo ra hạt đó, thì việc cung cấp chất dinh dưỡng tốt hơn khi hạt đang phát triển có thể giúp chúng ta cải thiện năng suất", Bender cho hay.

Thay vào đó, Bender cho biết những gì mà người nông dân thường làm theo cách truyền thống và phổ biến ở Illinois là thường xuyên cung cấp lượng lớn phốt pho (phosphate) trước khi trồng ngô, với hy vọng rằng chừng đó sẽ đủ cho mùa ngô năm đó và tiếp tục đủ cho mùa đậu nành tiếp theo.

"Nếu nông dân bón phân cho đậu nành, thì có lẽ chỉ bằng kali vì có quan niệm cho rằng chất dinh dưỡng duy nhất quan trọng trong đậu nành là kali", ông nói. "Kết quả là họ có thể cung cấp kali trước vụ đậu nành, nhưng lại hy vọng ròng phosphate (còn lại sau mùa trồng ngô) sẽ đủ cho nhu cầu đậu nành.

"Những gì chúng ta nhìn thấy trong nghiên cứu này là có một sự tích lũy lớn của cả 2 chất dinh dưỡng này, nhưng chúng ta cũng thấy rằng nhu cầu phosphate trong mùa nhiều hơn và chất dinh dưỡng này có thể đang bị bỏ qua. Nếu một người sản xuất cung cấp tốt chất dinh dưỡng đó trước mùa ngô của mình, với hy vọng rằng một cái gì đó vẫn sẽ ở đó từ 18 đến 20 tháng sau đó cho mùa đậu nành, thì có lẽ sẽ không có nhiều như họ suy nghĩ. Nhưng khi chúng tôi bón phosphate, thì chúng tôi nhận thấy có một số cải thiện về sản lượng khá đáng kể", Bender cho biết.

Các nhà nghiên cứu xác định rằng phosphate (phospho) có tiềm năng nhất để cải thiện năng suất. Chất dinh dưỡng này được tích lũy trong khoảng thời gian 70 ngày trong suốt mùa sinh trưởng, và được đưa vào hạt vào cuối mùa nhiều hơn so với bất kỳ chất dinh dưỡng nào. Tuy nhiên, Bender cũng cho biết "làm thế nào để cung cấp phosphate khi cây cần nó vào cuối mùa sinh trưởng là một trong những thách thức".

Ngoài phosphate và kali, Bender còn cho biết nitơ, lưu huỳnh và đồng cũng cho thấy là những chất dinh dưỡng quan trọng để tiếp tục duy trì năng suất cao.

Nitơ quan trọng nhất vào cuối mùa vì hạt chứa rất nhiều protein được tạo thành từ nitơ. Đây là lý do tại sao hạt đậu nành được coi là một nguồn thức ăn tốt. Bender cho biết sản lượng đậu nành càng cao, thì càng có nhiều protein hơn được tạo ra và càng cần thêm nhiều nitơ hơn. Mặc dù nitơ có thể không được coi là một chất dinh dưỡng quan trọng, vì đậu nành có thể lấy nitơ từ không khí, nhưng cách cây chuyển nitơ từ lá đến hạt trong mùa sinh trưởng (khoảng 50 ngày liên tiếp) chứng minh rằng nó là một chất dinh dưỡng thiết yếu để tạo hạt và tăng sản lượng.

Lưu huỳnh là một chất dinh dưỡng khác cũng cần được xem xét để sử dụng ở dạng phân bón. Bởi vì có ít lưu huỳnh hơn từ khí quyển hiện nay, do nhiên liệu sạch hơn chẳng hạn, nên có ít lưu huỳnh hơn lắng đọng trong các cánh đồng hàng năm. Ngoài ra, lưu huỳnh – cần có lượng lớn để tạo hạt - cần phải được quản lý một cách hiệu quả hơn.

Vi chất dinh dưỡng mà họ xác định thú vị nhất là đồng, do sự phân bố của nó vào hạt (60 phần trăm đồng trong cây nằm ở trong hạt vào cuối mùa). “Chúng tôi không biết rằng liệu điều này có nghĩa là chúng ta cần phải bón phân đồng hay không, bởi vì cây không cần phải tích lũy nó nhiều, nhưng đây quả là điều thú vị", Bender nói.

Với những thay đổi này trong mùa đậu nành, nên Bender cho rằng phương pháp cung cấp chất dinh dưỡng ngay trước khi cây được trồng và trong suốt mùa thực sự hứa hẹn sẽ giúp các nhà sản xuất.