Động học nhả chất dinh dưỡng và khả năng phân hủy sinh học trong đất của phân bón ure nhả chậm với vỏ bọc polyme

Một loại phân bón ure nhả chậm đã được tổng hợp bằng cách phủ polyurethan lên bề mặt viên phân ure để kiểm soát tốc độ nhả dinh dưỡng, giảm thất thoát phân bón và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Viên phân ure đã được tổng hợp từ ure thông thường, bentonit và tinh bột.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Động học nhả chất dinh dưỡng và khả năng phân hủy sinh học trong đất của phân bón ure nhả chậm với vỏ bọc polymeTrần Quốc Toàn và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ181(05): 41 - 46ĐỘNG HỌC NHẢ CHẤT DINH DƯỠNG VÀ KHẢ NĂNG PHÂN HỦY SINHHỌC TRONG ĐẤT CỦA PHÂN BÓN URE NHẢ CHẬM VỚI VỎ BỌC POLYMETrần Quốc Toàn1*, Đặng Thị Hồng Phương21Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên,Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên2TÓM TẮTMột loại phân bón ure nhả chậm đã được tổng hợp bằng cách phủ polyurethan lên bề mặt viênphân ure để kiểm soát tốc độ nhả dinh dưỡng, giảm thất thoát phân bón và giảm thiểu ô nhiễm môitrường. Viên phân ure đã được tổng hợp từ ure thông thường, bentonit và tinh bột. Mẫu phân urenhả chậm có tỉ lệ khối lượng ure: bentonit: tinh bột tương ứng là 90: 7,5: 2,5, độ dày lớp vỏpolyurethan khoảng 30µm chứa 5% sáp parafin, nhả khoảng 81,42% N sau 90 ngày trong đất (ở250C). Nghiên cứu động học cho thấy tốc độ phóng nitơ từ phân bón ure nhả chậm trong đất có thểđược biểu diễn bằng phương trình biểu kiến bậc một ở 25 0C với R2 ~ 1. Các ảnh SEM cho thấy cáclớp vỏ bọc polyurethan có khả năng phân hủy sinh học tốt trong đất. Phân bón ure nhả chậm tổnghợp được không ảnh hưởng xấu đến tính chất lý hóa của đất, chúng thân thiện với môi trường.Từ khóa: nhả chậm, polyurethan, ure, phân bón, đất, động học.GIỚI THIỆU*Hiện nay, theo chứng minh của các nhà khoahọc thì cây trồng chỉ hấp thụ tối đa đượckhoảng 25 – 30% tổng lượng phân hóa học đãcung cấp, phần còn lại bị thất thoát ra môitrường do nhiều nguyên nhân (rửa trôi, xóimòn, bay hơi...) đã làm giảm hiệu quả sửdụng phân bón, gây ô nhiễm môi trường [1].Để nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón, giảmô nhiễm môi trường, một phương pháp khảthi là sử dụng phân bón nhả chậm [2]. So vớiphân bón thông thường, phân bón nhả chậmcó nhiều ưu điểm như: giảm tỷ lệ thất thoátphân bón, cung cấp chất dinh dưỡng ổn định,giảm số lần bón phân, giảm thiểu tác độngtiêu cực khi bón phân quá liều. Vì vậy, vấn đềnghiên cứu chế tạo phân bón nhả chậm đã thuhút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trênthế giới. Đặc biệt, là những loại phân bón nhảchậm có lớp vỏ bọc polyme thân thiện vớimôi trường, có thể điểu chỉnh tốc độ nhả chấtdinh dưỡng cho phù hợp với từng giai đoạnphát triển của cây trồng bằng cách thay đổichiều dày lớp vỏ, loại polyme…[2].Đã có những nghiên cứu cho thấy phân bónure nhả chậm có vỏ bọc polyme không chỉlàm giảm sự thất thoát nitơ, mà còn làm biếnđổi động học quá trình nhả nitơ, từ đó cungcấp các chất dinh dưỡng cho cây trồng với tốc*Tel: 0978 553908, Email: tranquoctoan@dhsptn.edu.vnđộ phù hợp hơn với nhu cầu trao đổi chất củachúng [3]. Trong thực tế, tốc độ nhả chất dinhdưỡng còn chịu ảnh hưởng rất lớn bởi các yếutố môi trường như nhiệt độ và độ ẩm đất, sựcó mặt và phát triển của vi sinh vật đất…[2].Bởi vậy với mỗi loại phân bón nhả chậm bọcpolyme mới được phát triển thì việc xác địnhmô hình nhả chất dinh dưỡng của phân bónrất quan trọng để đánh giá hiệu quả của cácloại phân bón này nhằm cung cấp chất dinhdưỡng theo nhu cầu và giai đoạn phát triểncủa cây trồng. Ngoài ra khả năng phân hủysinh học trong đất của lớp vỏ bọc polyme cầnđược nghiên cứu. Mặc dù có nhiều phươngpháp và mô hình dự báo khác nhau nhằmđánh giá quá trình nhả chất dinh dưỡng đãđược phát triển, nhưng cho đến nay vẫn chưacó một phương pháp phù hợp và chuẩn hóanào được công nhận. Tuy nhiên, các dự đoánnày chủ yếu đều dựa trên đặc tính của vậtliệu, chiều dày, tính đồng đều của bề mặt lớpvỏ...và các kết quả mô hình hóa đều dựa trêngiả thiết rằng quá trình giải phóng chất dinhdưỡng từ phân bón bọc được kiểm soát mộtcách đơn giản bởi sự khuếch tán của chất tanqua lớp vỏ [4].Ở Việt Nam, hiên nay phân nhả chậm sử dụngtrong sản xuất nông nghiệp chủ yếu là phânkhông có vỏ bọc (viên nén ), việc nghiên cứuvà ứng dụng phân nhả chậm có vỏ bọcpolyme còn rất mới do yêu cầu cao về qui41Trần Quốc Toàn và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆtrình, công nghệ. Gần đây, một số loại phânbón nhả chậm có vỏ bọc polyme (tinh bột,tinh bột/PVA...) được chế tạo và thử nghiệmtrên một số loại cây trồng (cà phê, chè...) vàbước đầu cho kết quả rất hứa hẹn [5]. Tuynhiên, hầu hết các sản phẩm này chưa kiểmsoát được thời gian nhả chậm, chưa đưa ra môhình nhả chất dinh dưỡng của phân bón.Trong các bài báo trước, quá trình tổng hợpphân bón ure nhả chậm có vỏ bọc polyurethanvà đặc tính nhả chậm trong nước đã đượccông bố [6,7]. Bài báo này tập trung nghiêncứu động học quá trình nhả dinh dưỡng, khảnăng phân hủy sinh học của lớp vỏ polymetrong đất và sự ảnh hưởng của phân bón urenhả chậm với lớp vỏ polyurethan đến một sốtính chất lý hóa của đất làm cơ sở cho việcthiết kế, chế tạo các sản phẩm phân bón urenhả chậm phù hợp với nhu cầu và giai đoạnphát triển của cây trồng.THỰC NGHIỆMHóa chất, nguyên liệu- Bentonit Bình Thuận có hàm lượngMontmorillonit> 90%, kích thước hạt ~20 µm.- Phân ure của Công ty p ...