Nghiên cứu ảnh hưởng của phân viên nén kết hợp với chế phẩm Agrotain tới sinh trưởng, phát triển và năng suất của giống lúa Bắc Thơm 07 tại Gia Lâm, Hà Nội

1
1. MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Xã hội phát triển, đời sống của người dân ngày càng nâng cao, chất
lượng ăn uống được cải thiện đáng kể nhất là khu vực đô thị, nhu cầu về thực
phẩm chất lượng cao đang được đặt lên hàng đầu. Đặc biệt với việc gia nhập
WTO, nông nghiệp nước ta đứng trước một thách thức hết sức to lớn. Mặc dù
là nước đứng thứ hai trên thế giới về xuất khẩu gạo song giá thành cạnh tranh
thấp và chưa mang lại hiệu quả cao cho người nông dân. Điều đó đòi hỏi
chúng ta phải ngày càng nâng cao chất lượng lúa gạo phục vụ tiêu dùng trong
nước cũng như xuất khẩu.
Tuy nhiên, cùng với việc chạy đua làm tăng năng suất cây trồng con
người cũng đã lạm dụng các loại phân bón hóa học. Việc bón phân mất cân
đối làm ảnh hưởng không nhỏ đến sản xuất nông nghiệp bền vững, làm cho
dinh dưỡng đất bị kiệt quệ, môi trường sinh thái bị ô nhiễm. Hơn nữa, khi giá
thành đang leo thang, nhập khẩu nguyên liệu chế biến phân hóa học đắt đỏ
cũng là yếu tố ảnh hưởng không nhỏ đến túi tiền người nông dân khi chi phí
cho sản xuất ngày càng tăng.
Trong thực tế sản xuất hiệu quả sử dụng phân bón đặc biệt là phân đạm
lại chỉ đạt vào khoảng 33%. Lượng đạm bị mất đi thông qua các con đường
như rửa trôi, bốc hơi và thấm sâu. Việc mất đạm ngày càng được quan tâm
nhiều hơn vì chúng không những làm lãng phí tiền đầu tư mà còn làm ô
nhiễm môi trường và gây hiệu ứng nhà kính. Hiệu quả sử dụng phân đạm thấp
cũng làm giảm hiệu quả kinh tế.
Từ rất lâu, các nhà khoa học đã bỏ nhiều công sức nghiên cứu để giảm
thiểu việc thất thoát phân đạm trong trồng trọt, nhất là trong trồng lúa nước và
đã đạt được một số tiến bộ. Sử dụng phân viên nén dúi sâu là một trong những
2
giải pháp làm tăng hiệu quả sử dụng phân bón đặc biệt là phân đạm, từ đó
nâng cao hiệu quả kinh tế cho ngành sản xuất lúa, góp phần bảo vệ môi
trường và nâng cao chất lượng sản phẩm. Phân viên nén bón sâu mặc dù có

nhiều ưu điểm, tuy nhiên vẫn còn có những nhược điểm nhất định đó là hiệu
quả sử dụng đạm phụ thuộc vào độ sâu dúi phân. Mặt khác, phân viên dúi sâu
chỉ được khuyến cáo dùng ở đất thành phần cơ giới thịt trung bình, thịt nặng.
Đất thịt nhẹ, cát pha hiệu quả phân viên dúi sâu thấp do khả năng giữ phân
kém. Nhằm mở rộng diện áp dụng phân viên nén và nâng cao hiệu quả hơn
nữa của loại phân này, chúng tôi nghiên cúu kết hợp với chế phẩm Agrotain.
Chế phẩm Agrotain là một chất có tác dụng ức chế hoạt động của men
urease, giúp nâng cao hiệu quả của phân đạm thông qua hạn chế quá trình bay hơi
và chất dinh dưỡng được phân giải từ từ cho cây trồng nên hạn chế sự gây hại cho
cây khi còn non.
Do đó việc sử dụng chế phẩm Agrotain kết hợp với phân viên nén nhất là ở
những vùng việc mất đạm do quá trình bay hơi diễn ra mạnh là biện pháp hữu
hiệu để nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón.
Xuất phát từ lý do trên chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu ảnh
hưởng của phân viên nén kết hợp với chế phẩm Agrotain tới sinh trưởng,
phát triển và năng suất của giống lúa Bắc Thơm 07 tại Gia Lâm, Hà Nội”
dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Tất Cảnh - Bộ môn Canh tác -
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu xác định tỷ lệ phối trộn chế phẩm Agrotain với phân viên
nén từ đó đưa ra tỷ lệ trộn thích hợp nhằm tiết kiệm được lượng Agrotain mà
vẫn đảm bảo hiệu quả giảm lượng đạm bị mất.
- Nghiên cứu xác định lượng phân đạm bón thích hợp ở dạng phân viên
nén kết hợp với chế phẩm Agrotain bón cho lúa.
3
1.3 Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài
1.3.1 Cơ sở khoa học
Một trong những tác nhân quan trọng làm tăng năng suất lúa là yếu
tố phân bón. Những giống lúa mới năng suất cao yêu cầu nhiều dinh
dưỡng đặc biệt là đạm, vì đạm là yếu tố dinh dưỡng quan trọng nhất. Từ

trước tới nay có rất nhiều nghiên cứu về bón phân cho lúa và các nghiên
cứu này đều khẳng định là hiệu quả sử dụng phân đạm đối với lúa nước
không cao, thông thường hiệu quả sử dụng phân đạm chỉ đạt xấp xỉ 40%
(Peoples et al. 1995) [60]. Nguyên nhân của hiệu quả sử dụng phân bón
thấp là do đạm trong đất lúa bị mất đi qua các con đường sau: Do bốc hơi
dưới dạng NH
3
, do rửa trôi bề mặt khi nước tràn bờ, do rửa trôi theo chiều
sâu nhất là dạng nitrat (NO
3
-
), bay hơi dưới dạng N
2
do hiện tượng phản
nitrat hoá. Do vậy, cần có một biện pháp bón phân hợp lý nhằm làm giảm
đáng kể lượng đạm lượng đạm bị mất đi, phù hợp với điều kiện kinh tế và
canh tác của nông dân. Bón phân viên dúi sâu được coi là một trong
những phương pháp bón phân mang lại hiệu quả sử dụng phân bón cao do
hạn chế thất thoát đạm trong canh tác lúa. Phương pháp này đã được
nhiều tổ chức quốc tế đề nghị áp dụng trên diện rộng ở các nước đang
pháp triển trồng lúa. Một tiến bộ nữa đã và đang được áp dụng rộng rãi ở
các nước phát triển trên thế giới là sử dụng chế phẩm Agrotain, đây là chế
phẩm được trộn trực tiếp với đạm trước khi bón cho lúa, chất này có tác
dụng điều chỉnh phản ứng thủy phân urea sau khi bón vào đất thông qua
việc tác động đến enzim urease. Kết hợp hai phương pháp trên tiết kiệm
đáng kể lượng đạm bị thất thoát trong canh tác lúa.
Qua kết quả nghiên cứu của đề tài làm cơ sở cho các công trình nghiên
cứu sau này nhằm góp phần mở rộng phạm vi sử dụng phân viên dúi sâu
thông qua chế phẩm tiết kiệm đạm. Đặc biệt là việc tìm ra các công thức sử
4

dụng chế phẩm Agrotain kết hợp phân viên dúi sâu có hiệu quả thâm canh cao
để tiết kiệm chi phí đầu tư, tăng năng suất cây trồng và giữ được cân bằng
sinh thái của ruộng lúa.
1.3.2 Cơ sở thực tiễn
Hiện nay phân viên nén dúi sâu đã được áp dụng rộng rãi ở nhiều tỉnh
thành trong cả nước và đang là phương pháp bón phân mới được nhiều nông
dân chấp nhận do những tác dụng mà phương pháp này mang lại như làm
tăng năng suất lúa, giảm chi phí phân bón, hạn chế chi phí bảo vệ thực vật
Nhìn chung ở những vùng mưa tập trung, đất dốc, điều kiện kinh tế nông hộ
cón khó khăn và nhất là khi giá phân bón lên cao thì nông dân đều mong
muốn được áp dụng các biện pháp làm giảm lượng phân bón. Nhiều vùng
xung quanh những thành phố lớn cũng mong muốn áp dụng phương pháp này
vì chỉ bón một lần, có điều kiện để cơ giới hoá, tiết kiệm thời gian cho các
hoạt động tăng thu nhập khác.
Trên thế giới cũng như nước ta hiện nay bên cạnh việc áp dụng các
phương pháp bón phân tiết kiệm đạm thì một vấn đề cũng đang chú ý tới đó là
sử dụng các chế phẩm hữu cơ để tiết kiệm lượng đạm bón. Việc sử dụng
Agrotain áo urê đã được một số nước như Mỹ, Canada, Úc, Newzealand sử
dụng và mang lại kết quả rất khả quan do việc hạn chế thêm được 25% lượng
đạm thất thoát do biến thành amoniac bay vào không khí.
Trong những năm gần đây giá cả phân đạm ngày càng tăng cao nên
việc sử dụng chế phẩm tiết kiệm đạm là một giải pháp để hạn chế sử dụng
đạm, qua đó có thể nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp.
5
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và ở Việt Nam
2.1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới
Cây lúa (Oryza sativa L.) là một trong những cây lương thực chính với
sự tham gia trên 100 nước sản xuất đảm bảo cung cấp lương thực cho hơn
60% dân số thế giới (có khoảng 70% dân số thế giới sử dụng gạo trong bữa ăn

hàng ngày). Từ hàng ngàn năm nay lúa gạo đã đi vào mọi khía cạnh của đời
sống xã hội của các quốc gia trồng lúa. Cho đến nay sản xuất lúa vẫn được coi
là một lĩnh vực quan trọng nhất trong nông nghiệp và phát triển nông thôn ở
Việt Nam (Nguyễn Hữu Nghĩa, 1996) [25].
Trên thế giới có khoảng trên 100 nước đang trồng lúa thì đa số nằm ở
Châu Á. Cây lúa gắn bó mật thiết với các quốc gia thuộc Đông Nam Á và
Nam Á, trải rộng từ Pakistan đến Nhật Bản. Trong số 25 nước sản xuất lúa
chính của thế giới có 17 nước nằm trong vùng này và 8 nước nằm ngoài vùng
(Jay Maclean, 1985) [56]. Diện tích lúa của thế giới vào khoảng 150 triệu ha
hàng năm (chiếm 11% đất gieo trồng của thế giới) (G.S Khush và cộng sự,
1994) [53].
Trong khi nhu cầu lúa gạo của thế giới liên tục tăng mạnh cả về số
lượng cũng như chất lượng thì đã có những tín hiệu cho thấy sự giảm sút sản
lượng lúa gạo. Giai đoạn 1985 – 1994 sự tăng trưởng sản xuất lúa gạo chỉ có
1,7%/năm so với 3,2%/năm giai đoạn 1975 – 1985. Thời kỳ 1985 – 1994,
việc tăng trưởng sản lượng lúa gạo ở một số quốc gia Châu Á đã thấp hơn sự
tăng trưởng dân số. Nhiều quốc gia ở Nam và Đông Nam Á sẽ khó duy trì
được khả năng tự túc lúa gạo trong vòng 10-20 năm tới. Năng suất lúa thế
giới tăng từ 3,0 – 5,8 tấn/ha thời kỳ 1964 – 1990 ở những nơi chủ động tưới
tiêu. Những vùng đất không chủ động tưới tiêu năng suất chỉ từ 1,4 – 1,7
6
tấn/ha do thiếu giống được cải tiến phù hợp (Pingali, M.Hosain và R.V.
Gerpacio, 1997).
Tuy nhiên, trong những năm gần đây do việc sử dụng các giống lúa
mới cộng với việc áp dụng các biện pháp canh tác và bố trí cơ cấu các trà lúa
hợp lý làm cho sản lượng lúa tăng đáng kể ở hầu hết các quốc gia trồng lúa.
Tổng sản lượng lúa trong vòng 30 năm qua đã tăng gấp đôi: từ 257 triệu tấn
năm 1965 lên tới 535 triệu tấn năm 1994. Cùng với nó, diện tích trồng lúa
cũng tăng lên đáng kể, năm 1970 diện tích trồng lúa toàn thế giới là 134.390
triệu ha, đến năm 1994 con số này đã lên tới 146.542 triệu ha. Trong đó, các

nước Châu Á vẫn giữ vai trò chủ đạo trong sản xuất và tiêu thụ lúa gạo [50],
[58]. Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Bangladesh, Việt Nam, Thái Lan,
Burma, Philippines, Brazil, Nhật Bản, Hoa Kỳ, Pakistan vẫn là 12 nước đứng
đầu thế giới về sản xuất lúa gạo, với tổng sản lượng lúa gạo chiếm tới 89%
tổng sản lượng lúa gạo của cả thế giới.
Năm 2008, Thái Lan, Việt Nam, Ấn Độ, Pakistan, Trung Quốc, Ai Cập,
Hoa Kỳ vẫn là 7 nước được dự báo vẫn đứng đầu thế giới về xuất khẩu gạo,
với tổng khối lượng gạo xuất khẩu dự kiến đạt 23,7 triệu tấn, chiếm 82% thị
phần của thế giới.
2.1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam
Với điều kiện khí hậu nhiệt đới, Việt Nam có thể coi là cái nôi hình
thành cây lúa nước. Đã từ lâu, cây lúa trở thành cây lương thực chủ yếu, có ý
nghĩa đáng kể trong nền kinh tế và xã hội nước ta. Với địa bàn trải dài trên 15
vĩ độ Bắc bán cầu, từ Bắc vào Nam đã hình thành những vùng đồng bằng
châu thổ trồng lúa phì nhiêu.
Trước năm 1945 diện tích trồng lúa ở hai đồng bằng Bắc Bộ và Nam
Bộ là 1,8 triệu ha và 2,7 triệu ha với sản lượng thóc tương ứng là 2,4 và 3
triệu tấn. Năng suất bình quân đạt 13 tạ/ha. Từ năm 1976 đến năm 1994 diện
7
tích trồng lúa cả nước liên tục tăng, 123,8% so với năm 1976, trong khi đó
đồng bằng Sông Hồng trồng lúa có chiều hướng giảm thì đồng bằng sông Cửu
Long lại có tốc độ tăng nhanh và đều nhất 149,6%. Nguyên nhân này là do
miền nam mới được giải phóng và chúng ta bắt đầu vào thời kỳ đổi mới nên
người dân tiến hành trồng cấy ở nhiều nơi, còn ĐBSH tuy giảm nhưng miền
Bắc vẫn tăng 105,0%, và đến năm 2000 diện tích trồng lúa ở hai đồng bằng
Bắc Bộ và Nam Bộ đã tăng lên tới 1212,4 nghìn ha và 3936,1 nghìn ha, năng
suất đạt được 42,5 và 42,4 tạ/ha.
Trong những năm qua, chính phủ đã quan tâm cải tạo cơ sở hạ tầng cho
các công trình thuỷ lợi, diện tích gieo trồng đã mở rộng hơn và hệ số luân
canh tăng theo. Nhiều vùng trước đây chỉ trồng một vụ lúa nay đã trồng được

2-3 vụ (Nguyễn Hữu Nghĩa, 1993) [26]. Sau khi giống lúa IR8 (Nông nghiệp
8) được nhập nội từ IRRI, Việt Nam đã mở đầu cuộc cách mạng xanh về cây
lúa (Vũ Tuyên Hoàng, 1999) [15]. Sản lượng lương thực của Việt Nam những
năm gần đây tăng bình quân trên 1 triệu tấn/năm. Từ 1989 Việt Nam đã tự túc
được lương thực và duy trì lượng gạo xuất khẩi ngày một tăng. Cộng đồng
quốc tế đánh giá cao những thành tựu của Việt Nam trong việc giải quyết các
vấn đề an ninh lương thực. Sản lượng lúa của Việt Nam từ 24,9 triệu tấn năm
1995 đã tăng lên 35,9 triệu tấn năm 2007 (Niên giám thống kê, 2007) [27],
bình quân tăng 1,1 triệu tấn/năm, đạt mức tăng trưởng cao nhất khu vực và
trên thế giới.
Điều đáng chú ý là trong khi diện tích lúa giảm từ 7.666 nghìn ha năm
2000 xuống 7.201 nghìn ha năm 2007, nhưng sản lượng lúa vẫn tăng từ
32.529 nghìn tấn năm 2000 lên 35.927 nghìn tấn năm 2007 (Niên giám thống
kê, 2007) [27]. Tuy nhiên trong điều kiện hiện nay, xu hướng đô thị hoá, công
nghiệp hoá đang diễn ra mạnh, dân số liên tục tăng làm cho diện tích đất nông
nghiệp nói chung và diện tích đất trồng lúa nói riêng ngày càng bị thu hẹp. Vì
8
vậy, vấn đề cấp thiết đặt ra ở đây là cần phải nâng cao hơn nữa năng suất và
chất lượng lúa, nhằm đáp ứng được nhu cầu lương thực cho người dân và cho
xuất khẩu [35].
2.2 Tổng quan về phân viên nén và chế phẩm Agrotain trong canh tác lúa
2.2.1 Tổng quan về hiệu quả của phương pháp bón phân truyền thống và
hiệu suất sử dụng phân bón trong canh tác lúa
2.2.1.1 Hiệu quả của phương pháp bón phân truyền thống
Hiện nay, Việt Nam là nước sử dụng phân bón tương đối cao so với
những năm trước đây do người dân áp dụng rất nhiều các biện pháp kỹ thuật
trong thâm canh. Theo Vũ Hữu Yêm, 1995 [47], Việt Nam hiện đang là một
trong 20 quốc gia sử dụng phân bón cao nhất thế giới.
Theo Nguyễn Văn Bộ, 2003 [1], mỗi năm nước ta sử dụng 1.202.140 tấn
đạm, 456.000 tấn lân và 402.000 tấn Kali, trong đó sản xuất lúa chiếm 62%.

Song do điều kiện khí hậu còn gặp nhiều bất lợi cho nên kỹ thuật bón phân mới
chỉ phát huy được 30% hiệu quả đối với đạm và 50% hiệu quả đối với lân và
kali. Ngoài ra một nguyên nhân quan trọng dẫn đến hiệu quả của phân bón thấp
là phương pháp bón phân chưa hợp lý, người nông dân còn có những hiểu biết
hạn chế về việc biến đổi của phân đạm và các loại phân khác trong điều kiện
đất lúa ngập nước, chính trong điều kiện này đạm rất dễ bị mất.
Bón phân đạm theo phương pháp truyền thống thường phụ thuộc vào
các thời kỳ yêu cầu đạm của cây lúa. Thời kỳ bón đạm là thời kỳ rất quan
trọng trong việc nâng cao hiệu lực của phân để làm tăng năng suất lúa. Với
phương pháp bón đạm (Bón tập trung vào giai đoạn đầu và bón nhẹ vào giai
đoạn cuối) của Việt Nam vẫn cho năng suất lúa cao, năng suất lúa tăng thêm
từ 3,5 tạ/ha [18], [62].
9
Theo sơ đồ của Shouichi Yoshida ta có thể thấy yêu cầu đạm của cây
lúa thay đổi theo thời gian sinh trưởng. Cây lúa cần nhiều đạm trong 2 thời
kỳ, đó là thời kỳ đẻ nhánh, sau đó là thời kỳ phân hóa đòng và phát triển
đòng. Kết thúc thời kỳ phân hóa đòng hầu như lúa đã hút > 80% tổng lượng
đạm cho cả chu kỳ sinh trưởng.
Theo các tác giả Đinh Văn Lữ (1978); Búi Huy Đáp (1980); Đào Thế
Tuấn (1980) và Nguyễn Hữu Tề (1997): thong thường cây lúa hút 70% tổng
lượng đạm là trong giai đoạn đẻ nhánh, đây là thời kỳ hút đạm có ảnh hưởng
lớn đến năng suất, 10 – 15% là hút ở giai đoạn làm đòng, lượng còn lại là từ
sau làm đòng đến chín.
Theo tác giả Bùi Đình Dinh [7], cây lúa cũng cần nhiều đạm trong thời
kỳ phân hoá đòng và phát triển đòng thành bong, tạo ra các bộ phận sinh sản.
Thời kỳ này quyết định cơ cấu sản lượng: số hạt/bong, trọng lượng nghìn hạt
(P
1000
) [13]
10

Giai đoạn cuối của quá trình sinh trưởng, sự hấp thu đạm của lúa cũng
rất cần thiết phải bón thêm nhiều đạm [30], [31], [35].
Tuy nhiên, phân đạm được chia ra bón nhiều lần dẫn đến người nông
dân rất khó xác định thời gian và lượng bón chính xác cho lúa. Nhiều trường
hợp bón quá nhiều đạm ở giai đoạn sau, lúa quá tốt, nhiều sâu bệnh dẫn đến
năng suất lúa rất thấp. Mặt khác, việc chia phân đạm làm nhiều lần bón phụ
thuộc vào thời tiết, nhiều trường hợp bón xong gặp mưa ngay làm hầu hết
lượng đạm bón bị rửa trôi. Biện pháp bón phân cho lúa bao gồm bón lót (được
vùi vào đất hay là bón trên mặt) và bón thúc một đến hai lần. Biện pháp bón
phân truyền thống này nói chung là tiện lợi, nhưng rất nhiều nghiên cứu đã
chứng minh rằng bón phân đạm theo kiểu trên thường cho hiệu quả rất thấp.
Các yếu tố khác cũng làm giảm hiệu quả của phân bón cho lúa nước như trong
điều kiện nhiệt đới mưa thường tập trung, nhiều khi với những lượng mưa lớn
đã làm cho nước chảy tràn bờ từ thửa ruộng này đến thửa ruộng khác mang
theo lượng đạm bị rửa trôi rất lớn.
Trong điều kiện ngập nước khi bón vãi và bón thúc Urê cho lúa, đạm bị
hydrat hoá, do vậy dễ dàng bị mất đi do bay hơi. Tương tự như vậy trong điều
kiện ngập nước ở đất có độ thấm cao như đất có thành phần cơ giới nhẹ, đất có
dung tích hấp thụ (CEC) thấp, không có tầng đế cày, thường dẫn đến việc rửa
trôi urê và amôn theo chiều sâu. Mặt khác khi bón vãi thường rất dễ xảy ra quả
trình phản nitrat hoá ở lớp đất mặt và ở vùng đất xung quanh bộ rễ lúa.
Bón phân vãi urê vùi trộn với đất trước khi cấy có tác dụng làm giảm
thiểu việc mất đạm, tuy nhiên việc vùi trộn này không phải lúa nào cũng dễ
thực hiện đối với hầu hết các hộ nông dân trồng lúa. Những nghiên cứu gần
đây cũng chỉ ra rằng thậm chí đối với cả biện pháp vùi trộn phân đạm vào trong
đất bằng cách bừa lấp cũng vẫn xảy ra việc mất đạm với lượng khá lớn. Người
ta cũng đề nghị nên tiêu nước trước khi vùi trộn phân đạm, trước khi bón lót
11
hoặc bón thúc để làm giảm bớt việc mất đạm, nhưng những biện pháp này
người nông dân cũng rất khó thực hiện vì hệ thống tưới tiêu không đồng bộ và

ở những nơi canh tác nhờ nước trời rất khó điều tiết được nước.
Xuất phát từ những nghiên cứu trên, có nhiều phương pháp được đưa ra
nhằm giảm bớt lượng đạm bị mất đi, có thể tóm tắt thành 4 nhóm phương pháp
sau:
- Duy trì nồng độ đạm thấp trong đất và trong nước (đạm giải phóng từ
từ). Nhiều loại phân chậm tan được sản xuất để đáp ứng được mục đích này.
- Giảm nhiệt độ nước và nhiệt độ đất bằng biện pháp che phủ.
- Hạn chế việc di chuyển của không khí trong đất hoặc mặt nước thông
qua đó giảm việc di chuyển của NH
3
ra khỏi hệ thống không khí - đất và không
khí - nước.
- Đối với đất lúa nước, kìm hãm sự sinh trưởng của vi khuẩn lam và quá
trình làm tăng pH.
Các biện pháp trên hoặc là tiết kiệm chi phí không đáng kể, hoặc là khó
thực hiện trong điều kiện canh tác cụ thể cho nên mức độ chấp nhận của nông
dân còn hạn chế. Do vậy cần có một biện pháp bón phân hợp lý nhằm làm giảm
đáng kể lượng đạm bị mất đi, phù hợp với điều kiện kinh tế và canh tác của
nông dân, nhất là nông dân trồng lúa ở nước ta, hầu hết là sản xuất quy mô nhỏ,
diện tích trồng lúa ít, tương đối dư thừa lao động.
2.2.1.2 Tổng quan về hiệu suất sử dụng phân bón của cây lúa
Các nghiên cứu nước ngoài ở vùng ôn đới (đã sử dụng đồng vị đánh
dấu) cho thấy hệ số sử dụng chất dinh dưỡng của phân bón đối với đạm là 50
- 55%; lân là 40 - 45%; kali là 50 - 60% (Xmirnốp, 1984), còn ở Việt Nam hệ
số này thấp hơn, ví dụ đối với lúa thì đạm là 40%; lân là 22% và kali là 45%
(Trần Thúc Sơn, 1998). Như vậy, có hơn 50% lượng đạm, 50% lượng kali và
gần 80% lượng lân tồn dư ở trong đất tiếp tục biến đổi và trực tiếp hay gián tiếp
12
gây ô nhiễm môi trường nói chung và môi trường đất nói riêng. Sự biến đổi của
phân đạm khi bón vào đất theo các hướng chính kết hợp với tuần hoàn của nó

sẽ giải thích bản chất gây ô nhiễm của việc bón phân đạm không hợp lý.
 Hiệu suất sử dụng phân đạm của cây lúa
Phân urê được sử dụng khá rộng rãi trong trồng lúa, vì giá sản xuất
phân tương đối rẻ và chi phí vận chuyển thấp, hàm lượng đạm trong phân cao
(46%). Tuy nhiên hiệu quả sử dụng phân đạm của cây trồng rất thấp, đặc biệt
là đối với lúa nước. Lượng đạm bị mất đi phụ thuộc vào điều kiện đất đai, khí
hậu và biện pháp canh tác được áp dụng. Ở nước ta, trong mùa mưa, do mưa
tập trung với cường độ lớn, đạm bị rửa trôi theo nước chảy bề mặt và xói mòn
là rất đáng kể. Nhìn chung, đạm bị mất dưới dạng thể khí (NH
3
) và do quá
trình phản đạm hoá là những nguyên nhân chủ yếu làm mất đạm trong nhiều
hệ thống nông nghiệp khác nhau.
Theo kết quả nghiên cứu của Mitsui, 1973 về ảnh hưởng của đạm đến
hoạt động sinh lý của lúa như sau:
Sau khi tăng lượng đạm thì cường độ quang hợp, cường độ hô hấp và
hàm lượng diệp lục của cây lúa tăng lên, nhịp độ quang hợp, hô hấp không
khác nhau nhiều nhưng cường độ quang hợp tăng mạnh hơn cường độ hô hấp
gấp 10 lần cho nên vai trò của đạm làm tăng tích luỹ chất khô.
Hiệu suất phân đạm đối với lúa. Theo Iruka (1963) cho thấy: Nếu bón
đạm với liều lượng cao thì hiệu suất cao nhất là bón vào lúa đẻ nhánh và sau
đó giảm dần. Với liều lượng bón đạm thấp thì bón vào lúc lúa đẻ và trước trỗ
10 ngày có hiệu quả cao (Yoshida, 1985) [14]. Theo Prasat và Dedatta (1979)
thấy hiệu suất sử dụng đạm của cây lúa cao ở mức bón thấp, bón sâu và bón
vào thời kỳ sinh trưởng sau.
Năm 1973, Xiniura và Chiba có kết quả thí nghiệm bón đạm theo 9
cách tương ứng với các giai đoạn sinh trưởng, phát triển. Mỗi lần bón với 7
13
mức đạm khác nhau, 2 tác giả trên đã có những kết luận sau:
+ Hiệu suất của đạm (kể cả rơm, rạ và thóc) cao khi lượng đạm bón ở mức

thấp.
+ Có 2 đỉnh về hiệu suất, đỉnh đầu tiên là xuất hiện ở thời kỳ đẻ nhánh,
đỉnh thứ 2 xuất hiện ở 1- 9 ngày trước trỗ, nếu lượng đạm nhiều thì không có
đỉnh thứ 2. Nếu bón liều lượng đạm thấp thì bón vào lúc 20 ngày trước trỗ,
nếu bón liều lượng đạm cao thì bón vào lúc cây lúa đẻ nhánh [14].
Viện Nông hoá - Thổ nhưỡng đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của
đất, mùa vụ và liều lượng phân đạm bón vào đến tỷ lệ đạm do cây lúa hút [10].
Không phải do bón nhiều đạm thì tỷ lệ đạm của lúa sử dụng nhiều. Ở mức
phân đạm 80 kg N/ha, tỷ lệ sử dụng đạm là 46,6%, so với mức đạm này có
phối hợp với phân chuồng tỷ lệ đạm hút được là 47,4%. Nếu tiếp tục tăng liều
lượng đạm đến 160 kg N và 240 kg N có bón phân chuồng thì tỷ lệ đạm mà
cây lúa sử dụng cũng giảm xuống. Trên đất bạc màu so với đất phù sa Sông
Hồng thì hiệu suất sử dụng đạm của cây lúa thấp hơn. Khi bón liều lượng đạm
từ 40 kg N- 120 kg N thì hiệu suất sử dụng phân giảm xuống tuy lượng đạm
tuyệt đối do lúa sử dụng có tăng lên [19].
Kết quả nghiên cứu sử dụng phân bón đạm trên đất phù sa sông Hồng
của Viện Khoa học Nông Nghiệp Việt Nam đã tổng kết các thí nghiệm 4 mức
đạm từ năm 1992 đến 1994, kết quả cho thấy: Phản ứng của phân đạm đối với
lúa phụ thuộc vào thời vụ, loại đất và giống lúa [20] và lượng đạm có hiệu
quả cao là 90 N, bón trên mức đó là gây lãng phí.
Viện nghiên cứu lúa đồng bằng sông Cửu Long đã có nhiều thí nghiệm
về ảnh hưởng của liều lượng đạm khác nhau đến năng suất lúa vụ Đông xuân
và Hè thu trên đất phù sa đồng bằng sông Cửu Long. Kết quả nghiên cứu
trung bình nhiều năm, từ năm 1985- 1994 của Viện lúa Đồng bằng sông Cửu
14
Long, kết quả này đã chứng minh rằng: Trên đất phù sa được bồi hàng năm có
bón 60 kg P2O5 và 30 kg K2O làm mức thì khi có bón đạm đã làm tăng năng
suất lúa từ 15- 48,5% trong vụ Đông xuân và vụ Hè thu tăng từ 8,5- 35,6%.
Hướng chung của 2 vụ đều bón đến mức 90N có hiệu quả cao hơn cả, bón
trên mức 90N này năng suất lúa tăng không không đáng kể [13]. Theo

Nguyễn Thị Lẫm, 1994 [21] khi nghiên cứu về bón phân đạm cho lúa cạn đã
kết luận: Liều lượng đạm bón thích hợp cho các giống có nguồn gốc địa
phương là 60 kg N/ha. Đối với những giống thâm canh thì lượng đạm thích
hợp từ 90- 120 kg N/ha.
+ Trên đất lúa nước sâu thì mức bón 90 N năng suất chênh lệch nhau
không đáng kể. Bình quân năng suất tăng lên của các giống khi tăng thêm 30
kg N/ha thì đạt được 6 - 8% và năng suất giữa các giống cũng chênh lệch
không đáng kể.
+ Trên đất bạc màu Bắc Giang, cho thấy hiệu lực của đạm đối với lúa
không cao khi tăng từ mức không bón đến mức bón 150 N. Nhiều khả năng
trên loại đất này mức đạm cho năng suất cao nhất là 60 N. Bón trên mức này
là không có hiệu quả [22].
Theo Yoshida (1980) đạm là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng nhất đối
với cây lúa trong các giai đoạn sinh trưởng và phát triển.
Khi cây lúa bón đủ đạm thì nhu cầu tất cả các chất dinh dưỡng khác
như lân và kali đều tăng [37], [40]. Theo Bùi Huy Đáp [29], đạm là yếu tố chủ
yếu ảnh hưởng đến năng suất lúa, cây có đủ đạm thì các yếu tố khác mới phát
huy hết được tác dụng.
Để tránh việc mất đạm do bón sớm, theo A. Dobermann (2000) chia
làm nhiều lần bón như sau:
15
Bảng 2.1 Thời kỳ bón đạm theo A. Dobermann và cộng sự, 2000
Thời kỳ
Mùa khô
Mùa mưa
Lót
23 kg N/ha (20%)
Thúc đẻ (20 ngày sau cấy)
30 kg N/ha (25%)
28 kg N/ha (40%)

Bắt đầu phân hóa đòng (PI)
(40 ngày sau cấy)
47 kg N/ha (40%)
43 kg N/ha (60%)
Trước khi trỗ (65 ngày)
18 kg N/ha (15%)
Tổng
118 kgN/ha (100%)
71 kgN/ha (100%)
Cũng theo A.Dobermann, nếu dự kiến năng suất 7 tấn/ha thì cần bón
118 kg N; 57kg P
2
O
5
và 48 kg K
2
O/ha. Còn với mức 5 tấn/ha chỉ cần bón 71
kg N; 35 kg P
2
O
5
và 30 kg K
2
O (lượng lân và kali bón theo khuyến cáo là để
duy trì ổn định khả năng cung cấp lân và kali của đất). Quản lý dinh dưỡng
lúa theo vùng (Site-specific nutrient management – SSNM) là cách bón phân
cân đối theo nhu cầu của cây lúa theo từng giai đoạn phát triển ở từng xứ
đồng cụ thể, ở từng mùa vụ nhất định. Muốn nâng cao hiệu quả kinh tế của
việc bón phân (giảm lượng phân bón thừa thãi), tăng năng suất và phẩm chất
lúa gạo, duy trì độ phì nhiêu đất, ngăn ngừa ô nhiễm môi trường thì các biện

pháp bón phân phải: cân đối (đủ về lượng và cân đối về tỷ lệ), bón đúng lúc,
đúng liều lượng, đúng tỷ lệ và phương pháp thích hợp, đáp ứng nhu cầu thiếu
hụt giữa nhu cầu thiếu của các giống lúa về dinh dưỡng với khả năng cung
cấp dinh dưỡng từ đất và từ phân hữu cơ. Trong thực tế sản xuất lúa gạo cần
áp dụng quản lý dinh dưỡng lúa theo vùng vì: độ màu mỡ của các vùng đất rất
khác nhau, ngay cả các thửa gần nhau cũng rất khác nhau. Ngoài ra cơ cấu
cây trồng, thời tiết khí hậu và nguồn nước tưới khác nhau cũng ảnh hưởng
đến khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây lúa. Để quản lý dinh dưỡng theo
16
vùng các nhà khoa học đã sử dụng các biện pháp như sử dụng bảng so màu lá
lúa, bố trí ô phụ để xác định yếu tố hạn chế, kết hợp quản lý dinh dưỡng với
quản lý sâu bệnh và quản lý nước, kết hợp với giống tốt, áp dụng các biện
pháp canh tác tiên tiến. Như vây. đứng về mặt quản lý dinh dưỡng đồng thời
người nông dân phải đáp ứng được 5 đúng (cân đối đúng, bón đúng lúc, đúng
liều lượng, đúng tỷ lệ và đúng phương pháp) không phải là điều dễ dàng.
Điều này có thể làm được dễ dàng nếu “đóng gói” lại.
Các nghiên cứu ở nước ngoài với việc sử dụng nitơ đánh dấu (15N) đã
chỉ ra rằng bón phân đạm có hệ thống và lớn hơn 200kgN/ha có ảnh hưởng đến
tuần hoàn đạm trong sinh thái đồng ruộng: nitrát hóa dẫn tới rửa trôi nitrát ô
nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm khi nồng độ N-NO
3
> 10mg/l. Trong điều
kiện yếm khí, như bón phân đạm dạng NO3- cho đất lúa ngập nước có thể xảy
ra quá trình phản nitrát hóa (denitrification) gây mất đạm và làm gia tăng thành
phần khí nhà kính (N
2
O). Đặc biệt đối với phân urê ((NH
2
)
2

CO) - một loại phân
đạm được sử dụng phổ biến, nếu bón không hợp lý có thể dẫn tới sự bay hơi
NH
3
(gần 35% lượng phân bón) ảnh hưởng tới môi trường không khí và tiền đề
gây mưa axít.
* Hiệu suất sử dụng lân và kali của cây lúa
Kết quả nghiên cứu hiệu suất từng phần của lân đối với việc tạo thành
hạt thóc của Kamura và Ishizaka năm 1996 cho thấy: thời kỳ lân có hiệu suất
cao nhất là hời kỳ đầu sau cấy 10 – 20 ngày [64]. Sở dĩ cần bón lót phân lân vì
lân rất cần cho sự phát triển của rễ và sự phát triển của mầm cây ở giai đoạn
cây con. Mặt khác phân lân sau khi được bón vào đất cho dù ở dạng hoà tan
hay không hoà tan đều ít di chuyển, ít bị rửa trôi và mất đi. Cho nên nếu không
phải là tất cả thì cũng là phần lớn lượng lân nên dùng để bón lót [69].
Tanaka có nhận xét: hiệu quả của bón phân lân cho lúa thấp hơn so với
cây trồng cạn. Tuy nhiên, bón lân xúc tiến quá trình sinh trưởng của cây trong
17
thời kỳ đầu, có thể rút ngắn thời gian sinh trưởng, đặc biệt là những vùng lạnh
thì hiệu quả đó càng rõ. Kết quả của Buba năm 1960 cho biết, lúa nước là loại
cây trồng cần ít lân, do đó khả năng hút lân từ đất mạnh hơn cây trồng cạn [64].
Nghiên cứu của Brady, Nylec năm 1985 cho thấy, hầu hết các loại cây
trồng hút không quá 10 -13% lượng lân bón vào đất trong năm, đặc biệt là cây
lúa, chỉ cần giữ cho lân ở trong đất khoảng 0,2 ppm hoặc thấp hơn một chút là
có thể cho năng suất tối đa. Tuy vậy, cần bón lân kết hợp với các loại phân
khác như đạm, kali mới nâng cao được hiệu quả của nó [64].
Ở mỗi thời kỳ lúa hút lân với lượng khác nhau, trong đó có hai thời kỳ
hút mạnh nhất là thời kỳ đẻ nhánh và thời kỳ làm đòng. Tuy nhiên xét về mức
độ thì lúa hút lân mạnh nhất vào thời kỳ đẻ nhánh [65], [66].
Để nâng cao hiệu quả bón lân cho cây lúa ngắn ngày, trong điều kiện
thâm canh trung bình (10 tấn phân chuồng, 90 -120N, 60K2O/ha) nên bón lân

với lượng 80 – 90 P2¬O5/ha và tập trung bón lót [68].
Theo Matsuto, giữa việc hút đạm và kali có một mối tương quan thuận,
tỷ lệ N/K thường là 1,26. Theo nhiều tác giả khác cho biết tỷ lệ N/K rất quan
trọng, nếu cây lúa hút nhiều đạm thì dễ thiếu kali, do đó thường phải bón nhiều
kali ở những ruộng lúa bón nhiều đạm [70], [71].
Theo Đinh Dĩnh [72], cây lúa hút kali rõ nét nhất ở hai thời kỳ đẻ nhánh
và làm đòng. Thiếu kali vào thời kỳ đẻ nhánh ảnh hưởng mạnh đến năng suất,
lúa hút kali mạnh nhất vào thời kỳ làm đòng.
Dinh dưỡng kali là một trong 3 yếu tố dinh dưỡng quan trọng đối với cây
lúa, trước tiên là cây lúa hút kali sau đó hút đạm. Để thu được 1 tấn thóc, cây
lúa lấy đi 22 – 26 kg K2O nguyên chất, tương đương với 36,74 – 43,4 kg KCL
(60% K), kali là nguyên tố điều khiển chất lượng thạm gia vào các quá trình
hình thành các hợp chất và vận chuyển các hợp chất đó, kali còn có tác dụng
làm cho tế bào cây cung cấp, tăng tỷ lệ đường, giúp vận chuyển chất dinh
dưỡng nhanh chóng về hoa và tạo hạt [74], [53], [75].
18
Trong điều kiện mùa khô, với mức 140N, 60P2O5 và bón 60kg K2O/ha
thì năng suất lúa đạt 6,78 tấn/ha, cho bội thu năng suất do bón kali là 12,8 kg
thóc/kg K2O. Trong mùa mưa, với mức 70N, 60P2O5 và bón 60kg K2O/ha thì
năng suất lúa đạt 4,96 tấn/ha [60], [67].
Vai trò cân đối đạm và kali càng lớn khi lượng đạm sử dụng càng cao.
Nếu không bón kali thì hệ số sử dụng đạm chỉ đạt 15 – 30%, trong khi bón kali
thì hệ số này tăng lên đến 39 – 49%. Như vậy, năng suất tăng không hẳn là do
kali (bởi bón kali riêng thì không tăng năng suất) mà là kali điều chỉnh dinh
dưỡng đạm, làm cho cây sử dụng được nhiều đạm và các dinh dưỡng khác
nhiều hơn. Trong vụ Xuân ở miền Bắc, nhiệt độ thấp, thời tiết âm u nên hiệu
lực sử dụng phân kali cao hơn, cho nên cần bón kali nhiều ở vụ này [53].
2.2.2 Tổng quan về sự cần thiết phải sử dụng phân viên nén trong canh
tác lúa
Trong các loại phân thì phân hoá học có chứa nồng độ các chất khoáng

cao hơn cả. Từ ngày có kỹ nghệ phân hoá học ra đời, năng suất cây trồng trên
thế giới cũng như ở nước ta ngày càng được tăng lên rõ rệt. Ví dụ chỉ tính từ
năm 1960 đến 1997, năng suất và sản lượng lúa trên thế giới đã thay đổi theo
tỷ lệ thuận với số lượng phân hoá học đã được sử dụng (NPK, trung, vi lượng)
bón cho lúa. Trong những thập kỷ cuối thế kỷ 20 (từ 1960-1997), diện tích
trồng lúa toàn thế giới chỉ tăng có 23,6% nhưng năng suất lúa đã tăng 108%
và sản lượng lúa tăng lên 164,4%, tương ứng với mức sử dụng phân hoá học
tăng lên là 242%. Nhờ vậy đã góp phần vào việc ổn định lương thực trên thế
giới. Ở nước ta, do chiến tranh kéo dài, công nghiệp sản xuất phân hoá học
phát triển rất chậm và thiết bị còn rất lạc hậu. Chỉ đến sau ngày đất nước được
hoàn toàn giải phóng, nông dân mới có điều kiện sử dụng phân hoá học bón
cho cây trồng ngày một nhiều hơn. Ví dụ năm 1974/1976 bình quân lượng
phân hoá học (NPK) bón cho 1 ha canh tác mới chỉ có 43,3 kg/ha. Năm 1993-
19
1994 sau khi cánh cửa sản xuất nông nghiệp được mở rộng, lượng phân hoá
học do nông dân sử dụng đã tăng lên đến 279 kg/ha canh tác. Số lượng phân
hoá học bón vào đã trở thành nhân tố quyết định làm tăng năng suất và sản
lượng cây trồng lên rất rõ, đặc biệt là cây lúa. Rõ ràng năng suất cây trồng phụ
thuộc rất chặt chẽ với lượng phân hoá học bón vào. Tuy nhiên không phải cứ
bón nhiều phân hoá học thì năng suất cây trồng cứ tăng lên mãi. Cây cối cũng
như con người phải được nuôi đủ chất, đúng cách và cân bằng dinh dưỡng thì
cây mới tốt, năng suất mới cao và ổn định được. Vì vậy phân chuyên dùng ra
đời là để giúp người trồng cây sử dụng phân bón được tiện lợi hơn.
Cây lúa cũng giống như nhiều loại cây trồng khác yêu cầu nhiều loại
nguyên tố dinh dưỡng, trong đó gồm những nguyên tố không thể thiếu là C, H,
O, N, P, K, S, Ca, Mg, Zn, Fe, Cu, Mo, Bo, Mn và các nguyên tố vi lượng
khác. Khi có đầy đủ các chất dinh dưỡng cây lúa mới có thể sinh trưởng, phát
triển bình thường và cho năng suất [28],[33],[48].
Lúa là cây trồng cần tương đối nhiều phân, phải bón nhiều phân một
cách hợp lý mới có thể đạt năng suất cao. Nếu bón phân không cân đối, không

hợp lý làm cho lúa sinh trưởng, phát triển không bình thường và làm giảm
năng suất.
Do vậy quan hệ giữa lượng phân bón và năng suất là mối quan hệ có
tính chất quy luật nhất định. Khi căn cứ vào các chỉ tiêu sản xuất để xác định
mức độ phân bón cần xem xét toàn diện, kết hợp giữa giống, đất đai, mật độ
cấy, các biện pháp trồng trọt khác với điều kiện ngoại cảnh bên ngoài.
Tuy nhiên hậu quả của việc bón phân hoá học quá nhiều là làm cho
chất lượng nông sản phẩm ngày càng giảm sút [9].
Phân bón là cơ sở cho việc tăng năng suất lúa. Từ lâu các nhà khoa học
trong và ngoài nước có nhiều công trình nghiên cứu về phân bón cho lúa.
Trong các loại phân đa lượng thì đạm, lân, kali đều rất quan trọng cho cây lúa
20
do vậy các công trình nghiên cứu cho việc bón phân NPK hợp lý là điều
không thể thiếu để tăng năng suất lúa.
- Theo Nguyễn Thị Lẫm, 1999 [22], sau một năm cây lúa lấy đi của đất
một lượng dinh dưỡng lớn gồm: 125 kg đạm, 74,5 kg lân, 96 kg kali.
- Đào Thế Tuấn, 1980 [42], khi nghiên cứu sinh lý giống lúa năng suất
cao, đã khẳng định đối với năng suất lúa vai trò số một là: N, P, K.
- V. Proramenku, 1963 [63] ở trạm thí nghiệm quốc gia Nhật Bản muốn
năng suất lúa đạt 78 tạ/ha cần phải bón: 134 kg N + 84 kg P2O5 + 123 kg K2O.
Từ trước tới nay có rất nhiều nghiên cứu về bón phân cho lúa và các
nghiên cứu này đều khẳng định là hiệu quả sử dụng phân đạm đối với lúa
nước không cao. Nguyên nhân của hiệu quả sử dụng phân bón thấp là do đạm
trong đất lúa bị mất đi qua các con đường sau: Do bốc hơi dưới dạng NH3, do
rửa trôi bề mặt khi nước tràn bờ, do rửa trôi theo chiều sâu nhất là dạng nitrat
(NO3-), bay hơi dưới dạng N2 do hiện tượng phản nitrat hoá.
Theo kết quả nghiên cứu của trung tâm phát triển phân bón quốc tế
(IFDC) thì cây lúa chỉ hút được 30% lượng đạm được bón cho lúa nếu bón
theo phương pháp vãi trên mặt ruộng. Do vậy, để đáp ứng nhu cầu về dinh
dưỡng đạm cho cây lúa, người nông dân phải bón lượng đạm gấp 3 lần lượng

đạm cây lúa cần hút. Điều đó dẫn đến tăng chi phí, tăng giá thành trong sản
xuất lúa. Hơn nữa, nó có thể gây ô nhiễm nước ngầm bởi NO
3
-
bị rửa trôi theo
chiều sâu. Quá trình mất đạm xảy ra mạnh hay yếu chủ yếu phụ thuộc vào
loại hệ thống nông nghiệp, đặc điểm đất đai, phương thức canh tác, biện pháp
bón phân và điều kiện thời tiết. Đối với đất ngập nước, việc mất đạm dưới
dạng khí NH
3
và phản đạm hoá là hai quá trình chủ yếu.
Ở lúa cấy, lượng NH
3
mất đi do bay hơi có thể từ 20% đến trên 80%
tổng lượng đạm mất từ phân bón [68]. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc mất
NH
3
là nồng độ amôn, nhiệt độ và pH của dung dịch đất hoặc nước tưới. Ở
21
nước ta hầu hết phân đạm bón được sử dụng là dạng phân amôn, do vậy việc
giải phóng đạm dưới dạng khí từ quá trình nitrat - phản nitrat hoá cần được
chú ý. Nitrat hoá là quá trình oxy hóa nitrat, trong đất quá trình này còn có sự
tham gia của các vi khuẩn tự dưỡng và dị dưỡng. Trong đất lúa ngập nước,
quá trình nitrat hoá xảy ra ở lớp đất mặt và xung quanh bộ rễ lúa, tưới tiêu
luân phiên sẽ thúc đẩy quá trình này, khi tiêu nước quá trình nitrat hoá sẽ
được tăng cường. Quá trình phản nitrat hoá là một quá trình dị hoá nitrat và
nitrit thành NO, N
2
O và N
2

, quá trình này chỉ xảy ra khi độ ẩm trong đất lớn
hơn 60%. Nhìn chung lượng đạm bị mất đi do quá trình phản nitrat hoá đạt
lớn nhất khi đất bọ ngập nước, bón lượng đạm cao và hàm lượng các chất hữu
cơ trong đất cao.
Nông nghiệp thế kỷ XXI phát triển trên cơ sở đảm bảo an toàn dinh
dưỡng cho cây và đất trồng. Nhiệm vụ của loài người là phải cải tạo một mức
nông nghiệp bền vững trong đó giảm đến mức tối đa việc mất chất dinh dưỡng
để không làm ô nhiễm môi sinh ngăn chặn thải NH4+ và N03- vào nguồn nước
sinh hoạt [13]
Ở các nước phát triển, người ta đã tìm thấy sự liên quan giữa sử dụng
nhiều phân khoáng với chất lượng môi trường và sức khỏe con người (Theo
Tổ chức GEMS thì có 10% số sông ở Tây Âu có N-NO
3
từ 9 - 25mg/l).
Những vấn đề này cũng trở nên quan trọng ở các nước đang phát triển, vì:
- Từ bài học ở các nước phát triển để hạn chế tác động của phân khoáng
đến môi trường.
- Rửa trôi nitrát xâm nhập vào nước uống, gây ra những vấn đề về sức
khỏe mà chủ yếu là ở trẻ em - hội chứng xanh xao, và làm gia tăng phú dưỡng
ao hồ.
- Mất đạm khỏi đất do phản nitrát hóa làm gia tăng khí nhà kính và lâu
dài có thể làm tổn thương tầng ôzôn.
22
- Việc sử dụng nhiều phân khoáng có thể mang vào đất và tích lũy
theo thời gian các kim loại nặng. Sử dụng nhiều phân lân làm tích lũy Cd
trong đất.
- Trong vùng trồng rau, đất thoáng khí, độ ẩm thích hợp cho quá trình
ôxy hóa, nitrát trong đất được hình thành, rau dễ hấp thu. Sự hấp thu đạm ở
dạng NO
3

-
không chuyển hóa thành prôtêin là nguyên nhân làm giảm chất
lượng rau quả (FAO đã có quy định cho phép lượng NO
3
-
trong một số rau
quả tươi). Rau bị "bẩn" nitrát hay kim loại nặng có tính nguy hiểm cho sức
khỏe của con người.
Việc sử dụng phân khoáng có hệ thống trong canh tác vùng nhiệt đới,
làm cho vốn đất đã bị chua càng trở nên chua, thoái hóa về cấu trúc. Hệ sinh
thái đồng ruộng, đặc biệt là hệ sinh thái ruộng lúa canh tác nhiều vụ, trở nên
giản hóa về chức năng sinh học.
Sử dụng phân khoáng liên tục có thể làm cho đất nhiệt đới trở nên chua
hóa nhanh, đất chai cứng, giảm năng suất cây trồng. Ở Đồng bằng sông Hồng
sau 10 năm canh tác (1990 - 2000) trung bình độ chua đất (pHKCl) giảm
4,5%. (Nguồn: Nguyễn Xuân Cự, Luận án Tiến sĩ, 2001)
Phần đông dân số nước ta sống bằng nghề nông nghiệp và phần lớn diện
tích đất được sử dụng cho nông nghiệp (bao gồm cả diện tích đất lâm nghiệp và
đất dùng cho chăn nuôi), do vậy nông nghiệp được xem như một ngành có ảnh
hưởng lớn đến môi trường. Chính vì vậy, nông nghiệp cần thiết phải góp phần
tích cực vào việc giảm giảm thiểu những chi phí về bảo vệ môi trường.
Theo số liệu của Cơ quan phát triển Liên Hợp Quốc tại Việt Nam, năm
2003 Việt Nam nhập khẩu lượng phân bón trị giá 628,141 triệu USD. Với
phương pháp bón phân hợp lý, Việt Nam không những tiết kiệm được phân
bón mà còn giảm thiểu tác động xấu của việc sử dụng các chất hoá học đối
với môi trường.
23
Ở Việt Nam, lượng phân hoá học bón cho lúa ngày càng tăng cao qua
các năm thì việc nghiên cứu cách bón phân hợp lý nhằm giảm bớt lượng phân
hoá học bón vào đất, nâng cao năng suất lúa, góp phần bảo vệ môi trường là

việc làm cần thiết và có ý nghĩa nhằm giảm bớt đầu vào cho nông dân canh
tác lúa và giảm ngoại tệ nhập phân bón cho Nhà nước. Nghĩa là nông dân tiết
kiệm được 30% lượng phân bón có nghĩa là hàng đã tiết kiệm được 188,5
triệu USD cho Nhà nước.
2.2.3 Những kết quả nghiên cứu sử dụng phân viên nén trong canh tác lúa
Tốc độ tăng sản lượng lúa trên thế giới là có xu hướng giảm: năm 1960
là 3,5%; 1970: 2,7%, 1980: 3,1%, nhưng đến năm 1990 chỉ còn 1,5%. Mặt
khác, tốc độ tăng diện tích trồng lúa giảm dần: từ 1,54% những năm 60 xuống
còn 0,45% những năm 90 của thế kỷ 20, tốc độ tăng năng suất cũng giảm
xuống từ 2,51% xuống chỉ còn 1,06%. Nếu so sánh với tốc độ tăng dân số thế
giới (theo từng thời kỳ trên tốc độ tăng dân số là: 2,17%, 2,03%, 1,86% và
1,38%) thì mức tăng sản lượng lúa như vậy là tương xứng và cân đối. Tuy
nhiên, sản lượng lúa trên thế giới sẽ không cân đối nếu như tốc độ tăng năng suất
lúa lại tiếp tục giảm.
Sự chênh lệch rất lớn giữa năng suất tiềm năng và năng suất thực tế thu
được của cùng một giống lúa trên cùng một địa bàn, cùng một vụ gieo trồng
cho thấy sự không cân bằng và đồng đều trong quần thể ruộng lúa, các biện
pháp kỹ thuật tác động chưa phát huy hết hiệu quả. Đối với những nước phát
triển các giống lúa có năng suất cao có thể cho năng suất 10 tấn/ha, nhưng
trên thực tế với các biện pháp quản lý đang phổ biến nông dân chỉ đạt được
năng suất 7-8 tấn/ha. Còn ở các nước đang phát triển với những hạn chế về
đầu tư, công nghê và trình độ canh tác thấp nên chỉ đạt 4-5 tấn/ha.
Ở Việt Nam những năm gần đây nền nông nghiệp đã phát triển vượt
bậc, đặc biệt là phát triển cây lúa. Tính đến năm 2004 đất trồng lúa của nước
24
ta có 4,2 triệu ha thì có tới 40% diện tích có thể canh tác được 2 - 3 vụ
lúa/năm. Các tiến bộ kỹ thuật mới về giống, kỹ thuật thâm canh cũng được áp
dụng rộng rãi do vậy sản lượng lúa không ngừng tăng lên (năm 1995 đạt 25
triệu tấn, năm 2004 đạt 35,8 triệu tấn). Trong quá trình công nghiệp hoá, hiện
đại hoá đất nước thì diện tích đất dành cho sản xuất nông nghiệp ngày càng

giảm, hiện tượng đất chật người đông, bình quân diện tích canh tác tính cho
đầu người càng thấp. Do đó cần tăng năng suất lúa để bù đắp lại sản lượng bị
giảm do một phần diện tích canh tác lúa bị chuyển đổi mục đích và có thể
chuyển một phần diện tích trồng lúa sang trồng các cây khác có giá trị kinh tế
cao vừa nhằm mục đích đảm bảo an ninh lương thực, mặt khác lại tăng thu
nhập của các hộ nông dân.
Từ vụ xuân năm 2000, Bộ môn Thuỷ nông - Canh tác, Khoa Đất và
Môi trường đã tiến hành thực hiện đề tài: “Sản xuất phân viên urê, NK và
NPK cỡ lớn bằng cách nén để bón dúi sâu cho lúa cấy và lúa gieo sạ nhằm
nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón, tăng năng suất lúa và giảm thiểu tác
động môi trường”, đề tài đã có những kết luận sau:
 Bón phân viên nén dúi sâu đã tiết kiệm được 34% lượng đạm so với
bón vãi thông thường,
 Tăng năng suất lúa trung bình từ 15 - 19%,
 Giảm các chi phí về công cấy, công làm cỏ và chi phí về giống,
 Giảm sâu bệnh, chi phí về thuốc bảo vệ thực vật và công phun thuốc,
 Làm tăng giá trị sản xuất và nâng cao hiệu quả kinh tế trên một đơn vị
diện tích trồng lúa và
 Chỉ bón một lần cho cả vụ
Do sử dụng phân viên nén đơn giản hơn rất nhiều so với phương pháp
bón phân truyền thống lại phù hợp với xu thế canh tác lúa hiện nay, giảm các
khâu canh tác và cơ giới hoá, giảm bớt chi phí, nâng cao chất lượng sản phẩm
25
và nâng cao hiệu suất sử dụng phân bón [24], [25], [26] nên ngày càng được
nông dân ở nhiều vùng chấp nhận.
Tuy nhiên, mỗi chân đất khác nhau thì khả năng cung cấp dinh dưỡng
khác nhau; mỗi giống lúa khác nhau thì nhu cầu sử dụng phân bón cũng khác
nhau do vậy cần xác định lượng phân viên, kích thước viên và tỷ lệ các chất
trong viên phân phù hợp với một số chân đất và giống lúa phổ biến của mỗi vùng.
Mặt khác viên phân nén NK và NPK thường có độ cứng thấp, dễ hút

ẩm nên dễ bị vỡ khi vận chuyển, thời gian cất giữ ngắn nên không vận chuyển
đi xa được và thường phải sản xuất chỉ trong một thời gian ngắn trước khi
gieo cấy lúa gây nên tình trạng căng thẳng trong sản xuất phân và cung ứng
không kịp thời cho sản xuất lúa. Do vậy cần xác định tỷ lệ phối trộn hợp lý,
bổ sung các chất phụ gia một mặt để tăng độ cứng của viên phân, một mặt
cung cấp thêm các chất dinh dưỡng cho cây trồng.
Ý tưởng về bón phân sâu cho lúa đã được hình thành và được nghiên
cứu từ những năm 30 của thế kỷ 20 ở Nhật, sau đó nó được thử nghiệm ở Việt
Nam, nhưng không triển khai được vì tốn nhiều công lao động và hiệu quả
kinh tế thấp. Cuối những năm 90 của thế kỷ 20, với sự tài trợ của quỹ Quốc tế
về phát triển nông nghiệp (IFAD), tổ chức phát triển phân bón quốc tế (IFDC)
có nhiều nghiên cứu về phân bón sâu và đưa ra giải pháp nén phân Ure lại
thành viên để bón sâu cho ruộng lúa. Kỹ thuật này đã được triển khai ở một số
nước Châu Á như Bangladesh, Philippines, Trung Quốc…. đã tiết kiệm đáng
kể lượng phân bón và nâng cao năng suất lúa, được nông dân trồng lúa ở các
nước nói trên chấp nhận và áp dụng.
Mức tăng năng suất lúa trung bình qua 4 năm (2001 - 2004) mà các
nông hộ có được do áp dụng phân viên là 4,5 tấn/ha, gần như gấp đôi năng
suất ban đầu là 2,3 tấn/ha ruộng lúa nước. Hơn 60% hộ gia đình dân tộc thiểu
số miền núi ở các vùng thử nghiệm phải chịu tình trạng trong một năm thiếu