V. TÀI LIỆU THAM KHẢO
3. Đặc điểm phân hóa học
3.1. Phân hóa học có thành phần ít phức tạp
Phần lớn các loại phân hóa học (loại phân đơn) chỉ bao gồm một hoặc một vài yếu tố dinh dưỡng. Khi bón các loại phân này cây trồng chỉ được cung cấp một hay một vài yếu tố dinh dưỡng.
3.2. Phân hóa học có hàm lượng dinh dưỡng cao
Hầu hết các loại phân hóa học đều có hàm lượng chất dinh dưỡng trong phân cao. Ví dụ: trong đạm urê chứa 46%N, phân kali clorua có hàm lượng K2O là 55% (Theo tính toán, hàm lượng N chứa trong 1 kg urê tương đương với trong 80-150kg phân chuồng). Chính vì vậy phân hóa học được sử dụng với một lượng không lớn như các loại phân hữu cơ, tiết kiệm được chi phí trong việc vận chuyển và sử dụng.
3.3. Phân hóa học không có khả năng đem lại mùn và vi sinh vật cho đấtmột cách trực tiếp một cách trực tiếp
Trong phân không bao gồm các thành phần hữu cơ khác, không chứa các vi sinh vật, mà các thành phần này vốn rất quan trọng đối với độ phì nhiêu của đất. Khi sử dụng liên tục phân hóa học với một lượng lớn có thể làm cho đất bị thóai hóa theo chiều hướng đất bị chai cứng, mất kết cấu.
Tuy nhiên nếu đầu tư phân hóa học thông qua cây họ đậu để sản xuất ra một lượng sinh khối lớn bón cho đất để cải tạo đất, thì phân hóa học có khả năng cải tạo đất, hay nói cách khác phân hóa học có khả năng cải tạo đất một cách gián tiếp.
3.4. Phân hóa học dễ hòa tan trong nước
Đa số các loại phân hóa học đều dễ hòa tan. Vì vậy, khi sử dụng phân hóa học thường gây ra các phản ứng môi trường.
3.4.1. Phản ứng hóa học
Là phản ứng được tạo ra do bản chất hóa học của phân. Bản thân phân hóa học là những hợp chất hóa học. Trong đất cũng tồn tại nhiều chất khác nhau, khi bón phân hóa học vào đất chúng tác động với các thành phần khác trong đất tạo nên các các phản ứng hóa học. Kết quả của các phản ứng đó có thể là những chất có bản chất axit hoặc bazơ làm cho phản ứng của đất thay đổi theo hướng axit hoặc bazơ.
Phân có phản ứng chua hóa học (gọi tắt là phân chua hóa học): Là loại
phân được điều chế từ một gốc Axit mạnh với một gốc bazơ yếu. Ví dụ: phân amôn sulphat (NH4SO4), amôn clorua (NH4Cl) NH4Cl + H2O = NH4OH + HCl.
(NH4)2SO4 + 2H2O = 2NH4OH + H2SO4.
Phân có phản ứng kiềm hóa học (gọi tắt là phân kiềm hóa học): Là loại
phân được điều chế từ một gốc axit yếu với một gốc bazơ mạnh. Ví dụ: phân K2CO3
Phân có phản ứng trung tính hóa học (gọi tắt là phân trung tính hóa
học): Là loại phân hóa học mà sau khi bón không làm cho đất thay đổi về mức độ phản ứng. Các loại phân được tạo thành từ gốc axit mạnh và bazơ mạnh hoặc từ một gốc axit yếu với một bazo yếu. Các loại phân này sau khi bón không làm đổi phản ứng của môi trường đất.
Ví dụ: K2SO4 + 2H2O = 2 KOH + H2SO4
(NH4)CO3 + 2H2O = 2 NH4OH + H2CO3
3.4.2. Phản ứng sinh lý
Là phản ứng xảy ra trong và sau quá trình hấp thu dinh dưỡng của cây và của đất, những nguyên tố còn lại sẽ gây phản ứng phụ cho đất.
Thông thường trong thành phần của các loại phân bón hóa học đều có các nhóm axit hay bazơ. Nguyên tố dinh dưỡng chủ yếu có thể nằm trong nhóm axit, nhưng cũng có thể nằm trong nhóm bazơ. Cây trồng hút dinh dưỡng một cách chọn lọc, nghĩa là các nhóm chứa chất dinh dưỡng chủ yếu cho cây sẽ được được hút với lượng lớn hơn. Ngược lại, nhóm không chứa chất dinh dưỡng chủ yếu được hút với lượng ít hơn, thậm chí không hút, do đó dư lại trong đất. Kết quả là sau quá trình cây hút dinh dưỡng sản phẩm còn dư lại làm cho đất có phản ứng chua, kiềm hoặc trung tính (nếu gốc axit còn dư lại nhiều hơn thì phản ứng của đất biến đổi theo chiều hướng chua, và ngược lại gốc bazơ còn dư lại nhiều hơn thì phản ứng của đất biến đổi theo chiều hướng kiềm).
Phân chua sinh lý: Là loại phân hóa học mà sau quá trình cây hút dinh
dưỡng làm cho đất biến đổi theo chiều hướng chua. Các loại phân hóa học vừa có gốc axit vừa có gốc bazơ, nhưng nguyên tố dinh dưỡng chính nằm trong gốc bazơ thuộc nhóm này. Nguyên nhân do cây hút các gốc bazơ nhiều hơn, phần dư lại là gốc axit, gốc này được tích luỹ dần làm cho đất biến đổi dần theo chiều hướng chua. Ví dụ như KCl, K2SO4, (NH4)2SO4 …
Phân kiềm sinh lý: là loại phân hóa học mà sau quá trình cây hút dinh
dưỡng làm cho đất biến đổi theo chiều hướng kiềm. Các loại phân hóa học vừa có gốc axit vừa có gốc bazơ, nhưng nguyên tố dinh dưỡng chính nằm trong gốc axit thường là phân kiềm sinh lý. Bởi vì, sau khi bón phân cây hút các gốc axit nhiều hơn, phần dư lại là gốc bazơ, gốc này được tích luỹ dần làm cho đất biến đổi dần theo chiều hướng kiềm. Ví dụ như phân NaNO3, Ca(NO3)2 ...
Phân trung tính sinh lý: Là loại phân mà cả gốc axit và bazơ đều chứa
nguyên tố dinh dưỡng, các gốc này được cây hút với lượng tương đương, kết quả là trong đất không có sự tăng dần gốc axit hay bazơ nên không làm thay đổi phản ứng của đất. Ví dụ như NH4NO3, KNO3...
BÀI 4: CÁC DẠNG PHÂN ĐA LƯỢNG 1. Phân đạm và cách sử dụng
1.1. Đạm trong đất
Hàm lượng đạm trong đất Việt Nam dao động từ 0,042- 0,6%, trung bình là 0,12%. Tỷ lệ đạm trong đất phụ thuộc vào loại đất. Đất có thành phần cơ giới nhẹ, nghèo mùn dinh dưỡng dễ bị rửa trôi nên thường nghèo đạm.
1.1.1. Các dạng đạm trong đất
Trong đất đạm tồn tại ở các dạng sau:
- Đạm hữu cơ: là dạng đạm nằm trong các hợp chất hữu cơ như chất mùn, protein, các amit, axit amin (nhưng chủ yếu là trong chất mùn). Khi các chất này bị phân giải, đạm được giải phóng cung cấp cho cây trồng.
- Dạng đạm bị keo đất hấp phụ: Bao gồm hai dạng chủ yếu NH4+ và NO3- Vì keo đất chủ yếu là keo âm, nên có khả năng hấp phụ đạm ở dạng NH4+
còn đạm dạng NO3- ít được keo đất hấp phụ, dễ bị rửa trôi theo nước mưa và nước tưới.
- Dạng đạm hoà tan: đạm hòa tan bao gồm các chất (hữu cơ và vô cơ) chứa nitơ hoà tan trong dung dịch đất hoặc các ion NH4+ và NO3-. Dạng đạm này cây trồng có thể sử dụng được ngay. Tuy nhiên, dạng này chiếm tỷ lệ nhỏ trong đất. Sau mỗi đợt bón phân dạng đạm hoà tan lại tăng lên, nhưng cũng bị giảm đi rất nhanh do quá trình rửa trôi và các quá trình chuyển hóa đạm xảy ra trong đất.
1.1.2. Sự chuyển hóa đạm trong đất1.1.2.1. Quá trình phân giải chất hữu cơ 1.1.2.1. Quá trình phân giải chất hữu cơ
Đó là quá trình chuyển hóa đạm từ dạng hữu cơ sang dạng vô cơ. Trong đất các hợp chất hữu cơ chứa đạm bị phân giải dưới tác động của vi sinh vật tạo thành các sản phẩm trung gian, sau đó cho ra sản phẩm cuối cùng là các chất khóang mà cây trồng có thể sử dụng được (quá trình khóang hóa).
Quá trình phân giải chất hữu cơ giải phóng đạm ở dạng các chất đơn giản cây trồng có thể hút được đạm. Tuy nhiên, gây hiện tượng mất đạm (ở dạng amoniac và nitơ phân tử).
1.1.2.2. Quá trình amôn hóa
Amôn hóa là quá trình biến đổi đạm từ các hợp chất khác nhau tạo thành đạm ở dạng amôn (NH4+). Sau đó có thể biến đổi tiếp tạo thành amoniac (NH3).
Ví dụ: Quá trình amôn hóa urê xảy ra sau khi bón urê vào đất.
CO(NH2)2 + 2H2O --->. (NH4)2CO3 (Quá trình amôn hóa). (NH4)2CO3 ---> NH3 + CO2 + H2O
Quá trình này xảy ra rất nhanh khi gặp nhiệt độ cao và trong môi trường có phản ứng kiềm. Kết quả là làm cho đạm bị mất đi dưới dạng khí amôniac.
1.1.2.3. Quá trình nitrat hóa
Quá trình nitrat hóa là quá trình biến đổi đạm dạng NH3 (hoặc ion NH4+) tạo thành đạm dạng NO3-. Quá trình nitrat hóa xảy ra qua 2 giai đoạn:
Giai đoạn nitrit hóa
NH3 + 3O2 ---> 2HNO2 + H2O + Q. Giai đoạn nitrat hóa
2HNO2 + O2 ---> 2HNO3 + Q.
Cả hai giai đoạn nói trên xảy ra dưới tác động của vi sinh vật nitrat hóa. Kết quả của quá trình trên tạo thành dạng đạm NO3- tuy cây vẫn sử dụng được nhưng dạng này ít được keo đất hấp phụ, mặt khác dễ bị biến đổi tiếp theo quá trình phản nitrat hóa.
1.1.2.4. Quá trình phản nitrat hóa
Phản nitrat hóa là quá trình biến đổi đạm từ dạng NO3- thành nitơ phân tử (N2) dưới tác động của vi sinh vật phản nitrat hóa
4HNO3 ---> 2H2O +5O2 + 2N2
Kết quả là đạm bị mất đi dưới dạng khí nitơ phân tử.
Tất cả các quá trình biến đổi đạm trên đây đều được xảy ra nhờ hoạt động của các loại vi sinh vật khác nhau trong đất.
Quá trình nitrat hóa và phản nitrat hóa xảy ra mạnh trong điều kiện đất thóang khí có đủ O2. Nếu hai quá trình này xảy ra mạnh sẽ làm mất đạm dưới dạng NO3- bị rửa trôi hoặc dạng N2 bay vào khí quyển.
1.2. Đạm trong cây
1.2.1. Tỷ lệ đạm trong cây
Đạm là chất có vai trò rất quan trọng đối với cây, là thành phần không thể thiếu được để duy trì sự sống. Tỷ lệ đạm trong cây thay đổi từ 1- 6%. Tỷ lệ này khác nhau ở các loại cây trồng và trong các bộ phận khác nhau trên cùng một cây:
- Cây họ đậu thường có hàm lượng đạm lớn hơn so với cây họ hòa thảo.
- Trong các bộ phận còn non hàm lượng đạm cao hơn trong các bộ phận già, trong các bộ phận tích luỹ chất dinh dưỡng như quả, hạt, củ hàm lượng đạm cao hơn so với trong thân, lá.
Đạm tồn tại trong cây ở dạng hữu cơ và vô cơ. Đạm hữu cơ nằm trong các hợp chất hữu cơ như protein, một phần ở dạng hoà tan như các axit amin, amit. Đây là dạng chiếm tỷ lệ chủ yếu. Đạm vô cơ chiếm tỷ lệ thấp, chủ yếu ở
dạng NH4+ và NO3- hoà tan. Các ion có trong cây là do cây hút chưa được chuyển hóa, dạng này dần dần được chuyển hóa thành đạm dạng hữu cơ.
1.2.2. Vai trò của đạm trong đời sống cây trồng
Đạm là chất dinh dưỡng rất cần thiết và rất quan trọng đối với cây, là yếu tố có vai trò quyết định đối với sự tồn tại, sinh trưởng và phát triển của sinh vật nói chung và cây trồng nói riêng. Vai trò của đạm đối với cây được thể hiện ở các mặt sau:
- Tham gia vào việc tạo nên các axit amin, protein, đây là một trong những chất chủ yếu tạo nên các cấu trúc của cây. Vì vậy đạm có tác dụng quyết định sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Bón đạm làm cho cây ra nhiều nhánh, phân cành, ra lá nhiều; lá cây có kích thước to, màu xanh; lá quang hợp mạnh, do đó làm tăng năng suất cây. Đạm cần cho cây trong suốt quá trình sinh trưởng, đặc biệt là giai đoạn cây sinh trưởng mạnh. Trong các nhóm cây trồng, đạm rất cần cho các loại cây ăn lá như rau cải, cải bắp v.v..Cuối quá trình sinh trưởng phát triển, protein được tích luỹ trong bộ phận thu hoạch, quyết định chất lượng nông sản. Nếu sản phẩm đó được sử dụng làm giống để tiếp tục gieo trồng thì thành phần và hàm lượng protein ảnh hưởng rất lớn đến sức sống của thế hệ sau.
- Đạm có trong thành phần của diệp lục - yếu tố thực hiện quá trình quang hợp tạo chất hữu cơ, vì vậy đạm có tác dụng quyết định năng suất, đặc biệt là đối với cây thu thân, lá. Thiếu đạm cây không tổng hợp được diệp lục, hoặc tổng hợp kém nên khả năng quang hợp giảm.
- Đạm có trong thành phần của một số chất có hoạt tính sinh học cao như vitamin, chất kích thích sinh trưởng, chất kháng sinh, các enzim, có tác dụng xúc tiến các quá trình sinh lý và các phản ứng sinh hóa trong cây.
1.2.3. Sự đồng hóa đạm của cây
Cây hút đạm chủ yếu dưới dạng NH4+ và NO3-. Tuy nhiên, cây cũng có thể hút trực tiếp một phần đạm dưới dạng các chất protêin dễ tan như các amin, amit. Một số loại cây họ đậu có khả năng đồng hóa đạm ở dạng nitơ phân tử (N2) trong không khí tạo thành đạm dạng sinh học nhờ vi sinh vật cố định đạm sống cộng sinh.
Quá trình hút và đồng hóa đạm NH4+ và NO3- phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Loại cây trồng: Mỗi loại cây có khả năng đồng hóa khác nhau đối với hai dạng đạm này: Ví dụ củ cải đường, lúa mỳ, lúa mạch hút NH4+ mạnh hơn NO3-, trong khi đó khoai tây lúa nước thì ngược lại.
- Tuổi cây: Cây non hút NH4+ mạnh hơn cây trưởng thành. Chính vì vậy bón thúc cho cây ở thời kỳ cây con nên sử dụng phân đạm dạng amôn hoặc loại phân đạm mà sau khi bón vào đất bị biến đổi nhanh chóng thành dạng amôn thì hiệu quả cao hơn.
- pH môi trường: pH môi trường có liên quan trực tiếp đến đến khả năng hút đạm của cây, cụ thể về dạng đạm cây hút và lượng hút: trên đất có phản ứng chua cây hút NO3- mạnh hơn NH4+, còn trên đất có phản ứng trung tính thì ngược lại. Về lượng hút, nhìn chung đất quá chua (pH thấp) cây hút đạm kém, biểu hiện ra bên ngoài là sinh trưởng kém, đẻ nhánh, phân cành ít, khối lượng sinh khối tạo ra thấp.
- Quan hệ giữa các ion chứa N với các ion khác:
Ion NH4+ đối kháng với các ion như K+, Mg2+, Ca2+, tức là nếu trong đất hàm lượng các ion này cao thì cây hút NH4+ yếu đi và ngược laị.
Ion NO3- đối kháng với các ion SO42-, Cl-, và PO43-.
- Quan hệ với một số chất vi lượng trong đất: ví dụ khi trong đất có đủ Mo thì cây hút NO3- mạnh hơn NH4+.
- Nồng độ oxy trong đất: Đất tơi xốp thóang khí (đủ oxy) cây hút NH4+
mạnh. Ngược lại trong điều kiện yếm khí cây hút NH4+ kém.
- Hàm lương hydratcacbon trong cây: trong điều kiện thiếu ánh sáng, quang hợp giảm việc hình thành các chất gluxit trong cây diễn ra hạn chế cây không hút được NH4+, chính vì vậy biện pháp bố trí mật độ hợp lý, tạo tán, tỉa cành, dọn sạch cỏ dại có tác dụng gián tiếp trong việc nâng cao hiệu lực của các loại phân đạm amôn (phân đạm chứa gốc NH4+).
1.2.4. Biểu hiện của cây khi thiếu đạm và thừa đạm1.2.4.1. Biểu hiện của cây khi thiếu đạm 1.2.4.1. Biểu hiện của cây khi thiếu đạm
Cây sinh trưởng kém, còi cọc, cây thấp,ít chồi cành, đẻ nhánh kém. Lá nhỏ có màu vàng. Các lá già phía dưới vàng trước, vàng từ chót lá vàng vào, từ gân chính vàng ra, vàng theo hình chữ V. Quả và hạt nhỏ, cây chín sớm, phẩm chất kém.
1.2.4.2. Biểu hiện của cây khi thừa đạm
Cây mọc vống, mềm yếu ớt, lá mỏng có màu xanh đậm, chậm ra hoa kết quả, dễ bị sâu bệnh phá hoại. Thời gian sinh trưởng kéo dài, cây chậm ra hoa kết quả.
- Năng suất, phẩm chất nông sản giảm, sản phẩm khó bảo quản.
1.3. Phân đạm và cách sử dụng1.3.1. Urê (cacbamit) CO(NH2)2 1.3.1. Urê (cacbamit) CO(NH2)2
Là loại phân đạm thuộc nhóm amin. Phân urê có 44 – 48% N nguyên chất. thông thường là 46%. Phân urê chiếm 59% tổng số các loại phân đạm được sản xuất ở các nước trên thế giới, là loại phân có tỷ lệ N cao nhất.
1.3.1.1. Đặc điểm
- Loại tinh thể màu trắng, hạt tròn, dễ tan trong nước, có nhược điểm là hút ẩm mạnh.
- Loại có dạng viên, nhỏ như trứng cá. Loại này có thêm chất chống ẩm