Làm thế nào để sử dụng phân bón sinh học hữu cơ hiệu quả?

Hiểu được phân bón sinh học hữu cơ và vai trò của nó trong nông nghiệp bền vững

Nấm bón sinh học hữu cơ là gì? Kết hợp sinh học và chất hữu cơ

Nấm hữu cơ sinh học trộn các vi khuẩn tốt với các chất hữu cơ giàu như phân bón hoặc vật liệu thực vật còn lại. Chúng hoạt động khác với những loại phân bón tổng hợp mà chúng ta đều biết bởi vì chúng thực sự tăng cường sự sống trong đất. Khi sử dụng, các sản phẩm này mang lại các sinh vật hữu ích như vi khuẩn gắn nitơ được gọi là Rhizobium và một số loại nấm gọi là Mycorrhizae giúp giải phóng phốt pho. Chuyện gì xảy ra tiếp theo? Những công nhân nhỏ này làm tăng tốc độ phân hủy chất hữu cơ thành chất dinh dưỡng mà thực vật thực sự có thể sử dụng, cộng với việc làm cho đất có cấu trúc tốt hơn theo thời gian. Các nghiên cứu cũng cho thấy một điều khá thú vị - khi sử dụng phân bón sinh học thay vì hóa chất thông thường, các khoáng chất có sẵn cho cây trồng nhanh hơn khoảng 20 đến 35 phần trăm theo những phát hiện gần đây được công bố trên ScienceDirect năm ngoái.

Các loại phân bón sinh học và hữu cơ và cách chúng hoạt động

Bốn loại chính được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp:

• Nấm mỡ sinh học cố định nitơ : Sử dụng Azotobacter hoặc Chất xám để chuyển đổi khí nitơ thành amoniac.
• Các chất hòa tan phốt pho : Các chủng như Bacillus megaterium giải phóng phốt pho liên kết thông qua sản xuất axit hữu cơ.
• Máy vận động kali : Các loài giả mạo phá vỡ khoáng chất kali trong đất đất sét.
• Trộn phân bón đa chức năng : Kết hợp vi khuẩn phân hủy với chất thải nông nghiệp để kích thích hình thành dung dịch.

Mỗi loại giải quyết sự thiếu hụt chất dinh dưỡng cụ thể trong khi giúp duy trì độ pH đất tối ưu - đặc biệt quan trọng đối với các loại cây trồng như đậu và ngũ cốc.

Lợi ích cho sức khỏe đất và sản xuất cây trồng bền vững

Sử dụng phân bón hữu cơ sinh học làm tăng nồng độ carbon hữu cơ trong đất từ 1,2 đến gần 2% mỗi năm trong khi làm cho đất giữ nước tốt hơn khoảng 40% theo ScienceDirect từ năm ngoái. Nông dân thay thế khoảng 1/3 phân bón hóa học cho các lựa chọn vi khuẩn này có xu hướng thấy năng suất lúa mì và gạo tăng từ 15% lên tới 30%. Một điểm cộng lớn khác là cách tiếp cận này cắt giảm lượng nitrat rỉ ra gần một nửa giúp giữ cho nước ngầm của chúng ta sạch hơn. Nghiên cứu mới nhất được công bố trên Advances in Soil Health Research vào năm 2024 cho thấy những phân bón tự nhiên này mang lại tất cả các loại vi khuẩn có lợi trong đất điều đó thực sự quan trọng nếu chúng ta muốn chuyển sang các phương pháp canh tác tái tạo hơn.

Tỷ lệ ứng dụng tối ưu và tỷ lệ thay thế cho năng suất tối đa

Tỷ lệ áp dụng khuyến cáo theo loại cây trồng

Lượng phân bón cần thay đổi tùy thuộc vào loại cây mà chúng ta đang nói đến vì các cây khác nhau cần các chất dinh dưỡng khác nhau tại các điểm khác nhau trong chu kỳ phát triển của chúng. Đối với rau lá xanh, nông dân thường áp dụng khoảng 15 đến 20 tấn mỗi ha mỗi năm vì những cây trồng này phát triển rất nhanh. ngũ cốc hơi khác mặc dù chúng làm tốt hơn với khoảng 8 đến 12 tấn trải rộng trên cánh đồng trong những giai đoạn quan trọng khi chúng bắt đầu cày và sau đó một lần nữa khi chúng nở hoa. Làm đúng không chỉ là theo số trên giấy. Kiểm tra đất trước khi áp dụng bất cứ thứ gì sẽ tạo ra sự khác biệt. Nếu không có kiểm tra đúng cách, có nguy cơ thực sự là bạn sẽ bỏ quá nhiều, và điều đó thực sự làm tổn thương vi khuẩn đất thay vì giúp chúng phát triển.

Thay thế phân bón hóa học: Tỷ lệ hữu cơ-quặng lý tưởng (20-40%)

Thay thế 30% phân bón tổng hợp bằng các chất thay thế sinh học hữu cơ tối ưu hóa cả năng suất và sức khỏe đất. Dữ liệu cho thấy sự cải thiện dần dần qua các mức thay thế:

Mức thay thế	Tăng hiệu quả nitơ	Tăng chất hữu cơ trong đất
20%	12-18%	0,8 - 1,2%
30%	15-22%	1,5-2,1%
40%	18-25%	2,4 - 3,3%

Nông dân nên tăng dần thay thế trong 2-3 mùa phát triển để cho phép vi sinh vật đất thích nghi.

Tác động lợi nhuận ở các mức thay thế khác nhau: Thông tin chi tiết dựa trên dữ liệu

Một nghiên cứu theo chiều dọc năm 2023 trên 140 trang trại cho thấy lợi nhuận năng suất nhất quán với sự thay thế 20-40%:

• 20% thay thế : tăng 7-12% trong các loại đậu, 5-8% trong ngũ cốc
• 30% thay thế : tăng 12% -18% trong rau, 8 -14% trong ngũ cốc
• 40% thay thế : 15 - 22% năng suất trái cây cao hơn, với lợi nhuận giảm hơn 45%

Những phát hiện này nhấn mạnh sự cân bằng cụ thể của cây trồng, nơi các đầu vào sinh học bổ sung thay vì cạnh tranh với phân bón khoáng sản.

Kỹ thuật ứng dụng tốt nhất để tăng hoạt động vi khuẩn

Phân bón sinh học hữu cơ hoạt động tốt nhất khi được áp dụng để bảo vệ khả năng sinh hoạt vi khuẩn và đảm bảo tiếp xúc chặt chẽ với rễ cây.

Các phương pháp hiệu quả: Lấp hạt giống, ngâm rễ, nhúng đất và phun lá

Có bốn phương pháp chính thực sự tăng cường kết quả trong ứng dụng vi khuẩn. Trước hết, lớp phủ hạt giống giúp tạo ra những vi khuẩn có lợi ngay từ đầu. Khi cây được cấy ghép, ngâm rễ vào dung dịch vi khuẩn tạo ra mối quan hệ cộng sinh quan trọng đó. Việc trộn vi khuẩn trực tiếp vào đất cũng hiệu quả vì nó khiến chúng lan rộng khắp nơi các rễ mọc. Và đừng quên các loại thuốc xịt lá giúp cây hấp thụ chất dinh dưỡng tốt hơn qua lá. Nhìn vào dữ liệu gần đây từ Báo cáo Vi khuẩn Nông nghiệp năm 2024, khoảng hơn 60% nông dân hữu cơ đã bắt đầu sử dụng các phương pháp nhắm mục tiêu này để tăng năng suất cây trồng một cách bền vững. Điều đó có ý nghĩa khi bạn nghĩ về nó - kỹ thuật tốt hơn có nghĩa là cây trồng khỏe mạnh hơn mà không cần tất cả các đầu vào hóa học.

Thời gian và tích hợp với đầu vào hóa học

Áp dụng phân bón sinh học hữu cơ 3 - 7 ngày trước khi đầu vào hóa học để thiết lập cộng đồng vi khuẩn - trình tự này cải thiện tỷ lệ sống sót bằng 30%. Tránh trộn với thuốc diệt nấm hoặc phân bón có nhiều nitơ, có thể gây hại cho vi khuẩn có lợi. Kết quả tối ưu xảy ra khi các ứng dụng được định thời gian trùng với độ ẩm đất đầy đủ và nhiệt độ ban ngày dưới 90 ° F (32 ° C).

Tránh những cạm bẫy thường gặp làm giảm khả năng sinh hoạt của vi khuẩn

Để duy trì hiệu quả vi khuẩn:

• Lưu trữ sản phẩm dưới 77 ° F (25 ° C) để ngăn ngừa 40 - 60% chết (Ponemon 2023)
• Giảm thiểu tiếp xúc tia UV trong quá trình áp dụng trên thực địa
• Sử dụng nước trung tính pH (6,5 - 7,5) khi chuẩn bị thuốc xịt lá

Theo các thực hành này có thể làm tăng lượng phosphorus lên đến 45% trong các cây trồng phụ thuộc vào nấm mầm như cây vườn.

Phù hợp phân bón sinh học hữu cơ với cây trồng và điều kiện đất

Chọn phân bón sinh học phù hợp cho cây trồng và đất cụ thể

Thành công phụ thuộc vào việc phù hợp với loại phân bón sinh học với nhu cầu cây trồng và đặc tính đất:

• Nấm mỡ sinh học cố định nitơ (ví dụ, Rhizobium ) tăng năng suất đậu hoa bằng cách chuyển đổi nitơ khí quyển thành các dạng có thể sử dụng.
• Các giống hòa tan phốt pho với Bacillus hoặc nấm nấm mầm thúc đẩy sự phát triển rễ trong đất có hàm lượng phốt pho thấp, đặc biệt là trong vườn cây và ngũ cốc.
• Các chủng tăng cường kali như Bacillus Subtilis cải thiện khả năng có kali cho cây trồng như cà chua và khoai tây trong đất giàu khoáng chất.

Kiểm tra đất là rất quan trọng - đất axit được hưởng lợi từ các hỗn hợp chủ yếu do nấm, trong khi đất kiềm phản ứng tốt hơn với thuốc chủng khuẩn.

Sử dụng thuốc độc vi khuẩn và nấm nấm trong các hệ thống nhắm mục tiêu

Các công thức tiên tiến kết hợp các chủng vi khuẩn để giải quyết các thách thức cụ thể. Ví dụ, trong đất muối, vi khuẩn sản xuất siderophore cải thiện lượng sắt hấp thụ trong gạo lên đến 18% (Nature, 2023). Mạng lưới nấm mốc mở rộng đáng kể các vùng hấp thụ rễ - từ 5 đến 10 lần - làm cho chúng rất hiệu quả trong môi trường có phốt pho hạn chế.

Nghiên cứu trường hợp: Tiêm chủng nấm mầm trong vườn cây để cải thiện hấp thụ phốt pho

Trong suốt ba năm trong một thí nghiệm vườn táo, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng khi họ sử dụng phân bón sinh học của nấm nấm mầm thay vì phân bón thông thường, cây hấp thụ khoảng 25% nhiều phốt pho hơn từ đất. Đất cũng trở nên tốt hơn, với chất hữu cơ tăng khoảng 1,2 phần trăm mỗi năm. Sản lượng trái cây tăng từ 14 đến gần 20 phần trăm, mặc dù nông dân đã giảm bớt 40% phân bón hóa học. Những người trồng bông cũng có những câu chuyện thành công tương tự. Các trang trại áp dụng hỗn hợp vi khuẩn tùy chỉnh đã thấy cây trồng của họ sản xuất 12% năng suất cao hơn trong đất mặn. Những kết quả này cho thấy khá rõ ràng rằng những gì hoạt động tốt nhất thường phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của mỗi trang trại hơn là chỉ áp dụng cùng một giải pháp ở khắp mọi nơi.

Tích hợp phân bón sinh học hữu cơ vào các hệ thống nông nghiệp hữu cơ và tái tạo

Kết hợp với phân bón, xoay trượt cây trồng và trồng trọt liên tục

Kết quả tốt nhất xảy ra khi chúng ta kết hợp phân bón hữu cơ sinh học với các phương pháp nông nghiệp tái tạo. Khi trộn với phân bón chất lượng tốt, những phân bón này có thể tăng lượng chất dinh dưỡng có sẵn từ 20 đến 40 phần trăm. Đồng thời, việc thay thế nhiều loại cây trồng thay vì trồng chỉ một loại cải thiện cơ thể vi khuẩn trong đất khoảng 35 phần trăm. Lấy ví dụ những gì xảy ra khi nông dân trồng đậu bên cạnh các loại ngũ cốc. Thực tế là thực hành này làm tăng lượng nitơ trong đất, khoảng 25% thêm, đặc biệt nếu họ cũng sử dụng phân bón sinh học đặc biệt dựa trên rễ. Tất cả những sự kết hợp này hoạt động cùng nhau tốt trong các hệ thống nông nghiệp vòng kín. Chúng giúp giảm lượng vật liệu tổng hợp mà nông dân cần mua bởi vì mọi thứ được tái chế hiệu quả trong toàn hệ sinh thái nông nghiệp.

Xây dựng sức khỏe đất lâu dài và đa dạng vi khuẩn

Theo thời gian, nồng độ carbon hữu cơ trong đất có xu hướng tăng khoảng 1,2% mỗi năm theo kết quả từ một nghiên cứu kéo dài 15 năm theo dõi những thay đổi trong đất. Nồng độ carbon tăng lên giúp xây dựng các kết nối nấm mầm dưới lòng đất hoạt động như hệ thống tưới tiêu của tự nhiên. Những mạng lưới này có thể tăng lượng chất dinh dưỡng mà rễ thực sự hấp thụ, đôi khi tăng gấp đôi hiệu quả của chúng khi đối phó với đất ít phốt pho. Nhìn vào dữ liệu thực tế, phương pháp nông nghiệp hữu cơ thường tạo ra hoạt động nấm nhiều hơn khoảng 70% so với các phương pháp nông nghiệp thông thường. Điều này quan trọng bởi vì các quần thể nấm khỏe mạnh hơn có nghĩa là khả năng giữ độ ẩm tốt hơn cho cây trồng trong thời kỳ khô, cho cây trồng cơ hội chống lại điều kiện hạn hán.

Xu hướng: Nâng cao áp dụng trong nông nghiệp tái tạo

Hơn một nửa (thực tế khoảng 45%) các trang trại hữu cơ được chứng nhận đang chuyển sang phân bón sinh học trong những ngày này, đại diện cho sự gia tăng khá từ chỉ 28% vào năm 2020. Lý do đằng sau sự thay đổi này? Nông nghiệp tái tạo thực sự đã đặt việc tái tạo lớp đất trên đầu tiên. Nông dân trộn phân bón sinh học với cây trồng phủ thấy đất của họ phục hồi nhanh hơn khoảng 30% ở những khu vực bị suy thoái trước đó. Và nhìn về phía trước, có rất nhiều tiền đang chuyển động trong không gian này. Nhu cầu cho những người giúp đỡ vi mô nhỏ được gọi là thuốc chủng ngừa được dự kiến sẽ tăng khoảng 14% mỗi năm cho đến năm 2030. Tại sao lại quan tâm đến chuyện này? Chúng giúp giữ carbon trong khi giữ cho năng suất cây trồng ổn định ngay cả khi điều kiện trở nên khó khăn.

Câu hỏi thường gặp

• Phân bón sinh học hữu cơ là gì? Phân bón sinh học là hỗn hợp các vi khuẩn có lợi kết hợp với chất hữu cơ, như phân bón, để tăng cường chất lượng đất và tăng trưởng thực vật bằng cách thúc đẩy hoạt động vi khuẩn.
• Nấm mỡ sinh học hữu cơ khác với phân bón tổng hợp bằng cách nào? Không giống như phân bón tổng hợp cung cấp chất dinh dưỡng trực tiếp, phân bón sinh học hữu cơ cải thiện cấu trúc đất và phá vỡ vật liệu hữu cơ thành chất dinh dưỡng có thể sử dụng hiệu quả hơn, hỗ trợ nông nghiệp bền vững.
• Những lợi ích của việc sử dụng phân bón sinh học hữu cơ là gì? Lợi ích bao gồm tăng lượng nước giữ lại trong đất, cải thiện mức năng suất của cây trồng như lúa mì và gạo, giảm sự xả nitrat và tăng đa dạng vi sinh vật trong đất.
• Liệu phân bón sinh học hữu cơ có thể thay thế hoàn toàn phân bón hóa học? Mặc dù chúng có thể làm giảm đáng kể nhu cầu về phân bón tổng hợp, nhưng nên duy trì sự cân bằng để đảm bảo năng suất tối đa và sức khỏe đất; thông thường, mức thay thế 20~40% được khuyến cáo.
• Các phân bón sinh học hữu cơ có hiệu quả với tất cả các loại đất không? Thành công phụ thuộc vào việc phù hợp đúng loại phân bón sinh học với tính chất cây trồng và đất, vì một số loại hoạt động tốt hơn trong đất axit, trong khi những loại khác phù hợp với điều kiện kiềm.