Sử dụng phân viên nén dúi sâu mang lại rất nhiều lợi ích cho người trồng lúa.Theo Nguyễn Tất Cảnh (2003) [3], nguyên nhân của hiệu quả sử
Urea-N NH4+-N NO3--N
dụng phân bĩn thấp chỉ cĩ 30 - 40% lượng phân đạm bĩn được cây lúa sử dụng, phần cịn lại bị mất đi:
Do bốc hơi dưới dạng NH3.
Do rửa trơi bề mặt khi nước tràn bờ.
Do rửa trơi theo chiều sâu, nhất là dạng nitrat (NO3-).
Bay hơi dạng N2 do quá trình phản nitrat hố.
Hình 2.1: Các con đường mất N trong điều kiện canh tác lúa ngập nước.
Hiệu quả sử dụng đạm trong sản xuất chỉđạt vào khoảng 33% (Raun và Jĩhnonn, 1999). Lượng đạm bị mất đi thơng qua các con đường như rửa trơi, bốc hơi và thấm sâu. Việc mất đạm ngày càng được quan tâm nhiều hơn vì chúng khơng những làm lãng phí tiền đầu tư mà cịn làm ơ nhiễm mơi trường và gây hiệu ứng nhà kính. Hiệu quả sử dụng phân đạm thấp cũng làm giảm hiệu quả kinh tế (Englesjord et al., 1997).
Nguyễn Như Hà (2006) [11]: Khi đạm được bĩn sâu 5 – 10 cm vào tầng khử của đất thì hiệu quả sử dụng đạm cao hơn. Bĩn đạm vào tầng khử, đạm được các keo đất giữ dưới dạng NH4+, cung cấp dần cho cây, ngăn chặn việc hình thành NO3-, hiệu lực của đạm cĩ thể tăng lên gấp đơi. Bĩn đạm sâu cịn ngăn chặn việc bốc hơi NH3 vào tầng khí quyển (Nguyễn Ngọc Nơng, 1999) [20]. Tuy nhiên phương pháp này chỉ phù hợp cho bĩn lĩt.
Theo Phạm Sỹ Tâm (Viện lúa ðồng bằng Sơng Cửu Long). Hiện nay, các nhà khoa học đang tập trung chủ yếu nghiên cứu và đề xuất hướng nghiên cứu để làm tăng hiệu quả của sử dụng phân bĩn cho cây trồng theo phương pháp như:
- Sử dụng phân urê chậm tan.
- Dùng các chất phụ gia bọc urê để ngăn khơng cho urê tan nhanh trong nước.
- Dùng urê viên bĩn chơn sâu trong đất để giảm thiểu bốc hơi amonia. - Dùng các chất ức chế men urease hoạt động để hạn chế thất thốt do bốc hơi amonia.
- Dùng các chất ức chế vi sinh vật phản nitrat hố hoạt động để hạn chế thất thốt nitrat trong đất.
- Bĩn chia nhỏ ra làm nhiều lần, mỗi lần bĩn một lượng nhỏ cho cây sử dụng triệt để sẽ hạn chế sự thất thốt
Các sản phẩm phân đạm mới dựa theo nguyên lý: phân được giải phĩng chậm (CRN) cĩ tác dụng thúc đẩy tối đa sinh trưởng và làm giảm sự mất đạm đã được nghiên cứu nhiều trong hai thập kỷ gần đây (Goertz, 1991; Hauck, 1985; Waddington, 1990). Hiệu quả sử dụng phân đạm tăng đồng nghĩa với việc tăng năng suất và chất lượng sản phẩm và làm tăng thu nhập cho người trồng trọt.
Các loại phân giải phĩng chậm cĩ thể phân thành 2 loại: loại hồ tan chậm và loại được bọc hồn tồn trong nước. Ngồi ra cịn cĩ một số sản phẩm khác như chất ổn định đạm, chất hạn chế sinh học, thực chất chúng khơng phải là phân đạm chậm tan mà chúng cĩ tác dụng làm giảm việc mất đạm thơng qua việc làm chậm quá trình chuyển hố đạm. Các loại phân bọc polymer tỏ ra cĩ nhiều hứa hẹn được sử dụng rộng rãi trong nơng nghiệp vì chúng được sản xuất theo cách đạm được giải phĩng một cách cĩ kiểm sốt
Các chất polymer thơng thường cĩ độ bền lớn và tốc độ giải phĩng đạm chậm hơn so với dự đốn và phụ thuộc khá nhiều vào nhiệt độ và ẩm độ (Hauck, 1985)
Hầu hết các loại phân đạm chậm tan hiện nay là các loại phân đạm được bọc lưu huỳnh và bọc polymer. Khi bĩn vào trong đất nhờ các quá trình phân huỷ sinh học hoặc phá vỡ lớp vỏ bọc để giải phĩng đạm bên trong. Các thí nghiệm áp dụng các loại phân này cho thấy khi bĩn cho bơng làm giảm được 40% lượng đạm bĩn (Howard, 1997), làm tăng năng suất lúa mỳ 20%. Khi bĩn cho khoai tây làm giảm khá lớn việc mất đạm dưới dạng nitrat và làm tăng năng suất đáng kể.
Hiện nay khi giá phân đạm đang ở mức cao thì việc sử dụng tiết kiệm lượng đạm trong canh tác lúa để giảm giá thành sản xuất càng cần thiết. Giảm lượng đạm nhưng ruộng lúa vẫn phải đảm bảo được năng suất, nên vấn đề là cần gia tăng hiệu quả sử dụng đạm của cây lúa và chống thất thốt đạm trong quá trình canh tác.
Hiệu quả sử dụng lượng phân đạm của lúa thường rất thấp, chỉ khoảng 35 - 40%, cĩ thể nâng cao hiệu quả sử dụng đạm lên tới 45- 50% bằng các biện pháp :
1/ Bĩn đúng các thời kỳ cây lúa cĩ nhu cầu đạm cao: ðây là các thời kỳ cây hút chất dinh dưỡng mạnh nhất, lúc này cần kịp thời bĩn phân đáp ứng nhu cầu của cây để đạt năng suất tối hảo nhất, các thời kỳđĩ là: Bén rễ, nẩy chồi, làm địng, sau khi lúa trổ.
2/ Hạn chế sự thất thốt đạm: Phân đạm đang sử dụng rộng rãi hiện nay là phân Urê, thuộc nhĩm amơn rất dễ tan. Khi bĩn vào đất, do tác động của men ureaza, Urê sẽ được thủy phân thành Carbonat amơn ( NH4)2CO3, được cây sử dụng hoặc được keo đất hấp thụ để sau đĩ cung cấp từ từ cho cây. Khi chưa được thủy phân, Urê khơng bịđất giữ lại, thấm sâu rất nhanh.
Sự phân giải nhanh hay chậm tùy thuộc tính chất đất, độ pH đất, nhiệt độ, độ ẩm... Ở đất thịt, trung tính, nhiệt độ 30ºC sự phân giải chỉ trong 2 - 3 ngày trong khi đĩ ởđất cát phải mất đến 7-8 ngày.
Sự mất đạm cịn do sự oxy hố đạm amoniac ở lớp đất mặt thành khí Nitơ tự do bay mất .
Từ rất lâu, các nhà khoa học đã bỏ nhiều cơng sức nghiên cứu để giảm thiểu việc thất thốt phân đạm trong trồng trọt, nhất là trong trồng lúa nước và đã đạt được một số tiến bộ như việc chia phân đạm ra nhiều lần để bĩn, dúi phân đạm sâu vào bùn, áo hạt urê bằng dàu neem, hỗn hợp với lưu huỳnh, sản xuất phân tan chậm... Tuy nhiên các tiến bộ đĩ cũng chỉ mới dừng lại ở việc nâng cao hiệu suất phân đạm từ 40 - 45% lên 55 - 60% mà thơi. Tuy xĩt xa với cái giá nhà nơng phải trả cho đến phân nửa lượng đạm trơi theo nước, bay vào khơng khí nhưng cũng chưa cĩ đột phá nào đáng kể.
Năm 1997, các nhà khoa học đã tiến thêm một bước bằng việc sử dụng Agrotain (tên thương mại của hĩa chất nBTPT - n-Butyl Thiophosphoric Triamide) để ức chế men urease làm hạn chế quá trình chuyển hĩa từ phân urê thành amoniac sau khi bĩn xuống ruộng. Bằng cách đơn giản, cứ 1 T urê người ta tưới và trộn đều với 2-3 lít Agrotain rồi đem bĩn xuống ruộng thì sẽ hạn chế tối đa việc thất thốt. Việc sử dụng Agrotain áo urê đã được một số nước như Mỹ, Canada, Úc, Newzealand sử dụng và mang lại kết quả rất khả quan do việc hạn chế thêm được 20% lượng đạm thất thốt do biến thành amoniac bay vào khơng khí.
Tại Việt Nam, các khảo nghiệm đầu tiên được TS. Phạm Sỹ Tân, PVT Viện Lúa ðBSCL tiến hành trong 2 năm 2006 - 2007 tại tỉnh Cần Thơ và Sĩc Trăng trên các chân đất phù sa ngọt, nhiễm phèn mặn trên cả 2 vụđơng xuân và hè thu đều mang lại kết quả giống nhau là: Với các nghiệm thức cĩ làm lượng đạm thấp dưới chuẩn (từ 40 - 75 kg N/ha) thì loại phân urê cĩ áo
Agrotain đều mang lại năng suất cao hơn loại urê thường, nhưng với lượng đạm bĩn cao hơn chuẩn (từ 100 kg N/ha trở lên) thì loại urê cĩ áo Agrotain lại cho năng suất thấp hơn, do loại urê cĩ áo Agrotain làm lúa lốp đổ nhiều hơn.
Các đo đếm thấy, nếu dùng Agrotain thì sẽ tiết giảm được 20 kg N/ha (43 kg urê), cĩ nghĩa là tiết kiệm được hơn 25% lượng urê (cứ 1 T urê tiết giảm được 250 kg).
Ơng Nguyễn Văn Linh, Gð Cty TNHH Hữu cơ, người nhập khẩu Agrotain về VN cho biết, trong một chuyến đi Newzealand ơng đã tình co phát hiện ra Agrotain khi thấy các trang trại đều để urê (đã áo Agrotain) trong kho theo kiểu hàng xá khơng bao bì mà khơng bị chảy nước, khơng khai, khơng hơi. Ơng cũng cho biết thêm, hiện nay Mỹđang là nước độc quyền sản xuất Agrotain và với giá bán tại VN dự kiến 16 USD/lít (260.000 đ), mà cứ 1T urê dùng hết 3 lít Agrotain - 800.000 đ, trong lúc đĩ tiết kiệm được 250 kg urê - 2 triệu đồng, như vậy nhà nơng vẫn lãi 1,2 triệu đồng. Nếu tính theo diện tích thì mỗi ha ở vụ hè thu tiết kiệm được 40 kg urê giá 320.000 đ, trong lúc tiền mua Agrotain chỉ hết nửa lít -130.000đ, người nơng dân được lời 190.000 đ/ha.