Mục tiêu của nông nghiệp bền vững là đáp ứng nhu cầu lương thực ngày càng tăng với năng suất cây trồng và hiệu quả dinh dưỡng cao trong khi giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Vì vậy cần xác định hàm lượng phân bón phù hợp để cân bằng giữa năng suất cây trồng và đảm bảo môi trường.
Củ cải là một trong những “thực phẩm vàng” với chất dinh dưỡng nhiều nhất trong các loại rau củ thường được sử dụng. Hiện nay, củ cải là một loại rau quan trọng, được trồng phổ biến trên toàn thế giới. Người trồng củ cải thường bón lượng lớn phân đạm lên đến 300 kg/ha/vụ để tối đa hóa năng suất. Nhưng, đây có phải là hàm lượng phù hợp để củ cải đạt năng suất tối ưu?
Một thí nghiệm về hàm lượng phân đạm cho củ cải bao gồm: 0 (ruộng đối chứng); 60; 120; 180; 240; và 300 kg/ha, để khảo sát ảnh hưởng của lượng đạm khác nhau đến năng suất củ cải, rửa trôi nitrat và dư lượng nitrat trong đất.
Phân đạm ảnh hưởng đến năng suất củ cải
Trong thí nghiệm, việc bón phân đạm đã làm tăng năng suất củ củ cải lên 63,5-140,2%. Sản lượng củ trung bình tăng từ 26,7 tấn/ha (ruộng không bón phân đạm) lên 63,8 tấn/ha (ruộng bón 180kg/ha đạm). Năng suất tăng không đáng kể khi bón đạm vượt quá 180 kg/ha. Năng suất củ cải tương ứng khi bón đạm với liều lượng 240 kg/ha; 300 kg/ha là 64,1 và 64,2 tấn/ha.
Người nông dân thường bón lượng phân đạm là 300 kg/ha/vụ. Lượng phân này gần gấp đôi so với nhu cầu của hầu hết các loại cây rau. Khi giảm khoảng 40% lượng phân đạm đầu vào (từ 300 kg/ha/vụ xuống còn 180 kg/ha/vụ) không làm giảm năng suất cây trồng quá rõ rệt. Phát hiện này giúp giảm chi phí phân bón cho người nông dân, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường. Lượng phân đạm dư thừa, một phần sẽ tích tụ trong đất, một phần có thể bị thất thoát do rửa trôi, bay hơi amoniac và phát thải khí nhà kính (NO và N2O).
Phân đạm ảnh hưởng đến dư lượng nitrat trong đất
Việc bón quá nhiều phân đạm dẫn đến tích tụ một lượng lớn nitrat trong đất. Lượng đạm dư thừa trong đất trung bình là 71,1 - 170,7 kg/ha khi lượng đạm đầu vào tăng từ 60 lên 300 kg/ha.
Tỷ lệ đạm dư thừa là 25,2%, 32,6%, 27,5%, 36,7% và 38,2% tương ứng với lượng phân bón đầu vào từ 60; 120; 180; 240; 300 kg/ha. Việc giảm 40% hàm lượng phân đạm so với liều lượng thông thường (từ 300 kg/ha/vụ xuống còn 180 kg/ha/vụ) làm giảm đáng kể tỷ lệ lượng đạm dư thừa mà cây không hấp thụ hết.
Lượng đạm dư thừa trong đất không hoàn toàn được sử dụng cho vụ mùa tiếp theo, mà ngấm dần vào tầng đất sâu hơn hoặc bị rửa trôi, bay hơi gây lãng phí lớn.
Phân đạm ảnh hưởng đến lượng nitrat bị rửa trôi
Lượng nitrat bị rửa trôi dao động từ 6,0 - 21,2% (tương ứng 1,8 - 15,6 kg/ha) khi lượng đạm được bón từ 60 - 300 kg/ha. Quá trình rửa trôi nitrat là một trong những con đường thất thoát đạm phổ biến nhất sử dụng phân đạm. Với thói quen bón đạm của người nông dân (300 kg/ha) thì lượng đạm bị thất thoát là 21,2% (15,6 kg). Đây là sự lãng phí lớn về mặt kinh tế và gây ô nhiễm môi trường.
Tổng hợp lại, những kết quả này chỉ ra rằng lượng phân đạm đầu vào quá nhiều làm tăng tỷ lệ thất thoát đạm do rửa trôi. Do đó, việc giảm thất thoát đạm do rửa trôi khi canh tác củ cải nói riêng và rau màu nói chung là điều cần thiết.
Kết luận
Theo tiêu chuẩn về dư lượng nitrat trong nước ngầm của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), thì lượng nitrat ngấm vào nước ngầm không được vượt quá 20,1 kg/ha. Điều này có nghĩa là hàm lượng đạm bón cho ruộng cải không quá 120 kg/ha/vụ. Tuy nhiên, với lượng phân bón này thì năng suất củ cải khá thấp (56,4 tấn/ha). Do đó, liều lượng này vẫn chưa đủ để đảm bảo sản xuất bền vững và cần phải tối ưu hóa hơn nữa việc bón phân đạm. Chẳng hạn như lựa chọn nguồn phân bón (giải phóng nhanh hay chậm), phương pháp và thời điểm bón phân và trồng xen canh, cũng có thể giúp ngăn ngừa thất thoát đạm do rửa trôi.
Tổng hợp lại, kết quả của nghiên cứu này cho thấy rằng tỷ lệ phân đạm 180 kg/ha mang lại năng suất cây trồng tối ưu với sự thất thoát nitrat có thể chấp nhận được. Do đó, để đạt mục tiêu kép là bảo vệ môi trường và năng suất nông nghiệp cao, các nhà khoa học khuyến nghị lượng bón đạm là 180 kg/ha/vụ cho cây củ cải.
