Tóm tắt Luận án Chế tạo và nghiên cứu động học quá trình nhả chất dinh dưỡng của một số loại phân bón nhả chậm

n bón nhả chậm được đưa vào trong chai nhựa đậy kín chứa 200ml nước cất sau đó được đặt trong tủ ổn nhiệt ở 25 o C. Sau những khoảng thời gian nhất định dung dịch được gạn để xác định hàm lượng dinh dưỡng (N, P, K) và 200ml nước cất mới được thêm vào trong chai, tiếp tục duy trì ở 25oC. Dung dịch được lắc đều trước khi lấy mẫu phân tích. Từ kết quả thực nghiệm ta thiết lập phương trình động học biểu kiến bậc 0, bậc 1, bâc 2. Sau đó đánh giá sự phù hợp của các phương trình thông qua hệ số tương quan R2. Sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình nhả phân bón được nghiên cứu ở nhiệt độ 10-400C. Sự ảnh hưởng pH của môi trường đến quá trình nhả phân bón được nghiên cứu ở pH=4,0-9,0. 2.4.3.2. Nghiên cứu quá trình nhả phân bón trong đất 2.4.4. Khảo nghiệm phân bón nhả chậm cho một số cây trồng 2.4.4.1. Khảo nghiệm phân bón nhả chậm cho cây bí xanh Phân ure và NPK (16:16:16) nhả chậm với độ dày thích hợp được ứng dụng thử nghiệm cho cây bí xanh. Mô hình thử nghiệm được thiết kế theo 5 công thức với 3 lần nhắc lại. Địa điểm thử nghiệm: Xã Bá Xuyên- TP Sông Công – Thái Nguyên Thời gian thử nghiệm: từ 7/2015 đến 10/2015 2.4.4.2. Ứng dụng phân bón nhả chậm cho cây chè Phân ure và NPK (30:10:10) nhả chậm với độ dày thích hợp để ứng dụng thử nghiệm cho cây chè kinh doanh LDP1. Mô hình thử nghiệm được thiết kế theo 5 công thức với 3 lần nhắc lại. Địa điểm thử nghiệm: xóm Phúc Thành, xã Hoá Trung, huyện 4 Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên Thời gian thử nghiệm: từ 3/2015 đến 12/2015. Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Chương 3 được trình bày trong 52 trang bao gồm những mục chính sau 3.1. Chế tạo lõi phân nhả chậm 3.1.1. Biến tính tinh bột 3.1.1.1. Ảnh hưởng của thời gian biến tính tới tính chất tinh bột Khi tăng thời gian biến tính thì KLPTTB của tinh bột giảm và các chỉ số cacboxyl và cacboxyl đều tăng. Bảng 3.1: Ảnh hưởng của thời gian biến tính tới KLPTTB và chỉ số cacboxyl của tinh bột Thời gian (giờ) 3 5 7 9 11 KLPTTB (g/mol) x 10 4 47,8 26,2 10,5 4,8 2,4 Cacboxyl (mmol/100g tinh bột) 0,054 0,068 0,092 0,110 0,138 3.1.1.2. Ảnh hưởng của thời gian biến tính tinh bột đến độ bền lõi phân Các lõi phân ure nhả chậm được tạo ra với cùng điều kiện: hàm lượng ure 90%, bentonit 7% và 3% tinh bột với thời gian biến tính thay đổi từ 0-11%. Khi thời gian biến tính tăng từ 1-7 giờ khả năng kết dính của tinh bột biến tính tăng nên độ bền lõi phân tăng dần, độ rã giảm và độ cứng tăng. Thời gian biến tính tối là 7 giờ được chọn để nghiên cứu. 3.1.1.3. Phổ IR của tinh bột và tinh bột biến tính Ngoài những pic đặc trưng của tinh bột thì tinh bột biến tính xuất hiện thêm pic dao động hóa trị tại 1735 cm-1 của nhóm C=O. Điều này là do sự oxi hóa phân tử tinh bột hình thành nhóm chức cacboxyl. 3.2.2. Lựa chọn chất kết dính cho phân bón ure nhả chậm Các mẫu lõi phân dạng tròn, có đường kính trung bình 3-4mm, chứa 90% ure, hàm lượng các chất kết dính polyme thay đổi từ 0-5%, còn lại là bentonit được tạo thành, đem xác định độ rã và độ cứng 5 Hình 3.5. Ảnh hưởng của chất kết dính đến độ rã lõi phân bón ure Với cùng hàm lượng polyme từ 1,0-3,0% thì khả năng kết dính giữa phân bón với chất mang giảm theo thứ tự: Tinh bột biến tính>PVAc > PVA > tinh bột, dẫn đến độ cứng lõi phân bón cũng giảm và độ rã tăng theo thứ tự trên. 3.2.3. Lựa chọn chất kết dính cho phân bón NPK nhả chậm 3.2.3.1. Lựa chọn chất kết dính cho phân bón NPK (16:16:16) Kết quả nghiên cứu độ rã và độ cứng cho thấy hàm lượng tối ưu chế tạo lõi phân NPK (16:16:16) nhả chậm là: ure 20,76%; (NH4)2HPO4 29,75%; KCl 26,67%; bentonit 16,82% và tinh bột là 6,00%. 3.2.3.2. Lựa chọn chất kết dính cho phân bón NPK (30:10:10) Kết quả nghiên cứu độ rã và độ cứng cho thấy hàm lượng tối ưu chế tạo lõi phân NPK (30:10:10) nhả chậm là: ure 55,80%; (NH4)2HPO4 18,59%; KCl 16,67%; bentonit 6,44% và tinh bột là 2,50%. 3.2.4. Nghiên cứu quá trình tạo vỏ bọc cho phân bón 3.2.4.1. Đặc trưng vật liệu của lớp vỏ bọc a. Phổ hồng ngoại (IR) Phổ IR của vật liệu vỏ được đặc trưng chủ yếu bởi các pic hấp thụ: dải hấp thụ rộng ở 3294cm-1 đặc trưng cho dao động kéo của liên kết N- H trong nhóm isocynat; pic 1730cm-1 đặc trưng cho dao động kéo của C=O trong nhóm urethan; các pic tại vị trí 1219 và 1056cm-1 tương ứng với dao động kéo của C-O trong nhóm N-CO-O của isocyanat. b. Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) 6 Có thể thấy rằng lớp phủ PU bị phân hủy trong khoảng nhiệt độ từ trên 200oC đến 700oC với tổn hao trọng lượng tổng số là 89,85%. Kết quả này chứng tỏ phân bón ure nhả chậm bọc PU có độ bền nhiệt khá tốt. 3.2.4.2. Ảnh hưởng của hàm lượng parafin đến lớp phủ polyurethan (a) bề mặt chứa 0% parafin (b) bề mặt chứa 5% parafin (c) bề mặt chứa 7% parafin (d) bề mặt chứa 10% parafin Hình 3.13. Ảnh SEM của lớp vỏ PU Hình 3.13a cho thấy khi không có parafin, có nhiều lỗ hổng và vết nứt xuất hiện trên bề mặt lớp phủ polyurethan. Lớp vỏ PU hoàn thiện sau khi bổ sung 5%; 7% và 10% parafin so với khối lượng lớp phủ được tạo thành trên bề mặt lõi phân bón bón với cấu trúc chắc, đặc, 7 không còn quan sát thấy khuyết tật. Tuy nhiên khi các chất bôi trơn lớn sẽ làm giảm mật độ liên kết ngang trong lớp màng PU nên đã làm tăng khả năng nhả dinh dưỡng. Vì vậy hàm lượng parafin 5% trong lớp phủ PU là thích hợp nhất cho quá trình tạo lớp phủ 3.2.4.3. Ảnh hưởng của hàm lượng polyurethan đến độ dày lớp vỏ. Bảng 3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng PU đến độ dày lớp vỏ và tỉ lệ bọc STT Hàm lượng PU (%) Độ dày trung bình lớp vỏ (µm) Tỉ lệ bọc (%) 1 3,0 15-20 1 2 5,0 25-30 2 3 10,0 40-50 3 4 15,0 70-80 5 5 20,0 90-100 7 6 25,0 110-120 10 Khi tăng hàm lượng polyurethan thì độ dày và tỉ lệ bọc viên phân được tăng lên. Trong luận án này chúng tôi chọn lớp vỏ PU có độ dày trung bình là 30; 50; 70 µm cho các nghiên cứu tiếp theo. 3.3. Xây dựng mô hình động học quá trình nhả chậm phân bón 3.3.1. Nghiên cứu quá trình nhả phân bón trong nước 3.3.1.1. Đặc tính nhả dinh dưỡng của phân bón ure nhả chậm Hình 3.16. Đặc tính nhả N của các mẫu phân ure nhả chậm trong nước Trong nước, tốc độ nhả N của phân bón ure nhả chậm có chiều dày lớp vỏ trung bình 30µm là 82,21% sau 21 ngày của phân bón có chiều dày lớp vỏ trung bình 50µm là 81,22% sau 42 ngày và tốc độ nhả N của phân bón có chiều dày lớp vỏ trung bình 70µm là 80,31% sau 77 ngày. Bảng 3.3. Mô hình động học của phân ure nhả chậm với độ dày 25-30 µm 8 Bậc phản ứng Phân ure với độ dày lớp vỏ 25-30 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả R2 Bậc 0 Ct=71,02t +1055 71,02 0,740 Bậc 1 Ln(Cb-Ct)=-0,224.t +8,104 0,224 ngày -1 0,968 Bậc 2 1/(Cb-Ct)=5,256.10 -4 .t– 8,319 5,256.10 -4 g.l -1.ngày-1 0,814 Bảng 3.4. Mô hình động học của phân ure nhả chậm với độ dày 40-50 µm Bậc phản ứng Phân ure với độ dày lớp vỏ 40-50 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả R2 Bậc 0 Ct=52,74t +665,9 52,74 0,848 Bậc 1 Ln(Cb-Ct)=-0,083.t +8,043 0,083 ngày -1 0,992 Bậc 2 1/(Cb-Ct)=1,532.10 -4 .t– 2,949 5,256.10 -4 g.l -1.ngày-1 0,814 Bảng 3.5. Mô hình động học của phân ure nhả chậm với độ dày 70-80 µm Bậc phản ứng Phân ure với độ dày lớp vỏ 70-80 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả R2 Bậc 0 Ct=36,15t +529,0 36,15 0,871 Bậc 1 Ln(Cb-Ct)=-0,051.t +8,133 0,051 ngày -1 0,971 Bậc 2 1/(Cb-Ct)=1,532.10 -4 .t– 2,949 5,256.10 -4 g.l -1.ngày-1 0,814 Các kết quả tính toán cho thấy phương trình động học biểu kiến bậc 1 mô tả khá tốt quá trình nhả chất dinh dưỡng của phân bón (R2 1). 3.3.1.2. Đặc tính nhả dinh dưỡng của phân bón NPK nhả chậm a. Phân bón NPK (30:10:10) Hình 3.17. Đặc tính nhả N của các mẫu phân NPK (30:10:10) nhả chậm trong nước 9 Hình 3.18. Đặc tính nhả P của các mẫu phân NPK (30:10:10) nhả chậm trong nước Hình 3.19. Đặc tính nhả K của các mẫu phân NPK (30:10:10) nhả chậm trong nước b. Phân bón NPK (16:16:16) Hình 3.20. Đặc tính nhả N của phân bón NPK (16:16:16) nhả chậm 10 Hình 3.21. Đặc tính nhả P của phân bón NPK (16:16:16) nhả chậm Hình 3.22. Đặc tính nhả K của phân bón NPK (16:16:16) nhả chậm * Động học quá trình nhả chất dinh dưỡng của phân NPK (30 :10 :10) . Bảng 3.6.Các tham số động học và phương trình động học nhả N của phân NPK (30:10:10) với độ dày 25-30 µm Bậc phản ứng N của phân NPK (30:10:10)với độ dày lớp vỏ 25-30 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=70,285t +480,42 70,285 0,836 Bậc 1 Ln(Cb-Ct)=-0,2289.t +7,9699 0,2289 ngày -1 0,981 Bậc 2 1/(Cb-Ct)= 0,0007.t– 0,0011 0,0007 g.l -1.ngày-1 0,823 Bảng 3.7. Các tham số động học và phương trình động học nhả N của phân NPK (30:10:10) với độ dày 40-50 µm 11 Bậc phản ứng N của phân NPK (30:10:10) với độ dày lớp vỏ 40-50 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=61,843.t +605,51 61,843 0,851 Bậc 1 Ln(Cb-Ct)=-0,0767.t +7,851 0,0767 ngày -1 0,995 Bậc 2 1/(Cb-Ct)=0,0001.t– 0,0001 0,0001g.l -1.ngày-1 0,875 Bảng 3.8. Các tham số động học và phương trình động học nhả N của phân NPK (30:10:10) với độ dày 70-80 µm Bậc phản ứng N của phân NPK (30:10:10) với độ dày lớp vỏ 70-80 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=30994.t +345,58 30,994 0,901 Bậc 1 Ln(Ccb-Ct)=-0,0459.t +7,9247 0,0459 ngày -1 0,993 Bậc 2 1/(Ccb-Ct)=0,0001.t– 0,0006 0,0001g.l -1.ngày-1 0,797 Bảng 3.9. Các tham số động học và phương trình động học nhả P của phân NPK (30:10:10) với độ dày 25-30 µm Bậc phản ứng P của phân NPK (30:10:10) với độ dày lớp vỏ 25-30 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=11,897.t + 111,57 11,897 0,7302 Bậc 1 Ln(Ccb-Ct)=-0,2368.t+ 6.0212 0.2368t ngày -1 0.9903 Bậc 2 1/(Ccb-Ct)= 0.0051.t - 0.008 0.0051 g.l -1.ngày-1 0,835 Bảng 3.10. Các tham số động học và phương trình động học nhả P của phân NPK (30:10:10) với độ dày 40-50 µm Bậc phản ứng P của phân NPK (30:10:10) với độ dày lớp vỏ 40-50 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=7.334.t + 68.205 7.334 0,880 Bậc 1 Ln(Ccb-Ct)=-0,0738.t +5,9031 0,0738 ngày -1 0,994 Bậc 2 1/(Ccb-Ct)=0,0009.t– 0,0006 0,0009g.l -1.ngày-1 0,824 Bảng 3.11. Các tham số động học và phương trình động học nhả P của phân NPK (30:10:10) với độ dày 70-80 µm 12 Bậc phản ứng P của phân NPK (30:10:10) với độ dày lớp vỏ 70-80 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=4,5857.t +48,444 4,5857 0,903 Bậc 1 Ln(Ccb-Ct)=-0,045.t +6,0235 0,045 ngày -1 0,985 Bậc 2 1/(Ccb-Ct)=0,0007.t– 0,0047 0,0007 g.l -1.ngày-1 0,697 Bảng 3.12. Các tham số động học và phương trình động học nhả K của phânNPK (30:10:10) với độ dày 25-30 µm Bậc phản ứng K của phân NPK (30:10:10) với độ dày lớp vỏ 25-30 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=22,251.t + 219,93 22,251 0,714 Bậc 1 Ln(Ccb-Ct)= -0,2685.t + 6.713 0.2685 t ngày -1 0.9833 Bậc 2 1/(Ccb-Ct)=0,0043.t - 0.0082 0.0043 g.l -1.ngày-1 0,808 Bảng 3.13. Các tham số động học và phương trình động học nhả K của phânNPK (30:10:10) với độ dày 40-50 µm Bậc phản ứng K của phân NPK (30:10:10) với độ dày lớp vỏ 40-50 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=13,852.t + 129,72 13,852 0,884 Bậc 1 Ln(Ccb-Ct)=-0,0774.t +6,5597 0,0774 ngày -1 0,986 Bậc 2 1/(Ccb-Ct)=0,0004.t– 0,0018 0,0004 g.l -1.ngày-1 0,7169 Bảng 3.14. Các tham số động học và phương trình động học nhả K của phânNPK (30:10:10) với độ dày 70-80 µm Bậc phản ứng K của phân NPK (30:10:10) với độ dày lớp vỏ 70-80 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=8,6482.t +100,14 8,6482 0,887 Bậc 1 Ln(Ccb-Ct)=- 0,0438.t+6,6269 0,0438 ngày-1 0,989 Bậc 2 1/(Ccb-Ct)=0,0004.t– 0,0018 0,0004 g.l -1.ngày-1 0,717 13 b. Phân bón NPK (16:16:16) Hình 3.20. Đặc tính nhả N của phân bón NPK (16:16:16) nhả chậm Hình 3.21. Đặc tính nhả P của phân bón NPK (16:16:16) nhả chậm Hình 3.22. Đặc tính nhả K của phân bón NPK (16:16:16) nhả chậm * Động học quá trình nhả chất dinh dưỡng của phân NPK (16 :16 :16) 14 Bảng 3.15. Các tham số động học và phương trình động học nhả N của phânNPK (16:16:16) với độ dày 25-30 µm Bậc phản ứng N của phân NPK (16:16:16) với độ dày lớp vỏ 25-30 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=37,021.t +272,64 37,021 0,831 Bậc 1 Ln(Ccb-Ct)=-0,189.t +7,2313 0,189 ngày -1 0,998 Bậc 2 1/(Ccb-Ct)= 0,0007.t– 0,0005 0,0007 g.l -1.ngày-1 0,891 Bảng 3.16. Các tham số động học và phương trình động học nhả N của phânNPK (16:16:16) với độ dày 40-50 µm Bậc phản ứng N của phân NPK (16:16:16) với độ dày lớp vỏ 40-50 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=33,187t +336,38 33,187 0,848 Bậc 1 Ln(Ccb-Ct)=-0,0751.t +7,225 0,0751 ngày -1 0,996 Bậc 2 1/(Ccb-Ct)=0,0002.t– 0,0001 0,0002 g.l -1.ngày-1 0,894 Bảng 3.17. Các tham số động học và phương trình động học nhả N của phânNPK (16:16:16) với độ dày 70-80 µm Bậc phản ứng N của phân NPK (16:16:16) với độ dày lớp vỏ 70-80 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=16,696.t +185,2 16,696 0,902 Bậc 1 Ln(Ccb-Ct)=-0,0455.t +7,304 0,0455 ngày -1 0,993 Bậc 2 1/(Ccb-Ct)=0,0002.t– 0,0001 0,0002 g.l -1.ngày-1 0,830 Bảng 3.18. Các tham số động học và phương trình động học nhả P của phânNPK (16:16:16) với độ dày 25-30 µm Bậc phản ứng P của phân NPK (16:16:16) với độ dày lớp vỏ 25-30 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=19,091.t +176,03 19,091 0,740 Bậc 1 Ln(Ccb-Ct)=-0,2206.t +6,4688 0,2206 ngày -1 0,993 Bậc 2 1/(Ccb-Ct)= 0,0025.t– 0,0034 0,0025 g.l -1.ngày-1 0,846 15 Bảng 3.19. Các tham số động học và phương trình động học nhả P của phânNPK (16:16:16) với độ dày 40-50 µm Bậc phản ứng P của phân NPK (30:10:10) với độ dày lớp vỏ 40-50 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=11,841.t +104,02 11,841 0,894 Bậc 1 Ln(Ccb-Ct)=-0,0681.t +6,3707 0,0681 ngày -1 0,995 Bậc 2 1/(Ccb-Ct)=0,0005.t+ 0,0002 0,0005 g.l -1.ngày-1 0,852 Bảng 3.20. Các tham số động học và phương trình động học nhả P của phân NPK (16:16:16) với độ dày 70-80 µm Bậc phản ứng P của phân NPK (30:10:10) với độ dày lớp vỏ 70-80 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=7,4163.t +72,391 7,4163 0,912 Bậc 1 Ln(Ccb-Ct)=-0,0421.t +6,4873 0,0421 ngày -1 0,990 Bậc 2 1/(Ccb-Ct)=0,0004.t– 0,0017 0,0004 g.l -1.ngày-1 0,751 Bảng 3.21. Các tham số động học và phương trình động học nhả K của phânNPK (16:16:16) với độ dày 25-30 µm Bậc phản ứng K của phân NPK (16:16:16) với độ dày lớp vỏ 25-30 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=35,452t +344,61 35,452 0,723 Bậc 1 Ln(Ccb-Ct)=-0,2521.t +7,1478 0,2521 ngày -1 0,986 Bậc 2 1/(Ccb-Ct)= 0,0021.t– 0,0038 0,0021g.l -1.ngày-1 0,817 Bảng 3.22. Các tham số động học và phương trình động học nhả K của phânNPK (16:16:16) với độ dày 40-50 µm Bậc phản ứng K của phân NPK (16:16:16) với độ dày lớp vỏ 40-50 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=22,212t +208,24 22,212 0,884 16 Bậc 1 Ln(Ccb-Ct)=-0,0774.t +7,0314 0,0774 ngày -1 0,987 Bậc 2 1/(Ccb-Ct)=0,0004.t– 0,0005 0,0004 g.l -1.ngày-1 0,771 Bảng 3.23. Các tham số động học và phương trình động học nhả K của phânNPK (16:16:16) với độ dày 70-80 µm Bậc phản ứng K của phân NPK (16:16:16) với độ dày lớp vỏ 70-80 µm PT động học biểu kiến Hằng số nhả (k) R2 Bậc 0 Ct=13,86.t +160,5 13,86 0,887 Bậc 1 Ln(Ccb-Ct)=-0,0438.t +7,0986 0,0438 ngày -1 0,989 Bậc 2 1/(Ccb-Ct)=0,0002.t– 0,0012 0,0002 g.l -1.ngày-1 0,717 Kết quả nghiên cứu cho thấy, với cùng độ dày lớp vỏ thì tỉ lệ nhả N, P, K ở 2 loại phân nhả chậm là NPK (30:10:1) và NPK (16:16:16) khác nhau không nhiều. Điều này chứng tỏ với phân bón có vỏ bọc polyurethan khả năng nhả dinh dưỡng phụ thuộc vào độ dày lớp vỏ. Quá trình nhả dinh dưỡng của phân bón nhả chậm phù hợp với phương trình động học biểu kiến bậc 1. 3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng nhả dinh dưỡng của phân bón Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ nhả dinh dưỡng của phân ure và phân NPK (16:16:16) tăng dần. 3.3.3. Ảnh hưởng của pH đến khả năng nhả dinh dưỡng của phân bón Trong môi trường axit hoặc môi trường kiềm tốc độ nhả dinh dưỡng tăng dần 3.3.3. Quá trình nhả phân bón trong đất 3.3.3.1. Đặc tính nhả dinh dưỡng của phân bón ure nhả chậm 17 Hình 3.47. Đặc tính nhả N của các mẫu phân ure nhả chậm trong đất 3.3.3.2. Đặc tính nhả dinh dưỡng của phân bón NPK nhả chậm trong đất Hình 3.48. Đặc tính nhả N của phân bón NPK nhả chậm trong đất Hình 3.49. Đặc tính nhả P của phân bón NPK nhả chậm trong đất Hình 3.50. Đặc tính nhả dinh K phân bón NPK nhả châm trong đất 3.2.3. Đánh giá khả năng phân hủy sinh học của lớp vỏ phân bón 18 Hình 3.51. Độ giảm khối lượng vỏ phân nhả chậm trong đất (a) bề mặt ban đầu (b) bề mặt sau 3 tháng Hình 3.52. Ảnh SEM bề mặt vỏ viên phân có độ dày 30µm chôn trong đất Sau thời gian chôn trong đất vỏ phân đã có sự giảm khối lượng. Kết quả ảnh SEM cho thấy sau thời gian chôn trong đất hình thái cấu trúc bề mặt của lớp vỏ polyme đã thay đổi mạnh, các liên kết trong chuỗi polyme bị bẻ gãy và tạo thành các mảnh polyme có kích thước nhỏ hơn. Sự phân hủy sinh học này có thể do các vi sinh vật, nấm mốc trong đất thông qua các enzym có hoạt tính của nó đã làm giảm độ bền, suy yếu các liên kết. Theo thời gian lớp vỏ polyurethan sẽ vỡ vụn, phân hủy, không gây hiện tượng tích tụ dư lượng nhựa trong đất. 3.4. Nghiên cứu ứng dụng phân bón nhả chậm cho một số cây trồng 3.4.1. Ứng dụng phân bón nhả chậm cho cây bí xanh 3.4.1.1. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến thời gian sinh trưởng 19 Bảng 3.24. Ảnh hưởng của phân bón ure nhả chậm đến thời gian sinh trưởng Công thức phân bón Thời gian từ khi gieo đến... (ngày) Xuất hiện tua cuốn Xuất hiện hoa đực đầu tiên Xuất hiện hoa cái đầu tiên Ra quả lần đầu Thu quả đợt đầu Thời gian thu quả Tổng thời gian sinh trưởng Ure nhả chậm CT1 30 47 59 66 75 30 105 CT2 25 46 56 64 73 40 113 CT3 24 41 53 60 70 41 111 CT4 26 43 55 62 71 37 108 CT5 28 46 58 66 74 25 99 NPK nhả chậm CT1 30 47 59 66 75 30 105 CT2 26 46 57 65 73 41 114 CT3 25 42 53 61 71 41 112 CT4 26 42 55 62 72 38 100 CT5 29 47 58 66 74 26 101 3.4.1.2. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến sinh trưởng và phát triển Bảng 3.25. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến sinh trưởng và phát triển của cây bí xanh Công thức phân bón Chiều dài thân chính (m) Số lá trên thân chính (lá) Số hoa đực/cây (hoa) Số hoa cái/cây (hoa) Số quả/cây (quả) Tỉ lệ đậu quả (%) Ure nhả chậm CT1 3,21 c 30,25 c 8,40 c 2,21 d 1,31 b 79,25 d CT2 3,67ª 33,42 a 8,51 b 2,40 c 1,33 b 80,60 c CT3 3,50 b 32,35 ab 8,72 a 2,57 b 1,41 a 82,87 b CT4 3,45 b 31,65 b 8,70 a 2,77 a 1,43 a 84,72 a CT5 3,38 b 28,52 d 8,38 c 2,20 d 1,32 b 82,12 b LSD0.05 0,15 1,26 0,10 0,13 0,05 0,98 CV% 0,45 2,16 0,68 2,91 3,53 1,66 NPK nhả chậm CT1 3,21 c 30,25 d 8,40 2,21 c 1,31 b 79,25 d CT2 3,69 a 33,47 a 8,54 b 2,45 b 1,35 b 82,46 c CT3 3,51 b 32,38 b 8,73 ab 2,60 a 1,43 a 83,65 b CT4 3,48 b 31,68 c 8,75 a 2,79 a 1,47 a 85,12 a CT5 3,41 b 28,57 e 8,41 b 2,24 bc 1,34 b 82,35 c LSD0.05 0,17 0,20 0,20 0,22 0,08 0,84 CV% 0,85 1,36 1,48 5,15 5,44 0,56 Ghi chú: các chữ cái a, b, c, d khác nhau trong cùng một cột là khác nhau có ý nghĩa ở mức 95% 20 3.4.1.3. Ảnh hưởng của lượng phân bón nhả chậm đến hình thái cấu trúc quả bí xanh Bảng 3.26. Ảnh hưởng của lượng phân bón nhả chậm đến hình thái cấu trúc quả bí xanh Công thức phân bón Chiều dài quả (cm) Đường kính quả (cm) Độ dày cùi (cm) Màu sắc vỏ quả Ure nhả chậm CT1 52,2 12,4 3,25 Xanh đậm CT2 54,2 12,8 3,36 Xanh đậm CT3 56,5 13,5 3,35 Xanh đậm CT4 58,7 13,8 3,42 Xanh đậm CT5 50,5 12,4 3,14 Xanh đậm NPK nhả chậm CT1 52,2 12,4 3,23 Xanh đậm CT2 54,3 12,8 3,36 Xanh đậm CT3 56,6 13,7 3,37 Xanh đậm CT4 58,9 14,0 3,44 Xanh đậm CT5 50,7 12,4 3,15 Xanh đậm 3.3.1.4. Ảnh hưởng của phân bón ure nhả chậm đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất Bảng 3.27. Ảnh hưởng của phân bón ure nhả chậm đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất Công thức phân bón Số quả TB/cây (quả) Khối lượng TB quả (kg) Năng suất lí thuyết (tấn/ha) Năng suất thực thu (tấn/ha) % Năng suất so với đối chứng Ure nhả chậm CT1 1,31b 1,83c 45,55d 33,48d 100 CT2 1,33b 2,11b 53,33c 36,79c 109,9 CT3 1,41a 2,16b 57,87b 39,95b 119,3 CT4 1,43a 2,29a 62,22a 43,12a 128,8 CT5 1,32b 1,65d 40,85e 28,58e 85,5 LSD0.05 0,05 0,11 0,51 1,01 CV% 3,53 2,85 0,54 1,52 NPK nhả chậm CT1 1,31b 1,83b 45,55d 33,48d 100 CT2 1,35ab 2,15ab 55,15c 38,05c 113,6 CT3 1,43a 2,17ab 58,96b 40,68b 121,5 CT4 1,47a 2,31a 64,52a 45,16a 134,9 CT5 1,34b 1,68c 42,77e 29,93e 89,4 LSD0.05 0,08 0,18 0,16 0,15 CV% 5,44 4,93 0,17 0,22 Ghi chú: các chữ cái a, b, c, d khác nhau trong cùng một cột là khác nhau có ý nghĩa ở mức 95% 21 3.3.1.5. Đánh giá hiệu quả kinh tế thu được khi sử dụng phân bón nhả chậm cho cây bí xanh. Bảng 3.28. Hiệu quả kinh tế thu được của mô hình ứng dụng phân bón nhả chậm cho cây bí xanh Công thức phân bón Tổng thu (triệu đồng/ha) Tổng chi (triệu đồng/ha) Lãi thuần (triệu đồng/ha) Ure nhả chậm CT1 368,3 36,0 332,3 CT2 383,0 47,1 335,9 CT3 439,5 44,3 395,2 CT4 474,3 41,6 432,7 CT5 314,4 38,8 275,6 NPK nhả chậm CT1 368,3 36,0 332,3 CT2 418,5 48,5 370,0 CT3 447,4 45,7 401,7 CT4 496,7 43,0 453,7 CT5 329,2 40,2 289,0 Chú ý: Giá bán bí xanh tại thời điểm thu hoạch vụ đông 2015 là 11.000 đồng/kg 3.3.1.6. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến tính chất lý hóa của đất Bảng 3.29. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến tính chất lý – hóa của đất Công thức phân bón pH CEC (me/100g đất) OM (%) Trước Sau Trước Sau Trước Sau Ure nhả chậm CT1 6,55 6,58 20,68 21,80 4,45 4,56 CT2 6,58 6,59 20,61 22,15 4,48 4,54 CT3 6,57 6,57 20,69 22,32 4,50 4,67 CT4 6,59 6,58 20,65 22,27 4,42 4,61 CT5 6,54 6,58 20,67 22,30 4,48 4,53 NPK nhả chậm CT1 6,57 6,56 20,68 21,80 4,52 4,63 CT2 6,59 6,68 20,65 22,29 4,50 4,61 CT3 6,53 6,67 20,68 22,24 4,54 4,69 CT4 6,62 6,71 20,61 22,38 4,48 4,65 CT5 6,56 6,55 20,69 22,22 4,50 4,60 Kết quả cho thấy khi bón phân nhả chậm đã không ảnh hưởng đến các tính chất lý hóa của đất. 22 3.3.2. Ứng dụng phân bón nhả chậm cho cây chè 3.3.2.1. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến các yếu tố cấu thành năng suất chè Bảng 3.30. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến các yếu tố cấu thành năng suất chè (tính trung bình 7 lứa hái) Công thức phân bón Mật độ búp (búp/m2) Chiều dài búp (cm) Khối lượng búp (g/búp) Tỷ lệ búp mù xòe (%) Ure nhả chậm CT1 776,00 d 6,95 c 0,45 c 11,25 a CT2 855,70 c 7,02 bc 0,49 ab 9,20 c CT3 920,22 b 7,08 ab 0,51 ab 8,68 d CT4 1010,27 a 7,16 a 0,52 a 8,12 e CT5 726,56 e 6,82 c 0,47 bc 11,05 b LSD 0,05 6,02 0,14 0,07 0,06 CV% 0,38 1,07 5,25 0,38 NPK nhả chậm CT1 776,36 d 6,95 c 0,45 c 11,25 a CT2 882,05 c 7,03 bc 0,50 ab 9,92 c CT3 956,62 b 7,10 ab 0,51 ab 9,11 d CT4 1023,73 a 7,18 a 0,53 a 8,54 e CT5 745,29 e 6,90 c 0,47 bc 10,88 b LSD 0,05 6,34 0,13 0,05 0,07 CV% 0,40 1,01 5,20 0,39 Ghi chú: các chữ cái a, b, c, d khác nhau trong cùng một cột là khác nhau có ý nghĩa ở mức 95% 3.3.2.2. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến năng suất chè Bảng 3.31. Ảnh hưởng của phân bón nhả chậm đến năng suất chè (tính trung bình 7 lứa hái) Công thức phân bón Năng suất thực thu (tấn/ha) Năng suất TB lứa hái (tấn/ha) % Năng suất so với đối chứng Ure nhả chậm CT1 59,50 d 8,50 d 100 CT2 63,21 c 9,03 c 106,24 CT3 67,34 b 9,62 b 113,18 CT4 72,52 a 10,36 a 121,88 CT5 49,70 e 7,10 e 83,53 LSD 0,05 1,13 0,04 CV% 2,3 0,25 NPK nhả chậm CT1 59,50 d 8,50 d 100 CT2 64,96 c 9,28 c 109,18 CT3 69,51 b 9,93 b 116,82 CT4 76,33 a 10,90 a 128,23 CT5 50,57 e 7,22 e 84,94 LSD 0,05 1,15 0,05 CV% 2,4 0,29 Ghi chú: các chữ cái a, b, c, d khác nhau trong cùng một cột là khác nhau có ý nghĩa ở mức 95% 23 3.3.2.3. Đánh giá hiệu quả kinh tế thu được khi sử dụng phân bón nhả chậm cho cây chè Bảng 3.32. Hiệu quả kinh tế thu được của mô hình ứng dụng phân bón nhả chậm cho cây chè (tính trong 7 lứa hái) Công thức phân bón Tổng thu (triệu đồng/ha) Tổng chi (triệu đồng/ha) Lãi thuần (triệu đồng/ha) Ure nhả chậm C