II. Phân urea nhả chậm UF
2. Khảo sát khả năng nhả chậm của sản phẩm
2.2. Khả năng nhả chậm N của sản phẩm
2.2.1. Độ tan của sản phẩm trong nước
Lượng phân (%) tan ra trong nước:
Bảng 3.13: Độ tan trong nước( %) của sản phẩm.
U:F Độ tan trong nước (%) của sản phẩm theo thời gian
1 ngày 2 ngày 3 ngày 4 ngày 5 ngày 6 ngày
1:0 100 100 100 100 100 100
4:1 53.63 57.93 58.87 59.05 59.05 59.05
3:1 35.89 39.93 41.72 41.97 41.97 41.97
2:1 15.34 17.71 18.52 18.78 18.78 18.78
1.5:1 9.70 11.77 12.57 12.71 12.71 12.71
1:1 3.60 4.54 4.71 4.71 4.71 4.71
0.5:1 3.12 3.64 3.82 3.82 3.82 3.82
Nhận xét:
Độ tan trong nước của sản phẩm tăng dần khi tăng tỉ lệ mol của urea so với formaldehyde. Khi tỉ lệ UF là 1:1 thì sản phẩm tan ít. Như vậy khi tăng tỉ lệ urea lên, khả năng liên kết để tạo polymer giảm xuống nên tính tan tăng.
Đồ thị 3.4: Độ tan trong nước (%) của sản phẩm
2.2.2. Trong đất và nước
Bảng 3.14: Hàm lượng nitrogen (%) nhả ra trong môi trường đất + nước.
U:F
Hàm lượng N (%) nhả ra theo thời gian Tuaàn
1
Tuaàn 2
Tuaàn 3
Tuaàn 4
Tuaàn 5
Tuaàn 6
Tuaàn 7
Tuaàn 8
Tuaàn 9
Tuaàn 10
Tuaàn 11
Tuaàn 12
1:0 72.5 78.72 80.89 82.47 83.38 84.00 84.31 - - - - -
4:1 38.9 43.94 45.11 46.98 48.54 50.10 51.66 53.22 54.78 56.02 57.26 58.50 3:1 23.3 27.03 29.20 31.07 32.94 34.50 36.06 37.62 39.18 40.74 41.98 43.22 2:1 10.89 13.73 15.60 17.47 19.03 20.59 21.83 23.07 24.31 25.55 26.79 28.03 1.5:1 6.84 9.02 10.89 12.45 14.01 15.57 16.81 18.05 19.29 20.53 21.77 23.01 1:1 1.56 2.80 4.04 5.28 6.48 7.72 8.96 10.20 11.44 12.68 13.92 15.16 0.5:1 1.24 2.17 3.10 4.03 4.96 5.89 6.82 7.75 8.68 9.61 10.54 11.47
Đồ thị 3.5: Hàm lượng N (%) nha ûcủa sản phẩm trong đất và nước Nhận xét:
- Sản phẩm UF nhả chậm N từ 1.24 – 39% trong tuần đầu, trong khi urea đối chứng nhả gần hết lượng N có trong mẫu (72.5%).
- Hàm lượng nhả N của sản phẩm tăng theo tỉ lệ mol urea trong sản phẩm.
Tỉ lệ nhả nhiều nhất là UF 4:1 ngay trong tuần đầu (38.9%) sau đó ổn định dần và ít nhất là UF 0.5:1 (1.24%). Điều này có thể giải thích là khi hàm lượng urea, thì khả năng liên kết để tạo polymer giảm xuống nên sản phẩm dễ bị phân huỷ hơn các tỉ lệ còn lại.
- Thời gian nhả N của sản phẩm tiếp tục kéo dài sau thời gian khảo sát.
2.2.3. Trong hỗn hợp đất và cát ẩm
Bảng 3.15 : Hàm lượng nitrogen nhả ra trong môi trường đất + cát ẩm.
Tổ leọ U:F
Hàm lượng N (%) nhả theo thời gian
Tháng 1 Tháng 2 Tháng 3 Tháng 4 Tháng 5 Tháng 6
1:0 72.00 85.70 86.90 87.52 87.83 -
4:1 57.87 76.54 80.58 82.45 84.32 85.56
3:1 46.67 61.91 73.11 77.47 80.27 81.51
2:1 22.08 32.97 40.44 45.73 49.15 51.95
1.5:1 20.50 30.80 38.27 43.25 46.98 50.09
1:1 2.18 4.05 5.92 7.79 9.97 14.64
0.5:1 1.56 2.80 4.04 5.28 6.52 7.76
Đồ thị 3.6:Hàm lượng N(%) nha ûcủa sản phẩm trong đất và cát ẩm Nhận xét:
- Cũng giống như trong môi trường đất và nước, ở môi trường đất và cát ẩm sản phẩm UF nhả N từ 1.56 – 57.87% trong tháng đầu tiên trong khi urea đối chứng đã nhả 72% N. Những tháng còn lại, lượng N của sản phẩm được nhả ổn định còn hàm lượng N của urea đối chứng còn lại không đáng kể.
- Sản phẩm UF cũng nhả N ổn định và chậm hơn rất nhiều so với urea đối chứng. Nhưng vì thời gian khảo sát lâu hơn (1 tháng/1lần) nền hàm lượng N ở mỗi lần cũng cao hơn.
- Thời gian nhả N của sản phẩm tiếp tục kéo dài sau thời gian khảo sát (UF 0.5 – 2/1).
Kết luận:
- Với môi trường đất và nước trong sản xuất nông nghiệp, cây nông nghiệp dưới nước (lúa) có thời gian trồng và thu hoạch từ 3 – 6 tháng, sản phẩm UF 3 – 4/1 trong môi trường đất + nước có hàm lượng nhả N trong 3 tháng như trên là rất thích hợp để bón.
- Còn trên môi trường đất ẩm, những cây trồng ngắn ngày (từ 3 – 6 tháng), bón sản phẩm UF 3 – 4/1 (hàm lượng nhả gần 80%) là thích hợp. Cây trung và dài ngày thì bón sản phẩm UF 0.5 – 2/1 có thời gian nhả chậm lâu hơn nên bón tỉ lệ này thì phù hợp.
2.2.4. Aûnh hưởng của nhiệt độ
Yếu tố nhiệt độ khi thực hiện phản ứng với tỉ lệ U/F là 1/1 không ảnh hưởng đến hàm lượng nitrogen tổng của sản phẩm (N chiếm 34.72%).
Kết quả nhả chậm nitrogen trong đất + nước của sản phẩm ở hai điều kiện
Bảng 3.16: so sánh phần trăm nhả chậm của UF ở hai điều kiện phản ứng
U:F Hàm lượng N(%) nhả theo thời gian
1 tuaàn 2 tuaàn 3 tuaàn 4 tuaàn 5 tuaàn
1:1 (t>p) 1.56 2.80 4.04 5.28 6.25
1:1 (tp) 1.56 3.12 4.36 5.60 6.84
Nhận xét: Nhiệt độ phản ứng không ảnh hưởng nhiều đến khả năng nhả chậm của sản phẩm. Do đó để đơn giản qui trình tổng hợp ta thực hiện ở nhiêt độ phòng.
IV. Kết quả thực tế trên cây trồng
1. Phân urea nhả chậm nền tinh bột trên cây rau cải ngọt 1.1. Hàm lượng N dễ tiêu trong đất
Bảng 3.17: Hàm lượng N(%) trong đất trước và sau khi bón phân
Maãu
Thời gian Đối chứng SP 100% SP 50% SP 30%
Trước khi bón 0.0101 0.0095 0.0101 0.0101
1 tuaàn 0.0370 0.0168 0.0146 0.0134
2 tuaàn 0.0230 0.0246 0.0196 0.0174
3 tuaàn 0.0130 0.0196 0.0157 0.0140
4 tuaàn 0.0101 0.0174 0.0146 0.0123
5 tuaàn 0.0078 0.0168 0.0134 0.0112
6 tuaàn 0.0045 0.0157 0.0129 0.0101
Đồ thị 3.7: Hàm lượng N (%) dễ tiêu trong đất
Nhận xét:
1. Hàm lượng N dễ tiêu trong đất ở tất cả các mẫu đều tăng sau khi bón 1 tuần.
2. Ở mẫu urea đối chứng, lượng N tăng vọt ở tuần thứ 1 và sau đó giảm rất nhanh do N nhả ra cây hấp phụ không hết nên bị rửa trôi và ngấm sâu vào đất. Sau 6 tuần thì hàm lượng thấp hơn trong mẫu đất ban đầu.
3. Ở mẫu đất sử dụng sản phẩm nhả chậm lượng N dễ tiêu sau môt tuần tăng ít do N nhả ra lượng vừa phải và nhu cầu N của cây cải ngọt ở giai đoạn đầu nhiều. Sau 2 tuần thì lượng N tăng và sau đó giảm ổn định ở mức đảm bảo cho cây phát triển. Sau 6 tuần thì mức N còn lại trong đất luôn cao hơn urea đối chứng (cả ở mẫu sử dụng 30%).
Số lá, chiều cao và trọng lượng trung bình của cây
Bảng 3.18: Kết quả rau cải ngọt của phân urea nhả chậm nền TB và urea đối chứng
Thới gian Ban đầu 1 tuần 2 tuần Thu hoạch
Chổ tieõu Soỏ
lá
Chieàu cao(cm)
Soá lá
Chieàu cao(cm)
Soá lá
Chieàu cao(cm)
Soá lá
Chieàu cao(cm)
Trọng lượng TB (g)
Cải vuù I
Đối chứng 3 15 5 27 7 37 8 43 71.3
SP 100% 3 15 5 29 7 41 9 47 97.6
SP 50% 3 15 5 28 7 41 9 46 92.2
SP 30% 3 15 5 28 7 39 9 46 72.4
Cải vuù
II
Đối chứng 3 14 5 24 6 31 8 37 41.5
SP 100% 3 14 5 26 7 36 9 44 69.8
SP 50% 3 14 5 26 7 35 8 42 46.6
SP 30% 3 14 5 25 6 35 8 40 42.3
Nhận xét :
Ơû vụ I, cây cải ngọt được trồng bằng cây ươm sẵn có só lá và chiều cao ban đầu gần như nhau. Sau 1 tuần, có sự chênh lệch giữa chiều cao cải ở các mẫu thử nghiệm ( mẫu đối chứng: 27cm, mẫu SP 100%, 50%, 30%, có chiều cao lần lượt :29, 28, 28cm). Sau 2 tuần, sự chờnh lệch chiều cao rừ rệt (mẫu đối chứng: 37cm, mẫu Sp 100%, 50%, 30%: 41, 41, 39cm). Khi thu hoạch, có sự chênh lệch cả về chiều cao, số lá và trọng lượng cây. Ở cá mẫu đất sử dụng sản phẩm đều cho trọng lượng cải lớn hơn so với đối chứng, cả mẫu dùng Sp 30%.
Các mẫu đều cho vải xanh tốt.
Ơỷ vụ II, SP 100%, 50% cho năng suất và chất lượng cõy cải tốt hơn rừ rệt.
Mẫu SP 30% cho năng suất hơi trội hơn mẫu đối chứng. Năng suất vụ II nhìn chung thấp hơn vụ I do lượng phân bón đã sử dụng gần hết.
Cải ngọt sau khi trồng được 3 tuần ( thu hoạch vụ I)
Hình 3.1: Cải trồng với urea đối chứng
Hình 3.2: Cải trồng với SP100%
Hình 3.3: Cải trồng với SP50%
Hình 3.4: Cải trồng với SP30%
2. Phân urea nhả chậm UF trên cây cỏ voi 2.1. Hàm lượng N dễ tiêu trong đất
Bảng 3.19: Hàm lượng N (%) trong đất Maãu
Thời gian Urea đối chứng SP 100% SP 50%
Trước khi bón 0.0143 0.0140 0.0141
Sau 2 tuaàn 1.8270 0.9731 0.4513
Sau 4 tuaàn 0.6371 0.7149 0.3837
Sau 6 tuaàn 0.2020 0.6520 0.1879
Sau 8 tuaàn 0.0925 0.5460 0.1387
Sau 10 tuaàn 0.0182 0.3125 0.0976
Sau 12 tuaàn 0.0147 0.1845 0.0713
Đồ thị 3.7: Hàm lượng N (%) dễ tiêu trong đất Nhận xét:
4. Đất trồng thử nghiệm là đất có hàm lượng N giàu (%N >
0.006%).
5. Hàm lượng N dễ tiêu trong đất ở tất cả các mẫu đều tăng sau khi bón 2 tuần.
6. Ở mẫu urea đối chứng, lượng N tăng vọt ở tuần thứ 2 và sau đó giảm rất nhanh do N nhả ra cây hấp thụ không hết nên bị rửa trôi và ngấm sâu vào đất. Sau 12 tuần thì hàm lượng không còn đáng kể.
7. Ở mẫu đất sử dụng UF 2:1, lượng N sau 2 tuần tăng ít, do phân UF được phân hủy từ từ để cho cây hấp phụ. Sau đó lượng N được phân UF nhả giảm đi nhưng vẫn cung cấp ổn định ở mức cao hơn urea đối chứng
cho cây cỏ voi phát triển. Sau thu hoạch N của mẫu UF vẫn còn ở mức cao hơn so với mẫu urea đối chứng.
2.2. Kết quả trồng cây cỏ voi
Bảng 3.20: So sánh kết quả trồng cây cỏ voi của phân UF và urea đối chứng Phaân
Kết quả UF 2:1 (20g)
100%
UF 2:1 (10g) 50%
Urea (20g) 100%
Sau 3 tuaàn
Cảm quan xanh tốt xanh xanh
Số lượng lá trung bình 6 6 7
Chieàu cao caây tbình (m) 0.67 0.65 0.7
Naêng suaát tbình (kg/caây) 0.15 0.14 0.16
Sau 3 tháng
Cảm quan xanh tốt xanh xanh
Số lượng lá trung bình 16 15 14
Chieàu cao caây tbình (m) 1.74 1.72 1.70
Naêng suaát tbình (kg/caây) 0.82 0.76 0.73
Cỏ voi sau khi troàng ủược 3 tuần:
Hình 3.5:
Urea đối chứng
Cỏ voi sau ba tháng Hình 3.6:
Maãu UF 100%
Hình 3.7:
Maãu UF 50%
Hình 3.8:
Maãu urea đối chứng
Nhận xét:
- Sau 3 tuần, cỏ voi phát triển bình thường ở cả 3 loại bón, chưa có sự phõn biệt rừ rệt.
- Sau 3 tháng: với cùng một lượng bón, cỏ voi bón bằng sản phẩm UF 2:1 (100% và 50%) xanh và tốt hơn, số lá, chiều cao, năng suất trung bình cao hơn so với urea đối chứng.
- Bón UF 2:1 giảm đi một nửa (50%), hiệu quả vẫn đảm bảo hiệu quả hơn bón urea đối chứng (100%).
Hình 3.9:
Maãu UF 100%
Hình 3.10:
Maãu UF 50%.
Tieỏng Vieọt
[1] Nguyễn Mạnh Chinh, Nguyễn Đăng Nghĩa, Mai Văn Quyền (2005), “Phân bón với cây trồng”, (4), nhà xuất bản nông nghiệp, Tp Hồ Chí Minh.
[2] Tủ sách kiến thức nhà nông (2005), “Hướng dẫn bón phân cân đối và hợp lý cho cây trồng”, Nxb Văn hoá Dân tộc, Hà Nội.
[3] Trần Khắc Chung, Mai Hữu Khiêm (2002), “Phân bón nhả chậm được hấp thuù 100%” Vnexpress.net.
[4] Phạm Hữu Lý, Đỗ Bích Thanh (2005) “Nghiên cứu tổng hợp phân urea nhả chậm với polymer nền gelatin”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 43(3) tr. 67 –
[5] Nghiêm Ngọc Dũng, Nguyễn Trung Hiếu, Nguyễn Văn Khôi, Nguyễn Thanh Tùng (2005), “Tổng hợp và nghiên cứu ảnh hưởng của polymer siêu hấp thụ nước tới khả năng lưu giữ phân bón của môi trường đất”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 43(4), tr. 66 – 70.
[6] Hoàng Kim Anh (2005), “Tinh bột sắn và các sản phẩm từ tinh bột sắn”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
[7] Thái Doãn Tĩnh (2005), “Cơ sở hóa học hữu cơ”, tr. 2 – 3, Lê Ngọc Tú (chủ biên) (1997), “Hóa sinh công nghiệp”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
[8] Lê Ngọc Tú (chủ biên) (1997), “Hóa sinh công nghiệp”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
[9] Lê Ngọc Tú (chủ biên) (1999), “Hóa học thực phẩm”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
Tieáng Anh
[10] Ray S. K., Varadachari C., Ghosh K. (1995), “Manufacture of slow release boron fertilizer”, India Patent IN 175597A.
[11] Goertz H. M., Timmons R. J., Johnson W. R. (2000), “Precoated controlled release fetilizer and processes for their preparation”, United States Patent 6039781.
[12] Kauthoven H. G. A., Terlingen G. R. A., Tijsma E. J. (2000), “Controlled release fertilizer composition and processes for the preparation thereof”, United States Patent 6139597.
[13] Anjos A. D., Mangrich A. S., Soares J. F., Tessaro L. C., Wypych F. (2001),
“A slow release K fertilizer from residues of the Brazilian oil-shale industry”, Environmental Geology, 40(8), 1030 – 1036.
[14] Engelhardt K., Locquenghien K. H., Kleibach E., Muller M. W. (2001),
“Coated fertilizer granules”, United States Patent 6187074.
[15] Fujita T., Yoshida S. (2001), “Coated granular fertilizer”, United States Patent 6193775.
[16] Hirano Y., Nakamura H., Yamaguchi Y. (2001), “Granular coated fertilizer and mathod for producing the same”, United States Patent 6231633.
[17] Goertz H. M., (2001), “Processes for preparing granular composite fertilizer compositions and products produced thereby”, United States Patent 6254655.
[18] Nakonieczny J. (2001) “Slow release multicomponent mineral fertilizer”, Poland Patent PL 181547B1.
[19] Liu F., Zhang Y. (2001), “A nitrogen fertilizer additive to make it into slow release fertilizer”, China Patent CN 1313266A.
[20] Li Y., Wang D. (2001), “slow release nitrogen fertilizer composition and its preparation method”, China Patent CN 1321632A.
[21] Cline R. L., Markusch H., Sapeshkar A. M. (2002), “slow release polyurethane-encapsulated fertilizer produced by process using oleo polyols”, Europe Patent EP1172347A2.
[22] Cline R. L., Markusch H., Sapeshkar A. M., Yeater R. P. (2002),
“Polyurthane-encapsulated fertilizer having improve slow release properties”, United States Patent 6364925.
[23] Hamada E., Isoo N., Takahashi T., Yao Y. (2002), “Slow release fertilizer containing potassium”, Japan Patent JP 2002154886A2.
[24] Ding A., Li R., Wang Z., Zhu Z. (2002), “Slow release effective urea fertilizer and its manufaturing”, China Patent CN 1330056A.
[25] Setani M. (2002), “Production of slow release nitrogen rich fertilizer containing urea-formaldehyde condensation products”, Japan Patent JP 2002284591A2.
[26] Shao J. (2002), “Preparation of slow release composite fertilizer”, China Patent CN 1371891A2.
[27] Geiger U., Haeberle K., Wissemmeier A. (2002), “Slow release coated fertilizer granules”, Europe Patent EP 1264812A2.
[28] Kobayashi H., Sakai Y., Tada K. (2002), “Granular fertilizer coated with decomposabale coating film and process for producing the same”, United States Patent 6500223.
[29] Yao G. (2002), “Production of slow release nitrogenous fertilizer by the oxidization aminolysis of alkali lignin of straw”, Nanjing Forestry University, China, 23(7), p. 51.
[30] Bagdasarov V. R., efremov E. N., Kazachenko A. A., Kuznetsova V. V., Rustambekov M. K., Uspenskii B. G. (2004), Prolonged release nitrogen zeolite fertilizer”, Russia Patent RU 2222514C2.
[31] Du C., Zhou J. (2004), “Supported slow release fertilizer and its preparation process”, China Patent CN 1470485A.
[32] Rohwer G. (2004), “Manufacture of zeolite containing slow release fertilizer”, United States Patent US 2004099027A1.