ảnh hưởng của biện pháp bón thấm urea lên khả năng bốc thoát khí nh3 trong vụ lúa đông xuân năm 2012 – 2013 tại bình minh – vĩnh long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT


NGUYỄN KHÁNH DUY




ẢNH HƯỞNG CỦA BIỆN PHÁP BÓN THẤM UREA
LÊN KHẢ NĂNG BỐC THOÁT KHÍ NH
3
TRONG
VỤ LÚA ĐÔNG XUÂN NĂM 2012 - 2013
TẠI BÌNH MINH – VĨNH LONG



LUẬN VĂN KỸ SƯ KHOA HỌC ĐẤT





Cần Thơ – 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

NGUYỄN KHÁNH DUY



ẢNH HƯỞNG CỦA BIỆN PHÁP BÓN THẤM UREA
LÊN KHẢ NĂNG BỐC THOÁT KHÍ NH
3
TRONG
VỤ LÚA ĐÔNG XUÂN NĂM 2012 - 2013
TẠI BÌNH MINH – VĨNH LONG


LUẬN VĂN KỸ SƯ KHOA HỌC ĐẤT


Người hướng dẫn khoa học
GS.TS. NGÔ NGỌC HƯNG



Cần Thơ – 2013

i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT
…   


Luận văn Kỹ sư Ngành Khoa Học Đất với đề tài:

ẢNH HƯỞNG CỦA BIỆN PHÁP BÓN THẤM UREA
LÊN KHẢ NĂNG BỐC THOÁT KHÍ NH
3
TRONG
VỤ ĐÔNG XUÂN NĂM 2012 – 2013
TẠI BÌNH MINH – VĨNH LONG


Do sinh viên Nguyễn Khánh Duy thực hiện

Kính trình hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp xem xét.

Cần Thơ, ngày …… tháng ……năm 2013
Cán bộ hướng dẫn




GS.TS. Ngô Ngọc Hưng


ii
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT
…   


Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp thuận luận văn với đề tài:

ẢNH HƯỞNG CỦA BIỆN PHÁP BÓN THẤM UREA
LÊN KHẢ NĂNG BỐC THOÁT KHÍ NH
3
TRONG
VỤ ĐÔNG XUÂN NĂM 2012 – 2013
TẠI BÌNH MINH – VĨNH LONG

Do sinh viên Nguyễn Khánh Duy thực hiện và bảo vệ trước hội đồng ngày
tháng năm 2013.
Ý kiến hội đồng:…………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Luận văn đã được hội đồng chấp nhận và đánh giá ở mức: ………………………….
Cần Thơ, ngày …… tháng ……năm 2013
Thành viên Hội đồng



DUYỆT KHOA
Trưởng Khoa Nông Nghiệp và SHƯD


iii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân và thầy hướng dẫn. Các
số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong
bất kỳ luận văn nào trước đây.

Tác giả luận văn


Nguyễn Khánh Duy

iv
LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC
Họ và tên: Nguyễn Khánh Duy

Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 10/10/1991
Nơi sinh: xã Dân Thành, huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh
Quê quán: xã Dân Thành, huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh
Dân tộc: Kinh
Địa chỉ liên lạc: xã Dân Thành, huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh
Điện thoại di động: 0979566509
Email:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO
Hệ đào tạo: Chính quy
Thời gian đào tạo: 2010-2014
Nơi học: Đại học Cần Thơ
Ngành học: Khoa Học Đất
Tên đề tài tốt nghiệp: “Ảnh hưởng của biện pháp bón thấm urea lên khả
năng bốc thoát khí NH
3
trong vụ lúa Đông – Xuân năm 2012 – 2013 tại
Bình Minh - Vĩnh Long”
Thời gian và địa điểm bảo vệ luận văn: Tháng 12 năm 2013 tại Hội đồng
khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Đại Học Cần Thơ.
Cán bộ hướng dẫn: GS.TS. Ngô Ngọc Hưng


Ngày tháng năm 2013
Người khai ký tên


Nguyễn Khánh Duy

v
LỜI CÁM ƠN
Kính gửi lòng thành kính đến Cha, Mẹ và người thân đã luôn quan tâm, động viên
con trong suốt quá trình học tập và tạo điều kiện tốt nhất để con có được kết quả như
ngày hôm nay.
Tôi xin thể hiện lòng biết ơn sâu sắc đến:
Thầy Ngô Ngọc Hưng đã tận tình hướng dẫn, cung cấp nhiều kiến thức quý báu
trong suốt quá trình tôi học tập cũng như nghiên cứu tại trường để hoàn thành tốt
luận văn tốt nghiệp.
Anh: Nguyễn Quốc Khương, Lê Trung Thành; chị: Trương Thúy Liễu, Nguyễn Thị
Mỹ Xuyên, Nguyễn Thị Ngọc Hà, Trần Thị Hồng Huyến; bạn: Đào Thanh Phong,
Quách Văn Thiện, Trần Chúc Anh, Lê Văn Dang đã nhiệt tình giúp đỡ trong quá
trình thực hiện thí nghiệm luận văn này.
Quí Thầy Cô và các Anh, Chị trong Bộ môn Khoa Học Đất - Khoa Nông nghiệp và
Sinh học ứng dụng luôn quan tâm và hỗ trợ tôi trong việc hoàn thành đề tài.
Quí Thầy Cô giảng dạy lớp Khoa học đất K36 đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt
những kiến thức, kinh nghiệm thực tiễn hết sức quí báu cho chúng tôi và chân thành
gửi đến tập thể lớp Khoa học đất lời cảm ơn và chúc thành đạt trong cuộc sống.



Nguyễn Khánh Duy

vi
MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Ý kiến của cán bộ hướng dẫn i
Chấp nhận luận văn của hội đồng ii
Lời cam đoan iii
Lý lịch khoa học iv
Lời cảm ơn v
Mục lục vi
Danh sách hình ix
Danh sách bảng x
Danh sách từ viết tắt xi
Tóm lược xii
Giới thiệu……………………………………………………………………
1
Chương 1: Lược khảo tài liệu ………………………………………………
2
1.1
Đặc tính thực vật cây lúa (Oryza sativa L.)…………………………

2
1.1.1
Rễ lúa ……………………
2
1.1.2
Thân lúa ……………………
2
1.1.3
Lá lúa ……………
2
1.1.4
Bông lúa và hoa lúa …………………………………………………
3
1.2
Urea và sự biến đổi của chúng trên đồng ruộng……………………
3
1.2.1
Điều chế urea và đặc tính của chúng………………………………
3
1.2.2
Quá trình ammonium hóa và quá trình nitrate hóa………………….
3
1.2.2.1
Quá trình amonium hóa……………………………………………
4
1.2.2.2
Quá trình nitrate hóa………………………………………………
4
1.2.2.3
Tình trạng đất ảnh hưởng lên sự nitrate hóa………………………

5
1.2.3
Sự phát thải khí ammonia ……………………………………
7
1.2.3.1
Ảnh hưởng của chế độ nước tưới lên sự bốc thoát NH
3
…………….
7
1.2.3.2
Mất đạm dưới dạng NH
3
…………………………………………….
8
1.2.3.3
Các yếu tố khác ảnh hưởng đến sự bốc thoát NH
3
…………………
9
1.2.3.4
1.2.3.5
Mối tương quan giữa các nhân tố gây ra bốc hơi NH
3
………………
Một số nghiên cứu liên quan đến phát thải NH
3
trên đồng
ruộng………………………………………………………
13

14
1.2.4
Kỹ thuật bón thấm urea………………………………………
16
Chương 2: phương tiện và phương pháp nghiên cứu……………………
17
2.1
Phương tiện………………………………………………………….
17
2.1.1
Đất thí nghiệm………………………………………………………
17
2.1.2
Thời gian và địa điểm thí nghiệm……………………………
17

vii
2.1.3
Vật liệu thí nghiệm …………………………………………
17
2.1.3.1
Lúa giống……………………………………………………
17
2.1.3.2
Phân bón……………………………………………………………
17
2.1.3.3
Dụng cụ thí nghiệm…………………………………………
18
2.2

Phương pháp…………………………………………………
19
2.2.1
Cách bố trí thí nghiệm………………………………………
19
2.2.2
Công thức, giai đoạn, và liều lượng phân bón………………
22
2.2.3
Quản lý nước…………………………………………………
23
2.2.4
Cách lấy mẫu đất, cây và chỉ tiêu phân tích……………………….
23
2.2.4.1
Mẫu đất và các chỉ tiêu………………………………………
23
2.2.4.2
Mẫu thực vật và các chỉ tiếu…………………………………
23
2.2.4.3
Thu mẫu NH
3
bốc thoát…………………………………………….
23
2.2.4.4
Thời điểm lấy mẫu…………………………………………………
24
2.2.4.5
Cách thức lấy mẫu…………………………………………………

24
2.2.4.6
Các thao tác khi bắt đầu thu mẫu………………………………….
24
2.2.4.7
Các thao tác khi dừng thu mẫu………………………………
24
2.2.5
Xử lý số liệu…………………………………………………………
25
Chương 3: Kết quả thảo luận………………………………………
26
3.1
Khả năng bốc thoát NH
3
từ phân bón trong vụ Đông Xuân 2013 – 2013
tại Bình Minh, Vĩnh Long………………

26
3.1.1
Diễn biến lượng NH
3
bốc thoát từ phân bón qua các giai đoạn bón phân
trong vụ lúa ĐX 2012 - 2013 tại Bình Minh, Vĩnh Long……
26
3.1.1.1
Đợt bón phân thứ nhất (10 NSKS)………………………………
26
3.1.1.2
Đợt bón phân thứ hai (20NSKS)……………………………

26
3.1.1.3
Đợt bón phân thứ ba (45 NSKS)……………………………
27
3.1.2
Diễn biến pH nước ruộng trong 3 đợt bón phân cho lúa vụ Đông…
Xuân 2012 – 2013 tại Bình Minh, Vĩnh Long…………………….
29
3.1.3
Đánh giá sự bốc thoát NH
3
từ phân bón ……………………
30
3.2
Ảnh hưởng của kỹ thuật bón thấm urea lên sinh trưởng, các thành phần
năng suất và năng suất lúa vụ Đông Xuân 2012 -2013

33
3.2.1
Chiều cao cây lúa ở các giai đoạn sinh trưởng………………
33
3.2.2
Số chồi lúa ở các giai đoạn sinh trưởng……………………………
34

3.2.3

Thành phần năng suất và năng suất lúa vụ Đông Xuân 2012 -2013
tại Bình Minh, Vĩnh Long…………………………………………

36
3.2.3.1
Số bông trên mét vuông……………………………………………
36
3.2.3.2
Số hạt trên bông……………………………………………………
37
3.2.3.3
Tỉ lệ hạt chắc…………………………………………………
38
3.2.3.4
Trọng lượng 1000 hạt……………………………………………….
39
3.2.3.5
Năng suất thực tế……………………………………………………
39
3.3
Hiệu quả nông học………………………………………………….
41

viii
Chương 4: Kết luận và đề nghị…………………………………………….
42
4.1
Kết luận………………………………………………………
42
4.2
Đề nghị………………………………………………………………
42

Tài liệu tham khảo………………………………………………………….
43
Phụ chương

























ix
DANH SÁCH BẢNG

Bảng số
Tựa bảng
Trang
1.1
Ảnh hưởng của pH đến sự cân bằng giữa [NH
3
+ NH
4
+
] trong
nước…………………………………………………
10
2.1
Các đặc tính vật lý, hóa học ban đầu của đất thí nghiệm tại
Bình Minh, Vĩnh Long vụ Đông Xuân 2012 – 2013………

17
2.2
Mô tả các nghiệm thức trong thí nghiệm vụ Đông Xuân 2012 -
2013 tại Bình Minh, Vĩnh Long……………………

21
2.3
Phương pháp bón phân cho thí nghiệm vụ Đông Xuân
2012 - 2013 tại Bình Minh, Vĩnh Long……………………

22
2.4
Thời gian 3 đợt thu mẫu NH

3
của vụ Đông Xuân 2012 - 2013
tại Bình Minh, Vĩnh Long …………………………
23
3.1
Diễn biến pH nước ruộng trong các đợt bón phân. Thí nghiệm
vụ Đông Xuân 2012-2013 tại Bình Minh, Vĩnh Long…………


30
3.2
Tỷ lệ N mất qua bốc thoát NH
3
trong từng đợt bón phân và cả
vụ Đông Xuân 2012-2013 tại Bình Minh, Vĩnh Long…………

31
3.3

Tổng lượng đạm mất đi do bốc thoát NH
3
trong vụ Đông
Xuân 2012-2013 tại Bình Minh, Vĩnh Long………


32
3.4
So sánh chiều cao cây lúa OM5451 (cm) trong các giai đoạn
sinh trưởng ở vụ Đông Xuân 2012 – 2013 tại Bình Minh, Vĩnh
Long…………………………………………

34
3.5
So sánh số chồi lúa OM5451 trong các giai đoạn sinh trưởng ở
vụ Đông Xuân 2012 – 2013 tại Bình Minh, Vĩnh
Long……………………………………………………….


36
3.6
Các thành phần năng suất lúa OM5451 trong vụ Đông
Xuân 2012 – 2013 tại Bình Minh , Vĩnh Long……………

38
3.7
Hiệu quả nông học của các biện pháp quản lý nước ở 80
và 120N (kg lúa/ kgN). Thí nghiệm vụ Đông Xuân 2012 -
2013 tại Bình Minh, Vĩnh Long…………………………


41

x
DANH SÁCH HÌNH

Bảng số
Tựa hình
Trang
1.1
Các tiến trình chuyển hoá N trong đất lúa ngập nước (Brady
và Weil, 1999)……………………………………………

6
1.2
Ảnh hưởng của pH đến sự cân bằng giữa NH
4
+
và NH
3
………
11
1.3
Mối quan hệ giữa các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến khả
năng bốc thoát NH
3


14

2.1
Ruộng thí nghiệm tại Bình Minh, Vĩnh Long vụ Đông Xuân năm
2012- 2013…………………………………………………

18
2.2
Hệ thống Dynamic Chamber phục vụ cho quá trình đo sự bốc
thoát ammonia…………………………………………………

18
2.3
Bộ lọc thu giữ khí NH
3
. Thí nghiệm tại Bình Minh, tỉnhVĩnh
Long vụ Đông Xuân năm 2012 - 2013………………………….

19
2.4
Thiết kế hệ thống Dynamic Chamber phục vụ cho quá trình đo
sự bốc thoát ammonia. Thí nghiệm tại Bình Minh, Vĩnh Long vụ
Đông Xuân năm 2012-2013………………………………….


19
2.5
Quản lý nước ruộng đất khô nứt chân chim. Thí nghiệm vụ Đông
Xuân 2012 - 2013 tại Bình Minh, Vĩnh Long…………….

22
3.1

Diễn biến lượng NH
3
bốc thoát qua các giai đoạn 10, 20 và 45
NSKS. Thí nghiệm vụ Đông Xuân 2012 – 2013 tại Bình Minh,
Vĩnh Long …………………………………………


27
3.2
Lượng NH
3
bốc thoát (A’) của các nghiệm thức qua các giai
đoạn 10, 20 và 45 NSKS, (B’) của cả vụ. Thí nghiệm vụ Đông
Xuân 2012 - 2013 tại Bình Minh, Vĩnh Long…………………


28
3.3
Năng suất thực tế (a) các cách quản lý nước, (b) các mức độ
đạm của lúa OM5451 trong vụ Đông Xuân 2012 – 2013 tại
Bình Minh, Vĩnh Long……………………………………


40

xi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Tiếng Anh
Từ viết tắt
Tiếng Anh
Tiếng Việt
PA
penetrated application
Bón thấm
CF
Continuously flooded
Ngập liên tục
et al
et alia. (and others)
Và cộng sự

Tiếng Việt
Từ viết tắt
Tiếng Việt
NT
Nghiệm thức
NSKS

Ngày sau khi sạ
NSKB
Ngày sau khi bón phân





xii
NGUYỄN KHÁNH DUY, 2013. “ẢNH HƯỞNG CỦA BIỆN PHÁP BÓN THẤM
UREA LÊN KHẢ NĂNG BỐC THOÁT KHÍ NH
3
TRONG VỤ LÚA ĐÔNG-
XUÂN NĂM 2012- 2013 TẠI BÌNH MINH, VĨNH LONG, Luận văn Kỹ sư Khoa
Học Đất, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường Đại Học Cần Thơ, 50
trang.
Người hướng dẫn khoa học: Gs. Ts. Ngô Ngọc Hưng

TÓM LƯỢC
Bốc hơi ammoniac là nhân tố quan trọng làm mất N và giảm hiệu quả sử dụng đối
với cây lúa. Nghiên cứu bón urea khi nứt chân chim và sau đó cho nước thấm có thể
làm giảm bốc thoát NH
3
. Đề tài được thực hiện tại Bình Minh, Vĩnh Long ở vụ Đông
Xuân 2012-2013 nhằm mục tiêu:(i) Xác định ảnh hưởng của lượng bón N và biện
pháp bón thấm urea trên hấp thu N (ii) Tìm ra ảnh hưởng của bón thấm urea đến sự
phát thải NH
3
.
Kết quả thí nghiệm cho thấy, bón thấm urea làm gia tăng có ý nghĩa về số chồi (563

chồi m
-2
) và số bông m
-2
(567 bông m
-2
) so với bón N theo truyền thống có số chồi
và số bông theo thứ tự là 509 chồi m
-2
và 511 bông m
-2
. Đồng thời, lượng N hấp thu
của biện pháp bón thấm (105 kgN ha
-1
) cao hơn nghiệm thức ngập nước liên tục (95
kgN ha
-1
). Tuy nhiên, biện pháp bón thấm urea chưa cho thấy làm tăng năng suất hạt.
Lượng N tối hảo cho lúa trồng ở Bình Minh trong vụ Đông Xuân là 80 kgN ha
-1
với
năng suất đạt được là 6,93 tấn/ha và hiệu quả nông học là 26,7 kg lúa /kgN. Khi bón
80 kgN ha
-1
hiệu quả nông học của biện pháp bón thấm là 28,3 kg lúa/kg N cao hơn
bón nghiệm thức ngập liên tục 26,8 kg lúa/kg N. Sự mất N do bốc thoát urea trên đất
lúa Bình Minh là rất thấp, sự mất N này tối đa được ghi nhận là 1,38 kgN/ha chiếm
1,39% lượng N bón.
Đề nghị lượng bón N cho đất lúa ở Bình Minh là 80 kgN ha
-1

, bón lượng N cao hơn
sẽ làm lãng phí phân N. Cần nghiên cứu các điều kiện ảnh hưởng sự phát triển của
rong tảo trong nước ruộng, đây là nguyên nhân rất quan trọng ảnh hưởng pH nước
ruộng và gây ra sự bốc thoát NH
3
sau các thời kỳ bón urea. Bón thấm urea có tiềm
năng tăng cao năng suất so với bón urea theo truyền thống. Cần có những nghiên cứu
để khai thác tiềm năng này trong gia tăng năng suất lúa cho vùng.

1
GIỚI THIỆU
Lúa (Oryza sativa L.) là cây lương thực quan trọng nhất của nước ta và đặt
biệt là ở Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL). Những năm gần đây, Việt
Nam đã tham gia vào thị trường lúa gạo quốc tế với sản lượng gạo xuất khẩu
hàng năm đứng thứ 2-4 trong số các nước xuất khẩu gạo nhiều nhất thế giới
(Nguyễn Ngọc Đệ, 2008) và ĐBSCL là vựa lúa lớn nhất của cả nước, chiếm
54% sản lượng lúa của cả nước (Tổng Cục Thống Kê, 2013).Tại diễn đàn kinh
tế Thế giới, Việt Nam đã cam kết triển khai “Tầm nhìn mới trong nông
nghiệp” với mục tiêu tăng trưởng 20% cho mỗi thập kỷ, trong khi đảm bảo
phát triển bền vững, giảm thiểu tác động và thích ứng với biến đổi khí hậu,
đáp ứng nhu cầu về lương thực, thực phẩm tăng thêm cho 1 triệu người/năm.
Để đạt được mục tiêu này, ngoài việc đẩy mạnh ứng dụng giống mới, các kỹ
thuật canh tác tiên tiến thì phân bón có vai trò vô cùng quan trọng. Các nước
thâm canh sớm như Nhật Bản, Hàn Quốc lại đang giảm nhanh lượng phân bón
sử dụng/ha canh tác (Nguyễn Văn Bộ, 2013). Một phần do chi phí cao, song
phần lớn do công nghệ phân bón và kỹ thuật bón phân được cải thiện nên hiểu
quả sử dụng tăng và có thể giảm lượng bón. Lượng bón của Việt Nam năm
2010 thuộc loại cao trên thế giới.
Trong đất ngập nước, lượng phân đạm bón vào thường bị mất đi do sự mất
đạm nhanh chóng từ sự bay hơi NH

3
và sự khử nitrat. Do đó, tỷ lệ đạm cây hút
được trên lượng đạm bón vào chỉ vào khoảng 30 - 50% ở vùng nhiệt đới (De
datta, 1979). Bốc thoát amoniac (NH
3
) được ghi nhận là tiến trình chủ yếu gây
ra sự mất đạm có ý nghĩa trên đất lúa ở Châu Á nhiệt đới (Freney et al., 1990).
Điều này xảy ra khi urea bón trực tiếp vào trong nước ruộng và sự thủy phân
urea tại bề mặt đất đã đưa đến sự mất đạm lớn qua bốc thoát NH
3
(Fillery and
Velk, 1986; Simpson and Freney, 1988). Sự phát thải NH
3
sau khi bón phân N
vào đồng ruộng không chỉ dẫn đến việc hao phí lượng phân bón vào mà chúng
còn gây hại cho hệ sinh thái như sự axít hoá (Vitousek et al., 1997). Đã có
nhiều thử nghiệm đồng ruộng trong hạn chế sự mất N như bón vùi phân N
xuống tầng khử, sử dụng phân urea chậm tan, kết quả đạt được chỉ có ý nghĩa
về mặt khoa học nhưng trong thực tế phương pháp khó áp dụng hoặc chi phí
của chế phẩm quá cao.
Xuất phát từ những vấn đề trên đề tài “Ảnh hưởng của biện pháp bón thấm
urea lên sự bốc thoát khí NH
3
trong vụ lúa Đông Xuân năm 2012- 2013

tại Bình Minh,Vĩnh Long” Được đặt ra nhằm mục tiêu: (i) Xác định ảnh
hưởng của lượng bón đạm và biện pháp bón thấm urea trên hấp thu N, (ii) Tìm
ra ảnh hưởng của bón thấm urea đến sự bốc thoát NH
3
.

2
Chương 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 Đặc tính thực vật cây lúa (Oryza sativa L.)
1.1.1 Rễ lúa
Rễ lúa là rễ chùm, bao gồm 2 loại rễ mầm và rễ phụ (rễ bất định). Rễ mầm
mọc ra đầu tiên khi hạt lúa nảy mầm, dài 10-15 cm và ít phân nhánh, rễ dễ
chết sớm trong 15 ngày đầu lúc cây mạ non 3-4 lá; nhiệm vụ chính là hút nước
cung cấp cho phôi hạt phát triển. Rễ phụ mọc từ các mắt (đốt) trên thân lúa, rễ
phụ mọc dài có nhiều rễ nhánh và lông hút, thường mọc sâu trong khoảng 18-
20 cm đất mặt (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
1.1.2 Thân lúa
Thân lúa gồm nhiều đốt và lóng, thân lóng rỗng và được ôm chặt bởi bẹ lá.
Các lóng bên dưới ít phát triển nên rất khít nhau, khoảng 3-8 lóng trên cùng
vươn dài nhanh chóng khi cây lúa có đòng (2-35 cm). Tại mỗi đốt trên thân có
một mầm chồi, khi cung cấp đầy đủ các điều kiện cho sinh trưởng và phát
triển các mầm chồi này sẽ phát triển thành chồi hoàn thiện cấp 1 (chồi sơ cấp),
và có thể từ đây sẽ hình thành ra chồi cấp 2 (chồi thứ cấp), chồi cấp 3 (chồi
tam cấp); nếu chăm sóc tốt, các chồi này sẽ mang bông với rất nhiều hạt (De
Datta, 1981).
1.1.3 Lá lúa
Cấu tạo của một lá lúa bao gồm phiến lá, bẹ lá và cổ lá.
Phiến lá: Phiến lá dài hình mũi mác và có gân với nhiều bó mạch lớn nhỏ chạy
song song mỗi bên. Phiến lá có chứa các bọng khí lớn phát triển ở gân chính,
đồng thời ở hai mặt lá đều có khí khẩu. Mặt trên phiến lá có nhiều lông để hạn
chế thoát hơi nước và điều hòa nhiệt độ. Các tế bào nhu mô của phiến lá có
chứa nhiều hạt diệp lục (lục lạp) màu xanh, nơi xúc tiến các phản ứng quang
hợp của cây lúa (Hoshikawa, 1993).
Bẹ lá (leaf sheath) là phần ôm lấy thân lúa. Giống lúa nào có bẹ lá ôm sát thân
thì cây lúa đứng vững khó đổ ngã hơn. Bẹ lá có nhiều khoảng trống nối liền

các khí khổng ở phiến lá thông với thân và rễ, dẫn khí từ trên lá xuống rễ giúp
rễ có thể hô hấp được trong điều kiện ngập nước (Yoshida, 1981).
Cổ lá (colar) là nơi tiếp giáp giữa phiến lá và bẹ lá, có 2 bộ phận là tai lá và
thìa lá. Đây là 2 bộ phận đặc thù để phân biệt cây lúa với các cây cỏ khác
thuộc họ Hòa thảo (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).

3
1.1.4 Bông lúa và hoa lúa
Bông lúa hay phát hoa lúa gồm rất nhiều gié mang hoa. Từ lúc tượng cổ bông
đến khi trổ hoàn toàn mất khoảng 30 ngày.
Hoa lúa là hoa lưỡng tính tự thụ. Hoa lúa được cấu tạo bởi cuống hoa, mày
kém phát triển, vỏ trấu ngoài, vỏ trấu trong, 2 mày trấu, 6 nhị đực (mỗi nhị
đực có chỉ nhị và bao phấn), nhụy (nhị cái) (gồm bầu nhụy và 2 vòi nhụy) và
râu. Khi trổ khỏi thân, các hoa lúa sẽ phơi màu trong nắng đa số sẽ phơi buổi
sáng (từ 8-13 giờ) để qua giai đoạn thụ phấn, thụ tinh tạo thành hạt gạo
(Nguyễn Ngọc Đệ, 2008). Hạt phấn hoa chỉ sống khoảng 5 phút sau khi tung
phấn (hạt phấn mất sức nảy mầm ở 43
o
C trong 7 phút) nhưng nướm nhụy cái
có thể sống tới 1 tuần và ít bị ảnh hưởng do nhiệt độ cao (De Datta, 1981;
Masuo et al., 1995).
1.2 Urea và sự biến đổi của chúng trên đồng ruộng
1.2.1 Điều chế urea và đặc tính của chúng
Urea là sản phẩm tổng hợp giữa NH
3
và CO
2
. Trong điều kiện nhiệt độ 150 -
200
0

C và áp suất 50 - 100 atm, NH
3
và CO
2
tác dụng với nhau thành
ammonium carbarmate (H
2
NCOONH
4
), sau đó ammonium carbamate mất
nước thành urea:
CO
2
+ 2NH
3
→ (H
2
NCOONH
4
) → CO(NH
2
)
2


* Phương pháp dùng ammonia tác động lên chất chloride cacbonyl. Phản ứng
xảy ra như sau:
COCl
2
+ 4NH

3
→ CO(NH
2
)
2
+ 2NH
4
Cl
Urea tinh khiết kết tinh màu trắng, không có mùi, sờ vào phân urea ta có cảm
giác nhờn ở tay. Phân có nồng độ cao, chứa 46% N nguyên chất, rất dễ hút ẩm
và dễ chảy nước; 1m
3
urea cân nặng 650 kg. Phân urea dễ hoà tan trong nước,
khi hoà tan nhiệt độ nước sẽ hạ xuống nên nông dân còn gọi là phân lạnh.
Urea hoà tan không để lại cặn bã nào, 1lít nước hoà tan 84 kg urea ở 20
o
C và
105 kg urea ở 100
o
C (Đỗ Thị Thanh Ren, 1996).
1.2.2 Quá trình ammonium hóa và quá trình nitrate hóa
Trên toàn thế giới, N được coi là yếu tố giới hạn năng suất nhất đối với sản
xuất lúa; chính vì thế việc gia tăng hiệu quả sử dụng đạm cũng đồng nghĩa với
gia tăng năng suất. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu chuyên sâu nhằm nâng cao
hiệu quả sử dụng phân bón, nhưng cho đến nay cây lúa vẫn chỉ sử dụng
khoảng dưới 40% lượng N bón vào, và thường là thấp khoảng 20% đến 30%
(Vlek và Craswell, 1979; Schneiders và Scherer, 1998; Kronzucker et al.,

4
1999). Những tiến trình sinh học trong đất, chẳng hạn như sự khoáng hóa, tiến

trình nitrat hoá và khử nitrat có ảnh hưởng rất lớn đến động thái của đạm trong
đất và nó chi phối sự hấp thu đạm của cây trồng. Các tiến trình chính biến đổi
đạm xảy ra trên đất lúa.
1.2.2.1 Quá trình amonium hóa
N-chất hữu cơ → NH
3

Quần thể vi sinh vật dị dưỡng trong đất bao gồm nhiều nhóm vi khuẩn nấm.
Mỗi nhóm đáp ứng một hoặc nhiều bước trong phản ứng phân huỷ chất hữu
cơ. Sản phẩm cuối cùng cho sự hoạt động của một nhóm là nguồn nguyên liệu
cung cấp cho phản ứng tiếp theo, cứ như vậy cho đến khi chất hữu cơ hoàn
toàn bị phân huỷ (Võ Thị Gương et al., 2004).
Chất hữu cơ bị vi sinh vật dị dưỡng phân huỷ và giải phóng NH
4
+
(Đỗ Thị
Thanh Ren, 1999). Đây là tiến trình sinh học quan trọng liên quan đến tính
hữu dụng của N trên đất lúa nước. Dưới điều kiện ngập nước, sự amonium hóa
tạo NH
4
+
được kiểm soát bởi vi sinh vật dị dưỡng sử dụng chất hữu cơ làm
nguồn năng lượng (Alexander, 1977).
Protein  R-NH
2
+ Năng lượng + Sản phẩm khác.
R-NH
2
+ HOH  NH
3

+ R-OH + Năng lượng.
2NH
3
+ H
2
CO
3
 (NH
4
)
2
CO
3
= 2NH
4
+
+ 2CO
3
-

Trong điều kiện ngập liên tục của hệ thống lúa nước, sự phân hủy yếm khí các
dư thừa thực vật làm hạn chế khả năng tái khoáng hóa N từ các thành phần
mùn của chất hữu cơ trong đất (Olk và Cassman, 2002). Theo Zagal (1994), sự
phân hủy các thành phần hữu cơ dễ phân hủy thường ngắn, có thể xảy ra trong
một vài tuần hoặc vài tháng và rất mẫn cảm với các thay đổi trong hệ thống
canh tác. Do đó, phân tích N - hữu cơ dễ phân hủy có thể đánh giá về chất
lượng chất hữu cơ có chứa các thành phần dễ phân hủy và do đó đánh giá khả
năng cung cấp N từ chất hữu cơ trong đất. Đạm tổng số trong đất là một chỉ
tiêu thường dùng để đánh giá độ phì nhiêu tiềm năng của đất. Vì vậy, chỉ dựa
trên cơ sở hàm lượng N tổng số trong đất chưa thể dự đoán khả năng cung cấp

đạm hữu dụng từ đất cho sự hấp thu của cây trồng (Sims et al., 1967).
Tiến trình amonium hoá có thể thực hiện được trong điều kiện hiếu khí hoặc
yếm khí, môi trường oxy hoá hay môi trường khử (Vũ Hữu Yêm, 1995).
1.2.2.2 Quá trình nitrate hóa
Khi đạm NH
4
+
được khoáng hoá sẽ được nitrate hoá tạo thành đạm NO
3
-
. Đất
ngập nước trong mùa mưa thì NO
3
-
bị khử thành NO, N
2
O, và N
2
làm mất đạm

5
trong đất và sự khử đạm ở tầng đất bên dưới sẽ làm cho đạm bị mất đi ở dạng
hơi (Võ Thị Gương, 2004).
Quá trình này được thực hiện qua 2 bước:

 Bước 1: oxy hóa ammonium thành nitrite, thực hiện bởi vi sinh vật tự
dưỡng giống Nitriso- như Nitrosomonas, Nitrosococus, Nitrosopira,
Nitrosolobus, Nitrosovibrio. Phản ứng xảy ra qua hai giai đoạn:
NH
3

+ O
2
+ 2H
+
+ 2e
-
NH
2
OH + H
2
O
NH
2
OH [HNO] + 2H
+
+ 2e
-

NH
2
OH + O
2
NO2
-
+ H
2
O + H
+

Điều kiện thiếu oxy trong quá trình này có khả năng hình thành khí N

2
O do
NO
2
-
được sử dụng như là chất oxy hóa. Năng lượng tiêu hao trong quá trình
này là khoảng 63,8 kcal.
 Bước 2: quá trình nitrate hóa được thực hiện bởi vi sinh vật tự dưỡng
Nitrobacter, Nitrospira
NO
2
-
+ 1/2 O
2
NO
3
-
+ 17,5 Kcal
Trong những điều kiện thuận lợi cho cả hai phản ứng trên xảy ra thì sự biến
đổi từ NO
2
-
thành NO
3
-
phải được tiến hành ngay sau khi NO
2
-
được tạo ra
nhằm ngăn cản sự tích lũy NO

2
-
. Điều này là rất cần thiết bởi vì thậm chí chỉ
với nồng độ một phần nghìn thì NO
2
-
đã khá độc đối với hầu hết cây trồng và
động vật có vú.
Quá trình khử đạm nitrate được hình thành trong điều kiện hiếm khí, thoát khí
kém có đầy đủ chất khử lại có mặt các sinh vật khử Pseudomonas
denitrificans, Micrococcus denitrificans, Micrococcus halodenitrificans; hoặc
có vi sinh vật tự dưỡng hóa năng như Thiobacilus denitrificans,
Hydrogenomonas agilis sẽ khử thành đạm tự do bay đi (Dương Minh Viễn,
2006).
Theo Đỗ Thị Thanh Ren (1999) ở đất lúa nước sự mất đạm do khử nitrate có
thể rất cao. Thông thường có 60-70% lượng đạm bón vào bị bay hơi dưới dạng
NO
2
và N
2
. Quá trình nitrate hoá được thực hiện trong phạm vi pH khá rộng từ
5,5 - 10,0, tốt nhất là 6,2 - 8,2; nhiệt từ 20 - 30
0
C và ẩm độ đất từ 60 - 70%
(Vũ Hữu Yêm, 1995).
1.2.2.3 Tình trạng đất ảnh hưởng lên sự nitrate hóa
Điều kiện môi trường ảnh hưởng mạnh mẽ lên hoạt động của vi sinh vật
nitrate hóa.

6

a. Mức độ NH
4
+

Sự nitrate hóa chỉ có thể xảy ra khi có NH
4
+
để oxi hóa. Những nhân tố như tỉ
lệ C/N của xác bã thực vật cao có thể ngăn cản sự phóng thích NH
4
+
vì thế làm
ngăn cản sự nitrate hóa. Tuy nhiên, quá nhiều khí NH
3
lại có thể gây ức chế
quá trình này. Nồng độ cao của urea hoặc phân ammonia khan trên đất kiềm
có thể làm tăng nồng độ NH
3
lên tới mức gây độc cho vi khuẩn Nitrobacter.
Nếu Nitrobacter không hoạt động, NO
2
sẽ bị tích lũy cho tới ngưỡng độc.
b. Độ thoáng khí của đất
Vi khuẩn nitrate hóa thuộc quần thể vi sinh vật hiếu khí và chúng rất cần oxi
để tạo ion NO
2
-
và NO
3
-

. Chính vì vậy độ thoáng khí và hàm lượng nước trong
đất đẩy mạnh tiến trình này.
c. pH
Phần lớn vi sinh vật nhóm nitrate hóa tự dưỡng phát triển tốt nhất ở phản ứng
trung tính của đất. Tuy nhiên vẫn gặp trường hợp nitrate hóa xảy ra tốt ở pH
<4.5.
d. Ẩm độ đất
Tiến trình nitrate hóa bị kìm hãm ở cả điều kiện độ ẩm quá thấp và quá cao.
Độ ẩm tối hảo đối với thực vật bậc cao thì cũng tối hảo đối với nitrate hóa
(thường là khi ẩm độ đạt thủy dung ngoài đồng hoặc nước chiếm 60% độ xốp
của đất). Tuy nhiên, quá trình này cũng xảy ra mạnh mẽ tại điểm héo, khi mà
độ ẩm trong đất là rất khô đối với sự phát triển của cây trồng.

Hình 1.1: Các tiến trình chuyển hoá N trong đất lúa ngập nước (Brady và
Weil, 1999).

7
1.2.3 Sự phát thải khí ammonia
Ammonia được tạo ra từ con người và tự nhiên. Một lượng ammonia được tạo
ra mỗi năm bởi con người thì rất nhỏ so với tự nhiên. Tuy nhiên, khi ammonia
được tạo ra ở một mức độ nào đó thì cần phải quan tâm, nó thường được sinh
ra trực tiếp hoặc gián tiếp từ con người. Ammonia là một khí không màu có
mùi rất gắt, chúng dễ hòa tan trong nước. Trong nước, hầu hết ammonia
chuyển sang ammonium. Ammonium không là khí cũng không có mùi,
ammonia và ammonium có thể chuyển đổi qua lại trong nước. Trong các
giếng, các sông, hồ, trong đất ẩm ướt thì dạng ammonium là phổ biến.
Ammonia thì rất quan trọng đối với cuộc sống con người và động vật. Nó
được tìm thấy trong nước, trong đất, trong không khí và là nguồn nitơ thiết
yếu cho cây trồng và động vật. Hầu hết ammonia trong môi trường là từ xác
và phân của động thực vật, khoảng 80% ammonia nhân tạo được sử dụng là

phân bón (William,1990).
Sự phát thải ammonia được xem như quá trình mà khí ammonia (NH
3
) thoát ra
từ đất vào trong không khí. Nó có thể xảy ra bất cứ khi nào NH
3
tự do hiện
diện gần mặt đất. NH
3
được chuyển hoá từ NH
4
+
trong dung dịch đất thông
qua trạng thái cân bằng
NH
4
+
↔ NH
3
(dung dịch) + H
+

Kết quả NH
3
phát thải từ phản ứng
NH
3
(solution) ↔ NH
3
(không khí)

Mức độ mất phụ thuộc vào nồng độ của NH
4
+
, pH, loại đất, nhiệt độ, ẩm độ
(Hargrove, 1998)
1.2.3.1 Ảnh hưởng của chế độ nước tưới lên sự bốc thoát NH
3

Chế độ nước tưới có ảnh hưởng đến hàng loạt tính chất lý-hoá-sinh học đất và
các chất dinh dưỡng quan trọng của cây lúa. Khi ngập nước, môi trường rễ
điển hình bởi sự thiếu oxy và hàng loạt những thay đổi do tình trạng khử, sự
thay đổi giữa đất và không khí bị cản trở. Chỉ vài giờ sau khi ngập nước, các
vi sinh vật đã sử dụng hết oxy trong nước hoặc trong đất (Patrick và Reddy,
1978 và Ponnamperuma, 1981). Khí oxy không còn, khí CO
2
và acid hữu cơ
cũng như khí CH
4
, H
2
sẽ tăng lên do hoạt động của vi sinh vật kỵ khí
(Yoshida, 1981 và Nguyễn Ngọc Đệ, 1994).
Đất ngập nước hoặc đất ướt có ảnh hưởng đến một số dinh dưỡng quan trọng
cho sự phát triển và năng suất của cây lúa, mà đặc biệt là N (Ponnamperuma,
1972).

8
Những con đường gây mất N chính trên đất lúa thường là rửa trôi và khử nitrat
cũng như sự bốc thoát hơi NH
3

sau khi N khuyếch tán vào nước mặt.
1.2.3.2 Mất đạm dưới dạng NH
3

Sự bốc thoát ammonia (NH
3
) được xem là mối đe dọa đến môi trường trên thế
giới. Nó cũng là một trong những con đường gây mất N chính trên đất lúa
(Toufiq, 2005). Theo Galloway và Cowling (2002), NH
3
là khí bay hơi nhiều
nhất vào khí quyển từ các phản ứng của phân N trong môi trường đất nước.
Lượng NH
3
bay hơi toàn cầu năm 1990 được ước lượng vào khoảng 51 Tg
N/năm (Van Aardenne et al., 2001) hoặc 54 Tg N/năm, 80% của lượng này có
nguồn gốc từ các hoạt động của con người (Bouwman et al., 1997). Nguồn
NH
3
được tạo ra chủ yếu từ hoạt động nông nghiệp, chẳng hạn như chăn nuôi
và phân bón (Hayashi et al., 2006). Urea là dạng phân N được sử dụng chủ
yếu trên đất lúa nước bởi vì chúng có nồng độ N cao, bên cạnh đó lại ít bị
thấm lậu và gây độc cho con người cũng như động vật hơn phân N dạng NO
3
-

(Nommik, 1973a; 1973b). Khi urea được bón vào ruộng, nó nhanh chóng bị
thủy phân tạo thành amonium carbonate bởi enzyme urease. Dưới tác dụng
của enzyme urease chúng chia cắt ammonia ra khỏi carbon dioxide trong phân
tử urea (Dale Cowan, 2005). Và kết quả là:

CO(NH
2
)
2
(Urea)

+ 2 H
2
O + urease →

(NH
4
)
2
CO
3
(NH
4
)
2
CO
3
+ H
2
O → NH
4
HCO
3
+ NH
4

OH
Phản ứng hoá học này diễn ra sau khi urea được hoà tan trong nước và sẽ kết
thúc trong khoảng thời gian là 48 giờ dưới điều kiện đồng ruộng. Nếu pH
kiềm thì NH
4
+
sẽ chuyển sang khí ammonia và chúng sẽ phát thải vào trong
không khí (
James D.W., 1993). Harper et al., (1983) cho rằng một lượng lớn
NH
3
bốc thoát bề mặt sau khi bón N vào nước mặt. Sự bốc thoát NH
3
từ
nông nghiệp được dự báo là sẽ gia tăng một cách đáng kể ở châu Á từ 13,8
Tg N/năm vào năm 2000 lên đến 18,8 Tg N/năm vào năm 2030 (Zeng et al.,
2002).
Lúa nước là một trong những loại ngũ cốc quan trọng nhất ở vùng gió mùa
châu Á (Kyuma, 2004). Năm 2002, hơn 30% diện tích đất đai có thể trồng
trọt được ở vùng châu Á gió mùa đều dành cho việc canh tác lúa nước
(FAO, 2001). Chính vì vậy sự bốc thoát NH
3
từ ruộng lúa nước sẽ xảy ra, và
mức độ bốc thoát này có thể sẽ rất lớn. Ví dụ: Tỉ lệ mất N từ sự bốc thoát
NH
3
trên đất lúa nước tại Philippines và Trung Quốc là 7-47% (Fillery et
al., 1986; Freney et al., 1981) và là 9-39% (Cai et al., 1986; Zhu et al.,
1989). Hay một nghiên cứu của Lee et al., (2005) tại Hàn Quốc thì lượng
NH

3
bốc thoát là 22,39 kg N ha
-1
khoảng 20% lượng phân N.

9
Toufiq Iqbal (2005) cho rằng lượng NH
3
bốc thoát gia tăng cùng với sự gia
tăng liều lượng phân urea. Với lượng bón là 0, 90, 180, 270, 360 kg N ha
-1

thì lượng NH
3
bốc thoát lần lượt là 7,08; 11,97; 22,68; 30,20 và 56,21 kg N
ha
-1
, và lượng phân N mất đi khoảng 6-49% tổng lượng N bón vào. Kết quả
này cũng phù hợp với báo cáo của Nelson (1982).
Trong hệ thống đồng ruộng, NH
3
bốc thoát có thể từ 20% đến hơn 80% tổng N
mất từ lượng phân bón vào (Simpson et al., 1984; De Datta et al., 1989;
Freney et al., 1990; Mosier et al, 1989; Zhu, 1992). Trong nhiều nghiên cứu
trước đây, cho thấy sự bốc thoát cao điểm xảy ra từ hai đến bốn ngày sau khi
bón phân đạm (Leuning et al., 1984; Võ Tòng Xuân et al., 1993; Phongpan et
al., 1997; Tian et al., 2001). Một nghiên cứu từ Trung Quốc bởi Cai et al.,
(1986) do bón phân với tỷ lệ cao (90
kg N ha
-1

) làm cho NH
4
+
dư thừa không
hoà tan được trong đất vì thế làm tăng nồng độ NH
4
+
trong nước cho nên
chúng dễ dàng bốc thoát NH
3
dưới điều kiện pH kiềm. Khi bón đạm vào trong
ruộng không có sự hiện diện của nước thì kết quả cho thấy rằng NH
3
mất đi
thấp hơn khi có sự hiện diện của nước một cách có ý nghĩa. Với cách bón này
thì nồng độ ammoniacal-N trong nước thấp ở tất cả các điểm khảo sát. Việc
giảm nồng độ ammoniacal-N trong nước dẫn đến làm giảm sự quang hợp của
tảo vì khi khảo sát thấy pH thấp ở tất cả các điểm. Vì thế giá trị NH
3
mất thấp
ở những nghiệm thức áp dụng kỹ thuật tưới khô ngập luân phiên hơn so với
những nghiệm thức ngập nước liên tục khác là do có liên quan đến giá trị pH
và nồng độ ammoniacal-N thấp (Nguyễn Trọng Luân, 2008).
Humphreys et al., (1988) cho rằng khi urea được bón vào nước ruộng vài ngày
sau khi cho ngập lâu dài, ammonia mất cao từ 11 đến 21% lượng N bón vào.
Sự mất này có liên quan đến pH cao và tốc độ gió mạnh gần mặt nước. Tuy
nhiên, khi urea được bón vào trong nước ruộng khi lúa bắt đầu có làm đồng,
ammonia mất thấp (3-8% lượng N sử dụng). Trong giai đoạn này, cây lúa che
mặt nước vì thế nó ngăn cản sự phát triển của tảo dẫn đến pH thấp và kết quả
là nồng độ khí ammonia tại mặt nước thấp. Hơn nữa khi cây lúa che thì nó

ngăn cản sự chuyển động của ammonia tại mặt nước, do đó làm giảm
ammonia vận chuyển qua lại giữa bề mặt phân cách giữa không khí và mực
nước.
1.2.3.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến sự bốc hơi NH
3

Trong nhiều trường hợp, sự bốc thoát NH
3
bị ảnh hưởng bởi loại, liều lượng
cũng như cách bón phân N (Asman, 1992). Tuy nhiên, thậm chí với cùng một
công thức phân, sự bốc thoát NH
3
vẫn bị ảnh hưởng mạnh mẽ của những nhân

10
tố chính sau: pH, nhiệt độ, tốc độ gió, nồng độ NH
4
+
và các yếu tố môi trường
khác (Jayaweera và Mikkelsen, 1991).
Trong nhiều trường hợp, sự bốc thoát NH
3
bị ảnh hưởng bởi loại, liều lượng
cũng như cách bón phân N (Asman, 1992). Tuy nhiên, thậm chí với cùng một
công thức phân, sự bốc thoát NH
3
vẫn bị ảnh hưởng mạnh mẽ của những nhân
tố chính sau: pH, nhiệt độ, tốc độ gió, nồng độ ammonium (NH
4
+

) và các yếu
tố môi trường khác (Jayaweera và Mikkelsen, 1991).
* pH nước bề mặt
Bảng 1.1 Ảnh hưởng của pH đến sự cân bằng giữa [NH
3
+ NH
4
+
] trong nước
pH
NH
3
(Base) %
NH
4
+
(Acid) %
7,3
1
99
8,3
10
90
9,3
50
50
10,3
90
10
11,3

99
1
Nguồn: (NUE, 2007)
Sau khi bón đạm vào trong đất, đạm bị thủy phân tạo thành NH
4
+
và nước
ruộng tích luỹ NH
4
+
. Sự chuyển hoá NH
4
+
sang NH
3
phụ thuộc rất lớn vào pH
của nước ruộng. Thực tế đã có nhiều nghiên cứu cho rằng thành phần NH
4
+
và
NH
3
cân bằng trong nước được gọi chung là ammoniacal-N. Sự cân bằng giữa
NH
4
+
và NH
3
phụ thuộc lớn vào pH. Nồng độ của NH
3

(trong dung dịch) thay
đổi tỉ lệ với NH
4
+
. NH
3
này sẽ tăng 10 lần khi tăng 1 đơn vị pH của dung dịch
lên đến pH bằng 9 cụ thể là NH
3
tăng lần lượt từ 0,1% đến 1%, 10%, 50% khi
pH tăng từ 6 đến 7, 8, 9 (Freney et al., 1983). Do đó, sự hình thành khí NH
3
và
bốc thoát NH
3
sẽ gia tăng đáng kể cùng với sự gia tăng pH.
Với sự gia tăng pH nước, NH
4
+
được ion hoá sẽ gia tăng và chuyển thành NH
3
,
và dạng này có thể bốc thoát vào trong không khí (De Datta, 1987). Do đó, khi
nước ruộng lúa có giá trị pH cao (pH lớn hơn 7,5) một lượng lớn NH
4
+
sẽ bị
mất đi do bị chuyển thành NH
3
. Theo nghiên cứu của Ferguson et al. (1984)

cho rằng ở tại thời điểm pH bằng 7,5 có ít hơn 7% ammonical chuyển sang
NH
3
. Khi giữ pH và nhiệt độ ở mức thấp sẽ hạn chế được sự bốc thoát NH
3.
Hayashi et al. (2006) cho rằng nhân tố ảnh hưởng mạnh nhất đến sự bốc thoát
hơi NH
3
là pH, trong khi đó nồng độ NH
4
+
và nhiệt độ có mối tương quan
thấp. Từ các kết quả trên có thể thấy đã có rất nhiều tác giả thuộc nhiều quốc
gia khác nhau trên thế giới cho rằng pH là một trong những yếu tố quan trọng
nhất ảnh hưởng đến sự mất đạm.

11

Hình 1.2 Ảnh hưởng của pH đến sự cân bằng giữa NH
4
+
và NH
3
Nguồn: (NUE, 2007)

* Nhiệt độ
Nhiệt độ là một trong những nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến sự mất đạm vì
sự bốc thoát NH
3
tăng cùng với sự tăng về nhiệt độ khi nhiệt độ tăng đến 46

o
C
(Martin và Chapman, 1951). Theo Darrel (1982), khi nhiệt độ cao sẽ thúc đẩy
quá trình bốc thoát NH
3
từ nước ra không khí, và cùng quan điểm đó nghiên
cứu của Đỗ Thị Thanh Ren (1996) cho rằng khi nhiệt độ cao thì quá trình bốc
thoát NH
3
xảy ra nhiều. Vì nhiệt độ tăng làm tăng mối tương quan giữa NH
3

với NH
4
+
hiện diện ở pH nhất định, làm giảm sự hoà tan của NH
3
trong nước
và làm tăng sự khuếch tán qua lại của NH
3
từ không khí vào nước và ngược lại
(Denmead et al., 1982; Fillery et al., 1984).
* Tốc độ gió
Tốc độ gió ảnh hưởng rõ đến sự bốc thoát của NH
3
từ nước. Những số liệu
phân tích thực nghiệm từ Philippine cho thấy có mối quan hệ chặt chẽ giữa tốc
độ gió và sự bốc thoát NH
3
. Điều này cũng giải thích được tại sao trong một

vài nghiên cứu sử dụng kỹ thuật hàng rào vây quanh không có hoặc ít có sự
trao đổi khí hoặc phương pháp thông gió bắt buộc thì tỷ lệ mất khí NH
3
thấp
thậm chí bón phân ở tỉ lệ rất cao (FAO, 2001).
* Mực nước
Theo De Datta (1987), khi bón phân N tại mực nước 2,5 cm thì nồng độ NH
4
+
-
N là 0,3 (g N m
-2
) sau ngày đầu tiên đến ngày thứ 2 và tăng lên 0,4 (g N m
-2
)
trong ngày thứ 3 và mất hết vào ngày thứ 15. Nghiệm thức khi bón phân N tại
mực nước 5 cm cũng cho kết quả tương tự. Ngoài ra, nghiên cứu về những ảnh