ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập khô xen kẽ, liều lượng phân lân lên sinh trưởng và năng suất lúa om2517 vụ đông xuân 2012 2013 trên vùng đất phèn tại tà đảnh, tri tôn, an giang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG NGUYỄN ANH PHA ẢNH HƯỞNG CỦA BIỆN PHÁP TƯỚI NGẬP - KHÔ XEN KẼ, LIỀU LƯỢNG PHÂN LÂN LÊN SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT LÚA OM2517 V

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

NGUYỄN ANH PHA

ẢNH HƯỞNG CỦA BIỆN PHÁP TƯỚI NGẬP - KHÔ XEN KẼ, LIỀU LƯỢNG PHÂN LÂN LÊN SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT LÚA OM2517

VỤ ĐÔNG XUÂN 2012 - 2013 TRÊN VÙNG ĐẤT PHÈN TẠI TÀ ĐẢNH, TRI TÔN, AN GIANG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NÔNG HỌC

Cần Thơ - 2014

VỤ ĐÔNG XUÂN 2012 - 2013 TRÊN VÙNG ĐẤT PHÈN TẠI TÀ ĐẢNH, TRI TÔN, AN GIANG

Cán bộ hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

Ts PHẠM PHƯỚC NHẪN NGUYỄN ANH PHA

LỚP: NÔNG HỌC K37

Cần Thơ - 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN DI TRUYỀN GIỐNG NÔNG NGHIỆP

Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Nông Học

ĐẢNH, TRI TÔN, AN GIANG”

Do sinh viên NGUYỄN ANH PHA thực hiện và đề nạp

Kính trình hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp xem xét

Cần Thơ, ngày……tháng… năm …

Cán bộ hướng dẫn

Ts Phạm Phước Nhẫn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN DI TRUYỀN GIỐNG NÔNG NGHIỆP

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp thuận luận văn với đề tài:

ẢNH HƯỞNG CỦA BIỆN PHÁP TƯỚI NGẬP - KHÔ XEN KẼ, LIỀU LƯỢNG PHÂN LÂN LÊN SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT LÚA OM2517 VỤ ĐÔNG XUÂN 2012 - 2013 TRÊN VÙNG ĐẤT PHÈN TẠI

TÀ ĐẢNH, TRI TÔN, AN GIANG

Do sinh viên: NGUYỄN ANH PHA thực hiện và bảo vệ trước hội

LÝ LỊCH CÁ NHÂN

Sinh viên: Nguyễn Anh Pha

Sinh ngày: 08 tháng 11 năm 1993

Nơi sinh: xã Long Định , huyện Châu Thành, tỉnh Tiền Giang

Họ tên cha: Nguyễn Hữu Dân

LỜI CẢM TẠ

Kính dâng!

Cha mẹ những người suốt đời tận tụy vì chúng con, xin cảm ơn những người thân đã giúp đỡ, động viên con trong suốt thời gian qua

Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến

Thầy Phạm Phước Nhẫn đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và động viên em trong suốt thời gian làm và hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Quí Thầy Cô trong ban lãnh đạo dự án CLUES đã cho phép em thực hiện các thí nghiệm trong dự án và hoàn thành tốt các nghiên cứu này

Chân thành cảm tạ thầy cố vấn học tập Nguyễn Lộc Hiền, cùng toàn thể quý thầy cô khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng vì những kiến thức mà quý thầy cô đã truyền dạy cho em trong suốt thời gian học tập tại trường Đây

sẽ là hành trang vững chắc giúp em bước vào đời

Gửi lời cảm ơn đến anh Nguyễn Trường Giang, Trần Phú Hữu, chị Nguyễn Thị Diễm Kiều, các bạn sinh viên làm đề tài ở Bộ môn Sinh Lý – Sinh Hóa: Hương Truyền, Tố Như, Ánh Như, Hân, Lan… cùng toàn thể các bạn Nông Học khóa 37

Nguyễn Anh Pha

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi trong khuôn khổ của dự án CLUES (Climate Change Affecting Land Use in the Mekong Delta: Adaptation of Rice – based Cropping System) Dự án có quyền sử dụng kết quả của luận văn này để phục

MỤC LỤC

LÝ LỊCH CÁ NHÂN iii

LỜI CẢM TẠ iv

LỜI CAM ĐOAN v

MỤC LỤC vi

DANH SÁCH BẢNG ix

DANH SÁCH HÌNH x

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xi

TÓM LƯỢC xii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

1.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐỊA ĐIỂM THÍ NGHIỆM VÀ GIỐNG LÚA THÍ NGHIỆM 3

1.1.1 Vị trí địa lí 3

1.1.2 Hiện trạng sản xuất lúa 3

1.1.3 Giống lúa thí nghiệm 4

1.2 ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA CÂY LÚA VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NĂNG SUẤT LÚA 4

1.2.1 Đặc điểm sinh trưởng phát triển của cây lúa 4

1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất lúa 6

1.3 ĐẤT PHÈN Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 7

1.3.1 Định nghĩa đất phèn 7

1.3.2 Phân bố đất phèn 8

1.3.3 Các trở ngại của đất phèn 8

1.4 NƯỚC VỚI ĐỜI SỐNG CÂY LÚA 12

1.4.1 Vai trò của nước trong đời sống cây lúa và ảnh hưởng của nó đến sự sinh trưởng và năng suất lúa 12

1.4.2 Nhu cầu nước cho quá trình sinh trưởng phát triển của cây lúa 14

1.4.3 Sự cân bằng nước trên ruộng lúa 15

1.4.4 Phương pháp quản lí nước tiết kiệm của IRRI 16

1.4.5 Tổng quan về tình hình nghiên cứu tưới tiết kiệm nước cho

lúa trên thế giới 18

1.4.6 Lợi ích của việc tiết kiệm nước 20

1.5 LÂN TRONG ĐẤT LÚA VÀ VAI TRÒ CỦA LÂN 20

1.5.1 Vai trò của dưỡng chất lân (P) đối với cây lúa 20

1.5.2 Lân trong đất 23

1.5.2.1 Sự lưu tồn lân trong đất 23

1.5.2.2 Lân tổng số 23

1.5.2.3 Lân dễ tiêu 25

1.5.2.4 Sự biến đổi của lân trong đất ngập nước 26

CHƯƠNG II: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 27

2.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THÍ NGHIỆM 27

2.2 PHƯƠNG TIỆN 27

2.3 PHƯƠNG PHÁP 28

2.3.1 Bố trí thí nghiệm 28

2.3.2 Biện pháp canh tác 29

2.3.3 Các chỉ tiêu theo dõi 29

3.3.3.1 Các chỉ tiêu nông học 29

2.3.3.2 Chỉ tiêu nước 29

2.3.3.3 Chỉ tiêu năng suất 30

2.3.3.4 Chỉ tiêu dưỡng chất phân phân tích 31

2.3.4 Xử lí số liệu 31

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 32

3.1 SỰ BIẾN ĐỘNG CỦA NƯỚC TRÊN ĐỒNG RUỘNG 32

3.2 SỰ BIẾN ĐỘNG pH CỦA NƯỚC TRÊN ĐỒNG RUỘNG 35

3.3 SỰ BIẾN ĐỘNG EC CỦA NƯỚC TRÊN ĐỒNG RUỘNG 37

3.4 SỰ BIẾN ĐỘNG pH VÀ EC CỦA NƯỚC TRÊN ĐỒNG RUỘNG 38

3.5 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NHÂN TỐ THÍ NGHIỆM LÊN SỰ SINH TRƯỞNG CỦA CÂY LÚA 39

3.5.1 Chiều cao cây 39

3.5.2 Số chồi/m2 40

3.5.3 Chỉ số diệp lục tố 42

3.6 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NHÂN TỐ THÍ NGHIỆM LÊN SINH KHỐI TRÊN MẶT ĐẤT CỦA CÂY LÚA 43

3.7 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NHÂN TỐ THÍ NGHIỆM LÊN THÀNH PHẦN NĂNG SUẤT VÀ NĂNG SUẤT LÚA 43

3.7.1 Thành phần năng suất 43

3.7.2 Năng suất 45

3.8 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NHÂN TỐ THÍ NGHIỆM LÊN HÀM LƯỢNG LÂN TRONG ĐẤT VÀ TRÊN CÂY LÚA 47

3.9 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NHÂN TỐ THÍ NGHIỆM LÊN HIỆU QUẢ LỢI NHUẬN 48

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 50

4.1 KẾT LUẬN 50

4.2 ĐỀ NGHỊ 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

DANH SÁCH BẢNG

1.1 Mức độ chịu đựng của cây lúa đối với những độc tố trong đất 9 1.2 Năng suất, sử dụng nước, và hiệu quả sử dụng nước ở chế độ tưới

AWD và tưới ngập liên tục Dữ liệu từ Bouman và ctv (2006) 18

1.3 Đánh giá khả năng cung cấp lân cho lúa nước 22 1.4 Đánh giá đất theo hàm lượng lân tổng số, %P2O5 (Lê Văn Căn,

3.1 Tổng lượng nước bơm vào trong vụ cho 1 ha (m3) 33 3.2 Ảnh hưởng của các nhân tố thí nghiệm lên chiều cao cây (cm) 39 3.3 Ảnh hưởng của các nhân tố thí nghiệm lên số chồi/m2

41 3.4 Ảnh hưởng của các nhân tố thí nghiệm lên chỉ số diệp lục tố 42 3.5 Ảnh hưởng của các nhân tố thí nghiệm lên sinh khối trên mặt đất

3.9 Ảnh hưởng của kỹ thuật tưới ướt – khô xen kẽ (AWD) và liều

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

NGUYỄN ANH PHA, 2014 “ẢNH HƯỞNG CỦA BIỆN PHÁP TƯỚI

NGẬP – KHÔ XEN KẼ VÀ LIỀU LƯỢNG PHÂN LÂN LÊN SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT LÚA OM2517 VỤ ĐÔNG XUÂN 2012 – 2013 TRÊN VÙNG ĐẤT PHÈN TẠI TÀ ĐẢNH, TRI TÔN, AN GIANG” Luận văn tốt nghiệp kỹ sư Nông Học, Khoa Nông Nghiệp và sinh học ứng dụng,

Trường Đại học Cần Thơ Cán bộ hướng dẫn: Ts PHẠM PHƯỚC NHẪN

TÓM LƯỢC

Đồng Bằng Sông Cửu Long là vùng trọng điểm sản xuất lúa của cả nước, góp phần vào đảm bảo an ninh lương thực quốc gia và đóng góp phần lớn vào xuất khẩu gạo Trong điều kiện biến đổi khí hậu theo hướng bất lợi cho sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là với tình trạng nước ngọt không còn dồi dào cho sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt, trong khi canh tác lúa đòi hỏi một khối lượng nước rất lớn Do đó, để duy trì sản xuất, năng suất ổn định trong khi lượng nước sử dụng thấp thì vấn đề tưới nước tiết kiệm cần được quan tâm, nên đề tài: “Ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập – khô xen kẽ và liều lượng phân lân lên sinh trưởng và năng suất lúa OM2517 vụ Đông Xuân 2012 –

2013 trên vùng đất phèn tại Tà Đảnh, Tri Tôn, An Giang” được thực hiện Trong nghiên cứu này, kỹ thuật tưới ngập – khô xen kẽ (AWD) kết hợp với việc giảm liều lượng phân lân đã được khảo sát nhằm đánh giá các ảnh hưởng của chúng lên sinh trưởng, năng suất và hiệu quả lợi nhuận trên giống lúa OM2517 Kết quả cho thấy, không bón phân lân vẫn không ảnh hưởng đến sinh trưởng cũng như không làm giảm năng suất của lúa tiết kiệm từ 34 đến 68

kg P2O5/ha Kỹ thuật tưới ngập – khô xen kẽ làm giảm chi phí đầu tư nhưng năng suất lúa vẫn được đảm bảo đạt 7,34 đến 7,73 tấn/ha, tiết kiệm được từ 1.336 đến 1.352 m3

nước/ha, khoảng 53% nước tưới Việc kết hợp kĩ thuật tưới ngập – khô xen kẽ và giảm lượng phân lân có thể làm tăng lợi nhuận đến 4,9 triệu đồng/ha EC và pH của nước ruộng không khác biệt giữa hai chế độ tưới ngập – khô xen kẽ và ngập liên tục Kết hợp biện pháp tưới tiết kiệm và giảm liều lượng phân lân không ảnh hưởng đến các thành phần năng suất, hàm lượng lân trong thân lá, hạt, chỉ số diệp lục tố và sinh khối trên mặt đất của cây lúa

Từ khóa: Kỹ thuật tưới ngập – khô xen kẽ, AWD, liều lượng phân lân

MỞ ĐẦU

Cây lúa có tên khoa học là Oryza sativa L, là một trong những cây lương

thực chủ yếu và quan trọng trên thế giới, có ảnh hưởng tới đời sống của ít nhất 65% số dân trên thế giới Ở Việt Nam, lúa vừa đảm bảo lương thực cho hầu hết dân số vừa đóng góp vào việc đưa Việt Nam trở thành quốc gia xuất khẩu gạo đứng thứ 2 thế giới (Theo Nguyễn Như Hà, 2006) Mùa vụ 2011 – 2012 nước ta xuất khẩu 7,72 triệu tấn gạo trong tổng sản lượng 27,15 triệu tấn, tiếp tục giữ vị trí thứ 2 trên thế giới về xuất khẩu gạo, sau Ấn Độ Theo Hiệp hội Lương thực Việt Nam, tổng kim ngạch xuất khẩu gạo nước ta đạt 3,45 tỉ đô la

Mỹ (Theo Cục xúc tiến thương mại, 2013)

Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là vùng kinh tế quan trọng của cả nước, giàu tiềm năng về nhiều mặt, chiếm vị trí quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội và là chìa khóa chính trong chiến lược an ninh lương thực quốc gia Sản lượng lúa chiếm trên 50% (xuất khẩu 95%) Tập quán tưới nước

cổ truyền (tưới ngập, tưới nhiều lần/vụ) của nông dân đã được duy trì từ bao đời nay nhưng mang lại hiệu quả không cao, đã xảy ra hiện tượng lãng phí nước ở một số giai đoạn Song vấn đề biến đổi khí hậu đang diễn ra và ảnh hưởng ngày càng lớn đến nhiều quốc gia trên thế giới, đặc biệt Việt Nam được đánh giá là một trong các nước chịu ảnh hưởng nặng nề nhất do biến đổi khí hậu toàn cầu gây ra Tuong and Bouman (2003) ước tính rằng vào khoảng năm

2015 khoảng 15 – 20 triệu ha lúa sẽ gặp vấn đề về khan hiếm nước Nguồn tài nguyên nước có xu hướng suy thoái do tác động của con người và biến đổi khí hậu toàn cầu Nguồn nước mặt khan hiếm trong mùa khô gây hạn hán, và quá trình dư thừa trong mùa mưa gây lũ lụt Bên cạnh đó trong bối cảnh biến đổi khí hậu – nước biển dâng nên các tác động này sẽ càng trở nên phức tạp, lũ có thể gây ngập sâu và kéo dài hơn, đe dọa sự phát triển bền vững và an ninh lương thực của Việt Nam (Tăng Đức Thắng và Tô Quang Toản, 2011)

Phân lân là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến việc gia tăng năng suất và chất lượng lúa gạo ở An Giang và Đồng bằng sông Cửu Long, nhất là trên vùng đất phèn Hiệu quả sử dụng phân lân trên đất phèn thấp do các độc tố trong đất như ion sắt, nhôm cố định làm cây trồng khó hấp thu được nên lượng phân lân được sử dụng rất nhiều Theo cục trồng trọt (2007) trong vụ Đông Xuân lượng phân lân được khuyến cáo bón trong khoảng 60 – 80 kg P2O5 trên đất phèn nặng và trong khoảng 30 – 50 kg P2O5 trên đất phèn nhẹ Vì vậy, việc

nghiên cứu liều lượng phân lân trên vùng đất phèn ở tỉnh An Giang là cần thiết nhằm xác định công thức phân lân thích hợp để khuyến cáo vào sản xuất Mục tiêu của đề tài “Ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập – khô xen kẽ và liều lượng phân lân lên sinh trưởng và năng suất lúa OM2517 vụ Đông – Xuân

2012 – 2013 trên vùng đất phèn tại Tà Đảnh, Tri Tôn, An Giang” là xem xét các ảnh hưởng của việc kết hợp 2 yếu tố: tưới ngập – khô xen kẽ (AWD) và các liều lượng phân lân lên sinh trưởng và năng suất lúa OM2517 vụ Đông Xuân 2012 – 2013

CHƯƠNG I LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐỊA ĐIỂM THÍ NGHIỆM VÀ GIỐNG LÚA THÍ NGHIỆM

1.1.1 Vị trí địa lí

Tri Tôn là huyện miền núi nằm về hướng Tây Nam tỉnh An Giang với diện tích tự nhiên khoảng 60.039,74 ha (lớn nhất tỉnh An Giang và chiếm gần 17% diện tích toàn tỉnh), trong đó đất nông nghiệp chiếm 74,48%, đất lâm nghiệp chiếm khoảng 8,89%, còn lại là đất ở và đất chuyên dùng, gồm 2 thị trấn Tri Tôn, Ba Chúc và 13 xã Trong đó thị trấn Tri Tôn là trung tâm huyện

lỵ, cách không xa các đô thị lớn và cửa khẩu trong khu vực (TP Long Xuyên,

TX Châu Đốc, cửa khẩu quốc tế Tịnh Biên, Thị xã du lịch - cửa khẩu quốc tế

Hà Tiên, TP Rạch Giá),… So với nhiều huyện, thị xã trong tỉnh An Giang, Tri Tôn có vị trí địa lý khá thuận lợi khi phía Bắc và Đông Bắc Tri Tôn giáp huyện Tịnh Biên (tỉnh An Giang) và nước bạn Campuchia Phía Đông giáp huyện Châu Thành và Thoại Sơn (tỉnh An Giang) Phía Tây và Tây Nam giáp huyện Kiên Lương, Hòn Đất (tỉnh Kiên Giang) (Theo Văn phòng HĐND – UBND huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang)

1.1.2 Hiện trạng sản xuất lúa

Huyện Tri Tôn tỉnh An Giang nằm ở phía Tây Nam đồng bằng sông Cửu Long với phần lớn diện tích đất là đồi núi nên sản xuất nông nghiệp gặp rất nhiều khó khăn Kinh tế của người dân địa phương chủ yếu dựa vào sản xuất nông nghiệp Với các điều kiện tự nhiên và địa hình của vùng cao, sản xuất nông nghiệp tại huyện Tri Tôn chịu ảnh hưởng mạnh mẽ bởi nguồn nước

sử dụng trong trồng trọt Thiếu nước nghiêm trọng vào mùa khô, nguồn nước chủ yếu là nước trời Bên cạnh đó, trình độ dân trí của người dân tại địa phương tương đối thấp, tập quán canh tác còn lạc hậu dẫn đến hiệu quả kinh tế còn thấp so với tiềm năng sản xuất nông nghiệp trong vùng (Lê Văn Khoa và

ctv., 2012) Diện tích trồng lúa vụ Đông Xuân năm 2010 của toàn huyện là

39.959 ha với năng suất cây lúa vụ Đông Xuân năm 2010 của toàn huyện đạt 68,11 tạ/ha Sản lượng lúa của toàn huyện đạt 272.161,6 tấn/ha Trong đó Xã

Tà Đảnh có 3.460 ha trồng lúa với năng suất 7,2 tấn/ha và sản lượng 24.912 tấn (Niên giám thống kê huyện Tri Tôn, An Giang, 2006 – 2010)

1.1.3 Giống lúa thí nghiệm

 Giống lúa

OM2517 là giống được chọn từ tổ hợp lai OM1325/OMCS94 Được công nhận giống theo Quyết định số 2182 QĐ/BNN-KHCN, ngày 29 tháng 7 năm 2004

1.2 ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA CÂY LÚA VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NĂNG SUẤT LÚA

1.2.1 Đặc điểm sinh trưởng phát triển của cây lúa

Đời sống cây lúa bắt đầu từ lúc hạt nẩy mầm cho đến khi lúa chín Theo Yoshida (1981) cây lúa thường chiếm 3 – 6 tháng từ lúc nẩy mầm cho đến khi chín, phụ thuộc vào giống và môi trường sinh trưởng Có thể chia làm 3 giai đoạn chính: giai đoạn tăng trưởng (sinh trưởng dinh dưỡng), giai đoạn sinh sản (sinh dục) và giai đoạn chín (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)

+ Giai đoạn tăng trưởng: bắt đầu từ khi hạt nảy mầm đến khi cây lúa

bắt đầu phân hóa đòng Giai đoạn này, cây phát triển về thân lá, chiều cao tăng dần và ra nhiều chồi mới (nở bụi) Trong điều kiện đầy đủ dinh dưỡng, ánh sáng và thời tiết thuận lợi, cây lúa có thể bắt đầu nở bụi khi có lá thứ 5 – 6 Thời điểm có chồi tối đa có thể đạt được trước, cùng lúc hay sau thời kỳ bắt đầu phân hóa đòng tùy theo giống lúa Thời gian sinh trưởng của các giống lúa kéo dài hay ngắn khác nhau chủ yếu là do giai đoạn tăng trưởng này dài hay ngắn Thông thường, số chồi hình thành bông (chồi hữu hiệu hay còn gọi là chồi có ích) thấp hơn so với số chồi tối đa và ổn định khoảng 10 ngày trước khi đạt được chồi tối đa Các chồi ra sau đó, thường sẽ tự rụi đi không cho bông được do chồi nhỏ, yếu không đủ khả năng cạnh tranh dinh dưỡng, ánh sáng với các chồi khác, gọi là chồi vô hiệu Trong canh tác, người ta hạn chế

đến mức thấp nhất việc sản sinh ra số chồi vô hiệu này bằng cách tạo điều kiện cho lúa nở bụi càng sớm càng tốt và khống chế sự mọc thêm chồi từ khoảng 7 ngày trước khi phân hóa đòng trở đi, để tập trung dinh dưỡng cho những chồi hữu hiệu

+ Giai đoạn sinh sản: bắt đầu từ lúc phân hóa đòng đến khi lúa trổ bông

Giai đoạn này kéo dài khoảng 27 – 35 ngày, trung bình 30 ngày và giống lúa dài ngày hay ngắn ngày thường không khác nhau nhiều Lúc này, số chồi vô hiệu giảm nhanh, chiều cao tăng lên rõ rệt do sự vươn dài của 5 lóng trên cùng Đòng lúa hình thành và phát triển qua nhiều giai đoạn, cuối cùng thoát ra khỏi

bẹ của lá cờ: lúa trổ bông Trong suốt thời gian này, nếu đầy đủ dinh dưỡng, mực nước thích hợp, ánh sáng nhiều, không sâu bệnh và thời tiết thuận lợi thì bông lúa sẽ hình thành nhiều hơn và vỏ trấu sẽ đạt được kích thước lớn nhất của giống, tạo điều kiện gia tăng trọng lượng hạt sau này

+ Giai đoạn chín: bắt đầu từ lúc trổ bông đến lúc thu hoạch Giai đoạn

này trung bình khoảng 30 ngày đối với hầu hết các giống lúa ở vùng nhiệt đới Tuy nhiên, nếu đất ruộng có nhiều nước, thiếu lân, thừa đạm, trời mưa ẩm, ít nắng trong thời gian này thì giai đoạn chín sẽ kéo dài hơn và ngược lại Giai đoạn này cây lúa trải qua các thời kỳ sau:

 Thời kì chín sữa (ngậm sữa): các chất dự trữ trong thân lá và sản phẩm quang hợp được chuyển vào trong hạt Hơn 80% chất khô tích lũy trong hạt là

do quang hợp ở giai đoạn sau khi trổ Kích thước và trọng lượng hạt gạo tăng dần làm đầy vỏ trấu Bông lúa nặng cong xuống nên gọi là “cong trái me” Hạt gạo chứa một dịch lỏng màu trắng đục như sữa, nên được gọi là thời kỳ lúa ngậm sữa

 Thời kỳ chín sáp: hạt mất nước, từ từ cô đặc lại, lúc bấy giờ vỏ trấu vẫn còn xanh

 Thời kỳ chín vàng: hạt tiếp tục mất nước, gạo cứng dần, trấu chuyển sang màu vàng đặc thù của giống lúa, bắt đầu từ những hạt cuối cùng ở chót bông lan dần xuống các hạt ở phần cổ bông nên gọi là “lúa đỏ đuôi”, lá già rụi dần

 Thời kỳ chín hoàn toàn: Hạt gạo khô cứng lại, ẩm độ hạt khoảng 20% hoặc thấp hơn, tùy ẩm độ môi trường, lá xanh chuyển vàng và rụi dần Thời điểm thu hoạch tốt nhất là khi 80% hạt lúa ngã sang màu trấu đặc trưng của giống

1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất lúa

a Số bông/đơn vị diện tích

Số bông trên đơn vị diện tích hình thành dựa vào hai yếu tố chủ yếu: mật

độ cấy và tỉ lệ đẻ nhánh của cây lúa Mật độ thưa, ánh sáng đầy đủ, dinh dưỡng nhiều thì lúa đẻ nhánh mạnh và cuối cùng đạt được một số lượng bông nhất định trên đơn vị diện tích Mật độ cấy dày, lúa đẻ nhánh ít và cuối cùng cũng đạt được một số bông tương đương nhất định trên một đơn vị diện tích (Đinh Văn Lữ, 1978)

Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008) số bông trên đơn vị diện tích được quyết định vào giai đoạn sinh trưởng ban đầu của cây lúa (giai đoạn tăng trưởng), nhưng chủ yếu là giai đoạn từ khi cấy đến khoảng 10 ngày trước khi có số chồi tối đa Các giống lúa cải thiện thấp cây có số bông trên m2 trung bình phải đạt

500 – 600 bông/m2 đối với lúa sạ hoặc 350 – 450 bông/m2 đối với lúa cấy, mới

có thể có năng suất cao

Số hạt trên bông hình thành do hai yếu tố quyết định là tổng số hoa phân hóa và số hoa thoái hóa Số hoa phân hóa càng nhiều, số hoa thoái hóa càng ít thì số hạt trên bông càng nhiều (Đinh Văn Lữ, 1978)

c Tỉ lệ hạt chắc

Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008) tỉ lệ hạt chắc tính bằng phần trăm hạt chắc trên tổng số hạt Tỉ lệ hạt chắc được quyết định từ đầu thời kỳ phân hóa đòng đến khi lúa vào chắc nhưng quan trọng nhất là các thời kì phân bào giảm nhiễm, trổ bông, phơi màu, thụ phấn, thụ tinh và vào chắc Tỷ lệ hạt chắc có ảnh hưởng tới năng suất rõ vì số hạt chắc ít mà số hạt lép trên bông nhiều thì năng suất giảm (Đinh Văn Lữ, 1978) Tỉ lệ hạt chắc tùy thuộc vào số hoa trên bông, đặc tính sinh lí của cây lúa và chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện ngoại cảnh Thường số hoa trên bông quá nhiều dễ dẫn đến tỉ lệ hạt chắc thấp Các giống lúa có khả năng quang hợp, tích lũy và chuyển vị các chất mạnh, cộng với cấu tạo mô cơ giới vững chắc không đổ ngã sớm, lại trổ và tạo hạt trong điều kiện thời tiết tốt, dinh dưỡng đầy đủ thì tỉ lệ hạt chắc sẽ cao và ngược lại

Muốn có năng suất cao, tỷ lệ hạt chắc phải đạt trên 80% (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)

d Trọng lượng hạt

Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008) trọng lượng hạt được quyết định ngay từ thời kỳ phân hóa hoa đến khi lúa chín, nhưng quan trọng nhất là các thời kì giảm nhiễm tích cực và vào chắc rộ Trọng lượng hạt tùy thuộc cỡ hạt và độ mẩy (no đầy) của hạt lúa Đối với lúa, người ta thường biểu thị trọng lượng hạt bằng trọng lượng của 1000 hạt với đơn vị là gram Ở phần lớn giống lúa, trọng lượng 1000 hạt thường biến thiên tập trung trong khoảng 20 – 30 g Theo Đinh Văn Lữ (1978) trọng lượng hạt quyết định do hai yếu tố: hạt thóc to nhỏ và phôi nhũ đẫy nhiều ít Hạt thóc to nhỏ phụ thuộc vào vỏ trấu to hay nhỏ Mức

độ hạt đẫy nhiều ít phụ thuộc vào quá trình tích lũy tinh bột trong hạt sau khi lúa trổ bông Cần chú ý điều kiện dinh dưỡng và ngoại cảnh trước và sau khi trổ bông để có biện pháp tăng trọng lượng hạt

1.3 ĐẤT PHÈN Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

1.3.1 Định nghĩa đất phèn

Theo Nguyễn Như Hà (2006) nhóm đất phèn có tên gọi theo FAO – UNESCO là Thionic Fluvisols (FLt) Đất phèn (Acid sulphate soil) là tên gọi dùng để chỉ đất có chứa các vật liệu mà kết quả của các tiến trình sinh hóa xảy

ra là acid sulphuric được tạo thành hoặc sẽ sinh ra với một số lượng có ảnh hưởng lâu dài đến những đặc tính chủ yếu của đất (Pons, 1973 trích trong Võ

Thị Gương, 2010) Theo Đỗ Thanh Hải và ctv (2006) axit sulfuric phá hủy

khoáng sét giải phóng ra nhiều sắt, nhôm và cùng với lượng sắt, nhôm tự do

có sẵn chúng kết hợp với gốc anion SO42- tạo ra các dạng muối phèn sắt, nhôm cao trong đất

Đất phèn là tên gọi loại đất sau khi cày, bừa, nước ruộng trong như được đánh phèn, nước có vị chua chát như phèn chua, độ pH dưới 4,0 Đất phèn chứa nhiều muối hòa tan mà thành phần chủ yếu là sulphate sắt và sulphate nhôm Về sự hình thành đất phèn gắn liền với việc tạo khoáng Pyrite trong đất, Pyrite là hợp chất tạo bởi sắt và lưu huỳnh, công thức là FeS2 (Ngô Ngọc Hưng, 2009)

Theo Lê Văn Khoa (2003) nhóm đất phèn, tầng mặt thường chứa nhiều hữu cơ và các tầng đất bên dưới là tầng phèn hoặc tầng đất có chứa vật liệu sinh phèn Theo Nguyễn Mỹ Hoa và Trịnh Thị Thu Trang (2006) hàm lượng

hữu cơ trong đất phèn khá cao đến rất cao, biến động từ 3 – 20% chất hữu cơ Hàm lượng đạm tổng số trong đất phèn khá cao biến động từ 0,17 – 0,32% N Mức độ phân giải chất hữu cơ chậm biến động từ 14,5 đến 23,8 Hàm lượng

Al trao đổi biến động từ 2,6 đến 12,1 meq/100g Theo Đỗ Thanh Hải (2006) nếu đất chỉ có tầng sinh phèn gọi là đất phèn tiềm tàng, đất có tầng phèn (đôi khi có cả tầng sinh phèn) gọi là đất phèn hoạt động

và vùng phèn mặn Bán đảo Cà Mau và ven Vịnh Thái Lan Vùng phèn Tứ Giác Long Xuyên – Hà Tiên: Chủ yếu phân bố ở các huyện: Hà Tiên, Hòn Đất thuộc tỉnh Kiên Giang và Tịnh Biên, Tri Tôn thuộc tỉnh An Giang Bao gồm các biểu loại đất chính như: Sulfuric Humaquepts, Typic Sulfaquepts, Sunfuric Tropaquepts Vùng trũng phèn Đồng Tháp Mười: Đại diện là các biểu loại đất Sulfidic Humaquepts, Sulfuric Humaquepts, Typic Sulfaquepts và Umbric Sulfaquepts Vùng phèn phía Tây sông Hậu và khu vực trũng giữa sông Tiền sông Hậu: Đất phèn phân bố chủ yếu ở các huyện Châu Thành, Tam Bình, Bình Minh thuộc tỉnh Vĩnh Long và huyện Phụng Hiệp thuộc tỉnh Cần Thơ, gồm các biểu loại đất: Sulfuric Humaquepts, Sulfidic Humaquepts, Typic Sulfaquepts Vùng phèn mặn Bán đảo Cà Mau và ven Vịnh Thái Lan chiếm khoảng 24% so với tổng diện tích đất Đồng bằng sông Cửu Long

1.3.3 Các trở ngại của đất phèn

Có nhiều yếu tố hạn chế cho sản xuất nông nghiệp trên đất phèn Tầng pyrite (FeS2) trong đất phèn khi tiếp xúc với oxy sẽ bị oxy hóa tạo ra acid sulfuric, làm cho đất chua và gây bất lợi cho sự phát triển của cây trồng (Trần Thị Nhe và Nguyễn Mỹ Hoa, 2010) Các yếu tố bất lợi chính của đất phèn là

pH thấp, nhôm và sắt hòa tan trong dung dịch đất cao, ảnh hưởng bất lợi đến

sinh trưởng và năng suất cây trồng (Foy, 1988; Hanhart, 1993) Mức độ chịu đựng những chất độc trong đất của cây lúa còn tùy thuộc vào hàm lượng của chúng trong đất (Bảng 1.1) Đất phèn thường có hàm lượng nhôm, sắt, mangan cao, lượng lân và tính bão hòa bazơ thấp và thiếu dinh dưỡng (Aard and Lawoo, 1992)

Bảng 1.1 Mức độ chịu đựng của cây lúa đối với những độc tố trong đất

pH EC (ms/cm) Al 3+ (ppm) Fe 2+ (ppm) SO 4 2- (ppm)

(Nguồn: Đào Xuân Học và Hoàng Thái Đại, 2005)

Trong đất phèn các nguyên tố sắt, nhôm, suphat (dưới dạng Fe2+, Fe3+,

SO42-, H+, Cl- và hợp chất của sắt với lưu huỳnh là pyrite, jarosit) luôn có hàm lượng rất cao, trên mức chịu đựng của cây trồng rất nhiều, vì vây gọi là độc tố trong đất phèn

a Ảnh hưởng pH

Theo Thúy Hằng (2001) độ pH tác động nhiều đến các tính chất vật lý, hóa học và vi sinh vật của đất đến sự phát triển và năng suất của cây lúa pH đất thấp gây ảnh hưởng trực tiếp đến sự hấp thu các dưỡng chất làm ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây Quan trọng nhất là pH đất thấp đưa đến nồng

độ Fe, Al và Mn rất cao gây độc cho cây trồng Mặt khác, pH đất thấp làm giảm đáng kể độ hữu dụng của N, P, Ca, Mg trong đất, gây thiếu dinh dưỡng nếu không được cải thiện pH và không cung cấp bổ sung các dưỡng chất này Thông thường sự phóng thích các kim loại gia tăng khi pH giảm, vì vậy các nguyên tố kim loại thường dễ hòa tan trong môi trường acid Ở giá trị pH< 4,5 Al3+ có khả năng hòa tan cao và hàm lượng của nó có tương quan rất chặt với pH, hàm lượng Al3+ tăng lên 10 lần khi pH hạ xuống 1 đơn vị (Lê Huy Bá, 1982) Theo Astrom (1998) thì pH là một yếu tố quan trọng kiểm soát nồng độ của hầu hết các kim loại nặng trong các kênh thoát nước vùng đất phèn, trừ As Mức độ phóng thích của các kim loại như Al, Cu, Cr, V có liên quan nhiều vào pH (Trích Ngô Ngọc Hưng, 2009)

b Ảnh hưởng của Sắt (Fe 2+ , Fe 3+ )

Theo Võ Thị Gương (2010) sắt là một trong bốn nguyên tố chiếm số lượng nhiều nhất trong lớp vỏ trái đất sau oxy, silicon và nhôm Hàm lượng

sắt trung bình trong đất, trầm tích và đá chiếm khoảng 5% Hầu hết sắt trong đất hiện diện dưới dạng oxyt sắt, màu sắt đặc trưng ở trong đất là màu nâu, đỏ

và vàng Theo Võ Thị Gương (2001) hàm lượng sắt trong hạt, thân, lá biến thiên từ 0,5 – 0,8% Nếu dựa vào hàm lượng sắt trong cây thì có thể xếp sắt là nguyên tố đa lượng, nhưng nếu căn cứ vào lượng sắt cần thiết cho cây và cơ chế tác dụng của nó thì xếp nguyên tố này vào nhóm nguyên tố vi lượng Theo Yoshida (1981) trên đất trung tính và đất kiềm thường xảy ra thiếu sắt Trên đất cạn thường thiếu sắt hơn đất ngập nước Độc hại của sắt lại chỉ xảy ra trên đất trũng và thường xảy ra trên đất cát chua, đất đỏ chua và đất phèn Theo

Đào Xuân Học và ctv (2005) Fe2+ dễ tan trong nước và khi tan gây chua cho đất Trong môi trường axit sunphuaric, sắt di động mạnh, có thể ở các dạng Fe(OH)2, FeSO4, Fe2(SO4)3 hay Fe(HCO3)2, cũng có khi là hợp chất sắt hữu cơ Theo Lê Huy Bá (2000) Fe2+ là nguyên tố độc của môi trường sinh thái đất phèn, Fe2+ xuất hiện trong đất phèn trước Al3+ Trong đất yếm khí chúng ở dạng có thể kết hợp kết hợp với H2S tạo thành FeS bám vào rễ cây và làm ngộ độc cho cây

Nồng độ Fe2+ cao gây độc cho cây: ngộ độc sắt chỉ thấy trên đất phèn khi

pH khoảng 5,0 Ngộ độc sắt có thể nghi ngờ khi thấy xuất hiện Fe(OH)3 trên mặt đất làm thành cặn bã màu nâu trong hơi đỏ, trên mặt làm thành ván dầu

(Van Breemen et al., 1982) Nồng độ Fe2+ hòa tan vượt quá 300 – 400 ppm gây độc cho cây Nồng độ này thường ít tìm thấy trên đất Sulfaquepts ngập nước (Van Breemen, 1978) Nồng độ sắt tới ngưỡng gây độc trong dung dịch thay đổi tùy theo pH đất, khoảng 100 ppm ở pH 3,7 và 300 ppm hoặc cao hơn

ở pH 5 (Yoshida, 1981)

Trong đất phèn, nồng độ Fe2+, hay Fe3+ khoảng từ vài trăm đến 3.000 ppm Sắt thường gây độc ở dạng Fe2+ và một ít ở dạng Fe3+ Fe3+ bám dính quanh rễ cây làm khả năng trao đổi chất của cây bị hạn chế Biến đổi về độc tố sắt rất rộng cho nên ảnh hưởng của nó rất đa dạng Hàm lượng sắt có thể gây độc cho cây lúa biến thiên từ 10 đến 1000 mg/L Mức biến thiên rộng như vậy khiến cho người ta khó xác định tiêu chuẩn gây hại của sắt, dạng hiện diện của

nó, giai đoạn cây lúa nhạy cảm nhất, giống lúa, sự có mặt của chất ức chế hô hấp, tình trạng dinh dưỡng của cây và yếu tố môi trường khác (Ngô Ngọc Hưng, 2009)

c Ảnh hưởng của nhôm (Al 3+ )

Theo Đào Thái Học và ctv (2005) độc chất nhôm có hóa trị là +3 (Al+3) Trong dung dịch khi pH = 4,1 nhôm sẽ lắng tụ (điểm đó được gọi là điểm trầm lắng của nhôm) Trong môi trường axit H2SO4, Al+3 có khả năng di động mạnh Độc chất nhôm: đối với cây trồng cạn thì độc chất nhôm là trở ngại rất quan trọng ảnh hưởng đến sinh trưởng và năng suất Đất phèn có pH đất thấp, nồng độ ion H+, Fe và Al3+ cao, nhôm bị thủy phân phóng thích ion H+ làm đất càng chua hơn (Van Breemen, 1978) Nồng độ Al hòa tan vượt quá 10 – 50 ppm có thể gây độc cho cây trồng, tùy thuộc vào giống và giai đoạn sinh trưởng của cây trồng (Van Breemen, 1993) Ngộ độc Al là một trong những nhân tố chính giới hạn năng suất cây trồng trên đất phèn và thường kết hợp với thiếu lân Nhôm hòa tan tích lũy trong mô rễ sẽ ngăn cản sự phân chia của tế bào, làm ức chế sự hoạt động của các enzyme liên quan đến sự tổng hợp tế bào làm cho bộ rễ cây còi cọc và bị xù xì Thêm vào đó sự thu hút phosphate của cây bị cản trở vì nhôm đã cố định lân trong đất và ngay cả trong rễ cây Sự giới hạn chiều dài của rễ cây trồng cũng là thông số cơ bản cho việc nghiên cứu khả năng chịu đựng của cây trồng đối với độc chất nhôm Ngộ độc Al3+trên cây lúa thường xuất hiện ở những lá già trước Biểu hiện đặc trưng là những vệt màu vàng lục hoặc màu trắng lục trên các gân lá, trong trường hợp

bị nặng, các phần màu lục sẽ bị hủy hoại

Hàm lượng Al gây độc không thể đánh giá qua hàm lượng Al3+ trong cây

vì đã bị kết tủa bởi lân và tích lũy trong rễ Nồng độ Al3+ trong dung dịch 0,05 – 2 ppm gây độc đối với cây lúa non, đối với lúa 3 – 4 tuần tuổi là 25 ppm Theo Dent (1986) Al3+ có thể gây độc cho cây lúa ở nồng độ thấp 1 – 2 ppm

Al ở dạng hòa tan sẽ tích lũy trong tế bào rễ, ngăn cản tế bào phân chia dài ra, ngăn cản hoạt động của các enzyme liên quan đến quá trình tổng hợp vách tế bào Mặt khác, Al3+ ảnh hưởng tới sự hấp phụ và trao đổi của các chất dinh dưỡng khác như là Ca và P

d Thiếu lân

Trong đất chua, hàm lượng các ion Fe, Al và Mn cao, chúng phản ứng nhanh với ion H2PO4- tạo thành hợp chất lân không hòa tan Một đặc điểm quan trọng của chất lân trong đất là hàm lượng lân dễ tiêu hiện diện trong đất phèn rất thấp do chúng dễ bị cố định dưới dạng các hợp chất khó hòa tan (Võ

Thị Gương và ctv., 1994) Đặc tính cố định P của đất tùy thuộc vào pH, hàm

lượng Fe, Al, chất hữu cơ, thành phần khoáng và trạng thái oxy hóa khử của

đất (Nguyễn Phi Hùng và ctv., 2001) Đất ở trạng thái oxy hóa cố định nhiều

lân hơn đất ở điều kiện khử do lượng nhôm trong đất cao hơn Hàm lượng lân tổng số trên đất phèn rất ít và giảm dần theo độ sâu Lân ở tầng mặt 0,031 – 0,071% còn lại ở các tầng sâu chỉ khoảng 2,9 – 3,8 mg/100g đất, tầng phèn 2,5 – 3,58 mg/100g đất lại bị nhôm giữ ở dạng cố định, nên ở một vài nơi không thấy sự hiện diện của lân dễ tiêu Đây là nhóm đất thiếu lân trầm trọng nhất ở

Đồng bằng song Cửu Long (Tôn Thất Chiểu và ctv., 1991)

Sự cầm giữ lân bởi các thành phần khoáng của đất phèn thường là kết tủa

từ phản ứng của ion photphate với sắt, nhôm và có thể khoáng sét silicate Cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng không thể sống và ra hoa kết quả trong điều kiện thiếu lân Cây trồng sẽ chết vì thiếu lân, trước khi chết vì chua

1.4 NƯỚC VỚI ĐỜI SỐNG CÂY LÚA

1.4.1 Vai trò của nước trong đời sống cây lúa và ảnh hưởng của nó đến sự sinh trưởng và năng suất lúa

Nước là nhân tố sinh thái quan trọng bậc nhất đối với tất cả các cơ thể sống trên trái đất Thực vật không thể sống thiếu nước Chỉ cần giảm chút ít hàm lượng nước trong tế bào đã gây ra sự kiềm hãm đáng kể những chức năng sinh lý quan trọng như quang hợp, hô hấp và do đó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây Nước là thành phần quan trọng xây dựng nên cơ thể cây trồng Trong chất nguyên sinh hàm lượng nước chiếm đến 90% trọng lượng (Chu Thị

Thơm và ctv., 2006) Nước chiếm phần lớn trọng lượng của cây Ở cây non,

nước chiếm 85 – 90% trọng lượng, ở cây trưởng thành nước chiếm từ 20 – 50% (Nguyễn Đức Quý, 2007)

Trong 4 yếu tố được xem là quan trọng đối với sản xuất nông nghiệp là đất, nước, cây trồng và khí hậu thì yếu tố quan trọng hàng đầu là nước (Chu

Thị Thơm và ctv., 2005), nước giữ vai trò quyết định (Hoàng Đức Liên và

Nguyễn Thanh Nam, 2000) Nước không thể thiếu trong đời sống cây trồng (Datta, 1981) Nước là yếu tố vô cùng quan trọng đối với sự cấu thành và phát triển của cây trồng, nước không những tham gia vào quá trình sinh học của bản thân cây trồng như: quang hợp, tiêu hóa, vận chuyển khoáng và chất dinh dưỡng cho cây trồng, mà còn tham gia cấu thành các hợp chất tạo tiền đề cho

sự tồn tại của cây trồng (Nguyễn Thượng Bằng và Nguyễn Anh Tuấn, 2006)

Theo Nguyễn Đức Quý (2007) nước được xem là dung môi và là môi trường trong cây cho phép xảy ra các phản ứng trao đổi chất Nước là nguồn

dự trữ của hai nguyên tố cần thiết là oxy và hydro được sử dụng để tổng hợp carbohydrate trong khi quang hợp Ngoài ra, nước duy trì hình dạng của tế bào qua áp lực trương: Khi có đủ nước, tế bào trương lên và cây trồng giữ được dạng cấu trúc bình thường Bốc hơi mặt lá cây là một quá trình sống còn trong cây Nếu trong đất xảy ra sự thiếu hụt nước, quá trình bốc hơi sẽ bị giảm nghiêm trọng ảnh hưởng tới sinh trưởng và năng suất cây trồng Theo Lê Văn Hòa và Nguyễn Bảo Toàn (2004) sự thoát hơi nước xua tan gần phân nửa lượng nhiệt hấp thu từ ánh nắng mặt trời

Theo Nguyễn Văn Luật (2003) nước trong đất và mực nước trên ruộng có quan hệ mật thiết đến sự sinh trưởng của bộ phận trên mặt đất Nói chung, chiều cao cây, diện tích lá, số nhánh, và trọng lượng chất khô tăng hoặc giảm tùy theo ruộng bão hòa nước, lớp nước trong ruộng nông hay sâu Lượng nước trong đất nhiều hay ít có ảnh hưởng đến sinh trưởng của bộ rễ Nói chung, sự phân phối chất khô trong cây lúa thay đổi theo tỉ lệ nước trong đất Trong ruộng lúa, tầng đất mặt nhiều nước, chất dinh dưỡng và oxy nên thời kì đầu (thời kì mạ đến phân hóa đòng) rễ lúa thường phân bố ở tầng trên Sau đó, cùng với quá trình sinh trưởng, hệ rễ ăn sâu hơn vì nước tưới đưa chất dinh dưỡng và khí oxy xuống sâu hơn (do tác dụng thẩm thấu) làm cho lớp đất cũng dần dần tốt lên, rễ lại phát triển sâu xuống tầng dưới Sự phân bố của rễ lúa, ngoài ảnh hưởng của tính di truyền còn phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ đất, độ sâu tầng canh tác, chiều sâu lớp đất cày, sự chuyển động của nước xuống dưới sâu, lượng oxy trong đất, độ sâu bón phân và tình hình tưới tiêu nước

Theo Trương Đích (2000) nước vừa là yếu tố gia tăng năng suất vừa là yếu tố hạn chế năng suất số một đối với các vùng trồng lúa nhờ nước trời Thiếu nước ở mỗi giai đoạn đều ảnh hưởng đến năng suất lúa, đặc biệt từ giai đoạn giảm nhiễm đến trổ bông cây lúa rất nhạy cảm nếu bị thiếu nước Thiếu nước ở bất kì giai đoạn sinh trưởng nào cũng có thể gây giảm năng suất lúa Triệu chứng chung nhất của việc thiếu hụt nước là lá cuộn tròn lại, lá bị cháy, kìm hãm đẻ nhánh, cây bị thấp, chậm ra hoa, hạt lép và lửng Khi hạt bị lép thì cây không còn cách nào để bù lại được năng suất (Yoshida, 1981)

1.4.2 Nhu cầu nước cho quá trình sinh trưởng phát triển của cây lúa

Theo Chu Thị Thơm và ctv (2006) nhu cầu nước của cây trồng là lượng

nước cần thiết để đáp ứng nhu cầu bốc – thoát hơi nước (ET) và các hoạt động trao đổi chất của cây trong điều kiện cây trồng sinh trưởng bình thường, đất không bị hạn chế về nước và chất dinh dưỡng Theo Trần Đức Quý (2007) nhu cầu nước của cây trồng là bao gồm toàn bộ lượng nước được sử dụng vào bốc hơi mặt đất và mặt lá

Nhu cầu nước của cây trồng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: điều kiện thời tiết (nhiệt độ, độ ẩm, gió, nắng,…), loại cây trồng, các thời kì sinh trưởng phát triển Mỗi thời kì sinh trưởng phát triển của cây trồng đều đòi hỏi các điều kiện phù hợp về: nước, nhiệt độ, độ ẩm, phân bón và canh tác đất Nhu cầu nước cũng vậy, thay đổi theo từng thời kì sinh trưởng và phát triển của cây trồng, ở thời kì gieo trồng, nhu cầu nước chưa cần nhiều, nhưng bước vào thời

kì phát triển, nhu cầu nước tăng nhanh tỉ lệ thuận với quá trình phát triển thân

lá của cây trồng, thời kỳ thu hoạch nhu cầu nước giảm nhanh chóng trên thực

tế vào thời kì này cây trồng không cần tưới (Nguyễn Thượng Bằng và Nguyễn Anh Tuấn, 2006)

Theo Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang (2003) muốn sản xuất được 1 kg thóc, người ta phải cần 5000 lít nước Cây lúa cần 400 – 450 đơn vị nước, để tạo được một đơn vị thân lá và cần 300 – 350 đơn vị nước để tạo được một đơn vị hạt (IRRI, 1975)

Thới kì nảy mầm: khi bảo quản hạt lúa thường có độ ẩm 13%, khi hút nước đạt 22%, hạt sẽ hoạt động và nảy mầm tốt ở độ ẩm 25 – 35% Thời kì mạ

3 – 4 lá cần giữ ẩm hoặc lớp nước nông 2 – 3 cm để rễ lúa sinh trưởng và hút dinh dưỡng thuận lợi Từ lúc bén rễ hồi xanh đến đẻ nhánh tối đa và phân hóa đòng đến chín cây lúa rất cần nước Cần cung cấp nước và duy trì mức nước 3 – 5 cm ở ruộng để lúa sinh trưởng thuận lợi và đạt năng suất cao Không để ngập nước sâu làm cây lúa không đẻ nhánh được Sau khi đẻ nhánh tối ta, rút cạn nước chỉ cần giữ vừa đủ bùn mềm trong 4 – 5 ngày nhằm hạn chế đẻ nhánh vô hiệu, giúp quá trình làm đốt và đòng thuận lợi

1.4.3 Sự cân bằng nước trên ruộng lúa

Theo Hà Thanh Thảo và ctv (2010) đất có thành phần cơ giới vừa phải

(đất thịt hay thịt pha sét), nhiều chất hữu cơ, tơi xốp, thoáng khí thì khả năng giữ nước cao Đất có thành phần cơ giới nhẹ (đất cát) thì giữ nước kém nhất Ngoài ra, mặt ruộng cần phải được trang bằng phẳng (làm ruộng bậc thang đối với vùng cao); tầng đế cày phải đảm bảo giữ được nước; bờ bao phải được gia

cố để chống thấm lậu, chảy tràn và xác định cao trình chính xác để chủ động tưới và tiêu nước (đất cao thì khó giữ nước hơn đất thấp) Mùa vụ cũng đóng vai trò quan trọng trong việc áp dụng các kỹ thuật tưới nước tiết kiệm cho lúa

Ở đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), lượng mưa hằng năm trung bình từ 1.200 – 2.000mm nhưng phân phối không đều, gây ngập úng giữa mùa mưa ở nhiều nơi, mùa khô lại không đủ nước tưới Ngay trong mùa mưa, đôi khi lại

có một khoảng thời gian nắng hạn kéo dài (hạn Bà Chằn) làm trở ngại cho sự sinh trưởng của cây lúa

Nói chung, để lập đề án phát triển sản xuất ở một khu vực, việc tính toán nhu cầu nước cho lúa thật cần thiết để bảo đảm tính khả thi của đề án và cân đối tỷ lệ diện tích, cơ cấu mùa vụ trồng lúa trong khu vực Phương pháp đơn giản là dựa vào sự cân bằng nước (Hình 1.1) Trong trường hợp đơn giản nhất

và không để ý đến lượng nước chảy tràn, sự cân bằng nước có thể tính bằng công thức sau:

dW = (P + I) – (E + LS)

(Nguồn vào) – (Nguồn ra) Trong đó, dW có thể là sự thay đổi ẩm độ đất ở ruộng cao (lúa rẫy), hoặc

sự thay đổi độ sâu mực nước trong ruộng lúa có đê bao P là tổng lượng mưa

và I là tổng lượng nước tưới trong thời gian nhất định Trên đất dốc, nước chảy tràn trên bề mặt từ ruộng cao xuống ruộng thấp hơn hoặc nước tự chảy vào ruộng do thủy triều cũng được xem là nguồn vào Nguồn ra là sự mất nước thông qua bốc thoát hơi (E), hiện tượng thấm lậu và rò rỉ (LS) Để tính

dW, ta cần biết độ sâu của tầng rễ và độ ẩm của đất Ngoài ra, để tính nhu cầu nước hoặc thời gian tưới, cần có sự hiểu biết về điều kiện ẩm độ ban đầu của đất và khả năng giữ nước của đất (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)

Hình 1.1 Sự cân bằng nước ở vùng rễ ruộng lúa nước (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008)

1.4.4 Phương pháp quản lí nước tiết kiệm của IRRI

Cục Bảo vệ thực vật (Bộ NN & PTNT) khuyến cáo nông dân trồng lúa nên áp dụng cách quản lý nước theo kỹ thuật tưới “ướt khô xen kẽ” của Viện lúa Quốc tế IRRI như sau: Cây lúa không phải lúc nào cũng cần ngập nước và chỉ cần bơm nước vào ruộng cao tối đa là 5 cm

Trong tuần đầu tiên sau khi sạ, giữ mực nước ruộng từ bão hòa đến cao khoảng 1 cm Mức nước trong ruộng sẽ được giữ cao khoảng 1 - 3 cm theo giai đoạn phát triển của cây lúa và giữ liên tục cho đến bón phân lần hai (khoảng 20 - 25 ngày sau khi sạ), giai đoạn này nước là nhu cầu thiết yếu để cây lúa phát triển Giữ nước trong ruộng ở giai đoạn này hạn chế sự mọc mầm của các loài cỏ (có nước làm môi trường thành yếm khí, hạt cỏ sẽ không mọc được) Cần sử dụng thuốc trừ cỏ phù hợp trong giai đoạn này

Giai đoạn từ 25 - 40 ngày sau khi sạ là giai đoạn lúa đẻ nhánh rộ và tối đa, phần lớn chồi vô hiệu thường phát triển trong giai đoạn này nên chỉ cần nước vừa đủ Giữ mực nước trong ruộng từ bằng mặt đất đến thấp hơn mặt đất 15

cm (đặt ống nhựa có đục lỗ bên hông, bên trong có chia vạch 5 cm để theo dõi) Khi nước xuống thấp hơn vạch 15 cm thì bơm nước vào ngập tối đa 5 cm

so với mặt đất ruộng Khi nước hạ từ từ dưới vạch 15 cm thì bơm nước vào tiếp Cách điều tiết nước này sẽ làm phơi lộ mặt ruộng vì vậy được gọi là tưới

“ướt khô xen kẽ”

Mực nước dưới mặt đất càng xa (nhưng không thấp hơn 15 cm so với mặt đất) sẽ giúp rễ lúa ăn sâu vào trong đất, chống đổ ngã và dễ thu hoạch

Ở giai đoạn lúa 25 - 40 ngày, lá lúa phát triển giáp tán, hạt cỏ có nảy mầm cũng không phát triển và cạnh tranh với cây lúa Ðây cũng là giai đoạn cây lúa rất dễ bị bệnh khô vằn tấn công, mực nước không cao làm hạch nấm khô vằn sẽ không phát tán trong ruộng, bệnh ít lây lan

Giai đoạn lúa 40 - 45 ngày sau sạ, đây là giai đoạn bón phân lần 3 (bón thúc đòng hay bón đón đòng) Lúc này cần bơm nước vào khoảng 1 - 3 cm trước khi bón phân nhằm tránh ánh sáng làm phân hủy và phân bị bốc hơi, đặc biệt là phân đạm

Giai đoạn lúa từ 60 - 70 ngày sau sạ, đây là giai đoạn lúa trỗ nên cần giữ mực nước trong ruộng cao 3 - 5 cm liên tục trong khoảng 10 ngày để đủ nước cho cây lúa trỗ và thụ phấn dễ dàng, hạt lúa không bị lép, lửng

Cây lúa 70 ngày đến thu hoạch là giai đoạn lúa ngậm sữa, chắc và chín nên chỉ cần giữ mực nước từ bằng mặt đất đến thấp hơn mặt đất 15 cm (khi cần thiết thì bơm nước vào thêm) Lưu ý phải “xiết” nước 10 ngày trước khi thu hoạch để mặt ruộng được khô ráo, dễ áp dụng bằng máy gặt

Mặc dù một số nhà khoa học đã có báo cáo áp dụng phương pháp tưới

AWD năng suất có gia tăng (Wei Zhang and Song, 1989; Stoop et al., 2002),

một số kết quả gần đây cho thấy rằng điều này có ngoại lệ hơn là quy tắc (Belder et al., 2004, Cabangon et al., 2004, Tabbal et al., 2002) Tuy nhiên, trong tất cả các trường hợp này, AWD gia tăng hiệu quả sử dụng nước đối với tổng lượng nước tưới (Bảng 1.2)

Bảng 1.2 Năng suất, sử dụng nước, và hiệu quả sử dụng nước ở chế độ tưới AWD và tưới ngập liên tục

Địa điểm Năm Biện pháp tưới

Năng suất (tấn/ha)

Tổng lượng nước tưới (mm)

Sức sản xuất của nước (g hạt/kg nước)

Nguồn: Bouman et al 2006

1.4.5 Tổng quan về tình hình nghiên cứu tưới tiết kiệm nước cho lúa trên thế giới

Sự thiếu nước đã thúc đẩy các nhà khoa học tìm kiếm các giải pháp làm giảm nhỏ lượng nước nhằm giảm sự mất cân đối trong cán cân tiêu thụ nước của các ngành Ngành nông nghiệp sản xuất lúa gạo là ngành có tỉ lệ tiêu thụ nước lớn nhất chiếm hơn 80% lượng nước tưới ở khu vực Châu Á Vì vậy đây

là khu vực được các nhà khoa học ưu tiên nghiên cứu nhằm tìm các biện pháp tưới thích hợp nhằm thay thế biện pháp tưới truyền thống để giảm lượng nước

tưới cho lúa Các biện pháp hứa hẹn nhiều kết quả là biện pháp giảm lượng nước tưới tại mặt ruộng thông qua việc điều tiết lớp nước mặt ruộng nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nước mưa, giảm các thành phần hao nước như thấm và bốc hơi mà không ảnh hượng tới năng suất lúa Biện pháp tưới ngập – khô xen kẽ là biện pháp được chú ý nghiên cứu ở nhiều nước như Nhật, Trung Quốc,Philippines, Ấn Độ, Tây Ban Nha, Mỹ, Dưới đây là một số kết quả đáng chú ý

+ Các nghiên cứu ở Philippines

Trong giai đoạn từ 1968 đến 1995 viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI đã tiến hành một số nghiên cứu nhằm nghiên cứu mối quan hệ giữa lượng nước tưới và năng suất lúa (Bhuiyan, 1992) Thí nghiệm được tiến hành ở các ô ruộng với nội dung thí ngiệm như sau:

Trong vụ khô năm 1968, trong 60 ngày đầu (sau khi cấy đến kết thúc đẻ nhánh), tất cả các ô thí nghiệm được duy trì một lớp nước 50 mm Sau đó các

ô được tách ra làm 3 nhóm với mức tưới mỗi nhóm là 2 mm/ngày; 4 mm/ngày;

6 mm/ngày; 5 ngày tưới một lần Kết quả cho thấy trong thời gian thí nghiệm,

độ ẩm đồng ruộng trên tất cả các ô ruộng thí nghiệm không giảm xuống dưới mức 50% sức chứa ẩm tối đa đồng ruộng Ở mức tưới 2 mm/ngày, năng suất lúa bị giảm không đáng kể so với tưới ngập liên tục

Trong vụ khô 1969 các thí nghiệm được mở rộng và thay đổi mức tưới áp dụng ngay sau khi gieo cấy với mức tưới các nhóm ô thay đổi từ 8 mm/ngày đến 2 mm/ngày, cứ 5 ngày tưới một lần Kết quả cho thấy ở mức tưới 7 mm/ngày trở lên năng suất lúa không giảm Ở mức 6 mm/ngày trở xuống, năng suất giảm rõ rệt Năng suất bằng không ở mức tưới 4 mm/ngày

Một số các nghiên cứu khác do Bhuiyan và Tuong tiến hành trong năm

1995, kết quả cho thấy, đối với lúa nước, không cần phải luôn luôn duy trì một lớp nước trên mặt ruộng nhằm đạt năng suất tối đa Với biện pháp tưới ngập – khô xen kẽ hợp lí áp dụng ngay từ đầu vụ gieo cấy, có thể giảm được lượng nước tưới tối đa từ 40% đến 45% so với ngập liên tục

+ Các nghiên cứu ở Nhật Bản

Phơi ruộng vào giữa giai đoạn sinh trưởng của lúa được công nhận là yếu

tố tăng năng suất lúa ở Nhật Bản Biện pháp này đã được áp dụng từ những năm cuối của thập kỷ 60 và ngày nay đã trở thành phổ biến ở Nhật Bản Tuy nhiên việc nghiên cứu biện pháp tưới ngập – khô xen kẽ mới được các nhà

khoa học Nhật Bản quan tâm nghiên cứu từ những năm đầu của thập kỷ 90 của

thế kỷ XX Đáng chú ý là các nghiên cứu của Anbumzohi và ctv được tiến

hành năm 1998 Bằng biện pháp tưới ngập – khô xen kẽ với lớp nước mặt ruộng tối đa là 90 mm, áp dụng 30 ngày sau khi cấy Kết quả như sau: Năng suất lúa không giảm so với tưới ngập; chỉ số sản phẩm lúa trên một đơn vị nước là 1,26 kg/m3 so với 0,96 kg/m3 của phương pháp tưới ngập; việc tiết kiệm nước mà không làm giảm năng suất có thể thực hiện được khi duy trì ở một chế độ nước trong điều kiện ngập – khô hợp lí

1.4.6 Lợi ích của việc tiết kiệm nước

Việt Nam có trên 3,8 triệu ha lúa nước, hàng năm sử dụng một lượng nước rất lớn Theo thống kê, lượng nước sử dụng hằng năm cho nông nghiệp khoảng 93 tỷ m3, cho công nghiệp khoảng 17,3 tỷ m3, cho dịch vụ là 2 tỷ m3, cho sinh hoạt là 3,09 tỷ m3 Tính đến năm 2030, cơ cấu dùng nước sẽ thay đổi theo hướng nông nghiệp 75%, công nghiệp 16%, tiêu dùng 9% Do vậy, tiết kiệm nước trong nông nghiệp hết sức có ý nghĩa trong điều kiện biến đổi khí hậu (Tổng Cục Thủy Lợi, 2013) Việc áp dụng rộng rãi một chế độ canh tác khoa học nhằm tiết kiệm nước tưới là một trong những giải pháp hiệu quả để khắc phục tình trạng hạn hán, thiếu nước tưới, mở rộng diện tích tưới, tăng hiệu quả công trình thủy lợi và cải thiện môi trường Áp dụng tưới tiết kiệm nước trong canh tác lúa nước là một cách khoa học sẽ tăng năng suất, giảm chi phí đầu tư (giảm phân bón, giảm điện năng, giảm nhân công), ổn định chất lượng sản phẩm nông sản, góp phần giảm thiểu phát thải khí nhà kính Để giảm lượng phát thải khí nhà kính, một trong những biện pháp chính là giảm phát thải khí metan trên vùng trồng lúa nước Nguyên nhân metan sinh ra trên ruộng lúa là do ngập nước Khi rút nước phơi ruộng giữa vụ, rút nước định kì,

lộ ruộng thì phát thải khí metan giảm rõ rệt Lượng phát thải khí metan tăng dần theo giai đoạn sinh trưởng của cây lúa và cao nhất là vào giai đoạn trổ

(Towprayoon et al., 2005) Kết quả nghiên cứu từ những thập niên 1990,

lượng phát thải CH4 góp vào 10% trong tổng số lượng khí làm hiệu ứng khí nhà kính trong canh tác nông nghiệp theo hướng truyền thống, tức tưới ngập liên tục (Trích Nguyễn Trường Giang, 2013)

1.5 LÂN TRONG ĐẤT LÚA VÀ VAI TRÒ CỦA LÂN

1.5.1 Vai trò của dưỡng chất lân (P) đối với cây lúa

Theo Vũ Hữu Yêm và ctv (2005) trong cây, tính theo chất khô, tỉ lệ lân

trong thân lá biến động từ 0,2% (rơm rạ lúa) đến 0,6 – 0,7% P2O5 (thân lá đậu tương); trong hạt biến động từ 0,48% (hạt thóc) đến 1,0 - 1,2% P2O5 (hạt đậu tương) Dựa vào tỉ lệ P2O5 trong đất mà ta có thể đánh giá được độ phì của đất

về dưỡng chất lân từ đó biết được khả năng cung cấp lân cho cây lúa nước (Bảng 1.3)

Theo Nguyễn Văn Hoan (2006) vai trò của lân trong cây rất đa dạng (1) Lân tham gia vào thành phần của nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng của tế bào như AND, ARN (2) Lân là thành phần cấu trúc của nguyên sinh chất, màng tế bào và các bào quan (3) Lân tham gia vào thành phần các hợp chất ADP, ATP, UDP điều tiết các quá trình trao đổi chất và năng lượng; tham gia vào thành phần các coenzim NAD, NADP, FAD,… (4) Lân có vai trò to lớn trong việc

cố định năng lượng bức xạ mặt trời thành năng lượng hóa học trong phophoril hóa quang hợp, trong chu kì khử CO2, trong sự tổng hợp các gluxit đầu tiên trong quang hợp (UDP, UTP…) Theo Đỗ Thị Thanh Ren (1999) lân là thành phần của lipid đặc biệt là phospholipids, hợp chất này là thành phần chính của màng tế bào Theo Gros (1967) lân tham gia trực tiếp vào hoạt động sinh lí của cây Không có lân, chất đường bột cần thiết cho sự tổng hợp protein không di chuyển được và các biến chuyển quan trọng cũng không tiến hành được do thiếu năng lượng

Theo Nguyễn Như Hà (2006) lân có tác dụng thúc đẩy việc ra hoa và hình thành quả ở cây, làm cây mau chín, tăng tỉ lệ năng suất thương phẩm (hạt)

so với năng suất không thương phẩm (rơm rạ) ở cây trồng, tăng phẩm chất nông sản Khi cây trồng được cung cấp đủ lân sẽ có tỉ lệ năng suất thương phẩm (hạt, quả,…) cao hơn trong tổng năng suất sinh vật, hàm lượng đạm protein tăng lên nhiều còn N không protein giảm xuống rất thấp do đó phẩm chất hạt tăng lên, ăn ngon hơn Lân là yếu tố quyết định phẩm chất hạt giống, làm cho hạt giống cây có tỉ lệ nảy mầm cao, hạt đầy đặn (mẩy), màu sắc đẹp, hấp dẫn

Lân có tác dụng thúc đẩy sự phát triển của bộ rễ cây, đặc biệt thúc đẩy mạnh sự phát triển của các rễ bên và lông hút là những bộ phận trực tiếp hấp thu dinh dưỡng rất quan trọng của cây Cây được cung cấp đủ lân sẽ sinh

trưởng và phát triển nhanh hơn, tốt hơn, chín sớm, rút ngắn thời gian sinh trưởng một cách hiệu quả Lân còn có tác dụng giúp cây tăng các khả năng chống chịu với điều kiện bất thuận như: khả năng chịu rét, chịu hạn và khả năng chống chịu sâu bệnh hại cây trồng Theo Nguyễn Như Hà (2006) khi cây được cung cấp đủ lân còn có tác dụng hạn chế tác hại của việc bón thừa đạm

và tăng khả năng hút đạm cho cây nên càng làm cho cây sinh trưởng, phát triển và chống lốp đổ tốt hơn

Theo Nguyễn Văn Hoan (2006) cây trồng có thể hút lân ở dạng H2PO4

-và HPO42-; số lượng ion photphat trong dung dịch đất phụ thuộc vào pH của môi trường vì axit photphoric phân li theo 3 nấc như sau:

H3PO4 ↔ H2PO4- + H+ pK1=2,15

H2PO4- ↔ HPO42- + H+ pK2=7,2 HPO42- ↔ HPO43- + H+ pK3=12,4 Trong phạm vi pH= 4 – 8 hai dạng H2PO4- và HPO42- hầu như chiếm

100% Theo Vũ Hữu Yêm và ctv (2005) lúa thiếu lân cây còi cọc, đẻ nhánh

kém; bộ lá lúa ngắn, phiến lá hẹp, lá có tư thế dựng đứng và có màu xanh tối;

số lá, số bông và số hạt trên bông đều giảm Thiếu lân vừa phải các lá non có

vẻ bình thường song các lá già hơn chuyển sang màu nâu rồi chết Thiếu lân đường tích lũy có khuynh hướng tạo thành antôxian, nhiều loại cây trồng khi thiếu lân lá chuyển sang màu tím đỏ (huyết dụ ở ngô) hay đỏ Cây lúa non rất mẫn cảm với việc thiếu lân Thiếu lân trong thời kì cây non cho hiệu quả rất xấu, sau này dù có bón nhiều lân thì cây vẫn trổ không đều hoặc không thoát (Vũ Hữu Yêm, 1995)

Bảng 1.3 Đánh giá khả năng cung cấp lân cho lúa nước

Tỉ lệ P 2 O 5 tổng số (%) Cấp độ phì về lân

(Nguồn: Lê Văn Căn 1978, Trích Vũ Hữu Yêm 2005)

Theo Nguyễn Như Hà (2006) khi cây thiếu lân, có hiện tượng lân chuyển

từ các lá già về các bộ phận non của cây, nên biểu hiện thiếu lân ở cây thường thể hiện ở các lá già trước, lá có màu đỏ tím hay xanh nhạt Cây thiếu lân sinh trưởng chậm, yếu, đẻ nhánh kém, chín muộn, năng suất thấp, phẩm chất hạt

kém Cây họ đậu thiếu lân ảnh hưởng xấu đến sự hình thành nốt sần Chưa thấy hiện tượng ức chế cây trồng do bón quá nhiều lân, trừ ảnh hưởng gián tiếp do bón quá nhiều lân có thể dẫn đến việc cố định Zn làm cây thiếu kẽm Theo Yoshida (1981) hiện tượng thiếu lân diễn ra rộng rãi trên đất có độ pH thấp hoặc cao, như đất đỏ chua, đất phèn, đất đá vôi và đất kiềm

1.5.2 Lân trong đất

1.5.2.1 Sự lưu tồn lân trong đất

Cây trồng thường không sử dụng hết lượng dinh dưỡng đã được cung cấp trong một vụ, lượng dư thừa này cho các vụ sau gọi là sự lưu tồn Sự lưu tồn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, lượng phân cung cấp, khả năng hấp thu của

cây trồng, đặc tính đất (Wilmal Marquer và ctv., 1992 trích dẫn bởi Nguyễn

Xuân Ngọc, 2007) Với việc lưu tồn dưỡng chất giúp giảm bớt lượng phân bón cho cây trồng trong các vụ tiếp theo vì thế mà cũng giảm được chi phí sản xuất Theo Nguyễn Nhu Hà (2006) tỉ lệ lân trong đất Việt Nam thường biến động từ 0,03 đến 0,12% Tỷ lệ lân trong đất phụ thuộc vào tính chất đá mẹ, thành phần cơ giới và tỷ lệ chất hữu cơ Đất giàu hữu cơ có tỷ lệ lân cao Đất

có thành phần cơ giới nặng có hàm lượng lân cao hơn đất có thành phần cơ giới nhẹ

Theo Đỗ Thị Thanh Ren (2004) thời gian phân lân tiếp xúc với đất càng lâu, lượng lân cố định càng lớn Ngay sau khi bón phân, cây có khả năng thu hút tốt nhất lượng phân bón vào Trên một số loại đất có khả năng cố định lân cao thời gian này có thể ngắn, ngược lại trên các loại đất khác nhau thời gian

sử dụng phân có thể dài đến một tháng hoặc đôi khi đến một năm Vì vậy tùy theo loại đất, có thể bón phân một lần trong chu kì sinh trưởng của cây, hoặc chia ra làm nhiều lần bón Các loại đất ở vùng khí hậu ẩm thường cố định nhiều lân hơn đất ở vùng khí hậu lạnh

Theo Hoàng Minh Châu (1998) ở các vùng đất úng lượng lân sẵn có thường cao nhưng vẫn nên bón lân nhất là đối với một số loại đất có khả năng giữ chặt lân Theo Gros (1967) một phần phân lân bón vào đất bị cố định, tức

là bị mất hoàn toàn hoặc tạm thời tính hòa tan vì vậy cần bón một lượng phân lân lớn hơn lượng lân lấy đi do sản phẩm thu hoạch để duy trì khả năng cung cấp chất dinh dưỡng của môi trường ở mức thích hợp

Theo Lê Văn Căn (1986, Trích Vũ Hữu Yêm 1995) thấy có mối tương quan chặt giữa hàm lượng lân tổng số trong đất và năng suất lúa với hệ số tương quan r = +0,716

Bảng 1.4 Đánh giá đất theo hàm lượng lân tổng số, %P 2 O 5

(Nguồn: Lê Văn Căn, 1978)

Trong đất lân có thể ở dạng hữu cơ hoặc vô cơ tùy thuộc vào sự hình thành và phát triển của đất Hàm lượng lân vô cơ thường cao hơn lân hữu cơ, ngoại trừ trên các loại đất hữu cơ Hàm lượng lân vô cơ tăng theo độ sâu của phẫu diện đất, ngược lại lân hữu cơ cao ở tầng mặt

a Lân hữu cơ

Một phần lớn lân nằm ở dạng hữu cơ, thường từ ¼ - ½ hoặc hơn nữa Cây có thể hút trực tiếp một số nhưng nói chung lân hữu cơ là chất dữ trữ dễ được huy động ra do sự khoáng hóa mùn và giải phóng lân vô cơ Mùn kết hợp với lân tạo thành phức hợp lân – mùn, bảo vệ cho ion PO43- tránh khỏi sự

cố định, ít nhiều không chuyển ngược lại được của đất và giữ cho nó ở dạng

dễ được cây hút (Gros, 1967) Trong đất, lân hữu cơ tồn tại dưới ba dạng chính:

(1) phytin và chất dẫn xuất của phytin, (2) acid nucleic và (3) phospholipid Nhiều hợp chất lân hữu cơ khác hiện diện trong đất với số lượng và dạng chưa xác định rõ (Đỗ Thị Thanh Ren, 1999) Trong đất, phytin thường chiếm tỉ lệ nhỏ hơn 30 – 40% tổng số lân hữu cơ và không hòa tan trong nước Phospholipid là hợp chất lân béo được tìm thấy ở thực vật, chiếm tỉ lệ 1 – 2% lân hữu cơ trong đất Một lượng nhỏ lân hữu cơ được phát hiện ở dạng phosphoprotein, glycerophosphate và phosphonate Các hợp chất hữu cơ có thể tạo phức với khoáng sét và là những hợp chất hữu cơ rất ổn định (Đỗ Thị

Thanh Ren và ctv., 2004) Một lượng hữu cơ đáng kể có mặt trong cơ thể của

các vi sinh vật đất, chúng không tham gia trực tiếp vào quá trình dinh dưỡng cây trồng Chỉ khi vi sinh vật đất chết đi, lân hữu cơ trong cơ thể chúng bị khoáng hóa cây mới có thể hấp thụ được phần nào (Lê Văn Căn, 1968)

b Lân vô cơ

Hàm lượng lân vô cơ trong đất thường cao hơn lân hữu cơ, ngoại trừ trên các loại đất hữu cơ Hàm lượng lân vô cơ gia tăng theo độ sâu của phẩu diện đất (Đỗ Thị Thanh Ren, 2004) Lân vô cơ trong đất dưới dạng ion orthophosphate Cấu trúc của ion orthophosphate đã được nghiên cứu và cho thấy rằng trong mọi trường hợp nguyên tử P nằm ở vị trí trung tâm, bao quanh

là 4 nguyên tử oxy tạo thành sự sắp xếp tứ diện Ion orthophosphate phản ứng với ion kim loại và các thành phần của đất tạo nên các hợp chất lân khoáng (Đỗ Thị Thanh Ren, 1999) Lân vô cơ chiếm khoảng 80% lân tổng số, bao gồm phosphate K, Na, NH4, Ca, Mg, Fe, Al… đây là những sản phẩm do phong hóa từ đá mẹ, do phân giải chất hữu cơ hoặc do sự chuyển biến phân lân từ ngoài vào Dạng dễ tan là phosphate của các cation hóa trị I (KH2PO4; NaHPO4), hay phosphate của kim loại kiềm thổ, phosphate Ca, Mg ở dạng khó tan (CaHPO4; MgHPO4; Ca3(PO4)2; Mg3(PO4)2) và còn có thể ở dạng hydroxyt apatit (Ca5(PO4)3OH) khó tan hơn (Nguyễn Vy và Trần Khải, 1978)

Theo Nguyễn Tử Siêm và ctv (2000) các nhóm phosphate vô cơ tự do và

liên kết với các cation hóa trị I hầu như không có trong dung dịch đất, dạng liên kết với cation hóa trị II cũng rất ít Lân tồn tại chủ yếu dưới dạng các phosphate với các cation đa hóa trị Fe – P, Al – P khó tan (chiếm tới 65 – 90%, thậm chí 95% lân tổng số) Phosphate sắt chiếm trên 50% lân khoáng trong đất,

có độ hòa tan thấp hơn P – Ca nhưng trong môi trường chua chúng bền vững hơn P – Ca

1.5.2.3 Lân dễ tiêu

Lê Văn Căn (1985) lân dễ tiêu là dạng dinh dưỡng cây thu hút được dễ dàng nhất, là dạng hòa tan trong nước Nếu lân tổng số trong đất cho phép ta khái quát được tổng lượng lân trong đất, thì lân dễ tiêu để đánh giá khả năng cung cấp lân mà cây trồng có thể hấp thu được trong những khoảng thời gian nhất định Hàm lượng lân tổng số trong một chân đất không có thay đổi gì đáng kể trong một năm, kể cả năm này qua năm khác Còn hàm lượng phân lân dễ tiêu thì lại thay đổi rất nhiều, tùy phương pháp rút lân ra để phân tích, tùy thành phần của lân tổng số, tùy hoạt động vi sinh vật, giống loại cây trồng, giai đoạn sinh trưởng của cây,… Trong đất lân hòa tan dễ bị kết tủa: ở đất kiềm, nó bị kết tủa dưới dạng photphat canxi Ở đất chua lại bị kết tủa dưới dạng photphat sắt, nhôm Vì vậy lượng photphat hòa tan do ta bón vào đất, không bao lâu sẽ chuyển thành những dạng khó hòa tan hơn, và càng ít bón lân thì càng chậm tiêu, khó được cây thu hút

1.5.2.4 Sự biến đổi của lân trong đất ngập nước

Theo Đỗ Thị Thanh Ren (2004) số phận chất lân trong đất ngập nước khác với chất lân ở vùng đất cao Đất ngập nước có trị số lân hữu dụng hơn đất

để khô Sự gia tăng độ hữu dụng của chất lân trong đất ngập nước là do (1) sự khử FePO4.2H2O thành Fe3(PO4)2.8H2O dễ hòa tan hơn, (2) sự phóng thích của phosphate bị hút vào do sự khử hóa của lớp bao bọc oxyt Fe (III) ngậm nước (3) sự thủy phân của FePO4 và AlPO4 trong đất chua (4) gia tăng sự khoáng hóa lân hữu cơ trong đất chua (5) H2S tích lũy trong quá trình ngập nước có khả năng hòa tan các phosphate sắt (6) anion hữu cơ trao đổi với ion

PO43- trên bề mặt keo đất (7) sự khuếch tán lớn hơn của chất lân Theo Yoshida (1981) phụ thuộc vào loại đất, ngập nước làm tăng nồng độ lân trong dung dịch đất từ 0,05 ppm đến khoảng 0,6 ppm và sau đó giảm xuống Việc tăng lượng lân di động trong đất ngập nước có thể do sự khử phosphate sắt ba

và phosphate nhôm bởi các anion hữu cơ