Đề tài Ảnh hưởng của việc sử dụng phân đạm đến khả năng tích lũy hàm lượng NO3-, NH4+ trong nước mặt và nước ngầm

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Môi trường ngày nay không phải là vấn đề quan tâm của mỗi quốc gia mà trở thành vấn đề toàn cầu. Bảo vệ môi trường là một tiêu chuẩn đạo đức, là điều kiện phát triển của một cá nhân, một cộng đồng, một quốc gia. Đặc biệt bảo vệ môi trường nước là vấn đề được quan tâm hàng đầu vì chúng rất dễ gây ra những ảnh hưởng trực tiếp cho con người các quần thể sinh vật đồng thời dễ lan truyền những tác động xấu ra những vùng lân cận. Nước là một nhân tố quyết định đến sự sống của các sinh vật trên hành tinh, hiện nay trên thế giới mức độ sử dụng nước ngày một tăng nhanh, thế giới có khoảng 14000 triệu km3 nước, nước mặn chiếm 97%, nước ngọt chiếm 3% chỉ có khoảng 10 triệu km3 nước có thể sử dụng được phần còn lại là nước đóng băng tập trung ở hai cực [1]. Nhu cầu nước cho các ngành cũng tăng lên khoảng 69% sử dụng trong nông nghiệp, 23% sử dụng cho công nghiệp, 8% nhu cầu cho đời sống. Dưới sức ép của sự gia tăng dân số, nhu cầu lương thực thực phẩm đang tăng lên cả về số lượng và chất lượng cùng với quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa thâm canh nông nghiệp và thói quen sử dụng nước tùy tiện không quan tâm đến chất lượng nước ở các nước chậm phát triển. Gần 20% dân số thế giới không được sử dụng nước sạch và 50% thiếu nước vệ sinh an toàn. Việt Nam là một nước đang phát triển có bình quân thu nhập đầu người tháp, nông nghiệp chiếm một vai trò quan trọng đối với 75% lao động và 80% dân số sống chủ yếu dựa vào nông nghiệp. Nông nghiệp là ngành sử dụng nước nhiều nhất chủ yếu là do tưới tiêu. Để đảm bảo an ninh lương thực cho toàn xã hội việc sử dụng phân bón đặc biệt là phân đạm nhằm tăng năng suất cây trồng đang ngày một tăng lên. Lượng phân bón hóa học sử dụng ở Việt Nam mức trung bình 62.7 kg/ha vào năm 1985 và 73.5 kg/ha vào năm 1990 và vẫn còn có chiều hướng gia tăng từ năm 1990 trở lại đây [30]. Đặc biệt, sử dụng phân đạm hóa học bị lạm dụng ở một số vùng trồng rau và thâm canh lúa nước gây ra dư thừa trong nước mặt và có nguy cơ tích lũy trong nước ngầm do nông dân sử dụng một lượng lớn và không hợp lý đó là nguồn sản sinh NO3-, NH4+ đi vào đất và nước. Khi bón phân đạm vào đất chủ yếu một phần cây trồng sử dụng được, 30 – 40% phần còn lại bị lãng phí theo con đường bay hơi vào khí quyển, rửa trôi theo nguồn nước tích lũy trong đất. Lượng phân bón thải vào môi trường nước gây ra ảnh hưởng đến nước mặt và nước ngầm, đặc biệt là tình hình tích lũy NO3-, NH4+ trong nước. Do vậy, nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón đặc biệt là phân đạm đến mức độ tích lũy NO3-, NH4+ là cần thiết, là cơ sở đề xuất biện pháp tránh tích lũy NO3-, NH4+ trong nước tưới cho sản xuất nông nghiệp, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của việc sử dụng phân đạm đến khả năng tích lũy hàm lượng NO3-, NH4+ trong nước mặt và nước ngầm tại xã Đặng Xá - huyện Gia Lâm – thành phố Hà Nội”. 1.2. Mục đích, yêu cầu nghiên cứu 1.2.1. Mục đích Xác định ảnh hưởng của việc sử dụng phân đạm đến sự tích luỹ hàm lượng NO3-, NH4+ trong nước mặt và nước ngầm tại một số địa điểm ở xã Đặng Xá, đề xuất hướng sử dụng phân bón hợp lý, hiệu quả nhằm hạn chế ảnh hưởng tới môi trường nước. 1.2.2. Yêu cầu - Điều tra, đánh giá mức độ sử dụng phân đạm đối với cây trồng ở một số hộ sản xuất nông nghiệp của xã Đặng Xá. - Xác định mối liên quan giữa việc sử dụng phân đạm đến sự thay đổi hàm lượng NO3-, NH4+ và một số chỉ tiêu khác (DO, pH, Eh) trong nước mặt và nước ngầm ở một số điểm nghiên cứu. - Tìm hiểu mối quan hệ giữa NO3-, NH4+ trong nước mặt và nước ngầm. - Đề xuất một số biện pháp sử dụng phân bón hiệu quả, hợp lý PHẦN II: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Vai trò của phân khoáng trong sản xuất nông nghiệp Trong nền kinh tế của nước ta hiện nay, nông nghiệp chiếm một vị trí quan trọng. Một trong những biện pháp hàng đầu để đẩy mạnh sản xuất nông nghiệp là sử dụng phân bón.Với tốc độ tăng dân số như hiện nay bình quân diện tích đất canh tác tính theo đầu người quá thấp. Nhưng con số đó lại ngày càng thấp hơn ở các nước đang phát triển do tốc độ tăng dân số và diện tích trồng trọt bị thu hẹp lại trong quá trình công nghiệp hoá và đô thị hoá. Để đảm bảo lương thực, thực phẩm tiêu dùng trong nước và xuất khẩu, hướng thâm canh sản xuất nông nghiệp là biện pháp tất yếu. Theo thống kê, nhân dân các vùng thâm canh phải đầu tư 30 – 50% tổng chi phí trồng trọt vào phân bón khiến yêu cầu sử dụng phân bón ngày càng cao. Việt Nam có trên 80% dân số sống bằng nghề nông, nông nghiệp đã cung cấp trên 40% tổng sản phẩm quốc doanh ( GDP ) và đóng góp vai trò quan trọng trong xuất khẩu nông sản. Trong vài năm gần đây kinh tế nông nghiệp cả nước tăng trưởng ở mức ổn định 5 – 7% /năm, mang lại thu nhập cho nông dân sống ở nông thôn, góp phần xoá đói giảm nghèo, đảm bảo an ninh lương thực cho xã hội, góp phần ổn định kinh tế xã hội của đất nước. Bón phân là biện pháp kỹ thuật có ảnh hưởng quyết định đến năng suất, chất lượng sản phẩm cây trồng, hiệu quả và thu nhập của người sản xuất. Thực tiễn sản xuất ở nhiều nước trên thế giới cũng như ở nước ta trong những năm qua đã chứng minh rằng, không có phân bón đặc biệt là phân hoá học thì không thể đạt năng suất và sản lượng cao. Nếu không có phân hoá học, nông nghiệp không thể nào trong tăng gấp 4 lần sản lượng trong vòng 50 năm, trở thành một trong các yếu tố cơ bản để tăng mức sống và trình độ văn minh. Phân bón hoá học đã chiếm lĩnh chủ yếu trong các loại phân được sử dụng trong sản xuất nông nghiệp của hầu hết các nước trên thế giới [24]. Phân bón ngoài hiệu ứng trực tiếp là tăng năng suất cây trồng, nó còn có tác động rất lớn đến việc tạo ra nền đất thâm canh mà lâu nay người sử dụng ít chú ý tới. Tuy nhiên, sử dụng phân hoá học quá mức và không hợp lý đã dẫn đến những ảnh hưởng xấu đến tính chất đất, phẩm chất nông sản cũng như môi trường, do đó ảnh hưởng xấu tới sức khoẻ con người và động vật. Trước thế kỷ XIX nông nghiệp thế giới nói chung và nông nghiệp Việt Nam nói riêng vốn là nền nông nghiệp hữu cơ. Ở châu Âu trước khi có phân hoá học, một ha không đủ cung cấp lương thực cho một người, điều này càng khẳng định vai trò không thể thiếu của phân hoá học trong nền nông nghiệp hiện nay khi có sự bùng nổ về dân số. Trong bốn chất dinh dưỡng N, P, K, S cho cây trồng N ( Nitơ ) là chất dinh dưỡng số một, là nguyên tố tham gia vào tất cả các protein đơn giản và phức tạp, là thành phần chủ yếu của chất nguyên sinh của tế bào thực vật, N cũng là thành phần các axit nucleic đóng vai trò hết sức quan trọng trong trao đổi chất của cơ thể, cây trồng...Khi cung cấp không đủ Nitơ cho cây trồng thì cây trồng sinh trưởng và phát triển kém, lá vàng có màu lục nhạt, năng suất mùa màng giảm [17]. Trong các cây lương thực chủ yếu trên thế giới: lúa mỳ, lúa nước và ngô lúa là cây lương thực chính, sản phẩm lúa gạo là nguồn lương thực nuôi sống hơn 1/2 dân số thế giới nhất là các nước thuộc châu Á, châu Phi, châu Mỹ Latinh, lúa còn có vai trò trong công nghiệp chế biến và chăn nuôi. Ở các nước phát triển châu Âu, châu Mỹ, lúa coi là nguồn thức ăn tốt nhất cho sức khoẻ, một số quốc gia lúa gạo còn đóng vị trí quan trọng trong vấn đề an ninh lương thực. (FAO, 1999) [10]. Trong những năm qua sản xuất lúa của Việt Nam phát triển mạnh cả về diện tích và năng suất. Năm 2000 diện tích gieo trồng là gần 7,7 triệu ha, gấp 1,3 lần năm 1989 năng suất đạt 4,2 tấn/ha [27]. Để đạt được những thành tựu trên là do có những đổi mới trong chính sách sản xuất lúa đặc biệt là kỹ thuật đầu tư sử dụng giống, thuỷ lợi và phân bón... Cây lúa bất kỳ lúa nước hay lúa trồng cạn muốn có năng suất cao cần nguồn dinh dưỡng lớn đặc biệt là phân bón và kỹ thuật bón, phương pháp bón phù hợp cân đối. Cũng như các cây trông khác, lúa hút dinh dưỡng khoáng đạm, lân, kali, canxi, lưu huỳnh, magiê và nguyên tố vi lượng: Ca, Zn, Mn... để sinh trưởng phát triển và cho năng suất cao. Đặc biệt là ba nguyên tố N, P, K yêu cầu số lượng phụ thuộc vào từng giống, từng giai đoạn sinh trưởng phát triển. Theo kết quả tổng kết của Mai Văn Quyền trên 60 thí nghiệm khác nhau thực tiễn ở 40 nước có khí hậu khác nhau cho thấy. Nếu năng suất lúa 3 tấn thóc/ha thì lúa lấy đi hết 50 kg N, 260 kg P2O5, 80 kg K2O, 10 kg Ca, 6 kg Mg, 5 kg S và nếu ruộng lúa đạt năng suất trên 6 tấn thóc/ha thì lượng dinh dưỡng cây lúa lấy đi 100 kg N, 50 kg K2O5, 160 kg K2O, 19 kg Ca, 12 kg Mg, 10 kg S [11]. Trong giai đoạn hiện nay nước ta đưa vào sản xuất nhiều giống lúa lai, lúa cao sản cho năng suất cao như C70, VL24, NN10...những giống lúa này đòi hỏi yêu cầu phân bón lớn hơn nhiều so với lúa thuần, lúa đặc sản địa phương. Theo Thomas Dierolf và cộng sự 2001, ở vùng Đông Nam châu Á để có năng suất 4 tấn hạt/ha cây lúa hút 90 kg N, 13 kg P, 108 kg K, 11 kg Ca, 10 kg Mg, 4 kg S. Các giống lúa địa phương cho năng suất 2 tấn/ha chỉ hút 45 kg N, 7 kg P, 54 kg K, 6 kg Ca, 5 kg Mg, 2 kg S. Theo Nguyễn Văn Bộ và cộng sự ( 2003 ) trung bình cây lúa lấy đi 222 kg N, 7,1 kg K2O5, 31,6 kg K2O, 3,9 kg CaO, 4 kg MgO, 0,9 kg S và 51,7 kg Si [31]. Dinh dưỡng đạm với cây lúa là vấn đề quan trọng đặc biệt là đối với các giống lúa lai. Các nhà nghiên cứu Trung Quốc sau khi nghiên cứu phân đạm với lúa lai đã đưa ra kết luận: cùng mức năng suất, lúa lai hấp thu lượng đạm và lân thấp hơn lúa thuần, ở mức năng suất 75 tạ/ha lúa lai hấp thu đạm thấp hơn lúa thuần 4,8%, hấp thu P2O5 hơn 18,2%, nhưng hấp thu K2O cao hơn 30%.Với ruộng lúa cao sản thì lúa lai hấp thu đạm cao hơn lúa thuần 10%, hấp thu K2O cao hơn 45%, hấp thu P2O5 bằng lúa thuần [25]. Theo Bùi Huy Đáp ( 1980 ): Đạm là nguyên tố dinh dưỡng tốt nhất đối với cây lúa trong các giai đoạn sinh trưởng và phát triển và chỉ khi có đủ đạm các chất khác mới phát huy tác dụng [9]. Theo Đinh Thế Lộc, Vũ Văn Liết: Đủ đạm ở giai đoạn đầu sẽ làm phát triển chiều cao, số nhánh, tăng kích thước lá, tăng số hạt trên bông, tăng tỷ lệ % hạt chắc. Nếu thiếu đạm quá trình sinh trưởng sinh dưỡng bị hạn chế, số hạt trên bông giảm. Lúa cần đạm ở giai đoạn đầu và giai đoạn đẻ nhánh hình thành số bông tối đa [22]. Theo kết quả nghiên cứu của Mitsui (1973) về ảnh hưởng của đạm đến hoạt động sinh lý của cây lúa: sau khi tăng lượng N thì cường độ quang hợp, cường độ hô hấp và hàm lượng diệp lục của cây lúa tăng lên, nhịp độ quang hợp hô hấp không khác nhau nhiều nhưng cường độ quang hợp tăng mạnh hơn cường độ hô hấp 10 lần, cho nên vai trò của đạm làm tăng tích luỹ chất khô [21]. Hiệu suất phân đạm đối với lúa theo Iruka (1963) cho thấy (nếu bón đạm với liều lượng cao thì hiệu suất cao nhất là vào lúc lúa đẻ nhánh và sau đó giảm dần. Nếu bón với liều lượng thấp thì bón vào lúc lúa đẻ và trước trỗ 10 ngày có hiệu quả cao [35]. Ngoài ra khi nghiên cứu dinh dưỡng đạm của cây lúa ngắn ngày, các nhà khoa học trong và ngoài nước cho rằng nhu cầu về đạm của cây lúa có tính chất liên tục từ đầu sinh trưởng đến lúc chín. Có hai thời kỳ đặc biệt trong dinh dưỡng đạm của cây lúa thời kỳ đẻ nhánh và làm đòng. Đặc điểm thời kỳ đẻ nhánh nhất là khi đẻ rộ cây lúa hút đạm nhiều nhất thường lúa hút 70% lượng đạm cần thiết trong thời gian đẻ nhánh quyết định 74% năng suất. Lúa cũng cần nhiều đạm trong thời kỳ phân hoá đòng và phát triển thành bông, tạo ra các bộ phận sinh sản. Giai đoạn này lúa hút 10 – 15% lượng N là thời kỳ bón đạm có hiệu suất cao. Phần đạm còn lại được cây hút đến lúc chín [9]. Bảng 2.1: Động thái tích luỹ dinh dưỡng của cây lúa (%) Dinh dưỡng  Từ nảy mầm đến đẻ nhánh tối đa  Nhánh tối đa đển phân hoá đòng  Phân hoá đòng đến hình thành bông  Thành bông đến chín   Đạm  37  12  31  20   Lân  33  23  34  10   Kali  36  21  20  23   (Nguồn: Ishizuka. Y, 1973 - Nguyễn Xuân Trường, 2000) Theo nghiên cứu của Nguyễn Vi - Trần Khải (1978): Trong đất phù sa sông Hồng bón đạm mức 180 kg N/ha trong vụ Xuân và 150 kg N/ha trong vụ Mùa cho lúa lai vẫn không làm giảm năng suất lúa. Hiệu suất phân đạm đạt từ 10 – 14 kg thóc/ 1 kg N đối với các giống lúa lai còn các giống lúa thuần đạt từ 7 – 8 kg thóc/ 1 kg N [20]. Ngoài đạm, lân cũng có vai trò quan trọng với mỗi cây trồng như chúng ta đã biết cây cần lân tham gia vào thành phần tổng hợp hydratcacbon, Prôtein và chất béo giữ quá trình hô hấp và quang hợp, giúp cho việc hút N tăng cường phát triển bộ rễ, kích thích nốt sần, đẻ nhánh, tăng phẩm chất nông sản, làm quả mau chín hạt mẩy. Năm 1994 kết quả thí nghiệm bón lân cho lúa của trường Đại học nông nghiệp II tại xã Thủy Dương - huyện Hương Thủy (Thừa Thiên - Huế) cho thấy: trong vụ Xuân bón lân cho lúa từ 30 – 120 kg P2O5/ha đều làm tăng năng suất lúa 10 – 17%. Với liều lượng bón 90 kg P2O5 thì năng suất cao nhất và nếu bón hơn liều lượng 90 kg P2O5 thì năng suất có xu hướng giảm xuống. Trong vụ hè thu với giống lúa VM1 bón sưpe lân hay lân nung chảy làm tăng năng suất rõ rệt. Kali là 1 trong ba yếu tố dinh dưỡng quan trọng đối với cây lúa, trước tiên cây hút K sau đó hút N, để thu được 1 tấn thóc cây lúa lấy đi 22 – 26 kg K2O nguyên chất tương ứng với 36,74 – 43,4 kg KCl (60% K). K là nguyên tố điều khiển chất lượng tham gia vào các quá trình hình thành hợp chất và vận chuyển các hợp chất đó, K còn có tác dụng làm cho tế bào cây được củng cố, tăng tỷ lệ đường, giúp vận chuyển chất dinh dưỡng nhanh chóng về hoa và tạo hạt [6]. Trên đất phù sa sông Hồng trong thâm canh lúa ngắn ngày, để đạt năng suất lúa 5 tấn/ ha ở vụ mùa và 6 tấn/ha nhất thiết phải bón K. Để đạt năng suất 7 tấn/ha ở vụ Xuân cần bón 102 – 135 kg K2O/ha/vụ (ở mức 193 kg N/ha, 120 kg P2O5/ha) và năng suất vụ mùa 6 tấn cần bón 88 – 107 kg K2O/ha/vụ (ở mức 160 kg N/ha, 88 kg P2O5/ha/vụ). Hiệu suất phân K có thể đạt 6,2 – 7,2 kg thóc /kg K2O [4]. Vai trò cân đối của đạm và Kali càng lớn khi lượng đạm sử dụng càng nhiều. K điều chỉnh dinh dưỡng đạm, làm cho cây sử dụng được nhiều đạm và các chất dinh dưỡng khác nhiều hơn. Nếu không bón K thì hệ số sử dụng đạm chỉ đạt 15 – 30% trong khi bón K thì hệ số này tăng lên 39 – 49%. Trong vụ Xuân ở Miền Bắc, nhiệt độ thấp, thời tiết âm u hiệu lực sử dụng phân K cao hơn, cần bón K nhiều trong vụ này [6]. K được sử dụng trong nguyên sinh chất tế bào như một tác dụng kích thích hoạt động chuyển hoá vật chất vô cơ thành hữu cơ đồng thời thúc đẩy quá trình vận chuyển sản phẩm quang hợp lên lá, hoa và hạt. Sự có mặt của K thời kỳ sau trỗ của lúa lai là một ưu thế thúc đẩy quá trình mẩy của hạt giúp nâng cao năng suất. Trong vụ Xuân để đạt năng suất cao thì cần bón sớm, Bón K là yêu cầu bắt buộc đối với lúa lai ngay cả trên đất giàu K [5]. 2.2 Tình hình sản xuất và sử dụng phân khoáng trên thế giới và Việt Nam 2.2.1 Tình hình sản xuất và sử dụng phân khoáng trên thế giới Một trong những yếu tố quan trọng để nâng cao năng suất cây trồng là sử dụng phân bón. Để nuôi sống 7 – 8 tỷ người trên thế giới trong những năm tới, số lượng lương thực phải được gia tăng và điều đó phụ thuộc vào phân bón. Chính vì vậy nhịp độ sản xuất và tiêu thụ phân bón hoá học của thế giới tăng không ngừng. Nhờ phân bón mà năng suất cây trồng có thể tăng từ 30 – 50% nhưng để sản lượng tăng lên gấp đôi thì chi phí phân bón, thuốc trừ sâu và kỹ thuật tăng lên gấp 10 lần [32]. Theo FAO: toàn thế giới năm 1960 sử dụng 10 triệu tấn phân đạm, năm 1980 là 62,7 triệu tấn đến năm 1990 là 150 triệu tấn. Về phân lân của những năm 60 thế giới sử dụng 2,1 triệu tấn (P2O5) đến năm 1990 là 40 triệu tấn. Như vậy, về tổng thể không thể phủ nhận vai trò của phân hoá học trong thực tế, đây là nhu cầu quan trọng nhằm tăng tính sản xuất của đất. Hiện nay trên thế giới việc sử dụng phân bón rất biến động, tuy nhiên nơi sử dụng nhiều nhất vẫn là các nước Tây Âu và một số nước châu Á. Còn ở Châu Phi, vùng Trung Đông và các nước Mỹ la tinh nhìn trung lượng phân hóa học sử dụng còn thấp hơn nhiều mức bình quân thế giới. Bảng 2.2: Tình hình sử dụng phân hóa học của các nước Quốc gia  Lượng phân hoá học bình quân sử dụng cho 1 ha gieo trồng (kg/ha)   Hà Lan Hàn Quốc Nhật Bản Trung Quốc Việt Nam  758 467 430 390 80 - 90   ( Nguồn: Nông nghiệp và môi trường, Lê Văn Khoa, NXBNN) Qua bảng trên ta thấy trong khu vực châu Á lượng phân bón sử dụng cho một ha gieo trồng năm 2001 ở Hà Lan lớn nhất 758 kg/ha, Việt Nam chỉ bằng 30,8% lượng sử dụng ở Trung Quốc và 19,4% lượng sử dụng ở Nhật Bản. Năng suất lúa của Việt Nam bằng 53,9% của Trung Quốc, 48,1% của Nhật Bản. Theo kết quả nghiên cứu của Hiệp hội công nghiệp phân bón thế giới IFA: nhìn tổng thể xu hướng tiêu thụ phân bón giảm xuống từ đầu những năm 90: năm 1990 đến 1992 giảm 9 triệu tấn, năm 1993 đến 1994 giảm gần 14 triệu tấn. Tuy nhiên, ở các nước đang phát triển xu hướng sử dụng phân bón vẫn tăng lên. Năm 1993 đến 1994 các nước đang phát triển tiêu thụ phân bón tăng lên 55%, năm 1998 đến 1999 tăng lên 58%. Vì lẽ đó sản xuất phân đạm cũng tăng lên ở các nước phát triển, năm 1980 đến năm 1981 tăng 31% đến năm 1992 – 1993 tăng lên 45% [23]. Phân hóa học đặc biệt là phân đạm đã đóng góp vai trò quan trọng trong tăng năng suất cây trồng, phân bón đã tăng ở các nước công nghiệp phát triển: tại Mỹ ure tăng 11 lần, Pháp tăng 6 – 8 lần, Liên Xô cũ tăng 11 – 13 lần ... các nước đang phát triển như châu Phi tăng 2 lần, châu Mỹ la tinh tăng 2,5 lần, châu Á tăng 3 lần. Bảng 2.3: Nhu cầu phân bón trên thế giới Đơn vị: triệu tấn Dinh dưỡng  Năm 1987  Năm 1995   Đạm (tính theo N)  72  91   Lân (tính theo P)  15  18   Kali (tính theo K)  22  26   (Nguồn: Lê Văn Khoa, 2001) Vào những năm 1900 mức tiêu thụ phân đạm của thế giới là 2 triệu tấn, 50 năm sau lên tới 14 triệu tấn, năm 1978 là 100 triệu tấn, đến năm 1982 là 130 triệu tấn, năm 2000 khoảng 180 triệu tấn. Về phân lân những năm 60 thế giới sử dụng 21 triệu tấn (P2O5) đến năm 1990 là 40 triệu tấn [30]. Hiệp hội phân bón quốc tế IFA cho biết trong giai đoạn 5 năm tới nhu cầu phân bón thế giới dự kiến sẽ đạt 171,9 triệu tấn trong năm 2010/2011, tăng 11,6% so với năm 2005/2006, tương ứng mức bình quân 2,2%/năm trong đó K, phân lân và phân đạm dự kiến tăng lần lượt 3%, 2,6% và 1,8%. Trong giai đoạn 2006 – 2010 dự báo của IFA về nhu cầu tiêu thụ của từng loại phân bón: - Đối với phân ure: nhu cầu tiêu thụ toàn cầu sẽ tăng bình quân 3%/năm và đạt 143,6 triệu tấn vào năm 2010. Sản lượng toàn cầu dự kiến sẽ tăng 40 triệu tấn vào năm 2010, đạt 180 triệu tấn. Riêng năm 2010 sản lượng phân ure của thế giới có khả năng tăng thêm 14 triệu tấn, chủ yếu nhờ sự gia tăng sản lượng của khu vực Tây Á và Trung Quốc. - Phân đạm và amoniac: năm 2010 sản lượng amoniac toàn cầu có thể đạt 202 triệu tấn tăng 35 triệu tấn so với 167 triệu tấn năm 2006. sản lượng amoniac của thế giới dự kiến tăng bình quân 7%/năm trong giai đoạn 2006 – 2009 và có thể tăng thêm 15 triệu tấn năm 2010. khu vực Tây Á có thể chiếm 1/3 mức gia tăng sản lượng trong khoảng thời gian trên. Theo IFA, nhu cầu tiêu thụ phân đạm của thế giới trong giai đoạn 2006-2010 dự kiến tăng bình quân 1,8%/năm đạt 99,1 triệu tấn vào năm 2010. nguồn cung ứng phân đạm toàn cầu có thể tăng bình quân 5,4%/năm, trong khi nhu cầu tiêu thụ chỉ tăng 2,1%. - Đối với lân: sản lượng phân lân của thế giới sẽ tăng bính quân khoảng 2%/năm từ 177 triệu tấn trong năm 2006 lên 195 triệu tấn năm 2010. Trong đó Trung Quốc có khả năng chiếm 1/3 mức gia tăng này trong thời gian trên. Ngoài ra sản lượng phân lân của các nước và khu vực Tây Á, châu Phi, Đông Á và Mỹ la tinh dự kiến sẽ tăng lên khi tình hình sản xuất tại Mỹ không thuận lợi. - Đối với phân DAP: sản lượng DAP toàn cầu dự kiến tăng thêm 3,3 triệu tấn P2O5 vào năm 2010, đạt 24,1 triệu tấn P2O5. Trung Quốc chiếm 40% mức gia tăng sản lượng DAP kể trên. - Đối với phân MOP: sản lượng phân kali (MOP) toàn cầu năm 2010 dự báo sẽ đạt 71,3 triệu tấn, tăng mạnh so với 64,3 triệu tấn năm 2005. IFA dự đoán sản lượng phân kali (K2O) của thế giới có thể đạt 41,4 triệu tấn vào năm 2010, tăng so với mức 37,5 triệu tấn trong năm 2006, trong khi nhu cầu tiêu thụ loại phân này dự kiến đạt 30,8 triệu tấn vào năm 2010, tăng so với 27,1 triệu tấn năm 2006. Theo IFA, hầu hết sự gia tăng nhu cầu tiêu thụ phân bón đều xuất phát từ thị trường châu Á, trong đó khu vực Nam Á và Đông Á chiếm hơn một nửa tổng mức tăng này. Ngoài ta, các khu vực khác trên thế giói dự kiến mức tiêu thụ tăng trưởng bình quân hàng năm: Mỹ la tinh và vùng Caribe (3%), Bắc Mỹ (2,1%), Đông Nam Á (3,3%), Đông Âu và Trung Á (3%), châu Đại Dương (2,1%), Tây Á và Đông Bắc Phi (1,9%). Nhu cầu phân bón của thị trường châu Phi giai đoạn 2006 – 2009 dự kiến tăng 4,2% so với năm 2005/2006, thị trường châu Âu giai đoạn này tăng nhẹ [13]. 2.2.2. Tình hình sản xuất và sử dụng phân khoáng ở Việt Nam Việt Nam là một nước nông nghiệp trồng lúa nước nhưng so với thế giới mãi đến năm 50 của thế kỷ này mới bắt đầu làm quen với phân bón hóa học. Tuy vậy mức độ sử dụng phân bón hóa học ở Việt Nam mỗi năm một tăng. Năm 1980 cả nước sử dụng 500.000 tấn phân đạm (quy về đạm tiêu chuẩn) và trên 200.000 tấn phân lân ( quy về super photphat đơn). Đến năm 1990 đã sử dụng 2,1 triệu tấn phân đạm và 650.000 tấn phân lân [30]. Mức độ sử dụng phân bón hóa học (N + P2O5 + K2O) trong 17 năm (1985 – 2001) tăng bình quân 9%/năm và đang có xu hướng mỗi năm tăng khoảng 10% trong thời gian tới. Từ năm 1985 đến nay sử dụng phân đạm tăng trung bình 7,2%/năm, phân lân tăng 13,9%/năm, phân kali tăng tốc độ cao nhất 23,9 %/năm. Tổng lượng dinh dưỡng (N + P2O5 + K2O) sử dụng năm 1985/1986 là 385,6 ngàn tấn, năm 1989/1990 là 541,7 ngàn tấn thì năm 1990/2000 là 2234,0 ngàn tấn tăng 5,8 lần so với năm 1985/1986 [16]. Trong 5 năm trở lại đây (2001 – 2005) lượng dinh dưỡng sử dụng cho trồng trọt đang ngày một gia tăng: Bảng 2.4: Số lượng phân hóa học được sử dụng qua các năm Đơn vị: 1000 tấn dinh dưỡng Năm  N  P2O5  K2O  NPK (kg/ha)  Tỷ lệ N:P2O5:K2O   2000/2001  1245,5  475,0  390,0  171,5  1:0,38:0,31   2001/2002  1071,4  620,2  431,9  165,5  1:0,58:0,4   2002/2003  1251,8  668,0  411,0  179,7  1:0,53:0,33   2003/2004  1317,5  733,2  480,0  -  1:0,56:0,36   2004/2005  1385,5  806,6  516,0  -  1:0,58:0,37   (Nguồn: Đất và phân bón, Bùi Huy Hiền, 2005[3]) Theo bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn ở nước ta lượng phân bón sử dụng trong nông nghiệp ngày càng tăng cả về số lượng và chủng loại. Hàng năm ít nhất có 1.420 loại phân bón khác nhau được đưa ra thị trường. Trong đó phân đơn, phân NPK khoảng 1.084 loại, phân hữu cơ – khoáng, phân vi sinh, phân trung – vi lượng và các loại phân khác. Nhìn chung, mức sản xuất và sử dụng dinh dưỡng cho cây trồng thấp và không cân đối. Phân đạm ure mới chỉ đáp ứng được 10% so với nhu cầu sản xuất, phân lân đáp ứng 60 – 70%, phân Kali phải nhập khẩu hoàn toàn [32]. Hàng năm nhập khẩu khoảng 1,4 triệu tấn ure/năm 200 – 300.000 tấn lân/năm và 150 – 200.000 tấn/năm Kali [18]. Tỷ lệ dinh dưỡng trung bình thế giới là N : P2O5 : K2O là 1 : 0,47 : 0,36 trong đó các nước đang phát triển tỷ lệ này là 1 : 0,37 : 0,17. Ở Việt Nam mới chỉ đạt 1 : 0,23 : 0,04 mức độ sử dụng phân bón khác nhau ở nhiều vùng [30]. Lượng phân bón sử dụng cho lúa không đều giữa các vùng trong cả nước. Liều lượng phân hóa học sử dụng đối với lúa ở Đồng Bằng sông Hồng 155 – 210 kg NPK/ha, vùng Đồng Bằng sông Cửu Long 150 – 200 kg NPK/ha một vụ. Khoảng 80% lượng phân học sử dụng ở nước ta tập trung ở vùng trồng lúa (lượng phân bón thích hợp cho lúa thể hiện ở bảng 2.5, phần phụ lục). Tuy nhiên, do hệ số sử dụng đạm của lúa không cao nên lượng đạm bón cho lúa cao hơn nhiều so với nhu cầu. Trên các loại đất khác nhau tỷ lệ liều lượng phân bón cho lúa rất khác nhau (bảng 2.6, phần phụ lục). Mặc dù lượng phân bón hóa học ở nước ta còn chưa cao so với một số quốc gia phát triển song đã tồn tại một số hạn chế gây sức ép lên vấn đề môi trường do: - Sử dụng không đúng kỹ thuật nên hiệu quả phân bón thấp - Bón phân không cân đối giữa tỷ lệ NPK, nặng về sử dụng phân đạm. Cả nước tỷ lệ NPK là 1,0 : 0,3 : 0,1 trong khi tỷ lệ thích hợp là : 1 : 0,5 : 0,3. - Chất lượng phân bón không đảm bảo: Hiện nay ngoài lượng phân bón nhập khẩu do nhà nước quản lý hoặc các doanh nghiệp công nghiệp trong nước sản xuất, còn một lượng lớn phân bón nhập lậu không được kiểm soát và một số cơ sở nhỏ lẻ sản xuất trong nước không đảm bảo chất lượng. Chính lượng phân bón này gây ra áp lực và ảnh hưởng xấu tới môi trường đất. 2.2.3 Tình hình sử dụng phân khoáng ở Đồng bằng sông Hồng Đồng bằng sông Hồng là một vùng trọng điểm trồng lúa quan trọng có nhiệm vụ cùng với Đồng bằng sông Cửu Long thâm canh lúa nhằm đảm bảo an toàn lương thực cho cả nước. Cả nước hiện có khoảng 9.415.568 ha đất sản xuất nông nghiệp chiếm 28,43% tổng diện tích đất tự nhiên và chiếm 37,93% tổng diện tích đất sản xuất nông nghiệp. Trong đó Đồng bằng sông Hồng diện tích sản xuất nông nghiệp 764.024,56 ha chiếm 8,11%diện tích đất sản xuất nông nghiệp của cả nước [14]. Diện tích cây lương thực hàng năm 1.576,7 nghìn ha, sản lượng thóc trung bình hàng năm khoảng 5 triệu tấn. Do nằ