Theo kết quả thống kê tốc độ tăng sản lượng lúa trên thế giới là có xu hướng giảm: năm 1960 là 3,5%; 1970: 2,7%, 1980: 3,1%, nhưng đến năm 1990 chỉ còn 1,5%.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 19 Mặt khác, tốc độ tăng diện tích trồng lúa giảm dần: từ 1,54% những năm 60 xuống còn 0,45% những năm 90 của thế kỷ 20, tốc độ tăng năng suất cũng giảm xuống từ 2,51% xuống chỉ còn 1,06%. Nếu so sánh với tốc độ tăng dân số thế giới (theo từng thời kỳ
trên tốc độ tăng dân số là: 2,17%, 2,03%, 1,86% và 1,38%) thì mức tăng sản lượng lúa như vậy là tương xứng và cân đối. Tuy nhiên, sản lượng lúa trên thế giới sẽ không cân
đối nếu như tốc độ tăng năng suất lúa lại tiếp tục giảm.
Sự chênh lệch rất lớn giữa năng suất tiềm năng và năng suất thực tế thu được của cùng một giống lúa trên cùng một địa bàn, cùng một vụ gieo trồng cho thấy sự
không cân bằng và đồng đều trong quần thể ruộng lúa, các biện pháp kỹ thuật tác động chưa phát huy hết hiệu quả. Đối với những nước phát triển các giống lúa có năng suất cao có thể cho năng suất 10 tấn/ha, nhưng trên thực tế với các biện pháp quản lý đang phổ biến nông dân chỉ đạt được năng suất 7-8 tấn/ha. Còn ở các nước đang phát triển với những hạn chế về đầu tư, công nghệ và trình độ canh tác thấp nên chỉ đạt 4-5 tấn/ha.
Ở Việt Nam những năm gần đây nền nông nghiệp đã phát triển vượt bậc, đặc biệt là phát triển cây lúa. Tính đến năm 2004 đất trồng lúa của nước ta có 4,2 triệu ha thì có tới 40% diện tích có thể canh tác được 2-3 vụ lúa/năm. Các tiến bộ kỹ thuật mới về giống, kỹ thuật thâm canh cũng được áp dụng rộng rãi do vậy sản lượng lúa không ngừng tăng lên (năm 1995 đạt 25 triệu tấn, năm 2004 đạt 35,8 triệu tấn). Trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước thì diện tích đất dành cho sản xuất nông nghiệp ngày càng giảm, hiện tượng đất chật người đông, bình quân diện tích canh tác tính cho đầu người càng thấp. Do đó cần tăng năng suất lúa để bù đắp lại sản lượng bị
giảm do một phần diện tích canh tác lúa bị chuyển đổi mục đích và có thể chuyển một phần diện tích trồng lúa sang trồng các cây khác có giá trị kinh tế cao vừa nhằm mục
đích đảm bảo an ninh lương thực, mặt khác lại tăng thu nhập của các hộ nông dân. Hầu hết các loại phân đạm chậm tan hiện nay là các loại phân đạm được bọc lưu huỳnh và bọc polime. Khi bón vào trong đất nhờ quá trình phân hủy sinh học hoặc phá vỡ lớp vỏ bọc để giải phóng đạm bên trong. Các thí nghiệm áp dụng các loại phân
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 20 này cho thấy khi bón cho bông làm giảm được 40% lượng đạm bón (Howard,1997), làm tăng năng suất lúa mỳ 20%. Khi bón cho khoai tây làm giảm khá lớn việc mất đạm dưới dạng nitrat và làm tăng năng suất đáng kể.
Theo Phạm Sỹ Tân, 2008, 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 bón cho cây trồng theo phương pháp như:
- Sử dụng phân ure chậm tan;
- Dùng các chất phụ gia để bọc ure để ngăn không cho ure tan nhanh trong nước; - Dùng viên ure bón chôn sâu trong đất để giảm thiểu bốc hơi amonia
- Dùng các chất ức chế men urease hoạt động để hạn chế thất thoát nitrat trong
đất;
- Bón chia nhỏ ra làm nhiều lần, mỗi lần bón 1 lượng nhỏ cho cây sử dụng triệt
để sẽ hạn chế sự thất thoát.
Các sản phẩm phân đạm mới dựa theo nguyên lý: phân được giải phóng chậm có 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 phóng chậm có thể phân thành 2 loại: loại hòa tan chậm và loại được bọc hoàn toàn trong nước. Ngoài ra còn một số sản phẩm khác như chất ổn
định đạm, chất hạn chế sinh học, thực chất chúng không phải là phân đạm chậm tan mà chúng có tác dụng làm giảm việc mất đạm thông qua việc làm chậm quá trình chuyển hóa đạm. Các loại phân bọc polime tỏ ra có nhiều hứa hẹn được sử dụng trong nông nghiệp vì chúng được sản xuất theo cách đạm được giải phóng một cách có kiểm soát. Các chất polime thông thường có độ bền lớn và tốc độ giải phóng đạm chậm hơn so với dựđoán và phụ thuộc khá nhiều vào nhiệt độ và ẩm độ.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 21 trong canh tác lúa để làm 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 thoát đạm trong quá trình canh tác.
Hiệu quả sử dụng phân đạm thường rất thấp, chỉ khoảng 35-40%, có thể nâng cao hiệu quả sử dụng đạm lên đến 45-50% bằng các biện pháp:
- Bón đúng thời kỳ cây lúa có nhu cầu đạm cao: đây là thời kỳ cây hút dinh dưỡng mạnh nhất, lúc này cần kịp thời bón đểđáp ứng nhu cầu của cây đểđạt năng suất tối đa nhất, các thời kỳđó là: bén rễ, nảy chồi, làm đòng, sau khí lúa trỗ.
- Hạn chế sự thất thoát đạm: phân đạm đang sử dụng rộng rãi hiện nay là phân ure, thuộc nhóm amonphosphat rất dễ tan. Khi bón vào đất, do tác động của men urease, ure sẽđược phân giải thành cacbonat amon (NH4)2CO3, được cây sử dụng hoặc
được keo đất hấp thụ để sau đó cung cấp từ từ cho cây. Khi chưa được thủy phân, ure không bị đất giữ, thấm sâu rất nhanh. Sự phân giải nhanh hay chậm tùy thuộc vào thuộc tính chất đất, độ pH đất, nhiệt độ, độ ẩm, ... Ở đất thịt trung tính, nhiệt độ 30oC sự phân giải chỉ trông 2-3 ngày trong khi đó ởđất cát mất 7-8 ngày. Sự mất đạm còn do sự oxy hóa đạm amoniac ở lớp đất mặt thành khí nitơ tự do bay mất.