Hiểu Đúng Để Quản Lý Độ Ẩm Đất Và Dinh Dưỡng Cây Trồng

Nông nghiệp chính xác (precision agriculture) ngày càng phát triển, việc hiểu đúng về độ ẩm đất và dinh dưỡng cây trồng không còn là câu chuyện của cảm tính hay kinh nghiệm truyền thống. Nay đã trở thành một bài toán dữ liệu – công nghệ – sinh học đòi hỏi người nông dân phải đồng thời là một kỹ sư, một nhà sinh lý học thực vật và một nhà quản trị rủi ro môi trường.

Độ ẩm đất không chỉ là nước:

Khái niệm về độ ẩm đất không đơn giản là đất “khô” hay “ướt”. Trong kỹ thuật, sẽ định lượng bằng 3 thông số:

• Dung tích đồng ruộng (Field Capacity) – lượng nước tối đa mà đất có thể giữ được sau khi đã thoát hết nước tự do.
  
• Điểm héo (Wilting Point) – mức độ ẩm mà tại đó cây không thể hút nước được nữa.
  
• Mức tối ưu nằm trong khoảng 30 – 60% công suất vùng trồng, đây là ngưỡng để cây hấp thụ nước hiệu quả nhất.

Giữ đất nằm trong vùng độ ẩm tối ưu không chỉ giúp cây phát triển mạnh, mà còn giúp tối ưu hóa khả năng hấp thu dinh dưỡng, bởi vì độ ẩm ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng vận chuyển ion trong đất, cũng như phản ứng hóa học giữa các khoáng chất.

3 dạng dinh dưỡng trong đất:

Trong nhiều năm, người nông dân được dạy rằng đất có nhiều N-P-K thì cây sẽ phát triển tốt. Nhưng trên thực tế, tổng số không nói lên được tất cả, dinh dưỡng trong đất tồn tại ở ba dạng chính:

• Tổng số (Total nutrients): bao gồm mọi dạng, từ ion hòa tan đến muối kết tủa hay bám chặt vào khoáng sét, nhiều trong số đó cây không thể hấp thụ được.
  
• Dinh dưỡng dễ tiêu (Available nutrients): phần cây có thể hấp thụ qua rễ, thường là các ion như NO₃⁻, NH₄⁺, K⁺, PO₄³⁻…
  
• Dư lượng hòa tan: phần nhỏ trong “dễ tiêu” đã thực sự hoà tan trong dung dịch đất – đây mới là dòng dinh dưỡng thật sự chảy vào cây.
  

Điều thú vị là, dù bạn có bón đúng hàm lượng NPK, nếu pH đất không phù hợp (quá chua hay quá kiềm), nhiều khoáng chất sẽ kết tủa và trở nên “vô hình” với rễ cây. Ví dụ, đất quá chua (pH < 5,5) sẽ khiến lân (phospho) bị khóa chặt dưới dạng AlPO₄ hoặc FePO₄ không tan.

Mô hình và dữ liệu:

Nhóm phát triển kỹ thuật trong dự án gần đây đã triển khai một mô hình mô phỏng rễ cây, cho phép dự đoán hàm lượng dinh dưỡng dễ tiêu dựa trên pH, độ ẩm và cảm biến điện giải. Với dữ liệu từ 5 chỉ số đầu vào, mô hình có thể hồi quy để xác định lượng dinh dưỡng dễ tiêu thực tế, đây là chìa khóa để điều chỉnh phân bón linh hoạt theo thời gian thực.

Hệ thống còn được tích hợp cảm biến nhiệt độ và độ ẩm không khí, tạo ra một nền tảng theo dõi môi trường 3 chiều: đất – không khí – cây trồng. Các phép đo EC (độ dẫn điện) giúp ước lượng mức độ khoáng trong đất, từ đó đánh giá cả rủi ro thừa dinh dưỡng hoặc mặn hóa.

Chiến lược bón phân:

Bài học lớn nhất từ các nghiên cứu gần đây là: Không nên bón phân theo lịch cố định hoặc khuyến nghị chung. Cây ở giai đoạn non cần nhiều đạm để phát triển lá, nhưng nếu kéo dài đạm quá mức sang giai đoạn ra trái sẽ dẫn đến hiện tượng dư đạm, cây lá xanh tốt nhưng ít hoa quả, dễ nhiễm bệnh.

Ngược lại, cây ở giai đoạn cuối cần kali và vi lượng để nuôi trái, nếu vẫn tiếp tục bón đạm sẽ gây mất cân bằng sinh lý. Việc hiểu nhu cầu theo từng pha phát triển là yếu tố quyết định trong bón phân hiện đại.

Từ cảm biến, mô hình, đến hành động:

Một khía cạnh ít được nhắc đến nhưng rất quan trọng: đất cũng sống. Vi sinh vật, chất hữu cơ, than sinh học… đều ảnh hưởng đến độ xốp, khả năng giữ nước và trao đổi ion của đất. Bổ sung phân hữu cơ hoặc than sinh học không chỉ là bón thêm dinh dưỡng mà còn là cải tạo “hệ sinh thái đất”, để rễ cây phát triển sâu hơn, mạnh hơn, hấp thụ tốt hơn.

Quản lý độ ẩm và dinh dưỡng không còn là sự ước lượng cảm tính, mà là một ngành khoa học dữ liệu kết hợp sinh học thực hành. Từ cảm biến, mô hình, đến hành động thực tế trên đồng ruộng, mỗi bước tiến đều giúp người trồng hiểu đất hơn, hiểu cây hơn – và cuối cùng là hiểu mình hơn trong vai trò người đồng hành cùng thiên nhiên.