Đất tầng mặt tại đồng ruộng ở Virginia vào mùa đông, chuẩn bị vào vụ xuân trồng ngô (ảnh chụp bởi Alan Franzluebbers, USDA/ARS)

Đạm là nguyên tố dinh dưỡng chính đối với ngũ cốc như ngô. Tuy nhiên, đôi khi những gì được cho là tốt lại có tác dụng ngược lại. Lượng đạm dư thừa có thừa có khả năng chảy tràn theo mưa hoặc rửa trôi xuống tầng đất dưới và ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm. Một phép thử nhanh, đơn giản và đáng tin cậy khi xác định mức đạm trong đất vừa được thử nghiệm.

Đối với những người trồng ngô, giả định hiện tại là hạt ngô yêu cầu 1,2 pound (tương đương 0,54 kg) nitơ được áp dụng cho mỗi giạ ngô (vật đo lường tương đương khoảng 36 L). Điều này có tác giá trị đối với một số loại đất, nhưng không chính xác đối với các loại đất khác, vì giả thiết không có sự liên quan giữa chất hữu cơ trong đất và nitơ. Theo nhà sinh thái học Alan Franzluebbers của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA), điều tra viên của nghiên cứu này phát biểu: biết được tiềm năng của đất khoáng hóa nitơ từ chất hữu cơ, làm cho nó có ích cho cây trồng, sẽ giúp cải thiện các khuyến nghị về việc sử dụng phân đạm.

Một loạt các thí nghiệm được công bố trên tạp chí Soil Science Society của Mỹ đã nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp này để cung cấp thông tin trước mùa vụ cho nông dân biết về lượng đạm cần thiết cho cây trồng thông qua việc phân tích đất. Trong thí nghiệm đầu tiên, Franzluebbers, nghiên cứu khoa học thực vật (ARS) ở Raleigh, North Carolina và các cộng sự đã minh họa cách khoáng hóa đạm trong đất có thể dự đoán được trong 3 ngày phân tích sinh học đất (STBA).

Đất chứa nhiều sinh vật sống giúp tăng cường khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng. Côn trùng, vi khuẩn và nấm đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra đất có giá trị cho sản xuất nông nghiệp. STBA đo lường lượng nitơ hữu dụng trong đất.

Trong thí nghiệm thứ hai, Molly Pershing, một sinh viên tốt nghiệp dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Franzluebbers, đã tiến hành các thử nghiệm nhà kính xác định với mức STBA cao hơn có thực sự tương đương với sự hấp thụ nitơ cao hơn từ thực vật hay không. Đúng như giả định. Các cây trồng trong nhà kính không cung cấp bất kỳ chất dinh dưỡng nào khác ngoài những gì có trong đất. Hơn ba phần tư sự hấp thụ nitơ thực vật là từ nitơ hữu cơ được khoáng hóa, được dự đoán bởi STBA

Trong thí nghiệm thứ ba, Franzluebbers yêu cầu nông dân tham gia vào nghiên cứu. Bốn mươi bảy cánh đồng được lấy mẫu trong vụ xuân để thực hiện STBA. Qua đó, các tỷ lệ phân bón đạm khác nhau được áp dụng để thử nghiệm cho hiệu quả nhất trong việc tối ưu hóa năng suất ngô. STBA càng cao - chỉ ra một lượng lớn “sự sống” trong đất, nhu cầu bổ sung nitơ càng thấp. Ngược lại, mức STBA càng thấp thì nhu cầu bổ sung nitơ càng cao.

Việc bổ sung quá ít nitơ có thể dẫn đến năng suất cây trồng thấp, tiết kiệm công lao động, thêm quá nhiều chi phí bón đạm, nông dân bỏ quá nhiều trong việc bổ sung đầu vào không cần thiết cho đất. Sử dụng đạm hợp lý có thể tối ưu hóa năng suất và lợi nhuận trong khi vẫn tránh việc gây ô nhiễm các chất dinh dưỡng dư thừa ra sông, hồ và nước ngầm. Sử dụng STBA, người trồng ngô hiện có một phép tính trước vụ trồng, có thể xác định chính xác lượng nitơ thích hợp để áp dụng cho năng suất tối ưu về mặt kinh tế.

Đỗ Thị Thanh Trúc theo ARS.