nghiên cứu các yếu tố giảm năng suất và xây dựng mô hình dự đoán năng suất lúa

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHẠM VĂN HOÀI NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ GIẢM NĂNG SUẤT VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH DỰ ĐOÁN NĂNG SUẤT LÚA Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT Mã số: 60.62.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN TUẤN ANH THÁI NGUYÊN, NĂM 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa hề sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn đều đã được cảm ơn. Các thông tin, tài liệu các thông tin tài liệu trình bày trong luận văn này đều đã được ghi rõ nguồn gốc. Tác giả PHẠM VĂN HOÀI Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực hiện đề tài này, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo cùng các tập thể và cá nhân đã giúp đỡ tôi hoàn thành công trình này. Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Tuấn Anh - Trưởng phòng QHQT - ĐHTN, người đã tận tình hướng dẫn để tôi hoàn thành tốt đề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn chính quyền địa phương và bà con nông dân xã Quyết thắng, TPTN đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện thí nghiệm và xây dựng mô hình thực nghiệm tại địa phương. Tác giả PHẠM VĂN HOÀI Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ viii MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu 2 1.3. Ý nghĩa khoa học của đề tài 2 1.4. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 2 Chƣơng I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 3 1.2. Tình hình nghiên cứu về cây lúa trên thế giới 5 1.3. Tình hình nghiên cứu đạm, lân và kali cho cây lúa trên thế giới 7 1.3.1. Nghiên cứu về đạm cho cây lúa trên thế giới 8 1.3.2. Nghiên cứu về lân cho cây lúa trên thế giới 9 1.3.3. Nghiên cứu về kali cho cây lúa trên thế giới 12 1.4. Tình hình nghiên cứu về sử dụng phân đạm, lân và kali cho cây lúa ở Việt Nam 13 1.4.1. Những nghiên cứu về bón phân đạm cho cây lúa ở Việt Nam 15 1.4.2. Những nghiên cứu về phân lân ở Việt Nam 16 1.4.3. Những nghiên cứu về bón phân kali cho cây lúa ở Việt Nam 18 1.5. Hàm lượng các yếu tố đạm, lân, kali trong đất lúa ở Việt Nam 20 1.5.1. Đạm trong đất lúa nước ở Việt Nam 20 1.5.2. Lân trong đất lúa nước ở Việt Nam 21 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn iv 1.5.3. Kali trong đất lúa nước ở Việt Nam 23 1.6. Một số kết quả nghiên cứu phân bón đối với lúa 24 1.6.1. Phân bón và cách bón phân cho lúa 24 1.6.2. Nhu cầu dinh dưỡng của cây lúa và vai trò của phân bón 26 1.7. Sự cần thiết phải bón phân cân đối và hợp lý cho lúa 36 1.7.1. Cân đối đạm - lân 37 1.7.2. Cân đối đạm - kali 39 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41 2.1. Đối tượng, phạm vi, thời gian và địa điểm nghiên cứu 41 2.1.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 41 2.1.2. Thời gian 41 2.1.3. Địa điểm nghiên cứu 41 2.2. Nội dung nghiên cứu 41 2.3. Phương pháp nghiên cứu 41 2.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm 41 2.3.2. Điều kiện thí nghiệm 41 2.3.3. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 42 2.3.4. Phương pháp phân tích mẫu đất 43 2.4. Xử lý số liệu 43 Chƣơng III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 44 3.1. Điều kiện tự nhiên tỉnh Thái Nguyên 44 3.1.1. Diễn biến thời tiết khí hậu vụ Mùa 2010 và vụ Xuân 2011 tại Thái Nguyên 44 3.1.2. Tài nguyên đất ở Thái Nguyên 46 3.2. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp và hiện trạng sản xuất lúa ở Thái Nguyên 48 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn v 3.2.1. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp ở Thái Nguyên 48 3.2.2. Hiện trạng sản xuất lúa ở Thái Nguyên 50 3.3. Kết quả nghiên cứu các yếu tố dinh dưỡng đất đến sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa 52 3.3.1. Các đặc điểm của đất thí nghiệm 52 3.3.2. Khả năng sinh trưởng và phát triển của cây lúa 54 3.3.3. Tương quan giữa năng suất lúa với tính chất đất và sinh trưởng của lúa 57 3.3.4. Các yếu tố dinh dưỡng ảnh hưởng tới năng suất lúa 59 3.3.5. Phân tích các yếu tố sinh trưởng ảnh hưởng tới năng suất lúa 65 3.3.6. Phân tích các yếu tố môi trường ảnh hưởng tới năng suất lúa. 72 3.3.7. Tương quan giữu năng suất thực thu và năng suât dự đoán 74 3.3.8. Lập mô hình dự đoán ảnh hưởng của các yếu tố thí nghiệm tới năng suất lúa. 75 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 76 1. Kết luận 76 2. Đề nghị 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Chữ đƣợc viết tắt CEC Dung tích hấp thu CT Công thức Dw Khối lượng chất khô ĐHNL Đại học Nông Lâm ĐN Đẻ nhánh ĐVT Đơn vị tính GĐST Giai đoạn sinh trưởng LĐ Thời kỳ phân hóa đòng NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn NS Năng suất NSLT Năng suất lý thuyết PC Phân chuồng QT Quy trình TB Trung bình TTKN Trung tâm khuyến nông OM Hàm lượng mùn VCK Vật chất khô GĐ Giai đoạn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của Việt Nam những năm gần đây 6 Bảng 1.2. Mối quan hệ lân - đạm và hiệu lực phân đạm với lúa 38 Bảng 1.3. Ảnh hưởng của phân kali đến hiệu lực phân đạm với lúa trên đất bạc màu 40 Bảng 1.4. Liều lượng phân bón nông dân sử dụng cho lúa 40 Bảng 3.1: Điều kiện thời tiết khí hậu vụ Mùa năm 2010 và vụ xuân 2011 45 Bảng 3.2. Hiện trạng sử dụng đất 1/1/2009 tỉnh Thái Nguyên 49 Bảng 3.3. Diễn biến diện tích và năng suất lúa ở Thái Nguyên 51 Bảng 3.4. Kết quả phân tích các chỉ tiêu về đất khu thí nghiệm 52 Bảng 3.5. Kết quả phân tích các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển 54 Bảng 3.6. Tương quan giữa năng suất lúa với sinh trưởng và tính chất đất 58 Bảng 3.7. Mô hình dự đoán năng suất lúa 75 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn viii DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ Hình 3.1: Đồ thị ảnh hưởng của pH KCl tới năng suất lúa 59 Hình 3.2: Đồ thị ảnh hưởng của CEC tới năng suất lúa 60 Hình 3.3: Đồ thị ảnh hưởng của OM tới năng suất lúa 61 Hình 3.4: Đồ thị ảnh hưởng của N tới năng suất lúa 62 Hình 3.5: Đồ thị ảnh hưởng của P 2 O 5 tới năng suất lúa 63 Hình 3.6: Đồ thị ảnh hưởng của K tới năng suất lúa 64 Hình 3.7. Đồ thị ảnh hưởng chiều cao tới năng suất lúa 65 Hình 3.8. Đồ thị ảnh hưởng nhánh tối đa tới năng suất lúa 66 Hình 3.9. Đồ thị ảnh hưởng nhánh hữu hiệu tới năng suất lúa 67 Hình 3.10. Đồ thị ảnh hưởng VCK GĐ trỗ tới năng suất lúa 68 Hình 3.11. Đồ thị ảnh hưởng VCK GĐ chín tới năng suất lúa 69 Hình 3.12. Đồ thị ảnh hưởng số hạt chắc trên bông tới năng suất lúa 70 Hình 3.13. Đồ thị ảnh hưởng của P 1000 hạt tới năng suất lúa 71 Hình 3.14: Đồ thị ảnh hưởng nhiệt độ tới năng suất lúa 72 Hình 3.15: Đồ thị ảnh hưởng tổng số giờ nắng tới năng suất lúa 73 Hình 3.16: Đồ thị ảnh hưởng lượng mưa tới năng suất lúa 74 Hình 3.17: Đồ thị ảnh hưởng độ ẩm không khí tới năng suất lúa 74 Hình 3.18: Đồ thị tương quan giữa NSTT và NSLT 75 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Lúa (Oryza sativa L.) là một loại cây lương thực quan trọng trên thế giới, đặc biệt ở các nước châu Á. Theo Gislum và cs., (2005) thì năng suất lúa của châu Á hiện nay trung bình là 5,3 tấn/ha, bằng 60% tiềm năng năng suất lý thuyết có thể đạt được trong điều kiện khí hậu của châu lục. Do vậy, một số nghiên cứu tại Châu Á như Nhật bản Hàn Quốc, Trung Quốc, Philippines và Thái Lan đã chỉ ra năng suất lúa thực tế và năng suất tiềm năng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện khí hậu, cải tạo giống lúa, dinh dưỡng đất và kỹ thuật trồng trọt (Dobermann và cs., 2002; Kim, 2004; Nguyen, 2005; Peng và cs., 2005; Nguyen, 2006). Đặc biệt là nghiên cứu kỹ thuật bón phân chính xác và hợp lý dựa trên hiện trạng dinh dưỡng đất và cây trồng góp phần quan trọng nâng cao năng suất, chất lượng lúa (Nguyen, 2005; 2006). Ngoài ra, quản lý dinh dưỡng và kỹ thuật bón phân chính xác còn giúp nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp và giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường (Peng và cs, 2005). Việt Nam hiện là quốc gia xuất khẩu gạo đứng hàng đầu trên thế giới, song năng suất lúa bình quân vẫn còn thấp so với nhiều nước khác (Nguyen, 2009). Đặc biệt là vùng trung du miền núi phía Bắc nơi có nhiều khó khăn như diện tích đất trồng lúa hạn chế, dinh dưỡng đất nghèo nàn và kỹ thuật sản xuất nông nghiệp (cây lúa) còn thấp. Do vậy năng suất lúa trung bình chỉ đạt 4.7 tấn/ha (Nguyen, 2009) trong khi năng suất tiềm năng có thể đạt được cao hơn. Với mục tiêu nâng cao năng suất lúa cho vùng trung du và miền núi phía Bắc Việt Nam, trong nhiều năm qua một số nhà khoa học trong nước cũng đã tập trung nghiên cứu tìm các giải pháp như chọn tạo nhiều giống lúa chịu hạn phục vụ cho việc thâm canh, tăng năng suất lúa đảm bảo an ninh [...]... suất, chất lượng lúa trong khi vẫn giữ được môi trường bền vững cần có nghiên cứu xây dựng một giải pháp kỹ thuật tổng thể cho sản suất lúa tại vùng miền núi phía Bắc Việt Nam Với lý do nêu trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu các yếu tố giảm năng suất và xây dựng mô hình dự đoán năng suất lúa 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu các yếu tố làm giảm năng suất và từ đó xây dựng mô. .. giảm năng suất và từ đó xây dựng mô hình dự đoán năng suất lúa 1.3 Ý nghĩa khoa học của đề tài - Nghiên cứu các yếu tố làm giảm năng suất lúa - Xây dựng mô hình toán học dự đoán năng suất dựa trên các yếu tố làm giảm năng suất lúa 1.4 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Từ kết quản nghiên cứu xây dựng biện pháp kỹ thuật nhằm mục tiêu tăng năng suất lúa và giảm ô nhiễm môi trường hoá nông nghiệp Số hóa bởi... trồng lúa có điều kiện khó khăn ví dụ như chọn tạo các giống lúa chịu hạn có khả năng chịu được thiếu nước mà vẫn cho cho năng suất khá (Vũ Tuyên Hoàng, 1998) Nghiên cứu nâng cao hiệu quả sử dụng bón phân bón cho lúa (Nguyen, 2009), nghiên cứu phân bón cho lúa trên đất bạc màu (Nguyen và cs, 1995) và nghiên cứu yếu tố dinh dưỡng hạn chế năng suất lúa (Bui, 1995) Tuy nhiên, để đạt được mục tiêu tăng năng. .. thấy hàm lượng kali trích bằng resin có thể dùng để nghiên cứu động thái khả năng cung cấp kali cho cây trồng [29] 1.5 Hàm lƣợng các yếu tố đạm, lân, kali trong đất lúa ở Việt Nam Việc nghiên cứu về các yếu tố đạm, lân, kali ở trong đất trồng lúa cũng đã được rất nhiều nhà nghiên cứu Việt Nam đề cập đến 1.5.1 Đạm trong đất lúa nước ở Việt Nam Theo nghiên cứu của Trần Thúc Sơn (1999) [47] thì hàm lượng... sa vàn chuyên lúa ở Trực Đại, huyện Trực Ninh, tỉnh Nam Định Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 18 1.4.3 Những nghiên cứu về bón phân kali cho cây lúa ở Việt Nam Kali là yếu tố phân bón được các nhà nghiên cứu quan tâm rất nhiều, nhất là trong giai đoạn hiện nay Các giống lúa cao sản như lúa lai, nhu cầu về kali rất cao, yếu tố kali trở thành rất quan trọng để tăng cường năng. .. [64] cho rằng khả năng cung cấp kali của đất có thể được đánh giá thông qua sự hấp thụ của cây trồng qua nhiều vụ Thật vậy các yếu tố đạm, lân, kali sẽ có hiệu lực cao, tránh được ô nhiễm môi trường do bón phân cân đối theo nhu cầu của cây trồng 1.4 Tình hình nghiên cứu về sử dụng phân đạm, lân và kali cho cây lúa ở Việt Nam Ở Việt Nam, các yếu tố đạm, lân, kali cũng được các nhà nghiên cứu đặc biệt quan... thường không đủ cho cây lúa phát triển để đạt hiệu quả, hiệu suất cao nhất về năng suất, chất lượng khi thu hoạch Người ta bổ sung dinh dưỡng cho cây lúa bằng cách bón các loại phân bón vào đất hoặc phun lên lá các loại phân bón khác nhau, vào các giai đoạn khác nhau để đạt được kết quả sản xuất cao nhất Có hai cách bón phân cho cây lúa: bón vào đất và phun lên lá - Loại phân bón vào đất đảm bảo nhu cầu... đã làm thay đổi cấu trúc của cây lúa như: Quan hệ giữa năng suất và cá thể (khóm lúa, bông lúa) với năng suất quần thể ruộng lúa là rất chặt chẽ Trên một đơn vị diện tích nếu mật độ càng cao (gieo cấy dày) thì số bông nhiều song số hạt trên bông càng ít (bông bé), tốc độ giảm số hạt trên bông mạnh hơn tốc độ tăng của mật độ Vì vậy, gieo cấy dày quá sẽ làm giảm năng suất nghiêm trọng Nếu gieo cấy quá... thác và sử dụng ở một số vùng Việc nghiên cứu về lân được thực hiện nhiều nhất chỉ sau khi thành lập các nhà máy sản xuất supe phosphate và tecmo phosphate (1960-1961) Theo Bùi Đình Dinh (1999) [19] thì quá trình nghiên cứu và sử dụng phân lân ở Việt Nam được chia ra làm 3 thời kỳ và chủ yếu tập chung cho lúa * Giai đoạn 1960-1970: trong giai đoạn này, các giống lúa mới đã thay dần các giống lúa cũ... thiện và duy trì độ phì nhiêu của đất qua việc sử dụng hợp lý và phân phối nguồn dinh dưỡng hữu cơ và phân bón hoá học trong hệ thống dinh dưỡng cây trồng tổng hợp 1.3.1 Nghiên cứu về đạm cho cây lúa trên thế giới Trong 3 yếu tố phân bón chính (đạm, lân, kali) thì phân đạm là yếu tố hàng đầu được nhiều nhà khoa học quan tâm nhất, nó cũng là yếu tố tăng năng suất nhanh nhất nhưng lại gây ô nhiễm môi trường . các yếu tố giảm năng suất và xây dựng mô hình dự đoán năng suất lúa 1.2. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu các yếu tố làm giảm năng suất và từ đó xây dựng mô hình dự đoán năng suất lúa. 1.3 - Nghiên cứu các yếu tố làm giảm năng suất lúa. - Xây dựng mô hình toán học dự đoán năng suất dựa trên các yếu tố làm giảm năng suất lúa. 1.4. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Từ kết quản nghiên. NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHẠM VĂN HOÀI NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ GIẢM NĂNG SUẤT VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH DỰ ĐOÁN NĂNG SUẤT LÚA Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT Mã số: 60.62.01 LUẬN