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 P2O5 tổng số (%) Cấp độ phì về lân
< 0,05 Nghèo lân
0,05 – 0,1 Trung bình
0,1 – 0,2 Giàu 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.
1.5.2.2 Lân tổng số
Tổng số các hợp chất lân trong đất, dù kết hợp với cation nào, ở dạng nào, hữu cơ hoặc vô cơ gọi là “lân tổng số” của đất, thể hiện bằng hàm lượng tổng số P2O5 (Lê Văn Căn, 1985). Dựa vào hàm lượng lân tổng số (%P2O5) có thể cho ta biết được tình trạng của lân trong đất (Bảng 1.4). Do đó lân tổng số chỉ cho chúng ta biết được tổng lượng lân trong đất mà không cho biết khả năng cung cấp lân cho cây trồng, vì lân trong đất được kiểm soát bởi nhiều yếu tố của môi trường, có thể bị giữ lại bởi các hợp chất khó tan như phosphate sắt, phosphate nhôm. Mặt khác các loại cây trồng khác nhau thì khả năng sử dụng lân cũng khác nhau.
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, %P2O5
Lân tổng số (%P2O5) Đánh giá < 0,03 Rất nghèo 0,04 – 0,06 Nghèo 0,061 – 0,08 Trung bình 0,08 – 0,13 Khá > 0,13 Giàu
(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 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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.
CHƯƠNG II
PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THÍ NGHIỆM
Thời gian: thí nghiệm được thực hiện trong vụ Đông – Xuân từ tháng 11 năm 2012 đến tháng 2 năm 2013.
Địa điểm: vùng đất phèn tại xã Tà Đảnh, huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang (Hình 2.1).
Hình 2.1 Bản đồ hành chính huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang
2.2 PHƯƠNG TIỆN
- Vật liệu thí nghiệm
Phân lân: dạng DAP và hỗn hợp NPK
Sử dụng nông dược: áp dụng theo tập quán canh tác của nông dân.
Nước: tưới ướt khô xen kẽ, đặt ống nhựa theo dõi. Ống nhựa cứng polymer không đáy dày khoảng 4 mm, đường kính 18 cm, chiều dài ống 25 cm và 40 cm. Sau đó ống được khoan các lỗ nhỏ bên hông, mỗi lỗ có đường kính khoảng 0,5 cm, lỗ này cách lỗ kia khoảng 2 cm. Phần ống có khoan lỗ được chôn xuống đất, phần trên mặt đất là 10 cm không khoan lỗ.
Giống: giống lúa OM2517.
- Hóa chất thí nghiệm: Các loại phân Urê (46% N), KCl (60% K2O),… - Dụng cụ thí nghiệm: Máy đo EC, máy đo pH, máy SPAD – 502, máy
bơm và đồng hồ đo lượng nước,…
Địa điểm Thí nghiệm
2.3 PHƯƠNG PHÁP2.3.1 Bố trí thí nghiệm 2.3.1 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm 2 nhân tố bố trí theo kiểu lô phụ với 3 lần lặp lại với Nhân tố I: Nước (nhân tố chính).
Nhân tố II: Phân lân (nhân tố phụ).
Mỗi ô thí nghiệm (nghiệm thức) có diện tích 40 m2 (8 m x 5 m), giữa các ô có đắp bờ 0,4 m. Bờ bao quanh mỗi lần lặp lại và quanh lô chính có tấn cao su 0,7 m; chôn xuống đất 0,3 m, kéo thẳng ép không khí ra ngoài sau đó lấp đất kín lại, hạn chế tối đa lượng nước qua lại giữa các ô và bên trong với bên ngoài.
Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Trong đó:
W1: quản lí mực nước ngập theo nông dân, không đặt ống. Ruộng lúa ngập liên tục, tưới khi mực nước trong ruộng 3 – 5 cm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
W2: quản lí nước ngập khô xen kẽ, đặt ống nhựa 25 cm, tưới bổ sung khi mực nước giảm xuống 15 cm từ mặt đất.
W3: quản lí nước ngập khô xen kẽ, đặt ống nhựa 40 cm, tưới bổ sung nước khi mực nước giảm xuống 30 cm từ mặt đất.
P0: Không bón phân lân.
P1: Bón ½ lượng phân lân nông dân bón.