Phương pháp duy nhất để chẩn đoán chính xác các vấn đề dinh dưỡng cây đang gặp phải là phân tích mẫu đất và mô thực vật cùng lúc. Từ kết quả phân tích, chúng ta sẽ xác định được cây đang thiếu hụt (hoặc dư thừa) dưỡng chất nào cũng như yếu nào gây ra sự mất cân bằng dinh dưỡng.
Thông thường, chúng ta hay có thói quen quan sát các biểu hiện bất thường trên lá, thân, hoa, quả,... để phán đoán tình trạng dinh dưỡng ở cây. Tuy nhiên, mức độ chuẩn xác của cách làm này không cao. Mặc dù có vô số tài liệu về dinh dưỡng thực vật trên sách báo hay internet, nhưng nhiều trường hợp các triệu chứng thiếu hụt dinh dưỡng có biểu hiện giống nhau, chẳng hạn như cây thiếu Nitơ hay Magie thì đều bị vàng lá, do đó rất dễ khiến chúng ta nhầm lẫn nếu chỉ bằng việc quan sát.
Sự thiếu hụt dinh dưỡng ở cây trồng có thể bắt nguồn từ nguyên nhân đất thiếu hụt dưỡng chất hoặc do một chất dinh dưỡng dư thừa và cạnh tranh hấp thụ với chất dinh dưỡng khác. Tìm hiểu cách thức cây trồng hấp thụ dinh dưỡng và cách thức hoạt động của các khoáng chất bên trong cây sẽ giúp ích cho việc chẩn đoán vấn đề dinh dưỡng ở thực vật. Phương pháp xác định tình trạng dinh dưỡng của cây trồng bằng giá thể (không đất) cũng được nhắc đến trong nội dung sau.
1. Khái quát về nhu cầu dinh dưỡng của cây
Một cách khái quát, nhiệm vụ và mục đích của các chương trình dinh dưỡng cho cây trồng là tạo điều kiện, môi trường sống thuận lợi cho quá trình tự sản xuất thức ăn của cây và đồng thời, sử dụng hàm lượng phân bón thích hợp để cân bằng dinh dưỡng, mỗi nguyên tố khoáng đạt được tỷ lệ tối ưu.
Các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng.
1.1. Thức ăn của cây là gì?
Tương tự như động vật, thực vật cũng cần thức ăn để duy trì sự sống. Trong cơ thể thực vật, chiếm 90% là nước và 10% còn lại là vật chất khô (gồm 16 nguyên tố ở Bảng 1), tuy nhiên tỷ lệ này biến đổi từ cây thân thảo đến cây thân gỗ.
Trái với những gì chúng ta thường nghĩ, phân bón không phải là thức ăn của cây trồng. Thay vào đó, thực vật tự tạo ra thức ăn thông qua quá trình quang hợp. Trong quá trình này, thực vật sử dụng cacbon, hydro, oxy và năng lượng từ ánh sáng mặt trời để tạo thành cacbohidrat. Cacbon và oxy được thực vật thu gom từ khí CO2 trong khí quyển, còn hydro và oxy được rễ lấy từ trong nước. Hầu hết các loài thực vật lưu trữ năng lượng dưới dạng tinh bột hoặc đường.
Đường saccharose (và các loại cacbohidrat khác) di chuyển theo dòng mạch rây để đi khắp cơ thể của cây. Khi các phân tử đường saccharose đi đến đích, chúng được lưu trữ hoặc chuyển đổi thành năng lượng thông qua các quá trình trao đổi chất. Đường và tinh bột được tạo ra từ quá trình quang hợp chính là thức ăn của thực vật.
1.2. Phân bón đóng vai trò gì?
Phân bón cung cấp các khoáng chất cần thiết cho quá trình quang hợp, cấu tạo thành tế bào, dẫn truyền chất hữu cơ bên trong mạch rây, phân chia tế bào cũng như các quá trình sinh hóa khác. Nói một cách đơn giản, thực vật là một cỗ máy tự sản xuất năng lượng cho chính chúng thông qua quá trình quang hợp, còn khoáng chất trong phân bón là những chất cần thiết để điều phối và duy trì hoạt động của cỗ máy đó.
Cacbon, hydro và oxy chiếm khoảng 89% vật chất khô trong cơ thể thực vật. Đối với mô hình nhà kính, cacbon có thể hạn chế sự phát triển của cây trồng, nhưng đối với canh tác ngoài trời, cacbon không phải là mối bận tâm. Còn về nước, thiếu nước trầm trọng gây khô héo hoặc thậm chí là chết cây trước khi cậy chịu tác động của sự thiếu hụt dinh dưỡng. Do đó, khi đề cập đến thiếu hụt dinh dưỡng tức là thiếu hụt 13 nguyên tố: Nitơ, Kali, Phốt pho, Canxi, Magie, Lưu huỳnh, Sắt, Mangan, Kẽm, Molypden, Clorua, Đồng, Boron.
Cây đỗ quyên vàng lá già do thiếu hụt Nitơ.
Triệu chứng rìa lá hoại tử hóa nâu do thiếu Kali ở đậu cô ve.
Triệu chứng bệnh đắng táo do thiếu Canxi.
2. Các chất dinh dưỡng thiết yếu đối với cây
Bảng 1 liệt kê các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, bao gồm:
- 6 Chất dinh dưỡng đa lượng và 7 chất dinh dưỡng vi lượng.
- % vật chất khô của từng chất dinh dưỡng trong cơ thể cây.
- Nồng độ cần có trong đất của mỗi chất dinh dưỡng, một số chất được cây trồng hấp thụ với nồng độ cao cho nên nồng độ của chúng trong đất cũng phải ở mức cao hơn.
2.1. Nồng độ dinh dưỡng theo quy luật tối thiểu Liebig
Theo quy luật tối thiểu Liebig: sự phát triển của cây trồng bị giới hạn bởi chất dinh dưỡng có nồng độ thấp nhất, dù cho các chất dinh dưỡng khác dồi dào như thế nào đi nữa.
Để minh họa cho quy luật này, chúng ta hãy tưởng tượng có một cái thùng chứa nước được ghép từ 14 thanh gỗ có chiều dài không bằng nhau, mỗi thanh gỗ đại diện cho 1 trong 14 chất dinh dưỡng, chiều dài thanh gỗ đại diện cho nồng độ của mỗi chất, nồng độ tối ưu được biểu thị bằng chiều dài thanh gỗ để thùng đầy nước. Rõ ràng, lượng nước trong thùng được quyết định bởi thanh gỗ ngắn nhất (thiếu hụt dinh dưỡng), dù cho các thanh còn lại dài bao nhiêu đi nữa (dư thừa dinh dưỡng), tương tự vậy, sự phát triển của cây trồng thường chịu tác động bởi chất dinh dưỡng có nồng độ thấp nhất chứ không phải các chất có nồng độ cao hơn. Trên thực tế, dư thừa một số chất dinh dưỡng còn gây ra sự thiếu hụt những chất khác, điều này sẽ được đề cập ngay sau đây.
2.2. Tình trạng đối kháng giữa một số chất dinh dưỡng
Một số chất dinh dưỡng đối kháng với những chất khác, nghĩa là khi nồng độ của chúng cao hơn mức cần thiết thì sẽ cản trở cây trồng hấp thụ chất khác, từ đó khiến cây bị thiếu hụt dinh dưỡng. Ví dụ, Sắt và Mangan cạnh tranh cho các vị trí hấp thụ và chúng cản trở lẫn nhau với tư cách là đồng yếu tố (cofactor) trong các phản ứng oxy hóa-khử. Nồng độ Mangan cao có thể khiến cây trồng thiếu Sắt, ngay cả khi đất có đủ nồng độ Sắt. Có nhiều ví dụ về sự đối kháng giữa các chất dinh dưỡng, hầu hết trong số đó là kết quả của sự cạnh tranh để hấp thụ và chuyển vị.
2.3. Quan hệ hiệp đồng giữa một số chất dinh dưỡng
Một số chất dinh dưỡng có quan hệ hiệp đồng với những chất khác, nghĩa là sự hiện diện của một chất dinh dưỡng làm tăng khả năng hấp thụ của cây trồng đối với một chất dinh dưỡng khác. Sự hấp thụ hiệp đồng có thể là kết quả của các yếu tố sinh học. Ví dụ, Canxi được cho là làm tăng sự hấp thụ Phốt pho bởi vì nó có khả năng kích thích vận chuyển Phốt pho dọc theo màng ti thể. Thông thường, sự hấp thụ hiệp đồng xảy ra do tác động của một chất dinh dưỡng lên độ pH của vùng rễ (là vùng đất bao quanh rễ cây). Ví dụ, Amoni làm tăng sự hấp thụ Phốt pho trong đất kiềm bởi nó có khả năng axit hóa đất.
3. Các phương pháp chẩn đoán chính xác vấn đề dinh dưỡng ở cây
Có một điều không thể phủ nhận, quan sát các biểu hiện bất thường rất có ích cho việc chẩn đoán rối loạn dinh dưỡng ở cây trồng. Tuy nhiên, cách làm này lại thiên về chủ quan và mức độ chính xác không cao. Do đó, nếu nghi ngờ cây đang gặp phải các vấn đề liên quan đến dinh dưỡng, chúng ta nên gấp rút áp dụng 2 phương pháp chẩn đoán là phân tích nồng độ dinh dưỡng trong mẫu đất trồng và mô lá.
Phân tích mẫu đất và mô lá trong phòng thí nghiệm.
3.1. Phương pháp phân tích mẫu đất trồng
Phân tích mẫu đất cần được tiến hành trước khi bón phân. Dựa trên kết quả phân tích, chúng ta sẽ biết được nồng độ của mỗi chất dinh dưỡng trong đất để từ đó bón đúng loại phân. Tuy nhiên, số liệu phân tích đất không phản ảnh được sự thiếu hụt dinh dưỡng ở cây, chỉ có phân tích mô lá mới cung cấp được thông tin này.
3.2. Phương pháp phân tích mô lá
Phân tích mô lá giúp chúng ta biết tình trạng dinh dưỡng hiện tại bên trong cơ thể cây, cây hấp thụ đủ chất nào và quan trọng nhất là chất nào còn thiếu. Phạm vi đủ của mỗi chất dinh dưỡng còn tùy thuộc vào từng loại cây trồng. Lưu ý, phân tích mô lá giúp chúng ta xác định xem cây có bị thiếu chất dinh dưỡng nào hay không; tuy nhiên sẽ không xác định được nguyên nhân tại sao lại thiếu chất dinh dưỡng đó. Ví dụ, nồng độ Sắt thấp trong mô lá có thể là do nồng độ Sắt ở trong đất ở mức thấp hoặc do pH cao (những thông tin này chỉ được cung cấp thông qua phân tích mẫu đất).
Ngoài ra, không ít các trường hợp cây bị thiếu hụt dinh dưỡng là do hệ thống mạch dẫn suy yếu bởi bệnh thối rễ, vết nứt hoặc vết thương cơ học trên cây thân gỗ. Vì vậy, chúng ta cần kiểm tra cây trồng cẩn thận để loại trừ các nguyên nhân này.
Như vậy, nếu muốn ngăn ngừa sự thiếu hụt dinh dưỡng, chúng ta cần phân tích mẫu đất để có kế hoạch bón phân hợp lý. Trong trường hợp sự thiếu hụt đã xảy ra thì cần tiến hành cùng lúc phân tích mô lá và phân tích mẫu đất để chẩn đoán vấn đề một cách chính xác nhất.
4. Phương pháp chẩn đoán vấn đề dinh dưỡng ở cây trồng bằng giá thể
Cây trồng bằng vật liệu giá thể cũng không tránh khỏi nguy cơ bị rối loạn dinh dưỡng. Tương tự cây trồng trên đất ruộng, tình trạng dinh dưỡng của cây trồng bằng giá thể có thể được theo dõi bằng phương pháp phân tích mô lá, tuy nhiên, phương pháp phân tích mẫu đất lại khác biệt.
4.1. Phương pháp pour-through
Phương pháp phân tích mẫu đất chúng ta vừa tìm hiểu bên trên chỉ áp dụng được cho đất ruộng, là loại đất khoáng được hình thành từ các hạt mịn của đá khoáng bị xói mòn. Còn đối với giá thể, đây là vật liệu trồng cây không chứa đất (giá thể không có đất khoáng) được cấu tạo chủ yếu từ các thành phần hữu cơ như vỏ cây, than bùn và phân hữu cơ.
Phương pháp phổ biến nhất để phân tích độ pH và hàm lượng dinh dưỡng của nền giá thể là đo các thông số của mẫu dung dịch nước được thu thập dưới đáy chậu trồng cây, gọi là phương pháp “rót nước qua” (pour-through). Người ta thường sử dụng phương pháp này để đo 2 thông số là: độ pH và độ dẫn điện (EC) của nền giá thể. Độ dẫn điện (EC) biểu thị cho độ mặn (muối) của nền giá thể. Vì phân bón nông nghiệp thường chứa muối vô cơ nên thông qua chỉ số EC, chúng ta sẽ biết được khi nào nên bổ sung phân bón và với hàm lượng là bao nhiêu.
Quy trình đo pH và EC của nền giá thể rất dễ thực hiện và giá cả thiết bị đo cũng khá phải chăng, vì vậy chúng ta có thể áp dụng ít nhất 1 lần mỗi tháng. Riêng việc phân tích hàm lượng cụ thể của mỗi khoáng chất nên được thực hiện bởi phòng thí nghiệm. Trong trường hợp đó, các mẫu dung dịch nước phải được lấy theo cùng một phương pháp và được giữ đông lạnh cho đến khi chuyển đến phòng thí nghiệm.
4.2. Hướng dẫn thực hiện phương pháp pour-through
Quy trình đo lường chỉ số pH và EC của nền giá thể gồm 2 công đoạn chính là: thu thập mẫu dung dịch nước từ nền giá thể và sử dụng thiết bị đo lường. Sự nhất quán là yếu tố quan trọng nhất của công đoạn thu thập mẫu dung dịch nước. Trong đó, khoảng thời gian giữa mỗi lần làm bão hòa nền giá thể và rót nước qua mỗi chậu cây phải bằng nhau. Việc lấy mẫu dung dịch nước cũng cần thực hiện mỗi ngày, vào cùng 1 thời điểm và tốt nhất là vào buổi sáng.
Bước 1: Tưới nước cho cây thật kỹ, sau đó đợi từ 1 đến 2 giờ (thời gian mỗi lần đợi phải nhất quán). Trong khi chờ đợi, hiệu chỉnh sẵn máy đo pH và EC.
Bước 2: Kết thúc thời gian chờ đợi, đặt chậu cây lên 1 chiếc đĩa khô ráo và sạch sẽ. Cẩn thận không làm chậu nghiêng, luôn giữ chậu thẳng đứng.
Bước 3: Đổ nước cất đều khắp bề mặt của nền giá thể, nước ngấm và chảy qua nền giá thể để tạo thành mẫu dung dịch. Lưu ý, đối với chậu cây có thể tích tầm 3,7 lít thì đổ khoảng 100 ml nước cất.
Bước 4: Đợi 15 phút để nước rỉ ra từ các lỗ thoát ở đáy chậu.
Bước 5: Đổ nước hứng được trong đĩa vào 1 chiếc bình sạch và sử dụng thiết bị đo pH và EC. Nên đo độ pH ngay sau khi lấy mẫu (trong vòng 30 phút). Kế đến, đo chỉ số EC.
Bước 6: Trường hợp gửi mẫu đến phòng thí nghiệm để làm phân tích chi tiết hơn thì cần đông lạnh mẫu ngay sau khi lấy và bảo quản như vậy cho đến khi phòng thí nghiệm nhận được mẫu. Mức độ chính xác của việc phân tích nồng độ các nguyên tố khoáng, đặc biệt là Nitơ, có thể bị ảnh hưởng nếu mẫu dung dịch nước không được đông lạnh ngay sau khi thu thập.
Phương pháp pour-through.
Một số lưu ý:
- Thu thập mẫu dung dịch nước ngẫu nhiên từ nhiều chậu cây, không lấy mẫu nhiều lần từ cùng 1 chậu.
- Đối với các chậu cây có thể tích lớn, tưới nước và đợi 1 giờ, sau đó nghiêng chậu về một bên và hứng nước rỉ ra từ các lỗ thoát. Độ pH của mẫu dung dịch đó tương đương với độ pH thu thập được khi đặt chậu thẳng đứng.
- Tốt nhất nên đo EC và pH mỗi tháng 1 lần. Ghi lại kết quả để theo dõi sự thay đổi của pH theo thời gian. Các kết quả sẽ khác nhau nếu được đo bởi các cá nhân khác nhau và sử dụng các máy đo pH khác nhau, vì vậy hãy cố gắng giao nhiệm vụ này cho 1 cá nhân, sử dụng chỉ 1 thiết bị và đo lường cùng 1 cách thức.
Biên tập bởi Agmin.vn
