4.2. Nghiên cứu sử dụng phân đạm dạng viên nén nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng đạm cho ngô
4.2.4. Nghiên cứu sự di động của đạm dạng viên nén khi được bón vào đất
a) Sự phát tán, khuếch tán của đạm
Từ các công thức tính toán được trình bày ở phần phương pháp xác định sự di động của đạm trong đất các thông số của mô hình được xác định và trình bày ở bảng 4.20.
Bảng 4.20. Một số thông số vật lý nước khi bón phân urê và phân đạm viên nén vào đất trồng ngô
Loại phân đạm
Thông số Urê Phân đạm viên nén
v (m/ngày) 0,1 0,1
DT (m2/ngày) 1,0 0,5
DL (m2/ngày) 1,0 1,0
ג (/ngày) 0,0 0,01
R [-] 1,0 3,0
co [-] 8,0 8,0
θs 0,39 0,39
θr 0,10 0,10
Ks (m/ngày) 0,314 0,314
α [1/m] 1,74 1,74
n [-] 1,38 1,38
Kết quả nghiên cứu tại bảng 4.20, cho thấy hầu hết các thông số theo dõi của các công thức sử dụng phân đạm viên nén và urê là giống nhau; chỉ sai khác duy nhất một thông số là hệ số khuếch tán theo chiều dọc DT của phân đạm viên nén chỉ bằng 50% phân urê. Sự khác nhau này ảnh hưởng rất lớn đến sự di động của hai loại phân đạm, đặc biệt là sự di động theo chiều dọc.
b. Xác định hệ số phân bố của phân tử đạm trong đất
Xác định hệ số phân bố của phân tử đạm trong đất: Chúng tôi tiến hành bón đạm cho đất phù sa sông Mã không được bồi hàng năm, kết quả thu được về nồng độ đạm trong đất (M/dm3) và được biểu diễn qua đồ thị về hấp thụ đẳng nhiệt tuyến tính dùng để xác định hệ số phân bố Kd của hai loại đất.
Qua đồ thị ta thấy hệ số phân bố của phân tử đạm trên đất phù sa sông Mã không được bồi có Kd = 0,95.
Khi đã tính được hệ số phân bố của phân tử đạm, chúng tôi tiến hành xác định hệ số trễ của đất nghiên cứu là:
1,47
R = 1 + x 0,95 = 4,535 0,395
c) Tính toán nồng độ mol khi bón phân viên đạm nén và urê vào trong đất
Viên phân có trọng lượng 1,3 g; tỷ lệ N trong viên là 39,2%, do vậy lượng N trong viên phân là 0,5096 g.
Viên phân chiếm thể tích đất 0,00103 dm3 (chiều dài 1,33 cm, chiều rộng 1,11 cm, chiều dày 0,70 cm).
Tính số mol của dung dịch khi bón viên phân 1,3 g urê trong 4,2 cm3 đất, biết khối lượng phân tử của urê là 62 g.
Số mol của dung dịch: 2,1g* 1mol/62g = 0,0339 mol.
Đổi sang số mol: mol = (0,0339/4,2)*1000 = 8,071 mol/dm3. 4.3.4.2. Kết quả chạy mô hình HYDRUS2
Sự di động của đạm trong đất phù sa sông Mã không được bồi hàng năm khi bón phân đạm viên nén và phân urê được mô tả bằng đồ thị về sự phân bố của đạm trong đất ở các khoảng thời gian khác nhau. Chúng tôi xác định sự di động của đạm ở các thời điểm 5, 20, 40 và 60 ngày sau khi bón phân; kết quả phân tích được biểu diễn trên các đồ thị (hình 4.7 - 4.10).
Sự di động của đạm trong đất tại thời điểm 5 ngày sau khi bón được trình bày tại hình 4.7.
Hình 4.7. Sự di động của N trong phân bón sau 5 ngày bón
CT sử dụng phân đạm dạng viên nén CT sử dụng urê
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
Kết quả nghiên cứu cho thấy, sau 5 ngày bón phân, phân đạm di chuyển chậm và tập trung chủ yếu ở độ sâu 2 - 12 cm, ở độ sâu này nồng độ đạm tương đối cao. Nồng độ đạm ở vị trí trung tâm điểm bón phân viên nén (sâu 10, cách hạt ngô 10 cm) là 1,5 mol/dm3 trong khi bón phân ure gần gốc ngô nồng độ chỉ có 0,28 mol/dm3, lớn hơn gấp 5,36 lần. Điều này lý giải tại sao nếu bón phân đạm viên nén gần gốc ngô quá sẽ làm tổn thương đến bộ rễ; qua đó ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh trưởng, phát triển của cây ngô.
Kết quả nghiên cứu sự di động của đạm sau 20 ngày bón được biểu điễn theo hình 4.8 cho thấy, trong giai đoạn này đạm có xu hướng di chuyển manh theo chiều sâu ở độ sâu trên 20 cm (nồng độ đạm cao nhất ở độ sâu 5- 15 cm) và phát tán theo chiều ngang với bán kính trên 10 cm.
Kết quả nghiên cứu về mức độ suy giảm nồng độ từ tâm của vòng đồng tâm cho thấy, đối với công thức sử dụng phân đạm dạng viên nén giảm từ 100%
(1,05 mol/dm3) xuống còn 57% (0,60 mol/dm3), trong khi công thức sử dụng urê có mức độ suy giảm lớn hơn từ tâm của vòng đồng tâm 100% (0,19 mol/dm3) xuống còn 21% (0,04 mol/dm3).
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
Hình 4.8. Sự di động của N trong phân bón sau 20 ngày bón
Như vậy, tốc độ suy giảm về nồng độ của việc bón phân urê lớn hơn 2,7 lần so với bón phân đạm dạng viên nén. Việc hòa tan nhanh, di động mạnh gây ra rủi ro lớn cho việc mất đạm. Điều này càng thể hiện rõ nét hơn nếu trong thời kỳ bón đạm khô hạn tưới nước nhiều hay mưa lớn.
Kết quả nghiên cứu sự di động của đạm trong đất ở thời điểm 40 ngày sau bón được trình bày tại hình 4.9. Sau khi bón phân 40 ngày đạm di động mạnh theo
CT sử dụng phân đạm dạng viên nén CT sử dụng urê
chiều sâu và ở độ sâu trên 25 cm nồng độ đạm đã tăng lên hơn ở các giai đoạn trước. Cũng ở thời gian này đạm di chuyển theo chiều ngang với bán kính 12 cm.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, ở tại tâm điểm bón nồng độ N khi bón ure là 0,074 mol, khi bón phân đạm viên nén thì nồng độ lớn hơn gấp 10 lần (0,75 mol/dm3). Điều này có nghĩa là di động của N ở phân viên đạm viên nén chậm hơn so với phân u rê.
Hình 4.9. Sự di động của N trong phân bón sau 40 ngày bón
Kết quả nghiên cứu sự di động của đạm ở thời điểm 60 ngày sau khi bón được trình bày tại hình 4.10 cho thấy, hầu như đạm trong phân bón đã lan đều trong toàn phẫu diện nghiên cứu (bón phân ure đến ngày thứ 60 sau bón gần như không còn tồn tại trong khu vực phẫu diện nghiên cứu); tuy nhiên đối với công thức sử dụng phân đạm dạng viên nén nồng độ đạm còn khá cao, cao gấp hơn 13 lần so với công thức bón urê.
Hình 4.10. Sự di động của N trong phân bón sau 60 ngày bón CT sử dụng phân urê CT sử dụng phân đạm viên nén
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
CT sử dụng phân urê CT sử dụng phân đạm viên nén
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
Bón phân đạm viên nén chậm tan qua việc nghiên cứu sự di động của đạm cho thấy sự di động chậm hơn, khả năng giữ đạm trong đất tốt hơn và đây chính là lý do làm cho việc bón loại phân này làm tăng hiệu suất sử dụng đạm.
Dựa vào kết quả nghiên cứu sự di động của đạm trong đất và các kết quả thí nghiệm đồng ruộng có thể khẳng định, việc bón phân đạm dạng viên nén ở độ sâu 10 cm so với bề mặt luống ngô và cách gốc ngô 10 cm là phù hợp nhất đối với sinh trưởng, phát triển của cây ngô trên đất phù sa sông Mã.