1. Phân bố rễ cây trồng

Sự khác biệt giữa các kiểu gen có ý nghĩa quan trọng đối với các đặc điểm chức năng của rễ như tiếp cận nguồn nước được lưu trữ sâu trong các tầng đất và khả năng phản ứng với các khu vực giàu chất dinh dưỡng như các lớp phân bón trong ruộng trồng trọt. 

Sự khác biệt về khả năng thu nhận kali giữa các giống cây trồng có liên quan đến diện tích bề mặt rễ. Tuy nhiên, sự đóng góp của những khác biệt này đối với chức năng của hệ thống rễ và cây trồng sẽ được xác định phần lớn bởi sự tương tác giữa các đặc tính của đất và điều kiện mùa vụ trên đồng ruộng. 

Sự kết hợp của loại đất và các điều kiện theo mùa được thay đổi bằng cách quản lý các yếu tố đầu vào như cày xới đất và tưới tiêu có thể có tác động lớn đến sự phân bố rễ của cùng một kiểu gen của một loài cây trồng nhất định. 

Các phân tích thống kê của nhiều nghiên cứu cho thấy rằng 70% khối lượng rễ của nhiều loài cây trồng thường được tìm thấy ở 30 cm phía trên của bề mặt đất. 

Ở các hệ thống canh tác hạn chế cày xới hoặc không cày xới kết hợp với chế độ tưới tiêu có xu hướng tăng mật độ rễ ở các tầng đất phía trên. Những vùng có mật độ rễ cao thường trùng khớp với các vùng giàu dinh dưỡng nhất.

Trong các hệ thống canh tác tự nhiên, nồng độ chất dinh dưỡng trên bề mặt luôn được mong đợi vì các tàn dư tích tụ trên mặt đất và được phân hủy phần lớn mà không cần có tác động cơ học với đất. Do đó, việc thu nhận các chất dinh dưỡng từ các lớp này rõ ràng là rất quan trọng. 

Bón kali góp phần làm giảm mức độ nghiêm trọng của tình trạng stress nước cho cây trồng và kéo dài thời gian tích luỹ sinh khối và sự phát triển rễ.

Không giống như đạm và lân kích thích sự phát triển rễ cục bộ, nồng độ kali cao cục bộ dường như không giúp tăng cường sự phát triển của rễ.

Các tài liệu cho thấy rằng những thay đổi lớn trong kiểu rễ khó có thể xảy ra khi chỉ bón phân kali. Thể tích đất giàu kali cần phải đủ lớn để bao quanh hệ thống rễ cây trồng hoặc các chiến lược khác để tăng cường hoạt động của rễ trong vùng được bón phân, chẳng hạn như các chiến lược tưới tiêu đảm bảo sự đồng bộ của độ ẩm đất và kali. 

2. Tính di động của kali trong đất

Kali được bón vào đất ban đầu sẽ làm giàu dung dịch kali trong đất nhưng sau đó sẽ cạn kiệt do cây trồng hấp thụ, bị hấp phụ nhanh chóng vào các vị trí trao đổi trên bề mặt đất sét hoặc chất hữu cơ, hoặc bị cố định dần dần.

Các yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tính di động của kali trong đất là:

(1) khả năng trao đổi cation (CEC) của đất và tính đặc trưng của các vị trí trao đổi kali (cả hai được xác định bởi hàm lượng sét và chất hữu cơ cũng như loại sét hiện có); 

(2) sự hiện diện của các khoáng chất cố định kali; 

(3) sự hình thành các sản phẩm của phản ứng hòa tan trong các khu vực chứa kali và các chất dinh dưỡng khác.

(4) độ ẩm theo mùa - cụ thể là tần suất và khoảng thời gian của các chu kỳ ướt và khô (ảnh hưởng đến sự cố định và giải phóng kali) và mức độ thoát nước hoặc rửa trôi.

Trong đất có cấu trúc nhẹ có hàm lượng CEC và chất hữu cơ thấp, khả năng hấp phụ kali ở các phức chất trao đổi bị hạn chế.

Trong những loại đất này, một phần lớn kali được bón sẽ vẫn còn trong dung dịch đất và có thể bị rửa trôi vào các tầng đất sâu hơn. 

Việc tăng thể tích đất giàu kali trong vùng rễ cây trồng có thể có lợi cho sự phát triển của cây; nhưng trong môi trường lượng mưa lớn có thể dẫn đến kali bị rửa trôi xuống quá sâu, khó để rễ cây có thể tiếp cận. 

Ngược lại, đất có CEC vừa phải thường sẽ hấp thụ kali bị rửa trôi từ tàn dư cây trồng hoặc từ nguồn kali được bón vào đất, như vậy kali được xem là ít di động hoặc bất động trong cấu trúc đất. 

Do tính thấm của đất liên quan đến kali, đất có CEC thấp đòi hỏi phải quản lý cẩn thận để đảm bảo cây trồng sử dụng kali hiệu quả hơn là thất thoát do rửa trôi trong môi trường có lượng mưa lớn. 

Tuy nhiên, trường hợp đất có CEC cao hơn cho thấy những thách thức thực sự trong việc đảm bảo rằng kali được bón hoặc cung cấp cho vùng mà rễ cây trồng hoạt động mạnh nhất. 

Đặc biệt trong các hệ thống canh tác hạn chế cày xới hoặc không cày xới đất, nơi mà sự xáo trộn vật lý của các lớp đất đã được giảm thiểu hoặc loại bỏ hoàn toàn, nguồn dự trữ kali hữu dụng cho cây trồng ngày càng tập trung gần bề mặt đất trong trường hợp thường được mô tả là phân tầng kali. 

Tác động của sự phân tầng kali sẽ phụ thuộc vào tần suất mà các lớp đất mặt giàu kali đó được làm ẩm lại và có thể hỗ trợ sự phát triển tích cực của rễ trong thời kỳ cây trồng tích luỹ kali.

Trong các trường hợp mà các trận mưa không thường xuyên và cây trồng phụ thuộc vào độ ẩm dự trữ và chất dinh dưỡng trong lòng đất trong thời gian dài, hoạt động của rễ và sự thu nhận kali từ các lớp đất mặt này là tối thiểu.

3. Sự di chuyển của kali đến rễ cây

Trong hầu hết các trường hợp, nồng độ kali trong dung dịch đất thấp, chủ yếu là do xu hướng hấp phụ kali nhanh chóng trên bề mặt trao đổi. Kết quả là quá trình vận chuyển dinh dưỡng theo con đường bốc thoát hơi nước góp phần cung cấp kali cho rễ cây bị giới hạn ở mức thường <5% tổng lượng cây hấp thụ, mặc dù tỷ lệ này có thể cao hơn khi nồng độ kali trong dung dịch đất cao.

Trong hầu hết các điều kiện, việc cung cấp kali bị chi phối bởi sự khuếch tán qua dung dịch đất dọc theo một gradien nồng độ được thiết lập giữa bề mặt rễ cây và dung dịch đất.

Hiệu quả của sự khuếch tán được xác định bởi nhiều loại đất và các yếu tố mùa vụ, bao gồm: 

(1) độ ẩm của đất - tốc độ khuếch tán hiệu quả tăng lên khi hàm lượng nước tăng lên; 

(2) sự khuếch tán hiệu quả chậm lại khi hàm lượng đất sét tăng lên hoặc khi cấu trúc đất bị thoái hóa; 

(3) gradient nồng độ được thiết lập giữa vi sinh vật vùng rễ và đất xung quanh;

(4) nhiệt độ đất - tốc độ khuếch tán tăng khi nhiệt độ tăng;

Những yếu tố này tương tác rõ ràng với hệ thống rễ cây trồng, với mật độ rễ và sự cạnh tranh giữa các rễ trong một thể tích đất nhất định ảnh hưởng đến biểu hiện suy kiệt của rễ và do đó ảnh hưởng đến sự hấp thu kali trên một đơn vị chiều dài rễ.

Sự khác biệt giữa các loài về độ dài lông rễ và sự xâm nhập của nấm rễ cũng sẽ ảnh hưởng đến sự hấp thu kali trong đất của cây trồng.

Công ty TNHH Funo biên tập