Phân bón và cây trồng
Trong sản xuất nông nghiệp, phân bón được coi là yếu tố quan trọng thứ 2 sau Nước: (Nhất nước – Nhì phân – Tam cần – Tứ giống). Phân bón được chia thành 3 phần chính: Đa lượng (Đạm, Lân và kali), trung lượng (Lưu Huỳnh, magiê, canxi và gần đây silic), vi lượng (Sắt, Đồng, Kẽm, mangan, Bo, molypđen,…). Những thập niên trước đây sản xuất nông nghiệp đa phần chỉ chú trọng đến đa lượng, những năm gần đây trung lượng đang được quan tâm hơn và ngày nay vi lượng được coi là cực kỳ quan trọng trong sản xuất nông nghiệp hiện đại để cho ra nông sản với chất lượng cao cấp đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng và phục vụ xuất khẩu.
Một vài ví dụ về hiện tượng vi lượng trong tự nhiên:
Con ốc, con hến là động vật tìm kiếm thức ăn dưới bùn nên đương nhiên trong cơ thể của chúng sẽ có nhiều nguyên tố vi lượng. Trước đây khi ốc, hến sẵn và còn đang rẻ, bà con ta thường ngâm ốc, hến với nước gạo để bón cây. Ngày nay khi các ao, hồ, sông bị ô nhiễm nên ốc, hến không còn nhiều và đắt hơn nhiều, nhưng vì là món ăn khoái khẩu của nhiều người nên chủ yếu chúng được dùng làm thực phẩm. Ngay việc được dùng làm món ăn cũng chứng tỏ giá tri dinh dưỡng vi lượng của chúng đối với con người.
Cây dừa sống ngay trên bãi biển chỉ toàn cát nhưng có quả ngọt đậm hơn những quả từ cây dừa trồng ở những nơi xa biển. Vậy phải chăng vi lượng phong phú nhất được biết trong thiên nhiên là biển cả đã góp phần tác động trực tiếp lên cây dừa. Các hải sản ở biển cả vô cùng phong phú, giàu dinh dưỡng, rất được con người ưa chuộng và khai thác sử dụng.
Vải thiều Thanh hà ngon hơn vải thiều Lục ngạn. Bưởi Diễn, bưởi Đoan Hùng, bưởi da xanh, bưởi Năm roi, bưởi Phúc trạch ngon hơn nếu được trồng đúng địa danh của nó. Vậy phải chăng điều quyết định chất lượng của quả bưởi là do thổ nhưỡng và đó cũng chính là do những vùng quê hương trồng chúng có đủ vi lượng cần thiết.
Gạo tám Hải hậu, Điện biên có thương hiệu (nhưng hiện nay bị lạm dụng) vì có độ ngon, thơm, dẻo cũng chỉ có thể cắt nghĩa bởi thổ nhưỡng của huyện Hải hậu, của vùng Điện biên, mà đó chỉ có thể là các nguyên tố vi lượng đặc trưng cho các vùng này.
Dân gian ta có câu: “Khoai đất lạ, mạ đất quen” câu này cũng chỉ có thể cắt nghĩa bằng thổ nhưỡng. Đó cũng là do vi lượng quyết định.
Phân vi lượng bao gồm rất nhiều các nguyên tố kim loại như: Đồng, kẽm, sắt, mangan, bo, molypden,… và cả siêu vi lượng gồm các nguyên tố đất hiếm. Ngoài ra còn các nguyên tố phi kim như bo, selen,…
Trong quá trình hoạt động sống của sinh vật nói chung và thực vật nói riêng, tác dụng của các nguyên tố vi lượng chính là tham gia với tư cách như một thành phần quyết định tạo thành các enzym và quy định hoạt động cho enzym. Enzym là chất xúc tác sinh học đặc biệt của cơ thể sống đặc hiệu cho một phản ứng nhất định. Trong mỗi người chúng ta có chừng 3000 enzym. Thực vật thì ít hơn. Cũng nhờ có enzym nên thực vật mới phát triển ổn định được, đơm hoa và kết trái. Cây có khỏe thì mới chống chịu được hạn hán, sâu bệnh. Lá có to thì mới quang hợp được nhiều, năng suất mới cao. Lá cây là bộ phận quan trọng nhất của cây. Lá cây được cung cấp nguyên liệu cho quá trình quang hợp thông qua rễ hút nước cùng các chất dinh dưỡng từ đất lên. Lá cây cũng có thể tiếp nhận trực tiếp dinh nếu được phun dinh dưỡng lên mặt lá. Lá cây nếu không được cung cấp đầy đủ dinh dưỡng thì sẽ có những biểu hiện khác thường. Nhìn lá cây có thể đoán biết được các quá trình diễn ra bên trong của cây. Chính vì vậy thông qua lá cây sẽ đánh giá được nhu cầu sinh lý của cây trồng.
Theo các công trình nghiên cứu được công bố thì sự ảnh hưởng của việc thiếu vi lượng đối với từng loại cây trồng là tương đối khác nhau (xem trên hình).
Ví dụ sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa sẽ bị ảnh hưởng nhiều nếu thiếu kẽm, ảnh hưởng vừa phải nếu thiếu sắt và mangan. Đậu tương bị ảnh hưởng lớn nếu thiếu sắt, mangan, molipden, kẽm,….
Nếu được cung cấp đủ một cách khoa học (tức là không để thừa lại trong môi trường đất hoặc nước) các nguyên tố đa lượng, trung lương, vi lượng và tới đây cả siêu vi lượng nữa thì cây trồng sẽ phát triển ổn định, cho năng suất cao nhất và chất lượng tốt nhất.
Tại sao phải sử dụng vi lượng ở dạng phức Chelate?
Muốn để cây hấp thu được các nguyên tố vi lượng thì các nguyên tố vi lượng này không thể tồn tại ở dạng muối vô cơ vì ba lý do:
Vi lượng đồng vô cơ bị kết tủa trong dung dịch phân bón (trái), Vi lượng Đồng Chelate tan hoàn toàn
Các nguyên tố vi lượng là các kim loại không thể tồn tại ở dạng ion trong môi trường nước khi mà trong đó tồn tại các anion phốt phát (từ phân lân), anion sunfua (từ H2S là kết quả của sự phân rã của sinh vật nói chung mà thực chất là protein trong tự nhiên) và anion cácbonat (từ sự hòa tan của khí CO2 trong không khí vào nước). Các ion và anion này sẽ liên kết với nhau tạo ra kết tủa là các hợp chất không tan, lắng đọng lại trong đất và trong nước nên rễ cây sẽ không thể hút được.
Các nguyên tố vi lượng kết hợp với một số chất hữu cơ tạo ra phức chất tức là một dạng hợp chất có khả năng hòa tan hoàn toàn trong nước. Chúng bền vững trong môi trường từ axit nhẹ đến trung tính rồi kiềm nhẹ và đặc biệt các ion kim loại tạo phức này không bị kết tủa bởi các anion phôt phat, sunfua và cacbonat. Các chất hữu cơ để tạo ra phức thậm chí còn có khả năng lôi kéo được các ion kim loại ra khỏi các hợp chất không tan của phốt phát, sunfua, cacbonat và cả dạng oxyt hoặc các muối khác không tan của chúng tồn tại săn trong đất. Rễ cây sẽ hút các chất dạng phức này và thành phần hữu cơ của chất tạo phức lại còn có tác dụng như một chất kích thích sinh trưởng.
Thế oxy hóa của các ion kim loại ở dạng phức thích hợp cho khả năng hấp thu của rễ cây hoặc lá. Viện sĩ Oparin đã nói đại ý rằng với thực vật thì 10 tấn sắt cũng không có giá trị bằng 1mg sắt ở dạng phức.
Vậy Chelate là gì? Chelate là phức chất vòng càng (càng cua) giữa các hợp chất hữu cơ dẫn xuất từ Aminoaxit, Polycacboxylic axit với các ion kim loại. Ion kim loại được bảo vệ tránh các yếu tố làm giảm hoạt tính như pH của đất, gốc photphat, cacsbonat, sunfua,… Phức này có độ tan hoàn toàn trong nước.
Tình hình vi lượng và sử dụng phân vi lượng trên thế giới và Việt nam
Theo báo cáo của Hiệp hội kẽm quốc tế (IZA) thì những quốc gia có tình trạng đất thiếu kẽm đặc biệt phổ biến là Apganixtan, Bănglađét, Braxin, Trung Quốc, Ấn Độ, Iran, Irắc, Pakixtan, Xuđăng, Xyri, Thổ Nhĩ Kỳ, Ôxtrâylia, Philipin, các bang vùng bờ biển Thái Bình Dương của Mỹ và một phần châu Âu. Viện Lúa gạo quốc tế (IRRI) ước tính đến 50% đất trồng lúa nước trên thế giới, trong đó có 35 triệu ha đất tại châu Á, đang bị ảnh hưởng bởi tình trạng thiếu kẽm.
Tình trạng thiếu Bo cũng được thể hiện ở tại một số nước thuộc khu vực Tây Bắc Mỹ Atlantic và Thái Bình Dương, Bờ biển Atlantic Canada, Braxin, Chile, Nam và trung Phi, Scadinavia, Bắc Âu, Ấn Độ, Đông và Nam Trung Quốc.
Thiếu sắt tại một số nước Trung Mỹ, bang Texas, Arhentina, Chile, Bolivia, Brazil, Nam Âu, Bắc Phi, Trung Đông, Liên bang Nga và Tây Á, Ôstrâylia.
Tương tự, các vi lượng khác cũng được phân bố không đều trên bề mặt trái đất dẫn đến tình trạng thiếu vi lượng cục bộ tại một số vùng miền, làm ảnh hưởng không nhỏ đến năng suất, chất lượng nông sản.
Để bù đắp sự mất cân đối trong dinh dưỡng cây trồng tại các vùng miền, thị trường phân vi lượng trên thế giới cũng được quan tâm từ rất sớm. Tổng nhu cầu phân vi lượng toàn cầu được tăng dần và ổn định từ năm 1996 con số trên 700.000 tấn/năm. Đối với các nước châu Á, tỷ trọng sử dụng phân vi lượng tương đối lớn, khoảng 450.000 tấn/năm chiếm 60% tổng nhu cầu toàn thế giới, trong đó nhập khẩu chiếm từ 20-25%.
Nguồn: Zkzo Nobel
Các sản phẩm phân vi lượng trên thế giới bao gồm vi lượng vô cơ (các muối sunphat), vi lượng từ các khoáng chất (quặng), vi lượng công nghệ chelate, vi lượng công nghệ amino chelate, vi lượng công nghệ na nô,…
Tại Việt Nam
Vì sự quan trọng của trung, vi lượng với nền sản xuất nông nghiệp, nên trên thị trường Việt Nam cũng đã xuất hiện các loại phân trung, vi lượng đơn và được sử dụng đa phần từ các nguồn hợp chất của kim loại với gốc sunphat, clorua, nitrat… Tất cả các nguồn này đều ở dạng vô cơ, sản xuất đơn giản, rẻ, với nhiều chủng loại nhưng chất lượng chưa được tiêu chuẩn hóa .
Nông dân Tây Nguyên cũng như nông dân một số vùng miền khác đã biết chủ động mua các loại phân có chứa vi lượng để bón cho cây cà phê và các loại cây trồng khác, giúp cho cây khỏe mạnh chống chịu được với các bệnh sinh lý như vàng lá, bạc lá, xuắn lá, chết nhánh-cành-ngọn, rụng hoa, rụng trái non, si cây (còi cọc), cây bị stress hay bi ngộ độc,…
Tuy nhiên, việc sử dụng này chưa được đồng bộ và khoa học, các vi lượng chủ yếu được dùng ở dạng hợp chất vô cơ nên hiệu quả thấp, cây trồng dễ bị ngộ độc vi lượng mà đôi khi sự ngộ độc vi lượng còn tác hại nghiêm trọng hơn là thiếu vi lượng.
Nhiều sản phẩm NPK hiện đang được bày bán trên thị trường có ghi thành phần trên bao bì có chứa các nguyên tố trung, vi lượng (NPK + TE) gồm Ca, Mg, Cu, Zn, Fe… (dưới dạng định tính). Trên thực tế đa phần các doanh nghiệp cũng chỉ dừng lại ở việc lợi dụng các vi lượng vô cơ có sẵn trong các nguyên liệu đa lượng (lân nung chảy, lân supe, phụ gia,…) chứ chưa được phân tích hàm lượng vi lượng một cách chính xác, có những tính toán cần thiết và hợp lý để bổ sung một các khoa học, đúng liều lượng cần có.
Nguồn: Zkzo Nobel
Theo tính toán của chúng tôi, nhu cầu sử dụng phân vi lượng tại Việt Nam ước tính đến năm 2015 là 30.000 tấn/năm, bằng 4% tổng nhu cầu sử dụng vi lượng trên thế giới. Khi các sản phẩm nông sản Việt Nam (Cà phê, hồ tiêu, cacao, lúa,…) chiếm thị phần lớn trên thị trường thế giới thì cũng là lúc nhu cầu vi lượng được sử dụng vào nông nghiệp còn tăng nhiều hơn nữa, có thể lên tới con số 50.000 tấn/năm. Hiện tại, Việt Nam chưa có nhiều các đơn vị sản xuất vi lượng mà chủ yếu là sản phẩm vi lượng được nhập khẩu từ các nước Đức, Bỉ, Hà Lan, Ý, Trung Quốc,… Như vậy chúng ta phải đang phải bỏ ra một số tiền rất lớn để nhập khẩu vi lượng về sử dụng. Trong khi đó, Việt Nam với nguồn tài nguyên vi lượng hiện có và điều kiện công nghệ phù hợp, có thể hoàn toàn chủ động trong sản xuất vi lượng chelate đáp ứng nhu cầu không nhỏ của các đơn vị sản xuất phân bón và nhu cầu sử dụng trực tiếp của bà con nông dân.
