ĐẶT VẤN ĐỀ Việc giảm phát thải khí nhà kính (KNK) đặc biệt là khí N2O rất quan trọng trong giảm tác nhân gây biến đổi khí hậu. Theo các báo cáo của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC) và Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) cho thấy lượng N2O phát thải vào khí quyển khoảng 8,5 - 27,7 triệu tấnN2O/năm và lượng này tiếp tục tăng 0,25% mỗi năm (Denman et al. Các hoạt động nông nghiệp tạo ra lượng phát thải khí N2O lớn nhất (tương đương 1,7 - 4,8 triệu tấnN2O/năm, trong đó bón phân đạm đã làm tăng đáng kể sự phát thải trực tiếp khí N2O với lượng phát thải 1,7 triệu tấnN2O/năm (Ussiri & Lal, 2013). Do đó nhiều nghiên cứu về các dạng phân đạm cải tiến đã được thực hiện để làm chậm tiến trình thủy phân urê, giảm sự nitrate hóa, làm chậm tan phân bón để giảm lượng khí N2O phát thải, giảm lượng khí NH3 bốc thoát, tăng hiệu quả sử dụng phân đạm và gia tăng năng suất cây trồng.
Theo Ussiri & Lal (2013), bón phân urê trên đất lúa có lượng N 2O phát thải 1,38 kgN2O/ha mỗi vụ. Bón vùi phân đạm urê, urê viên nén (USG); hay bón các dạng phân N chậm tan gồm urê có lớp phủ nhựa cây neem (NCU), urê có lớp phủ lưu huỳnh (SCU), urê có lớp phủ polymer (PCU); hoặc bón phân đạm có chất ức chế sự nitrate hóa như Dicyadiamide, encapsulated calcium carbide (ECC), Hydroquinone, Thiosulfate (trừ Nitrapyrin) có hiệu quả làm giảm sự phát thải N2O (Majumdar, 2013). Tuy nhiên, các nghiên cứu về phát thải N2O trong canh tác lúa thực hiện trên dạng phân đạm cải tiến chưa được nhiều; chỉ có một số ít nghiên cứu gần đây đối với phân urê-nBTPT [N-(n-butyl) thiophosphoric triamide] và chưa được thực hiện trên dạng phân NPK viên nén và phân chậm tan IBDU. Trên thế giới, các nghiên cứu tập trung chủ yếu trên giảm phát thải N2O của các dạng phân đạm cải tiến trong điều kiện tưới ngập theo truyền thống, chưa có nhiều nghiên cứu trong điều kiện tưới khô ngập luân phiên (AWD).
Hiện nay, kỹ thuật tưới AWD đang được khuyến cáo áp dụng trong canh tác lúa nhằm giảm lượng nước tưới, tuy nhiên kỹ thuật này có thể góp phần làm tăng lượng N2O phát thải, do kỹ thuật AWD tạo điều kiện cho đất thoáng khí, có thể kích thích tuần tự quá trình nitrate hóa - khử nitrate và thúc đẩy quá trình hình thành N2O (Buresh & Haefele, 2010). Các nghiên cứu sự phát thải N2O trong điều kiện tưới khô ngập luân phiên chủ yếu chỉ được nghiên cứu đối với phân urê, chưa được thực hiện trên các dạng phân đạm mới. Do đó, cần có các nghiên cứu về ảnh hưởng của các dạng phân đạm cải tiến, đặc biệt là đối với kỹ thuật 1 bón vùi phân viên nén có chứa cả NP, NK và NPK trong điều kiện quản lý nước tưới khô ngập luân phiên đến sự phát thải NO2, do việc tưới khô ngập luân phiên có thể làm gia tăng sự nitrate hóa ở các tầng đất bên dưới tầng đất mặt. Các nghiên cứu trước đây về bón phân vùi chủ yếu tập trung ở việc vùi phân viên urê so với bón vãi urê, có rất ít các nghiên cứu phát thải N2O khi bón vùi phân viên nén có chứa NP, NK và NPK trong điều kiện đất lúa.
Ngoài ra, trên thế giới, các nghiên cứu phát thải N2O khi bón phân urê- nBTPT chủ yếu được thực hiện trên cây trồng cạn (bắp, đậu, cỏ trồng…) và có ít nghiên cứu trên cây lúa. Tại Việt Nam, các nghiên cứu phát thải N2O thực hiện chủ yếu trên phân urê, riêng phát thải N2O đối với phân urê-nBTPT được Nguyễn Văn Bộ và ctv (2016) nghiên cứu trên đất phù sa và đất phù sa nhiễm mặn tại tỉnh Nam Định trong vụ mùa 2014 và vụ xuân 2015. Kết quả nghiên cứu này đã cho thấy lượng N2O phát thải trong một vụ lúa khi sử dụng phân urê-nBTPT (0,44 - 0,76 kgN2O/ha) có thể giảm so với bón phân urê (0,62 - 0,93 kgN2O/ha). Tuy nhiên, đối với điều kiện canh tác lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) trên nhóm đất có sa cấu sét nặng, nghiên cứu về sự phát thải N2O chưa được thực hiện trên các dạng phân đạm cải tiến như phân urê-nBTPT, NPK viên nén cũng như phân IBDU.
Bên cạnh đó các nghiên cứu về phát thải N2O cũng chỉ được thực hiện trong điều kiện quản lý nước ngập theo truyền thống, chưa được thực hiện trong điều kiện tưới khô ngập luân phiên. Do đó câu hỏi đặt ra là việc bón các dạng phân đạm cải tiến cụ thể là các dạng phân urê- nBTPT, NPK viên nén, IBDU trong điều kiện tưới khô ngập luân phiên có làm tăng phát thải N2O không cần được nghiên cứu để có thể đánh giá ý nghĩa của bón các dạng phân đạm mới này về mặt môi trường ở chế độ quản lý nước AWD là chế độ quản lý nước đang được khuyến cáo áp dụng hiện nay. Nghiên cứu sự bốc thoát NH3 có ý nghĩa quan trọng làm cơ sở khoa học cho đánh giá hiệu quả làm giảm mất đạm của với các dạng phân đạm mới. Theo Choudhury & Kennedy (2005).
Bốc thoát NH3 là con đường thất thoát đạm chủ yếu (có thể lên đến 60% lượng N bón) trên đất lúa nước. Tuy nhiên, hiệu quả giảm bốc hơi NH3 khi bón phân urê-nBTPT rất thay đổi tùy theo tính chất đất và điều kiện canh tác (Christianson et al., 1995; Freney et al. Các kết quả thí nghiệm gần đây của Trung tâm Phát triển Phân bón Quốc tế (IFDC) bón vùi phân urê viên nén (USG) trên ruộng lúa giảm NH3 bốc hơi (IFDC, 2003). Theo De Datta (1981), bón vùi một lần phân IBDU trên đất lúa có lượng bốc thoát NH3 rất thấp.
Các nghiên cứu trên thế giới về bốc thoát NH3 tập trung nhiều ở phân urê và urê viên nén (USG) nhưng chưa được thực hiện nghiên cứu đối với dạng phân NPK viên nén (Hayashi, 2013). Tại Việt Nam, Watanabe et al. (2009) 2 nghiên cứu NH3 bốc thoát tại các địa điểm Bắc Giang (Plinthaquults1), Hà Nội (Typic Endoaeuepts1) và Cần Thơ (Thapto Histic Sulfic Tropaquepts1) khi bón phân urê cho thấy lượng NH3 bốc thoát 1,7 - 14,6% lượng N bón. Ở ĐBSCL, có một số nghiên cứu bốc thoát NH3 trong điều kiện tưới tiết kiệm nước của Ngô Ngọc Hưng (2009a) và Dong et al.
(2012) giảm thấp hơn so với tưới ngập liên tục, tuy nhiên các tác giả chỉ nghiên cứu đối với phân urê, chưa nghiên cứu trên các dạng phân đạm cải tiến. Ngoài ra, việc tưới ngập liên tục thường được áp dụng như nghiệm thức đối chứng để so sánh với tưới khô ngập luân phiên, trong khi đó nông dân ĐBSCL thường không duy trì mực nước ngập liên tục trên ruộng mà thường dẫn nước vào ngập 7 - 10 cm sau đó khi nước rút khô, nông dân mới tưới nước. Cách quản lý nước này của nông dân làm đất thoáng khí hơn nên có thể có ảnh hưởng khác nhau đến pH nước ruộng và sự mất đạm dạng NH3. Do đó, sự bốc thoát NH3 khi bón phân urê-nBTPT, phân NPK viên nén và phân IBDU cần được nghiên cứu trong điều kiện canh tác lúa của nông dân ở ĐBSCL.
Sự phân bố của đạm NH4+ trong đất, sự thu hút đạm trong cây của các dạng phân đạm mới với kỹ thuật bón vãi và bón vùi cũng chưa được nghiên cứu ở Việt Nam làm cơ sở khoa học cho việc lý giải sự mất đạm và sự thu hút đạm bởi cây trồng so với bón urê. Đánh giá hiệu quả của bón các dạng phân đạm trên năng suất cây lúa cũng là vấn đề rất quan trọng để có thể khuyến cáo nông dân áp dụng. Theo Chien et al., (2009), bón phân urê-nBTPT cho lúa góp phần tăng hiệu quả sử dụng đạm tuy nhiên hiệu quả trên năng suất thì còn tùy thuộc vào loại đất và điều kiện canh tác. Hiệu quả của phân NPK viên nén đối với sự gia tăng năng suất lúa và giảm lượng đạm bón đã được ghi nhận trong nhiều kết quả nghiên cứu (IFDC, 2013; USAID, 2013).
Bón vùi một lần phân IBDU trên lúa làm tăng năng suất (Carreres et al. Tại Việt Nam, các thí nghiệm ở miền Bắc cho thấy phân viên nén hỗn hợp làm tăng hiệu quả sử dụng phân bón và tiết kiệm được lượng phân bón (Nguyễn Thị Lan & Đỗ Thị Hường, 2009) nhưng hiệu quả trên năng suất lúa chưa được thực hiện so sánh với phân urê. Tuy vậy, việc bón vùi loại phân NPK viên nén chưa áp dụng ở điều kiện của vùng ĐBSCL để đánh giá khả năng cung cấp đạm trong đất cho các giai đoạn sinh trưởng của lúa khi chỉ bón một lần phân NPK viên nén. Ở ĐBSCL, mới chỉ có kết quả thí nghiệm bón phân urê-nBTPT của Chu Văn Hách & Lê Văn Bảnh (2007) cho thấy hiệu quả nông học tăng 19,2 - 26% và năng suất lúa chênh lệch không đáng kể 4,9 - 7,6% so với bón phân urê.
Các nghiên cứu cho thấy hiệu quả trên năng suất lúa khi bón các dạng phân urê-nBTPT và phân NPK viên nén rất thay đổi tùy theo tính chất đất và điều kiện canh tác. Do đó, cần thực hiện nghiên cứu hiệu quả của chất ức 1 Phân loại đất theo USDA Soil Taxonomy 3 chế nBTPT và khả năng cung cấp đạm khi bón vùi phân NPK viên nén trên năng suất để khuyến cáo việc bón các dạng phân đạm cải tiến trong điều kiện canh tác lúa ở ĐBSCL. Tóm lại, nghiên cứu về ảnh hưởng của các dạng phân đạm mới như urê- nBTPT, NPK viên nén và NPK IBDU có thể có ảnh hưởng khác nhau đến sự phát thải N2O, sự mất đạm NH3 và năng suất lúa trong điều kiện tưới khô ngập luân phiên nhưng chưa được nghiên cứu nhiều, đặc biệt trong điều kiện đất ĐBSCL. Do đó rất cần thiết thực hiện nghiên cứu này làm cơ sở khoa học cho việc khuyến cáo bón các dạng phân đạm mới này trong điều kiện canh tác lúa ở ĐBSCL.2 MỤC TIÊU CỦA NGHIÊN CỨU Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả của việc bón các dạng phân đạm đối với sự phát thải N2O, bốc thoát NH3 và năng suất trong điều kiện canh tác lúa ở ĐBSCL.
Các mục tiêu cụ thể trong nghiên cứu cần đạt được là: 1. Đánh giá hàm lượng đạm trong nước và sự phân bố đạm trong đất giữa các dạng phân đạm theo thời gian sau các đợt bón phân cũng như sự phân bố đạm trong đất theo khoảng cách và độ sâu trong thí nghiệm đồng ruộng làm cơ sở cho việc đánh giá sự phát thải N2O, sự bốc thoát NH3 và khả năng cung cấp đạm cho cây lúa.
