Luận văn Nghiên cứu chế tạo phụ gia phân bón chứa zeolit và ứng dụng trong trồng mía tại Thanh Hóa

hoạt động xúc tác cho nhiều phản ứng nằm chủ yếu trong những hốc lớn này. Khi hốc α thông với hốc β hoặc 2 hốc β thông với nhau, cửa sổ được giới hạn bởi vòng 6 nguyên tử oxy tạo nên một hệ thống mao quản thứ cấp có đường kính 2,2 Å nhỏ hơn nhiều so với kích thước phân tử nên ít được quan tâm trong xúc tác. Trong zeolit Y, các cation bù trừ điện tích khung có thể di chuyển tự do trong mao quản và chiếm các vị trí khác nhau tuỳ thuộc vào bản chất cation, mức độ trao đổi, điều kiện xử lý nhiệt và tỷ số Si/Al. Trên hình 1.7 chỉ ra các vị trí của các cation trao đổi: tâm SI - tâm của lăng trụ lục giác; tâm SII - tâm của vòng 6 cạnh và lệch vào hốc lớn khoảng 1 Å; tâm S’I và tâm S’II - đối xứng tương ứng với SI và SII qua các mặt 6 cạnh; tâm SIII – trong hốc lớn, xác suất lớn nhất ở gần vòng 6 cạnh. Trong một ô mạng cơ sở bao gồm 16 vị trí SI, 32 vị trí S’I, SII, S’II; 48 vị trí SIII. Trong các cấu trúc faujasit, tỷ số Si/Al luôn lớn hơn 1, nghĩa là số cation trao đổi cực đại không quá 96 (bằng 192/2) nên các vị trí SIII chỉ được điền một phần bằng các cation trao đổi. Khi tăng tỷ số Si/Al, số cation nằm ở vị trí SIII giảm. Khi thay thế hoàn toàn các cation hoá trị một bằng các cation đa hoá trị thì cá vị trí SIII hoàn toàn bị bỏ trống. Trong quá trình dehydrat, sự phân bố cation trong zeolit Y bị thay đổi. Đầu tiên, vỏ hydrat của các cation kị nước hơn bị phá vỡ và lượng nước còn lại tập trung quanh các cation ái nước hơn. Khi nhiệt độ tăng, hàm lượng nước xung quanh các cation tiếp tục giảm và có thể xảy ra sự phân ly nước dưới tác dụng của trường tĩnh điện cation. Trong trường hợp này, cation có thể dịch chuyển vào các vị trí trong sodalit (tâm S’I và S’II), ở đó nó có số phối trí cao với phân tử nước dư và mạng oxy. Tiếp tục tăng nhiệt độ, mức độ dehydrat xảy ra mạnh hơn, cation dịch chuyển từ hốc sodalit 27 vào lăng trụ lục giác (tâm SI) qua vòng 6 nguyên tử oxy. Để có thể qua cửa sổ 6 oxy vào trong sodalit và lăng trụ lục giác, dạng phối trí của cation và nước phải có sự tương thích mạnh. Nghiên cứu quá trình trao đổi cation của zeolit faujasit với dung dịch muối của kim loại đất hiếm cho thấy quá trình này chỉ xảy ra ở các vị trí trong hốc lớn. Đó là do lớp vỏ hydrat của những ion này có kích thước lớn hơn cửa sổ 6 nguyên tử oxy của hốc sodalit. Quá trình nung sẽ tách lớp vỏ hydrat và những ion này có thể di chuyển vào bên trong sodalit để tạo phức hydroxyl với oxy mạng lưới và khi đó zeolit đóng vai trò như một phối tử lớn. Dạng này tạo cho zeolit có tính bền nhiệt và bền thuỷ nhiệt. Các nguyên tử oxy mạng lưới cũng chiếm các vị trí tinh thể học khác nhau do sự khác nhau về độ dài liên kết T – O – T và góc liên kết O – T – O, được kí hiệu O1, O2, O3 và O4. O1 là oxy của lăng trụ lục giác cầu nối; O2 là oxy thuộc về cả vòng 6 cạnh của lăng trụ lục giác và vòng 6 cạnh trong hốc lớn; O3 là nguyên tử oxy thuộc vòng 6 cạnh của lăng trụ lục giác và vòng 4 cạnh trong hốc lớn; O4 là nguyên tử oxy khác O2 thuộc vòng 6 cạnh của hốc lớn [16]. Đường kính mảo quản của zeolit Y chủ yếu tập trung ở 7,4 Å và ở trạng thái động bằng 8,1 Å nên có thể hấp phụ các phân tử hợp chất hữu cơ có đường kính động học lên tới 8,1 Å. Ngoài ra, zeolit Y không chỉ có khả năng hấp phụ các phân tử vào trong mao quản của nó mà còn có thể hấp phụ lên bề mặt ngoài. 1.3.5.2. Zeolit P Theo [6], zeolit P thuộc nhóm cấu trúc 1, có công thức của một ô mạng cơ sở là: Na1,4Al2Si3,9O11,5.H2O Mạng lưới tinh thể của zeolit P được hình thành do các tứ diện TO4 liên kết với nhau tạo nên cấu trúc thứ cấp là các vòng đơn 4 cạnh (S4R). 28 Các vòng đơn này lại liên kết với nhau qua các đỉnh tạo thành các vòng 8 cạnh với các đỉnh là các ion O2- của tứ diện TO4. Hệ thống mao quản trong zeolit NaP được tạo lập bởi các vòng 8 cạnh có kích thước 3,1x4,5 Å (song song với mặt 100) và bằng 2,8x4,8 Å (song song với mặt 010). Zeolit NaP có tỷ số Si/Al = 1,95 nên đây là loại zeolit trung bình silic. Lĩnh vực ứng dụng chủ yếu của zeolit này là dùng làm chất hấp phụ và trao đổi ion, ít được sử dụng làm xúc tác. Đặc biệt, do hệ thống mao quản có đường kính động học bằng 2,6 Å nên zeolit NaP rất thích hợp để hấp phụ NH4+ và các kim loại nặng. Do đó, việc ứng dụng zeolit NaP làm phụ gia phân bón hoàn toàn hợp lý. 1.4. Cây trồng nông nghiệp 1.4.1. Cây trồng 1.4.1.1. Giới thiệu chung về cây trồng Cây trồng là sản phẩm nông nghiệp phục vụ đời sống con người và là nguyên liệu sản xuất cho một số ngành công nghiệp như sản xuất đường, sản xuất giấy [14] Có thể xem cây trồng như một dạng sinh vật sống có sự sinh trưởng, phát triển và chết. Cây trồng muốn sinh trưởng, phát triển thì cần phải có thức ăn. Thức ăn của nó là các nguyên tố đa lượng, trung lượng và vi lượng. Trong thành phần thức ăn của cây trồng có mặt hầu hết các chất hóa học tự nhiên (khoảng 92 nguyên tố), nhưng chỉ có 16 nguyên tố thiết yếu với cây trồng, trong đó có 13 nguyên tố khoáng đó là nitơ (N), phôtpho (P), kali (K) ngoài ra còn có thêm các nguyên tố vi lượng lưu huỳnh (S), canxi (Ca), magiê (Mg), sắt (Fe), mangan (Mn), đồng (Cu), molipđen (Mo), clo (Cl), bo (Bo) [14]. 29 1.4.2.1. Cơ chế hấp phụ chất dinh dưỡng của cây trồng Khi bón phân vào đất, phân bón dễ dàng phân ly thành các cation và các anion, các ion này nhanh chóng tham gia vào phản ứng trao đổi với keo đất. Ví dụ khi bón phân đạm vào đất, ta có phản ứng trao đổi sau: Đạm 2 lá amonnitrat NH4NO3 bón vào đất bị phân ly theo phản ứng: NH4NO3 → NH4+ + NO3− Khi tác dụng với đất một phần NH4+ được hấp thụ, NO3− hầu như không được hấp thụ nên dễ bị rửa trôi. Ca2+ Ca2+ (KĐ) Ca2+ + 2NH4NO3 → ( KĐ) 2NH4+ + Ca(NO3)2 H+ H+ Phân kali KCl khi bón vào đất: (KĐ) H+ + KCl → K+ +HCl Trong đó KĐ là viết tắt của keo đất. Bón phân kali vào đất nó phân ly thành ion K+ và ion Cl−, ion K+ được đất giữ lại, Cl− ít được đất giữ lại nên dễ bị rửa trôi. Như vậy bón phân vào đất một số ion được đất giữ lại còn một số ion khác thì không được đất giữ lại, nếu không được cây hấp thụ thì các ion này tồn tại trong đất và dễ bị rửa trôi, đồng thời nó còn làm ảnh hưởng đến đất, do vậy tuỳ loại đất mà sử dụng phân bón, hoặc có chế độ bón lót hợp lý. Sau khi chất dinh dưỡng được hoà tan trong đất bởi keo đất, lúc này cây hút chất dinh dưỡng trong đất. Quá trình này là một quá trình sống, liên quan chặt chẽ với quá trình trao đổi vật chất của cây và đặc tính của tế bào, gồm có các giai đoạn sau: - Tác dụng hút ion trên mặt rễ vào lông hút. - Chuyển các ion trên vào trong rễ. - Chuyển đến các bộ phận của cây để sử dụng. 30 Nguyên sinh chất của tế bào đóng vai trò tích cực trong quá trình hút chất dinh dưỡng, trong nguyên sinh chất của tế bào thường có hấp phụ với các ion HCO3− và H+. Các ion khác như Ca2+, K+, NH4+trao đổi với H+. Các cation NO3−, SO42−, PO43−trao đổi với HCO3−. Do đó một số chất dinh dưỡng đi vào tế bào. Tóm lại, quá trình hút chất dinh dưỡng là một chuỗi quá trình hấp thụ và đẩy ra nối tiếp nhau tiến hành trong nguyên sinh chất của màng, của màng dịch bào và dịch tế bào. Các ion được nguyên sinh chất của màng ngoài hút sau đó được đẩy ra và đưa vào vi sinh chất rồi từ nguyên sinh chất chuyển vào màng dịch bào từ đó đến dịch bào. Sau khi đi vào tế bào các chất dinh dưỡng được chuyển đến các mô dẫn, từ đó theo mô dẫn đến các bộ phận của cây nhờ tác dụng thoát hơi nước. Ở các bộ phận, chất dinh dưỡng được đồng hoá thành các chất của tế bào. Ngay sau khi di chuyển vào tế bào rễ, một số ion có thể qua quá trình chuyển biến hoá học và trở thành hợp chất khác, ví dụ: ion NO3− thành ion NH4+ ngay trong tế bào rễ, các muối lân vô cơ thành lân hữu cơ 1.4.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến đời sống của cây trồng a. Ảnh hưởng của nước Nước có vai trò quan trọng trong đời sống của cây trồng, nước chiếm 70 – 80% trọng lượng của tế bào. Nước chứa trong các tế bào thực vật để duy trì các hoạt động sinh lý, sinh hoá diễn ra hàng ngày. Nước được xem như một thành phần quan trọng xây dựng nên cơ thể, là dung môi đặc biệt cho phản ứng sinh lý, sinh hoá và cũng là nguyên liệu quan trọng trong một số phản ứng: nước cung cấp điện tử và proton để khử CO2 tạo nên các sản phẩm hữu cơ trong quá trình quang hợp, nước tham gia trực tiếp và quá trình oxy hoá nguyên liệu hô hấp để giải phóng năng lượng, nước tham gia trực tiếp vào phản ứng thuỷ phân tinh bột, protein,Nước là môi trường 31 hoà tan tất cả mọi khoáng vật lấy từ đất, các sản phẩm quang hợp, vitamin, enzim,và vận chuyển đến tất cả các tế bào, các mô và các cơ quan trong cơ thể. Như vậy, nước đóng vai trò lưu thông, phân phối điều hoà trong cơ thể thực vật đảm bảo mối quan hệ hài hoà, mật thiết giữa các cơ quan trong cơ thể như một chỉnh thể thống nhất. Ngoài ra, nước còn là yếu tố điều chỉnh nhiệt độ cho cây trồng, nhất là khi nhiệt độ không khí quá cao, nhờ quá trình bay hơi nước làm giảm nhiệt độ ở bề mặt lá tạo điều kiện cho quá trình quang hợp và hoạt động sống khác diễn ra thuận lợi. Nhu cầu nước của cây không được đáp ứng thì cân bằng nước trong cây bị phá vỡ, ảnh hưởng đến hoạt động sinh lý của cây như quang hợp, hô hấp, vận chuyển, tích luỹ chất hữu cơ,...dẫn đến làm giảm năng suất cây trồng và chất lượng nông sản. Đối với đất, nước cũng là nhân tố quan trọng như: điều hoà nhiệt độ và không khí, khi thiếu nước hạn hán xảy ra thì các tính chất cơ lý - hoá học của đất như: độ chặt, tính kết dính, tính liên kết, tính trương – co, sự hoà tan chất dinh dưỡng,sẽ thay đổi. Những thay đổi đó sẽ làm ảnh hưởng trực tiếp đến cây trồng, năng xuất cây trồng. Trong đất có một lượng nước và thành phần của nước trong đất có ý nghĩa quan trọng đối với đời sống cây trồng, nước là dung môi để các muối trong đất tham gia phản ứng hoá học với nhau. b. Ảnh hưởng của đất trồng đến cây trồng * Đất trồng – nhận dạng độ phì nhiêu của đất Đất trồng là một phần của quỹ đất nông nghiêp được dùng để trồng trọt. Tuy nhiên có nhiều loại đất trồng ứng với các địa phương khác nhau thì chất lượng đất lại khác nhau. Các nghiên cứu cho biết chất lượng đất được đánh giá qua độ phì nhiêu của đất và độ phì nhiêu của đất được đo bằng các yếu tố thực tế sau: 32 - Dung tích hấp thu của đất (CEC): Khả năng hấp thu các chất khác của đất. CEC phụ thuộc vào: Hàm lượng chất hữu cơ chứa trong đất, tỷ lệ % cấp hạt sét. - Độc tố trong các loại đất. - Phức hệ vô cơ- hữu cơ. Những yếu tố đặc thù chi phối đến độ phì nhiêu thực tế của đất là: - Tính chất vật lý nước của đất. - Yêu cầu thấp về lượng của dung tích hấp thu và yêu cầu đặc trưng về Ca2+ trong dung tích hấp thu đó. * Các chỉ tiêu dinh dưỡng đất trồng - Độ chua của đất (pH). - Độ ẩm của đất (hàm lượng H2O). - Hàm lượng chất hữu cơ. - Hàm lượng Nitơ (N). - Hàm lượng Phốt pho (P2O5). - Hàm lượng Kali (K). - Dung tích hấp thu CEC. * Cải tạo đất trồng Khi trồng trọt, cây trồng sẽ hút một lượng lớn chất dinh dưỡng từ đất trồng, ngoài ra chất dinh dưỡng được cung cấp từ trước một phần sẽ bị rửa trôi và một phần bị bốc hơi. Quá trình này diễn ra liên tục thì hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất sẽ giảm dần, đất sẽ trở nên xơ và bạc màu,Nếu tiếp tục trồng trọt thì đất sẽ không cung cấp đủ chất dinh dưỡng cho cây dẫn đến cây không phát triển tốt, năng suất trồng trọt sẽ giảm xuống,Chính vì vậy việc cải tạo đất trồng là một việc không thể thiếu khi tiến hành trồng trọt nếu muốn cây trồng luôn luôn cho năng suất cao. Việc cải tạo đất trồng sẽ được bắt đầu bằng việc kiểm tra, phân tích đất trồng nhằm tìm ra các nguyên tố cần bổ sung. Người ta có thể bổ sung trực 33 tiếp vào trong đất bằng cách cho chất cải tạo đất vào (phân bón), hoặc gián tiếp bằng cách trồng xen kẽ bổ sung các loại cây khác có thể bổ sung hàm lượng nguyên tố mà đất trồng đang thiếu (Ví dụ: người ta có thể trồng cây đỗ, cây lạc,xen kẽ mùa vụ vào các khu vực đất trồng thiếu đạm. Hoặc bổ sung chất dinh dưỡng vào ruộng lúa bằng cách nuôi bèo hoa dâu trong ruộng). c. Ảnh hưởng của phân bón đến cây trồng Thành phần chủ yếu của thực vật gồm: O, C, H, N, S, P, K, Mg, Ca, Na, Fe, Mn, I... Chúng có thể lấy nguồn dinh dưỡng một số nguyên tố: O, N, Fe, Ca, Mg, Cu, Mn và một số hợp chất như CO2, H2O từ đất, nước, không khí. Trong đất và không khí các nguyên tố dinh dưỡng như K, N, P rất ít nhưng các nguyên tố này có giá trị lớn nhất đối với sự phát triển của thực vật, vì vậy cần được bổ sung vào đất các nguyên tố N, P, K để cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng. Nguồn bổ sung chính của các nguyên tố N, P, K là phân bón hóa học có chứa các chất trên để tăng khả năng chịu đựng sự biến đổi của thời tiết đối với cây trồng, tăng năng suất, chất lượng và sản lượng của sản phẩm do cây trồng tạo ra. Khi sản lượng cây trồng tăng thì cây sẽ tiêu thụ nhiều chất dinh dưỡng của đất khi đó cần phải bón thêm phân để thoả mãn nhu cầu của cây trồng. 1.4.2. Những vấn đề chung về phân bón 1.4.2.1. Khái niệm và phân loại phân bón a. Khái niệm Phân bón là chất hữu cơ hoặc vô cơ chứa các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng được bón vào đất hay hòa nước phun, xử lý hạt giống, rễ và cây con [14]. b. Phân loại phân bón Phân loại theo nguồn gốc phân bón: Có thể chia làm 2 loại phân hữu cơ và phân vô cơ hay phân bón hóa học (phân khoáng) [1]. 34 - Phân hữu cơ là các chất hữu cơ hoặc bã thải hữu cơ như các loại phân chuồng, phân xanh... - Phân khoáng là loại phân bón cung cấp trực tiếp cho cây trồng các hợp chất chứa các nguyên tố dinh dưỡng N, P, K đối với cây trồng. Trong phân khoáng lại chia ra các loại hợp chất chứa đạm, lân, kali, và phân vi lượng. Phân loại theo chất dinh dưỡng: Có thể chia thành phân đơn và phân kép [1]. - Phân đơn chứa một nguyên tố dinh dưỡng ở một dạng hợp chất (đạm, urê, supephốtphat...) - Phân kép là phân bón chứa một vài nguyên tố dinh dưỡng khác nhau dưới dạng phức hợp do các phản ứng hóa học tạo ra hay do trộn lẫn một vài loại phân được phân hỗn hợp (phân phức hợp, phân trộn NPK). Ngoài ra có thể chia phân bón thành phân bón mang tính axit và phân bón mang tính kiềm [1]. 1.4.2.3. Tác dụng của một số loại nguyên tố đối với cây trồng a. Nhóm đa lượng Là nhóm chứa chất dinh dưỡng thiết yếu đối với cây trồng. Nhóm đa lượng chủ yếu cung cấp đạm (N), lân (N), kali (K) [14]. * Phân đạm (N): Là tên gọi chung cho các loại phân cung cấp đạm cho cây trồng. Tỉ lệ đạm trong cây từ 1- 6% trọng lượng chất khô, bao gồm: - Phân Urê (NH2)2CO - Phân Nitrat amôn NH4NO3 - Phân Sunphát amôn (NH4)2SO4 - Phân Clorua amôn NH4Cl - Phân xianamit caxi. - Phân phốt phát amôn Các loại phân chứa đạm là các loại phân dễ tan trong nước nên sử dụng rất tiện lợi. Mặt khác N là nguyên tố tham gia vào các thành phần của diệp 35 lục, axit amin, protêin, AND, ARN, nó còn được chứa nhiều trong các bộ phận của cây non. Chính vì vậy, đạm là yếu tố cơ bản của quá trình đồng hoá cacbon, kích thích sự phát triển của bộ rễ và lá cây non, khi cây được cung cấp đủ N sẽ giúp cây có màu xanh thẫm, cây khoẻ mạnh, chồi búp phát triển nhanh, cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao. Khi cây không được bón đủ lượng đạm, lá cây sẽ có màu vàng nhạt tỉ lệ nước cao, cây thấp bé dễ mắc bệnh tật. Ngược lại khi cây dư thừa đạm, cây phát triển chậm, không đồng đều, lá và thân phát triển mạnh nhưng tỉ lệ củ quả ít, tinh bột và đường trong sản phẩm giảm, năng suất không cao. * Phân lân (P): Là phân cung cấp P cho cây trồng, có vai trò rất quan trọng trong đời sống cây trồng: Tỉ lệ lân trong cây biến động trong phạm vi từ 0,08- 1,4% so với chất khô. Tỉ lệ này cao trong hạt và thấp trong thân và lá. Lân có trong thành phần hạt nhân tế bào nên rất quan trọng trong việc hình thành các bộ phận mới của cây. Lân tham gia vào thành phần các enzim, các protein, tham gia vào quá trình tổng hợp axit amin. Lân kích thích tăng trưởng của rễ cây, làm rễ ăn sâu vào lòng đất, lan rộng ra chung quanhNgoài ra lân còn kích thích đẻ nhánh, nẩy chồi đơm hoa, kết quả và tăng cường khả năng chống chịu bệnh tật của cây. Một số chủng loại phân lân: Phốt phát nội địa, phân apatit, phân supe lân, tecmô phốt phát, phân lân kết tủa. * Phân kali (K): Là phân cung cấp K cho cây trồng. Tỉ lệ Kali trong cây thay đổi từ 0,5- 6% trọng lượng chất khô. K tồn tại trong cây, trong tế bào dưới dạng ion và một phần dưới dạng phức không ổn định với các keo của tế bào chất. K giúp cây xanh thúc đẩy quá trình quang hợp xảy ra bình thường, ngoài ra K còn giúp quá trình vận chuyển các hyđrat 36 cacbon tổng hợp được chuyển qua các bộ phận khác. K còn giúp các loại cây lấy sợi tạo sợi dài và bền hơn. * Nhóm phân Tổng hợp và phân Hỗn hợp: Người ta có thể sử dụng phân hỗn hợp hay phân tổng hợp để có thể cung cấp kết hợp cho cây nhiều loại dinh dưỡng mà chỉ cần sử dụng một loại phân. Một số loại phân hỗn hợp điển hình như Phân N-P, N-K, P-K, N-P-K. Các loại phân kết hợp này ngoài các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng người ta còn có thể đưa vào một số loại nguyên tố trung lượng và vi lượng tuỳ theo nhu cầu của từng loại đất. b. Nhóm trung lượng Là nhóm chứa các chất dinh dưỡng mà cây cần với lượng trung bình. Thường là các loại phân cung cấp lưu huỳnh (S), canxi (Ca), magie (Mg) [14]. * Phân lưu huỳnh (S): Lưu huỳnh có vai trò quan trọng đối với cây, S là thành phần của axit amin, giúp cho quá trình trao đổi chất trong cây, làm cho cấu trúc Protêin vững chắc giúp cây tổng hợp và tích luỹ chất đầu. Thiếu S cây chuyển sang màu vàng úa, thân lá chuyển sang màu vàng, các chồi cây sinh trưởng kém. * Phân canxi (Ca): Trong cây, Ca là thành phần của tế bào và tồn tại dưới dạng pectat-canxi. Ca đảm bảo cho quá trình phân chia tế bào diễn ra bình thường. Ca đảm bảo sự bền vững của nhiễm sắc thể, giúp cho màng tế bào vững chắc, hoạt hoá các loại axit amin và trung hoà các axit hữu cơ giải độc cho cây. * Phân magie (Mg): Mg cần để tiến hành quang hợp, vì Mg có trong thành phần của chất diệp lục. Mg gắn các khâu trong quá trình chuyển hoá hiđrat cacbon, tổng hợp các axit nuclêic, ngoài ra nó còn thúc đẩy quá trình chuyển hoá và thu đường cho cây. 37 c. Nhóm vi lượng Nguyên tố vi lượng có hàm lượng 10-4 - 10-5 theo lượng chất khô. Mỗi nguyên tố vi lượng có vai trò nhất định trong đời sống cây trồng, không thể thay đổi được, nếu thiếu vi lượng cây sẽ phát triển không bình thường dễ mắc bệnh, nhưng nếu thừa vi lượng cây sẽ bị ngộ độc [14]. Vi lượng chủ yếu tồn tại trong hệ thống men, kích thích hoạt động của hệ thống men, do đó vi lượng xúc tiến và điều tiết toàn bộ các hoạt động sông của cây, thuc đẩy trao đổi chất trong cây, quá trình sinh lý, sinh hoá của cây, ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp diệp lục, nâng cao cường độ quang hợp, hình thành chuyển hoá và vận chuyển các hợp chất hữư cơ trong cây. Khi thiếu một vi lượng nào đó thì hoạt tính của men tương ứng giảm đi rất nhiều. Sau đây là ảnh hưởng của một số vi lượng chủ yếu: * Phân bo (B): B giúp cho quá trình chuyển hoá và phân chia tế bào diễn ra bình thường, giúp cây tăng cường khả năng hút Ca, cân đối các thành phần trong cây. Ngoài ra, B còn giúp cho quá trình sinh ngọn cây. * Phân đồng (Cu): Cu tham gia vào Enzim, thúc đẩy chức năng hô hấp và chuyển hoá của cây. Ngoài ra Cu còn giúp cây thúc đẩy quá trình sinh ra vitamin A cần cho sự phát triển bình thường của hạt. * Phân mangan (Mn): Mn thúc đẩy hạt nảy mầm sớm, phát triển rễ, cây ra hoa kết trái nhiều, lúa trổ bông đều. * Phân molipden (Mo): Mo có vai trò tích cực trong việc làm tăng khả năng quang hợp của cây, Mo còn cần cho sự tổng hợp vitamin C trong cây. * Phân kẽm (Zn): Zn thúc đẩy quá trình hình thành hoocmon trong cây, tăng khả năng chống chịu của cây (chịu nắng, hạn và chịu bệnh tật). * Phân sắt (Fe): Sắt có mặt trong chất diệp lục, không có sắt lá cây bị huỷ hoại, cây không tổng hợp được chất diệp lục và làm giảm sự quang hợp và năng suất của cây. 38 * Phân coban (Co): Co rất cần cho khả năng cố định đạm trong không khí của vi sinh vật, tăng khả năng hút lân của cây. 1.4.2.4. Năng suất cây trồng và việc bón phân Ruộng không được bón phân năng suất thấp. Phân bón làm tăng năng suất, mức tăng cao thấp tùy theo độ phì của đất. Đất tốt không cần bón nhiều đất xấu mức tăng năng suất do bón phân cao. Hiện nay với xu hướng phát triển của thời đại, để cạnh tranh trên thị trường các nhà sản xuất phân bón đang không ngừng phát triển tìm ra các biện pháp để giảm thất thoát khi bón phân cho cây trồng, tiết kiệm phân bón cũng như tránh hiện tượng thoái hoá đất trồng Tất cả các yếu tố trên nhằm tiết kiệm, giảm giá thành phân bón, tăng hiệu qủa sử dụng phân bón và nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp cho người dân. Trong nỗ lực tìm kiếm của các nhà khoa học, một phương án đã được đề ra là: cần thiết phải sử dụng phụ gia phân bón. Phụ gia phân bón là chất thêm vào trong phân với lượng nhỏ nhưng lại đem lại hiệu quả to lớn khi sử dụng. Hiện nay trên thị trường đã có một số nhà sản xuất tung ra phân bón có chứa các loại chất phụ gia khác nhau nhằm đem lại các hiệu quả khác nhau khi sử dụng phân bón, ví dụ: phụ gia diệt cỏ, trừ sâu, phụ gia chống vón cục, chống hút ẩm và không khí, 1.4.3. Phụ gia phân bón chứa zeolit 1.4.3.1. Vai trò của phụ gia phân bón chứa zeolitt Như ta đã biết, zeolit là vật liệu aluminosilicat tinh thể, có cấu trúc xốp, bề mặt riêng lớn và có khả năng trao đổi cation cao. Trong đó, zeolit Y có khả năng hấp phụ những phân tử chất hữu cơ có kích thước lớn, còn zeolit P lại có khả năng hấp phụ chọn lọc ion NH4+ và H2O. Nhờ những tính chất đó, các zeolit này khi kết hợp với nhau có thể sẽ làm giảm sự mất mát các chất dinh dưỡng do khả năng giữ chúng lại trong hệ thống pore mở và giải phóng chậm 39 theo nhu cầu cây trồng, đồng thời lại đảm bảo cho đất có độ tơi xốp và độ ẩm thích hợp cho cây trồng phát triển. Theo các tài liệu nông học [7], [18], để cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng, người ta phải dùng phân có chứa Nitơ. Tuy nhiên, nếu cây được cung cấp quá nhiều hàm lượng N thì rễ cây bị xót và cây sẽ bị ngộ độc. Nhờ việc sử dụng chất cải tạo đất chứa zeolit, zeolit sẽ hấp phụ ion NH4+ và K+ và điều chỉnh việc nhả chậm các ion này. Do đó, sẽ tăng cường khả năng giữ NH4+, giảm được sự mất mát N trong phân, đặc biệt là ngăn ngừa được nguy cơ bị ngộ độc một khi amoni quá thừa. Vì vậy, việc đưa zeolit làm một hợp phần quan trọng của phân bón sẽ giúp làm tăng hiệu quả sử dụng phân bón vì nó làm giảm được một lượng lớn phân bón với cùng năng suất như nhau hoặc nếu sử dụng cùng một lượng phân thì sẽ cho hiệu quả sử dụng lâu hơn, cho hiệu suất cây trồng cao hơn. 1.4.3.2. Các chỉ tiêu cần xác định đối với phụ gia phân bón chứa zeolit a. Độ pH Nồng độ [H+] được biểu diễn bằng giá trị pH. Muốn đất cho sản lượng cao thì trước hết nó phải có khoảng pH tối ưu thích hợp cho cây trồng. Đất có độ pH < 4,5-5,0 có thể rất có hại cho cây vì gây thiếu chất dinh dưỡng (như P, Mg) và làm cây ngộ độc (do Al, Fe, Mn) . Do đó cần phải bón vôi để tăng độ pH, ít nhất là 5,5. Khoảng pH = 5,5-6,5 được coi là thoả đáng để tạo sản lượng trung bình cho hầu hết các loại cây trồng. - Các loại pH thường xác định: + pHH 2 O (pH nước) là pH được đo khi tác động với nước. + pH muối trung tính là pH được đo khi tác động đất với muối trung tính như dung dịch KCl 1M, dung dịch CaCl2 0,01M, thường sử dụng nhất là dung dịch KCl 1M, gọi tắt là pHKCl. + pHNaF là pH được đo khi tác động đất vào dung dịch NaF 1M là loại muối thuỷ phân có môi trường kiềm. 40 b. Nhôm di động Al di động có nồng độ cao có tác động độc đối với cây trồng được thể hiện qua độ chua hoạt tính của cây. Đất càng chua thì Al di động càng nhiều. Trong đất, sự phát triển chậm của cây trồng bị ảnh hưởng bởi nồng độ cao của Al hoà tan trong đất. Al hạn chế hay làm ngừng sự phát triển của bộ rễ. Nhôm di động có thể phá huỷ trao đổi chất trong cây, làm giảm hàm lượng đường, có ảnh hưởng xấu đến quá trình chuyển hoá đường đơn giản thành đường đisaccarit, hay hợp chất hữu cơ phức tạp. Dưới tác dụng của Al di động, hàm lượng N phi protein tăng, làm kìm hãm sự chuyển hoá N khoáng thành nito protein. Ngoài ra, nó còn kìm hãm sự tạo thành photphotit, nucleprotit, diệp lục, ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim. Bên cạnh đó, Al di động cũng ảnh hưởng đến sự hấp phụ và trao đổi của các chất dinh dưỡng khác như Ca, P. Đồng thời với tính độc của Al, sự thiếu hụt Ca cũng là một nhân tố hạn chế đối với sự phát triển của cây trồng trong hầu hết các loại đất phèn. Do vậy, việc giảm nồng độ nhôm trao đổi là rất cần thiết để đảm bảo cây trồng có thể hấp thụ các chất dinh dưỡng và phát triển được. Với mục đích góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón và gó