Bài giảng Kỹ Thuật Nông Nghiệp

Trờng Đại học Thủy lợi H nội môn cải tạo đất Giáo trình kỹ thuật nông nghiệp Nhà xuất nông nghiệp Trờng Đại học Thủy lợi H nội môn cải tạo đất TS Lê Thị Nguyên Giáo trình kỹ thuật nông nghiệp Phần : Nông học đại cơng Phần hai : Các trồng chuyên khoa Nhà xuất nông nghiệp Hà nội - 200 Lời nói đầu Đã từ lâu, có giáo trình kỹ thuật nông nghiệp dành riêng cho ngành thủy lợi cải tạo đất mục tiêu phấn đấu giáo viên Bộ môn cải tạo đất trờng Đại học Thủy lợi Hà nội Qua trình giảng dạy, nghiên cứu kinh nghiệm thực tế sản xuất, tác giả thu thập tích lũy đợc khối lợng kiến thức tài liệu tham khảo nớc giới tơng đối để tổng hợp biên soạn giáo trình kỹ thuật nông nghiệp cho ngành thủy lợi cải tạo đất Nội dung nhằm cung cấp kiến thức kỹ thuật nông học, đặc điểm loại trồng liên quan đến nớc, hệ thống canh tác bền vững loại hình sử dụng đất vùng sinh thái khác nớc Kỹ thuật nông nghiệp môn dùng cho ngành thủy lợi cải tạo đất, nên kết cấu sách mang tính chất tổng hợp kiến thức sinh thái, sinh lý, biện pháp kỹ thuật, trồng, hệ thống canh tác vùng sinh thái Tuy nhiên, làm tài liệu tham khảo cho sinh viên, cán kỹ thuật ngành nông nghiệp, quản lý ruộng đất, thổ nhỡng Giáo trình đợc biên soạn gồm phần: - Phần : Nông học đại cơng - Phần hai : Các trồng chuyên khoa - Phần ba : Hệ thống canh tác loại đất Trong trình biên soạn với thời gian khả có hạn, chắn giáo trình không tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận đợc ý kiến đóng góp chân thành bạn đọc Hà nội tháng năm 2001 Mục lục Trang Lời nói đầu Phần : Nông học đại cơng Chơng I - Các điều kiện sinh thái trồng - ánh sáng trồng - Nhiệt độ trồng - Không khí đất trồng - Chất dinh dỡng trồng - Nớc đất sử dụng nớc trồng Chơng II - Quan hệ nớc v trồng - Vai trò nớc - Quan hệ nớc tế bào - Quan hệ nớc trồng 3.1 - Sự hấp thu nớc trồng 3.2 - Sự vận chuyển nớc hệ thống liên tục đất-cây khí 3.3 - Thoát nớc trồng Chơng III - ảnh hởng thiếu hụt nớc đến chức 13 15 17 22 29 29 30 34 34 42 45 52 sinh lý v sở việc tới nớc cho trồng - Khái niệm - ảnh hởng thiếu hụt nớc đến sinh trởng 52 53 - ảnh hởng thiếu hụt nớc đến quang hợp 55 - ảnh hởng thiếu hụt nớc đến hô hấp 57 - ảnh hởng thiếu hụt nớc đến trao đổi chất - Nhu cầu nớc sở sinh lý việc tới nớc hợp lý cho trồng 58 Chơng IV - Tính chống chịu trồng 59 66 với môi trờng bất lợi - Khái niệm - Tính chống chịu hạn - Tính chống chịu mặn - Tính chống chịu úng tính chống đổ Chơng V - Lm đất - Mục đích tác dụng làm đất - Các biện pháp làm đất Chơng VI - Phân bón - Khái niệm 66 67 73 76 78 78 81 87 87 - Phân loại phân bón - Đặc điểm phân bón - Phân bón tới tiêu nớc - Cơ sở khoa học bón phân hợp lý cho trồng - ảnh hởng phân bón đến môi trờng - Tính toán kinh tế việc sử dụng phân bón Tài liệu tham khảo Phần hai : Các trồng chuyên khoa Chơng VII - Cây trồng nớc - Cây lúa - Tầm quan trọng lúa kinh tế - Các vùng sinh thái trồng lúa nớc ta - Sinh trởng phát triển lúa 3.1 - Thời gian sinh trởng lúa 3.2 - Các thời kỳ sinh trởng phát triển lúa 3.3 - Đặc điểm rễ lúa - Nớc sinh trởng lúa - Quang hợp suất lúa - Kỹ thuật trồng lúa Chơng VIII - Cây trồng cạn ngắn ngy Cây ngô - Tình hình sản xuất ngô vai trò ngô kinh tế - Các vùng sinh thái trồng ngô thời vụ ngô - Sinh trởng phát triển ngô - Nớc sinh trởng ngô - Kỹ thuật trồng ngô Cây lạc - Giá trị kinh tế tình hình sản xuất lạc - Những vùng sinh thái trồng lạc nớc ta - Đặc điểm sinh trởng phát triển lạc - Nớc sinh trởng lạc - Kỹ thuật trồng lạc Cây mía - Giá trị kinh tế tình hình sản xuất mía 88 101 102 106 110 116 120 122 123 123 124 128 128 129 132 135 141 143 146 146 146 147 148 151 155 157 157 159 160 164 166 169 169 170 173 176 - Sinh trởng phát triển mía - Nớc sinh trởng mía - Kỹ thuật trồng mía Cây - Giá trị kinh tế tình hình sản xuất - Đặc điểm sinh trởng phát triển - Nớc sinh trởng - Kỹ thuật trồng Chơng IX - Cây trồng cạn di ngy Cây cà phê - Giá trị kinh tế tình hình sản xuất cà phê - Các vùng sinh thái trồng cà phê - Đặc điểm giống cà phê - Sự phát triển rễ cà phê yếu tố ảnh hởng - Tới nớc cho cà phê - Thiết kế vờn cà phê - Trồng che bóng chắn gió - Kỹ thuật quản lý vờn cà phê Cây ăn - Giá trị kinh tế tình hình sản xuất ăn - Phân loại phân bố ăn - Sinh trởng phát triển ăn - Kỹ thuật trồng ăn Chơng X - Cây rau - Giá trị dinh dỡng, kinh tế tình hình sản xuất rau - Đặc điểm sinh vật học rau - Nớc sinh trởng - Các yếu tố gây nhiễm rau - Kỹ thuật trồng rau - Một số yêu cầu với sản xuất rau xuất Tài liệu tham khảo Phần : Nông học đại cơng 178 178 179 181 185 187 187 187 188 189 190 190 193 197 200 201 201 203 204 206 215 215 216 218 220 223 224 227 Chơng I Các điều kiện sinh thái trồng Đời sống trồng phụ thuộc nhiều vào yếu tố môi trờng xung quanh đặc tính sinh lý chúng Các nguyên tố dinh dỡng khoáng cấu tạo nên thể trồng (C, O, H, N, P, K, v.v ) đợc lấy từ môi trờng đất, nớc không khí Cây trồng sinh trởng phát triển nhờ vào trình hấp thụ nớc, chất dinh dỡng rễ, quang hợp lá, trình hô hấp thoát nớc (hình 1) Các trình bị chi phối yếu tố lợng (ánh sáng, nhiệt độ) nh yếu tố khác (nớc, không khí chất dinh dỡng) - ánh sáng v trồng 1.1 - Vai trò ánh sáng đời sống trồng ánh sáng mặt trời nguồn lợng cho sống trái đất, nhng thân ánh sáng lại trực tiếp tạo sống mà phải qua trung gian xanh Chỉ có xanh, với xanh chứa diệp lục tố có khả hấp thụ lợng ánh sáng mặt trời biến lợng thành lợng hóa học tạo thành thể sở vật chất lợng cho tất sinh vật khác trái đất Để hình thành sinh khối, trồng cần số lợng xạ không nhiều, số xạ đợc trồng hấp thụ trình quang hợp cố định dạng lợng hoá học, phần lớn xạ đợc chuyển thành nhiệt, số nhiệt chi phối phần cho bay nớc lá, số lại làm tăng nhiệt độ bề mặt đất Chẳng hạn trung bình đồng ruộng, ánh sáng chiếu xuống phản chiếu 10% tia sáng, hấp thụ 70% truyền qua lớp tế bào xuống dới 20% Trong số 70% ánh sáng hấp thụ đợc, quang hợp sử dụng 1%, 49% lợng dùng để thoát nớc phát suất lại 20% ánh sáng tác động lên trồng nh nguồn lợng phản ứng quang hoá Nó cung cấp lợng cho trình tổng hợp hợp chất hữu ánh sáng nhân tố kích thích, điều khiển trình sinh trởng, phát triển suất trồng, nhng gây tổn thơng ánh sáng nguồn lợng ổn định cân nhiệt trao đổi nớc để hình thành biến đổi chất hữu cơ, tạo môi trờng có khả làm thích ứng yêu cầu sống sinh vật Ngoài ánh sáng tác động đến nẩy mầm hạt giống bay nớc ánh sáng tạo hai tợng xanh (quang hợp quang chu kỳ) mà hiểu rõ tợng giúp ta ứng dụng có hiệu vào sản xuất 1.2 - ánh sáng quang hợp trồng ánh sáng cung cấp nguồn nặng lợng vô quan trọng để trồng tiến hành quang hợp Quang hợp trình biến đổi lợng ánh sáng mặt trời thành lợng hóa học dới dạng hợp chất hữu Nói cách khác, quang hợp trình biến đổi chất vô đơn giản thành hợp chất hữu phức tạp có hoạt tính cao thể trồng dới tác dụng ánh sáng mặt trời tham gia hệ sắc tố trồng Bản chất trình quang hợp khử khí CO2 đến cacbon hidrat với tham gia lợng ánh sáng mặt trời sắc tố trồng hấp thụ Đối với tất trồng quang hợp nguồn hidro tổng hợp chất hữu H2O Do phản ứng tổng quát quang hợp đợc viết nh sau : CO2 + H2O + ánh sáng [CH2O] + O2 Để tổng hợp phân tử glucoz phải cần phân tử CO2 H2O : 6CO2 + 6H2O + ánh sáng C6H12O6 + 6O2 Oxy thải kết trình phân li H2O nhân tố (không nói độc nhất) hình thành nên bầu khí trái đất đảm bảo cân O2 khí Nhờ chất đờng bột trồng phát triển rễ, thân, biến thành tinh bột tích trữ quả, hạt, củ Nói cách khác, nhờ có quang hợp xanh mà lợng mặt trời chuyển thành lợng hóa học dự trữ cần thiết cho tất sinh vật trái đất Quang hợp tạo nguồn lợng (lơng thực, thực phẩm, nhiên liệu) cung cấp đến 96% nhu cầu ngời lợng dinh dỡng Quang hợp cung cấp nhiều nguyên liệu quan trọng cho ngành công nghiệp nh công nghiệp dệt, công nghiệp giấy, công nghiệp gỗ, công nghiệp đờng Riêng ngành trồng trọt quang hợp nguồn gốc để tạo suất, phẩm chất trồng, định 90 - 95% suất trồng Do đó, việc trồng trọt ngời thực chất điều khiển chế độ ánh sáng trồng Với vai trò quang hợp, ta nói quang hợp trình độc có khả biến chất không ăn đợc thành chất ăn đợc, trình mà tất hoạt động sống phụ thuộc vào Vậy, ánh sáng tác động đến quang hợp nh ? Cây trồng quang hợp cờng độ ánh sáng (Ias) thấp Lúc cờng độ quang hợp (Iqh) nhỏ cờng độ hô hấp (Ihh) nên quan sát thấy thải CO2 Khi Ias tăng dần lên Iqh tăng theo (gần nh tuyến tính) đạt đến Iqh = Ihh Ias gọi điểm bù ánh sáng quang hợp (hình 2) Sau Ias tăng lên Iqh tăng theo nhng đến lúc Iqh tăng chậm dần đạt cực đại Ias làm cho Iqh cực đại gọi điểm bão hoà (điểm no) ánh sáng quang hợp (In) Sau điểm bảo hòa ánh sáng đờng biểu diễn xuống, liên quan với phá hủy máy quang hợp, hoạt tính hệ thống enzim, thừa lợng ánh sáng Hình Mối liên quan cờng độ ánh sáng cờng độ quang hợp Điểm bù điểm no ánh sáng phụ thuộc vào loại cây, tuổi lá, nồng độ CO2 nhiệt độ Dựa vào yêu cầu cờng độ ánh sáng quang hợp ngời ta chia trồng thành nhóm u sáng nhóm u bóng Nhóm u sáng nh ngô, mía, cao lơng Iqh tăng với tăng Ias độ chiếu sáng mặt trời toàn phần Ngợc lại u bóng nh dẻ, sam tía Ias yếu Iqh đạt tới cực đại Cây u sáng a bóng khác mặt cấu trúc lá, đặc tính máy quang hợp Ví dụ : a bóng mỏng hơn, chứa nhiều diệp lục, thích nghi với ánh sáng khuếch tán giàu tia sáng sóng ngắn Trong điều kiện tự nhiên, thể thực vật chịu điều kiện chiếu sáng khác Ngời ta thấy : Phần xạ sinh lý ( xạ sử dụng cho quang hợp) điều kiện chiếu sáng khác khác nhiều Trong ánh sáng trực xạ, xạ sinh lý chiếm 35%, ánh sáng khuếch tán, xạ sinh lý chiếm 50 90% Do diệp lục hầu nh hấp thụ toàn xạ khuếch tán Sự hấp thụ ánh sáng vùng xạ sinh lý (400 - 720 nm) tơng đối ổn định phần lớn loài vào khoảng 80% Có đợc tính ổn định chủ yếu d thừa hàm lợng diệp lục Trong điều kiện tự nhiên, không điều khiển đợc chế độ chiếu sáng nên việc tạo điều kiện cho quang hợp thực tốt chủ yếu nhằm vào việc tạo quần thể trồng khác có khả hấp thụ lợng ánh sáng tốt sử dụng có hiệu lợng vào quang hợp Còn điều kiện nhà kính, phòng khí hậu nhân tạo điều khiển đợc chế độ chiếu sáng, song lại gặp khó khăn việc tạo thành phần quang phổ ánh sáng giống với tự nhiên Từ lâu nhà nghiên cứu ý đến vấn đề ảnh hởng tia sáng có độ dài sóng khác đến quang hợp Kết nghiên cứu thống : quang hợp tiến hành tốt chiếu ánh sáng đỏ xanh Những tia sáng đợc chất diệp lục hấp thụ tốt Trong hai ánh sáng đỏ xanh, có số lợng lợng tử ánh sáng ánh sáng xanh có lợi cho quang hợp ánh sáng đỏ Hiệu tia sáng khác quang hợp tăng theo tăng độ dài sóng ánh sáng Dựa vào tia sáng có độ dài bớc sóng khác nhau, ngời ta xác định đợc hệ số sử dụng lợng ánh sáng Với ánh sáng xanh hệ số sử dụng lợng ánh sáng 20%, ánh sáng đỏ 33% ánh sáng trắng 28% Nh vậy, chất lợng ánh sáng (thành phần quang phổ ánh sáng) ảnh hởng đến cờng độ quang hợp mà đến chất lợng trình quang hợp Chiều hớng trình quang hợp thay đổi tác dụng tia sáng có độ dài sóng khác ánh sáng sóng ngắn (xanh tím) có khả giúp cho việc tạo thành axit amin, protein, ánh sáng sóng dài (đỏ) giúp cho việc đẩy mạnh hình 10