1. Kali Lắng Đọng Từ Khí Quyển

Kali lắng đọng trong khí quyển là lượng kali chuyển từ khí quyển vào một vùng đất nhất định. Lắng đọng trong khí quyển là tổng hợp của lắng đọng ướt và lắng đọng khô.

Lắng đọng ướt là lượng kali được chuyển từ khí quyển đến một vùng đất nhất định do mưa, sương mù hoặc tuyết.

Lắng đọng khô là lượng kali trong các hạt không khí được chuyển đến một vùng đất nhất định.

Lắng đọng khô thì kali trong các hạt bị lắng đọng, trong khi lắng đọng ướt thì kali hòa tan trong mưa.

Các nghiên cứu thực hiện tại Trung Quốc cho thấy thường sự lắng đọng khô nhiều hơn lắng đọng ướt. Lắng đọng khô lớn nhất thường xảy ra vào mùa xuân, lắng đọng ướt xảy ra vào mùa hè.

Nghiên cứu ở Hoa Kỳ cho thấy, tổng kali đầu vào ở cả lắng đọng ướt và khô dao động từ 0-2,5kg/ha/năm tuỳ vào khu vực.

2. Kali Từ Nguồn Nước Tưới 

Lượng kali đầu vào dựa vào nguồn nước tưới được xác định bởi nồng độ kali trong nguồn nước, lượng nước được sử dụng, lượng bùn cát được vận chuyển theo nước và hàm lượng kali trong bùn cát.

Ví dụ, một nghiên cứu trên ruộng lúa ngập nước ở Đồng bằng sông Cửu Long của Việt Nam, lượng kali đầu vào trung bình của nước tưới là 14–18 kg kali/ha/năm. Nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng một lượng lớn kali được bổ sung bởi bùn cát trong nước. Tổng lượng kali được bổ sung dao động từ 320 đến 1892 kg/ha/năm, nhưng chỉ có 3–10 kg/ha/năm là cây trồng có thể sử dụng được.

Theo thời gian, một phần kali còn lại trong bùn cát dự kiến ​​sẽ có thể hữu dụng để thực vật hấp thụ dựa trên sự biến đổi trong đất và các cơ chế được thực vật sử dụng để tiếp cận kali trong đất.

3. Kali Trong Phân Hữu Cơ

Giá trị dinh dưỡng của kali trong phân động vật nói chung tương đương với phân kali hòa tan. Vì kali không phải là thành phần cấu trúc của tế bào động vật và thực vật, kali vẫn hòa tan trong phân và nước tiểu động vật, nên không có kali “hữu cơ” thực sự.

Nồng độ dinh dưỡng trong phân động vật nhìn chung thường thấp nên việc vận chuyển phân đi đường dài là không có hiệu quả kinh tế. Do đó, việc sử dụng phân chủ yếu là ở địa phương. Bên cạnh đó, phân động vật còn có những lợi ích bổ sung ngoài hàm lượng chất dinh dưỡng khoáng và có thể hỗ trợ trong việc cải tạo đất.

Bằng chứng từ các thí nghiệm dài hạn cho thấy sự kết hợp của các chất dinh dưỡng vô cơ và hữu cơ thường đạt được năng suất cây trồng cao hơn, cải thiện chất lượng đất và độ phì nhiêu, tăng hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng và dẫn đến các hệ thống quản lý chất dinh dưỡng bền vững hơn so với chỉ sử dụng một trong hai nguồn.

4. Phân Bón Kali Thương Mại

Phân bón thương mại là nguồn kali đầu vào mà nông dân có thể quản lý với độ chính xác cao nhất. Ở các quốc gia nơi các thành phần của phân bón được quy định, nồng độ tối thiểu của kali được đảm bảo bởi nhà sản xuất phân bón và không thay đổi so với nhãn đã nêu. Tuy nhiên, tính toàn vẹn của thành phần phân bón là không phải lúc nào cũng được đảm bảo ở một số nơi trên thế giới và các sản phẩm bị pha tạp chất được tìm thấy trên thị trường.

4.1. Tài nguyên kali và dự trữ

Kali là một thuật ngữ chung bao gồm nhiều loại phân kali riêng lẻ khác nhau. Trong số các nguồn này có kali clorua (KCl), còn được gọi là muối kali (MOP); kali sunfat (K₂SO₄), còn được gọi là sunfat kali (SOP); kali magie sunfat (K₂SO₄.MgSO₄), đôi khi được gọi là sunfat của magie kali (MgSOP hoặc SOPM); kali nitrat (KNO3), còn được gọi là nitrat kali (NOP) hoặc muối tiêu; và hỗn hợp natri-kali nitrat (NaNO₃ + KNO₃), còn được gọi là muối Chile.

Nồng độ kali của phân bón thương mại được báo cáo trên cơ sở oxit (K₂O) hoặc trên cơ sở nguyên tố (K). Đối với một nồng độ nguyên tố K nhất định, nồng độ oxit được báo cáo gấp 1,2 lần nồng độ nguyên tố kali.

Kali là nguyên tố phong phú thứ bảy trong vỏ Trái đất nhưng không bao giờ được tìm thấy ở dạng nguyên tố trong tự nhiên vì nó có phản ứng cao nếu như không liên kết hóa học với các nguyên tố khác.

Tài nguyên kali toàn cầu thường xuất hiện dưới dạng trầm tích lớn, bị chôn vùi sâu liên quan đến các muối tự nhiên lắng đọng sau quá trình bay hơi của đại dương.

Sylvite, dạng khoáng của clorua kali, là khoáng chất phong phú nhất trong các mỏ thương mại.

Sylvinit, một hỗn hợp vật lý của sylvite và halit (NaCl), là loại quặng chứa kali phổ biến nhất. Quặng phổ biến thứ hai là carnallitite, một hỗn hợp chủ yếu của carnallite (KCl.MgCl₂.6H₂O) và các muối khác.

Kali nitrat (niter) là một loại quặng độc đáo, với các mỏ chỉ xuất hiện ở sa mạc Atacama phía bắc Chile.

Không giống như quy trình Haber-Bosh để tổng hợp amoniac hoặc quy trình sản xuất axit photphoric, quy trình xử lý kali không liên quan đến các phản ứng hóa học phức tạp; Kali thường được tách ra khỏi các hợp chất khác trong quặng bằng phương pháp tuyển nổi và kết tinh chọn lọc.

Mặc dù có khoảng 980 mỏ kali được phân phối trên khắp thế giới, nhưng kali được khai thác ở ít hơn 20 quốc gia, trong đó Nga, Canada, Belarus và Trung Quốc chiếm 3/4 sản lượng thế giới. Kể từ năm 2000, sản lượng toàn cầu đã tăng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm khoảng 3,1%: từ 24,5 triệu tấn K₂O năm 2000 lên 41,0 triệu tấn năm 2019.

4.2. Nguyên Liệu Và Sử Dụng

Hơn 95% sản lượng phân bón kali toàn cầu bắt nguồn từ kali clorua thu được từ sylvinit, carnallitite hoặc hartsalz.

Vào năm 2015, khoảng 74% KCl đã sản xuất được sử dụng trực tiếp để làm dinh dưỡng cho cây trồng. Trong số 26% còn lại, khoảng 2% được phản ứng với axit nitric hoặc muối nitrat để tạo kali nitrat, 5% được phản ứng với axit sulfuric để tạo kali sulfat, và 19% được kết hợp vào các nguồn N và P khác nhau để tạo ra N-P-K hoặc P-K phức hợp.

Lượng phân bón lớn tiếp theo được sản xuất là kali sulfat sơ cấp có nguồn gốc từ kainite, hartsalz, hoặc polyhalite, chiếm khoảng 4% sản lượng phân bón toàn cầu năm 2015.

1% sản lượng còn lại là kali magie sulfat có nguồn gốc từ langbeinite.

Tất cả các loại phân kali thương mại thông thường đều có khả năng hòa tan vừa đủ để cung cấp đủ kali cho cây trồng trong đất ẩm.

Sự khác biệt về khả năng hòa tan trong nước trở nên quan trọng khi các nguồn kali rắn được hòa tan để sử dụng phun qua lá hoặc làm phân bón dạng lỏng. Khi sử dụng phân kali rắn cho những mục đích này, cần phải xem xét cả độ hòa tan và thời gian cần thiết để hòa tan khi chế tạo một loại phân bón lỏng thích hợp.

4.3. Các Loại Phân Kali Phổ Biến Trên Thị Trường

4.3.1.  Kali Clorua (Kali Đỏ)

Cho đến nay, kali clorua là loại phân bón kali được sử dụng phổ biến nhất để làm dinh dưỡng cây trồng do giá thành tương đối thấp và tỷ lệ K₂O cao nhất, 60–63%.

Hầu hết phân bón KCl được sản xuất bằng cách tách quặng sylvinit thành sylvite (KCl) và halit (NaCl), dựa trên các trọng lượng riêng hoặc khả năng hòa tan khác nhau của chúng. Phân bón gốc sylvite tinh khiết thu được có thể có màu hơi đỏ do nồng độ của oxit sắt có trong quặng tự nhiên.

Hầu hết kali clorua (KCl) sản xuất được sử dụng trực tiếp làm phân bón; tuy nhiên, kali clorua cũng có thể được sử dụng để tạo thành các sản phẩm phân bón kali khác.

Kali clorua thường được rải lên bề mặt đất trước khi xới đất và trồng hoặc bón thành từng rảnh tập trung gần hạt giống hoặc cây trồng. Vì tất cả các loại phân kali sẽ làm tăng nồng độ muối hòa tan trong đất khi chúng tan ra, nên kali clorua được bón dọc theo rảnh thường được đặt ở bên cạnh hạt để tránh thiệt hại do thẩm thấu tiềm tàng trong quá trình hạt nảy mầm. Kali clorua cũng như hầu hết các loại phân kali, có sẵn ở nhiều cỡ hạt (từ thô đến mịn) để phù hợp với mục đích sử dụng.

4.3.2. Kali Sunfat

Kali sunfat có thể được sản xuất theo ba cách.

- Kali sulfat sơ cấp bắt nguồn từ sự phân hủy quặng chứa sunfat. Ví dụ, nước được thêm vào kainit, tạo ra schoenit như một sản phẩm trung gian, kali clorua sau đó được thêm vào schoenit để tạo ra K₂SO₄.

- Phương pháp thứ hai là làm bay hơi nước muối trong tự nhiên để kết tinh kali sulfat.

- Thứ ba, quá trình Mannheim phản ứng kali clorua với axit sulfuric, tạo ra kali sulfat.

Kali sunfat hữu dụng ở dạng tinh thể hoặc ở dạng hạt thường được ưa thích để trộn và rải. Kali sunfat có hàm lượng K₂O xấp xỉ 50%. Năm 2015, sản lượng K₂SO₄ sơ cấp chiếm khoảng 9% lượng phân kali toàn cầu.

Kali sunfat cung cấp cả kali (K) và lưu huỳnh (S) ở dạng dễ hòa tan và hữu dụng cho cây trồng. Có thể có một số loại đất và cây trồng cần kali nhưng tránh bổ sung clorua (Cl). Trong những tình huống này, K2SO4 tạo ra nguồn phân kali rất phù hợp.

Kali sunfat chỉ hòa tan một phần ba so với KCl, vì vậy nó không được sử dụng phổ biến để bón qua nước tưới trừ khi cần bổ sung lưu huỳnh.

Phun kali sulfat qua lá là một cách thuận tiện để bón bổ sung kali và lưu huỳnh cho cây trồng, bổ sung các chất dinh dưỡng do rễ cây hấp thu từ đất. Các hạt mịn được sử dụng để làm dung dịch phân tưới hoặc phun qua lá vì các hạt nhỏ tan nhanh hơn.

4.3.3.     Kali Nitrate

Có một số cách để sản xuất kali nitrat.

- Kali clorua được trộn với muối nitrat, natri nitrat hoặc amoni nitrat.

- Kali nitrat cũng thường được sản xuất bằng phản ứng của kali clorua với axit nitric.

Một lượng tương đối nhỏ kali nitrat được tạo ra từ trầm tích caliche tự nhiên từ sa mạc Chile.

Việc sử dụng KNO₃ trong nông học thường được thực hiện trong điều kiện cần nguồn cung cấp cả kali và đạm có khả năng hòa tan cao, không chứa clorua. Kali nitrat chứa một tỷ lệ kali tương đối cao, với tỷ lệ N: K xấp xỉ 1: 3 theo trọng lượng.

Kali nitrat thường được hòa tan trong dung dịch phun lên tán lá thực vật, hoặc hòa tan và bón qua quá trình tưới phân. Kali nitrat được sử dụng phổ biến nhất để bón cho các loại cây đặc sản có giá trị kinh tế cao.

4.3.4.  Kali Magie Sulfat (Langbeinite) 

Langbeinite có kali (K), magie (Mg) và lưu huỳnh (S), tất cả đều chứa trong một khoáng địa chất duy nhất. Thành phần của nó cung cấp sự phân bố đồng đều các chất dinh dưỡng này khi bón vào đất.

Langbeinite tan hoàn toàn trong nước, nhưng tan chậm hơn so với một số loại phân kali thông thường khác vì mật độ hạt cao hơn.

Kali Magie Sulfat thường được sử dụng ở những nơi cần có nguồn kali với lượng Clorua thấp để cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng hoặc ở những nơi có thể cần thêm Magie trong hệ thống canh tác, chẳng hạn như trên đất chua. Langbeinite là một loại phân bón giàu dinh dưỡng với chỉ số muối tổng thể tương đối thấp. Nó có sẵn ở dạng tinh thể hoặc dạng hạt. Langbeinite chỉ chiếm chưa đến 1% sản lượng phân kali sơ cấp trên toàn cầu.

4.3.5.  Kali Photphat (Phân MKP)

Kali photphat (KH₂PO₄) được tạo ra từ phản ứng của KCl với axit photphoric. Nó chứa 34% K₂O. Sản phẩm hòa tan cao này thường được sử dụng trong tưới tiêu và phun trên lá khi cần có nguồn cung cấp cả lân và kali mà không cần bổ sung đạm.

4.4.  Những Lưu Ý Khi Chọn Loại Phân Kali Để Đạt Hiệu Qủa Sử Dụng

4.4.1. Lưu Ý Khi Chọn Phân Kali Để Tưới

Các chất dinh dưỡng được bổ sung vào hệ thống tưới điều áp phải được hòa tan hoàn toàn trước khi thêm vào nguồn nước tưới.

Mặc dù hầu hết các loại phân kali phổ biến đều có khả năng hòa tan tương đối, nhưng người sử dụng cần lưu ý sự khác biệt giữa các nguyên liệu.

Sự hiện diện của các tạp chất, lớp phủ phân bón và chất điều hòa có thể gây ra các vấn đề tắc nghẽn hệ thống tưới tiêu, vì vậy các vật liệu này phải được loại bỏ bằng bộ lọc.

Các nguồn phân kali phổ biến nhất để tưới là KCl, K₂SO₄, KNO₃ , K₂S₂O₃ và KH₂PO₄.

Việc lựa chọn một nguồn kali cụ thể thường dựa trên giá cả, độ hòa tan và anion đi kèm.

Ngoài ra cần tính đến các phản ứng hóa học tiềm ẩn giữa các loại phân hỗn hợp và chất lượng của nước tưới. Ví dụ, có thể giảm thiểu sự kết tủa của muối canxi hoặc muối photphat trong đường ống tưới bằng cách chọn nguồn phân bón kali thích hợp. Bản thân kali nói chung không phải là một vấn đề trong quá trình tưới phân, nhưng các phản ứng tiềm ẩn của các anion đi kèm cần được xem xét để tránh làm tắc hệ thống tưới.

4.4.2. Lưu Ý Khi Sử Dụng Phân Kali Bón Qua Lá

Hầu hết các loại cây trồng có nhu cầu kali tương đối cao trong suốt mùa sinh trưởng. Nếu sự hấp thụ kali từ đất không đáp ứng được nhu cầu của cây thì sự tăng trưởng, năng suất và chất lượng sẽ bị ảnh hưởng.

Bón kali qua lá trong mùa sinh trưởng đã được chứng minh là có thể cải thiện năng suất và chất lượng cây trồng trong nhiều trường hợp.

Khi khả năng cung cấp kali của đất quá thấp (ví dụ, thiếu bón phân thích hợp) hoặc nếu điều kiện đất không cho phép rễ hấp thụ kali hòa tan (ví dụ, nhiệt độ lạnh, hạn hán, úng nước, tuyến trùng ...). Trong những trường hợp này, một lượng kali tương đối nhỏ bón trực tiếp lên lá có thể cải thiện đáng kể sự phát triển của cây trồng.

Việc bón dung dịch kali qua lá có nồng độ cao nhiều lần thường dẫn đến bị cháy lá. Do đó, cần thử nghiệm với diện tích nhỏ để xác định liều lượng phù hợp với một loại cây trồng và môi trường cụ thể.

Mặc dù kali clorua là loại phân kali phổ biến nhất được bón cho đất, nhưng nó có chỉ số muối cao (tiềm năng thẩm thấu) và điểm kết tinh cao (khoảng 85%) nên có thể hạn chế việc sử dụng kali clorua phun qua lá.

Có một số nguồn phân bón kali tuyệt vời được sử dụng để làm dinh dưỡng qua lá. Phổ biến nhất trong số này là K₂SO₄, KNO₃, KH₂PO₄ và các công thức gốc hữu cơ.

4.5.  Những Yếu Tố Cần Lưu Ý Khi Sử Dụng Phân Kali

4.5.1. Chỉ Số Muối

Bất kỳ loại phân bón hòa tan nào khi được hòa tan sẽ đóng vai trò là muối, do đó làm tăng khả năng thẩm thấu của dung dịch đất. Khái niệm “chỉ số muối” lần đầu tiên được phát triển để dự đoán mức độ an toàn của một loại phân bón được đặt gần cây con.

Khi các quy trình khác nhau đã được phát triển để đo lường mức độ an toàn của phân bón được bón gần hạt và rễ, người ta đã chỉ ra rằng các yếu tố khác như cây trồng và loại đất, nhiệt độ và độ ẩm của đất, tỷ lệ bón phân có tác động tương đương hoặc quan trọng hơn đến việc cây con có khả năng bị hư hại so với độ mặn phát triển trong khi phân bón được hòa tan.

Việc sử dụng các giá trị chỉ số muối không dự đoán lượng phân bón sẽ gây hại cho cây trồng, nhưng thay vào đó, chỉ số này hữu ích để cung cấp xếp hạng tương đối của nguyên liệu.

Trong các trường hợp như tưới phân và bón lá, việc pha loãng các chất dinh dưỡng trong một lượng nước tương đối lớn làm cho các giá trị chỉ số muối ít được áp dụng hơn. Ví dụ, một thử nghiệm đã sử dụng sáu nguồn kali (KCl, KNO₃, KH₂PO₄, K₂SO₄, K2S2O3 và glycine aminoacid tạo phức kali) như một chất phun qua lá trên dưa lưới (Cucumis melo L.) và không tìm thấy sự khác biệt nào về thiệt hại trên cây từ bất kỳ nguồn hoặc nồng độ phân bón nào, với dung dịch được đệm từ pH 6,5 đến 7,7.

Chỉ số muối của phân bón thường cao nhất đối với các nguồn đạm và kali hòa tan, cho thấy rằng tốt nhất là tránh đặt một lượng lớn phân bón gần với hạt mới gieo.

4.5.2. Hàm Lượng Clorua

Như đã đề cập, việc lựa chọn một nguồn phân kali cụ thể đôi khi dựa trên việc nó có chứa Clorua hay không.

Clorua là một chất dinh dưỡng cần thiết cho thực vật và thường được bổ sung trong một số môi trường để tăng cường sự phát triển của cây trồng và khả năng kháng bệnh. Tuy nhiên, nồng độ clorua cao quá mức có thể làm giảm tốc độ tăng trưởng và chất lượng cây trồng do tác động thẩm thấu và độc tính.

Khoai tây là một cây trồng quan trọng được đánh giá là nhạy cảm vừa phải với độ mặn vùng rễ. Khoai tây tích lũy một lượng lớn kali trong mùa sinh trưởng và thường xuyên được bón phân kali để duy trì năng suất cao.

Một số nhà nghiên cứu đã đo được sự giảm trọng lượng riêng của khoai tây khi sử dụng kali clorua so với kali sulfat.

Sự giảm trọng lượng riêng này có thể không trực tiếp do sự có mặt của clorua mà do sự hấp thụ kali lớn hơn từ KCl và chỉ số muối cao hơn. Những yếu tố này có thể làm cho củ hấp thụ nhiều nước hơn so với khi được bón bằng nguồn kali khác.

Có sự khác biệt rõ ràng về khả năng chống chịu của cây trồng đối với clorua. Mặc dù những thiệt hại chung do sự thẩm thấu có thể xảy ra đối với hạt đang nảy mầm và cây đang phát triển, nhưng cũng có những tác động tổn thương cụ thể do ion gây ra cho cây trồng.

Một báo cáo cho thấy phân bón kali clorua gây hại cho cây đang nảy mầm nhiều hơn so với kali nitrat, mặc dù thiệt hại rất khác nhau giữa năm loài cây trồng được thử nghiệm. Nghiên cứu cũng báo cáo rằng nồng độ phân bón, hàm lượng nước trong đất và nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến mức độ hư hại của cây con. Sự khác biệt về khả năng chịu được stress của các loài và giống cây trồng thường liên quan đến khả năng hạn chế sự hấp thu clorua của chồi cây.

Có nhiều nguồn cung cấp dinh dưỡng kali cho cây trồng, tuy nhiên phân bón kali vô cơ lại là nguồn kali giúp nông dân dễ kiếm soát chính xác liều lượng sử dụng nhất. Tuỳ theo cách sử dụng phân kali để tưới hay bón qua lá mà chọn loại kali phù hợp với nhu cầu sử dụng. Cần lưu ý các chỉ số muối và hàm lượng clorua khi chọn phân kali cho một loại cây trồng cụ thể để đảm bảo tối ưu hiệu quả sử dụng.

Công ty TNHH Funo biên tập