Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón silica đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng lạc trên đất phù sa cũ bạc màu tỉnh vĩnh phúc

Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón silica đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng lạc trên đất phù sa cũ bạc màu tỉnh vĩnh phúc

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ cho một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn này đều đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2008

Tác giả luận văn

Đỗ Hải Triều

Viện Thổ nhưỡng Nông hoá, Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp

Các hộ nông dân tại thôn Trại Lớn, xã Tam Hồng, huyện Yên Lạc, tỉnh Vĩnh Phúc Cho phép tôi đựơc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cả những sự giúp đỡ quý báu đó

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2008

Tác giả luận văn

Đỗ Hải Triều

1.4.4 Vai trò và sự hấp thu canxi (Ca) của lạc 9 1.4.5 Vai trò và sự hấp thu Magiê (Mg) của lạc 10

1.5.4 Kết quả nghiên cứu về phân bón Silica ở Việt Nam 25 1.6 Tình hình sản xuất lạc trên thế giới và ở Việt Nam 26

1.6.2 Tình hình sản xuất lạc ở Việt Nam 28

Chương 2: Đối tượng, nội dung, phương pháp nghiên cứu 34

2.2 Nội dung, phương pháp nghiên cứu và các chỉ tiêu theo dõi 34

3.1 Đặc điểm thời tiết khí hậu vùng nghiên cứu 40 3.2 Ảnh hưởng của phân bón Silica đến một số chỉ tiêu sinh trưởng

của cây lạc

42

3.2.1 Ảnh hưởng của phân bón Silica đến chiều cao cây 42

3.2.2 Ảnh hưởng của phân bón Silica đến số cành cấp 1/cây 43

3.3 Ảnh hưởng của phân bón Silica đến các yếu tố cấu thành

3.3.4 Ảnh hưởng của phân bón Silica đến khối lượng 100 hạt 51 3.3.5 Ảnh hưởng của phân bón Silica đến tỷ lệ hạt/quả 52

3.5 Ảnh hưởng của phân bón Silica đến mức độ nhiễm bệnh của lạc 56

3.5.1 Ảnh hưởng của phân Silica đến mức độ nhiễm bệnh ghỉ sắt 56

3.5.2 Ảnh hưởng của phân Silica đến mức độ nhiễm bệnh đốm đen 58

3.5.3 Ảnh hưởng của phân Silica đến mức độ nhiễm bệnh đốm nâu 58

3.7 Ảnh hưởng của phân bón Silica đến một số chỉ tiêu hoá học đất 61

3.9.1 Hiệu lực tồn dư của phân Silica đối với các chỉ tiêu sinh trưởng của cây lạc

65

3.9.1.1 Hiệu lực tồn dư của phân Silica đến chiều cao cây 65

3.9.1.2 Hiệu lực tồn dư của phân Silica tới số cành cấp 1 66

3.9.2 Hiệu lực tồn dư của phân Silica đối với các yếu tố

cấu thành năng suất lạc

66

3.9.2.1 Hiệu lực tồn dư của phân Silica tới tổng số quả/cây 67 3.9.2.2 Hiệu lực tồn dư của phân Silica tới số quả chắc/cây 68 3.9.2.3 Hiệu lực tồn dư của phân Silica tới khối lượng 100 quả 68 3.9.2.4 Hiệu lực tồn dư của phân Silica tới khối lượng 100 hạt 69 3.9.2.5 Hiệu lực tồn dư của phân Silica tới tỷ lệ hạt/quả 69 3.9.3 Hiệu lực tồn dư của phân Silica tới năng suất lạc 70 3.9.4 Hiệu quả kinh tế tồn dư của phân Silica 71

3.1 Đặc điểm thời tiết, khí hậu trong thời gian làm thí nghiệm 41 3.2 Ảnh hưởng của bón phân Silica đến một số chỉ tiêu sinh

trưởng của cây lạc

3.9 Sơ bộ hạch toán hiệu quả kinh tế sử dụng phân Silica cho lạc trên đất bạc màu

64

3.10 Hiệu lực tồn dư của phân Silica đối với các chỉ tiêu sinh trưởng của cây lạc

66

3.11 Hiệu lực tồn dư của phân Silica đến các yếu tố cấu thành năng suất lạc

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

3.1 Ảnh hưởng của bón phân Silica đến số cành cấp 1/cây 44 3.2 Ảnh hưởng bón phân Silica đến số quả chắc/cây của lạc 47 3.3 Ảnh hưởng của phân bón Silica đến năng suất lạc 54

3.5 Hiệu lực tồn dư của phân Silica tới năng suất lạc 70

MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT

N: Đạm P: Lân K: Kali

Ca++: Canxi trao đổi Mg++: Magiê trao đổi

S: Lưu huỳnh Mo: Molipden

K2Odt: Kali dễ tiêu CT: Công thức Đ/c: Đối chứng

+: Mức độ nhiễm bệnh rất nhẹ ++: Mức độ nhiễm bệnh nhẹ +++: Mức độ nhiễm bệnh trung bình ++++: Mức độ nhiễm bệnh nặng +++++: Mức độ nhiễm bệnh rất nặng

PHỤ BIỂU

1 Số cây thực thu/ô thí nghiệm (10m2)

Công thức

2 Tỷ lệ quả 01 hạt

Công thức

3 Tỷ lệ quả 03 hạt

Công thức

4 Giá các loại vật tư (giống, phân bón) và giá lạc củ thương phẩm trong thời gian thực hiện thí nghiệm

STT Loại vật tư Vụ xuân 2007 Vụ đông 2007 Vụ xuân 2008

MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề

Về lý luận và thực tiễn, từ lâu chúng ta đã biết phân bón cùng với một số giải pháp kỹ thuật khác có thể làm giảm áp lực lên tài nguyên đất và góp phần bảo vệ môi trường Trước hết, phân bón cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng một cách đầy đủ và lâu dài để cây trồng có thể sinh trưởng, phát triển, đạt năng suất cao và bền vững Đồng thời, về lý thuyết khi năng suất cây trồng tăng thì khối lượng các sản phẩm phụ cũng tăng lên và nguồn hữu cơ được trả lại cho đất cũng tăng lên, góp phần làm tăng lỷ lệ chất hữu cơ trong đất, cải thiện tính chất đất, tăng lượng nước hữu hiệu và giảm quá trình rửa trôi, xói mòn đất Đặc biệt, trên một số loại đất có vấn đề như đất phèn, đất lầy thụt, đất cát biển, đất bạc màu vùng trung du, miền núi, thì việc bón phân không chỉ đơn thuần là cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng mà còn chắc chắn cải tạo chất lượng đất trồng thông qua việc bổ sung các yếu tố dinh dưỡng vốn thiếu trên các loại đất này, đồng thời hạn chế tác động của các yếu tố độc hại có trong đất đối với sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây trồng

Là một tỉnh đồng bằng ở đỉnh tam giác châu thổ đồng bằng Bắc Bộ nhưng Vĩnh Phúc lại có đầy đủ 3 vùng địa hình là: Đồng bằng, trung du và miền núi Diện tích đất canh tác toàn tỉnh là 53.978, 51ha, bằng 57,83% diện tích đất tự nhiên Trong đó, diện tích các loại đất được xếp vào loại có vấn đề (gồm các loại đất: Đất cát, đất loang lổ chua bạc màu, đất xám bạc màu) 15.722,8 ha, bằng 29,13% Các nhóm đất này có đặc điểm chung là: Đất có thành phần cơ giới nhẹ; đất chua; chất hữu cơ, đạm, lân tổng số từ nghèo đến trung bình; lân dễ tiêu, kali tổng số và ka li dễ tiêu nghèo; tổng Ca và Mg trao đổi rất thấp; dung tích hấp thu thấp [8]

Trong những năm vừa qua, việc ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật tiên tiến vào sản xuất nông nghiệp của nông dân trong tỉnh đã đạt được những kết quả

đáng khích lệ, nhờ áp dụng các tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất mà năng suất, sản lượng các loại cây trồng, vật nuôi của tỉnh không ngừng tăng qua các năm

Trong lĩnh vực sử dụng đất, phân bón, qua điều tra cho thấy nông dân trong tỉnh đã biết sử dụng phân bón đúng cây, đúng đất và trong một số trường hợp đã xem xét đến yêu cầu phân bón của từng giống Tuy nhiên, cũng như hầu hết nông dân trong cả nước, nông dân trong tỉnh cũng mới chỉ chú ý đến các các yếu tố đa lượng như N, P, K thông qua sử dụng các loại phân đơn như urê, lân super, kaliclorua hoặc phân tổng hợp NPK mà hầu như chưa chú ý đến các yếu tố trung lượng như Ca, Mg, S, và vi lượng như Bo, Mo, Zn, Mn, , do đó phần nào vẫn còn hạn chế tới năng suất cây trồng và chưa cải thiện được đồ phì đất canh tác [9]

Phân bón Silica là một loại phân bón có xuất xứ từ Hàn Quốc, với thành phần chính là CaO = 40%; SiO2 = 25%; MgO = 2% và một số nguyên tố vi lượng khác Qua kết quả nghiên cứu, sử dụng phân Silica ở một số nước như Hàn Quốc, Nhật Bản, Trung Quốc, và kết quả khảo nghiệm về hiệu quả của phân bón Silica đối với cây lúa trên một số loại đất ở Miền Bắc Việt Nam năm 2005 của Trung tâm nghiên cứu và ứng dụng các chế phẩm nông hoá – Viện Thổ nhưỡng Nông hoá cho thấy đây là một loại phân bón bên cạnh tác dụng làm tăng khả năng sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu với một số tác động của điều kiện ngoại cảnh như điều kiện thời tiết bất thuận, sâu bệnh, tăng năng suất của cây trồng thì còn có tác dụng cải tạo đất an toàn, đặc biệt đây là loại phân chậm tan, có hiệu quả lâu dài trên các loại đất chua [11]

Trên cơ sở kết quả khảo nghiệm, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn đã quyết định đưa phân bón Silica vào “Danh mục bổ sung phân bón được phép sản xuất, kinh doanh và sử dụng ở Vệt Nam” theo Quyết định số 55/2006/QĐ-BNN ngày 07 tháng 7 năm 2006 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

Để góp phần đa dạng hoá các loại phân bón phục vụ cho sản xuất nông nghiệp trong tỉnh, với mục tiêu vừa tăng năng suất cây trồng, vừa cải thiện và nâng cao chất lượng đất canh tác, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:

“Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón Silica đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng lạc trên đất phù sa cũ bạc màu tỉnh Vĩnh Phúc”

2 Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng của phân bón Silic tới sinh trưởng, phát triển, năng suất, chất lượng đối với cây lạc; xác định lượng phân Silic bón phù hợp cho lạc trên đất bạc màu của tỉnh

- Đánh giá ảnh hưởng của phân bón Silic tới một số tính chất hoá học đất như: Độ chua, lân và kali dễ tiêu, cation trao đổi

3 Ý nghĩa của đề tài

- Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học: Góp phần đánh giá hiệu quả của phân Silica đối với cây trồng nói chung và đối với cây lạc trên vùng đất bạc màu nói riêng

- Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất: Góp phần vào việc khuyến cáo sử dụng rộng rãi phân Silica vào trong sản xuất đối với các loại cây trồng và trên các vùng đất Góp phần cải tạo và nâng cao chất lượng đất canh tác, nhất là đối với các loại đất nghèo dinh dưỡng vùng đồi núi

Hiện nay, sử dụng phân bón cho cây trồng không chỉ là cung cấp và bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết cho quá trình sinh trưởng, phát triển của cây trồng mà còn có vai trò cải thiện, nâng cao chất lượng đất trồng thông qua việc bổ sung các chất dinh dưỡng vốn thiếu trên một số loại đất như đất chua phèn, đất bạc màu nghèo dinh dưỡng của vùng trung du, miền núi

Phân bón Silica là một loại phân bón chậm tan, trong thành phần có một hàm lượng lớn Silic, Canxi, Magiê, ngoài ra còn có một số nguyên tố vi lượng cần thiết cho cây trồng đã và đang được sử dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới Ở Việt Nam, phân Silica đã được Viện Thổ nhưỡng, Nông hoá tiến khảo nghiệm, đánh giá và kết luận là có hiệu quả tốt đối với cây lúa trong việc làm tăng năng suất và khả năng chống chịu với một số loại sâu, bệnh và điều kiện thời tiết, đặc biệt có hiệu quả cao trên các loại đất chua phèn và bạc màu nghèo dinh dưỡng Tuy nhiên, việc khảo nghiệm đánh giá mới chỉ tiến hành đối với cây lúa mà chưa tiến hành khảo nghiệm đối với các loại cây trồng khác, nhất là đối với các loại cây trồng cạn, có nhu cầu về Canxi, Magiê cao trong chu kỳ sinh trưởng, phát triển Vì vậy, cần có những nghiên cứu để đánh giá hiệu quả của phân Silica đối với các loại cây trồng cạn, trên những loại đất nghèo kiệt dinh dưỡng, nhất là đối với vùng trung du, miền núi

1.2 Yêu cầu ngoại cảnh của cây lạc

Nhiệt độ: Nhiệt độ là yếu tố ngoại cảnh chủ yếu có tương quan đến thời

gian sinh trưởng của lạc Nhiệt độ trung bình thích hợp cho suốt đời sống của cây lạc là khoảng 25-300C và thay đổi tuỳ theo giai đoạn sinh trưởng của cây Nhiệt độ thích hợp cho lạc nảy mầm là 25-300C Trong thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng, nhiệt độ trung bình phù hợp cho cây lạc là 20-300C, ở nhiệt độ này các quá trình sinh trưởng sinh dưỡng được tiến hành thuận lợi, nhất là sự phân cành và phát triển bộ rễ, đồng thời thời gian trước ra hoa của lạc được kéo dài phù hợp (30-35 ngày) Quá trình ra hoa của lạc đòi hỏi nhiệt độ tương đối cao Thời gian ra hoa, tổng số hoa, tỷ lệ hoa được thụ tinh phụ thuộc nhiều vào thời kỳ này Quá trình chín của lạc đòi hỏi nhiệt độ giảm hơn thời kỳ trước, trong thời kỳ này nhiệt độ trung bình 25-280C là phù hợp [1]

Ánh sáng: Lạc là cây ngắn ngày song phản ứng với quang chu kỳ của

lạc là rất yếu và đối với nhiều trường hợp là phản ứng trung tính với quang chu kỳ Số giờ nắng/ngày có ảnh hưởng rõ rệt tới sự sinh trưởng và phát dục của lạc Quá trình nở hoa của lạc thuận lợi khi khi số giờ nắng đạt khoảng 200 giờ/tháng Trong thời kỳ nở hoa, trong những ngày nắng hoa nở sớm, nở tập trung và quá trình thụ phấn, thụ tinh cũng thuận lợi hơn so với ngày không có nắng Nói chung, trong các yếu tố khí hậu thì ánh sáng là yếu tố ít ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và khả năng cho năng suất của lạc so với các yếu tố khí hậu khác [1]

Nước: Nước là yếu tố ngoại cảnh có ảnh hưởng lớn nhất đến năng suất

lạc Tình trạng nước trong đất có ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng, phát triển của cây lạc Nói chung, độ ẩm đất trong suốt thời gian sinh trưởng của lạc yêu cầu khoảng 70-80% độ ẩm giới hạn đồng ruộng Tổng nhu cầu về nước trong suốt thời gian sinh trưởng của lạc từ mọc đến thu hoạch là 450-700 mm Nhu cầu này thay đổi tuỳ thuộc giống và thời kỳ sinh trưởng khác nhau Thời kỳ lạc có nhu cầu nước tương đối thấp và cũng là thời kỳ lạc có khả năng chịu hạn tốt nhất là thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng Nhu cầu nước lớn nhất của lạc

ở thời kỳ sinh trưởng sinh thực và cao nhất ở thời kỳ hình thành quả và hạt Điểm khủng hoảng nước của lạc là thời kỳ từ ra hoa rộ đến hình thành quả và hạt, trong đó thời kỳ ra hoa rộ mẫn cảm nhất với sự thiếu nước Lạc được cung cấp đủ nước trong thời kỳ từ ra hoa đến làm quả và hạt có thể đạt năng suất tương đương với cây được cung cấp đủ nước trong tất cả các giai đoạn sinh trưởng [1]

Tóm lại, nắm được những yêu cầu cơ bản về ngoại cảnh giúp chúng ta có thể bố trí thời vụ gieo trồng cũng như tác động các biện pháp kỹ thuật trong chăm sóc, đặc biệt là nước tưới để giúp lạc có thể sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao

1.3 Yêu cầu về đất đai của cây lạc

Lạc được trồng trên nhiều loại đất khác nhau, điều đó chứng tỏ khả năng thích ứng rộng của lạc với các điều kiện đất đai

Yêu cầu về đặc điểm lý tính đất: Do đặc điểm sinh trưởng và phát triển của lạc, nhìn chung đất trồng lạc cần thoả mãn 3 yêu cầu cơ bản của cây lạc là:Thuận lợi cho bộ rễ phát triển mạnh cả về chiều sâu và chiều ngang, đủ oxy cho vi khuẩn nốt sần phát triển và hoạt động cố định N, tia quả đâm xuống đất dễ dàng Trong đó, yêu cầu về sự đâm tia và phát triển quả là yêu cầu đặc thù của lạc Do vậy, tiêu chuẩn đầu tiên và quan trọng nhất về lý tính của đất trồng lạc là đất phải có thành phần cơ giới nhẹ Các loại đất pha cát, đất thịt nhẹ, tơi xốp, có khả năng thoát nước nhanh là thích hợp với cây lạc [1]

Yêu cầu về đặc điểm hoá tính đất: Lạc không yêu cầu khắt khe về độ phì đất, vì vậy lạc có thể sinh trưởng, phát triển và cho năng suất ngay cả trên những loại đất nghèo dinh dưỡng Đất hơi chua, gần trung tính (giá trị pHKCl từ 5,5-7) là rất thích hợp đối với lạc, trên đất có độ chua cao không thích hợp với lạc quả to Vì vậy, cải tạo đất theo hướng khử chua, nâng cao giá trị pH đất một cách thích hợp cũng là biện pháp kỹ thuật tăng năng suất lạc quan trọng Nhìn chung, lạc ưa các loại đất sáng màu, hàm lượng chất hữu cơ ≤ 2%

là phù hợp Trên những loại đất này lạc thường có quả to và vỏ quả màu sáng, thu hoạch dễ, chất lượng quả và hạt đều cao [1]

1.4 Yêu cầu về dinh dƣỡng của cây lạc 1.4.1 Vai trò và sự hấp thu đạm (N)

Vai trò của N đối với cây lạc

N là thành phần của axit amin để cấu thành protein và các hợp chất có N khác ở các bộ phận non của cây, N có mặt trong các enzim quan trọng trong các hoạt động sống của cây N là thành phần không thể thiếu được ở protein dự trữ trong hạt Ở thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng, N tập trung ở các phần non của cây, các mô phân sinh đang hoạt động, ở các phần sống của tế bào Khi hạt chín, phần lớn N trong cây tập trung ở hạt Vì vậy, thiếu N cây sinh trưởng kém, lá vàng, chất khô tích luỹ giảm, số quả và trọng lượng quả đều giảm, nhất là thiếu N ở ở thời kỳ sinh trưởng cuối Nếu thiếu N nghiêm trọng dẫn tới ngừng phát triển quả và hạt [1]

Sự hấp thu N của lạc

Lượng N lạc hấp thu rất lớn, để đạt 1 tấn lạc quả khô cây lạc cần sử dụng tới 50 – 75 kg N Thời kỳ lạc hấp thu N nhiều nhất là thời kỳ từ ra hoa đến làm quả và hạt Thời kỳ này tuy chỉ chiếm 25% thời gian sinh trưởng của lạc nhưng hấp thu tới 40 – 45% nhu cầu N của cả chu kỳ sinh trưởng Có 2 nguồn cung cấp N cho lạc là do bộ rễ hấp thu N từ đất và N cố định ở nốt sần do hoạt động cố định N2 của vi khuẩn cộng sinh cố định N, trong đó nguồn N cố định có thể đáp ứng được 50 – 70% nhu cầu N của cây Ngoài ra, lá cũng có khả năng hấp thụ N, vì vậy bón phân N qua lá là nguồn bổ sung N rất chắc chắn vào giai đoạn sinh trưởng cuối, khi mà khả năng hấp thu của rễ và khả năng cố định N của vi khuẩn nốt sần giảm sút [1]

1.4.2 Vai trò và sự hấp thu lân (P) Vai trò của P đối với cây lạc

Ngoài những vai trò sinh lý bình thường đối với cây lạc, P còn đóng một vai trò quan trọng đối với sự cố định N và sự tổng hợp lipid của hạt trong

thời kỳ chín Đối với quá trình cố định N, P có trong thành phần của mối liên kết cao năng ATP, chuyển năng lượng cho hoạt động cố định Ở hạt khi chín, P nằm trong enzim xúc tiến việc tổng hợp lipid Người ta thấy trong thời kỳ này, 50% lượng P của cây tập trung ở hạt Bón đủ P hàm lượng dầu trong hạt tăng lên rõ rệt Ngoài ra, bón đủ P còn kéo dài thời kỳ ra hoa và tăng tỷ lệ hoa có ích [1]

Sự hấp thu P của lạc

Sự hấp thu P của lạc không lớn Để cho 1 tấn quả khô, lạc chỉ sử dụng 2 – 4 kg P2O5 Tuy nhiên, việc bón phân P cho lạc là rất cần thiết ở nhiều loại đất trồng lạc, đồng thời lượng phân lân bón cho lạc đòi hỏi tương đối cao vì khả năng hấp thu P của lạc kém Lạc hấp thu P nhiều nhất ở thời kỳ ra hoa – hình thành quả Trong thời gian này, lạc hấp thu tới 45% lượng hấp thu P của cả chu kỳ sinh trưởng Sự hấp thu P giảm rõ rệt ở thời kỳ chín Sự hấp thu P của lạc qua lá kém Tuy nhiên, sự sử dụng hoá chất bảo vệ thực vật có P cũng có tác dụng cung cấp P qua lá cho lạc [1]

1.4.3 Vai trò và sự hấp thu kali (K) Vai trò của K đối với cây lạc

K không trực tiếp đóng vai trò là thành phần cấu tạo của cây, nhưng tham gia vào hoạt động của các enzim, đóng vai trò chất điều chỉnh và xúc tác Vì vậy, K tham gia chủ yếu vào các hoạt động chuyển hoá ở cây Vai trò quan trọng nhất của K là xúc tiến quang hợp và sự phát triển của quả Ngoài ra, K còn làm tăng cường mô cơ giới, tăng cường tính chống đổ của cây Cây lạc thiếu K thân chuyển thành màu đỏ sẫm và lá chuyển màu xanh nhạt Ảnh hưởng lớn nhất đối với lạc khi thiếu K là cây bị lùn, khả năng quang hợp kém, khả năng hấp thu N giảm, tỷ lệ quả 1 hạt tăng, trọng lượng hạt giảm và năng suất lạc giảm rõ rệt [1]

Sự hấp thu K của lạc

Cây lạc hấp thu K tương đối sớm và tới 60% nhu cầu K của cây được hấp thu trong thời kỳ ra hoa - làm quả Thời kỳ chín, nhu cầu về K hầu như

không đáng kể (5 – 7 % tổng nhu cầu K) Lạc có khả năng hút lượng K rất lớn, trong môi trường giàu K, nó có khả năng hấp thu K quá mức cần thiết Lượng K mà lạc hấp thu rất cao, khoảng 15 kg K2O/1 tấn quả khô Khoảng 80 – 90% lượng K tập trung ở lá [1]

1.4.4 Vai trò và sự hấp thu canxi (Ca) của lạc Vai trò của Ca đối với lạc

Vai trò của Ca được đánh giá cao đối với cây lạc Ca ngăn ngừa sự tích luỹ Al và các cation gây độc khác, tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn nốt sần hoạt động do làm tăng pH đất Ca có tác dụng làm tăng lượng N hấp thu từ cả nguồn hấp thu do rễ và và nguồn N cố định do vi khuẩn nốt sần cộng sinh Đặc biệt, Ca làm tăng quá trình chuyển hoá và di chuyển N về hạt, vì vậy Ca có tác dụng chống lóp đổ và tăng trọng lượng hạt, vai trò này đặc biệt chắc chắn đối với các giống lạc to quả Để quả phát triển bình thường, Ca phải có ở vùng quả đang phát triển Trong cây, Ca tập trung chủ yếu ở lá (80 – 90% lượng Ca hấp thu), Ca tạo thành Pectatcanxi cần thiết cho sự phân chia tế bào Ca cũng có trong thành phần của một số men hoạt hoá, đặc biệt Ca cần cho sự chuyển hoá N trong hạt để tạo thành protein dự trữ Hiện tượng quả óp ép thường xảy ra khi khi lượng Ca hữu hiệu trong đất thấp và do ảnh hưởng xấu có thể gây ra bởi các loại phân khoáng và hoặc thời tiết đến sự hút Ca của quả [1]

Sự hấp thu Ca của lạc

Trước khi tia hình quả đâm vào đất, lạc hấp thu Ca từ rễ và chuyển tới các bộ phân của cây, kể cả hoa và tia khi đang phát triển Nhưng sau khi tia quả đâm vào đất và phát triển thành quả, Ca được hút từ rễ không được vận chuyển tới tia quả nữa, vì vậy để hình thành và phát triển quả, tia phải trực tiếp hút Ca từ đất Ca ít di động trong cây và hàm lượng Ca ở các bộ phận của cây phụ thuộc vào sự cung cấp Ca ở thời điểm bộ phân đó hình thành [1] Các dạng Ca có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng hấp thu Ca của lạc Kết quả nghiên cứu cho thấy, bón 60 Kg CaSO4 có tác dụng ngang với bón 1.000 kg

vôi bột Tuy nhiên ở hầu hết các vùng trồng lạc, nhất là ở các nước nghèo, dạng Ca phổ biến bón cho lạc vẫn là vôi bột [7]

1.4.5 Vai trò và sự hấp thu Magiê (Mg) của lạc

Cũng như các loại cây trồng khác, Mg là thành phần của diệp lục, vì vậy Mg có liên quan trực tiếp đến quang hợp của cây Biểu hiện đầu tiên của sự thiếu Mg là sự giảm hàm lượng diệp lục của lá, lá có màu vàng úa, cây bị lùn Tuy nhiên, ít thấy có biểu hiện của sự thiếu Mg đối với cây lạc trên đồng ruộng, tuy rằng lượng Mg mà cây lạc hấp thu là tương đương hoặc cao hơn chút ít so với lượng P hấp thu

Nói chung, người ta không bón phân Mg cho lạc Ở nước ta, phân dolomit - một dạng phân tự nhiên có chứa Ca, Mg thường đem lại hiệu quả kinh tế cao Tuy nhiên, loại phân này không nhiều nên tính chất ứng dụng của nó không lớn [1]

1.4.6 Vai trò và sự hấp thu lưu huỳnh (S) của lạc

S là thành phần của nhiều loại axitamin quan trọng trong cây, vì vậy S có trong thành phần protein của lạc Thiếu S, sự sinh trưởng của lạc bị cản trở, lá có biểu hiện vàng nhạt, cây chậm phát triển

Lượng S mà lạc hấp thu tương đương với lượng P Hàm lượng S trong lá của chu kỳ sinh trưởng của lạc khoảng 0,2% [1]

1.4.7 Vai trò của các nguyên tố vi lượng đối với lạc

Các nguyên tố vi lượng đóng vai trò là chất xúc tác hoặc là một thành phần của các enzim hoặc chất hoạt hoá của hệ enzim cho các quá trình sống của cây Đối với cây lạc, có 2 nguyên tố vi lượng quan trọng nhất là Molipden (Mo) và Bo (B)

Vai trò của Molipden (Mo)

Mo là nguyên tố vi lượng nằm trong thành phần của men Nitrogenaga – là men khử N2 trong quá trình cố định N Vì vậy, Mo rất cần thiết cho hoạt động cố định N2 của vi khuẩn nốt sần Trong điều kiện cây hút đủ Mo thì số lượng và trọng lượng nốt sần đều tăng, cường độ cố định N của vi khuẩn nốt

sần cũng tăng rõ rệt, do đó làm tăng lượng chứa đạm của cây Thiếu Mo thì hoạt động cố định N của vi khuẩn nốt sần bị giảm, vì vậy cây có biểu hiện thiếu N Trong điều kiện thiếu N, vai trò của sự cố định N được nâng cao thì vai trò của Mo càng quan trọng [1]

Vai trò của Bo (B)

Bo đóng vai trò quan trọng trong quá trình thụ phấn, thụ tinh của lạc Bo giúp cho qúa trình hình thành rễ được tốt, tia quả không bị nứt, hạn chế nấm bệnh xâm nhập Thiếu Bo, tỷ lệ hoa có ích giảm rõ rệt, số lượng hoa cũng giảm, dẫn đến giảm số quả/cây, hạt lép, sức sống hạt giống giảm

Ngoài 2 nguyên tố vi lượng chính là Mo và Bo, một số nguyên tố vi lượng khác như Fe, Cu, Zn cũng đóng vai trò rất quan trọng đối với năng suất lạc Tuy nhiên, thường cây có thể hấp thu lượng dinh dưỡng này từ đất đủ cho quá trình sinh trưởng và phát triển của cây, do đó trong sản xuất ít khi phải bổ sung các loại vi lượng này [5]

1.5 Những nghiên cứu về Silic 1.5.1 Giới thiệu chung về Silic

Silic (tên Latinh: Silex, Silicis) là thành phần cơ bản của các loại aerolit – là một dạng của các thiên thạch và của các tektit – là dạng tự nhiên của thuỷ tinh Trong tự nhiên, Silic không tồn tại ở dạng nguyên tố mà tồn tại ở dạng hợp chất Các dạng hợp chất phổ biến nhất là oxit và khoáng chất Silic Cát, amêtít, thạch anh, đá tinh thể, đá lửa, jatpe, opan, là những dạng tự nhiên của Silic dưới dạng oxit Granit, amiăng, fenspat, đất sét, hoócblen, mica là những dạng tự nhiên của Silic dưới dạng khoáng chất Silic [6]

Silic là nguyên tố cần thiết và được sử dụng trong nhiều ngành và lĩnh vực khác nhau như:

- Trong xây dựng: Silic ở dạng Silict được sử dụng nhiều trong sản xuất

gạch, bê tông, xi măng, gốm, chế tạo thuỷ tinh, giấy nhám,

- Trong luyện kim: Silic là thành phần quan trọng trong một số loại

thép Phần lớn các loại đồng thau được sản xuất có chứa hợp kim của đồng và silic

- Trong công nghiệp điện tử và bán dẫn: Silic siêu tinh khiết có thể trộn

thêm Asen, Bo, Gali hay Phospho để tăng tính dẫn điện của Silic trong các transitor, pin mặt trời hay các thiết bị bán dẫn khác được sử dụng trong công nghiệp điện tử và các ứng dụng kỹ thuật cao khác Silic ngậm nước vô định hình có nhiều tiềm năng trong chế tạo các màn hình tinh thể lỏng (LCD) có kích thước lớn và giá thành thấp

- Trong y tế: Silicon là hợp chất dẻo chứa các liên kết silic – ôxy và

silic – cacbon, được sử dụng trong các phẫu thuật như nâng ngực nhân tạo và lăng kính tiếp tròng,

1.5.2 Tình hình sử dụng phân bón Silica

Phân bón Silica được nghiên cứu từ những năm 1960 và được sử dụng rộng rãi ở các nước như Hàn Quốc, Nhật Bản, Mỹ, Úc, Trung Quốc, Phân Silica có hàm lượng 25% là SiO2 được công ty POS CERRAMICS (Hàn Quốc) sản xuất Theo khuyến cáo của nhà sản xuất, kết quả nghiên cứu, khảo nghiệm cho thấy loại phân này có khả năng cải tạo đất, làm tăng khả năng chống đổ và chống chịu của lúa đối với dịch hại, làm tăng năng suất lúa trên 10% Thông thường ở các nước mỗi năm trồng một vụ thì cứ 2 – 3 năm mới bón phân Silica một lần, lượng bón từ 1,5 – 3,0 tấn/ha tuỳ theo loại cây trồng và mùa vụ Ở Hàn Quốc, lượng phân Silica sử dụng cho đất nông nghiệp ngày càng tăng Theo thống kê, từ năm 1992 –2001 tổng lượng phân Silica sử dụng là 2.252 nghìn tấn (trung bình 225,2 nghìn tấn /năm); từ năm 2002 –2005 tổng lượng phân Silica sử dụng là 3.845 nghìn tấn (trung bình 961,25 nghìn tấn /năm); Dự kiến từ năm 2006 –2013 tổng lượng phân Silic sử dụng là 4.272

nghìn tấn (trung bình 534 nghìn tấn /năm) [11] 1.5.3 Những nghiên cứu về Silic ở nước ngoài 1.5.3.1 Silic với dinh dưỡng của con người

Đối với sức khoẻ của xương

Silic đóng vai trò rất quan trọng trong việc phát triển của xương và các mô liên kết xương Từ ba mươi tuổi trở nên thì những biểu hiện đầu tiên của vai trò có ích của Silic đối với sức khoẻ của xương của con người là khá rõ ràng Hiện nay, những nghiên cứu về dinh dưỡng tập trung vào vai trò của Silic trong việc ngăn ngừa và điều trị chứng loãng xương - một căn bệnh mà làm cho con người dễ bị mắc các tổn thương về xương (gãy, rạn xương) [15]

Những tác động khác của Silic đối với sức khoẻ con người

Các nhà khoa học ở Mỹ, Anh, Bỉ đã đi tiên phong trong việc nghiên cứu vai trò có liên quan của Silic đối với sức khoẻ con người Những kết qủa nghiên cứu về dinh dưỡng gần đây của Trung tâm nghiên cứu dinh dưỡng Grand Fork (USA) đã tìm ra những biểu hiện mới về vai trò rõ ràng của Silic trong việc hình thành da non của các vết thương Các nhà khoa học Anh tại bệnh viện St Thomas (London), King’s College London và MRC Human Nutrition Research (Cambridge) nhận thấy rằng ở dạng oligoxen Silic có thể ngăn ngừa sự hấp thụ nhôm [15]

Nguồn cung cấp Silic cho con người

Hàm lượng Silic có trong các loại thức ăn và đồ uống rất khác nhau Với vai trò là một chất dinh dưỡng, trong phạm vi các loại thức ăn, đồ uống như: bánh mỳ và một số ít các loại sản phẩm ngũ cốc nguyên chất khác, một số loại rau và có thể gồm cả bia có thể cung cấp đầy đủ axit orthosilic (một hợp chất sinh học sẵn có rất tốt của Silic) đối với con người Những người cao

tuổi và những người ăn kiêng có thể sẽ không nhận đủ lượng Silic cần thiết [15] 1.5.3.2 Silic trong đất

Silic là một nguyên tố phổ biến nhất (chỉ đứng sau oxy) trong vỏ trái đất, với xấp xỉ 32% về trọng lượng (Lindsay, 1979) [20]

Silic ở dạng khoáng rắn chuyển thành Silic hoà tan DSi (H4SiO4, axit ortho silicic) nhờ axit cacbonic có trong nước mưa, trong nước ngầm và nước sông theo phản ứng sau:

CaAl2Si2O8 + 2CO2 + 4H2O  2 Al(OH)3 + Ca2+ + 2SiO2 + 2HCO3 - Ở vùng khí hậu nóng ẩm (nhiệt đới và cận nhiệt đới) tốc độ phân giải chất hữu cơ và khoáng vật rất nhanh gây nên sự rửa trôi Silic, có nơi như ở Nipe (Cuba) tầng đất mặt chỉ còn 6 – 7% SiO2 (theo Byers và Alexander) Các số liệu phân tích đất đỏ ở Ấn Độ và Braxin cũng chứng tỏ SiO2 bị rửa trôi (theo Kirk Lavton) Tuy nhiên, không phải tất cả đất nhiệt đới đều bị rửa trôi Silic như vậy, vì quá trình rửa trôi Silic không chỉ phụ thuộc vào điều kiện thời tiết khí hậu mà còn phụ thuộc vào tác dụng phong hoá và tính chất của đá mẹ

Ở những vùng nhiệt đới ẩm và bán nhiệt đới ẩm, những loại đất có mức độ phong hoá cao, phần lớn Silic dioxit là kết quả của sự phát triển của những loại đất giàu sắt và nhôm oxit và thấp các loại dinh dưỡng cơ bản Một vài loại đất của những loại đất này như Ultisoil và Oxisoil chiếm khoảng 34% diện tích của những loại đất của vùng nhiệt đới Những loại đất này chiếm phần lớn (xấp xỉ 1,66 triệu ha) ở châu Phi, miền Nam và trung tâm châu Mỹ Đất Hitosol và Entisols cũng chứa hàm lượng thấp Silic Do kết quả của sự rửa trôi theo chiều sâu, hàm lượng Silic hoà tan trong đất nhiệt đới như là Ultisoil và Oxisoil nhìn chung là có chứa Silic ít hơn đất ôn đới Điều này có thể là một nguyên nhân chưa được nhận thấy của việc năng suất lúa của nhiều vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới thấp hơn so với đất vùng ôn đới Mặc dù phần lớn các loại đất có thể chứa mức độ Silic đáng kể, nhưng do trong quá trình canh tác có thể làm giảm mức độ Silic hữu hiệu đối với cây trồng tới một điểm mà việc cung cấp dinh dưỡng Silic là một sự đồi hỏi để cây trồng cho sản lượng cao nhất [19]

Với sự tăng lên của lượng mưa và quá trình đá ong hoá ở các vùng nóng ẩm và nhiệt đới ẩm, đã được xác định là độ no ba zơ và hàm lượng Silic có trong đất giảm, trong khi đó có sự tích luỹ thêm của sắt và nhôm oxid Trong đất, Silic được giải phóng bởi sự phân huỷ các chất khoáng, nhưng một phần là bị mất bởi sự tiêu thoát nước hoặc trong một hệ thống cây trồng mà

thường xuyên thu hoạch hoặc đốt cháy Ngược lại, sự tích luỹ Silic hữu hiệu có thể bắt đầu bằng sự lắng đọng Silic trong nước ngầm leo lên trên bề mặt theo mạch mao quản, sự bồi tích hoặc hoặc sự lắng đọng khác của nguyên liệu Silic trên bề mặt đất Theo Backer và Scrivner (1985), khả năng mất Silic do rửa trôi theo chiều sâu xấp xỉ 54,2 kg/ha, gấp xấp xỉ 200 so với ước tính của nhôm (0.27kg/ha) Lượng Silic rửa trôi và do cây trồng hút là rất quan trọng trong việc xác định sự tập trung của Silic trong đất (Kittrick, 1969) Tuy vậy, sự tích lũy của Silic hoà tan trong đất là chưa được xác định rõ ràng Sự thay đổi của độ ẩm của đất có tác động đến sự tập trung của Silic trong dung dịch đất hơn là sự tác động của các quá trình khác Thạch anh trong đất bị mất là do các yếu tố thời tiết, do đó sự lo lắng của trạng thái cân bằng Silic chắc chắn sẽ xảy ra và điều này làm giảm sự tích luỹ của Silic hữu hiệu Trong các loại đất, Thach anh nhìn chung tập trung nhiều nhất trong cát và đất cát pha thịt, thứ hai là cát pha sét Mẫu chất của đất nhìn chung mà thô thì sẽ có hàm lượng Thạch anh lớn Thạch anh trong đất có ít sét nhìn chung thay đổi từ 0-250g/kg đất và được quyết định bởi mẫu chất và mức độ phong hoá (Tedrow, 1954; Borchardt el al., 1968; Le Roux, 1973); mặc dù nó có thể ở mức cao 750-850g/kg đất Nhìn chung, đất đã phong hoá hoàn toàn có hàm lượng Thạch anh thấp nhất (Jackson and Sherman, 1993) [20]

1.5.3.3 Silic trong nước

Nước tưới có thể là một nguồn Silic tiềm năng cho cây trồng bởi vì Silic có thể tồn tại ở các dạng sau trong nước tự nhiên: Sili ở dạng ion và dạng phân tử; các hợp chất của Silic như coloid, solid; phức chất mùn –silic (Mitchell, 1975; Tan, 1994) Toàn bộ kết cấu của các dạng Silic là bị chịu ảnh hưởng của các yếu tố khác như pH, nhiệt độ và sự có mặt của các chất khác Nước mưa có chứa ít hơn 0.2mg/dm3 Silic và được coi như là không đủ yêu cầu của một yếu tố nông học quan trọng (Whitehead and Feth, 1964; Fox et al., 1967) Ở Haoai, nước trong núi ở độ cao 300m chỉ có 30 mg/dm3 Silic (Fox et al., 1967) Nước ở bang Kerala - Ấn độ có đất phù sa chứa ít hơn (từ

2.4-3.2 mg/dm3 Silic) so với nước tưới từ hồ đập (5.6 mg/dm3 Silic) (Nair và Ayer, 1968) Kobayashi (1960) nhận thấy rằng nước sông ở Nhật Bản chảy qua các vùng đá trầm tích có chứa 4.7 mg/dm3 Silic, trái lại có chứa 21mg/dm3 Silic ở những nơi chảy qua đá núi lửa Sadzawka và Aomine (1977) cũng có những nhận xét tương tự đối với nước sông chảy qua những vùng có tro núi lửa ở trung tâm của Chi lê Trong nước ngầm sâu có chứa từ 23 –28 mg/dm3 Silic (Dapples, 1959) Thậm chí trong nước rất tinh khiết cũng chứa khoảng 20 mg Silic hoà tan (Werner and Roth, 1983) [20]

1.5.3.4 Vai trò của Silic đối với cây trồng Sự tích luỹ Silic trong cây

Sự thay đổi là rõ ràng giữa hình thái của bộ rễ của cây trồng trong đất và cây lúa được biết đến như là một sự hiệu quả nhất của việc tích luỹ Silic trong các bộ phận của cây (Idris et at.,1975; Lee et at., 1987; Balasta and Perez, 1989; Takahashi et at.,1990; Takahashi, 1950) Cây lúa có khả năng cao trong việc hút và tích luỹ Silic, Silic tích luỹ trong cây lúa thay đổi rất nhiều giữa các bộ phân của cây (Alina, 1984) Silic có trong các cơ quan khác nhau của cây lúa nhìn chung thay đổi từ cao đến thấp tưong ứng từ vỏ trấu, lá, cuống lá, rơm rạ và rễ (Xhu, 1985) Nhiều thí nghiệm đã chỉ ra rằng Silic tích luỹ trong mô cây trồng có thể cải thiện năng suất và khả năng chống chịu Như ở Trung Quốc nơi một nửa đất trồng lúa bị thiếu hụt Silic Sự thiếu hụt Silic trong đất trồng lúa đã phổ biến trên toàn thế giới trước sức ép về an toàn lương thực [14]

Vai trò dinh dƣỡng của Silic đối với cây trồng

Trong số các chất dinh dưỡng thì Silic là một trong những chất dinh dưỡng chủ yếu, có vai trò quan trọng và cần thiết trong một chu kỳ của cây trồng Trong mô tế bào, Silic được tìm thấy với một khối lượng lớn và chúng ngang bằng với tổng các chất dinh dưỡng thiết yếu (N,P,K,Ca, Mg) Silic trong dung dịch đất được hút bởi rễ cây trồng ở dạng monosilicic acid và Silic được tích lũy thông qua việc hình thành cấu trúc xelulô ở lá, thân và hệ

thống rễ của chúng (Parr and Sullivan, 2005) Vì vậy, nhiều nước trên thế giới, tuy ở mức độ khác nhau đã có những nghiên cứu cụ thể về vai trò dinh dưỡng của Silic đối với cây trồng [17]

Ở Trung quốc:

Dinh dưỡng Silic đối với cây trồng đã được nghiên cứu ở Trung Quốc từ những năm tám mươi của thế kỷ 20 Trong những năm chín mươi của thế kỷ 20, khá nhiều kết quả đã đạt được trong việc triển khai thử nghiệm cũng như mở rộng các mô hình sử dụng phân bón Silic

- Đối với cây lúa: Dựa trên những kết quả thử nghiệm trên đồng ruộng

và kết quả phân tích đất và cây trồng, hàm lượng Silic hữu hiệu trong đất trồng lúa, mối quan hệ của chúng với hàm lượng SiO2 trong cây lúa, mối quan hệ giữa năng suất lúa với hàm lượng SiO2 và tỷ lệ SiO2 /N trong cây lúa, hiệu quả của Silic đối với năng suất lúa và khả năng chống chịu các loại sâu, bệnh hại, các điều kiện ảnh hưởng và nguyên nhân của tăng năng suất lúa ở tỉnh Sichuan cho thấy: Khoảng 1/2 diện tích đất trồng lúa được phát triển trên các loại đất vàng, đất tía, đất bồi tích ở tỉnh Sichuan là thiếu Silic Giá trị tới hạn của Silic trong đất là 98mg/kg đất đối với đất trồng lúa và < 112.8 g SiO2 /kg trong cây lúa Năng suất lúa tăng bởi phân Silica là do sự cải thiện của dinh dưỡng Silic trong cây lúa và cân bằng của tỷ lệ SiO2 /N và lý do của sự thúc đẩy khả năng chống chịu đối với bệnh tật và sâu bệnh là có liên quan đến sự hạn chế sự hút đạm quá mức và tăng tỷ lệ SiO2 /N trong cây trồng Silic có vai trò tham gia vào sự cân bằng trong quá trình hút N, P, K của cây lúa [18]

Những thí nghiệm trong chậu cũng đã được thực hiện để nghiên cứu hiệu quả của việc sử dụng 3 dạng sỉ của lò luyện kim – một sản phẩm của lò luyện thép, như là một dạng phân bón Silic đối với một dạng đất chua trồng lúa ở miền Bắc Trung Quốc Kết quả thí nghiệm đã chỉ ra rằng giá trị pH của đất và hàm lượng Silic dễ tiêu trong đất đã được cải thiện một cách rõ ràng sau khi đất được bón một lượng sỉ lò, và xu hướng tăng lên của các chỉ tiêu

trên càng rõ ràng hơn khi tăng liều lượng bón Bằng những phân tích sự khác nhau đối với độ chua pH và hàm lượng Silic dễ tiêu trong đất, sự khác nhau giữa liều lượng bón khác nhau và phương pháp bón khác nhau là rất chắc chắn Cùng với đó, chất dinh dưỡng Silic cũng được cây lúa hút nhiều hơn và hàm lượng Silic có trong thóc gạo cũng tăng lên cùng với sự tăng lên của liều lượng bón của sỉ lò Hơn nữa, có một sự tương quan rõ ràng rất chắc chắn giữa hàm lượng Silic có chứa trong lúa gạo với liều lượng bón của sỉ lò Vì vậy, tất cả những điều này chỉ ra rằng bằng sử dụng ba liều lượng bón sỉ lò khác nhau, khả năng cung cấp Silic của đất trồng lúa và tình trạng dinh dưỡng Silic trong lúa gạo cũng được cải thiện một cách vững chắc Tuy nhiên, cũng có một số vấn đề như: tiêu chuẩn để xác định giá trị trung bình của Silic dễ tiêu của đất nhận được từ sỉ phụ phẩm và cân bằng dinh dưỡng bao gồm Silic, đạm, lân, kali và các chất dinh dưỡng khác cũng nên được nghiên cứu thêm

Ngoài ra, lúa mì và lúa mạch ít bị hư hỏng chất tinh bột bởi nấm mốc sau khi bón phân bằng sỉ của các lò luyện thép hoặc các sản phẩm khác có chứa Silic Đối với việc gieo trồng lúa gạo và mía, các loại phân bón Silic đã được sử dụng rộng rãi bởi vì hiệu quả của nó rất rõ ràng [21]

- Đối với cây ăn quả và rau: Bổ sung thêm Silic đã thúc đẩy khả năng

chống chịu nấm mốc sương một cách có hiệu quả đối với dưa chuột Đối với bí xanh và một số loại rau trồng trên đất sạch cũng có hiệu quả tương tự đối với việc áp dụng bón phân Silic Trong các thí nghiệm đối với rau diếp đã chỉ ra rằng Silic đã làm giảm độ độc của Mangan [15]

- Đối với cây cảnh: Silic thúc đẩy sự sinh trưởng của cây cảnh trồng

trong chậu và kéo dài thời gian tươi của hoa cắm trong lọ Silic cũng làm tăng khả năng chống chịu và thời gian tươi của hoa hồng Cây trúc cảnh cần Silic để màu sắc lá được hấp dẫn Khi còn nhỏ, cây thông cảnh lớn nhanh hơn và ít bị tổn hại hơn khi bị hạn nếu được bón thêm Silic [15]

Ở Nhật Bản:

Silic đóng vai trò quan trọng trong việc chống chịu của cây trồng với các điều kiện bất lợi của yếu tố ngoại cảnh, bao gồm cả các yếu tố hữu sinh và vô sinh Silic hầu như là yếu tố dinh dưỡng duy nhất không gây hại cho cây trồng khi tích luỹ quá giới hạn cho phép Tuy vậy, sự đóng góp của Silic đối với sinh trưởng của cây trồng đã bị bỏ quên kể từ khi sự sống phổ biến ở trên vỏ trái đất Kể từ khi có nhiều sự nghiên cứu sâu về Silic, bắt đầu ở Nhật Bản vào khoảng 80 năm trước đây, các nhà khoa học Nhật Bản nhận thấy rằng Silic là rất quan trọng với sự phát triển khoẻ mạnh của cây lúa và sự ổn định của năng suất lúa Silic được nhận ra như là một loại phân bón có giá trị ở Nhật Bản Những ảnh hưởng có lợi của Silic đối với phát triển của cây lúa là rất đặc biệt, ở mức độ rộng rãi có thể quy cho các đặc tính của Silic được tích luỹ trong mô biểu bì của cây lúa Những tác dụng này được thể hiện rõ ràng nhất trong việc thâm canh cây trồng với mật độ dày và sử dụng nhiều phân đạm Vì vậy, Silic hiện nay được nhìn nhận như là một yếu tố thiết yếu của nông học ở Nhật Bản

Gần đây, Silic đã trở lên quan trọng vì nó tạo ra khả năng chống chịu của nhiều loại cây trồng đối với các loại sâu bệnh và côn trùng có hại, và có thể đóng góp vào việc giảm tỷ lệ sử dụng thuốc trừ sâu và thuốc trừ nấm bệnh Hiện nay Silic cũng đã được coi như một yếu tố thân thiện với môi trường [13]

Ở Mỹ:

Nhiều loại cây trồng có thể hút Silic Tuỳ theo những loại cây trồng khác nhau, sự tích luỹ Silic trong sinh khối có thể thay đổi từ 10 đến hơn 100g/kg Các loại cây trồng được xem xét việc tích luỹ Silic khi sự tập trung Silic nhiều hơn 1g/kg sinh khối Cây một lá mầm, cây hai lá mầm như là cà chua, dưa chuột và đậu tương được coi như là những cây tích luỹ ít Silic với giá trị nhỏ hơn 1g/kg sinh khối Những cây trồng cạn như là lúa mỳ, yến mạch, lúa mạch đen, lúa mạch, kê, ngô và mía chứa khoảng 10mg/kg sinh khối, trong khi đó các loại cỏ nước có hàm lượng Silic tới 50g/kg sinh khối

Sự tích luỹ Silic trong cây ở mức ngang bằng hay nhiều hơn so với các yếu tố dinh dưỡng thiết yếu khác trong cây trồng phụ thuộc vào từng loại cây trồng Ví dụ với cây lúa, sự tích luỹ Silic nhiều hơn 108% so với N Ước tính rằng trong một vụ, tổng năng suất lúa đạt 5.000kg/ha thì sẽ lấy đi từ đất khoảng 230 – 470 kg Silic Vì vậy, việc bón khoảng 5.000 kg Silic canxi/ha (1000kg Silic/ha) là đủ để cung cấp Silic cho cây trồng, khi đó mô cây chứa khoảng 3% Silic hoặc nhiều hơn Sự tích Silic trong mô tế bào cây từ 3-5% có thể là giới hạn thấp nhất để kiềm chế bệnh tật

Silic được coi là một dinh dưỡng cây trồng “không bình thường” bởi vì xét về vai trò dinh dưõng có lẽ nó không thật sự cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của cây Nhưng dù sao Silic hữu hiệu vẫn thúc đẩy sự sinh trưởng, phát triển và năng suất của một vài loại cây trồng, bao gồm: lúa, mía đường, lúa mì, và một số loại cây hai lá mầm Cây trồng hút Silic ở một dạng duy nhất là monosilicic axit và phổ biến gọi là Orthosilic axit

Sự tập trung của Silic trong chất xelulo của cây lúa thường cao hơn nhiều lần so với Silic trong dung dịch đất, điều đó chỉ ra rằng quá trình hút Silic có thể bằng con đường trao đổi chất Trong cây lúa, sự thêm gen hoặc không thêm gen được coi như là liên quan đến cơ chế hút Silic Silic được tích luỹ ở dạng Silicgel hoặc Biogenetic Opal như là amorphous SiO2.nH2O trong thành tế bào và khoảng trống của gian bào của rễ và mô lá như là lá bắp Silic hầu như cũng được tìm thấy ở dạng monosilicic axit hoặc hợp chất hữu cơ Organosilicol trong mô cây

Những ảnh hưởng có lợi của Silic đối với cây trồng ở dạng hữu sinh cũng như vô sinh cũng đã được chứng minh đối với nhiều loại cây trồng như lúa, lúa mạch, lúa mì và mía đường Lá, cuống, cọng của cây trồng đặc biệt là lúa được trồng trong đất có khá đầy đủ Silic thường mọc thẳng đứng, do đó khă năng tiếp xúc với ánh sáng được cải thiện một cách rõ rệt Silic có thể có ảnh hưởng rõ ràng đến hoạt tính của một vài loại enzim có liên quan đến quang hợp của cây lúa thông qua việc hạn chế sự già cỗi của lá lúa Silic có

thể làm giảm sự thoát ra ngoài của các chất điện phân từ lá lúa và vì vậy đã giúp đẩy mạnh hơn quá trình quang hợp của các loại cây trồng được trồng trong điều kiện khô hạn hoặc nắng nóng Silic đã tăng quá trình oxy hoá năng lượng của rễ lúa, làm giảm các tổn thương được gây ra bởi các điều kiện bất thuận của khí hậu như là bão, mưa đá mùa hè đối với cây lúa, làm giảm bớt khả năng ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đối với cây mía và một số loại cây trồng khác Silic làm giảm ảnh hưởng của một số độc tố trong đất như là mangan, sắt, nhôm đối với rễ cây trồng như là lúa và mía đường Làm tăng khă năng chịu mặn của lúa và lúa mì [19]

Vai trò của Silic đối với khả năng chống chịu sâu bệnh hại của cây trồng

Có lẽ nhà nghiên cứu đầu tiên đưa ra giả thuyết Silic có liên quan đến khă năng chống chịu của lúa đối với bệnh khô héo lá lúa là một nhà hoá học dinh dưỡng cây trồng Nhật Bản có tên là Onodera Ông đã thu thập các loại cây lúa khác nhau ở 13 vùng ở miền tây Nhật Bản, sau đó so sánh thành phần hoá học của các cây lúa bị nhiễm bệnh khô héo lá lúa với các cây lúa không bị bệnh và nhận ra rằng các cây lúa bị bệnh luôn luôn có hàm lượng Silic trong cây thấp hơn so với các cây lúa khoẻ mạnh được trồng trên cùng một cánh đồng và hàm lượng Silic có chứa trong mô cây được quyết định bởi đồng đất nơi mà cây lúa đã được trồng [19]

Kawashima lần đầu tiên chứng minh dưới các điều kiện có kiểm soát, việc sử dụng Silic đối với cây lúa đã làm tăng khả năng chống chịu đối với bệnh khô héo lá cũng như là là tăng hàm lượng Silic có trong lúa gạo Những kết quả đã chỉ ra rằng Silic chứa trong rơm và vỏ trấu là tương ứng với khối lượng Silic bón vào đất Mức độ bị khô héo của các chuỳ hoa lại tương ứng ngược lại với khối lượng Silic trong mô của cây lúa Ito, Hayashi, Miyke và Ikeda cũng chỉ ra rằng sử dụng Silic cũng làm tăng khả năng chống chịu của cây lúa đối với bệnh khô héo lá Inokari và Kubota đã chứng minh rằng sử dụng Silic trên đất than bùn trồng lúa làm giảm phạm vi tác động của bệnh

khô héo lá Nhiều nhà nghiên cứu Nhật Bản khác cũng chứng minh rằng sử dụng từ 1,5 đến 2,0 tấn/ha của các dạng Silic khác nhau trên đất thiếu hụt Silic đã làm giảm một cách đáng kể mức độ của bệnh khô héo lá Rabindra et al cũng nhận thấy rằng hàm lượng Silic trong lá và mô cuống lá trong số 4 loại giống lúa khác nhau được trồng trong cùng một điều kiện khí hậu và những giống lúa tích luỹ nhiều Silic hơn ở chồi non thì phạm vi tác động của bệnh khô héo trên là và cuống cũng ít hơn Điều đáng quan tâm là tính nhạy cảm đối với bệnh khô héo của một số giống lúa được bón với các lượng bón Silic khác nhau lại có tương quan nghịch với hàm lượng Silic chứa trong các chồi non

Kitani và các đồng sự đã chứng minh tác động riêng rẽ của Silic và thuốc trừ nấm cũng như tác động phối hợp của chúng trong kiểm soát bệnh khô héo lá Trong nghiên cứu của họ, Silic được sử dụng riêng rẽ ở dạng Silic Silicat đã làm giảm các bệnh khô héo như là hiệu quả của thuốc diệt nấm, tương ứng là 12% so với 10% và 11,2% so với 7,4% tuỳ thuộc vào mức đạm sử dụng

Silic sử dụng riêng rẽ đã làm tăng năng suất 37% ở mức đạm 50kgN/ha và tăng 40% ở mức đạm 75kgN/ha Sử dụng thuốc diệt nấm kết quả làm tăng năng suất 28% - 34% đối với hai mức đạm sử dụng ở trên Sử dụng kết hợp Silic và thuốc diệt nấm có hiệu quả nhất đối với việc giảm bệnh khô héo (<3%) và tăng năng suất lúa 40 - 48% [19]

Ở Florida-Mỹ, một nghiên cứu của việc sử dụng phân bón Silic kết hợp với sử dụng Benomyl hoặc Propiconazone đã xác định Silic có thể kiềm chế bệnh hại (như là bệnh khô héo, đốm nâu) một cách có hiệu quả như là thuốc diệt nấm

Thực tế rằng Silic có thể kiềm chế vài loại bệnh trên cây lúa cũng như một số loại cây trồng chung khác về mức độ như là một loại thuốc diệt nấm, điều đó Silic có thể giúp giảm việc sử dụng thuốc diệt nấm về cả số lượng cũng như tỷ lệ thành phần sử dụng Giả thiết này đã được kiểm tra bởi

Seebold trong các thí nghiệm đồng ruộng ở cao nguyên Savannahs ở Colombia Silic được sử dụng ở dạng wollastonite ở mức 400 kg Si/ha và lúa được gieo ở mức 80kg giống/ha Thí nghiệm bao gồm đối chứng (không kiểm soát), sử dụng Silic riêng rẽ và sử dụng Silic kết hợp với thuốc diệt nấm (edifenfos ở mức 0,1l/ha, tricyclazole ở mức 300g/ha) Phạm vi tác động của bệnh khô héo của công thức sử dụng Silic riêng rẽ hoặc Silic kết hợp với thuốc diệt nấm đã được giảm một cách chắc chắn so với đối chứng Sử dụng Silic riêng rẽ đã làm giảm phạm vi tác động của bệnh khô héo cổ bông 40% Sử dụng Silic kết hợp với một lần sử dụng thuốc diệt nấm đã giảm 75% đến 90%, trong khi sử dụng kết hợp Silic với 2 lần sử dụng thuốc diệt nấm giảm 76% đến 94% Sử dụng Silic kết hợp với 3 đến 5 lần sử dụng thuốc diệt nấm giảm 94 đến 98% [19]

Như vậy, các tác giả đã chỉ ra rằng Silic có thể kiểm soát bệnh hại như là các loại thuốc diệt nấm Silic có thể giúp giảm số lượng thuốc diệt nấm phải sử dụng trong trồng trọt Sử dụng Silic kết hợp với giảm tỷ lệ sử dụng thuốc diệt nấm là có hiệu quả như là sử dụng đầy đủ các loại thuốc diệt nấm riêng rẽ, những kết quả này đã chỉ ra rằng số loại thuốc cũng như số lần sử dụng có thể được giảm một cách đáng kể

Vai trò của Silic với năng suất cây trồng

- Khoai tây (vụ đông): Bón 3.600 kg phân Silic/ha, năng suất tăng 12% so đối chứng

Đối với cây trồng:

- Silic là một yếu tố dinh dưỡng rất cần thiết cho sự phát triển của các bộ phân như là rễ, thân, lá

- Nhờ hình thành một lớp biểu bì Silic dày mà quá trình tự bảo vệ của cây trồng sẽ trở nên vững chắc hơn từ các tác nhân sinh học như là côn trùng (sâu đục thân, bọ chét, mọt đục) hoặc các điều kiện bất thuận của tự nhiên như: Chịu nóng, chịu hạn, chịu rét,

- Silic thúc đẩy quá trình quá trình phân hoá và hình thành các mầm - Silic làm tăng khả năng tiếp nhận ánh sáng của cây, làm giảm sự già cỗi của lá qua đó làm tăng quá trình quang hợp, do đó cây trồng có thể tích luỹ được nhiều chất hữu cơ hơn, vì vậy tạo nên năng suất cao hơn

- Cả Silic và Canxi đều cải thiện sự trao đổi cation và anion giữa cây trồng và phân bón, làm tăng hiệu quả sử dụng của các loại phân hoá học

- Điều quan trọng nhất là nhờ thúc đẩy việc hấp thụ lân mạnh hơn dẫn đến cấu trúc bộ rễ phát triển mạnh do đó việc hấp thụ nước, dinh dưỡng và phân bón của cây trồng cũng tốt hơn

- Làm tăng chất lượng các loại nông sản như: Làm giảm ảnh hưởng của nấm mốc, giảm hàm lượng các kim loại nặng trong các loại nông sản, kéo dài khả năng tươi của hoa, [16]

Đối với đất trồng

- Làm giảm độ chua của đất (tăng giá trị pH của đất) - Tăng hàm lượng Si, Ca, Mg hữu hiệu trong đất - Khử hoạt tính của các kim loại nặng có trong đất

- Làm tăng hiệu lực của phân lân trong đất chua thông qua khả năng làm giảm sự rửa trôi của lân và đồng thời lại làm tăng lân dễ tiêu

- Cải thiện sự hấp thu các chất vi lượng như: Bo, đồng, sắt, mangan, kẽm và làm giảm sự hấp thu các kim loại độc tố như: nhôm và natri [16]

1.5.4 Kết quả nghiên cứu về phân bón Silica ở Việt Nam

Năm 2005, được sự đồng ý của Cục Nông nghiệp, Vụ khoa học công nghệ, Trung tâm nghiên cứu và ứng dụng các chế phẩm nông hoá – Viện Thổ nhưỡng Nông hoá đã tiến hành khảo nghiệm phân bón Silica đối với cây lúa trên 03 loại đất là: Đất phù sa, đất bạc màu, đất phèn, kết qủa khảo nghiệm đã rút ra một số kết luận như sau:

Đối với sinh trưởng và phát triển của lúa

- Bón phân Silic lúa sinh trưởng tốt, cây xanh và cứng cáp, lá vươn thẳng, cây cao hơn, bông dài hơn, trọng lượng 1.000 hạt cao hơn, khi chín hạt màu vàng sáng đẹp hơn so với đối chứng

- Bón phân Silic làm giảm tỷ lệ lúa bị đổ: Trên nền không có phân chuồng giảm tỷ lệ lúa đổ từ 15,6 – 46,7%; Trên nền có phân chuồng giảm từ 16,7 – 52,2%

- Bón phân Silic làm giảm tỷ lệ bông bạc: Trên nền không bón phân chuồng giảm tỷ lệ bông bạc 36,1 – 62,5%; Trên nền có phân chuồng giảm từ 38,7 – 62,5%

- Bón phân Silic lúa ít bị nhiễm bệnh khô đầu lá hơn so với đối chứng [11]

Đối với năng suất lúa

- Trên đất phèn: Trên nền không bón phân chuồng, bón phân Silic

năng suất lúa tăng 6,9 – 7,9 tạ/ha, tương ứng 17,1 – 22,8%; Trên nền có phân

chuồng, bón phân Silic năng suất lúa tăng 7,2 – 9,8 tạ/ha, tương ứng 15,9 – 22,9%

- Trên đất phù sa: Trên nền không bón phân chuồng, bón phân Silic

năng suất lúa tăng 7,4 – 7,6 tạ/ha, tương ứng 14,0 – 15,6%; Trên nền có phân chuồng, bón phân Silic năng suất lúa tăng 7,0 – 8,1 tạ/ha, tương ứng 12,0 – 15,2%

- Trên bạc màu: Trên nền không bón phân chuồng, bón phân Silic

năng suất lúa tăng 7,5 – 9,0 tạ/ha, tương ứng 19,9 – 22,1%; Trên nền có phân chuồng, bón phân Silic năng suất lúa tăng 7,4 – 7,8 tạ/ha, tương ứng 16,8 – 18,3% [11]

Về hiệu quả kinh tế

- Trên đất phèn, bón 1 tấn phân Silic thương phẩm làm tăng 345 – 490 kg thóc, tương đương 1.185.000 – 1.470.000đ

- Trên đất bạc màu, bón 1 tấn phân Silic thương phẩm làm tăng 370 – 450 kg thóc, tương đương 1.110.000 – 1.350.000đ

- Trên đất phù sa, bón 1 tấn phân Silic thương phẩm làm tăng 350 – 405 kg thóc, tương đương 1.050.000 – 1.215.000đ

Sử dụng phân bón Silic có hiệu quả nhất trên đất phèn, sau đó là trên đất bạc màu và cuối cùng là trên đất phù sa [11]

Đối với chất lƣợng gạo

Tuỳ theo từng loại đất và kết hợp có bón phân chuồng hay không bón phân chuồng, sử dụng phân bón Silic bón lót có thể cải thiện tốt một số chỉ tiêu chất lượng gạo như: Tăng tỷ lệ gạo nguyên, giảm tỷ lệ amylose, ổn định nhiệt độ hoá hồ [11]

1.6 Tình hình sản xuất lạc trên thế giới và ở Việt Nam 1.6.1 Tình hình sản xuất lạc trên thế giới

Lạc là cây công nghiệp ngắn ngày, cây lấy dầu có giá trị kinh tế cao Cây lạc chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế thế giới không chỉ do được gieo trồng trên diện tích lớn ở hơn 100 nước, mà còn vì hạt lạc được sử dụng rất rộng rãi để làm thực phẩm và nguyên liệu cho công nghiệp [5] Nhu