1.1.2 .Quỏ trỡnh phong hoỏ đỏ hỡnh thành đất
6.4. Cỏc định luật chi phối việc xõy dựng chế độ phõn bún
6.4.1. Định luật trả lại
Tổng kết cỏc kết quả thực nghiệm về dinh dưỡng khoỏng của cõy trồng vào cuối thế kỷ XIX và đầu thế kỷ XX, cỏc nhà khoa học Phỏp (Boussingault, Dahộran), Đức (Liebig) – Những người được xem là cỏc nhà tiờn phong về húa học nụng nghiệp đó nờu định luật như sau :
“Để cho đất khỏi bị kiệt quệ cần phải trả lại cho đất tất cả cỏc yếu tố dinh dưỡng cõy lấy đi theo sản phẩm thu hoạch”.
Định luật này cú thể dựng làm cơ sở cho việc tớnh toỏn lượng phõn bún để duy trỡ độ phỡ nhiờu của đất, mở đường cho phõn húa học phỏt triển khiến cho ruộng đất cho năng suất ngày một cao.
Định luật mở đường cho việc cải tạo đất bằng biện phỏp sinh học: Cải tạo đất mặn bằng cỏch trồng cõy chịu mặn cú khả năng đồng húa Na cao để rỳt nhanh Na ra khỏi dung tớch hấp thu trước khi trồng cỏc cõy trồng khỏc. Như vậy là cú những yếu tố khụng cần trả lại.
Song định luật này chưa đầy đủ. Đất được xem là một vật chết , là giỏ đỡ của cõy trồng. Trong đú cú một quỏ trỡnh chuyển húa lý, húa, sinh phong phỳ và phức tạp mà chỉ đơn thuần trả lại cỏc chất khoỏng bị cõy trồng lấy đi là chưa đủ, mà cũn phải chỳ ý đến quỏ trỡnh phỏ hủy mựn trong đất sau canh tỏc. Ngoài việc duy trỡ chất khoỏng cũn phải duy trỡ hàm lượng mựn trong đất.
Định luật cần được mở rộng: Khụng phải chỉ trả lại cỏc chất dinh dưỡng bị cõy trồng lấy đi mà cũn phải trả lại cho đất cả lượng chất dinh dưỡng bị rửa trụi nữa.
Định luật này cho phộp xõy dựng kế hoạch năng suất theo kế hoạch phõn bún, song phải tớnh đến hệ số sử dụng phõn được bún vào của cõy trồng.
Nếu cỏc quỏ trỡnh lý, húa, sinh khụng được cải thiện qua việc duy trỡ mựn cho đất một cỏch hợp lý thỡ dự cú trả lại đầy đủ chất khoỏng cõy trồng cũng khú sử dụng một cỏch cú hiệu quả. Mựn trong đất cú tỏc dụng rất rừ đến hệ số sử dụng phõn bún của cõy trồng.
6.4.2. Định luật tối thiểu hay yếu tố hạn chế
“Năng suất cõy trồng tỷ lệ với nguyờn tố phõn bún cú tỷ lệ thấp nhất so với yờu cầu của cõy trồng”.
Định luật này cú thể mở rộng đối với tất cả cỏc yếu tố ngoại cảnh khỏc như nhiệt độ, nước, ỏnh sỏng. Vỡ khi cỏc yếu tố phõn bún đầy đủ, nếu thiếu nước thỡ việc cung cấp nước sẽ quyết định mức năng suất của cõy. Nhiệm vụ của nhà trồng trọt là phải tỡm ra yếu tố hạn chế. Yếu tố hạn chế này được giải quyết thỡ lại phỏt sinh yếu tố hạn chế mới.
Tỏc dụng của yếu tố hạn chế khụng cũn giữ nguyờn như cũ khi hàm lượng của nú trong đất đó được nõng lờn.
Muốn đầy đủ và giỳp cho việc bún phõn cú hiệu quả, định luật này phải được mở rộng như sau: Năng suất cõy trồng phụ thuộc vào chất dinh dưỡng nào cú hàm lượng dễ tiờu thấp nhất so với yờu cầu của cõy trồng.
6.4.3. Định luật hiệu suất phõn bún giảm dần
Trước hết phải hiểu thế nào là hiệu suất phõn bún. Hiệu suất phõn bún là lượng sản phẩm thu được khi bún một đơn vị phõn bún.
Khi bún bất kỳ một yếu tố phõn bún nào cũng thấy xuất hiện hiện tượng giống nhau. Lỳc đầu khi bún một lượng thấp hiệu suất phõn bún rất cao, sau đú cựng với việc tăng lượng phõn bún hiệu suất phõn bún sẽ giảm dần đến một mức nhất định dự cú bún thờm cũng khụng làm tăng năng suất nữa thậm chớ làm tụt năng suất. Với tất cả cỏc loại cõy trồng, theo chiều tăng của lượng phõn bún, năng suất cõy trồng cú thể tăng nhưng hiệu suất của phõn bún sẽ giảm dần.
Vớ dụ: Trong việc bún phõn cho ngụ với liều lượng đạm tăng dần người ta đó thu được kết quả sau đõy :
Khụng bún năng suất đạt 40,9 tạ/ha
Bún 40N năng suất đạt 56,5 – tăng 15,6 tạ/ha Bún 80N năng suất đạt 70,8 – tăng 29,9 tạ/ha Bún 120N năng suất đạt 76,2 – tăng 35,3 tạ/ha Bún 160N năng suất đạt 79,9 – tăng 39,0 tạ/ha
Theo cỏch tớnh trờn hiệu suất phõn đạm ở mức 40N là 39kg ngụ hạt/1kg N. Ở 80N hiệu suất phõn đạm là 37 kg ngụ hạt/kg N.
Ở 120N hiệu suất phõn đạm là 29 kg ngụ hạt/kg N. Ở 160N hiệu suất phõn đạm là 24 kg ngụ hạt/kg N.
Nếu tớnh hiệu suất ở từng khoảng một thỡ thấy ở khoảng 0 – 40 N mỗi kg N làm năng suất tăng 39 kg ngụ hạt; 40 N tiếp theo mỗi kg N làm tăng năng suất 35,75 kg ngụ hạt. Từ 80 N nõng cao 120 N mỗi kg N làm tăng năng suất 13,5 kg ngụ hạt. Nõng từ 120 lờn 160 kg N mỗi kg N làm tăng năng suất 9,25 kg ngụ hạt.
Biểu thị trờn một hệ trục tọa độ trong đú trục tung là năng suất, trục hoành là lượng N bún ta được đồ thị biểu diễn sự biến thiờn của năng suất theo lượng bún như sau (Hỡnh 6.1):
Đường parabon biểu diễn ứng với hàm số:
Hỡnh 6.1: Đồ thị tương quan giữa năng suất ngụ và lượng phõn bún N
Đạo hàm của hàm số trờn là điểm uốn của parabon biểu thị mức bún mà ở đú việc bún thờm phõn bắt đầu giảm năng suất. Đú là lượng bún tối đa về mặt kỹ thuật. Như vậy muốn tỡm lượng bún tối đa kỹ thuật ta tỡm đạo hàm của hàm số trờn.
Y’ = - 2ax + b Điểm uốn xuất hiện khi Y’ = 0 2ax = b
x = b 2a
Lượng bún tối đa kỹ thuật trong hoàn cảnh trờn là 164,5kg N/ha.
Khi tớnh lượng bún theo từng nấc ta thấy từ nấc dưới lờn nấc trờn hiệu suất phõn bún giảm đi rất nhanh.
Mục đớch của người sản xuất khụng phải chỉ nhằm đạt năng suất cao nhất mà cũn là tỡm lợi nhuận cao nhất. Lượng bún đạt lợi nhuận cao nhất là lượng phõn bún mà ở đú hiệu suất 1kg phõn bún đủ bự đắp được chi phớ sản xuất tăng lờn. Do bún thờm kg phõn đạm người nụng dõn phải bỏn 5kg ngụ hạt thỡ theo phương trỡnh trờn lượng bún tối thớch mà người nụng dõn cú thể chấp nhận được là: x = y’ – b -2a Thay bằng số: X = 0,05 – 0,477 = 146kg - 0,00292
146 kg gọi là lượng bún tối thớch về mặt kinh tế, lượng bún này cho phộp nụng dõn thu được lợi nhuận tối đa
Khi nghiờn cứu về lượng lõn bún cho lỳa trờn đất dốc tụ miền nỳi, đó xỏc định được phương trỡnh tương quan giữa lượng lõn và năng suất lỳa là đường parabon ứng với hàm số:
+ Vụ xuõn: y = - 0,00083 x2 + 0,188 x + 37,584 + Vụ mựa: y = - 0,00065 x2 + 0,139 x + 29,974
Với cỏch tớnh trờn sẽ cú lượng bún tối đa về kỹ thuật ở vụ xuõn là 115kg P2O5/ha, ở vụ mựa là 107kg P2O5/ha. Lượng bún tối thớch về kinh tế ở vụ xuõn là 92kg P2O5/ha, ở vụ mựa là 85kg P2O5/ha (Nguyễn Ngọc Nụng, 1994).
6.4.4. Định luật cõn bằng dinh dưỡng và chất lượng sản phẩm thu hoạch
Định luật trả lại cho thấy phải trả lại cho đất tất cả cỏc nguyờn tố phõn bún cõy trồng hỳt theo sản phẩm thu hoạch cũng như cỏc yếu tố bị mất đi qua quỏ trỡnh rửa trụi. Đứng về mặt cõn đối chất dinh dưỡng cho cõy trồng: Việc bún phõn khụng chữa được những sự mất cõn đối dinh dưỡng. Mà theo định luật tối thiểu cõy trồng hỳt cỏc nguyờn tố dinh dưỡng theo một tỷ lệ cõn đối ổn định. Cõn bằng giữa cỏc nguyờn tố đa lượng với nhau, cũng như cõn bằng giữa cỏc nguyờn tố đa lượng và vi lượng. Khi tỏc động vào bất kỳ một nguyờn tố riờng rẽ nào thỡ đều thay đổi cõn bằng. Muốn đi tỡm cõn bằng trước hết phải tỡm yếu tố hạn chế. Sự mất cõn bằng khụng chỉ phải xuất phỏt từ yếu tố thiếu mà cũn đi từ yếu tố thừa. Việc bún thờm N cú thể dẫn đến làm giảm tỷ lệ Cu trong cõy, bún quỏ lõn cú thể dẫn đến việc thiếu kẽm. Bún vụi nhiều cõy trồng cú thể thiếu sắt và mangan.
Tất cả những sự mất cõn bằng ấy đều được thể hiện trong sản phẩm thu hoạch được xem như gương phản chiếu trung thành tỡnh hỡnh đất đai ở địa phương. Trờn quan điểm ấy phõn tớch cõy, kết hợp với phõn tớch đất sẽ hiểu đất đầy đủ hơn là chỉ phõn tớch đất.
Việc thừa thiếu chất dinh dưỡng trong đất thường dẫn đến việc làm giảm chất lượng sản phẩm thu hoạch. Vớ dụ: Thiếu Cu (Cu<8 mg/kg chất khụ thức ăn) trong thức ăn làm cho động vật thiếu mỏu. Thiếu N hoặc thừa N dẫn đến việc làm giảm tỷ lệ vitamin B2 (Riboflavin) trong rau.
Nhận thức đầy đủ cỏc vấn đề trờn, Andrộ Voisin (1964) phỏt biểu định luật sau:
Bằng phõn bún, con người phải chữa tất cả mọi sự mất cõn bằng cỏc nguyờn tố khoỏng trong đất để tạo được cõy trồng cú năng suất thỏa đỏng với chất lượng sinh học cao.
6.4.5. Vận dụng cỏc định luật trờn vào việc xõy dựng chế độ bún phõn
Chế độ bún phõn tốt là chế độ bún vừa cải tạo đất vừa cung cấp thức ăn cho cõy một cỏch cõn đối để đảm bảo cõy trồng cho năng suất cao, sản phẩm tốt.
Trước hết phải đảm bảo cõn đối hữu cơ - vụ cơ trong chế độ bún để tạo mụi trường thuận lợi cho vi sinh vật phỏt triển, duy trỡ kết cấu đất, bảo đảm đất cú tớnh vật lý thuận lợi cho dinh dưỡng của cõy.
Thực tiễn cho thấy đất nghốo về thành phần húa học mà xốp lại cú khả năng cung cấp nhiều thức ăn cho cõy hơn là đất giàu chất khoỏng mà lại cứng và chặt. Cần giữ cho lượng mựn ổn định. Hiệu lực của phõn bún lỳc nào cũng cao nhất khi cỏc điều kiện thuận lợi cho cõy. Đất giàu mựn hiệu suất phõn húa học cao hơn.
Ở miền nhiệt đới ẩm quỏ trỡnh rửa trụi cực kỳ mónh liệt. Cỏc yếu tố Ca- Mg rửa trụi mất làm cho mụi trường chua đi nhanh chúng. CEC và V% giảm thấp khiến cho khoỏng sột cũng bị phỏ hủy bất lợi cho việc duy trỡ dinh dưỡng cho cõy. Cho nờn trong việc bún phải chỳ ý đầy đủ đến quỏ trỡnh rửa trụi khụng đơn thuần chỉ nghĩ đến trả lại chất dinh dưỡng do cõy trồng lấy theo sản phẩm thu hoạch.
Trong tớnh toỏn phõn bún phải cõn đối đầu vào, đầu ra cho đầy đủ. Khảo sỏt tỡnh hỡnh dinh dưỡng của cõy để bổ sung kịp thời, khụi phục cõn bằng hoặc tọa lập một cõn bằng mới chất dinh dưỡng cho cõy.
Yếu tố thiếu hạn chế hiệu lực của cỏc nguyờn tố khỏc, yếu tố thừa cũng như vậy cũn làm xấu phẩm chất nụng sản. Đạm thừa làm giảm năng suất và làm giảm chất lượng nụng sản.
Phải lấy chất lượng sản phẩm làm thước đo cõn bằng dinh dưỡng của cõy. Do tớnh chất đối khỏng giữa ion trong đất việc nghiờn cứu cõn bằng dinh dưỡng qua cõy tỏ ra ưu việt hơn.
Đầu vào và đầu ra biến động theo từng cơ sở sản xuất. Ở cơ sở sản xuất toàn bộ tàn dư hữu cơ được chế biến thành phõn để trả lại cho đất thỡ phần trả lại chỉ cũn là phần chất dinh dưỡng nằm trong thương phẩm được tiờu thụ đi. Nếu tàn dư hữu cơ bị đốt đi thỡ việc khụi phục chế độ mựn cho đất phải được đặt đỳng tầm quan trọng của nú.
Do năng suất khụng tăng tỷ lệ thuận với lượng phõn bún làm cho hiệu suất phõn bún giảm dần nờn khi tớnh toỏn lượng phõn bún phải tớnh toỏn đầy đủ lượng bún tối đa về mặt kỹ thuật và tối thớch về mặt kinh tế đảm bảo cho việc bún phõn cú lói.
6.4.6. Một số dạng bài tập trong xõy dựng chế độ bún phõn
Dạng bài tập thứ nhất: Tớnh lượng phõn bún cho một diện tớch cụ thể:
1. Cụng thức phõn bún cho ngụ được ỏp dụng là:
120 N + 80 P2O5 + 80 K2O/ha
a) Hóy tớnh lượng đạm urờ, lõn super và kali clorua cho diện tớch 1,3 mẫu b) Hóy tớnh lượng đạm suphat, lõn tecmụ và kali sunphỏt cho diện tớch:
- 20 sào - 5 mẫu 3 sào
- 2000m2
2. Cụng thức phõn bún cho rau được ỏp dụng là:
100 N + 100 P2O5 + 50 K2O/ha
Hóy tớnh lượng phõn tổng hợp NPK (12: 12: 6) cần thiết để bún cho diện tớch là 45 sào
3. Cụng thức phõn bún cho rau được ỏp dụng là:
100 N + 90 P2O5 + 60 K2O/ha
a) Lượng phõn cú sẵn là 100 kg urờ, 200 kg Super lõn và 50kg KCl. Hóy tớnh lượng cũn thiếu cần phải mua thờm để bún đủ cho diện tớch 54 sào.
Dạng bài tập thứ hai: Xỏc định cụng thức phõn bún
1. Cú 10 ha đất trồng chố đó bún 8 tấn đạm sunphat, 5 tấn lõn super và 1,6 tấn KCl. Như vậy đó ỏp dụng qui trỡnh bún phõn như thế nào?
2. Trờn diện tớch trồng mớa là 5ha người ta đó bún 30 tấn phõn NPK (10:10:8) Như vậy đó ỏp dụng qui trỡnh bún phõn như thế nào?
Dạng bài tập thứ ba: Phõn tổng hợp NPK
Hóy tớnh lượng đạm urờ, lõn nung chảy và KCl cần thiết để sản xuất 10 tấn phõn tổng hợp NPK (5:10:3)