Lân (P) hiện diện trong đất với hàm lượng thấp hơn nhiều so với Đạm (N) và Kali (K). Nồng độ lân tổng số trong tầng đất mặt trung bình từ 0,02 đến 0,10 %.
Thông thường lượng lân tổng số trong đất có liên quan rất ít hoặc không liên quan đến hàm lượng lân hữu dụng đối với cây trồng. Ví dụ như các loại đất đồng cỏ, mặc dù thường có nồng độ lân tổng số cao nhưng lại rất thấp lân hữu dụng. Lân hữu dụng thấp thường xảy ra nghiêm trọng hơn khi nhiệt độ và ẩm độ đất thấp trong đầu mùa vụ. Vì vậy, nghiên cứu về các mối quan hệ và tương tác của các dạng lân khác nhau trong đất và những yếu tố khác ảnh hưởng đến sự hữu dụng của lân là rất cần thiết trong việc quản lý lân có hiệu quả.
Hình 1. Bón phân lân cho cây
I. Chu kỳ Lân (P) trong tự nhiên
Hình 2. Chu kỳ Lân (P) trong tự nhiên
Các dạng Lân vô cơ có thể được phân loại để tồn tại trong ba nhóm khác nhau:
- Lân có sẵn trong dung dịch đất: Gồm Lân vô cơ hòa tan trong nước / dung dịch đất sẵn có để thực vật hấp thụ.
- Lân dễ hữu dụng: Nguồn này bao gồm Lân vô cơ bám vào bề mặt đất sét, sắt (Fe), nhôm (Al) và canxi (Ca) trong đất Lân này được giải phóng chậm để cây hấp thụ.
- Lân khó hữu dụng: Lân này bao gồm các khoáng chất phốt phát sơ cấp và thứ cấp có trong đất. Ví dụ về các khoáng chất phốt pho chính bao gồm apatit, strengite và variscite. Các khoáng chất phốt pho thứ cấp bao gồm phốt phát canxi (Ca), sắt (Fe) và nhôm (Al). Quá trình giải phóng phốt pho từ nguồn này diễn ra cực kỳ chậm và xảy ra khi khoáng chất này bị bào mòn và hòa tan trong nước đất.
II. Mối quan hệ của các dạng Lân (P) trong đất
Khi nồng độ lân trong dung dịch đất giảm do sự hấp thu lân của cây trồng, lân sẽ được bù đắp bởi cả 2 dạng lân vô cơ và một phần lân hữu cơ hiện diện trong đất. Các khoáng lân nguyên sinh và thứ sinh sẽ tái cung cấp H2PO4–/HPO42- vào dung dịch đất. Lân vô cơ hấp phụ trên các khoáng và bề mặt sét như H2PO4–/ HPO42- cũng có thể được phóng thích để bù đắp lân trong dung dịch đất bị mất. Ngoài ra, trong đất còn có rất nhiều vi sinh vật hoạt động phân giải các dư thừa thực vật có chứa lân và tạo ra rất nhiều hợp chất lân hữu cơ trong đất. Những hợp chất lân hữu cơ này có thể được khoáng hóa thông qua các hoạt động của vi sinh vật để cung cấp lân cho dung dịch đất.
Hình 3. Mối quan hệ các loại lân (P)
Phân lân hòa tan trong nước khi được bón vào đất rất dễ dàng hòa tan và làm tăng nồng độ lân của dung dịch đất. Nhưng do tính đệm của đất, nên thường không làm nồng độ lân trong dung dịch tăng cao. Cùng lúc ấy rễ cây sẽ hấp thu lân, và lân trong dung dịch có thể được hấp phụ trên bề mặt các khoáng và cũng có thể kết tủa thành các khoáng thứ sinh. Vi sinh vật đất cũng hấp thu lân trong dung dịch để hình thành cơ thể chúng, trong cơ thể vi sinh vật lân tồn tại ở dạng hữu cơ, sau khi vi sinh vật chết sẽ tạo thành các hợp chất lân dễ dàng được khoáng hóa và các dạng lân hữu cơ ít bị phân giải bởi vi sinh vật hơn.
Nồng độ lân trong dung dịch đất được gọi là yếu tố cường độ, và phần lân vô cơ, hữu cơ tổng số được gọi là yếu tố số lượng. Sự duy trì nồng độ lân trong dung dịch đất để cung cấp đủ lân cho cây trồng phụ thuộc vào hàm lượng lân dễ khoáng hóa, đó là lượng để bù đắp lân cho dung dịch đất bị giảm khi cây trồng hấp thu. Tỉ lệ giữa yếu tố số lượng và cường độ được gọi là yếu tố khả năng cung cấp lân, tỉ lệ này diễn tả khả năng đệm của đất khi hàm lượng lân trong dung dịch đất thay đổi. Nói một cách tổng quát, yếu tố khả năng càng lớn thì khả năng tái cung cấp lân cho dung dịch đất càng lớn.
Chu kỳ của P có thể được đơn giản hóa bằng sự quan hệ sau:
P trong dung dịch đất <—> P dễ hữu dụng <—> P khó hữu dụng
Trong đó lân dễ và khó được cây hấp thu bao gồm cả 2 dạng lân vô cơ và hữu cơ (hình 5.7). Lân dễ hữu dụng (dễ tiêu) là một phần của yếu tố số lượng, có tốc độ phân ly cao và nhanh chóng bù đắp lân cho dung dịch đất. Khi lân dễ tiêu bị cạn kiệt, một phần lân khó hữu dụng (khó tiêu) trở thành dễ hữu dụng, nhưng quá trình này thường xảy ra rất chậm. Tóm lại, thuật ngữ yếu tố số lượng bao gồm cả hai phần lân dễ tiêu và lân khó tiêu.
Sự tương tác giữa các dạng lân trong đất rất phức tạp, vì vậy việc nghiên cứu về động thái và sự chuyển hóa lân trong đất sẽ cung cấp cơ sở cho việc quản lý lân trong đất và phân bón lân tốt hơn nhằm đảm bảo đầy đủ lân hữu dụng cho cây trồng.