Hiện nay, Việt Nam là nước sử dụng phân bón tương đối cao so với những năm trước đây do người dân áp dụng rất nhiều các biện pháp kỹ thuật trong thâm canh. Theo Vũ Hữu Yêm, 1995 [30], Việt Nam hiện đang là một trong 20 quốc gia sử dụng phân bón cao nhất thế giới.
Theo Nguyễn Văn Bộ, 2003 [1], mỗi năm nước ta sử dụng 1.202.140 tấn đạm, 456.000 tấn lân và 402.000 tấn Kali, trong đó sản xuất lúa chiếm 62%. Song do điều kiện khí hậu còn gặp nhiều bất lợi cho nên kỹ thuật bón phân mới chỉ phát huy được 30% hiệu quả đối với đạm và 50% hiệu quả đối với lân và kali. Ngoài ra một nguyên nhân quan trọng dẫn đến hiệu quả của phân bón thấp là phương pháp bón phân chưa hợp lý, người nông dân còn có những hiểu biết hạn chế về việc biến đổi của phân đạm và các loại phân khác trong điều kiện đất lúa ngập nước, chính trong điều kiện này đạm rất dễ bị mất.
Bón phân đạm theo phương pháp truyền thống thường phụ thuộc vào các thời kỳ yêu cầu đạm của cây lúa. Thời kỳ bón đạm là thời kỳ rất quan trọng trong việc nâng cao hiệu lực của phân để làm tăng năng suất lúa. Với phương pháp bón đạm (Bón tập trung vào giai đoạn đầu và bón nhẹ vào giai đoạn cuối) của Việt Nam vẫn cho năng suất lúa cao, năng suất lúa tăng thêm từ 3,5 tạ/ha [12], [8].
Theo sơ đồ của Shouichi Yoshida ta có thể thấy yêu cầu đạm của cây lúa thay đổi theo thời gian sinh trưởng. Cây lúa cần nhiều đạm trong 2 thời kỳ, đó là thời kỳ đẻ nhánh, sau đó là thời kỳ phân hóa đòng và phát triển đòng. Kết thúc thời kỳ phân hóa đòng hầu như lúa đã hút > 80% tổng lượng đạm cho cả chu kỳ sinh trưởng.
Theo các tác giả Đinh Văn Lữ (1978) [18]; Bùi Huy Đáp (1980) [4]; Đào Thế Tuấn (1980) [29] và Nguyễn Hữu Tề (1997) [23]: thông thường cây lúa hút 70% tổng lượng đạm là trong giai đoạn đẻ nhánh, đây là thời kỳ hút đạm có ảnh hưởng lớn đến năng suất, 10 - 15% là hút ở giai đoạn làm đòng, lượng còn lại là từ sau làm đòng đến chín.
Theo tác giả Bùi Đình Dinh [2], cây lúa cũng cần nhiều đạm trong thời kỳ phân hoá đòng và phát triển đòng thành bông, tạo ra các bộ phận sinh sản. Thời kỳ này quyết định cơ cấu sản lượng: số hạt/bong, trọng lượng nghìn hạt (P1000) [10]
Giai đoạn cuối của quá trình sinh trưởng, sự hấp thu đạm của lúa cũng rất cần thiết phải bón thêm nhiều đạm [19], [40], [24 ].
Tuy nhiên, phân đạm được chia ra bón nhiều lần dẫn đến người nông dân rất khó xác định thời gian và lượng bón chính xác cho lúa. Nhiều trường hợp bón
quá nhiều đạm ở giai đoạn sau, lúa quá tốt, nhiều sâu bệnh dẫn đến năng suất lúa rất thấp. Mặt khác, việc chia phân đạm làm nhiều lần bón phụ thuộc vào thời tiết, nhiều trường hợp bón xong gặp mưa ngay làm hầu hết lượng đạm bón bị rửa trôi. Biện pháp bón phân cho lúa bao gồm bón lót (được vùi vào đất hay là bón trên mặt) và bón thúc một đến hai lần. Biện pháp bón phân truyền thống này nói chung là tiện lợi, nhưng rất nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng bón phân đạm theo kiểu trên thường cho hiệu quả rất thấp. Các yếu tố khác cũng làm giảm hiệu quả của phân bón cho lúa nước như trong điều kiện nhiệt đới mưa thường tập trung, nhiều khi với những lượng mưa lớn đã làm cho nước chảy tràn bờ từ thửa ruộng này đến thửa ruộng khác mang theo lượng đạm bị rửa trôi rất lớn.
Trong điều kiện ngập nước khi bón vãi và bón thúc Urê cho lúa, đạm bị hydrat hoá, do vậy dễ dàng bị mất đi do bay hơi. Tương tự như vậy trong điều kiện ngập nước ở đất có độ thấm cao như đất có thành phần cơ giới nhẹ, đất có dung tích hấp thụ (CEC) thấp, không có tầng đế cày, thường dẫn đến việc rửa trôi urê và amôn theo chiều sâu. Mặt khác khi bón vãi thường rất dễ xảy ra quả trình phản nitrat hoá ở lớp đất mặt và ở vùng đất xung quanh bộ rễ lúa.
Bón phân vãi urê vùi trộn với đất trước khi cấy có tác dụng làm giảm thiểu việc mất đạm, tuy nhiên việc vùi trộn này không phải lúa nào cũng dễ thực hiện đối với hầu hết các hộ nông dân trồng lúa. Những nghiên cứu gần đây cũng chỉ ra rằng thậm chí đối với cả biện pháp vùi trộn phân đạm vào trong đất bằng cách bừa lấp cũng vẫn xảy ra việc mất đạm với lượng khá lớn. Người ta cũng đề nghị nên tiêu nước trước khi vùi trộn phân đạm, trước khi bón lót hoặc bón thúc để làm giảm bớt việc mất đạm, nhưng những biện pháp này người nông dân cũng rất khó thực hiện vì hệ thống tưới tiêu không đồng bộ và ở những nơi canh tác nhờ nước trời rất khó điều tiết được nước.
Xuất phát từ những nghiên cứu trên, có nhiều phương pháp được đưa ra nhằm giảm bớt lượng đạm bị mất đi, có thể tóm tắt thành 4 nhóm phương pháp sau:
- Duy trì nồng độ đạm thấp trong đất và trong nước (đạm giải phóng từ từ). Nhiều loại phân chậm tan được sản xuất để đáp ứng được mục đích này.
- Hạn chế việc di chuyển của không khí trong đất hoặc mặt nước thông qua đó giảm việc di chuyển của NH3 ra khỏi hệ thống không khí - đất và không khí - nước.
- Đối với đất lúa nước, kìm hãm sự sinh trưởng của vi khuẩn lam và quá trình làm tăng pH.
Các biện pháp trên hoặc là tiết kiệm chi phí không đáng kể, hoặc là khó thực hiện trong điều kiện canh tác cụ thể cho nên mức độ chấp nhận của nông dân còn hạn chế. Do vậy cần có một biện pháp bón phân hợp lý nhằm làm giảm đáng kể lượng đạm bị mất đi, phù hợp với điều kiện kinh tế và canh tác của nông dân, nhất là nông dân trồng lúa ở nước ta, hầu hết là sản xuất quy mô nhỏ, diện tích trồng lúa ít, tương đối dư thừa lao động.