Trong canh tác nông nghiệp, một vấn đề kỹ thuật mà chúng ta thường gặp phải là hiệu suất sử dụng phân bón thấp. Nhiều vườn cây dù được đầu tư NPK định kỳ nhưng vẫn còi cọc, bộ lá không xanh dày và năng suất kém. Kiểm tra thực địa cho thấy, nguyên nhân chính thường không nằm ở chất lượng phân bón, mà do nền đất chua (pH thấp).
Khi pH đất giảm xuống dưới ngưỡng thích hợp (thường là < 5.5), các tính chất lý – hóa của đất thay đổi theo chiều hướng bất lợi, làm thay đổi khả năng hòa tan và hấp thu dinh dưỡng của rễ. Bài viết này sẽ đi sâu vào cơ chế hóa học của đất chua để giải thích tại sao bón phân trong điều kiện này lại kém hiệu quả.
Bản chất hóa học của đất bị chua
Về mặt kỹ thuật, đất bị chua là tình trạng nồng độ ion H+ và Al3+ trong dung dịch đất tăng cao. Chỉ số pH là thước đo nồng độ H+. pH càng thấp, nồng độ H+ càng lớn.
Độ chua của đất được chia làm hai loại chính:
- Độ chua hoạt tính: Do ion H+ trong dung dịch đất gây ra. Đây là chỉ số chúng ta đo được ngay bằng bút đo pH hoặc giấy quỳ.
- Độ chua tiềm tàng: Do ion H+ và Al3+ bám trên bề mặt keo đất. Khi bón vôi hoặc phân bón, các ion này được đẩy ra dung dịch đất, tiếp tục làm chua đất trở lại.
Sự hiện diện của nồng độ H+ cao và nhôm di động (Al3+) chính là nguyên nhân cốt lõi gây rối loạn dinh dưỡng khoáng trong đất.
3. Nguyên nhân đất chua làm giảm hiệu quả sử dụng phân bón
Khi canh tác trên nền đất bị chua, bà con nông dân và cán bộ kỹ thuật cần xác định rõ: chúng ta đang đối mặt với sự chuyển hóa hóa học bất lợi. Phân bón đưa vào không được cây hấp thu mà bị chuyển sang dạng khó tiêu hoặc bị rửa trôi.
1. Hiện tượng cố định Lân (P)
Lân là yếu tố dinh dưỡng mẫn cảm nhất với độ pH. Trong môi trường axit (đất chua), nhôm và sắt hoạt động rất mạnh. Khi chúng ta bón phân lân, ngay lập tức sẽ xảy ra phản ứng hóa học với nhôm và sắt tạo thành các hợp chất photphat nhôm và photphat sắt
Các hợp chất này ở dạng kết tủa, không tan trong nước. Rễ cây không thể hút được dạng kết tủa này. Trong thuật ngữ chuyên ngành, đây là hiện tượng lân bị cố định hay lân bị giữ chặt. Kết quả là dù bón lân rất nhiều, cây vẫn biểu hiện thiếu lân (lá tím, rễ kém phát triển) do lượng lân hữu dụng trong đất quá thấp.
2. Giảm khả năng trao đổi Cation (CEC) và rửa trôi dinh dưỡng
Đất có khả năng giữ phân bón nhờ các hạt keo đất mang điện tích âm, hút các ion dương (cation) dinh dưỡng như Kali, Canxi, Magie, Đạm.
Tuy nhiên, khi đất bị chua, nồng độ ion H+ quá lớn sẽ cạnh tranh vị trí bám trên keo đất. Ion H+ sẽ đẩy các ion dinh dưỡng K+, Ca2+, Mg2+) ra khỏi keo đất và đi vào dung dịch đất. Tại đây, do không còn chỗ bám, các chất dinh dưỡng này dễ dàng bị nước mưa hoặc nước tưới rửa trôi xuống tầng sâu (trực di) hoặc trôi đi nơi khác.
Đây là lý do tại sao trên đất chua, bón Kali và đạm thường có hiệu lực ngắn, cây nhanh đói ăn trở lại.
3. Ức chế vi sinh vật và quá trình khoáng hóa
Hệ vi sinh vật đất đóng vai trò như một nhà máy chế biến, giúp chuyển hóa đạm và phân giải hữu cơ. Đa số các vi khuẩn có lợi (vi khuẩn cố định đạm, vi khuẩn nitrat hóa, xạ khuẩn phân giải cellulose) đều hoạt động kém hoặc ngừng hoạt động khi pH < 5.5.
Môi trường đất bị chua lại thuận lợi cho các loại nấm gây bệnh hại rễ phát triển (như Fusarium, Phytophthora). Do đó, bón phân hữu cơ hoặc phân đạm vào đất chua thường chậm phân hủy, dễ gây ngộ độc hữu cơ hoặc thất thoát đạm do quá trình nitrat hóa bị ức chế.
Tác động trực tiếp của đất chua lên bộ rễ
Ngoài việc làm mất phân bón, đất bị chua còn gây hại trực tiếp lên cơ quan hấp thu của cây là bộ rễ thông qua ngộ độc Nhôm.
Ở pH thấp, nhôm trong khoáng sét bị hòa tan thành dạng Al3+ tự do. Ion này cực độc đối với tế bào thực vật. Nó ức chế quá trình phân chia tế bào ở đỉnh sinh trưởng của rễ (chóp rễ).
Quan sát thực tế trên các vườn cây có đất chua nặng, ta sẽ thấy:
- Hệ rễ tơ kém phát triển, rễ cái bị chùn lại, ngắn và mập bất thường.
- Đầu rễ có màu nâu đen hoặc hoại tử (dân gian hay gọi là rễ bị bó).
- Cây kém chịu hạn do rễ không ăn sâu được xuống tầng đất dưới.
Khi bộ rễ đã bị tổn thương do ngộ độc nhôm, việc bón thêm phân bón hóa học nồng độ cao (EC cao) càng làm tình trạng trầm trọng hơn do hiện tượng sốc mặn cục bộ.
XEM THÊM: Nguyên tắc sử dụng phân bón hiệu quả
Biện pháp kỹ thuật cải tạo đất bị chua
Để nâng cao hiệu suất sử dụng phân bón, việc ưu tiên hàng đầu là đưa pH đất về ngưỡng trung tính hoặc hơi chua (pH 6.0 – 6.5). Dưới đây là các biện pháp kỹ thuật xử lý đất bị chua:
1. Bón vôi (Liming)
Đây là biện pháp cơ bản nhất. Vôi cung cấp Ca2+ và OH- để trung hòa H+
- Loại vôi: Nên sử dụng vôi nung (CaO) cho đất cần nâng pH nhanh (xử lý đầu vụ), hoặc vôi Dolomite (CaMg(CO3)2) cho giai đoạn bón lót để vừa nâng pH vừa bổ sung Magie.
- Lưu ý: Bón vôi cần rải đều và xới xáo vào đất (độ sâu 10-20cm) để vôi tiếp xúc và phản ứng với keo đất. Không bón vôi chung với phân đạm để tránh mất đạm dưới dạng khí amoniac.
2. Sử dụng phân Lân nung chảy
Đối với đất bị chua, Lân nung chảy (Thermophosphate) có ưu thế vượt trội so với Super Lân.
- Lân nung chảy có tính kiềm (pH 8-8.5), giúp khử chua.
- Dạng lân này không tan trong nước, không bị sắt/nhôm cố định ngay lập tức. Nó chỉ tan trong axit yếu do rễ cây tiết ra. Điều này giúp cung cấp lân từ từ và hiệu quả cho cây trồng trên đất chua, đất đồi dốc.
3. Bổ sung hữu cơ và Humic
Chất hữu cơ mùn hóa có khả năng tạo phức với ion Nhôm, làm giảm độc tính của nhôm đối với rễ. Ngoài ra, mùn hữu cơ có tính đệm (buffer capacity) cao, giúp ổn định pH đất, hạn chế sự biến động pH đột ngột khi bón phân hóa học. Các chế phẩm Acid Humic, Acid Fulvic tưới vào đất cũng hỗ trợ kích thích ra rễ trong điều kiện bất lợi.
Kết luận
Việc canh tác trên nền đất bị chua mà không có biện pháp cải tạo lý hóa là nguyên nhân chính dẫn đến lãng phí chi phí đầu vào. Trước khi quyết định tăng lượng phân bón, cần kiểm tra và điều chỉnh độ pH đất. Một nền đất có pH ổn định, hệ đệm tốt và giàu vi sinh vật sẽ giúp cây trồng hấp thu dinh dưỡng tối đa, giảm thiểu chi phí và rủi ro trong sản xuất nông nghiệp.
