Nghiên cứu sự tích lũy photpho trong cây giúp ta biết được khả năng sử dụng phân lân của cây, từ đó đề xuất biện pháp sử dụng phân bón một cách có hiệu quả. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu ban đầu của chúng tôi về sự tích lũy photpho trong cây lúa giống Khang dân 18 dưới tác động của supe lân, phân lân nung chảy và photphorit.
JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Natural Sci., 2013, Vol 58, No 3, pp 69-75 This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn SỰ TÍCH LŨY PHOTPHO TRONG CÂY LÚA DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA SUPE LÂN, PHÂN LÂN NUNG CHẢY VÀ PHOTPHORIT Vũ Văn Hiển1 Phạm Việt Hà2 Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Trường THPT Lý Thường Kiệt, Gia Lâm, Hà Nội Tóm tắt Để tìm hiểu tác động supe lân, phân lân nung chảy photphorit đến tích lũy photpho lúa, chúng tơi tiến hành thí nghiệm chậu vườn Thực nghiệm thuộc khoa Sinh học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội Mỗi chậu thí nghiệm chứa 10 kg đất phù sa sông Hồng phơi khơ khơng khí Lượng phân bón cho chậu thí nghiệm 2,7 g phân hữu cơ, 1,25 g supe lân, 1,45 g phân lân nung chảy 1,45 g photphorit Mỗi cơng thức thí nghiệm lặp lại bốn lần Các chậu thí nghiệm bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên Kết nghiên cứu cho thấy photpho phân bố không Ở giai đoạn đẻ nhánh khoảng 60% photpho tích lũy thân Ở giai đoạn trổ phần photpho thân vận chuyển đến Ở giai đoạn thu hoạch phần lớn photpho tích lũy hạt Trong loại phân bón sử dụng thí nghiệm, supe lân có tác động tích cực đến tích lũy photpho cây, tiếp phân lân nung chảy cuối photphorit Từ khóa: Tích lũy, photpho, supe lân, lân nung chảy, photphorit, lúa Mở đầu Vai trò photpho thể thực vật nói chung lúa nói riêng quan trọng đa dạng Photpho tham gia vào cấu trúc nhiều chất hữu quan trọng AND, ARN, photphoprotein, photpholipit Photpho thành phần thiếu nhiều chất hữu quan trọng điều tiết trình trao đổi chất lượng hợp chất cao (ATP, ADP ), coenzim (NAD, NADP, FAD, ) [8] Các vai trị sinh lí, hóa sinh nêu có liên quan chặt chẽ với lượng photpho tích lũy Trong số nguyên tố dinh dưỡng cần thiết lúa, photpho chiếm vị trí thứ hai sau nitơ Vì vậy, giới có nhiều cơng trình nghiên cứu dinh dưỡng photpho lúa công bố Năm 1981, Shouichi Y công bố thông tin Ngày nhận bài: 25/1/2013 Ngày nhận đăng: 22/5/2013 Tác giả liên lạc: Vũ Văn Hiển, địa e-mail: hienvv@hnue.edu.vn 69 Vũ Văn Hiển Phạm Việt Hà hiệu lực phân lân lúa [11] Hirata H (1982) công bố kết nghiên cứu tác động việc bón thiếu lân kali đến dịch tiết rễ lúa mì lúa gạo [6] Kết nghiên cứu hấp thụ tích lũy photpho lúa tìm thấy cơng trình Yashuco Sasaki and Hiroshi Hirata năm 1995 [14] Ở nước ta có số cơng trình nghiên cứu dinh dưỡng photpho lúa công bố tài liệu [1, 4, 5, 7, 9, 10] Tuy nhiên, nghiên cứu nước ta tập trung vào hướng tìm hiểu ảnh hưởng phân lân đến tiêu sinh lí sinh trưởng, suất chất lượng lúa gạo Những nghiên cứu xâm nhập tích lũy photpho quan khác lúa cịn Nghiên cứu tích lũy photpho giúp ta biết khả sử dụng phân lân cây, từ đề xuất biện pháp sử dụng phân bón cách có hiệu Bài báo trình bày kết nghiên cứu ban đầu chúng tơi tích lũy photpho lúa giống Khang dân 18 tác động supe lân, phân lân nung chảy photphorit 2.1 Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu * Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm tiến hành chậu sứ có dung tích 10 kg đất Đất thí nghiệm đất phù sa sơng Hồng trồng lúa lấy hợp tác xã Thượng Cát, Từ Liêm, Hà Nội Thí nghiệm tiến hành với cơng thức sau (lượng phân bón cho chậu): Cơng thức 1: Nền - 2,7 g phân hữu + 0,87 g urê + 0,2 g KCl; Công thức 2: Nền + 1,25 g supe lân; Công thức 3: Nền + 1,45 g lân nung chảy; Công thức 4: Nền + 1,45 g photphorit (Lượng phân bón tương đương với phân hữu + N120 + P60 + K30 kg/ha) Thí nghiệm nhắc lại lần Thí nghiệm tiến hành hai vụ : vụ mùa năm 2009 vụ xuân năm 2010, vườn Thực nghiệm, khoa Sinh học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội * Lấy mẫu phân tích: Mẫu phân tích lấy giai đoạn: đẻ nhánh, trổ thu hoạch Mỗi chậu thí nghiệm lấy làm mẫu phân tích * Chỉ tiêu nghiên cứu phương pháp xác định: - Hàm lượng photpho xác định phương pháp so màu - Hệ số sử dụng phân bón xác định dựa vào cơng thức: Lượng phân bón hấp thụ Hệ số sử dụng phân bón (%) = x 100 Lượng phân bón bón vào đất * Xử lí kết thí nghiệm: Số liệu thí nghiệm xử lí theo phương pháp thống kê dành cho nghiên cứu nông nghiệp [3] 70 Sự tích lũy photpho lúa tác động supe lân, phân lân nung chảy photphorit 2.2 Kết nghiên cứu thảo luận 2.2.1 Sự tích lũy photpho Kết nghiên cứu ảnh hưởng supe lân, lân nung chảy photphorit đến tích lũy photpho trình bày Bảng Công thức CT1 CT2 CT3 CT4 LSD05 Bảng Sự tích lũy photpho (% chất khơ) Giai đoạn đẻ nhánh Thân 0,24dc 0,30a 0,27bc 0,26cbd 0,02 Lá 0,15dc 0,19a 0,17b 0,16cb 0,01 Giai đoạn trổ Giai đoạn thu hoạch Thân Lá Bông Thân Lá Hạt dc dc dbc dc c 0,20 0,13 0,16 0,09 0,06 0,24d a a a a a 0,25 0,17 0,21 0,14 0,08 0,35a 0,22bc 0,15bc 0,18bcd 0,12ba 0,07bac 0,31b 0,21cbd 0,14cbd 0,17cbd 0,11cbd 0,07bac 0,30cb 0,02 0,01 0,02 0,02 0,01 0,03 CT: Công thức Số liệu Bảng cho thấy cơng thức bón supe lân, lân nung chảy, lượng photpho tích lũy thân cao lượng photpho tích lũy thân cơng thức Ở cơng thức bón photphorit, lượng photpho tích lũy không khác biệt so với công thức Chênh lệch lượng photpho tích lũy hai cơng thức khơng có ý nghĩa thống kê Ở giai đoạn đẻ nhánh lượng photpho thân dao động từ 0,24% đến 0,30% chất khơ, lượng photpho tích lũy biến động phạm vi 0,15% - 0,19% chất khơ Khoảng 60% photpho tích lũy thân, phần cịn lại (khoảng 40%) tích lũy rễ Kết nghiên cứu tương tự thấy cơng trình nghiên cứu Yasuko Sasaki Hiroshi Hirata [14], Vũ Văn Hiển [4] Ở giai đoạn trổ bơng lượng photpho tích lũy thân, (0,20% - 0,25% tương ứng 0,13% - 0,17%) thấp lượng photpho tích lũy thân, giai đoạn đẻ nhánh Ở giai đoạn này, phần photpho thân, vận chuyển tới Lượng photpho tích lũy bơng lúa dao động từ 0,16% - 0,21% chất khơ Lượng photpho tích lũy bơng lúa cơng thức bón supe lân lân nung chảy cao so với công thức Trong đó, hàm lượng photpho bơng lúa cơng thức bón photphorit tương đương với hàm lượng photpho lúa công thức So với giai đoạn đẻ nhánh giai đoạn trổ bông, lượng photpho tích lũy thân giai đoạn thu hoạch đạt giá trị thấp Hàm lượng photpho thân thay đổi từ 0,09% đến 0,14% chất khô, từ 0,06% đến 0,08% chất khô Ở công thức bón supe lân lân nung chảy, lượng photpho tích lũy thân, cao so với lượng photpho tích lũy thân, cơng thức với xác suất 95% Khác biệt lượng photpho tích lũy thân, cơng thức bón photphorit cơng thức khơng có ý nghĩa thống kê Ở giai đoạn thu hoạch, phần lớn lượng photpho tích lũy vận chuyển đến hạt Hàm lượng photpho hạt dao động từ 0,24% - 0,35% chất khô Ở 71 Vũ Văn Hiển Phạm Việt Hà tất cơng thức có bón phân lân, lượng photpho tích lũy hạt cao so với lượng photpho tích lũy hạt cơng thức Lượng photpho tích lũy hạt đạt giá trị lớn cơng thức bón supe lân (0,35% chất khơ), tiếp cơng thức bón lân nung chảy (0,31% chất khơ) Ở cơng thức bón photphorit, lượng photpho tích lũy hạt tương đương với lượng photpho tích lũy hạt cơng thức Trong ba loại phân bón sử dụng thí nghiệm, supe lân có tác động tích cực đến tích lũy phopho Bón photphorit, lượng photpho tích lũy thấp Supe lân loại phân bón dễ tan nước Hiệu lực supe lân cao loại đất có phản ứng trung tính [12] Đất thí nghiệm đất phù sa trung tính sơng Hồng [13].Trong điều kiện này, supe lân hòa tan mạnh photpho phân bón hấp thụ cách dễ dàng Lân nung chảy loại phân bón có phản ứng sinh lí trung tính Hiệu lực lân nung chảy cao loại đất có phản ứng chua nhẹ Trong mơi trường trung tính kiềm, photpho lân nung chảy nhiều chuyển hóa thành dạng PO3− khó hịa tan nên khó sử dụng photpho phân bón [13] Photphorit loại phân lân tự nhiên có thành phần Ca3 (PO4 )2 khó hịa tan Ở đất có phản ứng chua, loại phân bón cho hiệu cao Ở đất có phản ứng trung tính đất phù sa sơng Hồng, photpho photphorit khó tan nên khó sử dụng photpho Đây ngun nhân giải thích lượng photpho tích lũy cơng thức bón supe lân cao cơng thức bón photphorit thấp số ba loại phân bón sử dụng thí nghiệm 2.2.2 Hệ số sử dụng phân bón Hệ số sử dụng phân phân bón hiểu tỉ lệ lượng phân bón hút lượng phân bón bón vào đất Như vậy, lượng photpho tích lũy lúa phản ánh khả sử dụng photpho phân lân Hệ số sử dụng phân hóa học nước ta cịn thấp Hệ só sử dụng phân đạm đạt 35%, - 50%, hệ số sử dụng phân lân 20%, - 30% Phân kali có hệ số sử dụng cao chút ít: 40%, - 60% [2] Điều có nghĩa khoảng 50%, - 65% lượng phân đạm, 70%, - 80% lượng phân lân 40%, 60% lượng phân kali bón vào đất khơng sử dụng Tính tốn hệ số sử dụng supe lân, lân nung chảy hệ số sử dụng photphorit lúa thu số liệu Bảng Bảng Hệ số sử dụng supe lân, phân lân nung chảy photphorit Vụ đông Vụ xn Trung bình Phân bón năm 2009 năm 2010 hai năm (%) (%) (%) Supe lân 25,6 27,5 26,6 Lân nung chảy 23,1 24,7 23,9 Photphorit 21,3 22,4 21,8 Số liệu Bảng cho thấy hệ số sử dụng supe lân 25,6%, - 27,5% với giá trị 72 Sự tích lũy photpho lúa tác động supe lân, phân lân nung chảy photphorit trung bình 26,6% Hệ số sử dụng lân nung chảy 23,1%, - 24,7% hệ số sử dụng photphorit 21,3%, - 22,4% Ở ba loại phân bón sử dụng thí nghiệm, lúa sử dụng phopho supe lân tốt nhất, sau đến lân nung chảy Hệ số sử dụng photpho photphorit thấp Nguyên nhân tượng có liên quan đến khả hòa tan loại phân bón sử dụng thí nghiệm Như trình bày trên, supe lân loại phân bón dễ hịa tan số ba loại phân bón nghiên cứu Vì vậy, photpho supe lân hấp thụ tốt nên hệ số sử dụng loại phân bón cao Ngược lại, photphorit có độ hịa tan nhất, khó sử dụng photpho phân bón Điều làm cho hệ số sử dụng photphorit thấp Số liệu Bảng cho thấy hệ số sử dụng phân bón vụ xuân cao vụ mùa Như ta biết, vụ mùa lúa sinh trưởng, phát triển điều kiện nóng, ẩm, nhiệt độ tương đối cao Trong điều kiện q trình chuyển hóa, phân hủy chất hữu đất diễn mạnh mẽ, lượng chất dinh dưỡng giải phóng nhiều cung cấp cho Vì vậy, sử dụng nguồn dinh dưỡng phân bón cung cấp làm cho hệ số sử dụng phân bón vụ mùa thấp Ngược lại, vụ xuân nhiệt độ thấp, trình phân hủy chất hữu đất diễn với tốc độ chậm, lượng chất dinh dưỡng giải phóng để cung cấp cho bị hạn chế Vì vậy, phải sử dụng nguồn dinh dưỡng bổ sung qua phân bón Điều dẫn đến hệ số sử dụng phân bón vụ xuân cao so với vụ mùa 2.2.3 Năng suất lúa Năng suất trồng kết tương tác nhiều yếu tố: tính chất đất, giống trồng, điều kiện thời tiết, chế độ chăm sóc, phân bón Khả lúa sử dụng chất dinh dưỡng đất, phân bón (hay nói cách khác hệ số sử dụng phân bón) số yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến suất Năng suất lúa tác động supe lân, phân lân nung chảy photphorit trình bày Bảng Bảng Năng suất lúa tác động supe lân, phân lân nung chảy photphorit Công thức Vụ đông năm 2009 Vụ xuân năm 2010 g/chậu g/chậu % so với % so với CT1 17,5d 100,0 18,1d 100,0 a a CT2 21,4 122,3 22,6 124,9 ba ba CT3 20,1 115,1 21,9 121,4 cd cd CT4 18,6 106,3 19,4 107,2 LSD05 1,3 1,5 - Số liệu Bảng cho thấy bón phân lân làm tăng suất lúa 15,1% đến 22,3% so với vụ mùa năm 2009 từ 21,4% đến 24,9 vụ xuân năm 2010 Trong ba loại phân bón sử dụng thí nghiệm, supe lân làm tăng suất lúa mạnh (22,3 24,9) Phân lân nung chảy làm tăng suất lúa 15,1 vụ mùa năm 2009 21,4 vụ xuân 2010 Bón photphorit, suất lúa tăng 6,3 - 7,2% so với Song, mức tăng suất không đáng tin cậy (khơng có ý nghĩa thống kê) 73 Vũ Văn Hiển Phạm Việt Hà Kết luận - Photpho lúa phân bố không Ở giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng, khoảng 60% lượng photpho tập trung thân Ở giai đoạn sinh trưởng sinh thực, phần photpho thân vận chuyển đến Ở giai đoạn thu hoạch phần lớn photpho tích lũy hạt - Trong ba loại phân bón sử dụng thí nghiệm, supe lân có ảnh hưởng tích cực đến hấp thụ tích lũy photpho cây, tiếp đến phân lân nung chảy cuối photphorit - Cây lúa sử dụng photpho supe lân tốt nhất, hệ số sử dụng trung bình 26,6% Hệ số sử dụng phân lân nung chảy trung bình 23,9% photphorit 21,8% - Bón supe lân suất lúa tăng 22,3% - 24,9% so với Bón phân lân nung chảy suất lúa tăng 15,1% - 21,4% Khi bón photphorit suất lúa tương đương với suất công thức TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Thanh Bồn, 1997 Xác định yếu tố dinh dưỡng khoáng hạn chế suất lúa hiệu phân lân bón cho lúa đất cát biển Thừa Thiên Huế Tạp chí Nơng nghiệp Cơng nghiệp Thực phẩm, số - 1997, tr 331 - 333 [2] Bùi Đình Dinh, 1995 Tổng quan sử dụng phân bón Việt Nam Báo cáo Hội thảo quốc gia Chiến lược phân bón với đặc điểm đất Việt Nam, Hà Nội, tháng - 1995, tr.17 - 27 [3] Gomez K.A Gomez A.A., 1986 Statistical procedures for agricultural research John Wiley and sons, New York, p 1680 [4] Vũ Văn Hiển, 2011 Sự tích luỹ nitơ, photpho kali lúa trồng đất phù sa sơng Hồng tác động chế độ phân bón khác Tạp chí Khoa học, Đại học Sư phạm Hà Nội, Vol 56, No 3, 2011, tr 93 - 99 [5] Vu Van Hien, 2011 Influence of phosphoric fertilizer on the some physio-biochemical parameters and rice yield cultivated on Red River Alluvial soil in Dan Phuong District, Hanoi City Journal of Science of HNUE, Vol 56 No 7, 2011, pp 117-123 [6] Hirata H., 1982 Effect of phosphorus and potassium deficit treatment on roots secretion of wheat and rice seedling Soil Sci plant nutrition 28, pp 543-552 [7] Nguyễn Thị Lan, 2005 Hiệu lân đến số tiêu sinh trưởng suất lúa mùa tỉnh Hà Tây Tạp chí Khoa học Kỹ thuật nơng nghiệp, Đại học Nông nghiệp Hà Nội, số 2- 2005, tr 1-2 [8] Lincoln Taiz, Eduardo Zeiger, 2005 Phant Physiology Sinaure Associate In Publishers Sundland Masachusettes [9] Nguyễn Trọng Nhương, Võ Minh Kha, 1997 Hiệu lực phân lân đất phèn cải tạo trồng lúa thâm canh huyện Vĩnh Bảo, Hải Phịng Tạp chí Nơng nghiệp Công nghiệp Thực phẩm, số 12 - 1997, tr 542-544 74 Sự tích lũy photpho lúa tác động supe lân, phân lân nung chảy photphorit [10] Mai Thành Phụng, Nguyễn Đức Thuận, 1998 Một số kết nghiên cứu ứng dụng bón phân lân cho lúa Đồng Tháp Mười Tạp chí Nơng nghiệp Công nghiệp Thực phẩm, số - 1998, tr 211-213 [11] Shouichi Yoshida, 1981 Fundamentals of Rice crop science IRRI, Los Banoss Lagunna, Philippines, P.O Box 933, Manila, Philippines pp 156-246 [12] Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 2009 Hướng dẫn quản lí dinh dưỡng cho lúa theo vùng đặc thù Việt Nam Nxb Nông nghiệp, tr 50-122 [13] Viện Thổ nhưỡng Nơng hố, Vụ Khoa học Công nghệ, 2001 Những thông tin loại đất Việt Nam Nxb Thế giới, Hà Nội 2001, tr 56-75 [14] Yasuko Sasaki and Hiroshi Hirata 1995 Absorption and metabolism of phosphate In Science of the Rice plant Vol two-Physiology Food and Agriculture Police Research Center, Tokyo, pp 368-383 ABSTRACT Accumulation of phosphorus in rice plants fertilized with superphosphate, thermophosphate and phosphorite In order to investigate the impact of superphosphate, thermophosphate and phosphorite on the accumulation of phosphorus in rice plants, experimental pots set up at the Experimental Garden of the Faculty of Biology, Hanoi National University of Education Each pot was filled with 10 kg of air-dried Red River alluvial soil To each pot was added 2.7 g of organic fertilizer, 1.25 g of superphosphate, 1.45 g of thermal phosphate or 1.45 g phosphorite The experimental pots were arranged in a random order with four replications per treatment This study showed that phosphorus is irregularly distributed in rice plants In the tillering stage about 60% of the phosphorus in the plant accumulates in the stems In the flowering stage some phosphorus moves from the stems and leaves to the panicles In the harvest stage, most of the phosphorus is concentrated in the grain Of the fertilizers used in this experiment, the greatest accumulation of phosphorus occurred in plant grown in soil with superphosphate A lesser accumulation occurred with the use of was thermophosphate The least accumulation of phosphorus occurred in the rice plants grown with phosphorite We ignored the plants that were grown in soil with organic fertilizer 75 ... [3] 70 Sự tích lũy photpho lúa tác động supe lân, phân lân nung chảy photphorit 2.2 Kết nghiên cứu thảo luận 2.2.1 Sự tích lũy photpho Kết nghiên cứu ảnh hưởng supe lân, lân nung chảy photphorit. .. dụng supe lân 25,6%, - 27,5% với giá trị 72 Sự tích lũy photpho lúa tác động supe lân, phân lân nung chảy photphorit trung bình 26,6% Hệ số sử dụng lân nung chảy 23,1%, - 24,7% hệ số sử dụng photphorit. .. phần lớn photpho tích lũy hạt - Trong ba loại phân bón sử dụng thí nghiệm, supe lân có ảnh hưởng tích cực đến hấp thụ tích lũy photpho cây, tiếp đến phân lân nung chảy cuối photphorit - Cây lúa sử