Phân bón là một trong ba thành phần chính mà cây trồng cần để phát triển bên cạnh ánh sáng mặt trời, nước. Trong chất dinh dưỡng, cây cần 17 chất dinh dưỡng khác nhau để hoàn toàn khỏe mạnh.
Ba trong số các chất dinh dưỡng đó là carbon, oxy và hydro mà cây lấy từ không khí và nước. Các chất dinh dưỡng đa lượng, trung lượng và vi lượng cây lấy từ đất. Mỗi nguyên tố đều có một chức năng thiết yếu trong việc giữ cho cây khỏe mạnh.
Trong bài viết này, hãy cùng AZ Farming tìm hiểu chi tiết tổng quan về các chất dinh dưỡng và tầm quan trọng của phân bón trong hoạt động trồng trọt nhé!
#1 Thành phần của phân bón là gì?
Các loại phân bón khác nhau có thành phần và tỷ lệ của mỗi loại nguyên tố dinh dưỡng trong các loại phân bón khác nhau . Tuy nhiên, ba thành phần chính mà tất cả hỗn hợp phân bón đều có là nitơ, phốt pho và kali.
Các loại phân bón chứa phần lớn chất độn gốc đất sét và các chất chảy tự do để ngăn không cho phân cứng lại. Hàm lượng phân bón được mô tả theo công thức NPK, trong đó N là đạm, P là lân và K là kali.
Khi mô tả nội dung của một bao phân bón, mỗi ký hiệu sẽ được thay thế bằng một số, chẳng hạn như 10-10-10. Mô tả này có nghĩa là:
• 10% trọng lượng của túi được tạo thành từ nitơ
• 10% là phốt pho
• 10% là kali.
Tổng cộng, 30% trọng lượng của bao phân đến từ ba thành phần chính này, được gọi là các chất dinh dưỡng đa lượng.
Thực vật cần 17 nguyên tố dinh dưỡng với hàm lượng khác nhau tùy thuộc vào từng loại cây trồng những nguyên tố này được gọi là nhóm nguyên tố vi lượng. Mặc dù có những nguyên tố mà cây chỉ cần với hàm lượng rất nhỏ cong những nguyên tố khác cần hàm lượng lớn hơn, nhưng chúng đều đóng một vai trò quan trọng.
#2 Các chất dinh dưỡng trong phân bón
Cây trồng không được cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng sẽ kém khỏe mạnh, kém phát triển và cho năng suất thấp hơn. Khi cây trồng được trồng nhiều mùa vụ trên một mảnh đất, chúng sẽ lấy đi các chất dinh dưỡng có trong trong đất theo thời gian.
Để giữ cho đất khỏe mạnh, người nông dân phải bổ sung các chất dinh dưỡng vào đất thông qua việc bón phân, để duy trì môi trường thuận lợi nhất cho cây phát triển. Đây là lý do tại sao việc bón phân là việc rất quan trọng và không thể thiếu trong hoạt động canh tác nông nghiệp.
Nitơ trong phân bón
Nitơ rất quan trọng đối với sự phát triển của cây. Nó là một thành phần của nhiều cấu trúc thực vật và thực hiện các quá trình khác nhau cần thiết cho sức khỏe thực vật. Cây được cung cấp đủ lượng nitơ sẽ có màu xanh đậm hơn và phát triển nhanh hơn những cây không có. Khi cây thiếu đạm, lá thường bị vàng.
Nitơ thúc đẩy sự phát triển của lá và thân. Nó là thành phần trung tâm của các axit amin, là yếu tố cơ bản của protein. Những protein này rất quan trọng đối với sự phát triển của thực vật cũng như sự phát triển của các mô và tế bào.
Nitơ cũng là một phần của axit nucleic tạo thành DNA, nơi lưu trữ thông tin di truyền và chịu trách nhiệm truyền các tính trạng và đặc điểm thông qua hạt giống. Nó cũng là một thành phần của chất diệp lục, cung cấp cho thực vật màu xanh lá cây và giúp cây phát triển.
Phốt pho trong phân bón
Phốt pho cần thiết cho các quá trình khác nhau của thực vật bao gồm quang hợp, chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng. Nó cũng chịu trách nhiệm di chuyển năng lượng trong cây và cho quá trình hô hấp.
Nó là một thành phần của cấu trúc axit nucleic của thực vật, kiểm soát quá trình tổng hợp protein. Do đó, phốt pho có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển của mô mới và trong quá trình phân chia tế bào.
Nguyên tố này cũng hỗ trợ trong việc sản xuất hoa trái và sự phát triển của hạt và rễ. Nó cải thiện khả năng chống lại bệnh tật, hỗ trợ mùa đông khó khăn và có thể giúp cây phát triển nhanh hơn.
Kali trong phân bón
Kali được biết đến với tác động đến chất lượng của cây trồng. Nó ảnh hưởng đến kích thước, màu sắc, mùi vị và hình dạng của sản phẩm. Tác dụng của Kali cũng rất quan trọng đối với khả năng chịu hạn và thời tiết khắc nghiệt khác cũng như căng thẳng từ môi trường. Nó cũng đóng một vai trò không thể thiếu trong các quá trình trao đổi chất khác nhau. Kali có tác dụng như sau:
• Hỗ trợ sự phát triển của rễ, ra hoa, đậu quả và phát triển thân.
• Giúp tạo điều kiện thuận lợi cho sự di chuyển của nước trong toàn bộ cây, một quá trình được gọi là quá trình thẩm thấu.
• Nó ảnh hưởng đến việc hút nước cũng như mất nước qua khí khổng.
• Điều chỉnh áp lực nước bên trong và bên ngoài tế bào thực vật
• Hỗ trợ điều chỉnh quá trình trao đổi chất của cây
• Kiểm soát sự đóng mở của khí khổng, điều chỉnh sự hấp thụ carbon dioxide (CO2) trong quá trình quang hợp
• Kích hoạt sự kích hoạt của nhiều enzym liên quan đến tăng trưởng
• Rất quan trọng để sản xuất Adenosine Triphosphate (ATP), là nguồn năng lượng cho nhiều quá trình hóa học diễn ra trong thực vật
• Cần thiết cho quá trình tổng hợp protein và tinh bột
Các chất dinh dưỡng khác trong phân bón
Các chất dinh dưỡng khác có trong phân bón được chia thành hai loại: chất dinh dưỡng trung lượng và chất dinh dưỡng vi lượng. Tên gọi này xuất phát từ hàm lượng mà thực vật cần từ các nguyên tố này.
Các chất dinh dưỡng trung lượng bao gồm canxi (Ca), magiê (Mg) và lưu huỳnh (S):
• Canxi làm giảm độ chua của đất và giúp tăng khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng của cây. Nó cũng cải thiện khả năng kháng bệnh và hỗ trợ phân chia tế bào, hình thành thành tế bào và kích hoạt các hệ thống enzym liên quan đến sự phát triển của cây trồng.
• Magiê cần thiết cho quá trình quang hợp. Là một yếu tố của chất diệp lục, nó cũng giúp cây chuyển hóa phốt pho. Nó ảnh hưởng đến chất lượng cây trồng, sự phát triển của cây trồng và hỗ trợ sản xuất dầu, chất béo và đường.
• Lưu huỳnh giúp thực vật tổng hợp các axit amin và protein khác nhau. Nó cũng là một thành phần thiết yếu của chất diệp lục và giúp thúc đẩy sự cứng cáp trong suốt mùa đông. Ngoài ra, nó giúp giảm nitrat và nitơ phi protein tích tụ trong cây. Nó cũng cải thiện cấu trúc và lọc nước trong đất.
Các chất dinh dưỡng vi lượng cùng nhau hỗ trợ các khía cạnh khác nhau của sự phát triển của thực vật và góp phần tăng năng suất, cải thiện tính toàn vẹn của cấu trúc và sản xuất vitamin. Bạn có thể tìm thấy các vi chất dinh dưỡng sau trong phân bón:
• Boron (B) giúp di chuyển đường từ rễ đến phần còn lại của cây, hỗ trợ quá trình phân chia tế bào và giúp sản xuất axit amin.
• Clo (Cl) hỗ trợ quá trình trao đổi chất của cây, kháng bệnh và quang hợp.
• Đồng (Cu) kích hoạt các enzym và giúp tổng hợp protein và tạo ra chất diệp lục.
• Sắt (Fe) cần thiết để sản xuất chất diệp lục và là thành phần của các enzym.
• Mangan (Mn) cũng góp phần sản xuất chất diệp lục và kích hoạt các enzym.
• Molypden (Mo) khử nitrat để giúp tổng hợp protein.
• Niken (Ni) cũng là cần thiết cho việc tạo ra các chất diệp lục.
• Kẽm (Zn) kích hoạt các enzym và giúp cân bằng hormone thực vật.
Chất độn trong phân bón
Các chất độn trong phân bón là thành phần không hoạt động và không ảnh hưởng đến cây trồng. Tuy nhiên, chúng làm giảm nồng độ các chất dinh dưỡng để không làm cháy cây, ngăn chất dinh dưỡng vón cục và khô, và làm cho hỗn hợp dễ lan rộng hơn. Vật liệu độn điển hình bao gồm cát, đá vôi dạng hạt, mùn cưa, bụi bẩn vô trùng hoặc sạch, và lõi ngô xay.
#3 Cách loại phân bón phổ biến
Các loại cây trồng khác nhau cần lượng chất dinh dưỡng khác nhau để phát triển mạnh, vì vậy người nông dân thường sử dụng phân bón được sản xuất đặc biệt thích hợp cho loại cây họ đang trồng. Người ta thường tiến hành các bài kiểm tra đất để xác định chất dinh dưỡng nào họ cần bổ sung cho đất.
Phân bón thường được phân theo hai nhóm chính là phân tổng hợp và hữu cơ. Phân tổng hợp có nhiều dạng khác nhau, cụ thể là dạng hạt viên và dạng lỏng. Mỗi loại có các đặc tính khác nhau và được sử dụng cho các trường hợp khác nhau.
Phân dạng hạt có dạng hạt rắn thường được gọi là phân hóa học. Chúng phải hòa tan hoặc phân hủy trước khi cây có thể lấy được chất dinh dưỡng, vì vậy thường mất ít nhất vài ngày và việc tưới nước để phân bắt đầu có hiệu lực. Những loại phân bón này được đưa vào đất để cải thiện khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng của cây trồng.
Đây là loại phân giải phóng chậm, giải phóng theo thời gian hoặc có kiểm soát, có thể kéo dài trong vài tháng tùy thuộc vào công thức phân được sử dụng. Các chất dinh dưỡng trong những loại phân này có một lớp bao phủ hoặc thấm qua hạt và phân hủy theo thời gian, kiểm soát việc giải phóng các chất dinh dưỡng.
Chúng cung cấp các chất dinh dưỡng với một lượng nhỏ mà cây trồng có thể dễ dàng hấp thụ, vì vậy ít chất dinh dưỡng bị lãng phí qua quá trình bay hơi, khử nitơ hoặc rửa trôi. Chúng cũng cho phép bạn giảm tần suất bón phân cho cây trồng.
Các loại phân bón khác có dạng dung dịch cô đặc lỏng hoặc bột hòa tan trong nước. Cây có thể hấp thụ các chất dinh dưỡng từ các loại phân bón ngay lập tức. Những chất dinh dưỡng này rất hữu ích cho việc thúc đẩy cây nhanh chóng như một giai đoạn sơ khai trong quá trình trồng để giúp hạt nảy mầm, giúp cho giai đoạn phát triển ban đầu của hạt. Chúng cũng có thể được bón sau khi trồng bằng việc phun trực tiếp lên lá cây trồng để cung cấp chất dinh dưỡng kịp thời cho cây.
Phân hữu cơ được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên, có nghĩa là chúng được tạo ra từ bởi các sinh vật sống chứ không phải tổng hợp hóa học. Những loại phân bón này bao gồm các chất humic, phân trộn, phân chuồng, nhũ tương cá, bột máu, bột hạt bông, bột lông vũ, và sản phẩm nước thải đã qua xử lý cũng như các chất tự nhiên khác.
Để các chất dinh dưỡng trong những chất này có thể tiếp cận được với cây trồng, các vi sinh vật trong đất phải phá vỡ các vật liệu. Hoạt động sinh học, địa chất và hóa học là một yếu tố có ảnh hưởng đến sự nhân lên của các vi sinh vật thiết yếu và sự phát triển của vi khuẩn có lợi.
Các chất hữu cơ này bổ sung các chất dinh dưỡng tương tự như phân bón hóa học cho đất, nhưng bạn không thể kiểm soát tỷ lệ hàm lượng của từng chất dinh dưỡng. Các chất hữu cơ cũng giải phóng chậm.
Các lựa chọn hữu cơ có thể cải thiện cấu trúc đất và khả năng giữ nước cũng như giảm xói mòn và đóng vảy đất. Chúng có xu hướng có mật độ dinh dưỡng thấp hơn so với các chất thay thế tổng hợp.
So với các loại phân vô cơ hay phân hóa học, phân hữu cơ không thêm nhiều muối và axit vào đất, do đó, hỗ trợ tốt hơn cho vi sinh vật trong đất, sự phát triển của vi khuẩn có lợi, giun đất và các hệ thực vật khác.
#4 Cách sản xuất phân bón tổng hợp
Các nhà sản xuất phân bón thu được các chất dinh dưỡng từ nhiều nguồn khác nhau, thường thông là qua khai thác quặng hoặc các hình thức chiết xuất khác. Các nguồn nguyên liệu này sau đó sẽ trải qua các quá trình để tách các chất dinh dưỡng và chuyển chúng thành dạng có thể sử dụng được trước khi kết hợp và đóng gói chúng thành hỗn hợp phân bón tổng hợp.
Nitơ được chiết suất từ khí quyển thông qua một quá trình tạo ra amoniac. Quá trình này bao gồm việc bơm khí tự nhiên và hơi nước, tiếp theo là không khí, vào một bình lớn. Đốt khí tự nhiên và hơi nước sẽ loại bỏ khí oxy trong không khí. Một dòng điện đưa khí cacbonic ra khỏi không khí, tạo ra amoniac.
Amoniac có thể được sử dụng làm phân bón trực tiếp, nhưng nó thường được chuyển hóa thành các chất khác để giúp xử lý dễ dàng hơn. Ví dụ, các nhà sản xuất chuyển đổi amoniac thành axit nitric thông qua một quá trình sử dụng chất xúc tác với sự có mặt của không khí và nước. Kết hợp amoniac và axit nitric tạo ra amoni nitrat, có nồng độ nitơ cao.
Photpho có thể được tìm thấy trong đá photphat. Tuy nhiên, để sử dụng phốt phát, bạn phải tách nó khỏi quặng. Một phương pháp điển hình để đạt được điều này là thông qua việc sử dụng axit sulfuric, tạo ra axit photphoric. Sau đó, chất này được phản ứng với axit sunfuric và axit nitric, tạo ra supephotphat ba. Các nhà sản xuất cũng pha trộn axit photphoric với amoniac, tạo ra amoni photphat.
Kali được sử dụng trong phân bón có nguồn gốc từ các khoáng chất và hợp chất chứa kali khác nhau. Hầu hết kali được sử dụng trong nông nghiệp ngày nay được khai thác từ các loại đá như sylvanite.
Các nhà chế biến nghiền đá, sau đó sử dụng quy trình tuyển nổi để loại bỏ muối và đất sét trước khi để nước muối khô và định cỡ qua sàng lọc. Kali clorua, kali sunfat, kali-magiê sunfat, kali thiosunfat và nitrat kali là tất cả các nguồn cung cấp kali cho phân bón, trong đó kali clorua là nổi bật nhất.
Các chất dinh dưỡng thứ cấp và vi chất dinh dưỡng cũng thu được thông qua các quá trình thường liên quan đến khai thác và chế biến. Ví dụ, canxi đến từ đá vôi ở dạng canxi cacbonat, canxi sunfat, hoặc canxi magiê cacbonat. Magiê có nguồn gốc từ dolomit. Lưu huỳnh thường là sản phẩm phụ của các quá trình công nghiệp khác.
#5 Lịch sử sử dụng phân bón
Người ta đã thêm phân bón vào đất trong các trang trại kể từ những năm đầu tiên của cuộc cách mạng nông nghiệp, mặc dù những chất đầu tiên được sử dụng là vật liệu hữu cơ như phân động vật.
Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy bằng chứng về việc sử dụng phân bón có niên đại cách đây 8.000 năm . Khi nông nghiệp phát triển, người nông dân đã học được nhiều hơn về việc sử dụng phân bón. Ở Ai Cập cổ đại, họ sử dụng tro được tạo ra bằng cách đốt cỏ dại. Ở Hy Lạp và La Mã cổ đại, nông dân đã sử dụng phân chuồng.
Các bài viết ban đầu cho thấy rằng họ đã sử dụng phân từ các loài động vật khác nhau dựa trên loại cây trồng mà họ đang trồng. Các loại phân bón ban đầu khác bao gồm chất thải thực vật, vỏ sò và chất thải từ quá trình sản xuất.
Vào đầu thế kỷ 17, người ta bắt đầu thực hiện các nghiên cứu có tổ chức về việc sử dụng phân bón. Francis Bacon đã viết về lợi ích của việc thêm muối vào đất canh tác. Nhà khoa học Johann Glauber cũng đã nghiên cứu sử dụng Saltpeter làm phân bón và tạo ra loại phân bón khoáng hoàn chỉnh đầu tiên. Công thức của ông bao gồm muối, nitơ, axit photphoric, vôi và bồ tạt.
Cuối cùng, các nhà khoa học đã tìm hiểu thêm về các yêu cầu hóa học của thực vật. Nhà khoa học Justus von Liebig đã chỉ ra rằng thực vật cần nitơ và phốt pho để phát triển. Những khám phá như vậy đã dẫn đến các công thức phân bón tinh chế hơn.
Năm 1842, Ngài John Lawes đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho một quy trình sản xuất superphotphat sử dụng đá photphat và axit sulfuric. Sau đó ông đã mở nhà máy sản xuất phân bón đầu tiên, đánh dấu sự khởi đầu của ngành công nghiệp phân bón tổng hợp.
Xin Chào! Tôi là Bao Pham với sở thích nghiên cứu nông nghiệp tôi đã thành lập AZ Farming, với mong muốn đồng hành cùng những người yêu thích nông nghiệp và làm vườn…Cùng xây dựng một nền nông nghiệp xanh sạch hiện đại bền vững.