Nên bón Đạm dạng Amon hay dạng Nitorat? Phân biệt đạm gốc NH4+ và NO3-

Quy trình chuyển đổi nitơ trong đất

Ba nguồn cung cấp đạm (N) cho cây được sử đạm Urê, đạm gốc Amoni và đạm gốc Nitrat (Nitorat). Quá trình oxy hóa sinh học của Amoniac thành Nitrat (Nitorat) được gọi là quá trình Nitrat (Nitorat) hóa. Quá trình này bao gồm các giai đoạn khác nhau (hình 1), và phụ thuộc vào vi khuẩn tự dưỡng, hiếu khí bắt buộc, trong dung dịch đất (đất bão hòa với nước), quá trình oxy hóa NH4+ bị hạn chế.

Hình 1. Quá trình chuyển đổi N trong đất (Nguồn: kno3.org)

Urê bị phân hủy bởi urease hoặc thủy phân hóa học thành amoniac và CO₂. Trong quá trình ammon hóa, amoniac được chuyển thành Amoni nhờ vi khuẩn oxy hóa. Trong quá trình tiếp theo Amoni được chuyển thành Nitrat (Nitorat) bởi vi khuẩn Nitrat (Nitorat) hóa (quá trình Nitrat (Nitorat) hóa).

Tốc độ chuyển đổi nitơ phụ thuộc vào các điều kiện có trong đất đối với vi khuẩn Nitrat (Nitorat) hóa. Quá trình Nitrat (Nitorat) hóa NH₄⁺ thành NO 3 – tốt nhất là xảy ra trong các điều kiện sau:

• Trong sự hiện diện của vi khuẩn Nitrat (Nitorat) hóa.
• Nhiệt độ đất > 20 ° C.
• pH đất từ ​​5,5 đến 7,5.
• Độ ẩm và oxy có sẵn trong đất.

Amoni có thể tích lũy trong đất khi quá trình chuyển đổi nitơ này bị hạn chế hoặc dừng hoàn toàn nếu có một hoặc nhiều điều kiện đất sau đây (Mengel và Kirkby, 1987):

• Điều kiện pH đất thấp làm giảm đáng kể quá trình oxy hóa vi khuẩn NH4+ .
• Thiếu oxy (ví dụ đất ngập nước).
• Thiếu chất hữu cơ (làm nguồn carbon cho vi khuẩn).
• Đất khô.
• Nhiệt độ đất thấp làm chậm quá trình Nitrat (Nitorat) hóa do vi sinh vật ít hoạt động.
• Nitrat (Nitorat) hóa đạt tối ưu ở 26°C, trong khi tối ưu hóa ngưỡng giới hạn tối ưu cho quá trình ammon hóa lên tới 50°C. Do đó, trong đất nhiệt đới, ngay cả ở pH trung tính, amoni có thể tích lũy do quá trình Nitrat (Nitorat) hóa thấp

Ưu điểm của Nitrat (Nitorat) so với phân bón có chứa amoni

Nitrat (Nitorat) là nguồn lựa chọn cho việc cung cấp đạm (N) tối ưu cho cây trồng (hình 2).

• Đạm gốc Nitrat (Nitorat) không bay hơi: không giống như đạm gốc Amoni, đạm gốc Nitrat (Nitorat) không bay hơi, do đó không cần thiết phải khi bón phải lấp đất vì vậy tiện lợi cho việc chăm bón.
• Nitrat (Nitorat) di động trong đất – giúp cây trồng hấp thụ trực tiếp, đẹm lại hiệu quả hấp thụ đạm cao.
• Nitrat (Nitorat) gốc NO^3- có điện tích âm nên hỗ trợ việc hút các cation như K⁺, Ca²⁺ và Mg²⁺ và các Cation kim loại khác như Cu²⁺, Fe²⁺, Zn²⁺…, trong khi amoni cạnh tranh với sự hấp thụ của các cation này.
• Nitrat (Nitorat) có thể được cây hấp thụ dễ dàng và không cần trải qua quá trình chuyển đổi khác, như trường hợp của urê và amoni, trước khi hấp thụ.
• Đất không bị Axit hóa (Đạm gốc Amon khi bón vào đất, phản ứng với nước (H2O) sẽ phóng thích ion (H+) sẽ làm đất ngày càng chua, giảm độ PH của đất). Vì vậy nếu đạm hoàn dạng Nitorat sẽ không làm chua đất.
• Nitrat (Nitorat) hạn chế sự hấp thụ các yếu tố có hại, chẳng hạn như clo, với số lượng lớn.
• Sự chuyển đổi Nitrat (Nitorat) thành axit amin xảy ra trong lá. Quá trình này được cung cấp bởi năng lượng mặt trời, làm cho nó trở thành một quá trình năng lượng thấp. Amoni phải được chuyển đổi thành các hợp chất hữu cơ nitơ trong rễ. Quá trình này được thúc đẩy bởi carbohydrate, do đó làm hỏng các quá trình khác trong đời sống thực vật, chẳng hạn như tăng trưởng và đậu quả.

Hình 2: So sánh Ưu điểm của đạm Nitorat so với đạm Amon (Nguồn: phân bón Yara)

Hiệu quả cây trồng hấp thụ Nitrat (Nitorat) tốt hơn so với hấp thụ amoni, đã được Legaz et al (1996) chứng minh rõ ràng. Các thí nghiệm cho thấy việc hấp thụ N (được gọi là đồng vị N-15) của cây có múi hiệu quả cao nhất tùy thuộc vào các loại phân bón. Thí nghiệm trên đất cát và đất mùn khi bón KNO3 và (NH4)2SO4 thì sự hấp thụ N là cao nhất trong đất cát (hiệu suất  60%) khi sử dụng KNO₃ và 40% với (NH₄)₂SO₄.

Nồng độ Nitrat (Nitorat)/amoni tối ưu trong đất

Trong đất, Knight et al (2000) nhận thấy rằng lượng ion NO₃^– cao trái ngược với dinh dưỡng NH₄⁺ cao, nó có lợi cho năng suất khoai tây, chất lượng khao tây cũng tốt hơn. Nghiên cứu của họ được thực hiện tại Sandveld của Western Cape, Nam Phi, nơi pH đất thấp, thiếu đất sét và chất hữu cơ trong đất cản trở quá trình Nitrat (Nitorat) hóa. Ba mức độ amoni/Nitrat (Nitorat) khác nhau, cụ thể là 80:20, 50:50, 20:80, đối với ba mức độ N khác nhau được so sánh. Các kết quả tốt nhất về năng suất cho nhà sản xuất đã thu được khi 80% N ở dạng NO₃^– và 20% dưới dạng NH₄⁺.

Khi tiếp tục thử nghiệm tỷ lệ áp dụng NO₃^–:NH₄⁺, các kết luận tương tự đã được rút ra ở một số cây trồng khác về năng suất tăng (ryegrass của Ý – Castyham, 1963, trái cây có múi – Van der Merwe, 1953, cà chua – Kafkafi et al , 1971).

Mức độ tối ưu của Nitrat (Nitorat)/amoni trong thủy canh

Pha dung dịch thủy canh thì nên dùng đạm dạng amoni hay nitrat?: Trong nuôi trồng bằng phương pháp thủy canh, lượng NH₄⁺ tiêu chuẩn được thêm vào dung dịch dinh dưỡng cho canh tác nằm trong khoảng từ 5 đến 10% tổng lượng N và sẽ hiếm khi vượt quá 15%. Ví dụ, đối với hoa hồng, chúng có xu hướng gần hơn 25% trong giai đoạn sinh dưỡng, trong khi đối với dưa hấu, chúng gần bằng 0% trong quá trình phát triển của quả.

Việc bổ sung đạm gốc Amon (NH₄⁺) làm giảm độ pH trong môi trường gốc, do sự kích hoạt sự hấp thu cation (NH₄⁺) và giảm sự hấp thụ anion (NO₃^–). Khi NH₄⁺ được hấp thụ, cây trồng giải phóng H⁺ để duy trì tính trung lập điện, gây ra sự giảm pH trong môi trường rễ. Mức độ pH tối ưu trong phạm vi chất nền từ 5 đến 6 đối với hầu hết các loại cây trồng (Sonneveld và Voogt, 2009).

Một lưu ý khác là khi bổ sung của NH₄⁺ thay vì NO₃^– trong giá thể có thể làm giảm sự hấp thu của các cation khác như K⁺ , Ca²⁺ và Mg²⁺, có thể được giải thích bởi sự cạnh tranh giữa các cation NH₄⁺ và các cation này. Tỷ lệ của các hiệu ứng này phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau như nuôi cấy, điều kiện tăng trưởng và điều chỉnh cân bằng ion của các chất dinh dưỡng. Do đó, sử dụng NH₄⁺ ở nồng độ phù hợp được khuyến nghị cho những cây trồng nhạy cảm với sự thiếu hụt Ca. Điều này đặc biệt đúng khi những cây trồng này được trồng trong điều kiện khí hậu làm giảm sự vận chuyển Ca đến trái cây. Ví dụ điển hình là trồng cây cà chua và cây ớt trong môi trường khô, nóng. Cả hai loại cây trồng đều dễ bị thối hoa, do thiếu Ca trong quả, đặc biệt không điều  kiện khí hậu khô, nóng. Trong điều kiện như vậy, bất kỳ sự giảm hấp thu Ca nào đều trở nên nguy hiểm và do đó việc sử dụng NH₄⁺ cũng trở nên rủi ro (Sonneveld và Voogt, 2009).