Nitơ trong nông nghiệp

Nitơ là khoáng chất mà cây trồng cần với lượng lớn nhất. Nó là thành phần chính của axit amin và một cây khỏe mạnh thường chứa 3-4% nitơ trong các mô không phải rễ. Bài viết này Hào Phát sẽ giải thích cách khắc phục tình trạng thiếu nitơ trong đất cũng như sử dụng nguồn nitơ tự nhiên cho cây trồng. Rất lâu trước khi khoa học phát hiện ra nguyên tố nitơ và vai trò của nó trong dinh dưỡng thực vật, người nông dân đã nhận thấy rằng việc trồng các loại cây họ đậu như cỏ ba lá đã làm cho đất trở nên màu mỡ. Điểm độc đáo nằm ở chỗ trong số các loài thực vật, cây họ đậu tự sản xuất nitơ và bổ sung hàm lượng nitơ cho đất mà chúng sinh trưởng. Điều này là nhờ một loại vi khuẩn (Rhizobiaceae, α-Proteobacteria) cư trú trong rễ của chúng.

Mặc dù khí nitơ chiếm 80% bầu khí quyển của Trái đất, nhưng nitơ nhân tạo rất hiếm trước đầu thế kỷ 19. Điều này là cho đến khi phát minh ra quy trình Haber-Bosch vào đầu thế kỷ 20 - một phương pháp thu được nitơ từ không khí. Có thể nói khí nitơ tổng hợp giá rẻ đã thúc đẩy cuộc cách mạng thế kỷ 20 trong sản xuất lương thực toàn cầu và nhiều lĩnh vực sản xuất. Tuy nhiên, điều này đã tạo ra một cuộc khủng hoảng sinh thái lớn. Nitơ tổng hợp chảy ra từ đất nông nghiệp vào môi trường rộng lớn hơn tạo thành một vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng.

Phân bón nitơ

Những loại phân bón thực vật bạn mua đều chứa nitơ, phốt pho và kali. Đây là những chất dinh dưỡng đa lượng, những nguyên tố được tìm thấy với số lượng lớn nhất trong thực vật. Các loại phân bón khác nhau chứa các chất dinh dưỡng đa lượng này với số lượng và tỷ lệ khác nhau. Vì sao lại chứa 3 chất trên:

• Nitơ (N) rất quan trọng trong việc xây dựng chất diệp lục và axit amin. Nó hỗ trợ sản xuất lá. Cây thiếu nitơ sẽ đưa chất dinh dưỡng đến các chồi non trước rồi mới đến các lá trưởng thành. Lá trưởng thành chết có thể là một dấu hiệu cho thấy cây của bạn cần nitơ.

• Phốt pho (P) tham gia vào quá trình chuyển hóa năng lượng cho quá trình trao đổi chất của tế bào. Nó bao gồm cấu trúc của màng tế bào và axit nucleic. Cây còi cọc, lá tím, vết bệnh là biểu hiện của sự thiếu hụt.

• Kali (K) điều chỉnh khí khổng (các lỗ nhỏ trên lá cho phép khí di chuyển vào và ra khỏi tế bào thực vật), duy trì turgor (áp suất nước trong cây giữ cho cây đứng thẳng) và cân bằng thẩm thấu (chuyển chất dinh dưỡng trong cây từ khu vực có mật độ cao đến thấp). Vết bệnh trên lá là dấu hiệu của sự thiếu hụt kali, các lá trưởng thành sẽ chết trước. Kali đặc biệt quan trọng đối với sự phát triển của trái cây.

Thực vật cần tất cả ba chất dinh dưỡng đa lượng và mười ba chất dinh dưỡng vi lượng để thực hiện duy trì sinh lý thiết yếu và đạt được sự tăng trưởng.

Thực vật nhận nitơ như thế nào?

Tất cả các chất dinh dưỡng được rễ lấy từ đất và vận chuyển qua cây. Các chất dinh dưỡng được di chuyển qua cây thông qua ba cơ chế: thoát hơi nước, áp suất rễ đẩy nước và các ion dinh dưỡng lên trên, và hiện tượng chìm xuống nguồn, hút nước và các ion từ các bộ phận kém hoạt động của cây đến những nơi đang phát triển tích cực, chẳng hạn như chồi hoặc quả.

Phân bón giàu nitơ là gì?

Phân bón giàu nitơ có tỷ lệ nitơ cao hơn so với hai chất dinh dưỡng đa lượng khác (phốt pho và kali). Bạn có thể xác định nhãn hiệu thương mại của phân bón giàu nitơ bằng cách tìm tỷ lệ phần trăm dinh dưỡng như 10-5-5, có nghĩa là hàm lượng dinh dưỡng đa lượng là 10% nitơ, 5% phốt pho và 5% kali. Các con số về tỷ lệ mà bạn tìm thấy trên các nhãn hiệu phân bón thương mại được gọi là tỷ lệ ‘NPK’. Mỗi con số cho biết phần trăm nitơ, phốt pho và kali tương ứng trong phân bón. Phần còn lại của sản phẩm là chất độn không ảnh hưởng đến cây trồng. Những loại phân bón có số liệu phần trăm dinh dưỡng đa lượng thấp hơn nên được sử dụng cho những cây nhỏ hơn và những loại có số liệu phần trăm dinh dưỡng đa lượng cao hơn nên được sử dụng cho những cây lớn hơn.

Bởi vì nitơ tạo ra các axit amin, chúng rất quan trọng trong việc phát triển màng tế bào và chất diệp lục, cần thiết cho quá trình quang hợp. Nitơ rất tốt cho các loại rau ăn lá như cải xoăn, rau diếp và rau bina trong mùa sinh trưởng của chúng. Củ cải đường, cải bruxen, bông cải xanh, bắp cải và súp lơ trắng cũng cần hàm lượng nitơ cao. Dưa chuột, cà rốt, đậu fava, đậu Hà Lan, củ cải, parsnip và củ cải thì không. Giống như tất cả các loại phân bón, phân bón giàu nitơ chỉ nên được sử dụng ngay trước khi đến và trong mùa sinh trưởng của cây. 

Nitơ lỏng và nông nghiệp

Bạn có nhận ra rằng một loại khí phổ biến trong bầu khí quyển của Trái đất có thể được làm lạnh đến mức biến thành một chất lỏng, nó sẽ đóng băng ngay lập tức những cánh hoa, khiến chúng mỏng manh đến mức chỉ cần một cái chạm nhẹ cũng có thể làm vỡ chúng? Đúng rồi! Chúng ta đang nói về nitơ lỏng! Ở nhiệt độ và áp suất khí quyển bình thường, nitơ tồn tại ở dạng khí xung quanh chúng ta. Để biến nó thành chất lỏng, khí nitơ cần được làm lạnh đến nhiệt độ từ -346º F đến -320.44º F (-210º C và -195.8º C). Nitơ lỏng trông rất giống nước sôi. Nó có thể được giữ đến vài tuần trong một thùng chứa có áp suất và thông hơi đặc biệt được gọi là Dewar. Vì nito sôi ở nhiệt độ -320,4º F (-195,7º C) nên nitơ lỏng chuyển thành hơi nitơ rất nhanh khi được giải phóng vào khí quyển ở nhiệt độ phòng.

Khi điều này xảy ra, bạn sẽ thấy rất nhiều sương mù, được tạo thành từ hơi nước ngưng tụ đã được làm mát bằng cách tiếp xúc với nitơ lỏng. Một công dụng của nitơ lỏng là tạo hiệu ứng sương mù dày đặc cho nhiều bối cảnh khác nhau, chẳng hạn như sân khấu, phim và nhà ma. Trong sản xuất nông nghiệp, Nitơ lỏng có ít công dụng hơn so với công nghiệp. Điều quan trọng trong kỹ thuật lạnh, nó sử dụng rộng rãi trong liệu pháp áp lạnh, được sử dụng để loại bỏ mụn cóc và các tổn thương da khác. Nitơ lỏng thậm chí có thể được sử dụng trong nghệ thuật ẩm thực: nó có thể biến nguyên liệu thành một món kem ngon, mịn chỉ trong vài giây. Khả năng đóng băng nhanh của nitơ lỏng cũng làm cho nó trở thành một công cụ tốt để đông lạnh các sản phẩm thực phẩm và mẫu sinh học. Nó cũng có thể được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp như một chất làm mát cho chất siêu dẫn và các thiết bị khác tạo ra nhiệt lượng cực lớn.

Nitơ lỏng rất hữu ích, nhưng nó không phải lúc nào cũng dễ sử dụng. May mắn thay, nó không độc hại và không dễ phản ứng với các hóa chất khác. Nó cũng không mùi, không màu và không cháy. Tuy nhiên, chúng cực kỳ lạnh và có thể gây tê cóng ở các mô sống. Khi làm việc với nitơ lỏng, điều quan trọng là phải thao tác trong một khu vực rộng rãi, thông gió tốt. Khi nó sôi, một lít nitơ lỏng nở ra gần 700 lít nitơ hơi. Sự giãn nở này tạo ra rất nhiều áp suất và có thể gây ra nổ trong một khu vực kín. Nó cũng chiếm chỗ của oxy trong khu vực ngay lập tức, tạo ra nguy cơ ngạt thở trong khu vực không có đủ thông gió. mỹ phẩm genie