Bài giảng khoa học phân bón - chủ đề 6&7 potx

Khái niệ m Phân hữu cơ được hiểu rộng ra bao gồm phế phụ phẩ m của cây trồng và gia súc ở các giai đoạn khác nhau của quá trình phân giải và được bón vào đất nhằm cung cấp dinh dưỡng ch

CHỦ ĐỀ 6 PHÂN PHỨC HỢP

2 Phân loại phân phức hợp

2.1 Phân loại theo tính chất cơ lý

 Dạng rắn (bột, viê n, hạt)

 Dạng lỏng

2.2 Phân loại theo phương thức sản xuất

 Phân hỗn hợp: là loạ i phân mà trong đó các chất dinh dưỡng được kết hợp lại với nhau một cách cơ giới

Hiện nay trên thị trường có các loại phân hỗn hợp dạng bột, dạng hỗ n hợp 3 màu, phân hỗn hợp dạng một hạt, phân hỗn hợp dạng lỏng

 Phân hóa hợp: là loại phân mà trong đó các chất dinh dưỡng được kết hợp lại với nhau thông qua các phản ứng hóa học

KCl + HNO3+ ½ O2 = 2KNO3 + Cl + H2O

Hoặc

KCl + NaNO3= KNO3 + NaCl

+ Các loại phân hóa hợp phổ biến trên thị trường: MAP (monoa mophotphat, diamophotphat, KNO3)

 Phân phức tạp: là loại phân mà trong đó các chất dinh dưỡng được kết hợp lại với nhau thông qua các phản ứng cơ lý hóa phức tạp

2.3 Phân loại theo số lượng và thành phần các chất dinh dưỡng có trong phân

 Phân phức hợp 2 yếu tố

 Phân phức hợp 3 yếu tố

3 Đặc điể m của phân phức hợp

3.1 Ưu điểm

- Tỷ lệ chất dinh dưỡng cao

- Chứa nhiề u chất dinh dưỡng trong một loại phân nên có thể tiết kiệ m công chuyên chở và bón phân so với khi bón phân đơn

- Các chất dinh dưỡng được phối hợp tốt hơn, tránh được sai sót có thể dẫn đến việc làm mất chất dinh dưỡng khi trộn phân đơn

 Tính chất vật lý tốt, ít chảy nước (nếu phân ở dạng rắn) nên dễ bảo quản

3.2 Hạn chế

 Tỷ lệ chất dinh dưỡng trong phân đã được cố định nên khó thể hiệ n hiệu quả khi

có sự thay đổi loại/giố ng cây trồng, tính chất đất đai

 Không đáp ứng đầy đủ yêu cầu của kỹ thuật bón

 Trong thành phần không có các nguyên tố phụ, do đó nếu bón liên tục trên một chân đất có thể dẫn đến sự thiếu hụt nguyê n tố đó đối với cây trồng

 Phần lớn phân phức hợp là các loại phân chua, bón liên tục trên một chân đất có thể là m đất hóa chua

CHỦ ĐỀ 7 CÁC LOẠI PHÂN HỮU CƠ Bài 1 Chu trình hữu cơ trong tự nhiên và sự chuyể n hóa các chất hữu cơ trong quá trình phân giải

1 Khái niệ m

Phân hữu cơ được hiểu rộng ra bao gồm phế phụ phẩ m của cây trồng và gia súc

ở các giai đoạn khác nhau của quá trình phân giải và được bón vào đất nhằm cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng và cải thiệ n tính chất đất Phân hữu cơ bao gồm phân chuồng, phế phụ phẩ m của trồng trọt, lâ m nghiệp, rác thải công nghiệp từ các ngành sản xuất như ngành sản xuất giấy, đường, bùn cống rãnh và phế phụ phẩ m từ ngà nh chế biến nông sản

2 Vai trò của phân hữu cơ đối với sản xuất nông nghiệp

2.1 Vai trò của phân hữu cơ trong v iệc tăng năng suất cây trồng

Ở Việt Na m, phân hóa học được sử dụng từ những nă m 1960 Điề u đó có nghĩa

là trước đó, dinh dưỡng được cung cấp cho cây trồng chủ yếu là từ phân hữu cơ mà chủ yếu là phân chuồng và cây phân xanh

Tuy nhiên, do hệ số sử dụng phân đạ m của phân chuồng và cây phân xa nh rất thấp (< 13 %) so với đạm hóa học (50 %) nên chỉ bón phân chuồng và cây phân xanh thì không cho năng suất cao được

Bảng 17 Ảnh hưởng của phâ n chuồng đến năng suất lúa

Công thức thí nghiệm Năng suất (tạ ha)

Đất phù sa sông Hồng

Đất phèn nặng

Như vậy, phải khẳng định rằng vai trò tăng năng suất cây trồng của phân hóa học là rất lớn Mặc dầu vậy, cũng phải thấy rằng, để có được năng suất cây trồng cao cần phải có nền đất có độ phì nhiêu cao Mà độ phì nhiêu lạ i phụ thuộc vào nhiều yếu

tố mà yếu tố quyết định là hàm lượng và chất lượng chất hữu cơ trong đất Bón phân hữu cơ có tác dụng là m tăng hà m lượng chất hữu cơ trong đất vì vậy có khả năng làm tăng năng suất nhiều loại cây trồng

2.2 Vai trò của phân hữu cơ đối với độ phì nhiêu của đất

Cho đến nay, tất cả các nghiên cứu trong và ngoài nước đều khẳng định rằng chất hữu cơ trong đất là yếu tố hàng đầu quyết định độ phì nhiêu của đất

Trong điều kiện nhiệt đới ẩm của nước ta với đặc trưng nền nhiệt độ và độ ẩm không khí cũng như của đất cao thì tốc độ của quá trình khoáng hóa chất hữu cơ trong đất thường rất cao Kết quả là phần lớn chất hữu cơ trong đất nhanh chóng bị khoáng hóa rất nhanh thành các hợp chất vô cơ, trong điều kiệ n mưa nhiều như ở nước ta thì nha nh chó ng bị rửa trôi xuố ng tầng sâu của đất và là m cho hà m lượng chất hữu cơ trong đất suy giả m rất đáng kể Vì vậ y, nếu không có biện pháp bổ sung chất hữu cơ cho đất thì độ phì nhiêu của đất giả m sút rất nhanh Theo Nguyễn Vy (1998), các chất hữu cơ bón vào đất Việt Nam phân giải nha nh, bình quân 9 tháng đến 1 năm gần như

đã phân giải hết Theo Lương Đức Loan (1997), thì đất mới khai hoang có hàm lượng hữu cơ khá cao (5 – 6 %), nhưng chỉ 4 – 5 nă m canh tác cây lương thực ngắn ngày thì chất hữu cơ giả m sút trung bình 50 – 60 %

Các nghiê n cứu của Phạ m Tiến Hoàng và các cộng sự (1997) cho thấy: phân hữu cơ không chỉ trực tiếp cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng mà còn có tác dụng quyết định trong việc cải thiện các tính chất lý, hóa, sinh học của đất, có tác dụng điều hòa dinh dưỡng trong cơ chế tăng khả năng hấp phụ của đất bằng việc tăng chất và lượng các phức hợp chất hữu cơ – khoáng trong đất, tạo cho đất có khả năng giữ chất dinh dưỡng, hạn c hế sự rửa trôi Chức năng điề u hòa dinh dưỡng còn được biểu hiện ở khả năng c huyển hóa các hợp chất khó tan thà nh dễ tan cung cấp thê m dinh dưỡng cho cây trồng mà rõ nhất là chuyển hóa các hợp chất lân trong đất

Ngoài chức năng điề u hòa chất dinh dưỡng, phân hữu cơ còn có tác dụng khắc phục các yếu tố hạn chế trong đất như Fe, Al và Mn Có chế của chức năng nà y là việc tạo phức với các ion tự do gây độc của kim loại, là m giả m độ độc của chúng

Vai trò của phân hữu cơ là m tăng khả năng hấp phụ của đất, hạn chế sự rửa trôi dinh dưỡng trong đất được thể hiện rõ qua các thí nghiệ m về ảnh hưởng của phân

chuồng đến hiệ u suất sử dụng đạ m của lúa Kết quả thí nghiệ m cho thấy: hiệ u suất của phân đạ m tăng nếu được bón kết hợp với phân chuồng

Bảng 18 Ảnh hưởng của phâ n chuồng đến hiệu suất của N bón cho lúa trên đất

Hiệ u suất (kg lúa/kg N)

Bảng 19 Một số tính chất vật lý đất bazan thoái hóa

Vùi 83 tấn hữu cơ

Nguồn Lương Đức Loan, 1987

Vai trò cải thiệ n tính chất lý học đất của phân hữu cơ được thể hiện rõ do phân hữu cơ khi được vùi vào trong đất là m tăng hàm lượng mùn, vì vậy là m tăng sự kết dinh giữa các hạt đất để tạo thành đoàn lạp và là m giả m khả năng thấ m ướt khiến cho kết cấu được bền trong nước

Phân hữu cơ khi được bón vào đất có ảnh hưởng lớn đến tuần hoàn nước trong đất, là m cho nước ngấ m vào đất thuậ n lợi hơn, khả năng giữ nước của đất cao hơn nhờ kết cấu đất đã được cải thiện Va i trò này của phân hữu cơ thể hiện rõ ở đất cát so với đất sét và đất nhiều limo n

2.4 Cải thiện sinh tính đất

Bón phâ n hữu cơ các loại có tác dụng tốt trong việc tăng số lượng vi sinh vật trong đất song ở mức độ khác nhau (Nguyễn Văn Sức, 1999) Kết quả thu được ở những thí nghiệm cơ bản cho thấy khi bón các nguồn hữu cơ khác nhau về hà m lượng cacbon và protein với liều lượng khác nhau thì số lượng vi s inh vật tổng số ở trong đất hoạt động theo chiều hướng: không bón < Rơm rạ < phân chuồng < tàn dư cây họ đậu, tương đương với 8,0 < 14,0 < 15,0 < 16,0 CFU x 10 6/ 1g đất

Phân hữu cơ khi bón vào đất có ảnh hưởng đến hoạt động của nhiều nhó m vi sinh vật đất Nhóm vi khuẩ n amôn hóa hoạt động khác nhau khi trong đất được bổ sung các nguồn hữu cơ có hàm lượng protein khác nhau Số lượng vi khuẩ n amôn hóa không hình thành bào tử phát triển mạnh khi trong đất được bổ sung nguồ n hữu cơ giàu protein Ngược lại, vi khuẩ n amôn hóa hình thà nh bào tử phát triển mạnh khi trong đất được bổ sung nguồn hữu cơ có hà m lượng protein thấp

Theo Nguyễn Văn Sức (1999) thì trả lại hữu cơ cho đất là một biện pháp canh tác bền vững xét về mặt tăng cường hoạt động sinh học ở trong đất Quá trình này ngoà i yếu tố về chất lượng hữu cơ còn phụ thuộc vào trạng thái sử dụng phụ phẩm hữu

cơ Sau thu hoạch, phụ phẩ m cây trồng được trả lạ i theo 2 cách: vùi nga y vào đất hoặc

ủ phụ phẩ m rồi sau đó mới bón cho cây Tùy theo đặc tính cây trồng mà có thể phương pháp nào sẽ được chọn lựa sử dụng Trên thực tế, đối với cây lạc thì phương bón phụ phẩ m đã ủ vào giai đoạn đâ m tia mang lạ i hiệu quả cao hơn vì nó góp phần tăng cường hoạt động của vi sinh vật khoáng hóa phụ phẩ m hữu cơ, hoạt tính s inh học tăng, lượng

CO2 trong đất tăng giúp cây lạc thực hiệ n tốt quá trình quang hợp, góp phần làm tăng năng suất Trong khi đó đối với lúa và ngô thì phương thức sử dụng phụ phẩm vùi là có hiệu quả nhất

3 Phân loại phân hữu cơ

3.1 Phân hữu cơ nguồn gốc động vật

* Phân hữu cơ nguồ n gốc động vật

* Phân chuồng

* Phân gia cầm

3.2 Phân hữu cơ nguồn gốc thực vật

* Phân hữu cơ nguồ n gốc thực vật

* Tha n bùn

* Phân xanh và cây phân xanh

3.3 Phân ủ (compost)

4 Sự chuyển hóa các hợp chất hữu cơ trong quá trình phân giải các loại phân hữu cơ

4.1 Các chất hữu cơ trong phân hữu cơ và tốc độ phân giải

Các chất hữu cơ trong phân hữu cơ có thể xếp theo các nhóm dưới đây theo tốc

4.2 Các quá trình phân giải chất hữu cơ

4.2.1 Quá trình phân giả i các hợp chất hữu cơ có đạm

* Cơ chế tiến hành

Các hợp chất protein phức tạp bị thủy phân thành các amino axit đơn giản và axit hữu cơ:

R – CO – NH – CH2COOH + H2O RCOOH + CH2NH2COOH

Các amino axit tiếp tục bị thủy phân và giả i phóng NH3

CH2NH2COOH + H2O NH3 + CH2OH – COOH

* Các yếu tố ảnh hưởng

 pH đất

 Ẩm độ và nhiệt độ đất

 Tỷ lệ C/N của cơ chất phân giả i

 Thà nh phần và số lượng của vi sinh vật phân giả i

* Ý nghĩa của quá trình này đối với sự thu hút dinh dưỡng của cây trồng và hiệu quả sử dụng các loại phân hữu cơ

- Cung cấp đạm dễ tiêu cho cây

- Cần chú ý đến tỷ lệ C/ N của phâ n hữu cơ khi bón vào đất

- Chọn thời điể m bón, độ sâu bón và mức độ phân giải của phân thích hợp cho từng loại cây trồng và loại đất

4.2.2 Quá trình phân giả i các hợp chất hydratcacbon

 Tỷ lệ C/N của cơ chất phân giả i

 Thà nh phần và số lượng của vi sinh vật phân giả i

* Ý nghĩa của quá trình này đối với sự thu hút dinh dưỡng của cây trồng và hiệu quả sử dụng các loại phân hữu cơ

- Cung cấp đạm dễ tiêu cho cây

- Cần chú ý đến tỷ lệ C/ N của phâ n hữu cơ khi bón vào đất

- Chọn thời điể m bón, độ sâu bón và mức độ phân giải của phân thích hợp cho từng loại cây trồng và loại đất

4.2.3 Quá trình phân giả i các hợp chất có chứa lưu huỳnh

 Thà nh phần và số lượng của vi sinh vật phân giả i

* Ý nghĩa của quá trình này đối với sự thu hút dinh dưỡng của cây trồng và hiệu quả sử dụng các loại phân hữu cơ

- Trong điề u kiện háo khí sẽ góp phần cung cấp lưu huỳnh cho cây

- Trong điề u kiện yế m khí sẽ gây độc cho cây

- Cần chú ý để lựa chọn phân hữu cơ cho các loại đất khác nha u

4.2.4 Quá trình phân giả i các hợp chất có chứa lân

* Cơ chế tiến hành

Trong đ iều kiệ n háo khí sẽ tạo thành các muối p hotphat Trong đ iều kiện yếm khí sẽ tạo thành PH3

* Yếu tố ảnh hưởng

 Chế độ khí trong đất

 Thà nh phần và số lượng của vi sinh vật phân giả i

* Ý nghĩa của quá trình này đối với sự thu hút dinh dưỡng của cây trồng và hiệu quả sử dụng các loại phân hữu cơ

- Trong điề u kiện háo khí sẽ góp phần cung cấp lân dễ tiêu cho cây

- Trong điề u kiện yế m khí là m tiêu hao lượng lân có trong đất

- Cần chú ý để lựa chọn phân hữu cơ cho các loại đất khác nha u

4.3 Quá trình mùn hóa phân hữu cơ

Trong quá trình phân giả i chất hữu cơ, có 2 loại hợp chất được hình thành Một loại vốn là các hợp chất có trong cơ thể thực vật và dưới tác động của các phản ứng sinh hóa biến đổi một phần và trở nên k hó bị vi sinh vật phân giả i hơn Một loại là sản phẩ m của quá trình hoạt động của vi sinh vật như các polysaccarit và polyuronit rooif được vi sinh vật giữ lại một phần Hai loại hợp chất này liên kết với nhau tạo thành nhâ n mùn, trên có đính các protein và các hợp chất hữu cơ khác có đạ m thành một phức mùn bền vững (Vũ Hữu Yê m, 1995)

Tác động của phân hữu cơ thể hiện mạ nh nhất là trong quá trình hình thành mùn

và được biểu hiện qua hệ số mùn hóa

* Hệ số mùn hóa: là lượng mùn hình thành khi vùi một tấn nguyên liệ u thô Hệ số này phụ thuộc vào thà nh phần và bản chất của chất hữu cơ chứ không phụ thuộc vào điều kiện sinh thái Các hợp chất chứa nhiều xenlulo hoặc các hợp chất đạ m dễ thố i rữa có

hệ số mùn hóa thấp Trái lại, các hợp chất giàu lignin có hệ số mùn hóa cao hơn

Theo tác giả Vũ Hữu Yê m (1995) thì hệ số mùn hóa (theo chất khô) của một số nguyên liệu hữu cơ được thể hiệ n như sau:

Phân chuồng hoai: 0,3 – 0,5

Phân chuồng nhiều rơm rác: 0,1 – 0,4

Phân ủ từ rác đô thị: 0,25

Rễ cây ngũ cốc: 0,15

Rễ cây phân xanh: 0,04

Thâ n lá phân xanh: 0,2 – 0,3

Phế phụ phẩm của công nghiệp thực phẩ m: 0,15 – 0,2

Bài 2 Phân hữu

vật

1 Phân hữu cơ nguồn gốc động vật

Phân hữu cơ nguồn gốc động vật bao gồm các sản phẩ m phụ thu được từ quá trình chế biến động vật Loại phân này có hàm lượng dinh dưỡng khá cao, đặc biệt là lân và đạm

* Thà nh phần và tính chất

Bảng 20 Tính chất của một số loại phân hữu cơ nguồn gốc động vật

Nguồn Sổ tay thống kê về phân bón (FAO) – Hà Nội, 1992

* Sử dụng

- Có thể dùng để bón lót, bón thúc hoặc ngâm vào nước để tưới cho cây

Nguồn Hà m lượng dinh dưỡng

Bột xương thô 2 -4 22 - 24 Bột xương đã nấu chín 22 - 30

Máu khô 10 - 12 1 - 1,5 0,6 - 0,8

- Nên bón theo hàng, theo hốc

- Lượng bón thích hợp dao động trong khoảng từ 200 – 500 kg/ha

- Không nên bón các loại bột bón xương cá (xác mắ m) với liều lượng cao

và bón liê n tục vì trong thành phần của nó có NaCl sẽ là m cho đất trở nên chai cứng sau một vài vụ bón

2 2.1 Phân và nước tiểu gia súc

Bảng 21 Thà nh phần của phân gia súc tươi

Tỷ lệ các chất (%)

Loại gia

súc

Tỷ lệ nước (%)

Chất hữu

Bò 79 - 82 15- 18 0,3 -0,5 0,18 - 0,2

0,14 - 0,18 0,1 - 0,3 20 - 25

Heo 75 - 82

16 -

18

0,4 - 0,6 0,3 - 0,5 0,4 0,07 19 - 20

Gà 61 29 1,2 -3 1,1 - 2,6 0,6 - 2 2 -6 9 - 11

Nguồn M M Karl v à J Kotschi, 2002

* Phân lợn: do thức ăn của lợn rất đa dạng và phụ thuộc vào tập quán chă n nuôi nên tỷ

lệ chất dinh dưỡng trong phân cũng dao động rất lớn

* Phân trâu, bò, ngựa và dê: đây là các loại gia súc nha i lại Phân của các loại gia súc này thường có tỷ lệ nước thấp, trong đó phân dê có tỷ lệ nước thấp nhất Phân động vật nha i lại có nhiều chất xơ, khi ủ tỏa nhiều nhiệt hơn nên được gọi là phân nóng

Ngoài các nguyê n tố đa lượng, trong phân chuồng còn có các nguyên tố vi lượng Tỷ lệ của các nguyê n tố này biến động theo đặc điểm đất đai, chất lượng thức ăn

và phương thức chăn thả của từng vùng Trong 1 tấn phâ n chuồ ng có khoảng 30 – 50 g MnO; 4g B; 2 g Cu và 82 - 96 g Zn

Trong thành phần phâ n chuồng còn có một số chất kích thíc h sinh trưởng như

Au xin, IAA (Idol acetic axit)…

Bảng 22 Sản lượng phân và hà m lượng dinh dưỡng của một số loại phân gia súc, gia

cầ m (dạng rắn)

Hà m lượng dinh dưỡng

Vật nuôi

Sản lượng (kg/ngà y/con) không

Chất độn được đưa vào chuồ ng gia súc với mục đích

+ Tăng số lượng phân chuồng

+ Tăng chất lượng phân chuồ ng

+ Đảm bảo chỗ nằm vệ sinh cho gia súc

Chất lượng c ủa chất độn có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng phân chuồng và phụ thuộc vào:

 Thà nh phần dinh dưỡng của chất độn

 Khả năng hút nước

2.3 Đặc điểm của phân chuồng

- Phân chuồng là loại phân có chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng Phần lớn các chất dinh dưỡng trong phân chuồng có ở dạng hữu cơ, khi bón vào đất sẽ được phân giải để cung cấp từ từ cho cây mà không sợ bị rửa trôi nên có tác dụng lâu dài và khá bền vững

- Phân chuồ ng là loại phân có thể sản xuất tại hộ gia đình nên luô n sẵn có để cung cấp cho cây

- Là loại phân dễ sản xuất

Tuy nhiên, phân chuồng cũng có một số hạn chế sau đây:

- Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong phân chuồ ng thường thấp và không ổn định mà phụ thuộc vào loại gia súc, chất lượng thức ăn, phương thức chăn nuôi, phương pháp chế biến và bảo quản

- Chất dinh dưỡng trong phân chuồng phần lớn ở dạng hữu cơ, phân giải chậm nên khó đáp ứng kịp thời nhu cầu dinh dưỡng cho cây

- Do tỷ lệ chất dinh dưỡng trong phân chuồng thấp nên để đáp ứng đủ nhu cầu của cây, phân chuồ ng phải được bón với lượng lớn nên chi phí chuyên chở thường cao

- Trong phân chuồng có chứa một số mầm bệnh, trứng sâu, hạt cỏ do vậy, phân chuồng nế u không được chế biế n hợp lý, khi bón có thể là nguồn lây la n sâu bệnh và

cỏ dại ra đồng ruộng Do vậy, chi phí lao động cho việc chế biến và bảo quản thường khá lớn

2.4 Các phương pháp chế biến phân chuồng

Phương pháp này thường được sử dụng trong các trường hợp:

+ Phân chuồ ng có nhiều chất độn giàu chất xơ

+ Phân chuồ ng có chứa nhiều mầ m bệnh, trứng sâu và hạt cỏ

+ Có sự đòi hởi cấp bách của thời vụ

 Ưu điể m và hạn chế của phương pháp

+ Ưu điểm: phân phâ n giả i nhanh, mầ m bệnh, trứng sâu cũng như khả năng nảy mầm của hạt cỏ giả m vì vậ y hạn chế được sự lâ y lan các nguồn nà y ra đồng ruộ ng

+ Hạn chế: lượng đạm mất trong quá trình ủ là khá lớn

Thời gian ủ: 1 – 2 tháng