Pengenalan
Baja urea telah menjadi komponen penting dalam pertanian moden, membekalkan nitrogen yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman yang optimum. Nitrogen merupakan nutrien makro yang penting untuk pertumbuhan tumbuhan, memainkan peranan utama dalam sintesis protein, asid nukleik, dan pelbagai komponen sel penting lain. Urea dengan formula kimia CO(NH?)? mengandungi 46% nitrogen, menjadikannya sumber nitrogen yang paling pekat dalam bentuk pepejal, dan oleh itu, sangat kos efektif untuk diangkut dan digunakan.
Jenis baja urea dan aplikasinya
Urea konvensional
Urea konvensional adalah bentuk baja nitrogen yang paling biasa digunakan. Ia diaplikasikan dalam pelbagai cara, termasuk aplikasi basal dan berpecah, untuk memenuhi permintaan nitrogen tanaman seperti padi, jagung, dan gandum (Riadi et al., 2023; Reis et al., 2019). Walau bagaimanapun, kelarutan tingginya sering menyebabkan pembebasan yang cepat, mengakibatkan kecekapan penggunaan nitrogen (NUE) yang rendah dan pencemaran alam sekitar (Zhang et al., 2022).
Urea pelepasan terkawal (CRU)
Urea pelepasan terkawal direka untuk melepaskan nitrogen secara perlahan, menyegerakkan ketersediaannya dengan permintaan tanaman. Formulasi ini mengurangkan larut lesap dan pemeruapan, meningkatkan NUE dan hasil tanaman (Zhu et al., 2020; Zhaoming et al., 2020). Ujian lapangan pada tanaman seperti jagung dan padi telah menunjukkan bahawa CRU boleh mengekalkan atau bahkan meningkatkan hasil sambil mengurangkan kadar aplikasi nitrogen sebanyak 20-50% (Sun et al., 2023; Pandit et al., 2022).
Urea zink bioaktif
Urea zink bioaktif menggabungkan zink, yang melambatkan hidrolisis urea dan meminimumkan pemeruapan ammonia. Formulasi ini telah terbukti meningkatkan hasil tanaman dan kualiti bijirin pada jagung dan padi sebanyak 16-37% (Akhtar et al., 2023).
Nano-urea
Nano-urea, baja berasaskan nanoteknologi, mempunyai zarah ultra-kecil yang meningkatkan kecekapan penyerapan nutrien. Kajian pada padi dan gandum telah menunjukkan bahawa nano-urea boleh mengurangkan dos yang diperlukan daripada urea konvensional sebanyak 25% sambil meningkatkan parameter pertumbuhan dan hasil (Sarvajeet et al., 2024; Kumar & Dahiya, 2024).
Larutan urea-ammonium nitrat (UAN)
Larutan urea-ammonium nitrat adalah formulasi cecair yang menggabungkan manfaat urea dan ammonium nitrat. Aplikasinya di bawah sistem fertigasi penyembur mikro telah terbukti mengurangkan kehilangan nitrogen dan pelepasan gas rumah hijau sambil meningkatkan hasil tanaman (Ren et al., 2023).
Kokristal urea
Kokristal urea, seperti kokristal urea-kalsium sulfat, direka untuk melepaskan nitrogen secara perlahan, mengurangkan kehilangan alam sekitar. Formulasi ini telah terbukti meningkatkan hasil sorgum sebanyak 51-91% berbanding urea konvensional (Bista et al., 2023).
Kesan baja urea terhadap hasil tanaman
Aplikasi baja urea telah dikaji secara meluas untuk kesannya terhadap hasil tanaman. Penemuan utama termasuk:
Peningkatan hasil bijirin
Urea pelepasan terkawal (CRU) telah terbukti meningkatkan hasil bijirin dalam tanaman ruji seperti gandum, jagung, dan padi sebanyak 7-14% berbanding urea konvensional (Zhu et al., 2020; Zhaoming et al., 2020). Urea zink bioaktif telah menunjukkan peningkatan 16-37% dalam hasil bijirin dan kualiti pada jagung dan padi (Akhtar et al., 2023).
Peningkatan kecekapan penggunaan nitrogen (NUE)
Penggunaan CRU dan nano-urea telah dikaitkan dengan NUE yang lebih tinggi, mengurangkan keperluan untuk aplikasi nitrogen berlebihan. Sebagai contoh, CRU meningkatkan NUE sebanyak 23-34% pada jagung dan padi (Zhu et al., 2020; Sun et al., 2023). Formulasi urea pelepasan perlahan juga telah terbukti meningkatkan NUE dengan mengoptimumkan taburan temporal dan spatial nitrogen dalam tanah (Sun et al., 2023; Bakar et al., 2024).
Komponen hasil
Aplikasi baja urea telah dikaitkan dengan peningkatan dalam komponen hasil seperti bilangan panikel, berat bijirin, dan panjang tongkol pada tanaman seperti jagung dan padi (Zhaoming et al., 2020; Reis et al., 2019).
Kesan baja urea terhadap kesihatan tanah
Baja urea boleh mempunyai kesan positif dan negatif terhadap kesihatan tanah, bergantung pada formulasi dan kaedah aplikasinya.
Karbon organik dan nitrogen tanah
Kajian telah menunjukkan bahawa urea pelepasan terkawal boleh meningkatkan karbon organik tanah (SOC) dan jumlah nitrogen (TN) sebanyak 5-14%, meningkatkan kesuburan tanah (Zhu et al., 2020; Zhaoming et al., 2020).
Populasi mikrob tanah
Penggunaan baja organik yang digabungkan dengan urea telah terbukti meningkatkan populasi mikrob tanah, termasuk bakteria dan kulat, yang kritikal untuk kesihatan tanah (Pangaribuan & Hendarto, 2018; Yang et al., 2024).
pH tanah dan ketersediaan nutrien
Urea konvensional boleh menyebabkan pengasidan tanah jika diaplikasikan berlebihan, tetapi formulasi pelepasan terkawal telah terbukti mengekalkan pH tanah dan meningkatkan ketersediaan nutrien (Zhaoming et al., 2020; Sun et al., 2023).
Pengurangan pelepasan gas rumah hijau
Formulasi urea maju, seperti urea zink bioaktif dan nano-urea, telah terbukti mengurangkan pemeruapan ammonia dan pelepasan nitrus oksida (N?O), mengurangkan kesan alam sekitarnya (Akhtar et al., 2023; Zhang et al., 2022).
Implikasi alam sekitar dan ekonomi daripada penggunaan baja urea
Manfaat alam sekitar
Penggunaan formulasi urea pelepasan terkawal dan pelepasan perlahan telah terbukti mengurangkan kehilangan nitrogen melalui larut lesap dan pemeruapan, meminimumkan pencemaran alam sekitar (Sun et al., 2023; Bakar et al., 2024). Nano-urea dan urea zink bioaktif juga telah terbukti mengurangkan pelepasan gas rumah hijau, menyumbang kepada pertanian mampan (Akhtar et al., 2023; Kumar & Dahiya, 2024).
Manfaat ekonomi
Petani boleh mencapai hasil yang lebih tinggi dan mengurangkan kos input dengan menggunakan formulasi urea maju. Sebagai contoh, urea pelepasan perlahan telah terbukti meningkatkan keuntungan bersih sebanyak 8-15% dalam pengeluaran jagung (Sun et al., 2023; Pandit et al., 2022).
Jadual: Perbandingan formulasi urea berbeza dan kesannya
| Formulasi Urea | Kesan Utama terhadap Hasil Tanaman | Kesan terhadap Kesihatan Tanah | Rujukan |
|---|---|---|---|
| Urea Pelepasan Terkawal | Peningkatan hasil bijirin sebanyak 7-14% pada gandum, jagung, dan padi | Peningkatan SOC, TN, dan AN sebanyak 5-14% | (Zhu et al., 2020; Zhaoming et al., 2020; Sun et al., 2023) |
| Urea Zink Bioaktif | Peningkatan hasil bijirin dan kualiti sebanyak 16-37% pada jagung | Pengurangan pemeruapan ammonia dan pelepasan N?O | (Akhtar et al., 2023) |
| Nano-Urea | Peningkatan parameter pertumbuhan dan hasil pada padi dan gandum | Pengurangan pencemaran alam sekitar dan larut lesap nutrien | (Sarvajeet et al., 2024; Kumar & Dahiya, 2024) |
| Urea-Ammonium Nitrat | Peningkatan hasil jagung dan pengurangan kehilangan N | Pengawalan kelimpahan mikrob tanah dan kitaran N | (Ren et al., 2023) |
| Kokristal Urea | Peningkatan hasil sorgum sebanyak 51-91% | Pengurangan pelepasan N?O dan peningkatan kecekapan penggunaan N | (Bista et al., 2023) |
Kesimpulan
Baja urea kekal sebagai komponen kritikal pertanian moden, menawarkan aplikasi serba boleh merentasi sistem tanaman yang berbeza. Formulasi maju seperti urea pelepasan terkawal, urea zink bioaktif, dan nano-urea telah menunjukkan peningkatan yang signifikan dalam hasil tanaman, kecekapan penggunaan nitrogen, dan kesihatan tanah. Selain itu, formulasi ini menyumbang kepada kemampanan alam sekitar dengan mengurangkan pelepasan gas rumah hijau dan kehilangan nitrogen. Seiring dengan evolusi amalan pertanian, pembangunan dan penggunaan formulasi urea inovatif akan memainkan peranan penting dalam mencapai keselamatan makanan sambil meminimumkan kesan alam sekitar.
Rujukan
Akhtar, M., Shah, S. S. H., Sarwar, N., Yaqub, M., Ashraf, A., Ali, M. A., Hasnain, M., Hussain, S., & Khan, M. R. (2023). Bioactive zincated urea effectively enhanced crop yield, nitrogen use efficiency, and grain quality in maize and rice. Polish Journal of Environmental Studies. https://doi.org/10.15244/pjoes/168424
Bakar, N. A., Adzahar, M. S., Suherman, F. H. S., Bakar, N. H. A., & Basri, M. H. A. (2024). Enhancing the use of coated urea fertilizer and assessing its effect on growth and yield performance in grain corn. World Journal Of Advanced Research and Reviews. https://doi.org/10.30574/wjarr.2024.22.1.1267
Bista, P., Eisa, M., Ragauskait?, D., Sapkota, S., Baltrusaitis, J., & Ghimire, R. (2023). Effect of urea-calcium sulfate cocrystal nitrogen fertilizer on sorghum productivity and soil N?O emissions. Sustainability. https://doi.org/10.3390/su15108010
Kumar, K., & Dahiya, S. (2024). The comparative impact of chemical fertilizers, nano-urea and nano-DAP on growth and yield of wheat crop. International Journal of Advanced Biochemistry Research. https://doi.org/10.33545/26174693.2024.v8.i7n.1714
Pandit, N. R., Gaihre, Y. K., Choudhary, D., Subedi, R., Thapa, S. B., Maharjan, S., Khadka, D., Vista, S. P., & Rusinamhodzi, L. (2022). Slow but sure: the potential of slow-release nitrogen fertilizers to increase crop productivity and farm profit in Nepal. Journal of Plant Nutrition. https://doi.org/10.1080/01904167.2022.2067053
Pangaribuan, D. H., & Hendarto, K. (2018). The effect of organic fertilizer and urea fertilizer ongrowth, yield and quality of sweet corn and soil health. Asian Journal of Agriculture and Biology.
Reis, R. dos A., Cobucci, T., & Sonego, D. (2019). Nitrogen fertilization of rice, common bean and corn with enhanced-efficiency fertilizer. BRAZILIAN JOURNAL OF AGRICULTURE – Revista de Agricultura. https://doi.org/10.37856/BJA.V94I3.3516
Ren, B., Ma, Z. D., Guo, Y., Liu, P., Zhao, B., & Zhang, J. (2023). Applying urea ammonium nitrate solution saves nitrogen resources by changing soil microbial composition under micro sprinkling fertigation: an effective nitrogen management practice. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2023.109087
Riadi, S., Nurazizah, G. R., Wakano, D., & Fadilah, R. (2023). Effect of urea application on corn productivity: A meta-analysis. Deleted Journal. https://doi.org/10.35912/jipper.v1i1.2567
Sarvajeet, S., Sharma, P., Panchadi, A., Shukla, M. K., & Kumar, V. (2024). Effect of integrated application of nano urea and other organic sources of nitrogen on growth parameters of rice in an inceptisol of Varanasi. International Journal of Research in Agronomy. https://doi.org/10.33545/2618060x.2024.v7.i2e.354
Sun, M., Li, J., Zhang, L., Su, X., Liu, N., Han, X., Wu, S., Sun, Z., & Yang, X. (2023). Application of controlled release urea increased maize N uptake, environmental benefits and economic returns via optimizing the temporal and spatial distribution of soil mineral N. Pedosphere. https://doi.org/10.1016/j.pedsph.2023.09.001
Yang, R.-Z., Yang, Z., Xu, L., Zhang, J., Wang, J., Zhang, X., Wang, H., Li, T., Wang, Z., & Li, Z. (2024). [Effects of enhanced-efficiency nitrogen fertilizers on soil quality, microbial metabolism, and soil ecosystem multifunctionality of spring maize under white plastic film mulching]. https://doi.org/10.13227/j.hjkx.202311248
Zhang, Y., Wang, W., & Yao, H. (2022). Urea-based nitrogen fertilization in agriculture: a key source of N?O emissions and recent development in mitigating strategies. Archives of Agronomy and Soil Science. https://doi.org/10.1080/03650340.2022.2025588
Zhaoming, C., Wang, Q., Ma, J., Zou, P., & Lina, J. (2020). Impact of controlled-release urea on rice yield, nitrogen use efficiency and soil fertility in a single rice cropping system. Scientific Reports. https://doi.org/10.1038/S41598-020-67110-6
Zhu, S., Liu, L., Xu, Y., Yang, Y., & Shi, R. (2020). Application of controlled release urea improved grain yield and nitrogen use efficiency: A meta-analysis. PLOS ONE. https://doi.org/10.1371/JOURNAL.PONE.0241481
Number of View :104
