hiệu quả của các chế phẩm ức chế urease được bổ sung vào phân urea hạt đục cà mau trên giảm sự bốc thoát ammonia từ phân bón

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT
___________________________________

ĐỔNG KIM THOA
MAI THỊ THÙY DUNG

Đề tài

HIỆU QUẢ CỦA CÁC CHẾ PHẨM ỨC CHẾ UREASE
ĐƢỢC BỔ SUNG VÀO PHÂN UREA HẠT ĐỤC
CÀ MAU TRÊN GIẢM SỰ BỐC THOÁT
AMMONIA TỪ PHÂN BÓN

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: KHOA HỌC ĐẤT
Cần Thơ, 2014


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT
------------------------------

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: KHOA HỌC ĐẤT

Đề tài:

HIỆU QUẢ CỦA CÁC CHẾ PHẨM ỨC CHẾ UREASE

ĐƢỢC BỔ SUNG VÀO PHÂN UREA HẠT ĐỤC
CÀ MAU TRÊN GIẢM SỰ BỐC THOÁT
AMMONIA TỪ PHÂN BÓN

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN:
ThS. NGUYỄN ĐỖ CHÂU GIANG

SINH VIÊN THỰC HIỆN:
MAI THỊ THÙY DUNG
KHOA HỌC ĐẤT K37 – TT1172A1
MSSV: 3113620
ĐỔNG KIM THOA
KHOA HỌC ĐẤT K37 – TT1172A1
MSSV: 3113675

Cần Thơ, tháng 11 – 2014

i


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT
-------------------------------------

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
Xác nhận đề tài:“Hiệu quả của các chế phẩm ức chế urease được bổ sung vào phân
urea hạt đục Cà Mau trên giảm sự bốc thoát ammonia từ phân bón ” do sinh viên
Mai Thị Thùy Dung và Đổng Kim Thoa, lớp Khoa Học Đất K37, Bộ Môn Khoa
học đất, Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng, Trƣờng Đại Học Cần Thơ, thực

hiện từ tháng 6- 2013 đến tháng 11- 2013.
Nhận xét của cán bộ hƣớng dẫn:
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Kính trình Cán bộ hƣớng dẫn luận văn tốt nghiệp thông qua.
Cần thơ, ngày … tháng … năm 2014
Cán bộ hƣớng dẫn

Ths. Nguyễn Đỗ Châu Giang

ii


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT
------------------------------

XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN
Hội đồng chấm báo cáo luận văn tốt nghiệp đã chấp thuận đề tài: “Hiệu quả của các
chế phẩm ức chế urease được bổ sung vào phân urea hạt đục Cà Mau trên giảm sự
bốc thoát ammonia từ phân bón” do sinh viên Mai Thị Thùy Dung và Đổng Kim
Thoa, lớp Khoa Học Đất K37, Bộ Môn Khoa học đất, Khoa Nông nghiệp và Sinh
học ứng dụng, Trƣờng Đại Học Cần Thơ, thực hiện từ tháng 6 - 2013 đến tháng 11 2013.
Ý kiến đánh giá của Hội đồng:
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Luận văn tốt nghiệp đƣợc Hội đồng đánh giá ở mức:………………………………..
Kính trình Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp thông qua.
Cần thơ, ngày … tháng … năm 2014
Chủ tịch Hội đồng

iii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu và kết quả
đƣợc trình bày trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất
kỳ công trình luận văn nào trƣớc đây.

Tác giả luận văn

Tác giả luận văn

Mai Thị Thùy Dung

Đổng Kim Thoa

iv


LỜI CẢM TẠ

Trong quá trình làm luận văn em đã nhận đƣợc sự động viên và khích lệ của gia
đình, nhất là sự giúp đỡ nhiệt tình của các Thầy Cô và bạn bè để em hoàn thành tốt
đề tài.
Kính dâng
Lòng biết ơn chân thành tới cha mẹ đã nuôi con khôn lớn nên ngƣời.
Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc
Thầy Nguyễn Minh Đông cố vấn học tập đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ, đóng góp
ý kiến quý báu và tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp.
Cô Nguyễn Đỗ Châu Giang ngƣời đã luôn tận tình chỉ dẫn, giải đáp những khó
khăn cho em trong thời gian thực hiện cuốn luận văn này.
Em chân thành cảm ơn

Công ty TNHH MTV phân bón dầu khí Cà Mau đã hỗ trợ kinh phí cho dự án
nghiên cứu.
Chị Đoàn Thị Trúc Linh, anh Nguyễn Quốc Khƣơng ngƣời đã luôn chỉ dẫn và giúp
đỡ em trong thời gian thực hiện luận văn.
Quý Thầy Cô, anh chị công tác tại Bộ môn Khoa học đất đã truyền đạt kiến thức,
kinh nghiệm bổ ích cho em để hoàn thành tốt luận văn.
Toàn thể quý thầy cô đã truyền đạt kiến thức và những kinh nghiệm quý báu cho em
trong suốt thời gian học tập rèn luyện tại trƣờng.
Sự động viên, cổ v , chia s và giúp đỡ của các bạn lớp Khoa học đất khoá 3 7 trong
suốt khóa học và quá trình thực hiện đề tài.
Em xin chúc tất cả quý Thầy Cô, các anh chị trong Bộ môn Khoa học đất cùng các
bạn luôn dồi dào sức khỏe và thành công.

Cần thơ, ngày 01 tháng 11 năm 2014
Mai Thị Thùy Dung
Đổng Kim Thoa

v


LƢỢC SỬ CÁ NHÂN
I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC
Họ và tên: Mai Thị Thùy Dung

Giới tính: Nữ

Ngày tháng năm sinh: 16/09/1992

Dân tộc: Kinh

Nơi sinh: Trung Nhứt, Thốt Nốt, Cần Thơ
Họ và tên cha: Mai Thanh

Sinh năm: 1965

Họ và tên mẹ: Trần Thị Phƣơng

Sinh năm: 1970

Địa chỉ liên lạc: KV Tràng Thọ B, P Trung Nhứt, Q Thốt Nốt, TP Cần Thơ
Điện thoại: 01672841576
E-mail:
II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP
Năm 1999 – 2003: Học sinh trƣờng Tiểu học Trung Nhứt 2
Năm 2003 – 2007: Học sinh trƣờng Trung học cơ sở Trung Nhứt
Năm 2007 – 2010: Học sinh trƣờng Trung học phổ thông Thốt Nốt
Năm 2011 – 2015: Sinh viên Trƣờng Đại học Cần Thơ, Bộ môn Khoa Học Đất,
Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng, chuyên ngành Khoa học đất K37.

vi


LƢỢC SỬ CÁ NHÂN
I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC
Họ và tên: Đổng Kim Thoa

Giới tính: Nữ

Ngày tháng năm sinh: 26/02/1992

Dân tộc: Kinh

Nơi sinh: Trần Thới, Cái Nƣớc, Cà Mau
Họ tên cha: Đổng Minh Đức

Năm sinh: 1970

Họ tên mẹ: Lƣu Thị Nhãn

Năm sinh: 1970

Địa chỉ liên lạc: Ấp Đầm Cùng, Xã Trần Thới, Huyện Cái Nƣớc, Tỉnh Cà Mau
Điện thoại: 0945047009
E-mail:
II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP
Năm 1999 – 2003: Học sinh trƣờng Tiểu học Trần Thới III
Năm 2003 – 2007: Học sinh trƣờng Trung học cơ sở Trần Thới
Năm 2007 – 2010: Học sinh trƣờng Trung học phổ thông Cái Nƣớc
Năm 2011 – 2015: Sinh viên Trƣờng Đại học Cần Thơ, Bộ môn Khoa Học Đất,
Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng, chuyên ngành Khoa học đất K37.

vii


Đổng Kim Thoa, Mai Thị Thùy Dung, 2014. “Hiệu quả của các chế phẩm ức chế
urease được bổ sung vào phân urea hạt đục Cà Mau trên giảm sự bốc thoát
ammonia từ phân bón”. Luận văn tốt nghiệp Kỹ sƣ ngành Khoa Học Đất, Khoa
Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng, Trƣờng Đại Học Cần Thơ. Cán bộ hƣớng dẫn:
Th.s Nguyễn Đỗ Châu Giang

TÓM LƢỢC
Đề tài nghiên cứu “Hiệu quả của các chế phẩm ức chế urease được bổ sung
vào phân urea hạt đục Cà Mau trên giảm sự bốc thoát ammonia từ phân bón” đƣợc
thực hiện nhằm: Đánh giá hiệu quả của các chất ức chế urease của một số chế phẩm
có nguồn gốc tổng hợp (nBTPT), nguồn gốc thực vật Hua và Neb khi đƣợc phối
trộn vào phân urea hạt đục Cà Mau thông qua tiến trình đo bốc thoát NH3. Thí
nghiệm đƣợc bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 5 nghiệm thức: (1) không bón đạm,
(2) bón urea hạt đục Cà Mau, (3) bón urea Cà Mau + chế phẩm nBTPT, (4) bón
urea Cà Mau + chế phẩm Hua, (5) bón urea Cà Mau + chế phẩm Neb và 5 lần lặp
lại. Kết quả thí nghiệm cho thấy: ở giá trị pH ≈ 7 thì tổng hàm lƣợng NH3 tích l y
thu đƣợc cao nhất ở phân urea hạt đục Cà Mau (155,6 mgNH3/m2/10ngày) và thấp
nhất là phân urea + Neb (121,6 mgNH3 /m2 /10ngày). Khả năng bốc thoát NH3 ở điều
kiện đất nâng pH (pH ≈ 9) cao hơn so với điều kiện đất không nâng pH (pH ≈ 7).
Trong các loại phân có bổ sung chế phẩm ức chế urease (Neb, nBTPT, Hua) thì
urea + Neb có hiệu quả hơn bón urea + nBTPT và bón urea + Hua. Ở điều kiện pH
≈ 9 thì việc sử dụng phân urea có bổ sung chế phẩm ức chế urease Neb, Hua,
nBTPT (35,2; 43,5; 45,2 mgNH3/m2/giờ) có hiệu quả hơn so với urea hạt đục Cà
Mau (49,8 mg NH3/m2/giờ) và khả năng hạn chế sự bốc thoát của các nghiệm thức
có bổ sung chế phẩm ức chế urease theo thứ tự Neb > nBTPT > Hua. Vì vậy, sử
dụng các dạng phân urea có bổ sung chất ức chế urease là rất có ý nghĩa trong việc
giảm thất thoát N, nâng cao hiệu quả sử dụng N trong canh tác.

viii


MỤC LỤC

Trang
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................... iv
LỜI CẢM TẠ....................................................................................................................... v

LƢỢC SỬ CÁ NHÂN ....................................................................................................... vi
TÓM LƢỢC ..................................................................................................................... viii
MỤC LỤC ...........................................................................................................................ix
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT ..........................................................................................xi
DANH SÁCH HÌNH........................................................................................................ xii
DANH SÁCH BẢNG ..................................................................................................... xiii
MỞ ĐẦU..............................................................................................................................1
CHƢƠNG 1 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU.......................................................................2
1.1 Sự biến đổi của phân đạm trên đất lúa ngập nƣớc ...............................................2
1.1.1 Quá trình ammonium hóa .................................................................................2
1.1.2 Quá trình nitrate hóa........................................................................................3
1.2 Các dạng thất thoát đạm khi bón phân ..................................................................4
1.2.1 Thất thoát đạm dạng NH3 .................................................................................4
1.2.2 Thất thoát đạm dạng N2O và N2.......................................................................5
1.2.3 Thất thoát đạm do rửa trôi NO3- trong đất .....................................................6
1.3 Các biện pháp hạn chế sự mất đạm........................................................................7
1.3.1 Sử dụng phân urea chậm tan có lớp phủ lƣu huỳnh ......................................7
1.3.2 Dùng chất ức chế hoạt động của tảo, men urease và hoạt động của vi
khuẩn tham gia sự nitrate hóa và sự khử nitrate. .....................................................7
1.3.3 Sử dụng phân urea chậm tan có lớp phủ nhựa hay vật liệu nhiệt d o .........8
1.3.4 Sử dụng phân đạm urea chậm tan từ phản ứng giữa urea với các aldehyde
........................................................................................................................................9
1.3.6 Bón vùi sâu phân đạm viên nén .......................................................................9
1.4 Một số nghiên cứu liên quan đến phát thải ammonia trên đồng ruộng ........... 10
1.5 Phân urea và các dạng phân urea có bổ sung chế phẩm tăng hiệu quả sử dụng
đạm ................................................................................................................................. 11
1.5.1 Phân urea......................................................................................................... 11
1.5.2 Phân urea nBTPT........................................................................................... 11
1.5.3 Phân urea có bổ sung dịch chiết thực vật (HUA) ...................................... 12
ix

1.5.4 Phân urea có bổ sung chế phẩm NEB.26 .................................................... 12
CHƢƠNG 2 PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP ............................................ 14
2.1 Phƣơng tiện nghiên cứu......................................................................................... 14
2.1.1 Thời gian và địa điểm bố trí thí nghiệm....................................................... 14
2.1.2 Vật liệu thí nghiệm ......................................................................................... 14
2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu...................................................................................... 14
2.2.1 Mô tả thí nghiệm ............................................................................................. 14
2.2.2 Thiết kế hệ thống đo khí NH3 ........................................................................ 15
2.2.3 Các thao tác thu mẫu khí NH3, xử lý và phân tích mẫu ............................ 16
2.2.4 Các chỉ tiêu theo dõi ...................................................................................... 17
2.2.5 Phƣơng pháp phân tích mẫu .......................................................................... 17
2.2.6 Phƣơng pháp xử lý số liệu ............................................................................. 18
CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ THẢO LUẬN .................................................................... 19
3.1 Tính chất hóa học của đất trƣớc khi thí nghiệm ................................................. 19
3.2 Xây dựng đƣờng cong pH ..................................................................................... 20
3.3 Diễn biến pH và nhiệt độ nƣớc mặt ở hai điều kiện pH khác nhau ................. 21
3.4 Diễn biến ammonia bốc thoát từ phân bón ở hai điều kiện pH khác nhau ..... 23
3.5 Tổng lƣợng ammonia tích l y qua quá trình đo ................................................. 25
3.6 Tính chất hóa học đất sau khi kết thúc quá trình đo bốc thoát ammonia ........ 26
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................... 27

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ CHƢƠNG

x


DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt
CDU
CRD
CHPT
DCD
ĐBCL
ĐHCT
ECC
FAO
IBDU
LCU
MU
NBU
NBTPT
NT
NSKB
PPD
PCU
Phân N
SCU

Tên từ viết tắt
Crotonylidene diurea
Bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên
Cyclohexylphosphorictriamide
Dicyandiamide
Đồng Bằng Sông Cửu Long
Đại học cần thơ
Encapsulated Calcium Carbide

Food and Agriculture Organization
Isobutidene diurea
Lac-coated urea
Methylene Urea
Neem-cake blended urea
Thiophosphoric triamide
Nghiệm thức
Ngày sau khi bón phân
Phenylphosphorodiamidate
Polymer Coated Urea
Phân đạm
Sulful Coated Urea

xi


DANH SÁCH HÌNH

Hình

Tên hình

Trang

2.1

Hệ thống đo khí NH3 (a) giấy lọc dùng để thu mẫu khí NH3 (b)

16

3.1

Diễn biến pH đất theo hàm lƣợng vôi (CaCO3 , CaO, Agri-Stabi)
của quá trình nâng pH

20

3.2

Diễn biến pH nƣớc mặt trƣớc và sau khi bón phân ở giá trị pH
đất bình thƣờng (pH ≈ 7)

21

3.3

Diễn biến pH nƣớc mặt trƣớc và sau khi bón phân ở giá trị pH
đất nâng (pH ≈ 9)

22

3.4

Diễn biến nhiệt độ nƣớc ở các thời điểm thu mẫu khác nhau

22

3.5

Diễn biến hàm lƣợng NH3 bốc thoát từ urea hạt đục Cà Mau và

urea có bổ sung chất ức chế (nBTPT, Hua, Neb) ở 2 điều kiện
pH

23

3.6

Tổng lƣợng NH3 bốc thoát tích l y sau 10 ngày đo ở điều kiện
pH khác nhau

25

xii


DANH SÁCH BẢNG

Bảng

Tên bảng

Trang

3.1

Tính chất hóa học của đất trƣớc khi thí nghiệm

19

3.2

Tính chất hóa học đất sau khi kết thúc thí nghiệm thu
NH3

26

xiii


MỞ ĐẦU
Sản lƣợng lúa trong những năm gần đây đƣợc nâng cao là do thâm canh tăng vụ và
tăng đầu tƣ phân bón. Hằng năm lƣợng phân bón tiêu thụ trên thế giới nói chung và
ở ĐBSCL nói riêng là rất lớn (>100 triệu tấn NPK). Trong đó, phân N chiếm tỷ lệ
cao nhất 56% (IFA, 2002). Thông thƣờng nông dân sử dụng khoảng 100kgN/ha để
bón cho lúa nhƣng hiệu quả sử dụng đạm (N) của cây lúa rất thấp, chỉ khoảng 30% 40%. Hiệu quả thấp của việc bón phân đạm trong canh tác lúa phần lớn là do mất
nhanh chóng từ sự bay hơi ammonia (NH3) và sự khử nitrate (NO3 -).
Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều hợp chất bổ sung vào các loại phân chứa N
(urea, ammon sulfate,…) nhằm ức chế các hoạt động urease và nitrat hóa. Các hợp
chất này đa dạng nhƣ: NBP-(N-butyl) thiophosphoric triamide (tên thƣơng mại
Agrotain), Nutrisphere hay các chất ức chế nitrate hóa nhƣ DCD (Di-cyanciamide).
Mặc dù các chất ức chế urease đã đƣợc chứng minh là có hiệu quả trên đất trồng
màu. Tuy nhiên hiệu quả của các loại phân N có chứa chất ức chế urease nhằm hạn
chế sự bốc thoát NH3 đến nay chƣa đƣợc nghiên cứu nhiều trên đất lúa. Ở ĐBSCL,
có kết quả khảo nghiệm bón phân urea nBTPT của Phạm Sỹ Tân (2000) trên năng
suất lúa và tiết kiệm đƣợc lƣợng urea bón vào.
Do đó, đề tài: “Hiệu quả của các chế phẩm ức chế urease đƣợc bổ sung vào phân
urea hạt đục Cà Mau trên giảm sự bốc thoát ammonia từ phân bón ” đƣợc thực hiện
nhằm mục tiêu: Đánh giá hiệu quả của các chất ức chế urease của một số chế phẩm
có nguồn gốc tổng hợp (nBTPT), nguồn gốc thực vật Hua và Neb khi đƣợc phối
trộn vào phân urea hạt đục Cà Mau thông qua tiến trình đo bốc thoát NH 3 .

1


CHƢƠNG 1
LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 Sự biến đổi của phân đạm trên đất lúa ngập nƣớc
Trên toàn thế giới, N đƣợc 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 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, nhƣng cho đến nay cây lúa vẫn chỉ sử dụng khoảng dƣới 40% lƣợng
N bón vào, và thƣờng là thấp khoảng 20% đến 30%. Những tiến trình sinh học
trong đất, chẳng hạn nhƣ sự khoáng hóa, tiến trình nitrat hóa và khử nitrat có ảnh
hƣởng 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.
1.1.1 Quá trình ammonium hóa
N-chất hữu cơ  NH3
Quần thể vi sinh vật dị dƣỡng trong đất bao gồm nhiều nhóm vi khuẩn nấm.
Mỗi nhóm đáp ứng một hoặc nhiều bƣớc trong phản ứng phân hủy 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 nhƣ vậy cho đến khi chất hữu cơ hoàn toàn bị phân hủy (Võ
Thị Gƣơng và ctv, 2004).
Chất hữu cơ bị vi sinh vật dị dƣỡng phân hủy và giải phóng NH 4+. Đây là tiến
trình sinh học quan trọng liên quan đến tính hữu dụng của N trên đất lúa nƣớc. Dƣới
điều kiện ngập nƣớc, sự amonium hóa tạo NH4+ đƣợc kiểm soát bởi vi sinh vật dị
dƣỡng sử dụng chất hữu cơ làm nguồn năng lƣợng (Đỗ Thị Thanh Ren, 1999).
Protein  R-NH2 + Năng lƣợng + Sản phẩm khác.
R-NH2 + HOH NH3 + R-OH + Năng lƣợng.
2NH3 + H2CO3  (NH4)2CO3 = 2NH4 + + 2CO3Trong điều kiện ngập liên tục của hệ thống lúa nƣớc, sự phân hủy yếm khí các
dƣ thừa thực vật làm hạn chế khả năng tái khoáng hóa N từ các thành phần mùn của

chất hữu cơ trong đất. Theo Nguyễn Thị Mỹ Hoa (2012), sự phân hủy các thành
phần hữu cơ dễ phân hủy thƣờng ngắn, có thể xảy ra trong một vài tuần hoặc vài
tháng và rất mẫn cảm với thay đổi trong hệ thống canh tác. Do đó, phân tích N-hữu
cơ dễ phân hủy có thể đánh giá về chất lƣợng 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 thƣờng dùng để đánh giá độ phì nhiêu tiềm năng

2


của đất. Vì vậy, chỉ dựa trên cơ sở hàm lƣợng N tổng số trong đất chƣa thể dự đoán
khả năng cung cấp đạm hữu dụng từ đất cho sự hấp thu của cây trồng.
Tiến trình ammonium hóa có thể thực hiện đƣợc trong điều kiện hiếu khí hoặc
yếm khí, môi trƣờng oxy hóa hay môi trƣờng khử. Nhiệt độ tối hảo cho tiến trình
ammonium hóa khoảng từ 40 - 60 0C (V Hữu Yêm, 1995).
1.1.2 Quá trình nitrate hóa
Khi đạm NH4+ đƣợc khoáng hóa sẽ đƣợc nitrate hóa tạo thành đạm NO 3-. Đất
ngập nƣớc trong mùa mƣa thì NO3- bị khử thành NO, N2O và N2 làm mất đạm trong
đất và sự khử đạm ở tầng đất bên dƣới sẽ làm cho đạm bị mất đi ở dạng hơi (Võ Thị
Gƣơng, 2004).
Quá trình này đƣợc thực hiện qua 2 bƣớc:
Bƣớc 1: Oxy hóa ammonium thành nitrite, thực hiện bởi vi sinh vật tự dƣỡng
giống Nitriso- như: Nitrosomonas, Nitrosococus, Nitrosopira, Nitrosolobus,
Nitrosovibrio. Phản ứng xảy ra qua hai giai đoạn:
NH3 + O2 + 2H+ +2e -  NH2OH + H2O
NH2OH

 [HNO] + 2H+ +2e-

NH2OH + O2  NO2- + H2O + H+

Điều kiện thiếu oxy trong quá trình này có khả năng hình thành khí N2O do
NO2 đƣợc sử dụng nhƣ là chất oxy hóa. Năng lƣợng tiêu hao trong quá trình này là
khoảng 63,8 kcal.
-

Bƣớc 2: Quá trình nitrate hóa đƣợc thực hiện bởi vi sinh vật tự dƣỡng
Nitrobacter, Nitrospira
NO2- + 1/2 O2

 NO3- + 17.5 Kcal

Trong những điều kiện thuận lợi cho cả hai phản ứng trên xảy ra thì sự biến
đổi từ NO2- thành NO3- phải đƣợc tiến hành ngay sau khi NO2- đƣợc tạo ra nhằm
ngăn cản sự tích l y NO2-. Điều này là rất cần thiết bởi vì thậm chí chỉ với nồng độ
một phần nghìn thì NO2- đã khá độc đối với hầu hết cây trồng và động vật có vú.
Quá trình khử đạm nitrate đƣợc 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
dƣỡng hóa năng nhƣ Thiobacilus denitrifican, Hydrogenomonas agilis sẽ khử thành
đạm tự do bay đi (Dƣơng Minh Viễn, 2006).

3


Theo Đỗ Thị Thanh Ren (1999) ở đất lúa nƣớc sự mất đạm do khử nitrate có
thể rất cao. Thông thƣờng có 60-70% lƣợng đạm bón vào bị bay hơi dƣới dạng NO2
và N2.
1.2 Các dạng thất thoát đạm khi bón phân
1.2.1 Thất thoát đạm dạng NH3
Urea là dạng phân N đƣợc sử dụng chủ yếu trên đất lúa nƣớc bởi vì chúng có

nồng độ N cao, bên cạnh đó lại ít bị thấm lậu và gây độc cho con ngƣời c ng nhƣ
động vật hơn phân N dạng NO3 -. Khi urea đƣợc bón vào ruộng, nó nhanh chóng bị
thủy phân tạo thành amonium carbonate bởi enzyme urease. Dƣới tác dụng của
enzyme urease chúng chia cắt ammonia ra khỏi carbon dioxide trong phân tử urea.
Và kết quả là:
CO(NH2)2 (Urea) + 2 H2O + urease → (NH4)2CO3
(NH4 )2CO3 + H2 O → NH4HCO3 + NH4 OH
Phản ứng hoá học này diễn ra sau khi urea đƣợc hoà tan trong nƣớc và sẽ kết
thúc trong khoảng thời gian là 48 giờ dƣới điều kiện đồng ruộng. Nếu pH kiềm thì
NH4+ sẽ chuyển sang khí ammonia và chúng sẽ phát thải vào trong không khí. Nhân
tố ảnh hƣởng đến sự bay hơi NH3 là pH và nhiệt độ trong nƣớc, sự phát triển của tảo
và cỏ dại dƣới nƣớc, sự phát triển mùa vụ và đặc tính đất (De Datta, 1987). Một số
yếu khác c ng ảnh hƣởng đến sự bốc hơi ammonia là tốc độ gió, thời điểm bón và
phƣơng pháp bón phân, liều lƣợng và dạng phân bón (Ngô Ngọc Hƣng, 2009). Sự
thủy phân urea gây ra pH cao cùng với nồng độ NH3 cao sẽ gây độc cho cây trồng.
Humphreys và ctv. (1988) cho rằng khi urea đƣợc bón vào nƣớc ruộng vài ngày sau
khi cho ngập lâu dài, ammonia mất cao từ 11 đến 21% lƣợng N bón vào. Sự mất
này có liên quan đến pH cao và tốc độ gió mạnh gần mặt nƣớc. Tuy nhiên, khi urea
đƣợc bón vào trong nƣớc ruộng khi lúa bắt đầu có làm đồng, ammonia mất thấp (3 8% lƣợng N sử dụng). Trong giai đoạn này, cây lúa che mặt nƣớc vì thế nó ngăn
cản sự phát triển của tảo dẫn đến pH thấp và kết quả là nồng độ khí ammonia tại
mặt nƣớc thấp. Hơn nữa khi cây lúa che thì nó ngăn cản sự chuyển động của
ammonia tại mặt nƣớc, do đó làm giảm ammonia vận chuyển qua lại giữa bề mặt
phân cách giữa không khí và mực nƣớc.
Thực tế có nhiều nghiên cứu cho thấy rằng thành phần NH4 + và NH3 cân bằng
trong nƣớc gọi chung là ammonical-N. Sự cân bằng giữa NH4+ và NH3 phụ thuộc
rất lớn vào pH. Nồng độ NH3 (trong dung dịch) thay đổi tỷ lệ với NH4 + . NH3 này sẽ
tăng 10 lần khi tăng 1 đơn vị pH của dung dịch lên 9 cụ thể là NH 3 tăng lần lƣợt từ
0,1% đến 1%; 10%; 50% khi tăng pH từ 6 đến 7, 8, 9 (Freney và ctv., 1983). Do đó,
sự hình thành NH3 và sự bốc thoát NH3 tăng lên cùng với sự gia tăng pH. Theo
4

Wetselaar và ctv. (1997) đã ghi nhận phƣơng trình tƣơng quan nhƣ sau: pH = NH3
bốc hơi/[NH3 (lỏng) + NH4+] trong nƣớc. Theo nghiên cứu của Ferguson và
ctv.(1984) cho rằng tại thời điểm pH = 7,5 có khoảng 7% ammonium chuyển sang
ammonia. pH > 7, cây trồng có thể bị thiệt hại do sự hình thành một lƣợng làm NH 3
tự do, ức chế oxy hóa NO2 và làm cho NO2- tích tụ lại. Sự bay hơi NH3 trong đất
ngập nƣớc biến động đến 60% lƣợng N cung cấp (De Datta, 1985; Xing và Zhu,
2000). Một nghiên cứu khác tại Philippines và Trung Quốc đƣa ra kết quả là tỷ lệ
mất đạm từ sự bốc thoát NH3 trên đất lúa nƣớc là 7 – 47% (Fliiery và ctv., 1996;
Frency và ctv., 1981) và 9- 39% (Cai và ctv., 1986). Nghiên cứu của Lee và ctv.
(2005) tại Hàn Quốc thì lƣợng NH3 bốc thoát là 22,39 kg N/ha, chiếm 20% lƣợng
phân N. Theo Toufiq Iqbal (2005) cho rằng lƣợng NH3 bốc thoát hơi tăng cùng với
sự tăng liều lƣợng bón. Với lƣợng bón là 0, 90, 180, 270 và 360 kgN/ ha thì lƣợng
bốc hơi lần lƣợt là 7,08; 11,97; 22,68; 30,20 và 56,21 kgN/ha và lƣợng phân N mất
đi khoảng 6 – 49 % tổng lƣợng N bón vào. Theo nghiên cứu của Lý Ngọc Thanh
Xuân (2009) thì lƣợng NH3 bốc hơi tính trên lƣợng N bón trên đất ngập liên tục là
20,8% còn trên đất tƣới khô ngập xen k là 12,9%.
1.2.2 Thất thoát đạm dạng N2O và N2
Trong đất ngập nƣớc, sự nitrat hóa và sự khử nitrat c ng là một trong những
cơ chế chủ yếu gây ra sự mất đạm. Quá trình nitrate hóa là quá trình oxi hóa các
muối amon đầu tiên thành nitrat:
(NH4)2CO3 + 3O2
2HNO2 + O2

Nitrosomonas

2HNO2 + CO2 + 2H2O
2HNO3

Nitrobacter

Nhân tố ảnh hƣởng đến sự nitrate hóa là hàm lƣợng NH 4+ , độ thoáng khí của
đất, pH, ẩm độ đất. Quá trình khử nitrate là quá trình tách oxy khỏi nitrite, nitrate
dƣới tác dụng của các vi khuẩn yếm khí ( vi khuẩn khử nitrate),(Reddy và Patrick,
1986)
HNO3 → HNO2- → N2O → N2
Tiến trình khử này phóng thích nitric oxide (NO2 -), khí nitơ (N2), nitrous oxide
(N2O). Đối với đất lúa nƣớc ngập liên tục, điều kiện yếm khí thƣờng xuyên, thiếu
oxi làm hạn chế sự nitrate hóa. Ngƣợc lại, sự khử nitrate đƣợc xem nhƣ là tiến trình
quan trọng của sự mất đạm trên loại đất này (Aulakh và ctv., 2001). Trên đất lúa chỉ
có một lớp mỏng khoảng 10cm đất mặt và vùng rễ là thoáng khí, trong phần còn lại
là đất yếm khí. Tầng oxi, nơi xảy ra sự khử nitrate hóa thì rất mỏng và nitrat nhanh
chóng bị phân tán vào tầng đất yếm khí bên dƣới, nơi mà sự khử xảy ra sự khử
nitrate, biến đổi NO3 - thành N2 O và N2 (Buesh và De Datta, 1990). Do điện tích âm
của keo sét nên NO3 - dễ bị rửa trôi và trực di hơn NH+ (Cho, 2003). Lƣợng đạm mất
5


do rửa trôi trong nông nghiêp từ 10% - 30% lƣợng phân N bón. Sự rửa trôi phân N
phụ thuộc vào đặc tính đất và phƣơng pháp bón (Xing và Zhu, 2000). Theo Marko
và ctv., (2002) cho rằng có 98% N bị trực di là dạng NO3-N trong đất trồng đậu
nành.
Tốc độ mất N bởi sự khử nitare biến động đến 46% của N cung cấp, phụ thuộc
vào phƣơng pháp cung cấp urea (Bursh và De Datta, 1990). Các quan sát cho thấy,
sự khử nitrate trong đất là do nhiều nhóm vi khuẩn và một nhóm vi khuẩn cổ, nấm
(Philippot và ctv., 2007). Trong mỗi gram đất trồng lúa có sự khử nitrate có thể
chứa đến 10 3 – 105 vi khuẩn (Gamble và ctv., 1977). Bằng kỹ thuật đánh dấu 15 N,
sự khử nitrat trên đất lúa có thể làm mất từ 10% đến 56% lƣợng urea bón (Bursh và
De Datta, 1990). Theo nghiên cứu của Monteny và ctv. (2006), 65% lƣợng N2O và

N2 bốc thoát từ tiến trình khử nitrate.
1.2.3 Thất thoát đạm do rửa trôi NO3- trong đất
Mục tiêu chính của việc bón phân là để cung cấp dinh dƣỡng cho cây trồng
nhằm tối đa hóa sản lƣợng. Tuy nhiên, bất kì loại phân bón nào ở dạng vô cơ hay
hữu cơ có thể có ảnh hƣởng đến môi trƣờng nếu sử dụng không đúng cách. Gần
đây, phân bón đạm đã đƣợc nhà môi trƣờng học đánh giá là một nguồn gây hại cho
môi trƣờng đất, nƣớc, không khí. Tác động chính đến môi trƣờng liên quan đến vấn
đề sử dụng phân bón đã đi đến tiến trình rữa trôi và trực di nitrate vào mực nƣớc
ngầm, phóng thích khí hiệu ứng nhà kính (nitrous oxides). Đất bị ô nhiễm độc chất
kim loại nặng và dinh dƣỡng N, P chảy tràn gây ra hiện tƣợng phú dƣỡng trên bề
mặt nƣớc. Cụ thể trong tiến trình khử nitrate, oxy đƣợc tách ra từ nitrate và nitrite.
Các dạng oxide của đạm đƣợc sử dụng do những vi sinh vật hiếm khí (đóng vai trò
là chất nhận e - ) và khử đến N2 hay N2 O. Quá trình này góp phần gây ô nhiễm môi
trƣờng do chúng thải ra lƣợng N2O và N2 vào khí quyển. So với tốc độ phản ứng
của sự chuyển hóa đạm trong đất thì tốc độ phản ứng xảy ra ở lớp nƣớc mặt, ở giao
diện giữa lớp nƣớc và lớp đất mặt trong đất lúa thƣờng nhanh hơn ở tại thời điểm
bón phân hoặc nồng độ đạm trong nƣớc mặt duy trì cao (Ngô Ngọc Hƣng, 2009).
Trực di nitrate gây ra sự ngộ độc trong nguồn nƣớc ngầm. Theo Lê Thị Hiền
Thảo (2003) đã xác định trong những thập niên gần đây, mức NO 3- trong nƣớc uống
tăng lên đáng kể mà nguyên nhân là do sử dụng đạm vô cơ tăng, gây rò rỉ NO3xuống nƣớc ngầm. Hàm lƣợng NO3- trong nƣớc uống tăng gây ra nguy cơ về sức
khỏe đối với cộng đồng. Khi nƣớc ngầm đƣợc sử dụng cho việc tƣới cây, nitrate
tích l y sẽ trở lại trong chuỗi thức ăn trong suốt sự hấp thu của thực vật. Sự tiêu thụ
nitrate dƣ thừa trong chuỗi thức ăn này rất nguy hiểm. Nƣớc uống chứa NO3 - nhiều
hơn 10 mg/L đƣợc xem nhƣ là không an toàn cho việc tiêu thụ của con ngƣời
(Shrestha và Ladha, 1998). Nitrate và nitric liên quan đến sự hình thành hợp chất
6


gây ƣng thƣ (công thức: R2NNO) chứa nitơ, gây ƣng thƣ dạ dày cho con ngƣời
(Phupaibul và ctv., 2002). Theo các nghiên cứu gần đây, nếu trong nƣớc và thực

phẩm hàm lƣợng nitơ và photpho, đặc biệt là nitơ dƣới dạng muối nitrit và nitrat cao
quá sẽ gây ra một số bệnh nguy hiểm cho ngƣời đặc biệt là tr em. Ủy ban châu Âu
quy định mức tối đa của NO3- trong nƣớc uống là 50 mg/l, Mỹ là 45mg/l, tổ chức y
tế thế giới (WHO) là 100mg/l. Y học đã xác định NO 2- ảnh hƣởng đến sức khỏe với
hai khả năng: gây nên chứng ƣng thƣ máu Methaemoglobin, làm mất khả năng vận
hành máu trong đứa tr , bệnh đƣờng hô hấp, giảm hàm lƣợng vitamin A trong gan
(Bohlool và ctv., 1992; Phupaibul và ctv., 2002).
1.3 Các biện pháp hạn chế sự mất đạm
1.3.1 Sử dụng phân urea chậm tan có lớp phủ lƣu huỳnh
Phân SCU là phân urea chậm tan đầu tiên đƣợc sản xuất và đƣợc thử nghiệm
trên các ruộng lúa nƣớc từ những năm 1960 – 1980. Mặc dù các thử nghiệm cho
thấy hiệu quả sử dụng đạm có tăng nhƣng nó khó đƣợc nông dân chấp nhận do
lƣợng đạm thấp (35% - 37%) và chi phí vận chuển cao hơn so với urea (Trenkel,
1997). Gần đây, phân SCU đƣợc sản xuất với lớp phủ lƣu huỳnh mỏng hơn hoặc có
thêm lớp phủ polymer bên ngoài tạo thành lớp phủ kép để giảm trọng lƣợng của lớp
phủ và nâng hàm lƣợng đạm cao hơn. Chien và ctv (2009) thí ngiệm bón phân SCU
cho lúa ở hai liều lƣợng N là 180 và 135 kg/ha ở Changsha, Trung Quốc vào năm
2006 và 2007 cho thấy năng suất lúa khi bón phân SCU cao hơn 8,8 – 26,1% so với
bón urea. Khi bón phân SCU làm giảm lƣợng bốc hơi NH3 làm tăng hiệu quả sử
dụng đạm (De Datta, 1985). Ngoài ra, còn có các dạng phân đạm chậm tan khác
nhƣ: Polymer coated urea (PCU), urea formaldehyde (UF), isobutylidence diurea
(IBDU), crotonylidene diurea (CDU), methylene urea (MU), neem-cake blended
urea (NBU) và lac-coated urea (LCU). Bón phân dạng NBU và LCU tăng sản lƣợng
lúa so với bón thông thƣờng (Sharma & Prasad, 1980; Roy, 1988). Bón phân NBU
trong điều kiện thiếu khí làm giảm lƣợng bốc hơi NH 3 có ý nghĩa so với phân urea
dạng hạt.
1.3.2 Dùng chất ức chế hoạt động của tảo, men urease và hoạt động của vi
khuẩn tham gia sự nitrate hóa và sự khử nitrate.
Khi bón vào đất, urea chuyển sang (NH4)2CO3 do sự thủy phân của men
urease. Sự biến đổi này làm tăng hàm lƣợng NH4 + trong nƣớc. Các hoạt động của

tảo tăng làm cho pH tăng. Chất ức chế hoạt động của tảo làm giảm hoạt động của
tảo tránh tăng pH nƣớc từ đó giảm lƣợng bốc hơi NH 3.
Chất ức chế hoạt động men urease hạn chế hoạt động của men này trƣớc khi
có sự thủy phân ở lớp đất mặt để cho urea xuống các lớp đất sâu hơn. NH+ phóng
thích chậm này sẽ đƣợc giữ trong các phức trao đổi cation trong đất. Chất ức chế
7


hoạt động men urease là N-(n-butyl) thiophosphoric triamide (NBTPT) với tên
thƣơng mại là Agrotain đƣợc dùng phổ biến nhất và hiệu quả nhất (Edmeades,
2004). Phạm Sỹ Tân (2007) bón phân ure bọc (Urê + Agrotain) trên lúa cao sản trên
đất phù sa và đất hơi nhiễm phèn mặn ven biển ở Đồng bằng Sông Cửu Long cho
năng suất cao hơn khoảng 300 – 400 kg/ha so với bón phân urea thƣờng và để đạt
năng suất ngang nhau giữa hai loại phân bón thì bón urê bọc tiết kiệm đƣợc lƣợng
urea là 50 kg/ha. Rawluk và ctv. (2001) thí nghiệm khi bón phân đạm dạng viên có
áo NBTPT trên loại đất Orthic Black Chernozemic ở Canada giảm lƣợng bốc hơi
NH3 28% - 88%.
Theo De Datta (1985) thí nghiệm tại IRRI khi bón phân đạm kết hợp với
phenylphosphorodiamidate (PPD) giảm lƣợng bốc hơi NH 3 12 – 22 kgN/ha. Sử
dụng kết hợp chất ức chế men urease và chất ức chế hoạt động của tảo giảm lƣợng
bốc hơi ammonia từ 10 xuống còn 0,4 kgN/ha. Theo Di và Cameron (2002) thử
nghiệm trong chậu khi bón phân urea có dùng chất ức chế sự nitrate hóa là
dicyandiamide (DCD) trên loại đất trồng cỏ cho chăn thả (Udic Haplustept) ở New
Zealand cho thấy lƣợng NO3- rửa trôi hàng năm giảm đến 59%, và ở nghiệm thức
không dùng DCD có lƣợng NO3- trong nƣớc là 19,7 mgN/l vƣợt ngƣỡng tiêu chuẩn
nƣớc uống. (Edmeades, 2004 ) c ng bón kết hợp DCD với phân N trên bốn loại đất
kết quả là lƣợng bốc hơi N2 O (trong thời gian hơn 69 – 137 ngày) giảm 61% - 73%
so với không có DCD (0,31 – 5,7 kgN2O/ha so với 1 – 20,9 kgN2O/ha). Thí nghiệm
trên ruộng lúa đƣợc đƣa ra bởi CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial
Research Organization) chỉ ra rằng việc sử dụng encapsulated calcium carbide

(ECC) có thể giảm sự khử nitrate đáng kể.
1.3.3 Sử dụng phân urea chậm tan có lớp phủ nhựa hay vật liệu nhiệt dẻo
Phân PCU đƣợc sản xuất bằng lớp phủ nhựa (resin) hay các vật liệu nhiệt d o
(Thermoplastic). Ƣu điểm của các vật liệu phủ này là có trọng lƣợng rất nhẹ (<1%),
hàm lƣợng đạm trong phân cao và kéo dài hiệu lực phân bón có thể lên đến 400
ngày (Trenkel, 2010). Có nhiều nhà nghiên cứu quan tâm đến phân bón này cho lúa.
Singh và ctv. (1995) thí nghiệm ngoài đồng ở nông trại của IRRI năm 1993 – 1994
khi bón hai loại phân PCU so với bón phân urea trên lúa có năng suất từ bằng đến
cao hơn 3 – 4 lần và hiệu quả sử dụng phân đạm ở mức cao từ 70 – 75% so với
50%. Carreres và ctv. (2003) thí nghiệm ngoài đồng trên lúa năm 1998 – 2000 tại
Tây Ban Nha khi bón phân PCU (40%N) so với bón phân urea có năng suất (cho 2
vụ lúa) là 9,37 kg/ha so với 8,19 tấn/ha và lƣợng đạm cây lúa hấp thu là 147,8 kg/ha
so với 135,2 kg/ha. Shoji (2005) tổng hợp các kết qủa nghiên cứu phân PCU trên
đất lúa tại Nhật Bản cho thấy hiệu quả hấp thu đạm của loại phân này đạt ở mức
79% hoặc cao hơn. Tuy nhiên, Golden và ctv (2009) cho biết khi bón loại phân
PCU có tên là Environmentally Smart Nitrogen cho năng suất thấp hơn so với phân
8


urea dù giá của nó đắt hơn. Gần đây, Yang và ctv (2012) cho biết có một loại phân
có lớp phủ nhựa d o chứa 43% N đƣợc nông dân Trung Quốc chấp nhận bởi vì giá
thấp và dễ bón. Tác giả này cho rằng loại phân này có lƣợng phóng thích đến 80%
lƣợng đạm trong vòng 40 – 140 ngày nên đƣợc bón trong lúc làm đất và chỉ cần bón
một lần nên ít tốn công và quan trọng hơn là khi bón phân này trên ruộng của nông
dân cho năng suất lúa cao hơn khi bón urea ở 3 mức đạm 100, 200 và 300 kg/ha.
1.3.4 Sử dụng phân đạm urea chậm tan từ phản ứng giữa urea với các
aldehyde
Các dạng urea chậm tan từ phản ứng giữa urea với các aldehyde gồm urea
formaldehyde (UF), isobutidene diurea (IBDU), crotonylidene diurea (CDU) là giải
pháp nâng cao hiệu quả sử dụng phân đạm và thân thiện với môi trƣờng. Cơ chế

phóng thích N từ của phân UF là do nhiệt độ ảnh hƣởng đến hoạt động của vi sinh
vật cắt chuỗi polymer, còn với phân IBDU là do sự phân hủy hóa học (IPNI, 2007).
Do đó, phân IBDU có tỷ lệ đạm chậm tan lớn hơn và ít bị tác động của các vi sinh
vật đất hơn so với phân UF (Shaviv, 2001). Thí nghiệm của Hamamoto (1996) ở
Nhật Bản cho thấy bón một lần IBDU cho năng suất tăng thêm 20% - 25% so với
bón phân SA. Khi bón vùi IBDU ở độ sâu 10 – 12 cm có lƣợng bốc hơi ammonia
rất thấp (dƣới 1% lƣợng N bón) (De Datta, 1981). Kết quả thí nghiệm của Carreres
và ctv. (2003) cho thấy bón phân IBDU trƣớc khi cho ngập nƣớc cải thiện N2 cố
định sinh học so với sử dụng phân urea và có năng suất cao hơn (8,95 so với 8,19
tấn/ha) tuy nhiên tổng lƣợng đạm hấp thu và hiệu quả nông học không khác nhau.
1.3.6 Bón vùi sâu phân đạm viên nén
Bón vùi sâu phân đạm là biện pháp hiệu quả để giảm sự bốc hơi phân bón. Có
các dạng urea nhƣ: urea dạng hạt (prilled urea – PU), viên urea lớn (urea large
granule – ULG) và viên siêu urea (urea super granule – USG) có đƣờng kính trung
bình lần lƣợt là 1,5; 7,0; và 11,5 mm. De Datta và ctv (1984) dùng 15 N thí nghiệm
ngoài đồng tại Viện nghiên cứu lúa Quốc tế cho thấy hiệu quả sử dụng N cao hơn
khi vùi phân viên nén. Theo Mohanty và ctv (1999) cho biết bón vùi viên siêu urea
tăng hiệu quả sử dụng phân N và giảm lƣợng NH3 bốc hơi. Choudlury và Kennedy
(2005) thí nghiệm ngoài đồng tại viện nghiên cứu tại Bangladesh (BRRI) cho thấy
bón vùi ở mức 87 kgN so với không vùi có năng suất là 4,6 so với 4,0 tấn/ha và hiệu
quả nông học là 21,8 so với 14,9. Trong tài liệu này, cho thấy bón vùi cho lúa cùng
lƣợng phân là 87kgN với ba dạng urea: hạt urea, viên urea lớn và viên siêu urea có
năng suất là 4,0; 4,4; và 4,6 tấn/ha và hiệu quả nông học là 12,6; 17,2 và 19,5. Sự
khử nitrate giảm khi bón vùi phân urea. Rao và Prasad (1980) dùng viên siêu urea
giảm lƣợng rửa trôi N xuống dƣới 20% lƣợng N bón. Viện nghiên cứu lúa Quốc tế

9


đƣa ra hiệu quả sử dụng N trên cây lúa (65% - 96%) cao ở nghiệm thức bón phân N

viên nén hơn so với urea bón vãi (32 – 35%) (Cao và ctv., 1984).
Các biện pháp khác: Bón xác các loài thực vật có tỷ số C/N cao giảm sự bốc
hơi N2O xuống thấp hơn (Baggs và ctv, 2000). Tăng hiệu quả sử dụng nƣớc làm
giảm sự rửa trôi nitrate (Keeney, 1982). Trục đất c ng làm giảm lƣợng rửa trôi N
(Keeney và Sahrawat, 1998). Trồng cây có cố định đạm trên đất lúa để nâng cao
hiệu quả sử dụng N (Choudhury và Kennedy, 2005).
1.4 Một số nghiên cứu liên quan đến phát thải ammonia trên đồng ruộng
Các nghiên cứu trên thế giới
Khi bón urea vào trong ruộng không có sự hiện diện của nƣớc thì kết quả cho
thấy rằng ammonia mất đi thấp hơn khi có sự hiện diện của nƣớc một cách có ý
nghĩa. Với cách bón này thì nồng độ ammoniacal-N thấp trong nƣớc ở tất cả các
điểm khảo sát. Việc giảm nồng độ ammoniacal-N trong nƣớc 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
ammonia mất thấp ở những nghiệm thức áp dụng kỷ thuật này hơn những nghiệm
thức khác là do có liên quan đến giá trị pH và nồng độ ammoniacal-N thấp. Theo
Demead và ctv (1982), Freney và ctv (1983) thì ammonia có thể mất có liên quan
đến tốc độ gió, nhiệt độ, pH, và nồng độ ammoniacal – N trong nƣớc.
Theo nghiên cứu De Datta và ctv. (1989) cho rằng trong hệ thống đồng ruộng,
NH3 phát thải có thể từ 20% đến > 80% tổng N mất từ lƣợng phân bón. Kết quả
nghiên cứu của Freney và ctv (1990) tại Philipines cho thấy khi urea đƣợc bón vào
trong nƣớc ruộng thì ammonia trong ruộng mất khoảng từ 10% đến 56% lƣợng bón
vào. Mất nhỏ nhất là tại Aguilar vì tốc độ gió thấp và mất nhiều nhất là tại Macbita
vì giá trị pH, nhiệt độ cao và gió mạnh. Ammonia mất thấp khi bón phân vào đất có
cày bừa. Tổng lƣợng N mất từ việc bón phân vào trong nƣớc là từ 59% đến 71%.
Các nghiên cứu ở Việt Nam
Ở đất lúa Đồng bằng sông Cửu Long, lƣợng NH3 bốc hơi tính trên lƣợng N
bón theo nghiên cứu của Watanabe và ctv (2009) là 0,5 - 19%, còn theo nghiên cứu
của Dong và ctv (2012) trên đất ngập liên tục là 20,8% còn trên đất tƣới khô ngập
xen k là 12,9%. Trong nhiều nghiên cứu trƣớc đây, cho thấy sự phát thải cao điểm
xảy ra từ 2 đến 4 ngày sau khi bón phân urea (Võ Tòng Xuân và ctv, 1993).

Theo Phạm Sỹ Tân (2000) nghiên cứu về phân Urea-nBTPT ở Đồng bằng Sông
Cửu Long cho thấy rằng năng suất cao nhất đối với phân urea thƣờng thì lƣợng
phân gia tăng lên đến mức 80 kgN/ha. Trong khi đó với phân Urea-nBTPT thì
lƣợng phân tăng lên đến mức 60 kgN/ha đã đạt năng suất tối đa. Sử dụng UreanBTPT có tác dụng làm giảm thất thoát đạm, làm tăng hiệu quả sử dụng phân bón
10


và tạo điều kiện cung cấp phân đạm cho cây trồng nhiều hơn và cho năng suất cao
hơn urea không đƣợc phối trộn Agrotain.
1.5 Phân urea và các dạng phân urea có bổ sung chế phẩm tăng hiệu quả sử
dụng đạm
1.5.1 Phân urea
Phân urea đƣợc sản xuất bằng các phản ứng NH3 với CO2. Trong điều kiện
nhiệt độ 150 – 200 0 C và áp suất 50 – 100 atm, NH3 và CO2 tác dụng với nhau thành
ammonium carbarmate (H2 NCOONH4), sau đó ammonium carbarmate mất nƣớc
thành urea:
CO2 + 2NH3  (H2NCOONH4)  CO(NH2)2
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 nƣớc, 1m3 urea cân nặng 650 kg. Phân urea dễ hoà tan trong nƣớc, khi hoà tan
nhiệt độ nƣớc sẽ hạ xuống nên nông dân còn gọi là phân lạnh. Urea hoà tan không
để lại cặn bã nào, 1lít nƣớc hoà tan 84 kg urea ở 20 oC và 105 kg urea ở 100 oC (Đỗ
Thị Thanh Ren, 1996).
1.5.2 Phân urea nBTPT
Agrotain là một chất hóa học có tên là n-Butyl Thiphosphoric Triamide
(nBTPT). Chất này có tác dụng ức chế men urease làm hạn chế quá trình chuyển
hóa từ phân urea thành ammoniac sau khi bón xuống ruộng. Chất nBTPT làm giảm
sự bay hơi NH3 và tăng năng suất cây trồng c ng nhƣ gia tăng sự hất thu đạm đối
với nhiều loại cây trồng. Nó c ng có thể làm giảm hiện tƣợng ngộ độc ammonia lên
hạt giống nảy mầm và sự phát triển của cây con do sự thủy phân nhanh phân urea.

Nó còn có tiềm năng làm giảm sự thất thoát ammonia từ chất thải của động vật.
Chất nBTPT đƣợc phát hiện từ năm 1980 nhƣng chƣa đƣợc thƣơng mại hóa vì khó
sản xuất và không ổn định. Cho tới năm 1997, nBTPT mới điều chế đƣợc dƣới dạng
lỏng đậm đặc, an toàn cho ngƣời và môi trƣờng. Từ đó, nó đƣợc dùng làm chất trộn
với phân đạm, lân và lƣu huỳnh để nâng cao hiệu quả phân bón Waston và ctv
(1994). Theo kết quả thí nghiệm của Nguyễn Thị Hƣơng (2009) cho thấy tỷ lệ phối
trộn Agrotain với urea từ 0,05 – 0,5% thì khoảng 0,1 – 0,2 % là thích hợp nhất. Các
tỷ lệ phối trộn Agrotain với urea lên cao hơn 0,2% đều không cho gia tăng hiệu quả
mà chỉ tăng thêm chi phí. Sau khi phối trộn với Agrotain, phân urea sẽ khô gáo hơn
và ít chảy nƣớc hơn. Agrotain có thể đƣa vào trong quá trình sản xuất urea để tạo ra
sản phẩm đặc biệt là urea trộn Agrotain. Agrotain c ng có thể trộn trực tiếp với
phân urea thành sản phẩm đƣa vào sử dụng. Ngƣời ta khuyến cáo phối trộn với
Agrotain nên sử dụng ngay, nhƣng nhà sản xuất khuyến cáo có thể lƣu trữ đƣợc 12
11