1.3.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Phân bón có từ rất lâu đời cùng với sự ra đời của nền nông nghiệp và bắt đầu bằng việc sử dụng các loại phân hữu cơ. Từ trước Công Nguyên con người đã quan tâm đến việc bón phân hữu cơ cho ruộng, ở Trung Quốc đã biết bón phân xanh và phân bón đã được bắt đầu sử dụng từ các phân của động vật và mở rộng ra các loại phân hữu cơ khác
Khi nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón đến kiểu cây của các giống lúa Indica và Japonica, Jennin có nhận định: Các giống lúa thuộc loại phụ Indica thường cây cao, lá xanh nhạt, khả năng chịu phân kém, dễ bị lốp đổ dẫn đến năng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 18 suất thấp, thích nghi với điều kiện thâm canh thấp.
Theo Patrich (1968) và Kobayshi (1995): Khi nghiên cứu khả năng cạnh tranh của 2 giống lúa Hokuriki 52 và Yamakogame cho biết: phản ứng với điều kiện phân bón khác nhau cho thấy cây có tính thích ứng cao trong điều kiện tự nhiên ít phân và tăng số lượng cây con ở mỗi đối tượng, trong khi đó các giống cạnh tranh yếu bị thất bại nghiêm trọng trong điều kiện trồng trọt bình thường, điều đó có nghĩa là giống khoẻ (Hokariki 52) sẽ làm hại nhiều cho giống yếu (Yamakogame) khi không bị thiếu phân bón.
Theo Shi et al. 1986 cho rằng: phân bón có tác dụng thúc đẩy hoạt động quang hợp. Kết quả nghiên cứu các giống lúa Indica có phản ứng với phân bón là tăng diện tích lá lớn hơn so với giống lúa Japonica nhưng lại phản ứng yếu hơn khi hàm lượng phân bón tăng. Khi bàn về năng suất tác giả cho biết: năng suất là kết quả của những giống có phản ứng tốt với phân bón và biện pháp kỹ thuật. Ở vùng ôn đới, giống Japonica thường cho năng suất cao vì nó phản ứng tốt với phân bón.
Theo kết quả nghiên cứu của Sinclair năm 1989: Hiệu suất bón đạm cho lúa rất khác nhau: 1kg N cho từ 3,1 – 23 kg thóc.
Thí nghiệm của Ying (1998) cho thấy: sự tích luỹ đạm, lân và kali ở các cơ quan trên mặt đất của cây lúa không kết thúc ở thời kỳ trỗ mà còn được tích luỹ tiếp ở các giai đoạn tiếp theo của cây. Theo Yang (1999): Ở nhiều nước trên thế giới thường hay bón phân chuồng và phân ủ cho lúa để làm tăng độ phì nhiêu cho đất như Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam, Malaysia và các nước vùng Đông Nam Á. Trong thời gian gần đây phân khoáng đã được dùng phổ biến và phân chuồng, phân hữu cơ, phân được dùng bón lót làm tăng năng suất lúa và tăng hiệu quả của phân khoáng.
Trong cuốn “Bàn về lúa sinh thái nhiệt đới” Alosin cho rằng: “Đạm ở dạng amon có tác dụng tốt đến cây lúa thời kỳ non. Còn đạm dạng nitrat có ảnh hưởng
đến cây lúa ở giai đoạn sau của quá trình sinh trưởng. Lúa cần một lượng đạm cần thiết chủ yếu ở thời kỳ đẻ nhánh và chín sữa, cho đến giai đoạn chín sữa cây lúa đã hút tới 80% lượng đạm cần thiết, vì vậy thời gian từ bắt đầu đẻ nhánh đến cuối chín sữa là giai đoạn khủng hoảng dinh dưỡng đạm đối với cây lúa.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 19 Theo Koyama (1981) và Sarker (2002) thì: “Đạm là yếu tố xúc tiến quá trình
đẻ nhánh của cây, lượng đạm càng cao thì lúa đẻ nhánh càng nhiều, tốc độđẻ nhánh lớn nhưng lụi đi cũng nhiều”.
Các công trình nghiên cứu của Koyama, Vlek, De Datta và Sinclair trong các năm 1981 - 1989 cho rằng: Giống mới yêu cầu về phân bón nhất là lân cao hơn giống cũ. Bón lân làm tăng khả năng hút đạm và kali, là cơ sởđể tăng năng suất cây trồng. Để đánh giá khả năng cung cấp lân của đất cho cây trồng, người ta dựa vào hàm lượng lân tổng số, phân lân bón cho lúa có hiệu quả đứng thứ hai sau đạm, nhưng trong một vài trường hợp, ở những đất nghèo dinh dưỡng thì phân lân lại làm tăng năng suất nhiều hơn đạm. Tuy nhiên, bón phân lân cùng với đạm là điều kiện tốt để phát huy hiệu quả cao của phân lân. Khi cây bị thiếu lân cây non có bộ lá hẹp, thường bị cuộn lại, sức đẻ nhánh giảm và đẻ muộn, giai đoạn đẻ nhánh kéo dài. Ở
thời kỳ lúa đẻ nhánh và làm đòng phân lân có ảnh hưởng tốt đối với cây lúa, nó làm cho trọng lượng của phần trên mặt đất của cây lúa tăng khá lớn, sau đó đến thời kỳ
chín mức tăng của trọng lượng thân cây giảm. Ở những chân đất tương đối phì nhiêu, hiệu quả của phân lân đối với năng suất lúa không lớn. Bón lân làm cho lúa cứng cây và tăng khả năng chống đổ.
Theo Sarker (2002) khi nghiên cứu ảnh hưởng lâu dài của lân đối với lúa
được đánh giá: “Hiệu suất của lân đối với hạt ở giai đoạn đầu cao hơn giai đoạn cuối và lượng lân hút ở giai đoạn đầu chủ yếu phân phối ở các cơ quan sinh trưởng. Do đó, phải bón lót đểđáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho cây lúa”.
Các thí nghiệm của Patrick (1968) đều cho thấy kali có vai trò quan trọng trong giai đoạn trước và sau làm đòng, thiếu kali ở giai đoạn này năng suất lúa giảm mạnh.
Trên thế giới, vai trò của kali đã được nghiên cứu và khẳng định. Theo Gia- côp khi nghiên cứu về vai trò của kali cho thấy: cường độ quang hợp càng mạnh khi hàm lượng kali trong tế bào càng lớn. Song muốn có cường độ quang hợp cao cần phải có đủ ánh sáng. Khi thiếu kali nồng độ sắt trong tế bào hạ thấp, quá trình tổng hợp tinh bột, protein chậm… Do quá trình sinh trưởng chậm lại, nếu thiếu kali sẽ
làm giảm sự tổng hợp tinh bột và các hợp chất cấu tạo lên màng tế bào như xenlulô, làm độ cứng của thân
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 20 Theo quan điểm của Koyama (1981): Kali xúc tiến tổng hợp đạm trong cây. Thiếu kali cây lúa dễ bị bệnh tiêm lửa, đạo ôn, thối rễ, bạc lá, thân cây yếu dễ bịđổ. Lúa được bón đầy đủ kali, lá chuyển màu xanh vàng, lá dài hơn và trỗ sớm hơn 2 – 3 ngày. Kali có tác dụng làm tăng số nhánh hữu hiệu, tăng chiều cao cây, bông dài hơn và phẩm chất hạt tốt hơn.
Theo Yang (1999), kali đẩy mạnh sự đồng hoá cácbon của cây lúa, xúc tiến việc chuyển hoá và vận chuyển sản phẩm quang hợp. Thiếu kali hoạt động của sắt bịảnh hưởng, do đó ảnh hưởng tới quang hợp dẫn đến lá bị vàng. Bón đủ kali, diệp lục và các sắc tốđều tăng (tuy nhiên, kali không phải là thành phần của sắc tố), việc hình thành gluxit được đẩy mạnh, trọng lượng lá tăng, kali tham gia vào quá trình chuyển hoá đường thành gluco. Khi đủ kali thì tỷ lệ saccaroza và tinh bột đều cao.
Theo Ying (1998) khi nghiên cứu về đặc điểm dinh dưỡng, kỹ thuật bón phân cho lúa lai năng suất cao ở Bắc Kinh cho thấy: Đối với lúa ngắn ngày, giai
đoạn trỗ cây lúa hút 43,1% lượng kali và tổng lượng kali cần để đạt năng suất cao là 217,7kg/ha. Còn đối với lúa dài ngày, cây hút lượng kali tương đối đều ở
các giai đoạn sinh trưởng, giai đoạn lúa trỗ bông hút 31,9% và tổng lượng cần là 263,75 kg/ha. Tác giả cho thấy, bón kali ở giai đoạn khác nhau cũng cho hiệu quả khác nhau.
Khi nghiên cứu về lúa lai các nhà khoa học Trung Quốc kết luận rằng: “Với cùng một mức năng suất, lúa lai hấp thu lượng đạm và lân thấp hơn lúa thuần, ở
mức 75 tạ/ha lúa lai hấp thu thấp hơn lúa thuần 4,8% vềđạm, hấp thu P2O5 thấp hơn 18.2% nhưng hấp thu K2O cao hơn 4,5 %”.
Theo kết quả nghiên cứu của Sarker (2002) từ khi cây bắt đầu bén rễ đến cuối đẻ nhánh, đối với vụ sớm và vụ muộn đều hút một lượng kali tương đối như
nhau. Từ khi phân hoá đòng đến lúc bắt đầu trỗ, cây lúa hút kali nhiều nhất và sau
đó lại giảm, nhưng từ khi trỗ đến thời kỳ hạt chắc và chín thì tỷ lệ hút kali ở vụ
muộn lại cao hơn vụ sớm.
Thí nghiệm của Kobayshi (1995) cho thấy: khi bón đủ kali, giai đoạn từ bắt
đầu đẻ nhánh đến phân hoá đòng có tốc độ hút kali cao nhất sau đó giảm. Bạo Văn Khuê et al., 1959 cùng đưa ra kết luận: bón phân kali khi lúa phân hoá đòng có thể
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 21 làm tăng số hạt trên bông.
Theo nguồn tư liệu của Đại học Nông nghiệp Keralt (1998) ở vùng Kutlanad và Onattukaza (Ấn Độ) khi nghiên cứu về bón kali cho cây lúa chịu hạn, trung bình nên bón 50% K2O trước khi cấy và 50% K2O vào thời gian 5-7 ngày trước khi lúa trỗ.
Theo Shi M.S và Deng.J.Y (1986) khi nghiên cứu về kali cho thấy: kali là nguyên tố dinh dưỡng không đáp ứng được nhu cầu của cây trồng so với Ca và Mg, kali ở trong đất lại chứa ở dạng khó tiêu nên cây trồng khó hút, do đó nhu cầu của cây lúa về bón kali cần nhiều hơn so với Ca và Mg.
Kết quả nghiên cứu của Sinclair (1989) lúa hút kali vào thời kỳđẻ nhánh có tác dụng làm tăng số bông, số hạt, ở thời kỳ làm đòng làm tăng số hạt và tăng trọng lượng nghìn hạt. Vì vậy, thiếu kali ở giai đoạn này làm năng suất giảm mạnh. Đây cũng là cơ sở cho biện pháp kỹ thuật bón kali.
Theo kết quả nghiên cứu của Sarker (2002): ở giai đoạn đầu hiệu suất của kali cao sau đó giảm dần và đến giai đoạn cuối lại cao. Do lúa cần lượng kali lớn nên cần bón kali bổ sung đến giai đoạn trỗ, đặc biệt ở giai đoạn hình thành hạt là rất cần thiết.
Khi nghiên cứu về vai trò của kali, S.Yoshida (1981) cho biết ởđất trũng ít khi bị thiếu kali. Hàm lượng kali thấp hoặc thiếu kali thường đi kèm với ngộđộc sắt trong đất đỏ, chua, phèn.
1.3.4.2 Nghiên cứu bón phân cho lúa nếp
Nghiên cứu phản ứng của lúa cạn với phân bón trong điều kiện canh tác gieo trồng trong hệ thống canh tác nương rẫy ở vùng núi Bắc của CHDCND Lào, nông dân canh tác truyền thống quản canh nên năng suất thấp trung bình chỉ đạt 1,7 tấn/ha. Một nghiên cứu thực hiện ở tỉnh Luang Prabang đểđánh giá ảnh hưởng của phân bón đến năng suất lúa, thí nghiệm với 3 giống địa phương và 3 giống cải tiến với 4 mức phân bón khác nhau: không bón phân, chỉ bón đạm 90kgN/ha. Chỉ bón lân 50kg/ha và phối hợp đạm + lân. Hai giống cải tiến IR55423-01 và B6144-MR- 6-0-0 năng suất cao hơn khi bón phân ở tất cả các điểm nghiên cứu. Các giống địa phương có tích lũy chất khô, hệ số thu hoạch, số bông cao hơn và chiều cao cây thấp hơn ở các công thức phân bón. Bón đạm tăng năng suất của 2 giống cải tiến từ
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 22 3,1 đến 4,0 tấn/ha, trong khi các giống địa phương tăng năng suất từ 1,6 đến 1,9 tấn/ha. Chỉ bón lân không ảnh hưởng đến năng suất hạt, bón phối hợp đạm + lân chỉ
tăng năng suất cao hơn 0,5tấn/ha so với bón đạm đơn lẻ trên tất cả các giống và các
điểm nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, các giống lúa cạn với hệ số thu hoạch cao và được chọn lọc những cũng phản ứng mạnh với phân đạm (Saito et al., 2005). Phát triển các giống lúa nếp truyền thống là một mục tiêu để cải tiến tiềm năng du lịch ở CHDCND Lào, do vây nghiên cứu tăng năng suất của các giống lúa nếp có ý nghĩa quan trọng. Một số giống lúa nếp địa phương đã được cải tiến nâng cao năng suất và chất lượng như Thasano1 (TSN1) và Thadokkham1 (TDK1). Các tác giả nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón đạm đến năng suất và chất lượng của 2 giống địa phương và 2 giống địa phương đã cải tiến là Hom Nang Nouane (HNN), Kai Noy Leuang (KNL), TDK1 và TSN1. Thí nghiệm tại Viên nghiên cứu Nông nghiệp Lào trong năm 2006 với 4 mức bón đạm 0, 30, 60 và 90 kg/ha trên nền phân lân và kali là 30 - 30. Kết quả cho thấy tăng mức bón đạm tăng năng suất và yếu tố
cấu thành năng suất của giống cải tiến TDK1 và TSN1, trong khi 2 giống địa phương không phản ứng với tăng mức đạm. Chất lượng của cả 4 giống đều không
ảnh hưởng khi tăng mức bón đạm.
Naing et al., 2010 nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón đến sinh trưởng, năng suất của 5 giống lúa nếp cẩm trong điều kiện đất nghèo dinh dưỡng tại đại học Khon Kaen, Thái Lan. Thí nghiệm trong 2 năm 2007 – 2008 với mức phân bón thí nghiệm 10 tấn phân chuồng và N:P: K với tỷ lệ 50-22-42 kg/ha. Theo dõi và phân tích chỉ số diện tích lá (LAI), ngày trỗ, lượng chất khô, số bông/khóm, số hạt/bông, số hạt chắc, khối lượng 1000 hạt và năng suất. Kết quả nghiên cứu cho thấy phối hợp phân hữu cơ và vô cơ tăng lượng chất khô và các yếu tố tạo thành năng suất, so sánh năng suất và số hạt trên bông của 5 giống cho thấy giống KKU-GL-BL-05-002 có số hạt/bông và năng suất cao nhất trong cả 2 năm thí nghiệm.
1.3.4.3. Tình hình nghiên cứu về bón phân cho lúa tại Việt Nam
Nông dân Việt Nam đã dùng phân hữu cơ từ rất lâu đời, việc phát nương làm rẫy, đốt rơm rạ trên nương để lại lớp tro rồi chọc lỗ bỏ hạt. Việc cày vặn ngả dạ
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 23 dân đã biết tận dụng ngay tại chỗ nguồn phân bón kết hợp với thu gom phân trâu bò, tro bếp... để bón ruộng.
Khi nghiên cứu ảnh hưởng của phân đạm đến sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa, Bùi Huy Đáp cho biết: “Phân hoá học cung cấp từ 1/3 đến 1/2 lượng phân đạm cho lúa”. Những năm gần đây việc bón phân chuồng cho lúa đã không
đáp ứng đủ nhu cầu dinh dưỡng cho cây, nên con người đã sử dụng phân đạm hoá học để bón. Mỗi giống lúa khác nhau cần một lượng phân bón nhất định vào các thời kỳ cây đẻ nhánh, đẻ nhánh rộ và giảm dần khi cây lúa đứng cái.
Theo Lê Văn Căn (1964), ởđất phù sa Sông Hồng nếu bón đơn thuần phân
đạm mà không kết hợp với phân lân và kali vẫn phát huy được hiệu quả của phân
đạm, lượng phân lân và kali bón thêm không làm tăng năng suất đáng kể, nhưng nếu cứ bón liên tục sau 3 – 4 năm thì việc phối hợp bón lân và kali sẽ làm tăng năng suất rõ rệt trên tất cả các loại đất. Phân đạm là nguyên tố dinh dưỡng cần thiết nhất nên việc sử dụng phân đạm đã làm tăng năng suất rất lớn. Tuy nhiên phân đạm có thể tạo lập độ phì nhiêu cho đất nên khi sử dụng không cân đối giữa
đạm với nguyên tố khác sẽ làm suy thoái đất. Qua nghiên cứu về phân bón cho thấy: ở Việt Nam, trên đất phèn nếu không bón lân, cây trồng chỉ hút được 40 – 50 kg N/ha, nếu bón lân cây trồng sẽ hút 120 – 130 kg N/ha. Do vậy, để đảm bảo
đất không bị suy thoái thì về nguyên tắc phải bón trả lại cho đất một lượng dinh dưỡng tương đương lượng dinh dưỡng mà cây trồng đã lấy đi. Tuy nhiên, việc bón phân cho cây trồng lại không chỉ hoàn toàn dựa vào dinh dưỡng cây trồng hút từđất và phân bón, mà phải dựa vào lượng dinh dưỡng dự trữ trong đất và khả
năng hấp thu dinh dưỡng của cây.
Đối với nhiều loại đất, ngay từ đầu cần phải bón đạm kết hợp với lân mới
