CHU TRÌNH CHUYỂN HÓA LÂN (P) TRONG ĐẤT

Lân (P) giữ vai trò trung tâm trong quá trình trao đổi năng lượng, tổng hợp protein. Đặc biệt cần thiết cho sự phân chia tế bào, phát triển của mô phân sinh, kích thích sự phát triển của rễ, hình thành mầm hoa và phát triển quả.

Tuy nhiên, sự thiếu hụt lân có thể giảm 30–50% năng suất nên phân lân thường được sử dụng quá mức so với nhu cầu của cây (do cây chỉ có thể hấp thu được khoảng 20-30% lượng phân lân bón cho cây).

Vậy tại sao P hữu hiệu trong đất thấp và quá trình chuyển hóa P trong đất như thế nào? Mời bà con cùng VIDAN tìm hiểu xem chu trình của lân trong đất để tối ưu lượng P cho cây trồng giúp nâng cao năng suất và tiết kiệm chi phí.

CHU TRÌNH LÂN TRONG ĐẤT

Theo Nguyễn Mạnh Hùng (2017), Lượng P tổng số trong các loại đất ở Việt Nam trung bình là 0,03-0,12%, cao nhất là đất đỏ bazan khoảng 0,3% và lân tồn tại 2 dạng: lân hữu cơ (chiếm 20-80% P tổng số) và lân vô cơ.

Khi đó, cây chỉ hấp thu P ở dạng ion: H₂PO₄^– và HPO₄^2-. Ngoài ra, các loại P hữu cơ, vô cơ khi hiện diện trong đất sẽ phải trải qua các tiến trình chuyển hóa: khoáng hóa, hấp thu sinh học, hấp phụ-giải phóng P từ bề mặt khoáng (khoáng sét, oxit Fe và Al), kết tủa – hòa tan các khoáng thứ sinh (Ca, Al, Fe photphates) và phong hóa các khoáng nguyên sinh (Apatites).

1. Khoáng hóa P

Là quá trình giải phóng P trong chất hữu cơ (chứa khoảng 1% P) có trong đất thành dạng vô cơ hữu dụng cho cây trồng. Các yếu tố ảnh hưởng như: vi sinh vật, nhiệt độ, pH đất, hàm lượng dinh dưỡng, tàn dư thực vật,…. và enzym phosphat giúp giải phóng các orthophosphat ions. Đồng thời các vi sinh vật phân giải các tàn dư thực vật còn tiết ra phytic axit, inositol hexaphosphat giúp phân giải lân.

2. Hấp thu sinh học P

Ngược lại với quá trình khoáng hóa, vi sinh vật hấp thu P vô cơ (HPO₄^2-, H₂PO₄^–) từ đất hình thành P hữu cơ trong cơ thể. Mức độ mà P bị khoáng hóa hoặc hấp thu sinh học trong các phản ứng này phụ thuộc vào tỷ lệ cacbon-lân (C:P) của hợp chất bị phân hủy. Nếu tỷ lệ C:P là 200:1 hoặc nhỏ hơn, thì phần P dư sẽ bị khoáng hóa. Ngược lại, nếu dư lượng C:P lớn hơn khoảng 300:1 thì sẽ không có đủ P trong chất hữu cơ để tạo điều kiện cho sự phân hủy hoàn toàn. Vì vậy quá trình cố định P để lấy các ion lân trở lại hợp chất hữu cơ sẽ diễn ra.

3. Hấp phụ P

Là quá trình giữ P trên bề mặt các khoáng. Trên đất chua chứa nhiều khoáng sét, Al, Fe-oxit và hydroxit. P chủ yếu hấp phụ trên bề mặt khoáng này phần lớn dưới dạng H₂PO₄^2-.

Đồng thời khả năng hấp phụ được sắp xếp theo từng loại đất: đất sa cấu mịn> sa cấu thô; đất chua>đất trung tính> đất đá vôi.

4. Kết tủa P

Trên đất chua (Al, Fe), đất trung tính và kiềm (Ca) là  cation hòa tan chính dẫn đến P kết tủa khoáng phosphate. Vì thế pH đất và khả năng hòa tan Al, Fe và Ca–phosphates kiểm soát khả năng hòa tan của P và khả năng hữu dụng tối đa của P trong khoảng pH = 6-7.

5. Quá trình hòa tan

Quá trình hòa tan là sự chuyển hóa các hợp chất kết tủa của lân, nhôm, sắt, canxi,… thành các hợp chất ion lân: H₂PO₄^–, HPO₄^2-.

Nói chung, khả năng hòa tan của lân từ nguồn nhôm và sắt tăng lên khi độ pH trong khoảng pH = 6-7. Tuy nhiên, khi pH tiếp tục tăng, các kết tủa canxi-lân được hình, làm giảm lượng lân dễ tiêu. Vì vậy, việc bón vôi chỉ nên tăng độ pH lên trong khoảng 6,5–7,0 là hữu dụng nhất.

Vi sinh vật cũng rất quan trọng trong quá trình hòa tan lân từ các nguồn hợp chất với kim loại (đặc biệt nấm rễ cộng sinh Mycorrhiza). Các axit hữu cơ do vi khuẩn và nấm tạo ra có thể hòa tan các dạng lân vô cơ khác nhau (chẳng hạn như AlPO₄) và cũng tạo ra các hợp chất chelate góp phần vào quá trình hòa tan khoáng chất P.

6. Quá trình phong hóa

Phong hóa là quá trình phá hủy đất đá và các khoáng chất, dưới tác dụng của thời tiết (chủ yếu là không khí và nước) gây ra sự biến chất của vật liệu đá mà không làm thay đổi thành phần hóa học của đá gốc chuyển thành các dạng khoáng P thứ cấp.

• Kết luận

Quá trình cố định và kết tủa làm giảm lượng P dễ tiêu cho cây trồng. Trong khi đó, quá trình phong hóa, khoáng hóa và hòa tan làm tăng lượng P dễ hấp thu. Hiểu rõ chu trình chuyển hóa P trong đất giúp người bà con tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tăng lượng lân dễ tiêu, đạt năng suất cao và tiết kiệm chi phí.

Một số lưu ý giúp tăng lượng ion lân cây hấp thu:

• Bón vôi cho đất chua để tăng độ pH lên khoảng 6,5–7,0.
• Sử dụng vi sinh vật phân giải lân, đặc biệt nấm rễ cộng sinh Mycorrhiza
• Sử dụng vật liệu che phủ nông nghiệp (rơm, cổ khô, cây phân xanh…….) làm giảm tỷ lệ cố định của Lân trong đất.