Đạm giải phóng từ phân viên nhả chậm C1 và L1- 123docz.net

4.1a Một số chỉ tiêu khí hậu tại huyện Bát Xát tỉnh Lào Cai

4.11. Đạm giải phóng từ phân viên nhả chậm C1 và L1

Đơn vị: %

Công thức Ngày theo dõi (ngày)

0 7 14 21 28 35

C1 0 3 4 6 11 15

L1 0 32 35 42 35 34

Ghi chú: C1: PVNC bọc keo + dịch chiết, L1 PVNC bọc dịch chiết

Bảng 4.12. Lƣợng N giải phóng từ phân viên nhả chậm bọc keo với dịch chiết (C1) và lƣợng amon trong đất đỏ vàng Lào Cai

Amon (mg/kg) 370 370 410 410 460 460

N giải phóng (%) 4 3 6 2 14 13

Bảng 4.13. Lƣợng N giải phóng từ phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) và lƣợng amon trong đất đỏ vàng Lào Cai

Amon (mg/kg) 370 395 395 415 410

N giải phóng (%) 37 36 42 34 33

Ở giai đoạn đầu của thí nghiệm, N giải phóng từ phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) nhanh hơn so với phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1). Ở giai đoạn sau, lượng đạm giải phóng của phân viên nhả chậm bọc dịch chiết dần dần ổn định, trong khi phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) lại tăng lên với mức độ cao hơn so với phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1). Thoạt đầu trong thí nghiệm lượng đạm giải phóng của phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) tăng lên nhanh chóng theo phương trình tuyến tính được giải phóng trước 7 ngày cuối cùng. Sau đó, lượng N giải phóng tăng lên chậm dần. Ngược lại lượng N giải phóng của phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) tăng lên ổn định trước 21 ngày sau bón, nhưng N được coi là giải phóng nhanh hơn ở giai đoạn sau vì độ dốc của đường cong lớn hơn.

Bảng 4.14. Đặc điểm động thái của giải phóng đạm từ phân viên nhả chậm C1 và L1

Công thức Mơ hình Phƣơng trình r SE

C1 Động học bậc 1 qt = -15,678 (1-e 0.017t) 0,966 1,761 Simple Elovich qt = 1233,599 – 243,888 ln (t) 0,845 90,57 Khuếch tán Parabol qt = 1022,234 – 108,333 t0,6 0,807 98,99 L1 Động học bậc 1 qt = 434 (1-e-0,299t) 0,555 22,31 Simple Elovich qt = 277,214 + 47,076 ln(t) 0,825 18,98 Khuếch tán Parabol qt = 299,344 + 26,212 t0,5 0,826 18,01 Significant at α<0,05

Mối quan hệ giữa lượng N giải phóng và thời gian có thể được mơ tả khi sử dụng phương trình động học bậc 1, Simple Elovich và phương trình khuếch tán Parabol. Khi sử dụng lượng N giải phóng của phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) và phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) phương trình động học bậc 1 trong số 3 phương trình được chỉ ra phù hợp nhất cho lượng N giải phóng từ phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) với r cao nhất là 0,966 và SE nhỏ nhất là 1,761. Tuy nhiên, trong số các phương trình cho trường hợp phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) giá trị r nhỏ nhất chỉ là 0,555 và SE cao nhất là 22,31. Điều này cho thấy 3 phương trình có thể khơng mơ tả giải phóng N tốt từ phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) vì các thơng số có thể khơng đủ phản ánh được quá trình.

Hình 4.10. Tƣơng quan giữa lƣợng đạm giải phóng và nồng độ amon

Phân tích mối tương quan giữa lượng đạm giải phóng của các loại phân viên nhả chậm và lượng amon tích lũy trong đất đỏ vàng Lào Cai được trình bày ở hình 4.10. Lượng N giải phóng của phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) có mối tương quan thuận với nồng độ NH4+

, r = 0,85.

Dựa vào các kết quả phân tích tương quan NO3- và NH4+ được chọn như là những biến số nhị nguyên trong mơ hình dự đốn giải phóng N từ phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) và phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1). Mơ hình và kết quả đánh giá được chỉ ra ở bảng 4.15.

Bảng 4.15. Mơ hình tuyến tính dự đốn giải phóng N từ C1 và L1

Phƣơng trình hồi quy Cộng tuyến r SE

T VIF

C1 = 0,03816N+0,05614A – 24,3 0,4845 2,312 0,957 1,501 L1 = -0,005012N – 0,1510A+ 94,86 0,2452 4,333 0,801 3,735 P<0.05 Hệ số phóng đại phương sai (VIF)

Ghi chú: C1: PVNC bọc keo + dịch chiết, L1 PVNC bọc dịch chiết T: Tỷ số T dùng trong kiểm định giả thiết; VIF: Hệ số phóng đại phương sai.

N: hàm lượng nitrat; A: hàm lượng amon. Hàm lượng nitrat được tính tốn từ hàm lượng amon thơng qua q trình nitrat hóa theo lý thuyết trên đất cây trồng cạn

Mơ hình với mối tương quan chặt (r = 0,957, SE = 1,501) đối với phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) phản ánh tốt lượng N giải phóng ở đất đỏ vàng Lào Cai và khơng có vấn đề cộng tuyến (collinearity). Mơ hình này có thể dự đốn có hiệu quả và định lượng được lượng N giải phóng từ phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) ở đất đỏ vàng Lào Cai trong khi vẫn đảm bảo được tiện ích và độ chính xác của yêu cầu số liệu. Đáng tiếc, giá trị r = 0,801 và SE = 3,753 của mơ hình cho phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) khơng đủ độ tin cậy để phân tích sâu hơn và dự đốn được lượng N giải phóng từ chúng. Mặc dù mơ hình sự đốn lượng N giải phóng từ phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) có mức độ phù hợp tốt hơn, hơn nữa kết quả cũng cho thấy quá trình nitrat hố xảy ra chậm hơn khi bón phân viên nhả chậm có bọc keo và dịch chiết (C1) so với khi bón phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) và phân viên nhả chậm dạng nén.

Một số phương trình được trình bày ở trên là phù hợp và được sử dụng trong mơ hình giải phóng amon theo thời gian. Trong số các phương trình trên, ba phương trình, bao gồm phương trình động học bậc 1, phương trình Khuếch tán Parabol và phương trình Simple Elovich đã được sử dụng thường xuyên để nghiên cứu sự thay đổi hàm lượng amon trong đất nghiên cứu (Ranjbar and Jalali, 2014). Phương trình khuếch tán Parabol và phương trình Simple Elovich được sử dụng để mô tả rất tốt động thái của việc giải phóng kali trong đất (Najafi-Ghiri, 2014). Trong phân viên nén nhả chậm ngồi yếu tố đạm cịn yếu tố kali cũng rất linh động trong đất nên cũng có thể ảnh hưởng đến việc xác định mức độ giải phóng của amon nên đã sử dụng thêm phương trình Simple Elovich.

trong dung dịch đất có thể kiểm sốt được việc giải phóng amon (Ranjbar and Jalali, 2014).

Khi dự đốn giải phóng đạm từ các dạng phân viên chậm tan trong đất đỏ vàng Lào Cai cho thấy: Đạm được giải phóng ổn định hơn từ phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) so với phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1), điều này cho thấy phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết kiểm sốt q trình thuỷ phân đạm nên kiểm sốt việc giải phóng đạm tốt hơn (Yang et al., 2012; Lu et al., 2013; Lu et al., 2016). Giải phóng đạm ở giai đoạn sau có xu hướng thay đổi

nhẹ, chủ yếu là do phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) kiểm soát hoạt động của các vi sinh vật thuỷ phân ure. Nước thấm qua các khe hở của màng hoà tan phân bón bên trong gây ra áp suất nội tại. Vì dịch chiết vừa có tác dụng lấp các khe hở của phân viên nén vừa có tác dụng hạn chế việc thuỷ phân ure, nhưng vì khả năng bọc thấm hơn keo nên dẫn đến khả năng giải phóng đạm nhanh hơn so với phân viên phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1).

Mặc dù lượng đạm giải phóng của các loại phân viên nhả chậm không đạt được 100% ở giai đoạn cuối của thí nghiệm, nhưng kết quả có thể được sử dụng để mơ phỏng việc giải phóng đạm trong đất đỏ vàng Lào Cai khi bón các loại phân này. Mối quan hệ giữa lượng đạm giải phóng và thời gian có thể được biểu thị bằng các phương trình như phương trình động học bậc 1, phương trình Simple Elovich và phương trình khuếch tán Parabol (Xiong et al., 2010; Zou et al., 2015; Kundu et al., 2013). Sử dụng số liệu giải phóng đạm của phân viên phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) và phân viên phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) để so sáng mức độ phù hợp của các phương trình này. Giá trị r cao nhất và SE nhỏ nhất của phương trình động học bậc 1 trong số ba phương trình là phù hợp nhất để mơ phỏng lượng đạm giải phóng từ phân viên phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) (Zhang et al., 2000; He et al, 1999). Tuy nhiên, mức

độ phù hợp của ba phương trình khi bón phân viên phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) là thấp chủ yếu do đạm giải phóng từ phân viên phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) theo cơ chế kìm hãm hoạt động của vi sinh vật thuỷ phân ure bị ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố trong khi đạm được bọc keo chủ yếu theo cơ chế khuếch tán (Trenkel, 2010, Azeem et al., 2014).

Phân viên nhả chậm được sử dụng ngày càng nhiều có tác dụng làm tăng năng suất cây trồng trong khi lại giảm được việc mất đạm, tăng hiệu quả sử dụng phân đạm (Wu et al., 2008; Bortolett-Santos et al., 2016; Liu et al., 2016). Đây là

điều rất có ý nghĩa trong việc bảo vệ môi trường hiện nay. Tuy nhiên, các nghiên cứu về việc áp dụng phân viên nhả chậm trong đất đỏ vàng Lào Cai còn rất hạn chế, nhất là khu vực miền núi, có độ dốc lớn. Phân tích mối tương quan giữa việc bón phân viên nhả chậm và ảnh hưởng của chúng đến mơi trường là rất có ý nghĩa. Dựa vào mơ hình mơ phỏng giải phóng đạm khi bón các loại phân này này ở đất đỏ vàng Lào Cai để xác định nồng độ amon thay thế cho phương pháp truyền thống là xác định trọng lượng bị mất đi (Wilson et al., 2009; Hyatt et al., 2010; Yang et al., 2011; Yang et al., 2013; Geng et al., 2016). Tuy nhiên cần

nghiên cứu để tăng mức độ chính xác khi sử dụng mơ hình. Phần phía dưới đây sẽ tập trung nghiên cứu sử dụng mơ hình Hydrus-2D để mô phỏng sự di động đạm khi bón phân viên chậm tan vào đất ở các khoảng thời gian khác nhau.

4.2.4. Nghiên cứu sự di động đạm của các loại phân viên nhả chậm khi đƣợc bón vào đất đỏ vàng của Lào Cai trên phần mềm HYDRUS -2D

Sự di động của đạm trong đất đỏ vàng Lào Cai khi bón các loại phân viên nhả chậm được mơ tả bằng đồ thị về sự phân bố của đạm trong đất ở các khoảng thời gian khác nhau. Trong thí nghiệm này xác định nồng độ đạm ở các thời điểm 5, 10, 20, 30 và 60 ngày sau khi bón phân; kết quả phân tích được biểu diễn trên các đồ thị (hình 4.11 - hình 4.15).