Nghiên cứu chế tạo một số loại phân bón nhả chậm thân thiện với môi trường ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp (tt)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

BÁO CÁO TÓM TẮT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MỘT SỐ LOẠI PHÂN BÓN NHẢ
CHẬM THÂN THIỆN VỚI MÔI TRƢỜNG ỨNG DỤNG
TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP

Mã số: ĐH2015-TN04-08

Chủ nhiệm đề tài: TS TRẦN QUỐC TOÀN

Thái Nguyên, năm 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

BÁO CÁO TÓM TẮT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MỘT SỐ LOẠI PHÂN BÓN NHẢ
CHẬM THÂN THIỆN VỚI MÔI TRƢỜNG ỨNG DỤNG
TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP

Mã số: ĐH 2015-TN 04-08

Xác nhận của tổ chức chủ trì

Chủ nhiệm đề tài

TS Trần Quốc Toàn

Thái Nguyên, năm 2017


DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN THAM GIA ĐỀ TÀI
Đơn vị công tác và

Nội dung nghiên cứu cụ thể
đƣợc giao

TT

Họ và tên

1

TS. Trần Quốc Toàn

Khoa Hoá học – ĐHSP ĐH
Thái Nguyên

Chủ nhiệm đề tài

2

TS. Dương Ngọc Toàn

Khoa Hoá học – ĐHSP ĐH
Thái Nguyên

Nghiên cứu chế tạo phân bón
nhả chậm

3

TS. Vũ Văn Nhượng

Khoa Hoá học – ĐHSP ĐH
Thái Nguyên

Nghiên cứu chế tạo phân bón
nhả chậm

4

Th.S. Đinh Thúy Vân

Khoa Hoá học – ĐHSP ĐH
Thái Nguyên

Nghiên cứu chế tạo phân bón
nhả chậm

TS. Nguyễn Hữu Quân

Phòng KH – CN và hợp tác
quốc tế- ĐHSP – ĐH Thái

Nguyên

Thư kí hành chính

5

lĩnh vực chuyên môn

ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH
Tên đơn vị

Nội dung

trong và ngoài nƣớc

phối hợp nghiên cứu

Cung cấp tư liệu, trao đổi
Viện Hóa học- Viện Hàn lâm
chuyên môn, hoá chất, dụng cụ
KH&CN Việt Nam
và phối hợp nghiên cứu

Họ và tên ngƣời đại diện
đơn vị
TS. Nguyễn Thanh Tùng

Viện Khoa học Vật liệu, Viện
Hàn lâm Khoa học và Công Phân tích mẫu, đo SEM
nghệ Việt Nam

Khoa Hoá học, ĐH Sư phạm Phối hợp nghiên cứu và trao đổi
PGS.TS. Nguyễn Thị Hiền Lan
ĐH Thái Nguyên
chuyên môn


MỤC LỤC
Trang
Danh sách các thành viên tham gia đề tài
Danh mục các bảng
Danh mục các hình
Danh mục chữ viết tắt
Thông tin kết quả nghiên cứu
Information on research results
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................................. 1
1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ......................................................................................................................... 1
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu .................................................................................................. 1
4. Giả thuyết khoa học........................................................................................................................... 1
5. Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................................................................ 1
6. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................................................... 1
7. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................................... 2
8. Cấu trúc và nội dung đề tài................................................................................................................ 2
Chƣơng 1: TỔNG QUAN ................................................................................................................... 2
1.1.Vai trò của phân bón đối với sản xuất lương thực, tác động của việc sử dụng phân bón tới môi
trường, sinh thái và sức khoẻ. ............................................................................................................... 2
1.2. Giới thiệu chung về phân bón nhả chậm ........................................................................................ 2
1.3. Ứng dụng của phân bón nhả chậm ................................................................................................. 2
1.4. Giới thiệu một số nguyên vật liệu dùng chế tạo phân bón nhả chậm ............................................. 2
1.5. Tình hình nghiên cứu phân bón nhả chậm ở Việt Nam.................................................................. 2

Chƣơng 2: THỰC NGHIỆM.............................................................................................................. 2
2.1. Nguyên liệu, hóa chất ..................................................................................................................... 2
2.2. Dụng cụ, thiết bị nghiên cứu .......................................................................................................... 2
2.3. Một số phương pháp phân tích phân bón ....................................................................................... 2
2.4. Phương pháp tiến hành ................................................................................................................... 2
Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................................................... 2
3.1. Chế tạo lõi phân bón nhả chậm ...................................................................................................... 2
3.1.1. Biến tính tinh bột ......................................................................................................................... 2
3.1.2. Lựa chọn chất kết dính cho phân bón ure nhả chậm ................................................................... 3
3.1.3. Lựa chọn chất kết dính cho phân bón NPK nhả chậm ................................................................ 3
3.2. Chế tạo vỏ bọc cho phân bón nhả chậm ......................................................................................... 3
3.2.1. Đặc trưng vật liệu của lớp vỏ bọc ............................................................................................... 3
3.2.2. Ảnh hưởng của hàm lượng parafin đến lớp phủ polyurethan...................................................... 3
3.2.3. Ảnh hưởng của hàm lượng polyurethan đến độ dày và tỉ lệ bọc của lớp vỏ. .............................. 3
3.3. Nghiên cứu quá trình nhả chậm phân bón...................................................................................... 4
3.3.1. Nghiên cứu quá trình nhả phân bón trong nước .......................................................................... 4
3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng nhả dinh dưỡng của phân bón........................................ 6
3.3.3. Ảnh hưởng của pH đến khả năng nhả dinh dưỡng của phân bón................................................ 6
3.3.4. Quá trình nhả phân bón trong đất ............................................................................................... 7
3.3.5. Đánh giá khả năng phân hủy sinh học của lớp vỏ phân bón ...................................................... 8
3.4. Ứng dụng phân bón nhả chậm cho một số cây trồng ..................................................................... 8
3.4.1. Ứng dụng phân bón nhả chậm cho cây bí xanh .......................................................................... 9
3.4.2. Ứng dụng phân bón nhả chậm cho cây chè ............................................................................... 11
KẾT LUẬN ........................................................................................................................................ 13


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 3.1: Ảnh hưởng của thời gian biến tính tới KLPTTB và chỉ số cacboxyl của tinh bột ............ 2
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng PU đến độ dày lớp vỏ và tỉ lệ bọc .......................................... 3

Bảng 3.3. Ảnh hưởng của phân bón ure nhả chậm đến thời gian sinh trưởng ................................... 9
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến sinh trưởng và phát triển của cây bí xanh .......... 9
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của lượng phân bón nhả chậm đến hình thái cấu trúc quả bí xanh ............... 10
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của phân bón ure nhả chậm đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất .... 10
Bảng 3.7. Hiệu quả kinh tế thu được của mô hình ứng dụng phân bón nhả chậm cho cây bí xanh . 11
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến các yếu tố cấu thành năng suất chè................... 11
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến năng suất chè (tính trung bình 7 lứa hái) ......... 12
Bảng 3.10. Hiệu quả kinh tế thu được của mô hình ứng dụng phân bón nhả chậm cho cây chè ... 12


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 3.16. Đặc tính nhả N của các mẫu phân ure nhả chậm trong nước .................................................4
Hình 3.17. Đặc tính nhả N của các mẫu phân NPK (30:10:10) nhả chậm trong nước ............................4
Hình 3.18. Đặc tính nhả P của các mẫu phân NPK (30:10:10) nhả chậm trong nước .............................5
Hình 3.19. Đặc tính nhả K của các mẫu phân NPK (30:10:10) nhả chậm trong nước ............................5
Hình 3.20. Đặc tính nhả N của phân bón NPK (16:16:16) nhả chậm ......................................................5
Hình 3.21. Đặc tính nhả P của phân bón NPK (16:16:16) nhả chậm .......................................................6
Hình 3.22. Đặc tính nhả K của phân bón NPK (16:16:16) nhả chậm ......................................................6
Hình 3.29. Đặc tính nhả N của các mẫu phân ure nhả chậm trong đất ....................................................7
Hình 3.30. Đặc tính nhả N của phân bón NPK nhả chậm trong đất .........................................................7
Hình 3.31.Đặc tính nhả P của phân bón NPK nhả chậm trong đất ..........................................................7
Hình 3.32.Đặc tính nhả dinh K phân bón NPK nhả châm trong đất ........................................................8


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
STT

Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

1

ASC

Axit ascorbic - C6H8O5

2

APS

Amoni pesunfat - (NH4)2S2O8

3

AAm

Acrylamit - C3H5NO (CH2=CH–CONH2)

4

CRF

Phân bón nhả có kiểm soát (Controlled Release Fertilizer)

5

CDU

Ure formaldehit/Ure-crotonaldehit

6

DAP

Điamonihiđrophotphat - (NH4)2HPO4

7

DCD

Dixyandiamide

8

IR

Phổ hồng ngoại

9

IBDU

10

IFA

Hiệp hội phân bón quốc tế

11

MAP

MgNH4PO4.6H2O

12

MBA

N,N'- metylenbisacrylamit - C7H10N2O2

13

MC

Trộn cơ hóa học

14

NUE

Hiệu quả sử dụng N

15

NPK

Phân chứa N, P, K

16

SEM

Hiển vi điện tử quét (Scanning Electronic Microscopy)

17

SRF

Phân bón nhả chậm (Slow Release Fertilizer)

18

PVA

Poly vinylancol

19

PCF

Phân bọc polyme

20

PSCF

Phân bọc bằng polyme và lưu huỳnh

21

PU

Polyurethan

22

UF

Ure formaldehit

23

SA

Amonisunfat (NH4)2SO4

24

SCU

Phân bọc lưu huỳnh

25

MMT

Montmorillonit

26

TGA

Phân tích nhiệt trọng lượng (Thermal GravimetricAnalysis)

27

FAO

Tổ chức lương thực và nông nghiệp liên hợp quốc

28

FAV

Hiệp hội phân bón Việt Nam

Ure-isobutyraldehit


THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Thông tin chung
Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo một số loại phân bón nhả chậm thân thiện với môi trường ứng
dụng trong sản xuất nông nghiệp.
Mã số: ĐH2015 – TN04 – 08
Chủ nhiệm đề tài: TS. Trần Quốc Toàn
Tổ chức chủ trì: Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên
Thời gian thực hiện: 24 tháng (từ tháng 9/2015 đến tháng 9/2017)
2. Mục tiêu

- Chế tạo thành công một số loại phân bón nhả chậm với vỏ bọc polyurethan thân thiện với môi
trường.
- Ứng dụng thử nghiệm phân bón nhả chậm cho một số cây trồng (cây bí xanh, cây chè) trong
sản xuất nông nghiệp ở tỉnh Thái Nguyên.
3. Tính mới và sáng tạo
- Đã chế tạo được phân bón nhả chậm (ure và NPK) bằng kĩ thuật vê viên và tạo màng bọc bằng
polyurethan.
- Lớp vỏ bọc của phân bón chế tạo được từ polyurethan có khả năng phân hủy sinh học; phân
bón nhả chậm không ảnh hưởng xấu đến tính chất lý hóa của đất.
- Phân bón nhả chậm chế tạo được đã giúp cây bí xanh và cây chè sinh trưởng, phát triển tốt,
tiết kiệm chi phí phân bón và thời gian bón phân. Giảm được 40% lượng phân bón so với phân bón
thông thường mà vẫn cho năng suất cao.
4. Kết quả nghiên cứu
4.1. Đã nghiên cứu sử dụng tinh bột biến tính bằng NaClO trong 7 giờ làm chất kết dính cho lõi
phân nhả chậm (ure, NPK (30:10:10), NPK (16:16:16)) và tìm được hàm lượng tinh bột biến tính tối
ưu tương ứng cho 3 loại phân là 3,0%; 2,5% và 6,0%.
4.2. Đã chế tạo thành công phân ure nhả chậm và NPK nhả chậm bằng kĩ thuật vê viên và bọc màng
bằng polyurethan. Bằng cách điều chỉnh hàm lượng polyurethan (từ 3-25%) đã tạo ra lớp vỏ có chiều
dày trung bình khác nhau (từ 20 đến 120 µm). Phân ure, NPK (30:10:10), NPK (16:16:16) nhả chậm
với độ dày lớp vỏ 30, 50 và 70 µm đã được nghiên cứu chế tạo, thử nghiệm cho cây bí xanh và cây chè.
4.3. Đã nghiên cứu quá trình nhả dinh dưỡng (N, P, K) của phân bón chế tạo được trong nước và
trong đất. Kết quả cho thấy tốc độ nhả dinh dưỡng phụ thuộc chiều dày lớp vỏ. Với các mẫu phân có
độ dày vỏ bọc trung bình lần lượt là 30, 50 và 70 µm, thời gian nhả dinh dưỡng trong môi trường
nước (ở 25oC) lần lượt là khoảng 15, 40 và 75 ngày; trong môi trường đất lần lượt là khoảng 90, 180
và 270 ngày.
4.4. Đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ, pH của môi trường đến khả năng nhả chất dinh dưỡng
của phân bón. Kết quả cho thấy tốc độ nhả dinh dưỡng tăng khi tăng nhiệt độ. Trong môi trường axit
(pH=4-6) và môi trường kiềm (pH=8-9) tốc độ nhả dinh dưỡng tăng dần, tuy nhiên sự ảnh hưởng này
là không lớn.
4.5. Bằng cách xác định độ giảm khối lượng và quan sát sự thay đổi cấu trúc bề mặt lớp vỏ cho thấy,

lớp vỏ phân bón sau thời gian chôn trong đất có khả năng phân hủy sinh học.
4.6. Đã ứng dụng phân bón nhả chậm có độ dày lớp vỏ trung bình 30 µm cho cây bí xanh và 70 µm
cho cây chè xanh. Phân nhả chậm không ảnh hưởng xấu đến tính của đất, thích hợp cho sự phát triển
của cây bí xanh và cây chè. Khí sử dụng phân bón nhả chậm bằng 60% so với lượng phân bón thông
thường đã cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất.


5. Sản phẩm
5.1. Sản phẩm khoa học
1. Trần Quốc Toàn, Nguyễn Trung Đức, Nguyễn Thu Hương, Nguyễn Văn Khôi, Nguyễn Thanh
Tùng, Phạm Thị Thu Hà, Trần Đại Lâm (2016), „‟Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của phân bón ure
nhả chậm‟‟, Tạp chí Hoá học, 54(5e1,2), tr. 106-110.
2. Trần Quốc Toàn, Nguyễn Trung Đức, Nguyễn Thu Hương, Nguyễn Văn Khôi, Nguyễn Thanh
Tùng, Hoàng Thị Vân An (2016), „‟Ảnh hưởng của chất kết dính và chiều dày lớp phủ tới động thái
nhả dinh dưỡng của phân bón ure nhả chậm dạng viên‟‟, Tạp chí Hoá học, 54(6e2), tr. 86-90.
3. Trần Quốc Toàn, Nguyễn Văn Khôi, Nguyễn Thanh Tùng, Trần Đại Lâm, Đinh Thúy Vân
(2016), „‟Nghiên cứu tương tác giữa polivinyl ancol, polivinyl axetat với ure và bentonit Bình
Thuận‟‟, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thái Nguyên, 159(14), tr. 41-44.
4. Trần Quốc Toàn, Nguyễn Văn Khôi, Nguyễn Thanh Tùng, Nguyễn Trung Đức, Đỗ Công Hoan,
Nguyễn Thu Hương (2016), „‟Ảnh hưởng của phân ure nhả chậm đến sinh trưởng và năng suất của
giống bí xanh số 1 tại Thái Nguyên‟‟, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thái Nguyên, 158(13), tr. 67-71.
5. Trần Quốc Toàn, Nguyễn Văn Khôi, Nguyễn Thanh Tùng, Trần Đại Lâm, Ngô Thị Minh Trang,
Trần Thị Thuỳ Dương (2016), „‟Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của phân ure nhả chậm trên cơ sở
polivinyl ancol và khoáng sét‟‟, Kỷ yếu hội thảo khoa học sinh viên và cán bộ trẻ các trường Đại học
Sư phạm toàn quốc lần thứ VI năm 2016 tại ĐHSP TPHCM, tr. 953-961.
6. Trần Quốc Toàn, Nguyễn Thanh Tùng, Nguyễn Trung Đức, Đỗ Công Hoan, Nguyễn Thu Hương
(2017), „‟Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm tới năng suất và hiệu quả kinh tế của cây chè kinh doanh
tại huyện Đồng Hỷ, Thái Nguyên‟‟, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thái Nguyên,161(01), tr. 45-49.
5.2. Sản phẩm đào tạo
1. Trần Quốc Toàn (2017), Chế tạo và nghiên cứu động học quá trình nhả chất dinh dưỡng của một

số loại phân bón nhả chậm, Luận án tiến sỹ, Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam.
2. Ngô Thị Minh Trang (2015), Nghiên cứu tổng hợp phân bón ure nhả chậm từ polivinyl ancol và
bentonit, Đề tài NCKH Sinh viên, Trường Đại học Sư Phạm, Đại học Thái Nguyên.
3. Bùi Thanh Giang, Vũ Thị Hiền (2016), Tổng hợp và nghiên cứu tính chất phân bón ure nhả
chậm với vỏ bọc poliurethan và bước đầu thử nghiệm trên cây chè xanh, Đề tài NCKH Sinh viên,
Trường Đại học Sư Phạm, Đại học Thái Nguyên
4. Đỗ Thị Trang Quyên, Nguyễn Thị Phượng (2016), Nghiên cứu tổng hợp phân bón ure nhả chậm
từ polyvinyl axetat, bentonit và bước đầu thử nghiệm trên cây cải ngọt, Đề tài NCKH Sinh viên,
Trường Đại học Sư Phạm, Đại học Thái Nguyên.
5.3. Sản phẩm ứng dụng
09 loại phân bón nhả chậm (với độ dày lớp vỏ trung bình 30, 50 and 70 µm): 03 loại phân ure
nhả chậm, 03 loại phân NPK (30:10:10) nhả chậm và 03 loại phân NPK (16:16:16) nhả chậm.
6. Phƣơng thức chuyển giao, địa chỉ ứng dụng, tác động và lợi ích mang lại của kết quả nghiên
cứu
Kết quả của đề tài có thể sử dụng trong đào tạo cử nhân tại khoa Hóa học, trường Đại học Sư
phạm-Đại học Thái Nguyên và có thể ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp ở tỉnh Thái Nguyên và
nhân rộng trong cả nước.
Ngày 08 tháng 8 năm 2017
Tổ chức chủ trì

Chủ nhiệm đề tài

Trần Quốc Toàn


INFORMATION ON RESEARCH RESULTS
1. General information
Project Title: “Design of several environmentally riendly slow - release fertilizers and application
for agriculture production ”.

Code number: ĐH2015-TN04-08
Coordinator: Dr. Tran Quoc Toan
Implementing Institution: College of Education Thai Nguyen University
Duration from: 24 months (from 9/2015 to 9/2017)
2. Objective(s)
- Successfully synthesis of several environmentally friendly polyurethane covered slow - release
fertilizers.
- Initially application of slow - release fertilizer for some crops (winter melon, tea ) in agriculture
production in Thai Nguyen province.
3. Creativeness and innovativeness
- Successfully fabricated controlled release fertilizer (urea and NPK) by pelletizing technique and
coated with polyurethane membrane.
- The envelope of the fertilizer manufactured from polyurethanes capable of biodegradation;
Controlled release fertilizers are not adversely affecting the physical and chemical properties of the soil.
- Pre-controlled release fertilizers helped courgettes and the tea trees grow up and thrive while
saved the cost of fertilizers and fertilizing time. Reduced the amount of fertilizer of 40% compared to
conventional fertilizers but still kept high efficiency.
4. Research results
4.1. Modified starch within 7 hours is used as the bond for slow-release fertilizer core. Core of
ure, NPK (30:10:10) and NPK (16:16:16) has optimal denautured starch content of 3.0%; 2.5% và
6.0% respectively.
4.2. Sythesize successfully slow-release Ure and NPK by the technique of rolling ball and
covering membrane by polyurethan. By adjusting polyurethan content (from 3-25%), the cover layer
with different average thickness of from 20 to 120 µm.
4.3. The rate of nutrition release depends on the cover layer thickness. At 25oC in the water, the
time for nutrition release of slow-release fertilizer is about 15, 40 and 75 dayswith the average cover
thickness in turn 30, 50 and 70 µm, respectively. In the soil, the time for nutrition release of slow
release fertilizer is about 90, 180 and 270 days with the cover thickness in turn 30, 50 and 70 µm,
repectively.
4.4. Effects of temperature, pH of the environment on the ability of fertilizer‟s nutritions release

was studied. Results showed that therate ofnutrition release increased when temperature increased. In
acid and (pH=4-6) alkakine (pH=8-9) medium, the rateofnutrition release increased gradually,
however these effects werenot considerable.
4.5. By determining weight loss and SEM images, it showed that the fertilizer cover layer after
the buring in the soil was able to be decomposed biologically.
4.6. Apply slow-release fertilizer with the average cover layer thickness of 30 µm for green
pumpkin and 70 µm for tea. Slow-release fertilixzer didnot affect harful on soil characeristics and
conform with development of green pumpkin and tea. When using slow-release fertilizer by 60% in
comparison with normal weight brings back the highest ouput and economic effects.


5. Products
5.1. Scientific products
1. Tran Quoc Toan, Nguyen Trung Dức, Nguyen Thu Huong, Nguyen Van Khoi, Nguyen
Thanh Tung, Pham Thi Thu Ha (2016), „‟Synthesis and properties of slow-release urea fertilizer‟‟,
Vietnam Journal of Chemistry, 54(5e1,2), pp.106-110.
2. Tran Quoc Toan, Nguyen Trung Duc, Nguyen Thu Huong, Nguyen Van Khoi, Nguyen Thanh
Tung, Hoang Thi Van An (2016), „‟Effect of binder and coating thickness on the nutrient release
behaviour of granular slow-release Urea fertilizer‟‟, Vietnam Journal of Chemistry, 54(6e2), pp. 86-90.
3. Tran Quoc Toan, Nguyen Van Khoi, Nguyen Thanh Tung, Tran Dai Lam, Dinh Thuy Van
(2016), „‟Research interaction between polivinyl ancol, polivinyl axetat with urea and bentonite Binh
Thuan „‟, Journal of Science and Technology Thai Nguyen, 159(14), pp. 41-44.
4. Tran Quoc Toan, Nguyen Van Khoi, Nguyen Thanh Tung, Nguyen Trung Duc, Do Cong Hoan,
Nguyen Thu Huong (2016), „‟Effect of slow-release urea fertilizer on growth and yield of winter melon
no.1 in Thai Nguyen‟‟, Journal of Science and Technology Thai Nguyen, 158(13), pp. 67-71.
5. Tran Quoc Toan, Nguyen Van Khoi, Nguyen Thanh Tung, Tran Dai Lam, Ngo Thi Minh
Trang, Tran Thi Thuy Duong (2016), ''Synthesis and properties of slow released ure fertilizer based on
polyvinyl alcol and clay'', Proceedings of the sixth national student-teacher-training conferences for
students and young professionals, pp. 953-961
6. Tran Quoc Toan, Nguyen Thanh Tung, Nguyen Trung Duc, Do Cong Hoan, Nguyen Thu

Huong (2017), „‟Effects of slow-release fertilizer on the yield and economic efficiency of commercial
tea plantation In Dong hy district, Thai Nguyen province‟‟, Journal of Science and Technology Thai
Nguyen, 161(01), pp. 45-49.
5.2. Training products
1.Tran Quoc Toan (2017), Preparation and study the kinetics of nutrient release some controlled
release fertilizer, Ph.D dissertation, Graduate University of Science and Technology, Vietnam
Academy of Science and Technology.
2. Ngo Thi Minh Trang (2015), Design slow release urea fertilizer based from polyvinyl alcohol
and clay bentonit, Subject Research Students, College of Education, Thai Nguyen University.
3. Bui Thanh Giang, Vu Thi Hien (2016), Synthesis and properties of slow-release urea fertilizer
on the polyurethane Coated and Initially application for tea , Subject Research Students, College of
Education, Thai Nguyen University.
4. Do Thi Trang Quyen, Nguyen Thi Phuong (2016), Study and synthesis of slow release urea
fertilizer based from polyvinyl alcohol, clay bentonit and Initially application for Brassica integrifolia,
Subject Research Students, College of Education, Thai Nguyen University.
5.3. Applied products
09 type of controlled release fertilizers (with the average cover thickness in turn 30, 50 and 70
µm): 03 type of controlled release ure fertilizers, 03 type of controlled release NPK (30:10:10)
fertilizers and 03 type controlled release NPK (16:16:16) fertilizers.
6. Transfer alternatives, application institutions, impacts and benefits of research results
The results of the research were used in training bachelors at the Department of Chemistry,
College of Education, Thai Nguyen university and can be applied for agriculture production in Thai
Nguyen province and application for over country.


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, hiệu quả sử dụng phân bón ở Việt Nam và các nước trên thế giới là rất thấp (khoảng 3050%), phần còn lại bị mất mát do nhiều nguyên nhân như do sự bay hơi của amoniac, quá trình rửa
trôi... Điều này làm tăng chi phí, giảm hiệu quả kinh tế và gây ô nhiễm cho môi trường. Vì vậy, việc

nghiên cứu chế tạo ra các loại phân bón nhả chậm vừa cung cấp đủ dinh dưỡng cho cây trồng trong
một thời gian dài, chống bị rửa trôi, vừa thân thiện với môi trường đang là mối quan tâm đặc biệt của
các nhà khoa học.
Việt Nam là nước nông nghiệp, do đó nhu cầu sử dụng phân bón nhả chậm trong sản xuất
nông nghiệp hàng năm là rất lớn đặc biệt là phân bón nhả có vỏ bọc polime. Tuy nhiên, việc nghiên
cứu về phân bón nhả chậm hiện nay ở Việt Nam còn rất mới, hơn nữa việc sử dụng phân bón nhả có
vỏ bọc polime trong sản xuất nông nghiệp còn rất hạn chế do giá thành của phân bón nhả chậm nhập
khẩu còn cao, gây chi phí lớn trong sản xuất. Từ thực tế trên tác giả đã tiến hành nghiên cứu đề tài:
"Nghiên cứu chế tạo một số loại phân bón nhả chậm thân thiện với môi trường ứng dụng trong sản
xuất nông nghiệp", nhằm giải quyết những bức xúc mà thực tiễn đề ra, nâng cao hiệu quả sử dụng
phân bón, xây dựng một ngành nông nghiệp xanh, sạch và an toàn.
2. Mục đích nghiên cứu
- Chế tạo thành công một số loại phân bón nhả chậm với vỏ bọc polyurethan thân thiện với môi
trường
- Ứng dụng thử nghiệm phân bón nhả chậm cho một số cây trồng (cây bí xanh, cây chè) trong
sản xuất nông nghiệp ở tỉnh Thái Nguyên
3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu
3.1. Khách thể nghiên cứu
Phân bón ure và NPK nhả chậm có vỏ bọc, cây bí xanh, cây chè.
3.2. Đối tượng nghiên cứu
- Phân bón: ure, NPK. Chất mang: bentonit. Chất kết dính: PVAc, PVA, tinh bột, tinh bột biến
tính. Chất tạo lớp phủ là polyuethan
- Cây chè, cây bí xanh tại tỉnh Thái Nguyên
4. Giả thuyết khoa học
Nghiên cứu chế tạo lõi phân bón nhả chậm (ure, NPK) bằng cách vê viên từ các loại phân đơn
dễ tan cùng với chất phụ gia (khoáng sét bentonit, chất kết dính polyme) sau đó bọc màng polyurethan
cho các lõi. Nghiên cứu điều chỉnh độ dày lớp màng polyurethan để tạo ra các loại phân bón nhả chậm
có tuổi thọ khác nhau. Từ đó nghiên cứu lựa chọn các sản phẩm phân bón nhả chậm có hàm lượng
dinh dưỡng, thời gian nhả dinh dưỡng phù hợp với chu kì phát triển của cây bí xanh và cây chè.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu chế tạo lõi phân bón nhả chậm: ure, NPK
- Nghiên cứu chế tạo vỏ bọc cho phân nhả chậm
- Ứng dụng thử nghiệm phân bón nhả chậm cho một số cây trồng (cây bí xanh, cây chè)
6. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu chế tạo một lõi phân bón nhả chậm: ure, NPK (30:10:10), NPK (16:16:16) từ
khoáng sét bentonit, chất kết dính là tinh bột, tinh bột biến tính, polyvinyl ancol, polyvinyl axetat
- Nghiên cứu chế tạo vỏ bọc cho phân nhả chậm từ polyurethan
- Nghiên cứu các đặc tính nhả dinh dưỡng của phân bón trong nước, trong đất và đánh giá khả
năng phân hủy sinh học của lớp vỏ trong đất.
- Thử nghiệm phân bón nhả chậm cho một số cây bí xanh, cây chè kinh doanh LDP1


2
7. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu chế tạo lõi phân bón bằng cách đo độ cứng, độ rã
- Nghiên cứu đặc trưng lớp vỏ bằng các phương pháp phân tích hóa học, quang phổ hấp thụ
hồng ngoại (IR), phân tích nhiệt (TGA), kính hiển vi điện tử quét (SEM)
- Nghiên cứu đặc tính nhả chất dinh dưỡng của phân bón bằng phương pháp Kjeldahl, phương
pháp trắc quang, phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
- Bố trí thí nghiệm ứng dụng phân bón theo phương pháp ngẫu nhiên hoàn chỉnh và xử lí số liệu
theo phương pháp thống kê đồng ruộng
8. Cấu trúc và nội dung đề tài
Chƣơng 1: TỔNG QUAN
1.1.Vai trò của phân bón đối với sản xuất lương thực, tác động của việc sử dụng phân bón tới môi
trường, sinh thái và sức khoẻ.
1.2. Giới thiệu chung về phân bón nhả chậm
1.3. Ứng dụng của phân bón nhả chậm
1.4. Giới thiệu một số nguyên vật liệu dùng chế tạo phân bón nhả chậm
1.5. Tình hình nghiên cứu phân bón nhả chậm ở Việt Nam
Chƣơng 2: THỰC NGHIỆM

2.1. Nguyên liệu, hóa chất
2.2. Dụng cụ, thiết bị nghiên cứu
2.3. Một số phương pháp phân tích phân bón
2.4. Phương pháp tiến hành
Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Chế tạo lõi phân bón nhả chậm
3.1.1. Biến tính tinh bột
3.1.1.1. Ảnh hưởng của thời gian biến tính tới tính chất tinh bột
Mục đích của quá trình oxi hóa tinh bột là cắt ngắn mạch tinh bột ban đầu, giảm khối lượng phân
tử, độ nhớt và tăng độ phân cực của tinh bột, qua đó làm tăng khả năng kết dính của tinh bột.
Bảng 3.1: Ảnh hưởng của thời gian biến tính tới KLPTTB và chỉ số cacboxyl của tinh bột
Thời gian (giờ)
KLPTTB (g/mol) x 104

3

5

7

9

11

47,8

26,2

10,5

4,8

2,4

Cacboxyl (mmol/100g tinh bột) 0,054 0,068 0,092 0,110 0,138
Khi tăng thời gian biến tính thì mạch đại phân tử của tinh bột càng bị cắt ngắn nên KLPTTB của
tinh bột giảm và các chỉ số cacboxyl và cacboxyl đều tăng.
3.1.1.2. Ảnh hưởngcủa thời gian biến tính tinh bột đến độ bền lõi phân
Các lõi phân ure nhả chậm được tạo ra với cùng điều kiện: hàm lượng ure 90%, bentonit 7% và
3% tinh bột với thời gian biến tính thay đổi từ 0-11%.
Khi thời gian biến tính tăng từ 1-7 giờ khả năng kết dính của tinh bột biến tính tăng nên độ bền lõi
phân tăng dần, độ rã giảm và độ cứng tăng. Thời gian biến tính tối là 7 giờ được chọn để nghiên cứu.


3
3.1.1.3. Phổ IR của tinh bột và tinh bột biến tính
Ngoài những pic đặc trưng của tinh bột thì tinh bột biến tính xuất hiện thêm pic dao động hóa trị
tại 1735 cm-1 của nhóm C=O. Điều này là do sự oxi hóa phân tử tinh bột hình thành nhóm chức
cacboxyl.
3.1.2. Lựa chọn chất kết dính cho phân bón ure nhả chậm
Với cùng hàm lượng polyme từ 1,0-3,0% thì khả năng kết dính giữa phân bón với chất mang giảm
theo thứ tự: Tinh bột biến tính>PVAc > PVA > tinh bột, dẫn đến độ cứng lõi phân bón cũng giảm và
độ rã tăng theo thứ tự trên.
Qua nghiên cứu trên hàm lượng tinh bột biến tính tối ưu chế tạo lõi phân ure nhả chậm là 3,0%.
3.1.3. Lựa chọn chất kết dính cho phân bón NPK nhả chậm
Kết quả nghiên cứu độ rã và độ cứng cho thấy hàm lượng tối ưu chế tạo lõi phân
+ NPK (16:16:16) nhả chậm là: ure 20,76%; (NH4)2HPO4 29,75%; KCl 26,67%; bentonit 16,82%
và tinh bột là 6,00%.
+ NPK (30:10:10) nhả chậm là: ure 55,80%; (NH4)2HPO4 18,59%; KCl 16,67%; bentonit 6,44%
và tinh bột là 2,50%.

3.2. Chế tạo vỏ bọc cho phân bón nhả chậm
3.2.1. Đặc trưng vật liệu của lớp vỏ bọc
a. Phổ hồng ngoại (IR)
Phổ IR của vật liệu vỏ được đặc trưng chủ yếu bởi các dải hấp thụ: dải hấp thụ rộng ở 3294cm-1
đặc trưng cho dao động kéo của liên kết N-H trong nhóm isocynat; dải hấp thụ 1730cm-1 đặc trưng cho
dao động kéo của C=O trong nhóm urethan; các dải hấp thụ tại vị trí 1219 và 1056cm-1 tương ứng với
dao động kéo của C-O trong nhóm N-CO-O của isocyanat.
b. Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA)
Có thể thấy rằng lớp phủ PU bị phân hủy trong khoảng nhiệt độ từ trên 200oC đến 700oC với tổn
hao trọng lượng tổng số là 89,85%. Kết quả này chứng tỏ phân bón ure nhả chậm bọc PU có độ bền
nhiệt xác định.
3.2.2. Ảnh hưởng của hàm lượng parafin đến lớp phủ polyurethan
Kết quả chụp ảnh SEM cho thấy khi không có parafin, có nhiều lỗ hổng và vết nứt xuất hiện
trên bề mặt lớp phủ polyurethan. Lớp vỏ PU hoàn thiện sau khi bổ sung 5%; 7% và 10% parafin so với
khối lượng lớp phủ được tạo thành trên bề mặt lõi phân bón bón với cấu trúc chắc, đặc, không còn
quan sát thấy khuyết tật. Tuy nhiên khi các chất bôi trơn lớn sẽ làm giảm mật độ liên kết ngang trong
lớp màng PU nên đã làm tăng khả năng nhả dinh dưỡng. Vì vậy hàm lượng parafin 5% trong lớp phủ
PU là thích hợp nhất cho quá trình tạo lớp phủ
3.2.3. Ảnh hưởng của hàm lượng polyurethan đến độ dày và tỉ lệ bọc của lớp vỏ.
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng PU đến độ dày lớp vỏ và tỉ lệ bọc
STT

Hàm lƣợng PU (%)

Độ dày lớp vỏ (µm)

Tỉ lệ bọc (%)

1

3,0

15-20

1,0

2

5,0

25-30

2,0

3

10,0

40-50

3,0

4

15,0

70-80

5,0

5

20,0

90-100

7,0

6

25,0

110-120

10,0


4
Khi tăng hàm lượng polyurethan thì độ dày và tỉ lệ bọc viên phân được tăng lên. Trong đề tài
này chúng tôi chọn lớp vỏ PU có độ dày trung bình là 30; 50; 70 µm cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.3. Nghiên cứu quá trình nhả chậm phân bón
3.3.1. Nghiên cứu quá trình nhả phân bón trong nước
3.3.1.1. Đặc tính nhả dinh dưỡng của phân bón ure nhả chậm
Kết quả cho thấy, trong môi trường nước, tốc độ nhả N của phân bón ure nhả chậm có chiều
dày lớp vỏ trung bình 30 µm là 82,21% sau 21 ngày của phân bón có chiều dày lớp vỏ trung bình 50
µm là 81,22% sau 42 ngày và tốc độ nhả N của phân bón có chiều dày lớp vỏ trung bình70 µm là
80,31% sau 77 ngày. Mẫu phân bón ure nhả chậm trong nước với chiều dày lớp vỏ khác nhau có đặc
tính nhả dinh dưỡng tương tự nhau, chỉ khác nhau về giá trị và thời gian nhả, lớp vỏ càng dày thì thời
gian nhả chất dinh dưỡng càng dài và ngược lại.

Hình 3.16. Đặc tính nhả N của các mẫu phân ure nhả chậm trong nước
3.3.1.2. Đặc tính nhả dinh dưỡng của phân bón NPK nhả chậm
a. Phân bón NPK (30:10:10)
Kết quả cho thấy rằng khả năng nhả N, P, K ở mẫu phân bón NPK nhả chậm có độ dày lớp vỏ
30 µm nhanh, sau 2 tuần ngâm trong nước viên phân bị mềm do phần lõi đã bị hòa tan. Ở các mẫu có
chiều dày lớp vỏ lớn hơn (50 µm và 70 µm) khả năng nhả N, P, K chậm hơn. Đối với phân bón NPK
có chiều dày lớp vỏ 30 µm có tỉ lệ nhả dinh dưỡng là 81,72% N, 83,62% P và 83,61% K sau 21 ngày.
Phân bón NPK có chiều dày lớp vỏ 50 µm có tỉ lệ nhả dinh dưỡng là 82,06% N, 83,81% P và 83,60%
K sau 56 ngày (8 tuần) và phân bón NPK nhả chậm có chiều dày lớp vỏ 70 µm có tỉ lệ nhả chất dinh
dưỡng là 81,33% N, 83,17% P và 83,55% K sau 84 ngày (12 tuần).

Hình 3.17. Đặc tính nhả N của các mẫu phân NPK (30:10:10) nhả chậm trong nước


5

Hình 3.18. Đặc tính nhả P của các mẫu phân NPK (30:10:10) nhả chậm trong nước

Hình 3.19. Đặc tính nhả K của các mẫu phân NPK (30:10:10) nhả chậm trong nước
b. Phân bón NPK (16:16:16)
Đặc tính nhả dinh dưỡng trong nước của các mẫu phân bón NPK (16:16:16) nhả chậm được
trình bày trong hình 3.20 - 3.22

Hình 3.20. Đặc tính nhả N của phân bón NPK (16:16:16) nhả chậm


6

Hình 3.21. Đặc tính nhả P của phân bón NPK (16:16:16) nhả chậm

Hình 3.22. Đặc tính nhả K của phân bón NPK (16:16:16) nhả chậm
Kết quả cho thấy rằng khả năng nhả N, P, K ở mẫu phân bón NPK nhả chậm có độ dày trung
bình lớp vỏ 30 µm nhanh, sau 2 tuần ngâm trong nước, viên phân bị mềm do phần lõi đã bị hòa tan. Ở
các mẫu có chiều dày lớp vỏ lớn hơn (50 µm và 70 µm) khả năng nhả N, P, K chậm hơn. Đối với phân
bón NPK có chiều dày lớp vỏ 30µm có tỉ lệ nhả dinh dưỡng là 80,12% N, 82,21% P và 82,60% K sau
21 ngày. Phân bón NPK có chiều dày lớp vỏ 50 µm có tỉ lệ nhả dinh dưỡng là 82,36% N, 83,75% P và
83,61% K sau 56 ngày (8 tuần) và phân bón NPK nhả chậm có chiều dày lớp vỏ 70µm có tỉ lệ nhả
chất dinh dưỡng là 81,13% N, 83,15% P và 83,55% K sau 84 ngày (12 tuần).
Kết quả nghiên cứu cho thấy, với cùng độ dày lớp vỏ thì tỉ lệ nhả N, P, K ở 2 loại phân nhả
chậm là NPK (30:10:1) và NPK (16:16:16) khác nhau không nhiều. Điều này chứng tỏ phân bón với
vỏ bọc polyurethan, khả năng nhả dinh dưỡng phụ thuộc vào độ dày lớp vỏ.
3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng nhả dinh dưỡng của phân bón
Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ nhả dinh dưỡng của phân ure và phân NPK (16:16:16) tăng dần:
tăng nhanh khi nhiệt độ tăng từ 100C đến 300C và tăng chậm hơn khi nhiệt độ tăng từ 300C đến 400C.
Điều này có thể được giải thích là khi tăng nhiệt độ thì chuyển động nhiệt tăng nên khả năng hòa tan
chất dinh dưỡng của phân bón tăng do đó %N, %P, %K nhả tăng lên.
3.3.3. Ảnh hưởng của pH đến khả năng nhả dinh dưỡng của phân bón
Trong môi trường axit(pH=4-6) và môi trường kiềm (pH=8-9) tốc độ nhả dinh dưỡng tăng
dần, tuy nhiên sự thay đổi này là không lớn (<10%). Điều này có thể được giải thích là, môi trường
axit đã làm tăng khả năng thủy phân tinh bột biến tính, làm giảm độ bền lõi phân nên tốc độ nhả dinh
dưỡng của phân bón tăng. Còn môi trường kiềm đã làm giảm sự có mặt của nhóm cacbxyl trong tinh
bột biến tính nên làm giảm độ bền lõi phân, điều này góp phần làm tăng khả năng nhả chất dinh dưỡng
của phân bón.


7
3.3.4. Quá trình nhả phân bón trong đất
3.3.4.1. Đặc tính nhả dinh dưỡng của phân bón ure nhả chậm

Hình 3.29. Đặc tính nhả N của các mẫu phân ure nhả chậm trong đất

Kết quả ở hình 3.29 cho thấy, trong môi trường đất, tốc độ nhả N của phân bón ure nhả chậm
có chiều dày lớp vỏ trung bình 30 µm, 50 µm,70 µm tương ứng lần lượt là 80,13% (sau 90 ngày),
81,25% (sau 180 ngày) và 80,84% (sau 270 ngày). Như vậy các mẫu phân ure chế tạo được đều thỏa
mãn yêu cầu của phân nhả chậm.
3.3.4.2. Đặc tính nhả dinh dưỡng của phân bón NPK nhả chậm trong đất

Hình 3.30. Đặc tính nhả N của phân bón NPK nhả chậm trong đất

Hình 3.31.Đặc tính nhả P của phân bón NPK nhả chậm trong đất


8

Hình 3.32.Đặc tính nhả dinh K phân bón NPK nhả châm trong đất
Kết quả cho thấy, trong môi trường đất, phân bón NPK (16:16:16) nhả chậm có chiều dày lớp
vỏ trung bình 30 µm, 50 µm,70 µm có tốc độ nhả N tương ứng là 79,63% (sau 90 ngày), 79,85% (sau
180 ngày) và 80,64% (sau 270 ngày), tốc độ nhả P tương ứng là 80,54% (sau 90 ngày), 81,25% (sau
180 ngày) và 81,64% (sau 270 ngày), tốc độ nhả K tương ứng là 80,82% (sau 90 ngày), 81,65% (sau
180 ngày) và 82,43% (sau 270 ngày). Như vậy các mẫu phân NPK chế tạo được đều thỏa mãn yêu cầu
của phân nhả chậm. Chất dinh dưỡng của các mẫu phân NPK với độ dày lớp vỏ 30 µm, 50 µm,70 µm,
được coi là nhả hết trong khoảng thời gian tương ứng là 90, 180 và 270 ngày.
3.3.5. Đánh giá khả năng phân hủy sinh học của lớp vỏ phân bón

(a) bề mặt ban đầu

(b) bề mặt sau 3 tháng

Hình 3.33. Ảnh SEM bề mặt vỏ viên phân có độ dày 30µm chôn trong đất
Sau thời gian chôn trong đất vỏ phân đã có sự giảm khối lượng. Kết quả ảnh SEM cho thấy sau
thời gian chôn trong đất hình thái cấu trúc bề mặt của lớp vỏ polyme đã thay đổi mạnh, các liên kết

trong chuỗi polyme bị bẻ gãy và tạo thành các mảnh polyme có kích thước nhỏ hơn. Theo thời gian
các mảnh phân tử nhỏ này lại tiếp tục bị phân hủy bởi các vi sinh vật trong đất cho đến khi phân hủy
hoàn toàn, không gây hiện tượng tích tụ dư lượng nhựa trong đất.
3.4. Ứng dụng phân bón nhả chậm cho một số cây trồng
Căn cứ vào thời gian sinh trưởng, nhu cầu dinh dưỡng của cây bí xanh và cây chè chúng tôi
chọn các loại phân nhả chậm có độ dày màng thích hợp cho các ứng dụng thử nghiệm cho cây trồng.
Cụ thể như sau:
- Ứng dụng phân bón ure và NPK (16:16:16) nhả chậm có độ dày lớp vỏ trung bình 30 µm
cho cây bí xanh.
- Ứng dụng phân bón ure và NPK (30:10:10) nhả chậm có độ dày lớp vỏ trung bình 70 µm
cho cây chè


9
3.4.1. Ứng dụng phân bón nhả chậm cho cây bí xanh
3.4.1.1. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến thời gian sinh trưởng
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của phân bón ure nhả chậm đến thời gian sinh trưởng
Thời gian từ khi gieo đến... (ngày)
Công thức
phân bón

Xuất
hiện tua
cuốn

Xuất
hiện hoa
đực đầu
tiên

Xuất
hiện hoa
cái đầu
tiên

Ra quả
lần đầu

Thu
quả đợt
đầu

Thời
gian
thu quả

Tổng thời
gian sinh
trƣởng

CT1
30
47
59
66
75
30
105
CT2
25

46
56
64
73
40
113
Ure
CT3
24
41
53
60
70
41
111
nhả
chậm
CT4
26
43
55
62
71
37
108
CT5
28
46
58
66

74
25
99
CT1
30
47
59
66
75
30
105
CT2
26
46
57
65
73
41
114
NPK
CT3
25
42
53
61
71
41
112
nhả
chậm

CT4
26
42
55
62
72
38
110
CT5
29
47
58
66
74
26
101
Kết quả cho thấy, ở các công thức bón phân nhả chậm với lượng cao hoặc thấp hơn một chút,
thời gian xuất hiện tua cuốn, xuất hiện hoa đực đầu tiên, xuất hiện hoa cái đầu tiên, ra quả lần đầu và
thu quả đợt đầu đều được rút ngắn so với đối chứng. Tuy nhiên tổng thời gian sinh trưởng có xu hướng
dài hơn so với công thức đối chứng. Như vậy thời gian thu quả sẽ được kéo dài khi sử dụng phân nhả
chậm. Ở công thức CT5 với lượng 48kgN/ha, thời gian sinh trưởng của cây bí xanh rút ngắn lại do
phải hoàn thành chu kì sinh trưởng dưới điều kiện thiếu dinh dưỡng.
3.4.1.2. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến sinh trưởng và phát triển
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến sinh trưởng và phát triển của cây bí xanh
Công thức
phân bón

Ure nhả
chậm

NPK
nhả
chậm

CT1
CT2
CT3
CT4
CT5
LSD0.05
CV%
CT1
CT2
CT3
CT4
CT5
LSD0.05
CV%

Chiều dài
thân chính
(m)
3,21c
3,67ª
3,50b
3,45b
3,38b
0,15
0,45
3,21c

3,69a
3,51b
3,48b
3,41b
0,17
0,85

Số lá trên
thân chính
(lá)
30,25c
33,42a
32,35ab
31,65b
28,52d
1,26
2,16
30,25d
33,47a
32,38b
31,68c
28,57e
0,20
1,36

Số hoa
đực/cây
(hoa)
8,40c
8,51b

8,72a
8,70a
8,38c
0,10
0,68
8,40b
8,54b
8,73ab
8,75a
8,41b
0,20
1,48

Số hoa
cái/cây
(hoa)
2,21d
2,40c
2,57b
2,77a
2,20d
0,13
2,91
2,21c
2,45b
2,60a
2,79a
2,24bc
0,22
5,15

Số
quả/cây
(quả)
1,31b
1,33b
1,41a
1,43a
1,32b
0,05
3,53
1,31b
1,35b
1,43a
1,47a
1,34b
0,08
5,44

Tỉ lệ
đậu quả
(%)
79,25d
80,60c
82,87b
84,72a
82,12b
0,98
1,66
79,25d

82,46c
83,65b
85,12a
82,35c
0,84
0,56


10
Kết quả cho thấy ở các công thức bón phân nhả chậm, chiều dài thân chính, số lá trên thân
chính, số hoa đực/cây, số hoa cái/cây, tỉ lệ đậu quả cao hơn công thức đối chứng (trừ CT5). Với hai
loại phân bón nhả chậm, các công thức CT3 và CT4 cho số quả/cây cao nhất, cao hơn đối chứng.
3.4.1.3. Ảnh hưởng của lượng phân bón nhả chậm đến hình thái cấu trúc quả bí xanh
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của lượng phân bón nhả chậm đến hình thái cấu trúc quả bí xanh
Công thức
phân bón

Ure nhả
chậm

NPK nhả
chậm

Chiều dài quả
(cm)

Đƣờng kính quả
(cm)

Độ dày cùi

(cm)

Màu sắc
vỏ quả

CT1

52,2

12,4

3,25

Xanh đậm

CT2

54,2

12,8

3,36

Xanh đậm

CT3

56,5

13,5

3,35

Xanh đậm

CT4

58,7

13,8

3,42

Xanh đậm

CT5

50,5

12,4

3,14

Xanh đậm

CT1

52,2

12,4

3,23

Xanh đậm

CT2

54,3

12,8

3,36

Xanh đậm

CT3

56,6

13,7

3,37

Xanh đậm

CT4

58,9

14,0

3,44

Xanh đậm

CT5

50,7

12,4

3,15

Xanh đậm

Ở các công thức bón phân bón nhả chậm thì các chỉ tiêu chiều dài quả, đường kính quả, độ
dày cùi đều cao hơn so với công thức đối chứng và các chỉ tiêu này đều cho kết quả cao nhất ở CT4
đối với cả 2 loại phân bón nhả chậm.
3.3.1.4. Ảnh hưởng của phân bón ure nhả chậm đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất
Kết quả cho thấy CT4 (bón 72kg N/ha hoặc 450kg NPK /ha) là công thức cho các yếu tố cấu
thành năng suất và năng suất bí xanh cao nhất so với công thức đối chứng đối với cả 2 loại phân bón
nhả chậm.
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của phân bón ure nhả chậm đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất
Công thức phân
bón

Ure
nhả
chậm

NPK
nhả
chậm

CT1
CT2
CT3
CT4
CT5
LSD0.05
CV%
CT1
CT2
CT3
CT4
CT5
LSD0.05
CV%

Số quả
TB/cây
(quả)
1,31b
1,33b
1,41a
1,43a
1,32b
0,05
3,53
1,31b

1,35ab
1,43a
1,47a
1,34b
0,08
5,44

Khối lƣợng
TB quả
(kg)

Năng suất lí
thuyết
(tấn/ha)

Năng suất
thực thu
(tấn/ha)

% Năng suất
so với đối
chứng

1,83c
2,11b
2,16b
2,29a
1,65d
0,11
2,85

1,83b
2,15ab
2,17ab
2,31a
1,68c
0,18
4,93

45,55d
53,33c
57,87b
62,22a
40,85e
0,51
0,54
45,55d
55,15c
58,96b
64,52a
42,77e
0,16
0,17

33,48d
36,79c
39,95b
43,12a
28,58e
1,01
1,52

33,48d
38,05c
40,68b
45,16a
29,93e
0,15
0,22

100
109,9
119,3
128,8
85,5

100
113,6
121,5
134,9
89,4


11
3.3.1.5. Đánh giá hiệu quả kinh tế thu được khi sử dụng phân bón nhả chậm cho cây bí xanh.
Kết quả cho thấy tại các công thức bón phân nhả chậm, lãi thuần thu được đều cao hơn công thức
đối chứng trừ công thức bón với lượng thấp nhất là CT5 (48kg N/ha hoặc 300kg NPK/ha). Công thức
CT4 với mức bón phân nhả chậm bằng 60% so với CT2 mang lại lãi thuần cao nhất, 432,7 triệu đồng/ha
ở mô hình phân bón ure nhả chậm và 453,7 triệu đồng/ha ở mô hình phân bón NPK nhả chậm.
Bảng 3.7. Hiệu quả kinh tế thu đƣợc của mô hình ứng dụng phân bón nhả chậm
cho cây bí xanh
Công thức

Tổng thu
Tổng chi
Lãi thuần
phân bón
(triệu đồng/ha)
(triệu đồng/ha)
(triệu đồng/ha)
CT1
368,3
36,0
332,3
CT2
383,0
47,1
335,9
CT3
439,5
44,3
395,2
Ure nhả
chậm
CT4
474,3
41,6
432,7
CT5
314,4
38,8
275,6
CT1

368,3
36,0
332,3
CT2
418,5
48,5
370,0
NPK
CT3
447,4
45,7
401,7
nhả
chậm
CT4
496,7
43,0
453,7
CT5
329,2
40,2
289,0
Ghi chú: Giá bán bí xanh tại thời điểm thu hoạch vụ đông 2015 là 11.000 đồng/kg
3.3.1.6. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến tính chất lý hóa của đất
Kết quả phân tích cho thấy, pH của đất trước và sau khi bón phân nhả chậm thay đổi không
đáng kể, thích hợp cho sự phát triển cây bí xanh (pH từ 6,5-8,0). Hàm lượng CEC và OM trong tất cả
các mẫu đất sau khi bón phân nhả chậm đều cao hơn so với đất nền. Như vậy, bón phân nhả chậm thân
thiện với môi trường, không làm ảnh hưởng xấu đến tính chất của đất.
3.4.2. Ứng dụng phân bón nhả chậm cho cây chè
3.4.2.1. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến các yếu tố cấu thành năng suất chè

Bảng 3.8. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến các yếu tố cấu thành năng suất chè
(tính trung bình 7 lứa hái)
Công thức
Mật độ búp
Chiều dài búp Khối lƣợng búp
Tỷ lệ búp
phân bón
(búp/m2)
(cm)
(g/búp)
mù xòe (%)
CT1
776,00d
6,95c
0,45c
11,25a
CT2
855,70c
7,02bc
0,49ab
9,20c
b
ab
ab
CT3
920,22
7,08
0,51
8,68d
Ure

a
a
a
CT4
1010,27
7,16
0,52
8,12e
nhả
e
c
bc
chậm
CT5
726,56
6,82
0,47
11,05b
LSD 0,05
6,02
0,14
0,07
0,06
CV%
0,38
1,07
5,25
0,38
d
c

c
CT1
776,36
6,95
0,45
11,25a
CT2
882,05c
7,03bc
0,50ab
9,92c
b
ab
ab
CT3
956,62
7,10
0,51
9,11d
NPK
a
a
a
CT4
1023,73
7,18
0,53
8,54e
nhả
e

c
bc
chậm
CT5
745,29
6,90
0,47
10,88b
LSD 0,05
6,34
0,13
0,05
0,07
CV%
0,40
1,01
5,20
0,39
Ghi chú: LSD0,05 là khác biệt có ý nghĩa thống kê nhỏ nhất. CV% là hệ số biến thiên. Các chữ
cái a, b, c, d, e là khác biệt có ý nghĩa ở mức 95%.
Kết quả cho thấy các công thức bón phân nhả chậm cho mật độ búp, chiều dài búp,khối lượng
búp đều cao hơn công thức đối chứng (trừ CT5). Trong đó CT4 là công thức cho các yếu tố cấu thành


12
năng suất cao nhất so với công thức đối chứng.
3.4.2.2. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến năng suất chè
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến năng suất chè (tính trung bình 7 lứa hái)
Công thức
Năng suất thực thu

Năng suất TB lứa hái % Năng suất so với
phân bón
(tấn/ha)
(tấn/ha)
đối chứng
d
d
CT1
59,50
8,50
100
c
c
CT2
63,21
9,03
106,24
b
b
CT3
67,34
9,62
113,18
Ure nhả
a
a
CT4
72,52
10,36
121,88

chậm
e
e
CT5
49,70
7,10
83,53
LSD 0,05
1,13
0,04
CV%
2,3
0,25
d
CT1
59,50
8,50d
100
c
c
CT2
64,96
9,28
109,18
b
b
CT3
69,51
9,93
116,82

NPK nhả
a
a
CT4
76,33
10,90
128,23
chậm
e
e
CT5
50,57
7,22
84,94
LSD 0,05
1,15
0,05
CV%
2,4
0,29
Kết quả cho thấy các công thức bón phân nhả chậm cho năng suất búp thực thu cao hơn công
thức đối chứng trừ công thức bón với lượng dinh dưỡng thấp như CT5. Trong đó CT4 là công thức
cho năng suất cao nhất đối với cả 2 loại phân bón nhả chậm so với đối chứng. Điều này chứng tỏ CT4
đã cung cấp chất dinh dưỡng cho cây chè một cách cân đối, phù hợp, đặc biệt là công thức bón NPK
(30:10:10) nhả chậm, giúp cây chè phát triển tốt cho năng suất búp cao.
3.4.2.3. Đánh giá hiệu quả kinh tế thu được khi sử dụng phân bón nhả chậm cho cây chè
Bảng 3.10. Hiệu quả kinh tế thu được của mô hình ứng dụng phân bón nhả chậm cho cây chè
(tính trong 7 lứa hái)
Công thức

Tổng thu

Tổng chi

Lãi thuần

phân bón

(triệu đồng/ha)

(triệu đồng/ha)

(triệu đồng/ha)

CT1

297,50

136,67

160,83

CT2

316,05

190,55

125,50

CT3

336,70

174,58

162,12

CT4

362,60

159,56

203,04

CT5

248,50

119,33

129,17

CT1

297,50

136,67

160,83

CT2

324,80

189,79

135,01

CT3

347,55

168,69

178,86

CT4

381,65

149,63

232,02

CT5

252,85

101,24

151,61

Ure nhả
chậm

NPK nhả
chậm

Ghi chú: Giá bán chè xanh tại thời điểm thu hoạch là 5.000 đồng/kg


13
Kết quả cho thấy các công thức CT3 và CT4 cho lãi thuần thu được cao hơn công thức đối
chứng, trừ công thức CT2 (bón phân NPK nhả chậm ở mức cao) và công thức CT5 (bón phân NPK
nhả chậm ở mức thấp). Công thức CT4 với lượng phân bón nhả chậm bằng 60% so với CT2 đối với cả
2 loại phân bón nhả chậm mang lại lãi thuần cao nhất. Đối với cây chè kinh doanh cho thấy rằng bón
phân NPK nhả chậm cho hiệu quả kinh tế cao hơn so với bón phân ure nhả chậm.
3.4.2.4.Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến một số chỉ tiêu lý hóa của đất
Kết quả phân tích cho thấy pH của đất thay đổi không đáng kể so với trước khi bón phân nhả
chậm, đất có tính axit thích hợp cho cây chè phát triển. Hàm lượng CEC và OM trong tất cả các mẫu
đất sau khi bón phân đều tương đối cao hơn so với nền đất ban đầu.

KẾT LUẬN
Qua nghiên cứu chúng tôi đã thu được các kết quả sau:
1. Đã nghiên cứu sử dụng tinh bột biến tính bằng NaClO trong 7 giờ làm chất kết dính cho
lõi phân nhả chậm (ure, NPK (30:10:10), NPK (16:16:16)) và tìm được hàm lượng tinh bột biến tính
tối ưu tương ứng cho 3 loại phân là 3,0%; 2,5% và 6,0%.
2. Đã chế tạo thành công phân ure nhả chậm và NPK nhả chậm bằng kĩ thuật vê viên và bọc

màng bằng polyurethan. Bằng cách điều chỉnh hàm lượng polyurethan (từ 3-25%) đã tạo ra lớp vỏ có
chiều dày trung bình khác nhau (từ 20 đến 120 µm). Đề tài đã tập trung nghiên cứu chế tạo, lựa chọn
phân ure, NPK (30:10:10), NPK (16:16:16) với độ dày lớp vỏ 30, 50 và 70 µm để thử nghiệm cho cây
bí xanh và cây chè.
3. Đã nghiên cứu quá trình nhả dinh dưỡng (N, P, K) của phân bón chế tạo được trong nước
và trong đất. Kết quả cho thấy tốc độ nhả dinh dưỡng phụ thuộc chiều dày lớp vỏ. Với các mẫu phân
có độ dày vỏ bọc trung bình lần lượt là 30, 50 và 70 µm, thời gian nhả dinh dưỡng trong môi trường
nước (ở 25oC) lần lượt là khoảng 15, 40 và 75 ngày; trong môi trường đất lần lượt là khoảng 90, 180
và 270 ngày.
4. Đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ, pH của môi trường đến khả năng nhả chất dinh
dưỡng của phân bón. Kết quả cho thấy tốc độ nhả dinh dưỡng tăng khi tăng nhiệt độ. Trong môi
trường axit (pH=4-6) và môi trường kiềm (pH=8-9) tốc độ nhả dinh dưỡng tăng dần, tuy nhiên sự ảnh
hưởng này là không lớn.
5. Bằng cách xác định độ giảm khối lượng và quan sát sự thay đổi cấu trúc bề mặt lớp vỏ
cho thấy, lớp vỏ phân bón sau thời gian chôn trong đất có khả năng phân hủy sinh học.
6. Đã nghiên cứu thử nghiệm phân bón nhả chậm chế tạo được cho cây bí xanh và cây chè.
Kết quả cho thấy phân nhả chậm thích hợp cho sự phát triển của hai loại cây này, giúp giảm số lần bón
phân trong một vụ và không ảnh hưởng xấu đến tính chất của đất. Khi sử dụng phân nhả chậm bằng
60% so với lượng phân bón thông thường đã cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất.