Lân là một chất dinh dưỡng thực vật thiết yếu được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp. Tuy nhiên hiệu suất sử dụng lân thường dưới 10-25% do lân bị kết tủa mạnh bởi các cation trong đất như canxi (Ca2+), magie(Mg2+), sắt (Fe3+) và nhôm (Al2+) và sự hấp phụ bởi các hạt sét. (Rutkowska và cộng sự, 2014).
Mặt khác, lân là tài nguyên không tái tạo; người ta dự đoán rằng lượng tiêu thụ lân sẽ đạt đỉnh vào năm 2030 và nguồn lân sẽ cạn kiệt trong vòng 50-100 năm (Nesme và cộng sự, 2018).
Chính vì vậy việc nâng cao hiệu quả sử dụng lân trong sản xuất nông nghiệp là điều cần được quan tâm. Phân polyphosphat là một dạng phân lân mới được đánh giá là giúp nâng cao hiệu suất sử dụng lân của cây trồng và có khả năng thay thế cho các loại phân lân truyền thống. Cùng Funo.vn tìm hiểu thêm thông tin về phân polyphosphat nhé!
1. Phân polyphosphat là một nguồn phân lân có thể thay thế cho phân bón lân truyền thống.
Một số loại phân bón ở dạng orthophosphat bao gồm amoni phosphat (MAP), diamoni phosphat (DAP), MKP... có sự hạn chế rõ ràng về độ hữu dụng của lân khi được bón vào đất vì lân ở dạng PO43- dễ dàng bị hấp phụ bởi các hạt sét và kết tủa bởi các cation trong đất khiến cho hiệu quả sử dụng lân không cao và gây lãng phí.
Polyphosphat thường được tổng hợp bằng liên kết cộng hóa trị của axit photphoric thông qua sự ngưng tụ giữa các phân tử của lân (P) và oxy (O) trong cấu trúc dạng chuỗi hoặc vòng (Frazier và cộng sự, 1965).
Ưu điểm của polyphosphat so với phân orthophosphat (PO43-) phần lớn phụ thuộc vào đặc tính thủy phân của polyphosphat (McBeath và cộng sự, 2007). Phân polyphosphat khi được bón vào đất sẽ phân giải từ từ thành orthophosphat và cung cấp dinh dưỡng lân xuyên suốt cho cây, hạn chế tình trạng lân dư thừa bị kết tủa.
Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng quá trình thủy phân polyphosphat bị ảnh hưởng đáng kể bởi nồng độ polyphosphat, nhiệt độ, pH, nồng độ ion và hàm lượng nước trong đất (Ahmad và Kelso, 2001).
Hiểu được nhiệt độ và độ pH của đất ảnh hưởng như thế nào đến quá trình thủy phân polyphosphat là điều đặc biệt quan trọng vì những yếu tố này thường rất khác nhau trong các điều kiện môi trường đất khác nhau.
2. Ảnh hưởng của pH đến quá trình thuỷ phân polyphosphat
Thông thường, môi trường axit tạo điều kiện cho quá trình thủy phân polyphosphat (McBeath và cộng sự, 2007), trong khi polyphosphat trơ hoặc ổn định trong điều kiện kiềm.
Một nghiên cứu cho thấy tốc độ giải phóng PO43- trong dung dịch pH 5,0 cao hơn đáng kể so với ở pH 8,2. Nguyên nhân có thể là do năng lượng hoạt hóa cần thiết trong quá trình thủy phân polyphosphat là khác nhau ở các điều kiện pH khác nhau.
Tuy nhiên, một quan sát về quá trình thủy phân polyphosphat trong đất khác biệt rõ ràng so với trong nước, cụ thể là tốc độ thủy phân polyphosphat trong đất đá vôi cao hơn so với đất chua. Lý do rất có thể là nồng độ của Fe2O3 và Al2O3 trong đất axit cao hơn đáng kể so với trong đất đá vôi dẫn đến PO43- giải phóng từ polyphosphat bị cố định nhanh chóng.
Ngoài ra, sự khác biệt về kết cấu đất giữa đất đá vôi (kết cấu mùn) và đất chua (kết cấu đất mùn pha sét) cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình thủy phân polyphosphat (Devau và cộng sự, 2009).
Tương tự, Cox (1994) cho rằng khả năng hấp thụ lân ở đất kết cấu thô kém hơn so với đất kết cấu mịn.
3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thuỷ phân polyphosphat
Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình thủy phân polyphosphat vì nhiệt độ cao làm tăng lượng phân tử hoạt hóa trong các phản ứng sinh học xúc tác bởi enzym (De và Heyns, 1998) và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thuỷ phân polyphosphat.
Hơn nữa, quá trình thủy phân của amoni polyphosphat có lẽ thuộc về loại phản ứng sinh học xúc tác bởi enzyme. Wang và cộng sự (2015) báo cáo rằng tốc độ thủy phân của polyphosphat khi có mặt em enzym phosphatase lớn hơn 106 lần so với khi không có enzym thuỷ phân.
4. Ảnh hưởng của việc bón phân polyphosphat đến tính hữu dụng của sắt, mangan và kẽm khác nhau đáng kể giữa các loại đất
Trong đất chua, hàm lượng các vi lượng sắt, mangan và kẽm hữu dụng khi đất được bón polyphosphat cao hơn lần lượt là 14, 16 và 20% so với bón phân MAP.
Trong đất đá vôi khi được bổ sung polyphosphat thì mangan và kẽm hữu dụng lần lượt cao hơn 20 và 23% so với bổ sung MAP. Tuy nhiên lượng sắt hữu dụng trung bình khi đất đá vôi được bón polyphosphat lại ít hơn 12,5% so với bổ sung MAP.
Ở cả hai loại đất đá vôi và đất chua khi được bổ sung polyphosphat thì ở điều kiện nhiệt độ cao hơn sẽ có hàm lượng sắt, mangan và kẽm hữu dụng cao hơn ở điều kiện nhiệt độ thấp. Cụ thể là sắt, mangan và kẽm hữu dụng trong đất được bón polyphosphat ở 35oC sẽ cao hơn so với ở nhiệt độ 25oC.
Những kết quả này chỉ ra rằng vi lượng sắt, mangan, kẽm có sẵn trong đất có thể được huy động bằng cách bón polyphosphat, đặc biệt là ở nhiệt độ đất cao.
5. Những Lưu Ý Khi Sử Dụng Phân PolyPhosphat
Do quá trình thủy phân polyphosphat bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ và độ pH, điều này cần được lưu ý khi nông dân bón phân polyphosphat tan chậm.
Tỷ lệ thủy phân của polyphosphat nên được tính toán phù hợp với nhu cầu lân của cây trồng trong thời kỳ sinh trưởng, để đảm bảo hiệu quả sử dụng phân bón lân cao và cải thiện năng suất cây trồng.
Có thể kết hợp phân polyphosphat và phân lân truyền thống để đảm bảo lượng dinh dưỡng lân đáp ứng đủ cho từng giai đoạn của cây.
Nghiên cứu cho thấy rằng việc bón polyphosphat đã làm tăng đáng kể lượng lân hữu dụng trong đất đá vôi so với phân bón lân truyền thống (gốc orthophosphat) và làm tăng sự hữu dụng của vi lượng sắt, mangan, kẽm trong cả đất vôi và đất chua.
Vì vậy, polyphosphat có thể được coi là một nguồn thay thế đầy hứa hẹn của phân bón lân. Ngoài ra, nghiên cứu cũng cho thấy rằng enzym phosphatase có thể đóng một vai trò quan trọng trong quá trình thủy phân polyphosphat.
Nông dân sử dụng polyphosphat (phân bón tan chậm), cần chú ý các yếu tố liên quan đến đặc tính thủy phân polyphosphat như nhiệt độ và độ pH của đất để đảm bảo sử dụng lân hiệu quả.
Công ty TNHH Funo biên tập
