Phân bón có vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa, nó cần suốt trong quá trình phát triển, từ giai đoạn mạ cho đến lúc thu hoạch. Cùng với các yếu tố năng lượng khác, phân bón cung cấp cho cây là nguồn nguyên liệu để tái tạo ra các chất dinh dưỡng như tinh bột, chất đường, chất béo, protein....
Theo Yoshida (1981) và Trần Thúc Sơn (1996), các giống lúa có thời gian sinh trưởng khác nhau thì yêu cầu phân bón cũng khác nhau. Trong các yếu tố dinh dưỡng thì đạm là yếu tố quan trọng nhất với cây lúa, đạm có phản ứng rõ hơn lân và kali. 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% (Nguyễn Văn Bộ, 2003).
Từ kết quả nghiên cứu của mình tác giả Nguyễn Như Hà (2006) khẳng định, đạm có vai trò quan trọng trong phát triển bộ rễ, thân, lá, chiều cao và đẻ nhánh của cây lúa. Tuy nhiên theo Sarker (2002), lượng đạm càng cao thì lúa đẻ nhánh càng nhiều nhưng lụi đi cũng nhiều. Việc cung cấp đạm đủ và đúng lúc làm cho lúa vừa đẻ nhánh nhanh lại tập trung, tạo được nhiều dảnh hữu hiệu, là yếu tố cấu thành năng suất có vai trò quan trọng nhất đối với lúa.
Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Lan và Đỗ Thị Hường (2009) khi xác định liều lượng đạm viên nén bón cho lúa tẻ thuần chất lượng cao N46 cũng chỉ ra rằng khi tăng lượng đạm bón từ 0 - 120 kg N/ha thì chiều cao cây, tổng số nhánh, số nhánh hữu hiệu/khóm, chỉ số diện tích lá (LAI) giai đoạn đẻ nhánh rộ và trước trỗ cũng tăng. Bên cạnh đó đạm ảnh hưởng đến quang hợp thông qua hàm lượng diệp lục có trong lá, nếu bón lượng đạm cao thì cường độ quang hợp ít bị ảnh hưởng mặc dù điều kiện ánh sáng yếu.
Theo Nguyễn Thị Lẫm (1994), khi tăng lượng đạm cường độ quang hợp, cường độ hô hấp và hàm lượng diệp lục của cây lúa tăng lên, nhịp độ quang hợp, hô hấp không khác nhau nhiều nhưng cường độ quang hợp tăng mạnh hơn cường độ hô hấp gấp 10 lần do vậy làm tăng tích luỹ chất khô của cây.
Kết quả nghiên cứu của Phạm Văn Cường và cs. (2005), khi nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng đạm đến năng suất chất khô ở các giai đoạn sinh trưởng và năng suất hạt của một số giống lúa lai và lúa thuần cho thấy khi tăng lượng đạm bón từ 0 đến 120 kg N/ha thì chỉ số diện tích lá (LAI), trọng lượng chất khô (DM) và tốc độ tích luỹ chất khô của lúa lai (Việt lai 20, Bắc Ưu 903) và lúa thuần (CR 203) đều tăng, song tốc độ tích lũy chất khô của hai giống lúa lai vượt trội so với giống lúa thuần khi tăng mức bón đạm từ 60-180 kg N/ha.
Bên cạnh vai trò làm tăng tích lũy chất khô, đạm có tác dụng làm tăng số hoa phân hoá, tăng số hạt trên bông, cùng với kali xúc tiến các sản phẩm tích luỹ trong cây về hạt làm tăng tỷ lệ hạt chắc và hàm lượng protein trong hạt.
Kết quả nghiên cứu của Phạm Văn Cường và Trần Thị Vân Anh (2006) chỉ ra rằng khi tăng lượng đạm bón thì năng suất hạt của các giống lúa thuộc cả nhóm lúa lai, lúa cải tiến và lúa địa phương đều tăng, đặc biệt tăng mạnh ở các giống lúa lai do tăng chủ yếu số bông/khóm, số hạt/bông và tỷ lệ hạt chắc.
Tuy nhiên theo quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Lan và cs. (2009) tại Thái Bình và Hưng Yên trên giống lúa N46, với các yếu tố cấu thành năng suất, khi tăng lượng đạm bón 0-120 kg N/ha thì số bông/m2 tăng nhưng tổng số hạt trên bông lại khác nhau không có ý nghĩa ở các mức đạm, còn tỷ lệ hạt chắc trên bông có chiều hướng tăng khi tăng lượng đạm bón đến 90 kg N/ha, nhưng nếu bón 120 kg N/ha thì tỷ lệ hạt chắc bắt đầu giảm thấp hơn thậm trí còn kém cả công thức đối chứng.
Theo Weon Tai Jeon (2012), khi nghiên cứu ảnh hưởng của các mức đạm khác nhau (0, 50, 70, 90, 110, 130 and 150 kgN/ha) đối với sinh trưởng, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của giống lúa Goami2, cho thấy giá trị chỉ số SPAD và hàm lượng N trong cây đều tăng sau 29 ngày gieo nhưng lại giảm sau 93 ngày gieo. Kết quả nghiên cứu xác định mức 70 kgN/ha thích hợp cho giống Goami2 đạt năng suất và tỷ lệ gạo xát cao nhất.
Songyikhangsuthor K. et al. (2014), đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của 5 công thức phân đạm (0, 30, 60, 90 và 120 kg/ha) trên 6 giống lúa cạn là: Makhinsoung, Nok, Non, IR55423-1, B6144F-MR-6 và IR60080-46a. Kết quả cho thấy mức đạm 30 kg/ha làm tăng năng suất của các giống lúa cải tiến và mức 50 kg/ha làm tăng năng suất của các giống địa phương. Các công thức bón phân có năng suất cao hơn công thức đối chứng (không bón) từ 29-36% đối với giống cải tiến và tăng 25-34% đối với giống địa phương.
Theo Sarwa N. et al. (2011), sức sống của mạ và tuổi mạ khi cấy có vai trò hết sức quan trọng trong thâm canh lúa. Ảnh hưởng của mật độ cấy, lượng đạm bón và tuổi mạ được tác giả đánh giá sau khi cấy 10, 20, 30 và 40 ngày. Kết quả cho thấy năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất giảm khi cấy ở các tuổi mạ cao, mật độ cấy dầy hơn và không bón phân.
Theo Kawasaki J. et al. (2011), kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của đạm đến năng suất của giống lúa nếp RD6 tại tỉnh Khon Kaen, Thái Lan cho thấy với lượng 75 kgN/ha cho năng suất cao nhất trong cả mùa khô và mùa mưa.
Mazarire M. et al. (2013), nghiên cứu ảnh hưởng của đạm đến một số giống lúa cạn ((NERICA 1, NERICA 3, NERICA 7 và Mhara 1) ở Zimbabwe cho thấy lượng đạm khác nhau có ảnh hưởng đến chiều cao cây, chiều dài bông, tỷ lệ hạt chắc và năng suất. Năng suất giảm ở mức 1 (0 kgN/ha) nhưng ở mức 2 (39.5 kgN/ha), mức 3 (64.5 kgN/ha) và mức 4 (89.5 kgN/ha) 39,5 kgN/ha thích hợp nhất cho 4 giống lúa cạn trên.
Như vậy, đạm ảnh hưởng đến tất cả các đặc tính của cây góp phần tăng năng suất và chất lượng của các giống lúa. Thiếu đạm, sinh trưởng phát triển của cây bị ức chế, rễ kém phát triển, lá có màu lục nhạt do quá trình tổng hợp diệp lục bị kìm hãm. Thiếu đạm lâu ngày diệp lục bị phân huỷ, lá bị úa vàng sau đó cây bị chết. Đủ đạm cây phát triển tốt, quang hợp mạnh, năng suất cao. Để cung cấp hợp lý nhu cầu phân bón nói chung cũng như đạm nói riêng cần căn cứ vào vào lượng dinh dưỡng cũng như điều kiện đất đai nơi trồng trọt...