Peruapan nitrogen daripada urea dalam kelapa sawit: mengapa banyak N yang digunakan hilang ke udara

Urea (46% N) adalah baja nitrogen utama yang digunakan di seluruh ladang kelapa sawit Malaysia, di estet dan juga kebun kecil, kerana ia yang termurah bagi setiap unit nitrogen dan mudah didapati melalui rantaian bekalan bersubsidi. Namun, penyelidikan di Malaysia menunjukkan bahawa sebahagian besar urea yang digunakan tidak sampai ke sistem akar kelapa sawit, kerana sebahagian nitrogennya hilang ke udara sebagai ammonia.

Apabila kehilangan tinggi, sebahagian besar wang yang dibelanjakan untuk nitrogen sebenarnya membaja udara, bukan tanaman. Mengurangkan kehilangan ini adalah salah satu cara paling langsung untuk meningkatkan kecekapan baja dan mengurangkan kos input dalam pertanian ladang Malaysia.

Kimia peruapan urea

Apabila butiran urea ditabur pada permukaan tanah, enzim urease (dihasilkan oleh bakteria tanah dan terdapat dalam sisa tumbuhan) dengan cepat menghidrolisiskan urea menjadi ammonium karbonat dan kemudian ammonium (NH4+) dan ion bikarbonat. Tindak balas ini meningkatkan pH secara setempat di sekeliling setiap butiran urea, mengalihkan keseimbangan ammonium-ammonia dengan kuat ke arah bentuk gas yang meruap, iaitu ammonia (NH3). Gas ammonia meresap dari permukaan tanah ke udara: inilah peruapan.

Kadar kehilangan bergantung pada suhu permukaan, kelajuan angin, kelembapan tanah, dan masa antara penggunaan urea dan hujan atau pengairan. Kadar peruapan tertinggi berlaku apabila urea digunakan pada permukaan tanah yang kering atau lembap (tetapi tidak basah) di bawah keadaan hangat dan berangin. Suhu siang hari yang panas di Malaysia semasa cuaca kering mewujudkan keadaan yang hampir optimum untuk aktiviti urease yang cepat dan pelepasan ammonia. Kebanyakan kehilangan berlaku dalam beberapa hari pertama selepas aplikasi, sebelum hujan dapat melarutkan dan membawa urea ke dalam tanah.

Bila peruapan paling teruk di Malaysia

Corak hujan di Malaysia sangat bermusim di sesetengah kawasan dan tidak menentu di semua tempat. Tempoh kering adalah perkara biasa, terutamanya semasa monsun barat daya di Semenanjung Malaysia dan semasa tempoh kering yang dipengaruhi El Nino di Sabah dan Sarawak. Inilah selalunya tempoh apabila aplikasi urea paling diperlukan (untuk menyokong perkembangan tandan menjelang puncak tuaian bermusim) dan tepat ketika kehilangan peruapan paling tinggi.

Urea yang ditabur semasa kemarau cenderung memberi hasil yang lemah, akibat gabungan pengambilan yang lemah daripada tanah kering dan peruapan yang tinggi dalam keadaan kering. Paradoks membaja semasa kemarau sebagai persediaan tuaian, dan kehilangan sebahagian besarnya ke udara, ialah ketidakcekapan struktur dalam program nutrisi kelapa sawit konvensional yang boleh ditangani sebahagiannya oleh sumber nitrogen organik.

Lereng bukit dan ladang berteres menghadapi risiko kehilangan nitrogen tambahan daripada aliran permukaan. Apabila hujan akhirnya tiba selepas tempoh kering, ia sering turun dengan lebat, menghanyutkan butiran urea yang belum larut dari teres dan ke dalam parit sebelum ia dapat masuk ke zon akar, memburukkan lagi kehilangan udara dengan kehilangan air.

Strategi mitigasi: masa dan formulasi

Strategi pengurangan peruapan yang paling mudah diakses tidak memerlukan perubahan input: taburkan urea sejurus sebelum hujan yang diramalkan atau selepas hujan apabila tanah lembap tetapi tidak terlalu basah. Tanah lembap mempercepatkan pelarutan urea dan pergerakan ke dalam profil tanah sebelum hidrolisis menghasilkan ammonia yang mudah menguap. Pengurus ladang Malaysia dengan pemantauan cuaca yang boleh dipercayai boleh menjadualkan aplikasi untuk menangkap tempoh ini secara konsisten dan mengurangkan kehilangan peruapan dengan ketara.

Pembahagian aplikasi nitrogen tahunan kepada pusingan yang lebih kerap dan lebih kecil mengurangkan kepekatan urea pada permukaan tanah pada satu-satu masa, mengurangkan fluks ammonia puncak. Walaupun ia meningkatkan tenaga kerja aplikasi, pembahagian juga meningkatkan keseragaman antara bekalan nitrogen dan permintaan tanaman, terutamanya sekitar kitaran perkembangan tandan.

Urea yang dirawat dengan perencat urease melambatkan tindak balas hidrolisis, dan urea bersalut polimer melambatkan pembebasan urea ke dalam tanah; kedua-duanya memanjangkan tempoh antara aplikasi dan peruapan. Produk ini boleh mengurangkan kehilangan ammonia; sama ada kos per unit N yang lebih tinggi berbaloi bergantung pada jumlah nitrogen yang hilang sekarang dan harga anda, jadi bandingkan menggunakan angka anda sendiri.

Sumber nitrogen organik: pendekatan pelengkap

Nitrogen organik (daripada kompos, biojisim tanaman penutup bumi, POME dan perapi biologi) berkelakuan secara asasnya berbeza daripada urea tak organik. Nitrogen organik dimineralkan daripada sebatian organik kompleks oleh mikroorganisma tanah pada kadar yang dikawal oleh suhu tanah, kelembapan, dan aktiviti mikrob. Bekalan pelepasan perlahan yang dimediasi oleh tanah ini secara intrinsik kurang terdedah kepada peruapan kerana ia tidak menghasilkan siraman ammonium permukaan yang mendorong pelepasan ammonia dari urea.

CSB Organico menyediakan nitrogen dalam bentuk terikat organik yang dimineralkan secara progresif sepanjang musim penanaman. Apabila digunakan bersama perapi tanah seperti SoilBoost EA, yang boleh menyokong keadaan biologi tanah, sumber nitrogen organik boleh membekalkan sebahagian keperluan nitrogen kelapa sawit, mengurangkan jumlah urea yang diperlukan dan seterusnya jumlah nitrogen yang terdedah kepada risiko peruapan.

Tanaman penutup bumi kekacang termasuk Mucuna bracteata dan Pueraria javanica mengikat nitrogen atmosfera melalui simbiosis Bradyrhizobium mereka dan menambahkannya kepada takungan nitrogen organik tanah. Nitrogen ini masuk ke dalam sistem tanaman melalui pemineralan mikrob sisa tanaman penutup bumi, sekali lagi melalui laluan pelepasan perlahan dan peruapan rendah. Di ladang yang mengekalkan sistem tanaman penutup bumi yang mantap, sebahagian nitrogen tanaman boleh datang melalui laluan ini; ubah kadar urea hanya berdasarkan analisis daun dan tanah.

Kes perniagaan untuk kecekapan nitrogen

Nilai mengurangkan peruapan mudah dianggarkan dengan angka anda sendiri: darabkan perbelanjaan urea tahunan anda sehektar dengan bahagian nitrogen yang dijangka hilang dalam keadaan anda, kemudian dengan keluasan tanaman anda. Pengoptimuman masa, aplikasi berpecah dan penggantian separa dengan nitrogen organik boleh memulihkan sebahagian kehilangan itu tanpa mengubah keluasan, varieti tanaman atau input lain. Kecekapan nitrogen ialah antara penambahbaikan agronomi yang paling langsung. Untuk berbincang tentang input nitrogen organik atau benih tanaman penutup bumi bagi blok anda, minta sebut harga.