Khí phân tích thành phần hóa học của các sản phẩm cây trồng

Bởi Pham, T.T., Vu, T.P., Pham, D.C., Dao, L.H.T., Nguyen, V.T., Hoang, N.V.H., Hoang, T.L., Dao, T.L.C., Nguyen, D.T.

Giới thiệu về cuốn sách này

Để đảm bảo năng suất cây trồng, giúp cây trồng sinh trưởng và phát triển bền vững, nâng cao năng suất gieo trồng, đảm bảo an ninh lương thực, phân bón là một trong những yếu tố then chốt, quan trọng không thể thiếu. Nước ta là một nước nông nghiệp nên nhu cầu về tiêu thụ phân bón khá cao, trong đó phân bón hóa học chiếm phần lớn (khoảng hơn 80%) nhu cầu tiêu thụ phân bón trong cả nước.

1. Phân hóa học là gì?

Phân bón hóa học có tên gọi khác là phân bón vô cơ, là những loại phân bón có nguồn gốc sản xuất từ các khoáng chất của thiên nhiên hay từ hóa chất, được sản xuất theo quy trình công nghiệp. Loại phân này tồn tại ở dạng muối khoáng có được nhờ trải trải các quá trình vật lý

Phân bón hóa học có chứa các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng như: N, P, K, Cu, Zn, B, Ca, Mg,…Dựa trên các thành phần nguyên tố dinh dưỡng riêng biệt loại phân này được chia thành 3 nhóm phân cơ bản là phân đạm, phân lân và phân kali. Và một số loại phân bón hóa học khác như phân hỗn hợp, phân phức hợp và phân vi lượng.

2. Các loại phân bón vô cơ:

2.1. Phân đơn:

Là những loại phân bón trong thành phần có yếu tố dinh dưỡng đa lượng N hoặc P2O5 hữu hiệu hoặc K2O hữu hiệu.

a. Phân đạm

Là những sản phẩm trong thành phần có đạm là dinh dưỡng đa lượng. Các loại phân đạm bao gồm: phân ure, sunphat amoni, nitrat amon, clorua amoni, xianamit và hợp chất chứa nitơ, các muối vô cơ dạng nitrat.

Phân đạm sunphat (NH4)2SO4 chứa 20-21% N. Phân đạm clorua (NH4Cl) chứa 24-25% N 39% S. Phân amôn nitrat (NH4NO3) có chứa 33-35% N. Phân phôtphat đạm (phôt phat amôn) có 16% N, 20% P. Phân Xianamit canxi chứa 20-21% N, 20-28% vôi, 9-12% than.

b. Phân lân:

Là những sản phẩm phân bón có chứa lân (P) cung cấp cho cây trồng (được tính bằng P2O5 hữu hiệu).

Phân super lân: có hàm lượng lân chiếm từ 17-20% dễ hòa tan thành dạng H2PO4- thích hợp để bón cho nhiều loại cây, cây dễ hấp thu và mang lại hiệu quả nhanh chóng. Phân lân có thể làm đất chua thêm nên hạn chế bón super lân trên đất chua, phèn.

Thermo phosphat (phân lân nung chảy) chứa từ 15-18% hàm lượng P2O5 hữu hiệu, có màu xám đen ở dạng bột óng ánh. Thích hợp sử dụng cho các chân đất chua, phèn, bạc màu, trũng. Không thích hợp để bón cho chân đất kiềm, phù sa trung tính.

c. Phân kali:

Là loại phân bón hóa học có chứa chất dinh dưỡng đa lượng là kali trong thành phần chính (được tính bằng K2O hữu hiệu).

Phân kali sunphat (K2SO4): có màu trắng, dưới dạng tinh thể, không hút ẩm và tan nhanh trong nước, có hàm lượng K2O chiếm từ 48-50%. Loại phân này được sử dụng để bón cho nhiều loại cây, đặc biệt là cây có dầu, cà phê,.. là những cây có nhu cầu cao về lưu huỳnh.

Phân kali clorua (KCl): chiếm phần lượng phân kali trên thế giới, được sử dụng cho nhiều loại cây trên nhiều loại đất trồng khác nhau, tồn tại dưới dạng tinh thể đỏ hồng. Có chứa từ 55 – 60% K2O giúp cây cứng cáp, tăng phẩm chất, nâng cao chất lượng nông sản.

Không nên sử dụng KCl cho các giống cây trồng mẫn cảm với Clo như sầu riêng và một số cây nguyên liệu,…Phân kali clorua khó sử dụng do khi để ẩm phân bị kết dinh lại, việc bón phân nhiều cũng khiến đất ngày càng chua.

2.2. Phân phức hợp:

Có chứa từ hai nguyên tố dinh dưỡng trở lên được sản xuất bằng việc liên kết, kêt hợp các thành phần lại với nhau để xuất hiện các phản ứng hóa học giữa các thành phần, sản phẩm cuối cùng kết quả là một hợp chất ổn định, có hàm lượng dưỡng chất cao.

a. Phân DAP (Diamôn photphat)

Trong thành phần có chứa hai dưỡng chất chính là lân P2O5 chiếm 44-46% và đạm (N) chiếm 16-18%. Thích hợp sử dụng cho các loại đất phèn, đất bazan, cung cấp đồng thời hai dưỡng chất đạm và lân cho cây. Phân DAP không thích hợp để bón cho cây lấy củ, đất cát, đất bạc màu, các chân đất đang thiếu kali.

b. Phân kali nitrat (KNO3)

Đây là loại phân đắt tiền, có giá trị cao, thích hợp để kich thích cây trồng ra hoa. Là loại phân kali phức hợp, có 45 – 46% trong thành phần là K2O và 13% là đạm.

2.3. Phân khoáng trộn hay còn gọi là phân hỗn hợp

Được tạo thành bằng cách phối trộn hai hay nhiều loại phân vô cơ như phân đa – trung – vi lượng. Có 3 hình thức phối trộn là:

• Trộn và vê thành viên.

• Trộn các loại phân khô với nhau một cách cơ giới.

• Sản xuất với nhiều các yếu tố lỏng.

3. Những lợi ích phân bón hóa học mang lại

a. Tăng năng suất cho cây trồng

Đây là lợi ích quan trọng nhất từ việc bón phân mang lại, Bón phân cung cấp các dưỡng chất đủ điều kiện để cây trồng sinh trưởng và phát triển ổn định, tối đa hóa năng suất cây trồng.

b. Giúp đất tăng độ phì nhiêu

Người canh tác cần tính toán được lượng phân bón nên được sử dụng và canh thời điểm bón phân đúng lúc, kết hợp với các dưỡng chất hữu cơ có sẵn trong đất để thúc đẩy sự hoạt động của các vi sinh vật có ích. Đảm chất dinh dưỡng có chứa trong đất giúp cây trồng sinh trưởng, hoạt động sản xuất đạt năng suất cao.

c. Kích thích ra hoa, ra rễ

Phân bón là điều kiện cần có để tổng hợp protein, giúp cây phát triển một cách ổn định nhất. Tăng sức đề kháng cho cây, giúp cây khỏe mạnh chống chọi lại dịch bệnh, hạn hán, các điều kiện xấu từ môi trường một cách tốt nhất. Đặc biệt là có thể kích thích cây ra rễ và nở hoa.

4. Tác hại của việc sử dụng phân bón hóa học cho môi trường và con người

Lạm dụng phân bón vô cơ, bón không cân đối, không đúng cách, bón quá nhiều trong thời gian dài đã gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường, làm suy kiệt nguồn đất, gây hại đến sức khỏe con người và sinh vật có ích. Bên cạnh đó, chúng còn để lại những tồn dư dưới dạng muối trong đất gây nên những hậu quả sau

a. Đối với cây trồng:

• Ngăn cản sự hấp thụ các dưỡng chất cần thiết

• Khi được sử dụng với mật độ từ năm này qua năm khác, các acid tạo thành sẽ phá hủy các chất mùn hữu cơ phì nhiêu được tạo ra từ sự phân rã của các cơ thể vi sinh vật đã chết.

• Làm gia tăng sự mẫm cảm của cây trồng đối với các loài sâu bệnh vì phân hóa học giết chết các vi sinh vật trong đất mà các vi sinh vật này nhằm đề kháng cho cây trồng khỏi một chứng bệnh nào đó.

b. Đối với nguồn nước:

Việc bón phân đạm một cách dư thừa với đặc tính dễ hòa tan trong nước dễ dẫn đến tình trạng rửa trôi xuống ao hồ, sông, suối ngấm xuống nước ngầm làm ô nhiễm nguồn nước. Hàm lượng nitrat cao trong nước là gây độc cho những sinh vật dưới nước.

c. Đối vơi đất đai:

Lạm dụng phân bón vô cơ khiến đất đai bị bạc màu, chai cứng, đất bị chua hóa, độ pH giảm và gây tích tụ một số kim loại nặng trong đất.

Mất cân bằng sinh học do tiêu diệt hệ vi sinh vật có lợi trong đất, có khá nhiều loại phân bón vô cơ (đặc biệt là các loại phân đơn) không cung cấp hay không thay thế được chất vi lượng mà cây trồng hấp thu từ đất gây cạn kiệt dần các chất vi lượng có chứa trong đất.

d. Đối vơi không khí:

Không khí bị ô nhiễm do quá trình chuyển hóa làm bay hơi một số khí độc như amoniac khi sử dụng quá nhiều phân bón vô cơ, đặc biệt là các phân bón chứa đạm (N).

e. Đối với con người:

Sử dụng phân bón vô cơ dư thừa sẽ làm tồn dư đạm trong đất, nguồn nước và nông sản. Dẫn đến tác động tiêu cực tới sức khỏe con người. Nguyên nhân gây ra các bệnh ung thư, chứng máu methaemoglobin,… là do NO2- và NO3-.

Với những chia sẻ từ bài viết này hy vọng sẽ mang lại những thông tin bổ ích về khái niệm “phân bón hóa học là gì?” Và những điều cần biết trước khi đưa phân hóa học vào sử dụng.

Ngoài ra, công ty Luật Glaw Vietnam chuyên tư vấn thủ tục nhập khẩu phân bón. Các cá nhân hoặc doanh nghiệp đang có nhu cầu nhập khẩu phân bón hoặc muốn tìm hiểu thêm về thủ tục có thể liên hệ Hotline: 0945.929.727 hoặc email:

Chương1 – Thành phần dinh dưỡng cây trồngCHƯƠNG 1 –THÀNH PHẦN VÀ DINH DƯỠNG CÂY TRỒNG1.1. Thành phần hoá học của cây trồng.Trong cây trồng có hai thành phần chính là nước và chất khô có chứa các hợpchất vô cơ và hữu cơ. Tỉ lệ giữa lượng chất khô và nước trong cây phụ thuộc vàotrạng thái sinh lý, điều kiện canh tác, thời tiết, giống loại … và ở các bộ phận khácnhau của một cây cũng có tỉ lệ nước và chất khô cũng khác nhau.Bảng 1.1. Hàm lượng tương đối (%) của nước và chất khô trong các cơ quan củamột số cây trồng.Cây trồngNước (%)Chất khô (%)Hạt lúa85 - 8812 – 15Hạt ngô78 – 8218 – 22Hạt lạc (đậu phụng)12 – 1585 – 88Quả cà chua94 – 964–6Bèo hoa dâu94,55,5Như vậy trong đa số các cơ quan dinh dưỡng của cây trồng có chứa 85 – 95%nước, còn chất khô chỉ có 5 -20% khối lượng. Trong hạt, khi chín lượng nước bịgiảm đi, còn lượng chất khô lại tăng lên đến 85 – 90% khối lượng chung.Do đó, đối với những cây trồng chính có năng suất tương đối cao, có thể thuđược 20 – 60 tạ chất khô trên 1ha là sản phẩm hàng hoá. Ngoài ra, còn một lượnglớn của thu hoạch là chất khô trong sản phẩm phụ như rễ, rơm rạ …Cây trồng tích luỹ chất khô nhờ quá trình hút CO2 của môi trường không khí,hút nước và chất khoáng từ đất* Thành phần nguyên tốTrong chất khô có rất nhiều nguyên tố hoá học. Khi nghiên cứu thành phầnchất khô của nhiều cây trồng bằng phương pháp đốt, nói chung ta thu được cácnguyên tố trong phần khí như: cacbon – 45%, oxi – 42%, hiđrô – 7%.Như vậy, chỉ riêng 3 nguyên tố này đã chiếm gần 94% khối lượng chung củachất khô mà cây trồng tích luỹ được nhờ quá trình hút CO2 và H2O. Còn trong phầntro của chất khô có nhiều nguyên tố khác, nhưng chỉ chiếm khoảng 6%. Trongnhiều trường hợp, sự tích luỹ chất khô và năng suất cây trồng lại chủ yếu phụ thuộcvào việc cung cấp cho đất những nguyên tố có trong phần tro để cây trồng sử dụng.Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học2Chương1 – Thành phần dinh dưỡng cây trồngQua phân tích phần tro của nhiều loại cây để xác định thành phần và bằngkiểm tra thực nghiệm trồng cây trong dung dịch các muối vô cơ, người ta đã pháthiện thấy có 7 nguyên tố cần thiết ngoài C, H, O, đó là N, P, K, Ca, Mg, S và Fe.Hàm lượng các nguyên tố này trong tro tương đối cao, do đó người ta gọi chúng lànhững nguyên tố đa lượng.Ngoài 7 nguyên tố đa lượng trên, thực vật còn cần những lượng rất nhỏ cácnguyên tố Mn, B, Mo, Cu, Zn, Co, I, F với hàm lượng từ phần nghìn đến phần trămnghìn của chất khô. Người ta gọi những nguyên tố này là nguyên tố vi lượng.Ngoài các nguyên tố đa lượng và vi lượng, gần đây, người ta mới phát hiệnthêm trong thực vật còn có những nguyên tố siêu vi lượng mà hàm lượng của chúngrất nhỏ từ 10-12 đến 10-5 khối lượng chất khô. Đó là những nguyên tố như Rb, Ce,Se, Cd, Ag, Hg, … Nếu kể tất cả các nguyên tố đa lượng, vi lượng và siêu vi lượngthì trong cây có đến hơn một nửa số nguyên tố của bảng tuần hoàn Menđeleep.Khi đốt thực vật, các nguyên tố Na, Mg, P, S, K, Fe, Ca, Mn và các nguyên tốvi lượng khác có trong thành phần tro. Do đó, người ta thường gọi chúng là cácnguyên tố tro.Thành phần nitơ và các nguyên tố tro của thực vật rất khác nhau, tuỳ thuộc vàođặc tính sinh lý của chúng, vào tuổi cây, điều kiện canh tác và cũng không đồngđều trong các bộ phận, các mô khác nhau. Chẳng hạn, trong lá thường có cácnguyên tố tro nhiều hơn trong thân, hạt …Việc xác định thành phần tro của các bộ phận cây trồng cho thấy: trong tro củacác loại hạt, lượng P2O5 có thể chiếm 40 – 50%, lượng K2O: 30 – 40% và MgO: 8 –12%. Như vậy trong các loại hạt, các oxit của 3 nguyên tố P, K, Mg chiếm đếnkhoảng 90% khối lượng chung của tro.Lượng P trong tro của rơm rạ nhỏ hơn 3 – 5 lần so với trong tro của hạt, nhưnghàm lượng Ca và Si lại lớn hơn so với tro của hạt rất nhiều.Trong tro các loại củ như khoai, sắn ... đặc biệt chứa nhiều K.Trong hạt, hàm lượng N cũng cao hơn trong rơm rạ. Hàm lượng N trong củthấp hơn nhiều, so với hàm lượng N trong thân lá, các loại cây có củ.Khi trồng cây ngoài đồng, cây trồng thường thiếu nitơ, phôtpho và kali. Sựthiếu canxi, magie và lưu huỳnh thường ít thấy, còn dấu hiệu thiếu các nguyên tố vilượng chỉ gặp ở một vài loại đất, khi trồng những loại cây nhất định.Người ta có thể dựa vào sự hấp thụ các nguyên tố dinh dưỡng từ đất để xácđịnh nhu cầu của cây trồng đối với các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho việc tạora thu hoạch. Khi nghiên cứu nhu cầu của cây trồng, người ta phải tính đến toàn bộkhối lượng thu hoạch (hạt, rơm, rạ, rễ, thân lá …) và xác định hàm lượng cácnguyên tố chính trong các bộ phận. Sau đó phải tính tổng lượng các nguyên tốtrong toàn bộ khối lượng thu hoạch.Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học3Chương1 – Thành phần dinh dưỡng cây trồngNhu cầu của cây trồng đối với các nguyên tố dinh dưỡng thường được tínhbằng kg/ha.Như đã nêu ở trên, lượng N và các nguyên tố khoáng chỉ chiếm một phầntương đối nhỏ so với hàm lượng chung của các nguyên tố trong thu hoạch câytrồng. Phần chủ yếu của thu hoạch ngoài lượng nước ra, là các chất hữu cơ chiếmtới 80 – 90% khối lượng của chất khô thực vật. Những chất hữu cơ quan trọngtrong thành phần thu hoạch của các cây trồng phổ biến là đường, tinh bột, xenlulo,lipit, protit. Song, sự hình thành và tích luỹ các chất hữu cơ trong thực vật chỉ cóthể đảm bảo cho cây trồng 7 nguyên tố dinh dưỡng cần thiết.Bảng 1.2. Hàm lượng % các loại hợp chất hữu cơ trong sản phẩm cây trồngCây trồngĐườngTinh bộtXenlulo LipitProtitCác hợp chấtchứa nitơ khácHạt gạo1,575,0-80,00,61,28,0-10,01,0Hạt ngô2,565,01,84,09,01,0Hạt đậu trắng4,045,03,51,522,02,0Hạt đỗ tương8,03,04,520,035,03,0Củ khoai tây1,016,01,00,11,21,046,030,0Hạt lạcgluxit = 16%1.2. Quá trình dinh dưỡng của cây trồngTất cả thực vật bậc cao trong đó có cây trồng nông nghiệp đều đồng thời sốngtrong 2 môi trường: đất và lớp khí quyển gần mặt đất. Nhờ lá xanh, cây trồng hútkhí CO2 từ không khí và nhờ rễ, cây trồng hút nước, các ion vô cơ và một vài chấthữu cơ từ đất.1.2.1. Quá trình dinh dưỡng của cây trồng trong môi trường không khí.Trong chất khô của thực vật, trung bình có chứa 45% C và 42% O. Nguồncacbon và oxi đó do quá trình dinh dưỡng của cây xanh trong môi trường không khíđã tổng hợp nên các chất hữu cơ cho thực vật.* Quá trình quang hợp: Nhờ có lá xanh, cơ quan quan trọng của thực vật, hútkhí cacbonic và hơi nước qua khí khổng ở phiến lá. Dưới tác dụng của năng lượngánh sáng mặt trời và clorophin (diệp lục), lá xanh tổng hợp nên các chất hữu cơ chocây.Diện tích tổng số của lá cây thường vượt quá diện tích đất mà cây chiếm từ 2070 lần, điều đó tạo nên những thuận lợi cho lá cây hấp thụ CO2 và năng lượng mặtHoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học4Chương1 – Thành phần dinh dưỡng cây trồngtrời. Vai trò của lá xanh được K.A. Timiriazep phát hiện: Nếu không có clorophincủa lá xanh, thực vật không thể thu được năng lượng mặt trời và do đó không tíchluỹ được năng lượng dưới dạng thế năng của thu hoạch.Quá trình tổng hợp tiến hành ở lá xanh khi có chiếu sáng tạo nên gluxit, axithữu cơ, các aminoaxit và protit, được gọi là quá trình quang hợp.Quá trình quang hợp là quá trình biến đổi năng lượng của ánh sáng mặt trờithành hoá năng để tổng hợp nên các hợp chất hữu cơ mới.Có thể tóm tắt quá trình tổng hợp sinh khối (chất hữu cơ) theo phản ứng sauđây :nCO2 + 2mH2O + xNPS ...ánh sángCnH2mOpNPS + mO2 + mH2Odiệp lụcsinh khốitrong đó n, 2m là số lượng phân tử tham gia vào phản ứng ;x ,p ... là số lượng chưa biết chính xác.Nếu khử CO2 đến hexozơ thì cần tiêu tốn 685 kcal và trong trường hợp nàyphản ứng quang hợp có dạng đơn giản :ánh sáng6CO2 + 6H2OC6H12O6 + 6O2 (O2 giải phóng ra làdiệp lụccủa nước)Phản ứng quang hợp có 2 giai đoạn :- Giai đoạn thứ nhất tiến hành dưới tác dụng của ánh sáng là giai đoạn quangphân li nước, giải phóng oxi và hình thành những hợp chất hữu cơ với sự tham giacủa hiđro trong thành phần H2O.- Giai đoạn thứ hai xảy ra do các enzim thực hiện là giai đoạn tạo ra các hợpchất hữu cơ.Hàm lượng CO2 là yếu tố có ảnh hưởng đến quang hợp. Thí nghiệm củaBuossingault cho thấy: Ở điều kiện nhiệt độ không khí và ánh sáng mặt trời nhưnhau, môi trường có hàm lượng CO2 cao thì qúa trình quang hợp của lá cây tạo ramột lượng chất hữu cơ nhiều hơn so với môi trường không khí bình thường. Trongkhông khí, hàm lượng CO2 có tính chất quyết định qúa trình dinh dưỡng của câytrồng , mặc dù nó chỉ chiếm một tỉ lệ rất thấp (0,03% thể tích không khí).1.2.2. Quá trình dinh dưỡng của cây trồng trong môi trường đất.Trong quá trình dinh dưỡng, thực vật hút các muối vô cơ đơn giản từ đất vàorễ. Tại đây, các muối vô cơ đơn giản chuyển lên lá để tổng hợp nhiều chất hữu cơtương đối phức tạp và chuyển các hợp chất này đến các cơ quan khác trong cây. Ởlá, các ion trực tiếp tham gia vào quá trình quang hợp, hoặc tạo nên các sản phẩmthực vật. Nhiều ion vô cơ còn tham gia vào thành phần của các enzim, mà thiếuHoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học5Chương1 – Thành phần dinh dưỡng cây trồngchúng nhiều quá trình biến đổi chất cần thiết cho tế bào sống của thực vật sẽ khôngthực hiện được.Đặc biệt là nhiều cây trồng không những chỉ đồng hoá được các ion có sẵntrong dung dịch đất mà còn tương tác một cách tích cực với tướng rắn của đất, đểchuyển các nguyên tố dinh dưỡng trong thành phần của tướng rắn thành dạng tan.Đồng thời, cũng diễn ra việc tách các cation, anion đã được keo đất hấp phụ radung dịch, cùng với các ion do sự phân huỷ các chất khoáng và mùn thành các chấtdễ tan.Nói chung, để có thể sinh trưởng và phát triển bình thường, tất cả thực vật bậccao đều cần đến những nguyên tố dinh dưỡng như nhau. Song tuỳ thuộc vào đặctính sinh lý của các loại, các dạng thực vật khác nhau còn đòi hỏi một tỉ lệ cácnguyên tố dinh dưỡng khác nhau. Do đó, việc nghiên cứu dinh dưỡng thực vật đểphục vụ cho trồng trọt đòi hỏi không chỉ chú ý đến cơ sở chung về dinh dưỡng củahệ rễ mà còn phải quan tâm đến những đặc tính cụ thể của các quá trình này đối vớicác cây trồng, ở những điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng nhất định của việc trồng trọt.Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học6