Quản lý hệ thống tưới phân yêu cầu các phương pháp phân tích nhanh chóng và chính xác nhằm xác định hàm lượng các chất dinh dưỡng có mặt trong dung dịch đất và nhựa cây. Nhà khoa học Folegatti và các cộng sự, vào năm 2005, đã chứng minh rằng, kết quả phân tích hàm lượng nitrat, các ion natri và kali trong dung dịch đất và nhựa cây cà chua bằng các bút đo ion Cardy (hiện tại được thay thế bởi các bút đo ion bỏ túi LAQUAtwin) thể hiện sự tương quan chính xác với các kết quả được xác định trong dung dịch đất và trong lá cây khô tương ứng, khi tiến hành phân tích bằng các phương pháp tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm, qua đó có thể kết luận rằng, các bút đo ion Cardy thực sự là công cụ hỗ trợ hữu ích cho công tác quản lí hệ thống tưới phân với giá thành cực kì phải chăng.
Giới thiệu
Thực vật nhận các chất dinh dưỡng từ đất để sinh trưởng và phát triển. Mức dinh dưỡng trong đất và các mô thực vật biểu thị nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng. Năm 2005, Folegatti và các cộng sự đã tiến hành một nghiên cứu nhằm mục đích đánh giá tính hiệu quả của việc sử dụng các bút đo ion Cardy để xác định hàm lượng các ion natri (Na+), nitrat (NO3-), và kali (K+), trong dung dịch đất và nhựa cây cà chua để phục vụ cho công tác quản lí hệ thống tưới phân. Ion natri mặc dù không quan trọng đối với cây cà chua, tuy nhiên hàm lượng natri có trong dung dịch đất và nhựa cây cho chúng ta thông tin rất giá trị nếu hệ thống tưới cây sử dụng nước mặn.
Các bút đo ion Cardy hiện nay đã được thay thế bằng dòng bút đo ion bỏ túi LAQUAtwin B-700 series, với giao diện người sử dụng tiên tiến, phần mềm đã được cải tiến và được trang bị các cảm biến đo có thể thay thế được. Sử dụng các bút đo ion bỏ túi LAQUAtwin B-722, B-731, và B-743 lần lượt để xác định ion natri (Na+), kali (K+), và ion nitrat (NO3-). Cũng như các bút đo ion Cardy, dòng bút đo ion ion bỏ túi LAQUAtwin B-700 series chỉ cần một vài giọt mẫu hoặc thể tích mẫu cỡ micro đồng thời hiển thị kết quả đo chỉ trong một vài giây. Nhờ các ưu điểm trên, người dùng có thể phân tích một số lượng lớn mẫu đo mà chỉ mất một khoảng thời gian ngắn ngay tại khu vực canh tác.
Phương pháp
Cà chua là loại cây được trồng phổ biến trong các nhà kính tại thành phố Piracicaba, SP, Brazil với nồng độ nitơ (N), kali (K) và độ mặn khác nhau trong nước tưới. Các loại phân bón và muối được sử dụng bao gồm nitrat amoni (NH4NO3), kali clorua (KCl), canxi clorua (CaCl2), và natri clorua (NaCl),và áp dụng kĩ thuật tưới phân nhỏ giọt. Việc lấy mẫu dung dịch đất được tiến hành trung bình sau mỗi 15 ngày và bắt đầu từ 24 giờ sau khi tưới nước ở độ sâu 15 cm với các chén sứ xốp và nồng độ các ion nitrat (NO3-), kali (K+), và natri (Na+) được đo bằng các bút đo ion Cardy. Tiến hành so sánh các kết quả thu được với các số liệu tương ứng được xác định trong phòng thí nghiệm bằng các phương pháp tiêu chuẩn – trắc quang ngọn lửa đối với ion K+, Na+ và phương pháp chưng cất hơi nước để xác định nồng độ NO3-.
Click vào hình ảnh để xem ở kích thước lớn hơn.
Tiến hành cắt 50 nhánh cây, phần đầu nhánh cây được ép bằng máy ép tỏi và sau đó tiến hành xác định hàm lượng các chất dinh dưỡng bằng các bút đo ion Cardy. Lá cây được sấy qua lò ở nhiệt độ 60⁰C trong vòng 48 giờ và hàm lượng Na+, N, K được xác định trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp đã được đề xuất bởi Malavolta cùng các cộng sự vào năm 1997. Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong nhựa cây ở cành lá được so sánh với các thông số tương ứng trong lá cây. Các bút đo ion Cardy đã được hiệu chuẩn bằng 2 dung dịch chuẩn trước khi sử dụng và cứ sau mỗi 10 mẫu đo. Để tránh nhiễm bẩn trong quá trình thao tác, các cảm biến được rửa bằng nước cất xen kẽ giữa các lần đo.
Các kết quả và lợi ích
Hàm lượng các ion NO3-, K+, và Na+ trong dung dịch đất được xác định bằng các bút đo ion Cardy và theo các phương pháp tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm có mối tương quan chặt chẽ với nhau (xem hình 2). Hàm lượng NO3- được xác định bằng bút đo ion Cardy thấp hơn khoảng 39% so với kết quả tương ứng được xác định bằng phương pháp chưng cất, trong khi đó hàm lượng các ion K+ và Na+ lần lượt cao hơn 21% và 67%, so với các kết quả tương ứng khi sử dụng phương pháp trắc quang ngọn lửa. Hệ số xác định (r2) của tất cả ion đều cao hơn và tỷ đối giữa chúng là 1% (bảng 1).
Kết quả đo hàm lượng NO3-, K+, và Na+ trong nhành cây bằng bút đo ion Cardy có sự tương quan chặt chẽ và hợp lý với các thông số tương ứng trong lá cây đã sấy khô và tỷ đối đáng kể giữa ion (bảng 1). Hệ số r2 của hàm lượng dinh dưỡng trong nhựa cây ở nhành lá và trong lá cây khô gần bằng với các kết quả được công bố bởi nhiều nghiên cứu khác. Kết quả so sánh hàm lượng ion Na+ trong nhựa cây ở nhành lá và lá khô không được tìm thấy trong các tài liệu có sẵn.
Kết quả đo hàm lượng NO3-, K+, và Na+ trong nhành cây bằng bút đo ion Cardy có sự tương quan chặt chẽ và hợp lý với các thông số tương ứng trong lá cây đã sấy khô và tỷ đối đáng kể giữa ion (bảng 1). Hệ số r2 của hàm lượng dinh dưỡng trong nhựa cây ở nhành lá và trong lá cây khô gần bằng với các kết quả được công bố bởi nhiều nghiên cứu khác. Kết quả so sánh hàm lượng ion Na+ trong nhựa cây ở nhành lá và lá khô không được tìm thấy trong các tài liệu có sẵn.
Click vào hình ảnh để xem ở kích thước lớn hơn
Click vào hình ảnh để xem ở kích thước lớn hơn
Click vào hình ảnh để xem ở kích thước lớn hơn
Tham khảo
Folegatti, M.V., Blanco, F.F., Boaretto, R.M. and Boaretto, A.E. (2005) Calibration of cardy-ion meters to measure nutrient concentrations in soil solution and in plant sap. Sci. Agric. (Piracicaba, Braz.), v.62, n.1, pp 8-11.
Malavolta, E., Vitti, G.C.; Oliveira, S.A. Avaliação do estado nutricional das plantas: princípios e aplicações. 2.ed. Piracicaba: POTAFOS, 1997. 201p.
Revision 1.0, 30 December 2016.
