Trong các nguyên tố dinh dưỡng, đạm là chất dinh dưỡng quan trọng nhất. Cây lúa cần đạm trong tất cả các giai đoạn sinh trưởng, tuy nhiên giai đoạn đẻ nhánh lúa cần nhiều đạm nhất (Nguyễn Văn Hoan, 2006). Cung cấp đủ đạm và đúng lúc làm cho lúa đẻ nhánh nhanh, tập trung tạo nhiều nhánh hữu hiệu. Đạm thúc đẩy hình thành đòng và các yếu tố cấu thành năng suất khác như số hạt/bông, khối lượng 1000 hạt và tỷ lệ hạt chắc. Vì vậy, bón đạm ở giai đoạn làm đòng ảnh hưởng quyết định đến năng suất. Mặt khác bón đạm làm tăng hàm lượng protein nên ảnh hưởng đến chất lượng gạo. Đạm cũng ảnh hưởng tới đặc tính vật lý và sức đề kháng đối với sâu bệnh hại lúa. Thừa hoặc thiếu đạm đều làm lúa dễ bị nhiễm sâu bệnh hại do sức đề kháng giảm (Nguyễn Như Hà, 2006; Nguyễn Văn Hoan, 2006).
Thiếu đạm làm cho cây lúa thấp, đẻ nhánh kém, đòng nhỏ, khả năng trỗ kém, số hạt/bông ít, lép nhiều, năng suất thấp. Thừa đạm làm cho lá to, dài, phiến lá mỏng, nhánh vô hiệu nhiều, lúa trỗ muộn, cây cao, lốp, đổ non ảnh hưởng xấu đến năng suất và phẩm chất lúa. Trong quá trình sinh trưởng, cây lúa có nhu cầu đạm tăng đều từ thời kỳđẻ nhánh tới trỗ và giảm sau trỗ. Lượng đạm cần thiết để tạo ra một tấn thóc từ 17 - 25 kg N, trung bình cần 22,2 kg N (Nguyễn Thị Lẫm, 2003).
Đạm là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng nhất đối với cây lúa trong các giai đoạn sinh trưởng và phát triển. Sau khi tăng lượng đạm thì cường độ quang hợp, cường độ hô hấp và hàm lượng diệp lục của cây lúa tăng lên, nhịp độ quang hợp, hô hấp không khác nhau nhiều nhưng cường độ quang hợp tăng mạnh hơn cường độ hô
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 19
hấp gấp 10 lần cho nên vai trò của đạm làm tăng tích lũy chất khô (Nguyễn Thị Lẫm, 1994; Phạm Văn Cường 2005).
Nghiên cứu của Nguyễn Như Hà và cs, (2000) cho kết quả: Để năng suất lúa đạt 5,0 - 5,5 tấn/ha/vụ, đảm bảo phẩm chất tốt, hiệu suất phân bón cao và ổn định độ phì đất cần bón 120 kg N/ha. Muốn thu được 7 tấn/ha, các giống lúa cao sản cần bón 150 kg N/ha (Nguyễn Văn Hoan, 2006). Trên giống lúa Việt Lai 20 khi giảm mức bón đạm từ 1,6g N/chậu 5 lít xuống mức thấp 0,8g N/chậu thì diện tích lá giảm theo các thời kỳ theo dõi và cường độ quang hợp cũng giảm (Tăng Thị Hạnh, 2008).
Theo nghiên cứu của Nguyễn Thị Lan (2009), mức đạm bón khác nhau (60, 90, 120 và 150 kg N/ha) đã ảnh hưởng đến chỉ số diện tích lá LAI ở các giai đoạn đẻ nhánh rộ, trỗ và chín sáp. Kết quả cho thấy LAI tăng theo tuyến tính theo lượng đạm bón ở mức tin cậy 95%. Kết quả nghiên cứu trên giống lúa chịu mặn (giống Cườm), Phạm Văn cường (2012) cho thấy: khi tăng nồng độ đạm từ 1,425 mM, đến 4,275 mM diện tích lá và hàm lượng diệp lục trong lá, tích lũy chất khô tăng sau 28 ngày trồng.
Theo Nguyễn Như Hà (1999), khi nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ cấy và ảnh hưởng của liều lượng đạm tới sinh trưởng của giống lúa ngắn ngày thâm canh cho thấy: Tăng liều lượng bón đạm ở mật độ dày có tác dụng tăng tỷ lệ nhánh hữu hiệu. Kết quả nghiên cứu trên 2 giống lúa ngắn ngày (Khang Dân và giống mới chọn tạo) của Tăng Thị Hạnh (2013) cho thấy: khi tăng mức đạm bón từ 0 đến 45 kg N/ha đã làm tăng các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ở cả vụ xuân và vụ mùa.
Thực tế, lượng đạm bón cho lúa khác nhau giữa các vùng. Ở miền Bắc nông dân thường bón với lượng trung bình 103,2 kg N/ha (Nguyễn Văn Bộ và cs, 1996). Lượng phân khuyến cáo cho lúa cao sản ở vùng đất phù sa cặp giữa 2 sông Tiền và sông Hậu là 100 - 120 kg N/ha trong vụĐông xuân và 80 - 100 kg N/ha trong vụ Hè thu hoặc vụ Xuân hè. Trên đất phèn vùng Tứ giác Long Xuyên, ở vụ Xuân bón 80 - 100 kg N/ha, vụ Hè thu bón 60 - 80 kg N/ha, một phần diện tích nhỏ từ Long An đến Cà Mau bón 30 - 50 kg N/ha.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 20 Thời kỳ bón đạm tốt nhất cho lúa gồm: Bón lót, thúc đẻ, thúc đòng và có thể bón nuôi hạt (Nguyễn Như Hà, 2006). Ở thời kỳ đẻ nhánh và làm đòng lúa cần nhiều đạm vì vậy bón đạm hợp lý vào 2 thời kỳ này làm tăng khả năng đẻ nhánh, tạo bông lúa, tăng cường quá trình phân hóa hoa và số lượng hạt phấn. Phần lớn đạm được bón sớm để đẻ nhánh tốt, hình thành nhiều bông và nhiều hạt. Việc bón đạm quá muộn làm cây đẻ nhánh không tập trung, sâu bệnh phát sinh phá hoại mạnh (Nguyễn Văn Bộ và Cs, 2003). Cây lúa thường bị thừa đạm vào thời kỳ kết thúc đẻ nhánh hữu hiệu, trước và sau khi trỗ bông (Nguyễn Thị Lẫm và Cs,2003).
Hiệu quả sử dụng đạm của lúa rất thấp, chưa tới 40% (Phạm Sĩ Tân, 1997). Trên đất phù sa không được bồi đắp thường xuyên của hệ thống sông Hồng với mức bón từ 80 - 240 kg N/ha, hệ số sử dụng đạm biến thiên từ 17,1 - 47,4% trong vụ Xuân, từ 24,3 - 38,6% trong vụ Mùa. Trên đất bạc màu bón với lượng từ 40-120 kg N/ha thì hệ số sử dụng đạm ở vụ Mùa biến thiên từ 17,7 - 37,5%. Cứ 1 kg N lúa hút được từ đất và phân bón cho bội thu 38 - 41 kg thóc ở vụ Xuân và 60 kg thóc ở vụ Mùa. Trên các loại đất đất gley, đất bạc màu khi các yếu tố khác chưa được khắc phục về độ chua, lân và kali thì vai trò của phân đạm không phát huy được. Bón đạm hoặc đạm và lân năng suất lúa lai chỉ tăng 17,7% trên đất bạc màu, 11,5% trên đất gley (Nguyễn Văn Bộ và Cs, 1996).
Để nâng cao hiệu quả sử dụng đạm ở ruộng lúa, nhiều nghiên cứu đã được tiến hành. Theo Bùi Huy Đáp, (1985); Nguyễn Như Hà (2006): Khi đạm được bón sâu 5-10 cm vào tầng khử của đất thì hiệu quả sử dụng đạm cao hơn. Bón đạm vào tầng khử, đạm được các keo đất giữ dưới dạng NH4+, cung cấp dần cho lúa, ngăn chặn việc hình thành NO3-, hiệu lực của đạm có thể tăng lên gấp đôi. Bón đạm sâu còn ngăn chặn việc bốc hơi NH3 vào tầng khí quyển (Nguyễn Ngọc Nông, 1999). Tuy nhiên, biện pháp này chỉ thích hợp với lần bón lót trước khi bừa lần cuối, không nên bón khi cày lần đầu vì đất chưa đủ mức độ khửđể ngăn chặn quá trình nitrat hóa. Ruộng sau khi bón phân phải giữ ngập nước 3 - 5 cm để hạn chế mất đạm (Nguyễn Như Hà, 2006).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 21 urea không ảnh hưởng đến năng suất lúa, tuy nhiên làm làm tăng lượng đạm lúa tích lũy một cách chắc chắn. Biện pháp tháo nước trước khi vùi urea làm tăng năng suất và khả năng tích lũy đạm so với để mức nước 5 cm. Bón phân viên nén và chất hữu cơ khi tưới tiết kiệm đã làm tăng 35,4% năng suất so với bón phân vãi và tưới theo phương pháp truyền thống, tiết kiệm được 33% lượng đạm bón (Nguyễn Tất Cảnh, 2006).
Trộn phân đạm với đất bột rồi vo viên dúi vào gốc lúa làm tăng hệ số sử dụng đạm từ 50 - 100%. Bọc phân đạm vào đất thịt và bón vào giữa 4 khóm lúa cũng cho hiệu quả như bón phân viên. Bón phân viên với lượng 40 kg N/ha cho số bông nhiều hơn bón vãi với lượng 40 - 80 kg N/ha. Cùng bón 40 kg N/ha, bón vãi cho năng suất tăng 4 tạ/ha, bón phân viên tăng 8,5 - 15,5 tạ/ha so với công thức không bón. Khi bón 80 kg N/ha thì bón vãi tăng tương ứng là 13,5 tạ/ha, bón phân viên tăng 20,5 - 25,5 tạ/ha. Bón phân sâu và tập trung làm cho hiệu quả của phân hóa học tăng 2 lần (Bùi Huy Đáp, 1985). Tuy nhiên, phương pháp này tốn nhiều công lao động (Nguyễn Như Hà, 2006).
Bón phân cân đối làm tăng hiệu quả sử dụng đạm của lúa. Bón cân đối giữa đạm và lân làm tăng 82,2% năng suất, giảm 50,7% lượng đạm cần để sản xuất 1 tấn thóc so với công thức bón đạm đơn độc. Trên đất phù sa sông Hồng, để sản xuất ra 1 tấn thóc cần 23 - 27 kg N nếu không bón lân, nhưng nếu có bón lân chỉ cần 19 - 23 kg N. Khi bón đạm và lân thì cây chỉ hút được 42,1 kg N/ha, bón đạm, lân và kali thì lượng đạm cây hút được là 72,1 kg N/ha. Không bón kali thì bội thu năng suất trên đất bạc màu là 8,1% kg thóc/kg N (vụ Xuân), 2,1 kg thóc/kg N (vụ Mùa), bón phối hợp với kali thì bội thu năng suất tương ứng là 13,2 và 4,7 kg thóc/kg N. Hiệu quả bón cân đối đạm và kali càng lớn khi bón lượng đạm cao, đặc biệt trên đất nghèo kali (Nguyễn Văn Bộ, 2003).
Kết quả nghiên cứu thời kỳ bón đạm cho thấy rất rõ hiệu quả của phân đạm trên đất phù sa sông Hồng đạt cao nhất ở thời kỳ bón lót từ 50 - 75% tổng lượng đạm, lượng đạm bón nuôi đòng chỉ từ 12,5 - 25%. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của phân đạm bón đối với lúa lai, Phạm Văn Cường và Cs (2005) cho thấy, khi tăng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 22
lượng đạm bón khả năng sinh trưởng của lúa lai tốt hơn, tăng diện tích lá, tăng khả năng trao đổi khí CO2 do đó làm cho quá trình sản xuất chất khô cao ở giống lai F1. Một trong những tiến bộ khoa học thường xuyên, liên tục được áp dụng vào sản xuất nông nghiệp đó chính là việc sử dụng các loại phân bón thế hệ mới được nhập khẩu từ các nước có ngành nông nghiệp phát triển như Mỹ, Canada, Pháp, Đức... (Nguyễn Văn Luật, 2005).
Từ kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy đạm đóng vai trò đặc biệt quan trọng với sinh trưởng và năng suất lúa. Tuy nhiên lượng bón đạm phụ thuộc vào giống, năng suất, điều kiện đất đai và khí hậu, bón phù hợp sẽ cho hiệu quả cao, bón không phù hợp không những không tăng năng suất, chất lượng mà còn làm giảm năng suất do sâu bệnh gây lãng phí và ô nhiễm môi trường. Việc xác định lượng bón phù hợp với giống và điều kiện đất đai khí hậu ở từng địa phương là hết sức cần thiết.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 23
Chương 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU