Ngô hấp thu bao nhiêu nitơ từ phân bón

Những người trồng ngô đang tìm cách tăng lượng nitơ mà cây trồng của họ hấp thu từ phân bón, nhưng các nghiên cứu gần đây của Đại học Illinois Urbana-Champaign cho thấy điều đó không có tác dụng gì nhiều trong việc cải thiện hiệu quả hấp thu từ phân bón. Đó là bởi vì các nghiên cứu cho thấy ngô hấp thu phần lớn lượng nitơ (trung bình khoảng 67%) từ các nguồn xuất hiện tự nhiên trong đất mà không phải từ phân bón.

Bằng chứng về việc đất là nguồn nitơ chính của ngô được lặp đi lặp lại trong 4 nghiên cứu, nghiên cứu đầu tiên được công bố vào năm 2019 và phần còn lại được công bố gần đây hơn.

Trong cả bốn nghiên cứu, các nhà nghiên cứu tại Khoa Khoa học Tài nguyên và Môi trường (NRES) thuộc Trường Cao đẳng Khoa học Nông nghiệp, Khoa Người tiêu dùng và Khoa học Môi trường (ACES) tại Đại học Illinois Urbana-Champaign đã đánh dấu phân bón có đồng vị nitơ tự nhiên, được gọi là 15N và bón nó ở các tỷ lệ, hình thức, vị trí và thời gian khác nhau.

Sau mỗi vụ thu hoạch, các nhà nghiên cứu đã phân tích sinh khối ngô và hạt để biết hàm lượng nitơ cây hút, 15N được đánh dấu cho phân bón và nitơ không được đánh dấu cho các nguồn từ đất. Trong cả bốn nghiên cứu, bao gồm cả đất nghèo và màu mỡ ở Trung tâm Illinois, hầu hết nitơ trong ngô khi thu hoạch đều không được đánh dấu.

Kelsey Griesheim, người đã hoàn thành nghiên cứu với tư cách là một sinh viên tốt nghiệp NRES và hiện là trợ lý giáo sư tại Đại học North Dakota State cho biết: “Tôi hy vọng các chủ trang trại sẽ nhận ra tầm quan trọng của những con số này. Họ đang mua lượng phân đạm và không phải tất cả đều được đưa vào trong cây. Điều quan trọng là làm cho họ nhận thức được tình hình thực tế để điều chỉnh số tiền họ chi cho nitơ”.

Nghiên cứu năm 2019 của Griesheim cho thấy chỉ 21% nitơ trong phân bón được đưa vào hạt khi bón vào mùa thu dưới dạng NH₃. Kết quả có ý nghĩa nào đó vì phân bón được bón vào mùa thu sẽ tồn tại trong đất hàng tháng trước khi ngô được trồng và sau đó phải tồn tại suốt vụ để nuôi dưỡng cây trồng đang phát triển.

Một cách ngẫu nhiên, nghiên cứu cũng phát hiện ra các chất ức chế nitrat hóa, thường được áp dụng để làm chậm quá trình chuyển đổi từ NH₃ thành dạng NO₃^- dễ rửa trôi, làm giảm khả năng hấp thu nitơ từ phân bón.

Giả sử việc bón phân trước mùa vụ và trong mùa vụ sẽ đạt được mức hấp thu lớn hơn so với việc bón phân đạm vào mùa thu, Griesheim đã thử các biện pháp đó trong ba nghiên cứu gần đây hơn.

Khi vào mùa vụ, Griesheim đã bón urê chứa 15N ở dạng ammonium-nitrate (UAN) bằng các cách bón theo hàng dưới bề mặt đất sử dụng vị trí 2 x 3, rải trên bề mặt và bón đều ở mức khoảng 90kg/ha. Có đến 46% hàm lượng 15N trong sinh khối ngô, bón phân theo hàng hiệu quả hơn so với bón phân rải đều bề mặt, vốn chỉ đạt 34% ở những vị trí tối ưu nhất.

Griesheim cho biết: “Không còn nghi ngờ gì nữa, việc bón theo hàng hiệu quả hơn so với việc bón rải đều nitơ. Tuy nhiên, cho dù việc bón theo hàng (đơn hoặc đôi), sử dụng vị trí 2 x 3 hay bón rải đều thì cũng không có nhiều khác biệt về hiệu quả”.

Griesheim cũng đã thử nghiệm việc bón phân trong suốt mùa sinh trưởng hoặc bón theo hàng, bón 220kg/ha UAN chứa 15N kết hợp với việc ứng dụng Y-drop để cung cấp phân bón lỏng ở gốc thân cây ngô đang phát triển. Trong trường hợp này, Griesheim chia việc bón phân giữa giai đoạn cây con và V9. Cô so sánh cách bón Y-drop với việc đặt dưới bề mặt ở cả hai giai đoạn sinh trưởng.

Griesheim nói: "Khi phân chia giữa hai lần bón, lượng 15N (từ phân bón) cây hấp thu cao hơn ở giai đoạn cây con, nhưng ở các giai đoạn sau, nhiều nitơ được lấy từ đất hơn so với phân bón (trung bình 26% trong hạt và 31% trong sinh khối từ phân bón). Chúng tôi không thấy sự khác biệt giữa cách bón Y-drop và dưới bề mặt trong 5 năm của 6 năm nghiên cứu, nhưng dưới các điều kiện thuận lợi cho sự bay hơi thì sự hấp thu lại lớn hơn đối với cách bón dưới bề mặt”.

Cuối cùng, Griesheim đã đánh dấu nhiều dạng phân bón (UAN, kali nitrat và urê lỏng) với 15N và bón rải chúng theo hàng trên bề mặt với cách Y-drop. Đáng ngạc nhiên, sự hấp thu là lớn nhất khi bón dưới dạng kali nitrat, tiếp theo là UAN, sau đó là urê.

Richard Mulvaney, giáo sư tại NRES và đồng tác giả của cả bốn bài báo cho biết: “Điều thú vị là NO₃^- xuất hiện như một nguồn hiệu quả nhất trong ba nguồn mặc dù điều kiện thời tiết khá thuận lợi cho việc mất nitơ do quá trình lọc hoặc khử NO₃^-. Các thí nghiệm trong phòng là một phần của nghiên cứu tương tự cho thấy điều này là do sự bay hơi và cố định của NH₃ bởi các vi khuẩn trong đất”.

Toàn bộ nghiên cứu cho thấy có những điều mà nông dân có thể làm để tăng khả năng hấp thụ nitơ từ phân bón: cụ thể là bón các nguồn dựa trên NO₃^- khi cây trồng đang phát triển tích cực. Nhưng các nhà nghiên cứu lặp đi lặp lại là đất cung cấp lượng nitơ lớn nhất cho ngô là một bài học quan trọng dẫn đến những thay đổi trong việc quản lý nitơ.

Mulvaney nói: "Nếu đất là nguồn cung cấp nitơ chính cho sự hấp thu của cây trồng, vốn hầu như luôn luôn như vậy thì chúng ta cần tính đến đất. Mặt khác, với các yếu tố như thời gian, tỷ lệ, vị trí và hình thức mà chúng ta đang điều chỉnh nhưng có lẽ sẽ không tìm thấy sự gia tăng hiệu quả thần kỳ nào khi sử dụng các phương pháp đó. Chúng ta thực sự nên hướng tới việc điều chỉnh tỷ lệ theo đất và khả năng cung cấp của đất, hướng tới tỷ lệ nitơ thay đổi”.

Bón thừa đạm mà không đưa vào cây trồng không chỉ ảnh hưởng đến thu nhập của nông dân, lượng đạm dư thừa có thể ngấm vào nguồn nước hoặc chuyển hóa thành khí nhà kính, làm tăng thêm dấu ấn môi trường của nông nghiệp.

Griesheim cho biết: “Sử dụng hiệu quả hấp thụ nitơ của phân bón như một phương tiện để xếp hạng các phương pháp bón phân có ý nghĩa rất lớn. Cây hấp thu nhiều phân bón là tốt cho người nông dân nhưng điều đó cũng có nghĩa là ít phân bón còn lại trong đất hơn, điều này tốt cho người nộp thuế và các hệ sinh thái xung quanh. Đó là đôi bên cùng có lợi”.

Cao Thị Hải Yến theo Phys.org