2.1.1 Tầm quan trọng của phõn vụ cơ
Cõy trụ̀ng luụn đòi hỏi đủ chṍt dinh dưỡng cho sự phát triờ̉n và hoàn thiợ̀n chu kỳ sinh trưởng của chúng. Viợ̀c cung cṍp các chṍt dinh dưỡng cho cõy trụ̀ng cõ̀n phải cõn bằng nhằm đạt hiợ̀u quả tụ́i ưu của từng chṍt dinh dưỡng sao cho đáp ứng được nhu cõ̀u của từng loại cõy trụ̀ng và từng loại đṍt. Có 13 yờ́u tụ́ dinh dưỡng thiờ́t yờ́u được chia làm 3 nhóm: nhóm cơ bản nhṍt là nhóm đa lượng gụ̀m đạm (N), lõn (P2O5) và kali (K2O) cõy trụ̀ng cõ̀n nhiờ̀u; nhóm cõy cõ̀n lượng trung bình là nhóm trung lượng gụ̀m S, Mg, Ca và nhóm vi lượng gụ̀m Zn, Cu, Fe, Mn, Mo, B, Cl. Mặc dù cõy trụ̀ng nhọ̃n được các chṍt dinh dưỡng mụ̣t cách tự nhiờn từ chṍt hữu cơ và khoáng chṍt có trong đṍt nhưng điờ̀u đó thường xuyờn khụng đáp ứng đủ nhu cõ̀u của cõy trụ̀ng. Chúng ta phải cung cṍp bụ̉ sung các chṍt dĩnh dưỡng cho cõy trụ̀ng bằng phõn bón, mụ̣t mặt nhằm đáp ứng nhu cõ̀u các chṍt dinh dưỡng trong chu kỳ sinh trưởng và phát triờ̉n của cõy trụ̀ng, mặt khác bụ̉ sung và giữ cho đṍt khỏi cằn cụ̃i sau mùa vụ. Phõn vụ cơ là nguụ̀n dinh dưỡng quan trọng, đã và đang góp phõ̀n chủ yờ́u làm tăng năng suṍt cõy trụ̀ng cũng như ụ̉n định đụ̣ phì nhiờu của đṍt. Nhờ đõ̀u tư thõm canh phõn bón và cṍy các giụ́ng lúa mới, mà Viợ̀t Nam thuụ̣c danh sách 10 nước có năng suṍt lúa cao nhṍt Thờ́ giới. Kờ́t quả theo dõi nhiờ̀u năm ở Viợ̀t Nam cũng cho thṍy, cứ bón 1 kg nitơ sẽ bụ̣i thu từ 10 – 22 kg thóc hoặc 25-35 kg ngụ hạt. Nghiờn cứu báo cáo của FAO năm 1987 chỉ ra rằng phõn bón đóng góp vào viợ̀c tăng tụ̉ng sản lượng lớn hơn nhiờ̀u so với tăng diợ̀n tích và tăng vụ (bảng 2-1).
Phõn bón có vai trò đặc biợ̀t trong viợ̀c cung cṍp lương thực của thờ́ giới. Viợ̀c sản xuṍt phõn bón cùng với sự phát triờ̉n của sản xuṍt nụng nghiợ̀p trong thờ́ kỷ XX đã tạo ra mụ̣t sản lượng lương thực đáng kờ̉ có giá trị cho thờ́ giới. Tuy vọ̃y, khoảng trờn 800 triợ̀u người chiờ́m 13% dõn sụ́ thờ́ giới võ̃n còn thiờ́u ăn.
Bảng 2-1: Đóng góp của các nhõn tụ́ đụ́i với tăng sản lượng trụ̀ng trọt
Khu vực Đóng góp của nhõn tụ́ (%)
Tăng năng suṍt do phõn bón Tăng diợ̀n tích Tăng vụ
Chõu Á 69 11 20
Chõu Phi 57 26 17
Chõu Mỹ Latinh 49 39 12
90 nước đang phỏt triển 63 22 15
Nguồn: FAO – 1987
Sự tiờ́p tục gia tăng dõn sụ́ ở nhiờ̀u nước đòi hỏi thờ́ giới phải cung cṍp nhiờ̀u lương thực hơn nữa, nhằm đảm bảo lương thực trong từng nước và cả cho nhọ̃p khõ̉u của nước khác. Tụ̉ chức nụng nghiợ̀p và lương thực thờ́ giới (FAO) đã lường trước rằng hai phõ̀n ba lượng lương thực cõ̀n gia tăng của toàn thờ́ giới sẽ phải dựa vào cải tạo đṍt đai đang canh tác. Bởi vọ̃y, chúng ta cõ̀n nhọ̃n thức rõ ràng viợ̀c sử dụng phõn vụ cơ với những mức đụ̣ khác nhau là mụ̣t yờu cõ̀u cơ bản và lõu dài. FAO cũng dự đoán rằng 80% đṍt đai nụng nghiợ̀p trờn thờ́ giới sẽ cho năng xuṍt cao hơn nờ́u tình trạng dinh dưỡng của đṍt được cải thiợ̀n, trong đó giải pháp cơ bản là dùng phõn bón. Hơn 50 nước đã tham gia vào chương trình phõn bón của FAO, tọ̃p trung chủ yờ́u vào vṍn đờ̀ sản xuṍt lương thực. Các cuụ̣c thử nghiợ̀m này cho thṍy rằng phõn vụ cơ đã đóng vai trò tích cực trong sản xuṍt lương thực dưới mọi điờ̀u kiợ̀n khí họ̃u và đṍt đai, đặc biợ̀t là những thụng tin vờ̀ tỉ lợ̀ áp dụng phõn bón vụ cơ tụ́i ưu phù hợp với điờ̀u kiợ̀n từng địa phương trong đó có xét đờ́n phương diợ̀n bảo vợ̀ mụi trường.
Phõn bón có vai trò giải quyờ́t vṍn đờ̀ thiờ́u lương thực và suy dinh dưỡng thường xuyờn xảy ra ở nhiờ̀u nước đang phát triờ̉n ở Chõu Á, Tiờ̉u vùng Shahara Chõu Phi và Mỹ La tinh. Thiờ́u lương thực đã gõy ra những đợt chờ́t đói đặc biợ̀t nghiờm trọng ở Tiờ̉u vùng Shahara Chõu Phi, nơi có tới 43% dõn sụ́ thường xuyờn thiờ́u ăn. Vùng này phụ thuụ̣c rṍt lớn vào sự trợ giúp của phõn bón như là mụ̣t đõ̀u vào cơ bản cho sản xuṍt nụng nghiợ̀p, tuy nhiờn mức sử dụng phõn mới chỉ 10kg/ha so với 121 kg/ha ở Chõu Âu. Nhìn chung các nước dùng càng ít phõn bón càng thiờ́u lương thực, do đó ở Tiờ̉u vùng Shahara năng suṍt lương thực càng ngày càng giảm.
Theo ước tính của các chuyờn gia vùng này phải cõ̀n tới gṍp năm lõ̀n mức sử dụng phõn bón so với mức sử dụng phõn bón hiợ̀n nay thì mới có thờ̉ sản xuṍt được lượng lương thực đủ ăn.
Nhu cõ̀u tiờu dùng vờ̀ lương thực của thờ́ giới liờn tục tăng, từ 1,8 tỉ tṍn năm 1995/96 lờn đờ́n xṍp xỉ 2 tỉ tṍn năm 2004, là năm có sản lượng lớn nhṍt đạt gõ̀n 2 tỉ tṍn. Trong khi đó sản lượng lương thực lại tăng giảm thṍt thường và giảm mạnh vào những năm thời tiờ́t xṍu hoặc thiờn tai. Sản lượng lương thực của thờ́ giới kờ̉ từ năm 1999/2000 đờ́n nay hõ̀u như thường xuyờn khụng đáp ứng đủ nhu cõ̀u tiờu dùng. Theo Louise O. Fresco, trợ lý tụ̉ng giám đụ́c văn phòng nụng nghiợ̀p của FAO, đờ́n năm 2030 dõn sụ́ thờ́ giới sẽ đạt khoảng 8 tỷ người, hai phõ̀n ba trong sụ́ đó sụ́ng ở đụ thị, khi đó nhu cõ̀u vờ̀ lương thực rṍt cao, trong ba thọ̃p kỷ tới sản lượng lương thực phải tăng 60% so với hiợ̀n nay. Hõ̀u hờ́t lượng lương thực gia tăng là do các nước đang phát triờ̉n cung cṍp thụng qua viợ̀c thõm canh tăng năng suṍt và sản lượng của nụng nghiợ̀p trờn mụ̃i mùa vụ và mụ̃i ha canh tác. Quá trình đụ thị hóa làm giảm lực lượng lao đụ̣ng trong nụng nghiợ̀p đòi hỏi ngành nụng nghiợ̀p phải áp dụng những hình thức cơ giới hóa mới nhằm tăng cường khả năng canh tác của đṍt, tăng cường sử dụng hiợ̀u quả tṍt cả các nguụ̀n lực, đặc biợ̀t là nước và gia tăng sử dụng phõn vụ cơ. Viợ̀c sử dụng phõn bón hiợ̀n nay mới đáp ứng được 43% nhu cõ̀u mụ̃i năm vờ̀ dinh dưỡng cõ̀n thiờ́t cho cõy trụ̀ng. Trong tương lai con sụ́ này có thờ̉ đạt tới 84%. Hụ̣i nghị thượng đỉnh vờ̀ lương thực Thờ́ giới năm 1996, các chính phủ cam kờ́t sẽ phṍn đṍu giảm 50% sụ́ người nghèo đói vào năm 2015, đờ̉ đạt được điờ̀u đó chúng ta có thờ̉ phải gia tăng sử dụng phõn vụ cơ lờn 8%, nhṍt là nước đụng dõn như Trung Quụ́c và Ấn Đụ̣, và Chõu Phi là vùng nóng õ̉m có tỉ lợ̀ xói mòn đṍt cao. Theo sụ́ liợ̀u của Hiợ̀p hụ̣i sản xuṍt phõn bón quụ́c tờ́ (IFA), tiờu dùng phõn vụ cơ của thờ́ giới năm 1995/96 đạt khoảng 131 triợ̀u tṍn chṍt dinh dưỡng (N, P2O5 và K2O), tương đương với 400 triợ̀u tṍn sản phõ̉m. Năm 2002/03 tiờu dùng lờn tới 142,5 triợ̀u tṍn chṍt dinh dưỡng, năm 2003/04 tăng lờn 145,5 triợ̀u tṍn và năm 2004/05 lờn tới 149,8 triợ̀u tṍn, tức là khoảng trờn 500 triợ̀u tṍn phõn vụ cơ các loại.
Hỡnh 2-1:Cung-cõ̀u lương thực thờ́ giới giai đoạn 1995-2005
2.1.2 Vai trò của phõn đạm urờ với sản xuṍt nụng nghiợ̀p
Phõn đạm là tờn chung của các loại phõn vụ cơ cung cṍp chṍt N cho cõy. N đặc biợ̀t quan trọng đụ́i với cõy trụ̀ng, nó là thành phõ̀n quan trọng đờ̉ hình thành nờn các axit amin, prụtờin tạo ra các sắc tụ́, diợ̀p lục, nguyờn sinh chṍt và hợ̀ thụ́ng màng sinh học của tờ́ bào cũng như hợ̀ thụ́ng enzyme xúc tác sinh học cho mọi phản ứng trao đụ̉i chṍt trong tờ́ bào. N có mặt trong axit nucleic là chṍt quyờ́t định đặc tính di truyờ̀n của mọi cõy trụ̀ng và tạo nờn mụ̣t sụ́ chṍt hữu cơ có hoạt tính sinh học cao như các chṍt kích thích tăng trưởng, các vitamin quan trọng và các chṍt kháng sinh. Bón đạm thúc đõ̉y quá trình tăng trưởng của cõy, làm cho cõy nảy chụ̀i tụ́t, ra nhiờ̀u nhánh, tăng chiờ̀u cao của cõy, lá có kích thước lớn và quang hợp mạnh. Phõn đạm cõ̀n cho cõy trong suụ́t quá trình sinh trưởng và phát triờ̉n, nhṍt là giai đoạn cõy sinh trưởng mạnh, làm tăng năng suṍt cõy trụ̀ng.
Đụ́i với cõy lúa đạm là yờ́u tụ́ dinh dưỡng quan trọng nhṍt; đạm là cơ sở cṍu tạo nờn prụtein, tờ́ bào và mụ cõy, thúc đõ̉y quá trình quang hợp tích lũy chṍt hữu cơ; đạm giữ vai trò quan trọng đụ́i với viợ̀c hình thành bụ̣ rờ̃, thúc đõ̉y quá trình đẻ nhánh và sự phát triờ̉n thõn, lá. Bón đủ đạm lúa đẻ nhánh mạnh, đòng to, bụng lớn cho năng suṍt cao. ở nước ta, trờn tṍt cả các loại đṍt, với các giụ́ng lúa và các mùa vụ đờ̀u phải bón đạm mới đảm bảo cho năng suṍt cao, chṍt lượng sản phõ̉m tụ́t và hiợ̀u quả kinh tờ́. Vào giai đoạn lúa sinh trưởng mạnh, nờ́u thiờ́u đạm lá chuyờ̉n sang vàng hay xanh
nhợt, lá nhỏ, chiờ̀u cao cõy giảm, đẻ nhánh ít. Nờ́u thiờ́u đạm ở giai đoạn có đòng, khả năng trụ̃ kém, sụ́ hạt trờn mụ̃i bụng ít, nhiờ̀u hạt lép và năng suṍt thṍp; nờ́u giai đoạn đẻ nhánh mà thiờ́u đạm thì năng suṍt lúa giảm nghiờm trọng. Tuy nhiờn, nờ́u thừa đạm trước trụ̃ 35-40 ngày và giai đoạn tượng đòng sẽ làm cho thõn lá phát triờ̉n mạnh hơn bụ̣ rờ̃, cõy cao lá nhiờ̀u, thõn nhỏ yờ́u, dờ̃ bị sõu bợ̀nh, đụ̉ ngã và nhiờ̀u hạt lép, năng suṍt thṍp.
Đạm có vai trò làm tăng lượng protờin trong gạo, từ đó làm tăng chṍt lượng gạo, nhṍt là đụ́i với giụ́ng lúa thơm và cao sản. Đụ̀ng thời với lượng đạm thích hợp còn ảnh hưởng tới tính chṍt vọ̃t lý và sức đờ̀ kháng sõu bợ̀nh của cõy lúa. Khi bón đạm cho lúa cõ̀n kờ́t hợp làm cỏ, xới đṍt và sục bùn.
Ở nước ta, ngoài cõy lúa đạm còn có vai trò quan trọng đụ́i với nhiờ̀u loại cõy trụ̀ng quan trọng cho hiợ̀u quả kinh tờ́ cao như: điờ̀u, lạc, mía, xoài, ngụ, bụng … và cải thiợ̀n chṍt lượng của rau ăn lá, cỏ khụ làm thức ăn cho gia súc và protein cho hạt ngũ cụ́c. Chẳng hạn, thụng thường bón 1 kg đạm nguyờn chṍt có thờ̉ cho 400 đờ́n 500 kg mía cõy nguyờn liợ̀u; mía có thờ̉ hút đạm đờ̉ dự trữ trong cõy rụ̀i dùng dõ̀n; thiờ́u đạm mía sẽ thṍp cõy và ít lá xanh, rờ̃ bé, cõy đẻ ít, tụ́c đụ̣ hình thành lá và cõy vươn cao chọ̃m, lá chóng già, cõy hữu hiợ̀u thṍp, sớm bước vào giai đoạn tích luỹ đường; đủ đạm mía đẻ nhiờ̀u, cõy cao to, bụ̣ lá xanh tươi, lá to và nhiờ̀u, cho năng suṍt đường cao.
Cú các loại phõn đạm như: urờ (CO(NH2)2; đạm amụn nitrat (NH4NO3) chứa 33-35%N chiờ́m 11% sản lượng phõn đạm được sản xuṍt trờn thờ́ giới, đạm sun phát ((NH4)2SO4) chứa 20-21%N, và 29% lưu huỳnh (S), chiờ́m 8% tụ̉ng sản lượng; đạm clorua (NH4CL) chứa 24-25%N; đạm Xianamit canxi chứa 20-21%N, 20-28% vụi và 9-12% than.
Trong cỏc loại loại phõn đạm thì urờ (CO(NH2)2) là quan trọng nhṍt và được sử dụng trờn toàn cõ̀u, chứa tỉ lợ̀ nitơ rắn cao nhṍt tới 46% N, và chiờ́m tới 59% tụ̉ng sụ́ các loại phõn đạm được sản xuṍt trờn thờ́ giới; trong đó Trung Quụ́c và Ấn Đụ̣ sử dụng urờ tới 53% và 83% lượng đạm tiờu dùng. Những năm gõ̀n đõy đạm urờ ngày càng được sử dụng nhiờ̀u trong nụng nghiợ̀p và gõ̀n như thay thờ́ cho phõn đạm amụn nitrat. Có 2 loại urờ chṍt lượng như nhau: loại thứ nhṍt dạng bụ̣t tinh thờ̉ màu trắng,
hạt tròn, dờ̃ tan trong nước nhưng rṍt dờ̃ hút õ̉m khó bảo quản; loại thứ hai dạng viờn như trứng cá, có chṍt hút õ̉m nờn dờ̃ bảo quản, dờ̃ vọ̃n chuyờ̉n và được dùng nhiờ̀u trong sản xuṍt nụng nghiợ̀p. Urờ có tính ưu viợ̀t là:
- Cú khả khả năng thích nghi rụ̣ng và phát huy tác dụng trờn nhiờ̀u loại đṍt khác nhau và đụ́i với nhiờ̀u loại cõy trụ̀ng khác nhau. Nó đặc biợ̀t thích hợp trờn đṍt chua phèn. Nó được dùng đờ̉ bón thúc, có thờ̉ pha loãng theo nụ̀ng đụ̣ 0,5-1,5% đờ̉ phun lờn lá.
- Sử dụng tương đụ́i ít nhưng hiợ̀u quả và khụng gõy cháy nụ̉.
- Tỉ lợ̀ N trong urờ cao làm giảm đáng kờ̉ chi phí xử lý, cṍt trữ và vọ̃n chuyờ̉n so với các loại phõn đạm dạng rắn khác.
- Viợ̀c sản xuṍt urờ thải ra mụi trường ít chṍt gõy ụ nhiờ̃m.
- Bón urờ đúng qui cách nõng cao năng suṍt cõy trụ̀ng như mọi loại phõn đạm khác.
- Urờ được dùng bụ̉ sung khõ̉u phõ̀n thức ăn cho lợn và trõu bò.
- Urờ còn dùng làm đõ̀u vào đờ̉ sản xuṍt ra loại phõn tụ̉ng hợp NPK
Urờ khi tiờ́p xúc với khụng khí và ánh nắng rṍt dờ̃ bị phõn huỷ và bay hơi, do đó cõ̀n được bảo quản trong túi pụliờtilen và tránh nắng. Khi đã mở túi urờ thì phải dùng hờ́t ngay trong mụ̣t thời gian ngắn. Phương trình phản ứng hoá học của urờ xảy ra như cụng thức (( 2 -1)
CO(NH2)2 + H2O + urease 2NH3 + CO2 (2-1)