Hướng dẫn về chất lượng phân bón và phân tích chất dinh dưỡng

Chất lượng phân bón được sử dụng trong sản xuất cây trồng là rất quan trọng để đảm bảo lượng chất dinh dưỡng phù hợp có sẵn cho cây trồng trong suốt chu kỳ sinh trưởng. Mức độ dư thừa hoặc thấp của một số chất dinh dưỡng có thể gây hại cho sức khỏe của cây trồng; do đó, việc theo dõi các chất dinh dưỡng trong phân bón là rất quan trọng.

Tầm quan trọng của phân bón

Phân bón bổ sung các chất dinh dưỡng bị mất đi của cây trồng trong đất, và năng suất nông nghiệp sẽ bị ảnh hưởng nếu không sử dụng phân bón. Vì khoáng chất dễ dàng được cây trồng hấp thụ và sử dụng, nên phân bón khoáng thường được sử dụng để bổ sung nguồn dinh dưỡng của đất. Ngoài ra, phân bón cung cấp các nguyên tố quan trọng giúp cải thiện khả năng giữ nước của đất đồng thời tăng độ phì nhiêu của đất.

Tại sao cần phải phân tích phân bón?

Các chất dinh dưỡng đa lượng, phốt pho, nitơ và kali trong phân bón quyết định chất lượng của nó. Đồng thời, một số nguyên tố thứ cấp như magiê, canxi, lưu huỳnh và một lượng nhỏ bo, đồng, coban, sắt, molypden, mangan và kẽm có trong phân bón với hàm lượng nhỏ nhưng rất cần thiết cho sự phát triển của cây trồng.

Phân tích thành phần phân bón đảm bảo rằng các chất dinh dưỡng có đủ số lượng. Do đó, nó bảo vệ cây trồng bằng cách ngăn ngừa tình trạng thiếu hụt hoặc dư thừa chất dinh dưỡng trong phân bón. Hơn nữa, phân tích cũng đảm bảo rằng chất lượng và hàm lượng phân bón đáp ứng các tiêu chuẩn pháp lý.

Phương pháp phân tích nguyên tố

Phân tích nguyên tố trong phân bón có thể được thực hiện bằng phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử plasma cảm ứng (ICP-AES), quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (FAAS) và quang phổ phát xạ nguyên tử plasma vi sóng (MP-AES).

Phổ phát xạ nguyên tử plasma cảm ứng (ICP-AES)

ICP-AES là một kỹ thuật phân tích có thể xác định lượng chất dinh dưỡng trong phân bón. Trong kỹ thuật này, plasma nhiệt độ cao được điều khiển bởi trường điện từ được sử dụng để kích thích các nguyên tử.

Kỹ thuật phát xạ dựa trên khả năng phát ra ánh sáng của các nguyên tử bị kích thích. Bất cứ khi nào các electron trong các nguyên tử có đủ năng lượng di chuyển lên các mức năng lượng cao hơn, chúng giải phóng năng lượng dưới dạng bức xạ điện từ. Một nguyên tử của mỗi nguyên tố phát ra ở một bước sóng nhất định, duy nhất đối với quang phổ của nguyên tố đó.

Các dải cường độ cực đại đặc trưng cho từng nguyên tố tương ứng với các chuyển đổi điện tử có khả năng xảy ra nhất trong nguyên tử. Vì các nguyên tố khác nhau có cực đại ở các bước sóng khác nhau, nên việc xác định xem ánh sáng có bước sóng liên quan có trong quang phổ hay không là đủ để xác định một nguyên tố trong mẫu.

Nồng độ chất dinh dưỡng trong phân bón có thể được xác định bằng cách đo cường độ ánh sáng ở bước sóng thích hợp và sử dụng đường cong hiệu chuẩn.

Phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (FAAS)

Phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa lần đầu tiên được thử nghiệm vào năm 1952 và được thương mại hóa vào những năm 1960. Do tính đơn giản và độ bền, phương pháp này vẫn tiếp tục được sử dụng kể từ đó. Phương pháp này dựa trên việc xác định sự hấp thụ chọn lọc của bức xạ đặc biệt bởi hơi nguyên tử của mẫu (phân bón). Nó có thể xác định lượng chất dinh dưỡng cần thiết có trong phân bón.

Nó dựa trên khái niệm rằng các nguyên tử và ion có thể hấp thụ các bước sóng ánh sáng cụ thể. Nguyên tử hấp thụ năng lượng (ánh sáng) khi bước sóng ánh sáng chính xác này được truyền đi và các electron di chuyển từ trạng thái cơ bản đến trạng thái kích thích. Nồng độ của bất kỳ thành phần nào trong phân bón sau đó được tính bằng cách đo ánh sáng mà nó hấp thụ.

Phổ phát xạ nguyên tử plasma vi sóng (MP-AES)

Gần đây, phân tích nguyên tố đã được thực hiện bằng cách sử dụng Phổ phát xạ nguyên tử plasma vi sóng (MP-AES). MP-AES là một phương pháp phân tích đa nguyên tố dựa trên phát xạ tuần tự nhanh sử dụng bức xạ vi sóng liên kết từ tính để tạo ra plasma mạnh mẽ và ổn định từ khí nitơ.

Khí có thể được cung cấp thông qua bình chứa khí lạnh (Dewar), bình chứa hoặc máy tạo khí chạy bằng khí nén. Nitơ loại bỏ nhu cầu sử dụng các loại khí đắt tiền và nguy hiểm hơn như axetilen, do đó tăng cường an toàn cho phòng thí nghiệm và cho phép vận hành không cần giám sát.

Ngoài ra, plasma nitơ đạt được nhiệt độ khoảng 5000 K, loại bỏ nhiều nhiễu hóa học phổ biến trong quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa. Phát xạ nguyên tử mạnh ở nhiệt độ này, tạo ra giới hạn phát hiện tuyệt vời và phạm vi động tuyến tính cho hầu hết các thành phần.

Tầm quan trọng của Phân tích Nguyên tố và Phát triển trong Tương lai

Trọng tâm hiện tại của nông nghiệp là sản lượng chất lượng cao trong khi vẫn bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên, chẳng hạn như độ phì nhiêu của đất. Để làm được điều này, các chất dinh dưỡng được sử dụng để nuôi cây hoặc cải thiện chất lượng phân bón phải tuân theo các tiêu chuẩn nghiêm ngặt. Có thể hiểu sâu sắc về chất lượng phân bón thông qua các kỹ thuật phân tích nguyên tố. Thông tin này giúp tính toán lượng phân bón tối ưu để đáp ứng nhu cầu của cây trồng nhằm tối đa hóa sản lượng.

Tuy nhiên, phổ rộng các chất dinh dưỡng trong các mẫu phân bón khiến việc phân tích nguyên tố trở nên khó khăn. Ngoài ra, có thể gặp khó khăn khi có kết quả chính xác khi có mức cao và mức thấp của các nguyên tố vi lượng trong cùng một mẫu. Do đó, các phòng thí nghiệm phân tích thường xuyên cần phải pha loãng nhiều lần để đạt được phân tích cho tất cả các nguyên tố, tùy thuộc vào kỹ thuật được sử dụng và phạm vi hoạt động phân tích của kỹ thuật.