Bài giảng Nông hóa thổ nhưỡng - Chương 5: Các nguyên tố dinh dưỡng và phân bón đa lượng - Lê Trọng Hiếu

Chương 5
Các nguyên tố dinh dưỡng và 
phân bón đa lượng
Bài 1 Đạm và phân bón đạm
• Đạm và quá trình cố định đạm trong tự 
nhiên
• Đạm trong đất
• Các loại phân có chứa đạm
Đạm và quá trình cố định đạm 
trong tự nhiên
Vai trò của nguyên tố đạm
Chu kỳ đạm trong tự nhiên
Sự cố định đạm trong tự nhiên
Đạm và vai trò của đạm
Acid nucleic
Acid amine protein
Cấu tạo của diệp lục tố
• Nguyên tố diệp lục có khả năng quan hợp 
tạo nên màu xanh của lá
Chu kỳ chất đạm trong tự nhiên
• Trong khí 
quyển khí nitơ 
chiếm 78% 
nhưng hầu hết 
các động thực 
vật không thể 
sử dụng trực 
tiếp nguồn này
Chu kỳ chất đạm trong tự nhiên tt
• Sự chuyển hóa từ dạng khí hữu dụng
cho cây trồng ?
Cố định bởi các vi sinh vật:
Cộng sinh trên rễ các cây họ đậu và 
trên một số thực vật khác
Sống tự do hay không cộng sinh
Bởi sự phóng điện trong không khí.
Công nghiệp sản xuất phân đạm tổng hợp.
Chu kỳ chất đạm trong tự nhiên tt
• Cố định đạm trong tự nhiên
vi khuẩn công sinh trên rễ cây họ đậu
(Rhizobium)
N2 + 16 ATP +2H
+ 2NH4
++ 16 ADP + H2
(Rhizobium)
50 % lượng đạm cố định sinh 
học 
3 H2 + 2 N2 2 NH33 H2 + 2 N2 2 NH3
Một số vi sinh vật có khả năng cố 
định đạm
Vi sinh vật Nơi sống 
Azotobacter Đất, nước, vùng rễ, cố định 
tự do
Azospirillum Liên kết rễ hay tự do
Rhizobium Nốt sần cây họ đậu
Actinomycetes, frankia Liên kết với rễ cây không 
thuộc họ đậu, cây thân gỗ
Tảo lục lam Bèo hoa dâu
Azotobacter Azospirillium
Actinomycetes
Frankia Tảo lục lam Bèo hoa dâu
Khả năng cố định đạm của vi 
khuẩn cộng sinh với một số cây họ 
đậu
Cây họ đậu Khả năng cố định 
(kg/ha/năm)
Cỏ alfalfa 55 - 330
Kudzu 20 - 170
Đậu phụng 20 – 220
Đậu nành 45 - 290
Sản xuất đạm công nghiệp
3 H2 + 2 N2 2 NH3
(ở điều kiện 1200oC và 500 atm)
dựa trên quy trình Haber – Bosch 
Đạm tạo thành do sét
Đạm trong đất
Hàm lượng: 0,03 – 0,4 %
Thành phần
Đạm dạng vô cơ: ammonium (NH4
+), 
nitrite (NO2
-), nitrate (NO3
-), nitrous oxide 
(N2O), nitric oxide (NO) và đạm nguyên tố 
(N2)
Hợp chất đạm hữu cơ: amino acid 20 –
40%, amino sugar như hexosamine 5 –
10% và các hợp chất có nguồn gốc như 
purine, pyrimidine < 1%.
Dạng đạm trong đất rễ cây có thể 
hấp thu
- NH4
+
- NO3
-
pH trung tính
Môi trường khử
pH hơi chua
Môi trường oxi hóa
Sự chuyển hóa đạm trong đất
• Sự khoáng hóa
Amine hóa:
Protein acid amine, ure, CO2, năng lượng 
(vi sinh vật)
Amonium hóa:
R – NH2 + H2O NH3 + R – OH 
+ năng lượng
NH3 + H2O NH4
+ + OH-
Nitrite hóa
(sự oxi hóa sinh học của NH4
+ thành NO2
- được 
trình bày như sau)
2 NH4
+ + 3O2 ----------> 2 NO2
- + 2 H2O + 4 H
+
(Nitrosomonas)
Nitrate hóa
( NO2
- tiếp tục bị oxi hóa thành NO3
-)
• 2 NO2
- + O2 --------> 2NO3
-
• (Nitrobacter)
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự 
nitrate hóa trong đất
• Sự cung cấp NH4
+
• Mật độ,chũng loại vi sinh vật tham gia 
vào sự nitrate hóa
• pH đất
• Độ thoáng khí của đất
• Độ ẩm của đất
• Nhiệt độ đất
Figure 37.9
Atmosphere
N2
Đất
N2 N2
Nitrogen-fixing
bacteria
Organic
material (humus)
NH3
(ammonia)
NH4
+
(ammonium)
H+
(From soil)
NO3
–
(nitrate)
Nitrifying
bacteria
Vi khuẩn phản đạm hóa
Rễ
NH4
+
Soil
Khí quyển
Cây hấp thu đạm 
vào trong rễ
Ammonifying
bacteria
Mất nitrate trong đất
Rửa trôi
Các yếu tố ảnh hưởng
Liều lượng, thời gian, loại và phương pháp 
bón phân N.
Sử dụng các chất ức chế sự nitrate hóa.
Thâm canh và sự hấp thu N của cây trồng.
Các đặc tính của đất ảnh hưởng đến sự 
thấm lậu.
Lượng, chế độ, thời gian mưa hay tưới.
Phản đạm hóa
NO3
- NO2
- NO N2O N2
Pseudomonas, Bacillus
Thiobacillus denitrificans và 
Thiobacillus thipbarus
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự 
phản N hóa
• Chất hữu cơ dễ phân giải
• Ẩm độ của đất
• Độ thoáng khí của đất
• pH đất
• Nhiệt độ
• Hàm lượng NO3
-
• Sự hiện diện của thực vật
Bay hơi của NH3
NH4
+ NH3 + H+
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự bay hơi của NH3
pH đất
Nguồn đạm
Cách bón
Nhiệt độ 
Trao đổi của cây trồng
Ý nghĩa của sự phản N hóa về mặt nông nghiệp
• Phân N là nguồn N dễ tiêu của đất bị mất 
N vào không khí do phản N hóa liên tục có 
thể chiếm đến 0 – 70 % lượng phân N bón
Sự bay hơi của NH3
• Hàm lượng NH3 chỉ xuất hiện đáng kể khi 
pH dung dịch vượt quá 7,5. 
• NH4+ NH3 + H+ ( pKa =9,3 ) (1)
•
% 
• 100 Ammonia
• 80
• 60
• 40
• 20 Ammonium
• 0
• 6 7 8 9 10 11 12 13 14
• pH dung dịch
Các Loại Phân Đạm
Các dạng phân hữu cơ (N trung bình trong 
các chất hữu cơ tự nhiên tiêu biểu từ 1 –
13 %)
Các loại phân N tổng hợp
Phân N ammonium (NH4)
Phân đạm nitrate (NO3)
Loại phân N % P2O5 % K2O % CaO % MgO 
% 
S % Cl % 
Ammonium sulfate 21,0 24,0 
Ammonia lỏng khan 82,0 - - - - - - 
Ammonium chloriide 25,0-26,0 - - - - - 66,0 
Ammonium nitrate 33,0-34,0 - - - - - - 
Ammonium nitrate sulfate 30,0 - - - - 5,0-6,0 - 
Ammonium nitrate với vôi 20,5 - - 10,0 7,0 0,6 - 
Superphosphat đơn 
ammoniumhóa 
4,0 16,0 - 23,0 0,5 10,0 0,3 
Monoammonium phosphate 
MAP 
11,0 48,0-55,0 - 2,0 0,5 1,0-3,0 - 
Diammonium phosphate DAP 18,0-21,0 46,0-54,0 - - - - - 
Ammonium phosphate – sulfate 13,0-16,0 20,0-39,0 - - - 3,0-14,0 - 
Ammonium polyphosphate DD 10,0-11,0 34,0-37,0 - - - - - 
Ammonium thiosulfate DD 12,0 - - - - 26,0 - 
Calcium nitrate 15,0 - - 34,0 - - - 
Potassium nitrate 13,0 - 44,0 0,5 0,5 0,2 1,2 
Sodium nitrate 16,0 - - - - - 0,6 
Urea 45,0-46,0 - - - - - - 
Urea- sulfate 30,0-40,0 - - - - 6,0-11,0 - 
Urea-ammonium nitrate DD 28,0-32,0 - - - - - - 
Urea-ammonium phosphate 21,0-38,0 13,0-42,0 - - - - - 
Urea phosphate 17,0 43,0-44,0 - - - - - 
NH3 lỏng khan
NH3: 82%N, 
NH3 có thể tồn tại ở các trạng thái khí, lỏng 
và rắn. 
NH3 lỏng khan có hòa tan cao, hút nước 
mạnh 
Ammonim nitrate (NH4NO3)
• Phân NH4NO3 chứa 30 – 40 % N 
• Thành phần NO3
- trong phân NH4NO3 dễ dàng 
hữu dụng đối với cây trồng
• Là tinh thể muối kết tinh màu vàng xám, dễ tan, 
dễ chảy nước, dễ vón cục nên khó bảo quản.
• Phương pháp thông dụng sản xuất ammonium 
nitrate là tổng hợp từ ammoniac và acid nitric 
• NH3 + HNO3 NH4NO3
NH4NO3 có một số khuyết điểm sau
Hút nước khá mạnh và phải cẩn thận để 
chống sự đóng cục và sự thoái hóa về tính 
chất vật lý của phân khi tồn trữ và sử 
dụng.
• Có một số nguy cơ cháy hay 
Có hiệu quả thấp ở đất lúa nước so với 
phân urea và các loại phân NH4
+.
• Có nguy cơ bị rửa trôi và phản N hóa 
mạnh hơn là các sản phẩm NH4
+.
Ammonium Sulfate (NH4)2SO4
• Chứa 21 % N, còn gọi là phân SA, 
• Có dạng tinh thể, mịn màu trắng hoặc 
xám xanh, có mùi amoniac, vị mặn và hơi 
chua.
• Được sản xuất bằng sự trung hòa acid 
nitric và acid sulfuric với NH3. 
Các ưu điểm chính
• khả năng hút ẩm thấp,dễ tan trong nước, ít vón 
cục và ổn định về mặt hóa học. 
• Là nguồn N và S tốt. 
• Khuyết điểm là N tương đối thấp 19 – 21 % N : 
23 – 24 %S và thường quá đắt để sử dụng như 
là một loại phân N, S. 
• Khi bón phân SA cho cây con cần thận trọng vì 
phân SA có thể làm cây con bị cháy lá. 
• Là loại phân sinh lý chua 
Ammonium Phosphate
• Monoammonium Phosphate (NH4H2PO4) 
11% N & 48% P2O5
• Diammonium Phosphate (NH4)2HPO4
18% N & 46% P2O5
Ammonium chloride (NH4Cl) 
Thường chứa 24 – 26 % N, dạng tinh thể 
mịn, màu trắng hoặc vàng ngà, dễ trong 
nước, ít hút ẩm, ít vón cục. 
được sản xuất theo phương pháp trung hòa 
trực tiếp NH3 với HCl ( phương pháp Dow 
chemical)
• NH3 + HCl NH4Cl
Urea (NH2)2CO: 46 % N
• Các phương pháp sản xuất urea
2 NH3 + CO2  NH2CO2NH4
NH2CO2NH4  CO(NH2)2 + H2O 
• ( điều kiện: t từ 180 – 210 oC, áp suất từ 
140 – 250 at, thời gian 20 -30 phút)
Biuret
• Các ảnh hưởng có hại của biuret, một tạp chất 
thường ảnh hưởng đến sự nẩy mầm và sự sinh 
trưởng của cây con với 1 nồng độ thấp.
• Nồng độ của biuret NH2-CO-NH-CO-NH2 là mối 
quan tâm đặc biệt đối với phân urea vì tính độc 
của chúng đối với thực vật.
• Mức độ 2% biuret có thể được chấp nhận trong 
hầu hết các chương trình về phân bón. 
Các loại phân N đạm NO3
-
• NaNO3 chứa 16 % N, Phần lớn các phân 
này có nguồn gốc trong các mỏ lớn ở 
vùng ven biển Chile
KNO3 Ca(NO3)2
Các hợp chất N chậm hữu dụng
Các chất có khả năng hòa tan trong nước 
thấp và phải trải qua sự phân hủy hóa học 
hay vi sinh học để giải phóng N cho cây 
trồng.
Sự nitrate hóa và các chất ức chế urease.
urea-formaldehids hay còn gọi là urea-
forms. Chúng là sản phẩm rắn, màu trắng, 
không mùi chứa khoảng 38 %N, được sản 
xuất từ phản ứng của urea với 
formaldehide với sự hiện diện của chất 
xúc tác.
• Urea bọc lưu huỳnh (SCU) 
Các chất ức chế sự nitrate hóa 
và urea
• 1) Phải không độc đối với cây trồng, các vi sinh vật đất 
khác, cá và động vật có vú;
• (2) Ngăn chặn sự biến đổi NH4
+ thành NO3
- bằng cách 
ức chế chuyên biệt sự sinh trưởng hay hoạt động của 
Nitrosomonas;
• (3) Không cản trở sự chuyển hóa NO2 của Nitrobacter; 
• (4) Có khả năng di chuyển cùng với phân bón để phân 
bố đều trong đất; 
• (5) Có khả năng duy trì các tác động ức chế trong thời 
gian từ vài tuần đến vài tháng;
• (6) Phải tương đối rẻ tiền.
BÀI 2 LÂN VÀ PHÂN LÂN
Lân trong dung dịch đất
• Phần lớn lân được cây trồng hấp thu ở 
dạng ion orthophosphate (H2PO4
- và 
HPO4
2-)
• pH= 7,2 (H2PO4
- = HPO4
2-)
• pH> 7,2 (H2PO4
- < HPO4
2-)
• pH<7,2 (H2PO4
- > HPO4
2-)
Phân Lân 
Lân trong 
dung dịch 
Lân 
trong 
cơ thể 
VSV 
Lân 
hữu cơ 
không 
hữu 
dụng 
Cây hấp thu Lân Dư thừa thực vật 
Khoáng lân 
nguyên 
sinh và thứ 
sinh 
Lân vô cơ 
hữu dụng 
Lân hữu cơ 
hữu dụng 
Lân hữu cơ trong đất
• Sự tuần hoàn của lân hữu cơ trong đất
Sự khoáng hóa
Sự cố định sinh học
Lân hữu cơ lân vô cơ (H2PO4
-, HPO2-)
Lân vô cơ trong đất
• Khả năng hòa tan của các khoáng P sơ 
sinh và thứ sinh
• Các yếu tố ảnh hưởng đến sự cố định 
lân trong đất
– Tính chất và hàm lượng các khoáng trong 
đất
– pH đất
Một số điểm cần lưu ý trong việc quản lý phân lân
• thời gian hữu dụng của phân lân đối với 
cây trồng sau khi bón phân (có thể vài 
tháng thậm chí vài năm)
• Cách bón phân lân là biện pháp kỹ thuật 
quan trọng 
Các Loại Phân Lân
• Các nguồn phân lân
• Công thức tổng quát của RP tinh khiết là 
Ca10(PO4)6(X)2, với X có thể là F, OH- hay 
Cl. 
• Việt Nam có một quặng apatite ở Lào Cai, 
nhưng hàm lượng lân trong apatite ở Lào 
cai không đồng đều, biến động từ 15 –
40% P2O5
Nồng độ lân (%) Tên phân / công thức Tên viết 
tắt thường 
dùng 
N P2O5 K2O S 
Dạng lân % lân hữu 
dụng so với 
lân tổng số 
Đá phosphate; 
[Ca3(PO4)2]3CaF2. 
CaCO3(Ca(OH)2)3 
RP 25 – 40 Orthophosphate 14 - 65 
Super phosphate đơn 
Ca(H3PO4)2 
SSP 16 – 22 11 – 22 Orthophosphate 97 -100 
Phosphoric acid H3PO4 48 - 53 Orthophosphate 100 
Super phosphate kép 
Ca(H2PO4)2 
TSP . CSP 44 - 53 1 – 1,5 Orthophosphate 97 – 100 
Ammonium phosphate 
Monoammonium 
phosphate NH4H2PO4 
MAP 11 -13 48 – 62 0 – 2 Orthophosphate 100 
Diammonium phosphate 
(NH4)2H2PO4 
DAP 18 -21 46 – 53 0 - 2 Orthophosphate 100 
Ammonium polyphosohate 
(NH4)3HP2O7 + NH4H2PO4 
APP 10 -15 35 – 62 Trộn lẫn poly và 
orthophosphate 
100 
Urea- ammonium 
phosphate 
NH4H2PO4.(NH4)3HP2O7 
UAP, 
UAPP 
21 -34 16 – 42 Trộn lẫn poly và 
orthophosphate 
100 
Nitric phosphate 
CaHPO4.NH4H2PO4 
NP 14 -29 14 – 28 0 – 20 Orthophosphate 80 – 100 
Super phosphate đơn được 
ammonium hóa 
NH4H2PO4.CaHPO4 
 2 – 5 14 – 21 9 – 11 Orthophosphate 97 – 100 
Super phosphate kép được 
ammonium hóa 
CaHPO4.NH4H2PO4 
 4 – 6 44 – 53 0 - 1 Orthophosphate 96 - 100 
Potassium phosphate 
Monopotassium phosphate 
KH2PO4 
 51 35 Orthophosphate 100 
Dipotassium phosphate 41 54 Orthophosphate 100 
1 Đá phosphate (apatite nghiền )
• RP còn chứa khoảng 11,5 đến 17,5 % lân 
tổng số (27 – 41% P2O5) 
Ammonium phospate
• Được sản xuất bởi phản ứng của H3PO4 với 
NH3. 
• Monoammonium phosphate (MAP) chứa 11 –
13 % N và 21 – 24 % P (48 – 55 % P2O5) tuy 
nhiên, nồng độ phổ biến của MAP là 11 – 22 –
0, (11 – 52 – 0). 
• Diammonium phosphate (DAP) chứa 18 – 21 % 
N và 20 – 23 % P (46 – 52 % P2O5), nồng độ 
phổ biến là 18 – 20 – 0 (18 – 46 – 0). 
Potassium phosphate
• Potassium phosphate gồm 2 loại muối 
chính, KH2PO4 với nồng độ là 0-52-35 (22 
% P, 29 % K) và K2HPO4 với nồng độ là 0-
41- 54 (18 % P, 45 % K). 
• Chúng hoàn toàn tan trong nước, có nồng 
độ các chất dinh dưỡng cao
Phân lân sinh học
• Vi khuẩn Phosphobacterins đã được bón 
vào đất để làm tăng sự hấp thu lân
Nấm cộng sinh với rễ
a
Mantle
(fungal sheath)
Epidermis Cortex
Mantle
(fungal
sheath)
Endodermis
Fungal
hyphae
between
cortical
cells
(colorized SEM)
100 m(a)
Figure 37.12b
Epidermis Cortex
Fungal
hyphae
Root
hair
10 m
(LM, stained specimen)
Cortical cells
Endodermis
Vesicle
Casparian
strip
Arbuscules
2
(b)
Nội dung chú ý về phân lân
• Ảnh hưởng của phân lân chậm và kéo dài 
trong nhiều năm, vụ đầu bón lân thường 
không có ảnh hưởng nổi bậc.
• Đối với đất lúa nước các dạng lân cây đều 
sử dụng được, phân lân có ảnh hưởng rõ 
rệt đến năng suất và phẩm chất của cây 
trồng.
• ở những vùng đất có độ phì tự nhiên thấp 
bón lân có hiệu lực rõ hơn đất có độ phì tự 
nhiên cao.
• Cây họ đậu rất mẫn cảm với các loại phân 
lân và có khả năng hấp thu các loại phân 
lân khó tiêu như apatite, phosphoric
• Bón lân dễ tiêu lâu ngày cần chú ý bổ 
sung thêm kẽm cho đất.
BÀI 3: KALI VÀ PHÂN KALI
Hàm lượng kali trong đất
Kali hiện diện với hàm lượng tương đối 
lớn trong hầu hết các loại đất, trung bình 
khoảng 1,9 % 
Các khoáng được xem là nguồn gốc chính 
của kali trong đất là feldspars orthoclase 
và microline (KSi3O8) muscovite 
(KAl3Si3O10(OH)2) biotite 
(K(Mg,Fe)3AlSiO10(OH)2) và phlogopite 
(KMg2Al2Si3O10(OH)2). 
Modified from the Potash & Phosphate Institute web site at www.ppi-ppic.org 
Animal
manures
and biosolids
Mineral
fertilizers
Crop 
harvest
Runoff and
erosion
Leaching
Soil solution 
potassium (K+)
Plant 
residues
Plant
uptake
Mineral
potassium
Fixed
potassium
Exchangeable 
potassium
Input to soilComponent Loss from soilThe Potassium Cycle
The potassium cycle
Các dạng kali trong đất
• Kali trong đất hiện diện ở 4 dạng, 
– khoáng, 5.000 – 25.000 ppm; 
– không trao đổi (cố định hay khó hữu dụng) 50 
– 750 ppm;
• trao đổi, 40 – 600 ppm; 
– và trong dung dịch: 1 – 10 ppm. 
Sự tiêu thụ xa xỉ kali của cây trồng
Sự mất kali do rửa trôi
Các yếu tố của cây trồng ảnh 
hưởng đến sự hữu dụng của kali
• CEC của rễ
• Hệ thống rễ và cây trồng
• Giống cây trồng
• Mật độ cây trồng và khoảng cách trồng
• Mức độ năng suất
• Yếu tố thời gian
Các Loại Phân Kali
• Các mỏ muối kali hòa tan, Trong thực tế 
tất cả các loại phân kali đều hòa tan trong 
nước. Chúng chủ yếu kết hợp với Cl-, 
SO4
2-, PO4
3- và P2O7
4-. 
Potassium Chloride (KCl)
• KCl có chứa 50 - 52 % K (60 – 63 % K2O) 
có màu sắc khác nhau về mặt nông học 
giữa các sản phẩm này. 
• Sản phẩm màu trắng và hồng thường phổ 
biến hơn trên thị trường phân bón.
Potassium Sulfate (K2SO4)
• Là loại phân màu trắng có chứa 42-44% K 
(50-53% K2O) và 17% S.
•
Potassium Nitrate (KNO3)
• KNO3 chứa 13 % N và 37 % K (44 % 
K2O). Về mặt nông học đây là loại phân có 
chứa cả đạm và kali.
Giá trị nông học của các loại 
phân kali
• Các nguyên tố đi kèm trong phân như S, 
Mg, Cl, và Na có tầm quan trọng về mặt 
nông học trên một số loại đất, cây trồng. 
• Thuốc lá là loại cây trồng rất mẩn cảm với 
lượng Cl- cao. 
Trong một số vùng trồng khoai tây, khoai 
lang và cam quít, không nên bón Cl- với 
hàm lượng cao 
Phân chậm tan
• Sự lựa chọn phân woodace, Nurseryace 
hay IB-S1 là tùy theo trước hết thời gian 
của vụ mùa của cây trồng. Trong trường 
hợp cây trồng có vụ mùa liên tiếp như 
Thanh long, dâu tằm, cây chè v.v... thì có 
thể chọn phân Nurseryace có hiệu lực 8-
12 tháng sẽ tiết kiệm được công bón hơn 
so với IB-S1 có hiệu lực khoảng 4 tháng. 
Trong trường hợp cây lâu năm như xoài, 
ổi, bưỡi có thể chọn Woodace v.v...