BÀI GIẢNG KHOA HỌC PHÂN BÓN potx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ
DỰ ÁN HỢP TÁC VIỆT NAM – HÀ LAN





BÀI GIẢNG
KHOA HỌC PHÂN BÓN













Người biên soạn: TS. Trần Thị Thu Hà

Huế, 08/2009

1

CHỦ ĐỀ I.
QUAN HỆ ĐÂT - CÂY TRỒNG - PHÂN BÓN

Bài 1. Đại cương về khoa học phân bón

1. Khái niệm chung về môn học
Khoa học phân bón là ngành học nghiên cứu về mối quan hệ giữa đất - cây
trồng và phân bón, từ đó tìm ra các biện pháp hữu hiệu tác động lên nó, nhằm tạo điều
kiện để cây trồng sinh trưởng, phát triển thuận lợi, đạt năng suất cao, đảm bảo chất
lượng sản phẩm, góp phần duy trì và cải thiện độ phì đất.

2. Đối tượng và nhiệm vụ nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu
 Đặc điểm sinh lý của cây trồng liên quan đến khả năng thu hút và sử dụng chất
dinh dưỡng
 Các tính chất đất liên quan đến khả năng thu hút và sử dụng chất dinh dưỡng
của cây trồng và hiệu quả sử dụng phân bón.
 Tính chất các loại phân bón.
2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
 Mối quan hệ giữa đất - cây trồng và phân bón.
 Nghiên cứu các biện pháp hữu hiệu tác động lên mối quan hệ đó.

3. Một số khái niệ m cơ bản thường được sử dụng trong ngành khoa học phân
bón
3.1.Khái niệm về phân bón
Phân bón là những chất hoặc hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ có chứa một hoặc
nhiều chất dinh dưỡng thiết yếu được đưa vào sử dụng trong sản xuất nông nghiệp với
mục đích chính là cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng nhằm giúp chúng sinh
trưởng, phát triển tốt và cho năng suất cao.
3.2. Loại phân
 Phân hóa học (Chemical fertilizer)
Là phân bón được sản xuất theo công nghệ thường có phản ứng hóa học xảy ra. Tuy
nhiên, trong một số trường hợp, các sản phẩm được sản xuất theo công nghệ tinh tuyển
vật lý những khoáng vật có sẵn trong tự nhiên cũng được xem là phân hóa học.
 Phân khoáng (Mineral fertilizer)
2

Từ khi phân bón bón thương mại ra đời, phân khoáng được coi là phân có nguồn gốc từ
khoáng vật do khai thác từ lòng đất và qua quá trình tinh tuyển (làm giàu) hoặc chế
biến.
 Phân vô cơ (Inorganic fertilizer)
Là phân bón mà thành phần cấu tạo phân tử không có nguyên tố cacbon.
 Phân hữu cơ (Organic fertilizer)
Là loại phân bón mà trong thành phần cấu tạo phân tử của nó có hiện diện liên kết C –
C và C – H
Một số nước dùng thuật ngữ phân hóa học, phân khoáng hoặc phân vô cơ để
phân biệt giữa sản phẩm được sản xuất bằng phương pháp vật lý, hóa học với sản phẩm
có nguồn gốc từ cây trồng hoặc vật nuôi (phân hữu cơ)
 Phân đơn (Straight fertilizer)
Là loại phân bón trong đó chỉ có một nguyên tố dinh dưỡng đa lượng
 Phân phức hợp (Compound fertilizer)

Là loại phân bón trong đó có chứa từ 2 đến nhiều hơn các nguyên tố dinh dưỡng.
 Phân sinh học (Biofertilizer)
Là chế phẩm sinh học có chứa một hoặc nhiều chủng vi sinh vật sống có tác dụng tăng
cường quá trình tổng hợp đạm từ không khí ở bộ rễ của cây trồng hoặc phân hủy,
chuyển hóa các chất khó tiêu trong đất thành dễ tiêu để cung cấp cho cây trồng. Vi sinh
vật trong phân phải còn sống trong quá trình sản xuất và chúng sẽ phát huy tác dụng
khi bón ra ngoài đồng ruộng.
 Phân sinh hóa (Biochemical fertilizer)
Là loại phân bón được sản xuất bằng cả công nghệ sinh học và hóa học. Công nghệ
sinh học có sự tham gia của vi sinh vật với vai trò xúc tác quá trình phân giải nguyên
liệu và công nghệ hóa học sử dụng để tạo nên sản phẩm cụ thể. Trong phân sinh hóa, vi
sinh vật hầu như không còn dụng khi bón ngoài đồng ruộng.
 Phân bón lá (Foliar fertilizer)
Là loại phân được sản xuất ở dạng nước hoặc được hòa tan trong nước và phun lên lá
nhằm cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng.
 Phân lỏng (Liquit fertilizer)
Là một chất dinh dưỡng hoặc hỗn hợp các chất dinh dưỡng ở dạng lỏng được sử dụng
để bón cho cây trồng.
3.3. Dạng phân
Là khái niệm chỉ các dạng công thức hóa học khác nhau của nguyên tố dinh
dưỡng được sử dụng làm phân bón.
3.4. Chất cải tạo đất
3

Chất cải tạo đất là những chất hoặc hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ được đưa vào
sử dụng trong sản xuất nông nghiệp với mục đích chính là cải tạo đất
3.5. Số lần bón
Chỉ số lần khi một hoặc một vài loại /dạng phân bón được đưa vào trong đất
hoặc phun trực tiếp lên lá cho các loại/giống cây trồng trong một khoảng thời gian nhất
địnhtheo nhu cầu của loại/giống cây trồng đó.

3.6. Thời điểm bón
Chỉ thời điểm nhất định khi một hoặc một vài loại /dạng phân bón được đưa vào
trong đất hoặc phun trực tiếp lên lá cho các loại/giống cây trồng theo nhu cầu của
loại/giống cây trồng đó.
3.7. Cách bón
Là phương thức để một hoặc một vài loại /dạng phân bón được sử dụng cho các
loại cây trồng theo nhu cầu của loại/giống cây trồng đó.
3.8. Độ sâu bón
Chỉ độ sâu trong đất (ở tầng canh tác) mà một hoặc một vài loại /dạng phân
bón được đưa vào đất nhằm mục đích cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng.
3.9. Khái niệm yếu tố dinh dưỡng hạn chế năng suất cây trồng
 Yếu tố hạn chế thiếu
Là yếu tố dinh dưỡng mà khi thiếu sẽ nó làm cho năng suất cây trồng bị
sụt giảm rõ rệt.
Ví dụ: Thiếu Ca và Mg trên đất bạc màu
 Yếu tố gây độc
Là yếu tố khi nồng độ của chúng trong đất vượt quá mức cho phép và gây độc
cho cây, từ đó làm giảm năng suất cây trồng rõ rệt.
Ví dụ: Hàm lượng muối tan trong đất mặn; Nhôm trên đất chua mặn.
3.10. Dinh dưỡng tổng số
Tất cả các dạng chất dinh dư ỡng trong đất đư ợc gọi là chất dinh dưỡng ở
dạng tổng số.
3.10. Dinh dưỡng hữu hiệu( dinh dưỡng dễ tiêu)
Dinh dưỡng cây trồng được hút bởi rễ hoặc lá ở những dạng ion hoặc phức
trong dung dịch. Các dạng chất dinh dưỡng thiết yếu với cây trồng rất khác biệt bởi cấu
tạo hóa học và độ hòa tan của nó trong nước. Chỉ những dạng mà cây trồng có khả
năng hút được mới được coi là hữu hiệu.

4. Các phương pháp thường được sử dụng trong nghiên cứu
4.1. Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

4

- Phân tích các chỉ tiêu về hàm lượng dinh dưỡng trong đất
- Phân tích các chỉ tiêu về hàm lượng dinh dưỡng trong thân lá
- Phân tích các chỉ tiêu về chất lượng nước mặt và nước ngầm
4.2. Nghiên cứu trong chậu
Thường tiến hành với các thí nghiệm có tính chất thăm dò
4.3. Nghiên cứu trên đồng ruộng
Thường tiến hành sau khi đã có các kết quả nghiên cứu trong chậu
4.4. Xây dựng mô hình trình diễn
Thường tiến hành sau khi đã có các kết quả nghiên cứu trong chậu, ngoài đồng

5


Bài 2. Quan hệ giữa đất – cây trồng và phân bón

1. Quan hệ giữa đất – cây trồng và phân bón
Quan hệ Đất - Cây trồng - Phân bón, vấn đề Quản lý tổng hợp dinh dưỡng cho
cây trồng (IPNM) và bón phân cân đối
Quan hệ giữa đất, phân bón và cây trồng là mối quan hệ qua lại và được thể hiện
qua sơ đồ dưới đây.
ĐẤT



CÂY TRỒNG PHÂN BÓN
Sơ đồ1. Quan hệ đất – cây trồng và phân bón của Prianisnicov
Đất là nơi cung cấp không khí, nước và dinh dưỡng, là giá đỡ cho cây trồng.
Cây trồng trong khi đó cùng với các yếu tố khác đóng vai trò rất quan trọng trong quá
trình hình thành và tiến hóa của đất. Có thể nói đất trồng không thể hình thành nếu
không có chất hữu cơ.
1.1. Quan hệ giữa đất và cây trồng
1.1.1. pH đất, tính đệm của đất và sinh trưởng, phát triển của cây trồng

* pH đất
+ Ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng và phát triển của bộ rễ cây trồng
Trên đất chua, bộ rễ của phần lớn các loại cây trồng, đặc biệt là các loại cây mẫn
cảm với độ chua như các loại cây họ cải, họ cà đều phát triển kém do vậy khả năng thu
hút dinh dưỡng giảm, sinh trưởng và phát triển của cây trồng vì vậy giảm rõ.
+ Ảnh hưởng gián tiếp
- Trên đất chua, lân dễ tiêu trong đất dễ dàng bị cố định và vì vậy
khả năng đáp ứng lân cho cây giảm.
- Trên đất chua, hoạt động của các vi sinh vật phân giải chất hữu
cơ thường xảy ra chậm, các hợp chất khoáng hình thành ít và không đáp ứng kịp thời
nhu cầu dinh dưỡng của cây.
- Trên đất chua, khả năng hòa tan của một số nguyên tố vi lượng
như Zn, Cu, Mo giảm nên thường xảy ra hiện tượng thiếu hụt các nguyên tố dinh dưỡng này.
* Tính đệm
6

Trên đất có tính đệm cao, cây trồng ít bị “shock” khi pH đất thay đổi đổi ngột do bón
các loại phân chua /kiềm sinh lý vào đất. Sinh trưởng và phát triển của cây vì vậy ít chịu tác
động xấu của hiện tượng thay đổi này.
1.1.2. Thành phần, hàm lượng chất dinh dưỡng của đất với sinh trưởng và phát triển của
cây trồng.
Cây trồng thường sinh trưởng, phát triển tốt, cho năng suất cao, phẩm chất tốt trên
các chân đất có hàm lượng dinh dưỡng cao, tỷ lệ và thành phần các chất dinh dưỡng
trong đất cân đối.
1.1.3. CEC (Cation Exchange Capacity) và sinh trưởng và phát triển của cây trồng.
Trong phần lớn trường hợp, đất có CEC cao thường có khả năng hấp phụ tốt các
chất dinh dưỡng trong đất cũng như các chất dinh dưỡng được bổ sung từ bên ngoài để
cung cấp từ từ cho cây.
1.2. Quan hệ giữa cây trồng và phân bón
- Cây trồng có hệ rễ phát triển mạnh có khả năng thu hút dinh dưỡng tốt sẽ làm

tăng hiệu quả sử dụng phân bón
- Cây trồng có hệ rễ có khả năng đồng hóa lân cao sẽ làm tăng hiệu quả sử dụng
phân lân.
- Thân lá các loại cây trồng sau thu hoạch được sử dụng như một loại phân bón
hữu cơ. Thành phần dinh dưỡng trong thân lá cao khi sử dụng để bón vào đất sẽ có tác
dụng như một loại phân bón chất lượng cao, góp phần cải thiện tính chất đất và cung cấp
dinh dưỡng cho cây trồng vụ sạu.
1.3. Quan hệ giữa đất và phân bón
1.3.1. Ảnh hưởng của một số tính chất lý học chính của đất đến hiệu quả sử dụng phân
bón.
 Thành phần cơ giới đất
 Kết cấu đất
 Chế độ khí trong đất
 Chế độ nước trong đất
1.3.2. Ảnh hưởng của một số tính chất hóa học chính của đất đến hiệu quả sử dụng phân bón.
 pH
 Hàm lượng mùn
 Hàm lượng các chất dinh dưỡng tổng số và dễ tiêu
 Tỷ lệ các chất dinh dưỡng trong đất
 Tính đệm của đất
 Dung tích hấp phụ (CEC)
1.3.3. Số lượng, thành phần vi sinh vật đất và hiệu quả sử dụng phân bón.
7

 Vi sinh vật phân giải chất hữu cơ
 Vi sinh vật cố định đạm.
 Vi sinh vật phân giải lân hữu cơ
 Vi sinh vật phân giải lân vô cơ
 Vi sinh vật nitrat hóa
 Vi sinh vật phản nitrat hóa

2. Vai trò của phân bón
2.1. Vai trò tăng năng suất cây trồng
Bảng 1. Nhu cầu phân bón ở Việt Nam

Năm Nhu cầu N P
2
O
5
K
2
O Tổng
Lượng (1000 tấn) 1371,2 728,6 534,0 2633,8
2000
Tỷ lệ N : P
2
O
5
:
K
2
O 1 0,561 0,378
Lượng (1000 tấn) 1504,0 813,0 598,0 2915,0
2005
Tỷ lệ N : P
2
O
5
:
K
2

O 1 0,541 0,398
Lượng (1000 tấn) 1627,0 892,0 669,0 3118,0
2010
Tỷ lệ N : P
2
O
5
:
K
2
O 1 0,548 0,411
Nguồn. Nguyễn Văn Bộ, 1999
Cây trồng có thể sinh trưởng và phát triển bình thường ngay cả khi không được
bón phân. Nhưng để đạt được năng suất cây trồng cao, ổn định thì sử dụng phân bón
được xem là giải pháp hữu hiệu nhất. Thực tế sản xuất cho thấy, một giống cây trồng
nào đó dù có tiềm năng năng suất cao bao nhiêu đi chăng nữa nhưng nếu không được
chăm bón tốt, được gieo trồng trong điều kiện khí hậu thời tiết thuận lợi và nhất là
không được bón phân một cách cân đối và hợp lý thì cũng khó đạt được mức năng suất
cao như mong muốn. Điều này thể hiện rõ ở các quốc gia mà ở đó trình độ thâm canh
cũng như khả năng đầu tư của người sản xuất còn hạn chế. Chính vì vậy mà nhu cầu sử
dụng phân bón ở các quốc gia này ngày một tăng (bảng 1)
2.2. Vai trò nâng cao chất lượng nông sản
Bón phân cân đối và hợp lý sẽ có tác dụng nâng cao chất lượng nông sản. Việc
bón thiếu hay thừa chất dinh dưỡng đều làm giảm chất lượng nông sản của tất cả các
loại cây trồng và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của người và gia súc. Bón thừa đạm làm
giảm tỷ lệ đồng trong chất khô của cỏ thì có thể gây bệnh vô sinh cho bò sinh sản. Bón
8

thiếu hay thừa đạm cho rau có thể làm giảm tỷ lệ riboflavin (vitamin B2) là chất chống
tác tác động gây bệnh ung thư cho người trong hợp chất 4. Dimethylamino –

azobenzen.
Bón đầy đủ lân cho cây có tác dụng làm tăng tỷ lệ hạt chắc. Bón đầy đủ có tác dụng
làm tăng hàm lượng vitamin, đường ở các loại quả.
2.3. Vai trò cải thiện và nâng cao độ phì đất
Phân bón, đặc biệt là các loại phân hữu cơ có khả năng cải thiện tính chất đất rất
rõ rệt như tăng độ xốp, tăng dung tích hấp phụ, tăng hàm lượng mùn trong đất. Bón các
loại phân vô cơ một cách hợp lý và cân đối cũng có thể góp phần đảm bảo cân bằng
dinh dưỡng trong đất, tạo điều kiện cho các vi sinh vật hoạt động và giúp cho cây trồng
sinh trưởng, phát triển tốt.
Bài 3. Bón phân cân đối và hợp lý với phát triển nông nghiệp bền vững

1. Khái niệm bón phân cân đối
Cây trồng có thể duy trì quá trình sinh trưỏng phát triển của mình nhờ được
cung cấp dinh dưỡng từ đất mà không cần phải bón phân. Tuy nhiên, để đạt được năng
suất cao, ổn định và chất lượng nông sản tốt, bên cạnh các yếu tố về giống, điều kiện
thời tiết khí hậu, kỹ thuật canh tác v.v , cây trồng rất cần phải được cung cấp đầy đủ
và hợp lý các chất dinh dưỡng. Mỗi loại cây trồng khác nhau có nhu cầu dinh dưỡng rất
khác nhau. Cùng một loại cây trồng, thậm chí cùng một giống nhưng nếu trồng trên các
loại đất khác nhau thì cũng cần có những chế độ bón phân khác nhau.
Nguyễn Văn Bộ (1999); Bùi Đình Dinh (1998); Võ Minh Kha, 1996; Vũ Hưũ
Yêm (1995) cho biết: khái niệm cân đối là một khái niệm cụ thể và luôn biến động. Đó
là cân đối về nhu cầu và lượng hút của cây trồng, cân đối giữa các chất dinh dưỡng tại
các thời kỳ sinh trưởng khác nhau, cân đối giữa các điều kiện tự nhiên liên quan đến
hiệu lực phân bón (như nước, ánh sáng v.v ) cũng như cân đối trong mối quan hệ với
từng loại cây trồng trong một hệ thống luân canh. Do vậy, để có các công thức khuyến
cáo phân bón ngày càng gắn với điều kiện cụ thể thì một hệ thống nghiên cứu hiệu lực
phân bón theo vùng sinh thái cần được thiết lập ổn định
Vì vậy, bón phân cân đối và hợp lý là bón phân dựa trên đặc điểm sinh lý và nhu
cầu dinh dưỡng của cây trồng, tính chất của từng loại đất và điều kiện mùa vụ cụ thể,
tức là sử dụng phân bón theo 4 đúng: (*) đúng chủng loại; (*) đúng liều lượng; (*)

đúng tỷ lệ và (*) đúng lúc.
Bón phân cân đối cho cây trồng thể hiện ở các khía cạnh sau đây:
Cân đối Đạm - Lân
9

Ngoài việc sử dụng giống mới, tăng vụ, sử dụng phân đạm với liều lượng ngày
càng cao chính là nguyên nhân làm tăng hiệu lực phân lân. Bội thu nhờ bón lân có thể
đạt từ 5-6 tạ/ha trên đất phù sa Sông Hồng và từ 10 - 15 tạ/ha trên đất phèn với liệu
lượng thích hợp là 90 - 120 kg P
2
O
5
/ha trong vụ xuân và 60 - 90Kg P
2
O
5
/ha trong vụ
mùa (đối với lúa). Đối với các loại đất chua thì việc bón cân đối đạm - lân là yêu cầu
bắt buộc để cây trồng sinh trưởng, phát triển tốt và sử dụng được đạm, tránh hiện tượng
bị ngẹt rễ do thiếu lân. Đất càng chua lượng lân bón càng cao hơn (Nguyễn Văn Bộ và cs,
1999) [8].
Tác giả Bùi Đình Dinh (1999) cho biết: bón lân cân đối với đạm trên từng loại
đất không những tăng hiệu quả của phân lân mà còn cải thiện hiệu quả của phân đạm,
giảm được tiêu tốn chi phí cho một đơn vị sản phẩm khoảng 20 – 30 % Khi bón kết
hợp N và P, năng suất lạc quả tăng 16,89 - 24,46 % so với chỉ bón đạm. Nếu bón kết
hợp giữa N,P,K thì sẽ làm tăng khả năng hấp thu của N từ 2,0 – 6,1 %, lân từ 1,6 –
6,1 %, nhờ đó mà tăng khả năng cố định của nốt sần lên từ 13,5 - 2,3 %. Hiện tượng
mất đạm giảm 2,3 -16,4 %, mất lân giảm 2,8 - 4,3 %, tồn dư đạm trong đất tăng 2,7 -
7,2 % và lân tăng 2,6 -4,0 % (Duan Shufen, 1998). Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy,
bón phân cân đối cho lạc thì dù trên loại đất nào cũng đều làm tăng năng suất đáng kể.

Trên đất cát biển, bón cân đối đạm, lân (30 kg N , 60 – 90 kg P
2
O
5
) cho bội thu 2,5 -
3,2 tạ/ha, trên đất bazan bội thu 5,6 - 10 tạ/ha.
Quy luật tương tự cũng thấy ở Việt Nam. Trên đất phèn nếu không bón lân, cây
trồng chỉ hút được từ 40 - 50 kg N. Song bón lân đã làm cây trồng hút được từ 120 -
130 kg N/ha. Tương tự, trên đất bạc màu không bón kali cây trồng chỉ hút được từ 80 -
90 kg N. Trong khi đó bón kali làm cây trồng hút được từ 120 – 150 kg N/ha (Nguyễn
Văn Bộ, 1999).
Bón phân cân đối cho cây trồng thể hiện ở các khía cạnh sau đây:
Cân đối Đạm - Kali.
Quan hệ tương hỗ của kali và đạm thể hiện ở vai trò của kali đối với quá trình
đồng hoá đạm trong cây. Theo Vũ Văn Vụ và cs (1993); Trần Văn Lài (1993); Vũ Hữu
Yêm (1995) thì do tác động đến quá trình quang hợp và hô hấp nên kali có ảnh hưởng
tích cực đến việc trao đổi đạm và tổng hợp protein. Thiếu kali mà nhiều đạm NH
4
+
sẽ
gây độc cho cây (Kemmler, 1988).
Abd và cs (1990); Golakiya (1999) có nhận xét: cây trồng có phản ứng tích cực
với lượng kali bón ở mức cao khi được cung cấp đầy đủ đạm và bón đạm sẽ đạt năng
suất cây trồng cao khi cây được cung cấp đầy đủ kali. Zhu (1995) cũng cho rằng: để
đạt được năng suất cao và tăng hiệu quả tích luỹ đạm, cây đậu đỗ rất cần phải được bón
kali với liều lượng thích hợp.
10

Theo Liao (1990); Trần Thị Thu Hà (2000) thì trên các loại đất nghèo lân và
kali, việc bón đạm một cách đơn độc sẽ làm giảm hiệu quả sử dụng phân bón và năng

suất cây trồng, đôi khi năng suất còn thấp hơn so với không bón phân. Nguyên nhân là
do đất có hàm lượng lân và kali quá thấp và lân, kali lúc này trở thành yếu tố hạn chế năng
suất.
Dạng đạm NH
4
+
trong đất lại có ảnh hưởng có tính đối kháng với kali. Abd và
cộng sự (1990) cho biết: lượng đạm NH
4
+
trong đất quá cao có thể làm giảm khả năng
hấp phụ của kali trên bề mặt keo đất.
Cân đối đạm - kali là mối quan hệ qua lại rất chặt chẽ, đôi khi việc sử dụng kali
còn là giải pháp để điều chỉnh dinh dưỡng đạm cho cây trồng. Kali là một yếu tố đặc
biệt vì nó là nguyên tố điều khiển chất lượng, tham gia hầu hết các quá trình hình thành
và vận chuyển các hợp chất trong cây. Do đó, nếu không có nguồn cung cấp kali từ
phân bón thì cây trồng sẽ không sử dụng đựơc đạm dẫn đến năng suất thấp. Vì vây,
trên đất nghèo kali cân đối đạm - kali còn có ý nghĩa rất quan trọng.
Bảng 2. Cân đối N – K đối với lúa

Đất phù sa Đất bạc màu
Năng suất Năng suất
Không
bón K
Có bón K

Bội thu
do
bón kali
Không

bón K
Có bón K

Bội thu do

bón kali
Liều
lượng

N
(kg/ha
Tạ/ha (giống tạp giao Trung Quốc)
0 47,2 46,3 - 0,9 31,4 34,1 2,7
60 51,0 50,5 -0,5 36,5 46,0 9,5
90 54,1 55,5 1,4 38,8 52,4 13,6
120 58,7 60,9 2,2 42,1 60,3 18,2
150 64,3 68,2 3,9 39,2 61,5 22,3
180 63,7 68,7 5,0 35,1 55,9 20,8
210 54,2 63,7 9,5 30,1 46,3 16,2
Nguồn: Nguyễn Văn Bộ, 1999
Theo Nguyễn Văn Bộ (1999) thì bội thu do bón kali cho lạc trên đất phù sa cao
hơn so với bón lân và đạt 3,5 tạ/ha (60 - 90 kg K
2
O/ha). Bón cân đối đạm - lân - kali
làm tăng năng suất 6 tạ /ha so với đối chứng. Quy luật tương tự cũng thấy trên đất bạc
màu, đất xám, bazan Tuy nhiên, dù kali có hiệu quả cao song chỉ nên cân đối ở mức
60 – 90 kg K
2
O/ha trên nền 20 – 30 kg N, bón kali cao hơn nữa cũng không tăng năng
11

suất và giảm hiệu quả. Việc nâng lượng đạm bón lên trên 40 kg N/ha trên một số loại
đất cũng làm giảm năng suất do sinh khối phát triển
Trên các đất giàu kali như phù sa Sông Hồng, phù sa Sông Thái Bình, phù sa
Sông Cửu Long thì hiệu suất kali chỉ đạt 1 - 2,5 kg thóc/1kg K
2
O. Trong khi đó trên
các đất bạc màu hoặc đất cát biển trị số này có thể đạt từ 5-7 kg thóc/1kg
Cân đối hữu cơ - vô cơ
Trên hầu hết các loại đất, phân đạm có mối quan hệ rất chặt với phân hữu cơ.
Bón phân chuồng làm tăng đáng kể hiệu suất sử dụng phân đạm. Năng suất cây trồng
đạt cao nhất khi tỷ lệ hữu cơ trong tổng lượng đạm bón khoảng 30 – 40 % (Liao và
cs,1990; Lin và cs,1990).
Vai trò của phân hữu cơ trong việc nâng cao năng suất cây trồng và cải thiện độ
phì đất đã được khẳng định. Bón phân hữu cơ có tác dụng rất rõ đến sinh trưởng phát
triển và năng suất cây trồng nông nghiệp ở Malaysia, Australia, Ấn độ, Hàn Quốc (Lin
và cộng sự, 1990; Shamsudin,1994; Strong,1994; Sharma,1994; Hong, 1995;
Marschner, 1995; Hardter, 1995). Bón phân hữu cơ còn có tác dụng duy trì và cải thiện
độ phì đất (Thái Phiên và cộng sự, 1996; Đỗ Ánh, 1999; Nguyễn Từ Siêm và cộng sự,
1999; Nguyễn Văn Sức,1999; tăng khả năng dễ tiêu của một số nguyên tố khoáng
trong đất, tăng hiệu quả sử dụng đạm (Trần Thúc Sơn, 1996), có tác động tích cực đến
sinh trưởng của tập đoàn vi sinh vật trong đất (Nguyễn Văn Sức,1999). Việc sử dụng
phế phụ phẩm nông nghiệp kết hợp với bón vôi làm tăng năng suất đậu tương rất rõ ở
vùng Nam Đài Loan (Lo và cs, 2000; Marscher,1995).
Cân đối hữu cơ - vô cơ không chỉ làm tăng hiệu quả sử dụng phân khoáng mà
ngược lại phân khoáng cũng làm tăng hiệu lực phân hữu cơ. Trên nền bón phân khoáng,
hiệu lực một tấn phân chuồng đạt từ 53 - 89 kg thóc so với nền không bón chỉ đạt từ 32
- 52 kg thóc. Điều này chứng tỏ rằng việc sử dụng phân bón cân đối, hợp lý, đúng nhu
cầu dinh dưỡng của cây trồng là rất quan trọng và đặc biệt cần thiết đối với sản xuất
nông nghiệp nói chung (Nguyễn Văn Bộ và cs,1999).

Trong thực tế sản xuất, hàng năm lượng dinh dưỡng trong đất bị mất đi rất đáng
kể thông qua nhiều con đường và đây chính là nguyên nhân chính làm suy giảm sức
sản xuất của đất. Theo Oldeman (1990), trong thời gian từ 1945 - 1990, sự suy kiệt
dinh dưỡng trong đất do mất cân đối giữa lượng bón vào và lượng cây trồng lấy đi đã
làm cho 20,4 triệu ha đất bị thoái hoá nhẹ, 18,8 triệu ha bị thoái hoá vừa và 6,6 triệu ha
bị thoái hoá nghiêm trọng. Tại châu Á, quá trình trên cũng làm thoái hoá đất ở các mức
tương ứng là 4,6; 9,0 và 1,0 triệu ha, tại Nam Mỹ tương ứng là 24,5; 31,1 và 12,6 triệu
ha.
12

Cây trồng để tạo năng suất đã hút một lượng lớn dinh dưỡng từ đất và mang
theo sản phẩm thu hoạch. Bùi Đình Dinh (1998) ước tính 8 loại cây trồng chính trong
sản xuất nông nghiệp nước ta là lúa, ngô, khoai lang, khoai tây, mía, sắn, đậu tương,
lạc (năm 1993) đã lấy đi khoảng 2 triệu tấn NPK nguyên chất. Dinh dưỡng trong đất
cũng có thể bị tiêu hao do kết quả của quá trình bay hơi, rửa trôi và xói mòn đất.
Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên (1999) cho biết: trên đất dốc với công thức canh tác là
sắn thuần sau 3 năm lượng đất bị mất đi tính trên 1 ha là 201,8 tấn và cũng theo các tác
giả này trên lô cà phê không có biện pháp bảo vệ đất, lượng dinh dưỡng mất đi sau 6
năm trồng là 2295 kg chất hữu cơ, 121 kg N, 108 kg P
2
O
5
và 36 kg K
2
O.
Để bổ sung lượng dinh dưỡng hao hụt, hàng năm một lượng lớn phân bón hữu
cơ và vô cơ đã được đưa vào đất. Số liệu thống kê của Tổng cục Thống kê (2003) cho
thấy: tổng lượng NPK sử dụng cho cây trồng hiện nay là xấp xỉ 7 triệu tấn. Tuy nhiên,
do trình độ thâm canh không giống nhau mà sử dụng phân bón của người sản xuất ở rất
nhiều nơi cũng không giống nhau. Theo Võ Thị Gương và cs (1998) ở những vùng mà

người sản xuất có trình độ thâm canh thấp, khoảng 70 % nông dân bón đạm vượt và
vượt xa so với nhu cầu bón (theo khuyến cáo trong quy trình), vai trò của lân và kali
trong khi đó lại hầu như chưa được chú ý đến một cách thoả đáng. Việc sử dụng lượng
phân bón quá cao và không cân đối so với nhu cầu của cây không chỉ làm giảm năng
suất mà còn làm giảm đáng kể chất lượng nông sản phẩm. Kết quả nghiên cứu của
Công Doãn Sắt (1995) cho thấy, nếu bón đạm cho cà chua với liều lượng > 150 kg
N/ha và > 200 kg N/ha cho cải bắp sẽ làm cho hàm lượng NO
3
trong sản phẩm tích luỹ
vượt mức cho phép.
Theo Bùi Đình Dinh (1999), Trần Thúc Sơn (1999), phân bón ở nước ta do
được sử dụng chưa hợp lý mà hiệu quả sử dụng phân bón còn thấp, chỉ đạt khoảng 16,5
kg thóc/kg N trên đất phù sa sông Hồng và 9,5 kg thóc/kg N trên đất bạc màu. Bón
đạm không kèm với bón phân lân thì hiệu quả đầu tư giảm vì lượng đạm tiêu tốn để tạo
ra một tấn thóc tăng lên 13 - 70 % tuỳ theo từng loại đất, thậm chí trên một số loại đất
chỉ bón đạm còn làm giảm năng suất như đất bạc màu.
Tổng kết các mô hình bón phân cân đối, Bùi Đình Dinh (1998) cho biết: bón
NPK cân đối làm tăng năng suất lúa trên đất bạc màu lên đến 100 - 200 % và trên đất
phù sa sông Hồng là 15 - 30 % so với chỉ bón đạm. Bón cân đối NPK cho chè trên đất
phiến thạch làm tăng năng suất chè lên 300 % , tăng hàm lượng chất hoà tan trong chè.
Năng suất bắp cải và cà chua khi được bón cân đối NPK tăng 10 – 20 %, hàm lượng
NO
3
giảm 40 - 50 % so với khi chỉ được bón đạm.
Như vậy, sử dụng phân bón cân đối và hợp lý không chỉ có tác dụng làm tăng
năng suất cây trồng mà còn góp phần nâng cao chất lượng nông sản.
13

Bảng 3. Cân đối dinh dưỡng cho ngô trên đất phù sa

Công thức bón
Năng suất
(tạha)
Bội thu (tạ/ha)

Hiệu suất
phân bón*
VCR
Không bón
phân 4,5
N 14,8 10,3 8,6 1,98
NP 28,0 23,5 11,2 2,47
K 4,5 0 0 0
NK 21,3 16,8 8,0 2,25
NPK 37,5 33,0 11,0 2,80
Nguồn: Nguyễn Văn Bộ, 1999
Theo các tác giả Buresh. R và C. Witt, Viện nghiên cứu lúa Quốc tế I RRI,
(2008) thì sử dụng phân bón cân đối và hợp lý còn có tác dụng nâng cao hiệu quả sử
dụng phân bón thông qua việc tiết kiệm lượng phân bón, nâng cao hiệu quả sử dụng
chất dinh dưỡng trong đất, nâng cao lợi nhuận trong trường hợp sản xuất lúa nước ở các
nước Đông Nam Á
2. Khái niệm bón phân hợp lý
Bón phân hợp lý là bón phân đảm bảo cân đối và phù hợp với đặc điểm cây
trồng, tính chất đất đai, điều kiện khí hậu và mùa vụ, hệ thống canh tác ở địa phương.

2.1. Bón phân dựa vào đặc điểm cây trồng
 Nhu cầu dinh dưỡng của cây (lượng, tỷ lệ).
 Đặc điểm thu hút chất dinh dưỡng theo từng giai đoạn sinh trưởng và phát triển
của cây.
 Đặc điểm phát triển hệ rễ

 Dạng sản phẩm thu hoạch
 Tiềm năng năng suất
2.2. Bón phân dựa vào tính chất đất
 Tính chất lý học, hóa học và sinh học đất
2.3. Bón phân dựa vào đặc điểm mùa vụ và khí hậu
 Lượng mưa
 Cường độ chiếu sáng
2.4. Bón phân dựa vào đặc điểm hệ thống canh tác
 Trồng thuần
 Luân canh
14

 Xen canh
 Gối vụ
3. Quản lý tổng hợp dinh dưỡng cây trồng (IPNM) và quản lý tổng hợp cây trồng
(ICM)
Quản lý tổng hợp dinh dưỡng cây trồng là một khâu quan trọng trong việc xây
dựng nền sản xuất nông nghiệp bền vững, nông nghiệp sạch và an toàn với môi trường
(Bùi Đình Dinh, 1999; Võ Minh Kha, 1996). Quản lý tổng hợp dinh dưỡng cho cây
trồng là hệ thống các biện pháp nhằm sử dụng một cách hợp lý nhất các nguồn dinh
dưỡng cho cây trồng trong mối quan hệ với đất đai, cây trồng, thời tiết, trình độ canh
tác, tập quán để nâng cao hiệu lực phân bón, tăng năng suất và phẩm chất nông sản và
an toàn môi trường sinh thái (Nguyễn Văn Bộ, 1999). Theo Bùi Đình Dinh (1999) thì
việc sử dụng phân bón cho cây trồng ở nước ta cũng như các nước trên thế giới đều
trải qua các giai đoạn sau:
* Giai đoạn gieo trồng không bón phân
* Giai đoạn biết dùng phân hữu cơ
* Giai đoạn biết dùng phân hoá học
* Giai đoạn phân hoá học được sử dụng chủ đạo trong sản xuất nông nghiệp
* Giai đoạn quản lý tổng hợp dinh dưỡng cây trồng.

Thuật ngữ “quản lý dinh dưỡng tổng hợp cho cây trồng” chỉ mới xuất hiện ở
nước ta trong những năm tám mươi của thế kỷ XX. Do sức ép của gia tăng dân số và
việc thu hẹp diện tích đất canh tác nên để thoả mãn nhu cầu lương thực của người dân,
sản xuất nông nghiệp đã phải chọn thâm canh - gần như là biện pháp duy nhất để tăng
nhanh năng suất và sản lượng cây trồng. Có thể nói trong những năm vừa qua, phân
bón đã đóng vai trò hết sức quyết định trong nâng cao năng suất cây trồng ở Việt nam
(Nguyễn Văn Bộ, 1999; Đỗ Ánh,1999; Mutert,1997; Công Doãn Sắt, 1995; Võ Minh
Kha, 1996; Vũ Hữu Yêm,1995).
Theo Bùi Đình Dinh (1998) thì ở Việt nam, phân bón đóng góp vào việc tăng
tổng sản lượng từ 38 - 40 %. Các kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Bộ (1998) cho
thấy: với lúa xuân, phân bón đóng góp khoảng 37 % và với lúa mùa là 21 % vào việc
tăng sản lượng, còn theo tác giả Nguyễn Văn Luật (1998) thì ở vùng đồng bằng sông
Cửu Long, phân bón đóng góp khoảng 37 % trong đó phân vô cơ đóng góp khoảng
33 % vào việc tăng sản lượng cây trồng.
Rõ ràng không thể phủ nhận vai trò quan trọng của phân bón trong việc nâng
cao năng suất cây trồng và cải thiện tính chất đất. Tuy nhiên, vai trò tích cực của phân
bón chỉ thể hiện khi chúng được sử dụng một cách hợp lý trên cơ sở quản lý tổng hợp
dinh dưỡng cho cây trồng.
15

Theo nhiều tác giả (Nguyễn Văn Bộ, 1999; Thái Phiên, 1999; Bùi Đình
Dinh,1998; Kanwar, 1995; Thong, 1995; Mutert, 1995 ), nền tảng của quản lý tổng hợp
dinh dưỡng cho cây trồng là bón phân cân đối và hợp lý. Bón phân cân đối là bón phân
đảm bảo cân đối tỷ lệ giữa hữu cơ và vô cơ, cân đối giũa các nguyên tố đa lượng N:
P : K, cân đối giũa các nguyên tố đa lượng, trung lượng và vi lượng.
Bón phân hợp lý là bón phân phù hợp với đặc điểm sinh lý của từng cây trồng,
tính chất đất và điều kiện mùa vụ cụ thể.
Sử dụng phân bón cân đối nhằm đảm bảo cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng
thiết yếu, tăng cường tác động tương hỗ và loại trừ các tác động đối kháng giữa chúng.
Bón phân cân đối cũng góp phần ổn định năng suất và nâng cao lợi nhuận cho người

sản xuất (Tandon H.L.S và cs, 1995; Thong và cs.1995).
Việt nam là một nước phải nhập khẩu tới 90 – 93 % nhu cầu về phân đạm, 30 -
35 % nhu cầu về phân lân và 100 % nhu cầu về phân kali. Nhưng do thiếu hiểu biết nên
trong thực tế hiệu quả sử dụng phân bón của nông dân thường chỉ đạt 35 - 45 % đối với
phân đạm, 50 - 60 % đối với phân kali. Trong các giải pháp nâng cao hiệu lực phân
bón, hạn chế mất dinh duỡng thì bón phân cân đối giữ vai trò chủ đạo (Nguyễn Văn Bộ, 1999 ).
Phân bón là một trong những yếu tố có ảnh hưởng quyết định đến sinh trưởng
và phát triển cũng như khả năng hình thành năng suất của tất cả các cây trồng nông
nghiệp (NFDC/FAO, 1989. Tuy nhiên, tác dụng tích cực của phân bón đến năng suất
và phẩm chất của cây trồng cũng như môi trường đất và nước chỉ thể hiện khi được sử
dụng một cách cân đối và hợp lý (Nguyễn Văn Bộ và Phạm Văn Biên,2 000;
Tiwari.K.N và cs, 2001; Armando.U và cs, 2001; Xiuchong.Z và cs, 2001).
Kết quả tổng kết của FAO trên phạm vi toàn thế giới cho thấy bón phân không
cân đối có thể làm giảm năng suất tới 20 - 50 % (IFA, 1992).
Xuất phát từ lý do nêu trên, để có một nền nông nghiệp phát triển bền vững, bắt
buộc phải chuyển từ nông nghiệp truyền thống chủ yếu dựa và đất, sang một nền nông
nghiệp thâm canh “dựa vào phân bón” với giống mới, năng suất và chất lượng cao kết
hợp với phòng trừ dịch bệnh cho cây trồng (Nguyễn Văn Bộ, 1999).
Theo Bùi Huy Hiền (1997) thì trong 20 năm qua việc sử dụng phân bón trong
thâm canh cây trồng ở nước ta diễn ra sự mất cân đối nghiêm trọng giữa N, P và K. Tỷ
lệ sử dụng kali thấp hơn nhiều so với đạm và lân. Cũng theo tác giả này thì việc sử
dụng phân bón không cân đối đã hạn chế đáng kể năng suất cây trồng, giảm hiệu lực sử
dụng phân bón và gây lãng phí. Nguyên nhân là bón phân không cân đối làm cho lượng
dinh dưỡng trong đất biến động mất cân đối dẫn đến giảm năng suất và tạo điều kiện
thuận lợi cho sự phát sinh phát triển của một số loại bệnh hại (Nguyễn Thị An, 1994).
16

Việc sử dụng một lượng quá lớn phân hóa học trong phạm vi lớn, xuất hiện sau
khi có sự phát triển và sử dụng các giống lai trên thế giới một thái cực và việc duy trì
nông nghiệp là một thái cực khác đã trở nên có những xung đột. Do nhu cầu về lương

thực và thực phẩm ngày càng cao, đặc biệt ở các nước đông dân và có tỷ lệ tăng dân số
nhanh đòi hỏi ngày càng cao việc tăng nhanh năng suất và sản lượng cây trồng để thỏa
mãn nhu cầu đó. Nhưng ở một khía cạnh khác, do sự thiếu hụt về nhận thức của người
sản xuất đối với sự bền vững của hệ thống nông nghiệp thâm canh cao, giải pháp tốt
nhất vẫn là áp dụng quản lý tổng hợp dinh dưỡng cây trồng bao gồm việc sử dụng hài
hòa các loại phân hóa học và phân hữu cơ. Một hệ thống như vậy được sử dụng ở rất
nhiều nước đang phát triển.
Quản lý tổng hợp dinh dưỡng cây trồng còn bao gồm cả việc sử dụng các loại
phân sinh học cũng như sử dụng cây họ đậu trong luân canh cây trồng. Thực tế sản
xuất cho thấy: kết hợp tốt việc sử dụng đạm và các nguyên tố dinh dưỡng khác bằng
quản lý tổng hợp dinh dưỡng cây trồng sẽ làm tăng rất rõ hiệu quả dụng các nguyên tố
dinh dưỡng trong đất.
Có thể nói phân bón và sử dụng phân bón một cách hợp lý có ý nghĩa quan
trọng trong phát triển một nền nông nghiệp sạch, là xu hướng phát triển hiện nay của
tất cả các quốc gia trên thế giới. Trong cân đối dinh dưỡng cho cây trồng, vai trò phân
khoáng sẽ ngày càng gia tăng trong mối quan hệ tương đối với phân hữu cơ và như vậy,
vai trò của phân hữu cơ như một nguồn cung cấp cho cây trồng ngày càng giảm. Việc
sử dụng phân hữu cơ trước hết để ổn định độ phì nhiêu và tạo nền thâm canh, nâng cao
hiệu lực phân hoá học. Tất nhiên, quản lý tổng hợp dinh dưỡng cây trồng phải được đặt
trong mối quan hệ với quản lý đất tổng hợp (ISM - Integrated Soil management), quản
lý nước tổng hợp (IWM - Integrated Water management và quản lý dịch hại cây trồng
tổng hợp (IPM - Integrated Pest management), tạo nên một khái niệm mới: quản lý cây
trồng tổng hợp (Integrated crop management) (Nguyễn Văn Bộ, 1999).

17


CHỦ ĐỀ II
ĐẠM VÀ PHÂN ĐẠM

Bài 1. Đạm trong cây, trong đất và quá trình chuyển hóa đạm trong đất
1. Đạm trong cây
1.1. Tỷ lệ đạm trong cây
Tùy thuộc vào loại cây trồng, tuổi cây mà lượng đạm có thể dao động từ 1 – 6 %
so với trọng lượng chất khô. Lượng đạm trong bộ phân non của cây cao hơn ở các bộ
phận già.
1.2. Dạng đạm trong cây
Trong cây đạm có ở các dạng sau:
 Protein (đạm chiếm khoảng 15 – 17 %)
 Glucozit
 Ancaloit
 Một lượng rất nhỏ trong điều kiện dinh dưỡng đạm không bình thường có thể
tồn tại dưới dạng NH
4
+
và NO
3
-

Tỷ lệ đạm hữu cơ hòa tan và đạm vô cơ thể hiện tình trạng tổng hợp hữu cơ
trong cây. Thường khi thiếu gluxit hoặc thiếu các điều kiện cho việc khử đạm nitrat,

cho quá trình amin hóa (thời tiết âm u kéo dài, trong cây xảy ra hiện tượng thiếu hụt
lân, kali v.v ) thì tỷ lệ trên giảm xuống. Nếu trong cây đạm tồn tại chủ yếu dưới dạng
NH
4
+
và NO
3
-
thì xẩy ra hiện tượng ngộ độc đạm của cây.
1.3. Vai trò của đạm đối với cây trồng
- Đạm là sự sống. Đạm là thành phần chủ yếu của diệp lục, là thành phần cơ bản
của các protein, các enzim, AND, ARN của nhân bào, nơi khu trú của các thông tin di
truyền, đóng vai trò quan trọng trong việc tổng hợp protein.
- Đạm là yếu tố cơ bản của quá trình đồng hóa cacbon
- Tăng sinh trưởng và phát triển của các mô sống
1.4. Biểu hiện thừa thiếu đạm trong cây
 Thiếu đạm: cây phát triển kém, còi cọc. Lá có màu xanh vàng, nếu thiếu trầm
trọng thì thân lá có màu vàng. Hiện tượng thiếu đạm thường xuất hiện ở lá già trước.
Thời gian sinh trưởng bị rút ngắn. Ở các loại cây ăn quả thì tỷ lệ đậu quả thấp, quả nhỏ,
chất lượng giảm rõ.
Cây chỉ thị thiếu đạm: Cây ngũ cốc, táo, chanh
 Thừa đạm: Lá cây có màu xanh đậm, phần thân lá phát triển mạnh và không cân
đối với rễ nên cây dễ dàng bị lốp đổ.Thân lá mềm, là điều kiện thuận lợi cho sâu bệnh
18

xâm nhập và phát triển. Thời gian sinh trưởng của cây bị kéo dài. Ở các loại cây lấy hạt
thì tỷ lệ hạt lép cao.
2. Đạm trong đất
2.1.Tỷ lệ đạm trong đất
Đạm tổng số trong đất dao động từ 0,04 - 0,5 % tùy thuộc vào loại đất. Đất giàu

đạm nhất là đất mùn trên núi và đất nghèo đạm nhất là đất bạc màu.
2.2. Dạng đạm trong đất
Trong đất được phân chia theo 2 cách:
+ Theo nguồn gốc
+ Khả năng dễ tiêu đối với cây trồng
* Theo nguồn gốc, đạm được chia làm 2 dạng là đạm hữu cơ và đạm vô cơ.
 Đạm hữu cơ trong đất chiếm từ 90 – 95 % tổng lượng đạm trong đất.
Đạm hữu cơ trong đất có trong xác động vật nhỏ, thực vật và vi sinh vật trong đất và
trong thành phần mùn. Khoảng một nửa đạm hữu cơ nằm ở dạng các hợp chất amin.
 Đạm vô cơ trong đất chiếm từ 5 – 10 % tổng lượng đạm trong đất. Đạm
vô cơ trong đất có thể nằm ở dạng NH
4
+
bị khoáng sét giữ chặt hoặc có trong thành
phần các muối amôn và nitrat hòa tan trong dung dịch đất
 Một phần rất nhỏ nằm ở phần khí của đất dưới dạng N
2
O, NO và NO
2

* Theo khả năng dễ tiêu đối với cây trồng, đạm được chia như sau:
 Dạng cây trồng không thể sử dụng trực tiếp: các dạng đạm hữu cơ
 Dạng cây trồng có thể sử dụng trực tiếp: các dạng đạm vô cơ trong dung
dịch đất và bị giữ chặt trên bề mặt khoáng sét.

2.3. Chu trình chuyển hóa đạm trong tự nhiên
2.3.1. Nguồn tích lũy
+ Từ phân bón
+ Từ nước mưa
+ Từ vi sinh vật cố định đạm tự do trong đất

+ Từ vi sinh vật cố định đạm cộng sinh

2.3.2. Phần mất đi
 Rửa trôi bề mặt
Hiện tượng này xảy ra khi có mưa to ngay sau khi phân đạm được bón vào đất.
đặc biệt là đối với các loại phân như Urea và amôn nitrat, là những loại phân rất dễ hòa
tan và không được các keo đất giữ lại. Trên đất có thành phần cơ giới nặng, với độ dốc
19

là 13 %, tỷ lệ đạm mất đi khi bón amôn nitrat là 5 % và từ Urea là 2 – 2,5 % tổng
lượng đạm bón. (R. Prasad và J. F. Power, 1993).
 Bay hơi đạm ở dạng amôn
Tỷ lệ đạm mất đi dưới dạng amôn sau khi bón phân vào đất dao động từ 0 –
50 % tổng lượng đạm bón. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bay hơi đạm dưới dạng
này bao gồm: dạng phân đạm, phương pháp bón, pH đất, độ ẩm đất, CEC, tốc độ gió,
nhiệt độ đất và không khí, loại cây trồng và giai đoạn sinh trưởng của chúng. Mất đạm
ở dạng này trên đất trồng cạn xẩy ra mạnh trên các loại đất giàu can xi do việc hình
thành (NH
4
)
2
CO
3
. Hiện tượng này cũng xảy ra mạnh khi phân Urea được bón rải đều
trên đất ngập nước như đất lúa nước và có thể giảm mạnh khi phương pháp bón được
thay đổi hoặc khi Urea được viên hóa với đường kính viên là 1 cm ( Schinier và cộng
sự, 1990).
 Bay hơi ở dạng N
2

Hiện tượng này xảy ra do kết quả của quá trình phản đạm hóa, xảy ra trên đất có
phản ứng kiềm, yếm khí, thông qua hoạt động của các vi sinh vật yếm khí hoặc trên đất
chua, thoáng khí khi các hợp chất đạm hữu cơ và vô cơ có phản ứng với nhau.
 Mất đạm do cây trồng
Tổng lượng đạm trong sinh khối cây trồng (phần trên mặt đất) đạt cao nhất
trước khi chín và giảm dần ở các giai đoạn sau đó. Ở các loại cây dài ngày,phần lớn
đạm có thể được chuyển về và tích lũy ở rễ như chất dự trữ cho việc bắt đầu sinh
trưởng của cây ở vụ sau. Còn ở các loại cây ngắn ngày, lượng N chuyển hóa ở dạng
này là không đáng kể. Theo Francis và các cộng sự (1990) thì lượng đạm mất đi dao
động từ 45 – 81 kg/ha đối với ngô được tưới. Đối với một loại/ giống cây trồng, lượng
đạm mất đi thường tỷ lệ thuận với năng suất. Năng suất càng cao, lượng đạm mất đi
càng lớn.
 Rửa trôi đạm xuống tầng sâu
Lượng và cường độ mưa, số lượng và mật độ tưới, cường độ bốc hơi nước, nhiệt
độ, tính chất đất (cụ thể là kết cấu đất và thành phần cơ giới), loại sử dụng đất,chế độ
làm đất và canh tác, lượng và dạng đạm bón có mối tương tác với nhau và xác định
lượng đạm bị rửa trôi qua vùng rễ cây xuống mực nước ngầm.
Sự rửa trôi NO
3
-
có thể được đẩy nhanh bằng dòng chảy của nước thông qua các
rãnh trong đất do giun đất hoặc rễ cây tạo thành, và các kẽ đất tự nhiên hoặc vết nứt
của đất. Quá trình này xẩy ra mạnh nhất ở đất bỏ hoang.

2.3.3. Chu trình chuyển hóa đạm trong đất lúa

20

Sơ đồ 4. Chu trình chuyển hóa đạm trong đất lúa
2.4. Chuyển hóa đạm trong đất
2.4.1. Quá trình khoáng hóa đạm trong đất
Quá trình khoáng hóa đạm trong đất là quá trình mang bản chất sinh học, thông
qua hoạt động của vi sinh vật, các dạng đạm hữu cơ trong đất được chuyển hóa thành
các dạng đạm khoáng (amôn, nitrit, nitrat). Quá trình khoáng hóa đạm hữu cơ được
thực hiện theo các bước bằng các phản ứng: amin hóa, amôn hóa và nitrat hóa.
2 quá trình amin hóa và amôn hóa được thực hiện bởi các vi sinh vật dị dưỡng,
trong khi đó quá trình nitrat hóa lại được tiến hành bởi các vi sinh vật tự dưỡng. Các vi
sinh vật dị dưỡng nhận được năng lượng từ quá trình ô xy hóa các hợp chất cácbon,
trong khi đó các vi sinh vật tự dưỡng lại nhận năng lượng từ các loại muối khoáng đặc
biệt và nhận cácbon từ muối bicarbonat trong đất.
 Quá trình amin hóa
Quá trình amin hóa là quá trình trong đó các vi sinh vật dị dưỡng bao gồm các vi
khuẩn, nấm và xạ khuẩn bẻ gãy các liên kết của các hợp chất hưũ cơ phức tạp tạo thành

các amin và amino a xít. Hoạt động của vi khuẩn và xạ khuẩn thường chiếm ưu thế
trong môi trường trung tính và kiềm, trong khi đó các loại nấm lại phát triển mạnh
trong môi trường a xít.
21

Phần lớn đạm hữu cơ tham gia vào qua trình này có nguồn gốc từ quá trình phân
hủy protein và amino axít trong tàn dư thực vật và vi sinh vật. Một phần không đáng kể
có nguồn gốc từ quá trình phân giải các hợp chất khó phân giải hơn như lignoprotein và các
humat.
 Quá trình amôn hóa
* Khái niệm
Quá trình amôn hóa là quá trình sinh học trong đó các hợp chất đạm hữu cơ
trong đất được chuyển hóa thành dạng đạm amôn nhờ hoạt động phân giải của các vi
sinh vật. Phản ứng cuối cùng của quá trình này là sự thủy phân các nhóm amin. Quá
trình này được tiến hành bởi các vi sinh vật dị dưỡng (cả vi sinh vật háo khí và yếm
khí). Ngoài ra tham gia vào qua trình này còn có các nhóm vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn
khác.
* Cơ chế tiến hành và sản phẩm
CH
2
NH
2
COOH + O
2
= HCOOH + CO
2
+ NH
3

CH

2
NH
2
COOH + H
2
O = CH
3
OH + CO
2
+ NH
3

CH
2
NH
2
COOH + H
2
= CH
3
COOH + NH
3

Đạm amôn hình thành trong quá trình amôn hóa có thể:
- Bay hơi dưới dạng amôn
- Được cây trồng hút
- Được hấp phụ trên bề mặt keo sét
- Bị giữ chặt trong tinh tầng các khoáng sét
- Được vi sinh vật đất sử dụng
- Tham gia vào quá trình nitrat hóa

* Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình amôn hóa
- pH môi trường
- Chế độ khí trong đất
- Cơ chất phân giải (tỷ lệ C/N)
* Ý nghĩa của quá trình này đối với sự thu hút dinh dưỡng của cây trồng và hiệu quả sử
dụng phân đạm
- Giải phóng đạm amôn để cung cấp cho cây trồng
- Chú ý lượng đạm bón trên các loại đất khác nhau, trong từng điều kiện mùa vụ
khác nhau để tránh lãng phí.
2.4.2. Quá trình nitrat hóa
* Khái niệm
Quá trình chuyển hóa các hợp chất đạm amôn thành đạm nitrat được gọi là quá
trình nitrat hóa. Đây là quá trình chuyển hóa đạm qua 2 bước và do các vi sinh vật tự
22

dưỡng (nitrosomonas và nitrobacter) đảm nhận. Một số vi sinh vật dị dưỡng cũng có
thể tham gia vào quá trình này nhưng với số lượng rất nhỏ.
 Cơ chế tiến hành và sản phẩm


NH
4
+ 3/2 O
2
NO
2
+ 2H + H
2
O + 63,8 Kcal

Bước 1.
[O] - 2H [O]
NH4 HONH
2
½ HONNOH NO
2
+ H+ + 63,8 Kcal
Amon Hydroxylamin Hyponitrit Nitrit
Bước 2
NO
2
+ ½ O
2
NO
3
+ 17.5 Kcal
Nitrat hình thành trong quá trình nitrat hóa có thể:
- Được cây trồng hút
- Rửa trôi xuống tầng nước ngầm và có thể làm tăng nồng độ NO
3
– trong nước
ngầm, gây hại cho sức khỏe con người
- Trong điều kiện yếm khí, NO
3
-
sẽ tham gia vào quá trình phản đạm hóa và gây
ra hiện tượng ô nhiễm bầu khí quyển. N
2
O hình thành trong quá trình phản đạm hóa đã
góp phần làm thủng tầng ôzôn.

- Bị cố định bởi vi sinh vật đất
* Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nitrat hóa
- Độ ẩm đất và độ thoáng khí
Quá trình nitrat hóa xảy ra mạnh trên các loại đất có độ ẩm đất phù hợp và độ
thoáng khí cao. Trong hầu hết các loại đất, độ ẩm đất đạt gần độ ẩm đồng ruộng.
- pH đất
Theo Morill và Dawson (1967), trên một số loại đất chua có pH < 5,39, NH
4
+
bị
ô xy hóa chậm để tạo thành NO
3
-
và không có sự xuất hiện của NO
2
-
. Theo Dancer và
cs, (1973) thì có mối tương quan rõ giữa độ chua của đất từ 4,7 – 6,4 với cường độ của
quá trình nitrat hóa. pH thích hợp cho quá trình nitrat hóa có thể dao động từ 6,0 – 9,4.
Bảng 4. Ảnh hưởng của hiệu thế nước đến quá trình nitrat hóa

Cường độ của quá trình nitrat hóa (µg N/g/ ngày Hiệu thế
nước
(Kpa)
Thời gian
ủ
(ngày)
Đất xám,
TPCG cát pha
Đất xám,

TPCG thịt
trung bình
Đất đen, TPCG
thịt nặng
23

0 8 0,0 d 0,0d 0,0d
-33 8 3,6 a 3,4ª 3,2ª
-700 11 2,0b 2,1b 2,0b
-1500 17 1,3c 1,3c 1,2c
Nguồn: Mahli và McGill, 1982


Bảng 5 . pH đất và quá trình nitrat hóa

pH Hợp chất đạm
< 5,4 Tích lũy NH
4
và xuất hiện nitrat hóa với cường độ
thấp để chuyển hóa NH4 thành NO
2
-
và NO
3
-

5,01 – 6,38 NH
4
+
và NO

2
-
nhanh chóng bị ô xy hóa thành NO
3
-

6,93 – 7,85 NH
4
+
bị ô xy hóa thành NO
2
-
, với sự tích lũy hợp
chất này cho quá trình ô xy hóa thành NO
3
-

Nguồn: Prasad và J.F. Power, 1998
Quá trình nitrat hóa đạm amôn trong đất cũng như các loại phân chứa đạm sẽ
giải phóng H
+
qua phương trình sau:
NH
4

+
3/2 O
2
NO
2

+ H
2
O + 2H
+

Quá trình nitrat hóa vì vậy là quá trình làm đất hóa chua, do đó, việc sử dụng
liên tục các loại phân đạm amôn hoặc bón phân chuồng với lượng lớn có thể làm giảm
pH đất rất rõ.
- Nhiệt độ đất
Vai trò của nhiệt độ đối với quá trình nitrat hóa thể hiện rõ hơn trong các loại
đất ở điều kiện cận nhiệt đới hoặc ôn đới. Ở những vùng này, hàm lượng đạm hữu cơ
lớn hơn so với vùng nhiệt đới và mức độ dễ tiêu của đạm trong đất phụ thuộc rất nhiều
vào quá trình nitrat hóa. Nhiệt độ thấp sẽ làm chậm lại quá trình nitrat hóa và vì vậy
làm giảm khả năng cung cấp đạm dễ tiêu của đất đối với cây trồng.
Nhiệt độ thích hợp cho quá trình nitrat hóa là 25
o
C – 35
o
C (trong điều kiện nhiệt
đới) và 20
o
C trong điều kiện ôn đới (Malhi và McGill, 1982).
- Khả năng cung cấp đạm amôn trong đất
Đạm amôn là nguồn đạm trong đất tham gia trực tiếp vào quá trình nitrat hóa.
Sự bay hơi với cường độ mạnh đạm amôn trong đất, sự thu hút nhanh chóng đạm amôn
24

bới các vi sinh vật đất, đặc biệt khi các phế phụ phẩm được vùi vào trong đất là các
hợp chất hữu cơ có tỷ lệ C : N cao sẽ làm giảm rất mạnh cường độ của quá trình nitrat
hóa.

Bên cạnh đó, một lượng quá lớn đạm amôn trong đất cũng có thể làm cho quá
trình nitrat hóa bị ngưng trệ. Lượng đạm a môn tối đa có thể chịu được ở mức 800 µg/g đất.
- Mật độ vi sinh vật nitrat hóa trong đất
Mật độ vi sinh vật nitrat hóa trong đất là yếu tố quan trọng quyết định cường độ
của quá trình nitrat hóa.Vi sinh vật nitrat hóa về cơ bản tập trung phổ biến ở tầng đất
mặt.
Mật độ và hoạt tính của vi sinh vật nitrat hóa (ví dụ chủng Nitrosomonas europea ) có
thể giảm khi các chất ức chế quá trình nitrat hóa như nitrapyrin, dicyandiamide và
thiurea được sử dụng. Sự hiện diện của các hợp chất có khả năng làm giảm cường độ
của quá trình nitrat hóa cho phép giữ lại trong đất một lượng nhiều hơn đạm a môn
trong một thời gian dài mà ít bị mất đi do rửa trôi (Joseph và Prasad, 1993).
Ngoài ra quá trình nitrat hóa còn chịu ảnh hưởng của các chất phòng trừ dịch hại.
Các hóa chất có gốc xianua, các hợp chất clo hữu cơ như dixianodiamit
(xyanoguanidin), 2 clo 6 triclorometyl pyridin, thuốc trừ sâu đều ức chế mạnh quá
trình nitrat hóa.
* Ý nghĩa của quá trình nitrat hóa
 Giải phóng đạm nitrat cung cấp cho cây
 Có thể làm mất đạm nếu đất có thành phần cơ giới nhẹ và trong điều kiện mưa
nhiều.
 Nguồn đạm cung cấp cho quá trình phản đạm hóa và làm mất đạm dưới dạng N
2

 Chú ý lượng bón, phương pháp bón

2.4.3. Quá trình phản nitrat hóa
* Khái niệm
Đây là qua trình mà trong đó đạm NO
3
-
bị khử thành N

2
hoặc các dạng oxýt nitơ khác .
Trong đất, trong phần lớn các trường hợp, quá trình phản đạm hóa là kết quả
hoạt động của các vi sinh vật yếm khí.
* Cơ chế tiến hành và sản phẩm
2HNO
3
2HNO
2
2NO N
2
O N
2

Quá trình phản đạm hóa mang bản chất hóa học cũng có thể xuất hiện, đặc biệt
trong các loại đất chua.