CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.3 Xác đị nh cân bằng NPK trong các hệ thống canh tác
3.3.1 Cân bằng đạm
Cân bằng khoáng đạm cho đất lúa có thểước lượng như sau:
B = (IN1 + IN2 + IN3 + IN4) – (OUT1 + OUT2 + OUT3 + OUT4)
IN1: phân đạm bón vào 100 kg N/ha đối với lúa, 200 kg N/ha đối với bắp. iệm thứ 8 kg N/ha/vụ [Thí nghiệm 3]. Giảđịnh vụ bắp cốđịnh
là 18 kg N/ha/vụ. IN3: đ
Dobermann and Fairhurst, 2000) OUT1: đạm trong hạt thu hoạch (Bả 12) [Thí nghiệm 5]
OUT3: đạm mất do thấm lậu 17 kg N/ha/vụ [Phụ lục 3]
O mất ốc hơ đượ /ha/ g Xuân được ư ng 11 kg/ [ g u c
nghiệm địn Xuân Hè m ơng ng v ông Xuân là 11 kg vụ ắp Xuân Hè 1 kg N/ha/vụ. T toán ân bằ hông o
.
ản o th hỉ c ụĐ Xuâ ường hợp l m rạ là
c â kg N /vụ n cá khá u câ ng d g, dẫ n
c ân ơng 6–23 N/h m). G a ha ống cây trồn ì
luân canh bắp mất ạm (107–237 kg N/ha/năm) cao hơn so với đ lú 163 kg N/ha/nă
n b ũng cho bi ột l đạm khá lớn b ất khi bón vào đất, điều này cũng phù hợp với nhi u nghiên cứu tr ớc đây (De Datta and Broadbent, 198 h an e Da 1990 resh l., 2006).
ấy vi c qu ơm rạ rất quan trọ ệc duy trì nguồn ạm trong t. Thự tế tập uán nôn dân s thu h
rơm rạ để tránh ngộ độc hữu cơ ở vụ sau, việc làm này sẽ mất đi lượng đạm trong
đất đán nhanh hơn.
IN2: cố định đạm sinh học: nghiệm thức lúa ngập liên tục 23 kg N/ha/vụ, ngh c khô ngập xen kẽ là 1
N sinh học tương đương nghiệm thức khô ngập xen kẽ
ạm trong nước tưới 16, 17 và 9 kg N/vụ/ha tương ứng các vụ ĐX, XH và HT [Phụ lục 3]
IN4: đạm trong nước mưa giảđịnh 2 kg N/vụ/ha ( ng 3.
OUT2: đạm trong rơm rạ (lấy đi 100%), vùi rơm rạ trở lại (mất 20% rơm rạ): Bảng 3.12 [Thí nghiệm 5]
UT4: đạm Đôn
do b i của NH3: vụ Hè Thu c ước lượng 1 kg N vụ, vụ ớc lượ ha/vụ Phươn pháp b ồng thu ủa Thí 4]. Giả h vụ ất tư đươ ụ Đ N/ha/ gồm kh và vụ b ính c ng k ba ử nitrate Qua B g 3.5 ch ấy c ó ở v ông n ở tr ấy rơ đi ân bằng đạm ả năm đều c m (–22 /ha ). Cò c vụ c đề n bằ ươn n đế bằng dư (7 7 kg a/nă iữ i hệ th g th đ ộc canh a (76– m).
Sự câ ằng đạm c ết m ượng phân ị m
ề ư
8; Bures d D tta, ; Bu et a
Từ thí nghiệm trên cho th ệ ản lý r ng trong vi
đ đấ c q g au oạch thường đốt
g kể. Do vậy, biện pháp vùi rơm rạ trở lại cần được khuyến cáo, tuy nhiên để
Bảng 3.5 Cân bằng N cho hai hệ thống canh tác với trường hợp lấy rơm đi và vùi rơm trở lại. Giồng Riềng-Kiên Giang, năm 2007-2008
Các nguồn thu nhập Các nguồn mất đi Hệ thống
canh tác Vụ IN1 IN2 IN3 IN4 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 bCân ằng
Lúa ĐX 100 23 16 2 83 52 17 11 -22 LúaXH 100 23 17 2 47 36 17 11 31 Luá HT 100 23 9 2 29 20 17 1 67 Lúa-lúa-lúa (lấy rơm đi) Tổng +76 Lúa ĐX 100 23 16 2 83 10 17 11 20 LúaXH 100 23 17 2 47 7 17 11 60 Lúa-lúa-lúa (vùi rơm l Luá HT 100 23 9 2 29 4 17 1 83 ại) Tổng +163 Lúa ĐX 100 23 16 2 83 52 17 11 -22 BắpXH 200 18 5 2 53 75 0 p-lúa m đi) 1 96 Lúa-bắ (lấy rơ Lúa HT 100 23 9 2 45 38 17 1 33 Tổng +107 Lúa ĐX 100 23 16 2 83 10 17 11 20 BắpXH 200 18 5 2 53 15 0 1 154 Lúa HT 100 2 Lúa-bắp-lúa (vùi rơm lại) 3 9 2 45 8 17 1 63 Tổng +237 3.3.2 Câ ư sau:
kg P2O5/vụ/ha tương ứng vụ lúa ĐX, XH, IN3: P trong nước mưa được giảđịnh 0,3 kg P2O5/vụ/ha (Dobermannvà Fairhurst,
2000)
n bằng lân
Cân bằng khoáng lân cho đất lúa có thểước lượng nh
Cân bằng (lân hòa tan) = (IN1 + IN2 + IN3) – (OUT1 + OUT2 + OUT3)
Trong đó:
IN1: phân P bón vào 60 kg P2O5/ha đối với lúa, 90 kg P2O5/ha đối với bắp IN2: P trong nước tưới 2,7, 2,8, 1,6, 0,9
OUT1:
2 5
trong đó t năm và lấy
rơ n bằn 0–107
Bảng .6 Cân cho ệ a tác v rườ ợp l rơm r ại. G R -Kiê iang m 2 2008
ngu hu nh c ng mất đ
P trong hạt thu hoạch (Bảng 3.13) [Thí nghiệm 5]
OUT2: P trong rơm rạ lấy đi 100%, vùi rơm rạ trở lại (mất 20% rơm rạ)(Bảng 3.13) [Thí nghiệm 5]
OUT3: P mất do thấm lậu 0,4 kg P O /ha/vụ [Phụ lục 3].
Qua đánh giá cân bằng lân (Bảng 3.6) cho thấy các vụ đều cân bằng dương, rường hợp vùi rơm rạ trở lại cân bằng 144–150 kg P2O5/ha/
m rạđi câ g 10 kg P2O5/ha/năm.
3 bằng P hai h thống c nh ới t ng h ấy đi và vùi ơm trở l iồng iềng n G , nă 007-
Các ồn t ập Cá uồn i Hệ thống
canh tác IN1 IN2 IN3 OUT1 OUT2 Vụ OUT3 Cân bằng Lúa ĐX 60 2,7 0,3 17 25 0,4 21 Lúa XH 60 2,8 0,3 0,4 0,3 0,4 10 8 45 Luá HT 60 1,6 7 14 41 Lúa-lúa-lúa (lấy rơm đi) Tổng +107 Lúa ĐX 60 2,7 0,3 17 5 0,4 41 Lúa XH 60 2,8 0,3 0,4 0,3 0,4 10 1,6 51 Luá HT 60 1,6 7 2,8 52 Lúa-lúa-lúa (vùi rơm lại) Tổng +144 Lúa ĐX 60 2,7 0,3 17 25 0,4 21 Bắp XH 90 0,9 0,3 0,3 0,4 + 29 18 0 44 Lúa HT 60 1,6 8 18 35 Lúa-bắp-lúa (lấy rơm đi) Tổng 100 Lúa ĐX 60 2,7 0,3 17 5,0 0,4 41 Bắp XH 90 0,9 0,3 29 3,6 0 59 Lúa HT 60 1,6 0,3 8 3,6 0,4 50 Lúa-bắp-lúa (vùi rơm lại) Tổng +150
Sự cân bằng lân cho biết một lượng lân lớn bị cố định khi bón phân lân vào
chua lân dễ tiêu trong đất rất dễ bị kết tủa dưới dạng phosphate sắt, nhôm. Vì vậy lượng phosphate hòa tan khi ta bón vào đất không bao lâu sẽ chuyển thành những dạng khó hòa tan hơn, và càng ít hòa tan thì càng chậm tiêu, khó được cây hút (Lê Văn Căn, 1985). Kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu Cao Tấn Đạt (2009) cho thấy câ
rạ trở lại sẽ là biện pháp tốt để giải quyết thiếu hụt dinh dưỡng lân của
đất. Tuy nhiên lân dễ tiêu trong đất là một chỉ tiêu tương đối phức tạp nó chịu sự tác các kim loại như: Fe, Al,
Cân bằng khoáng kali cho đất lúa có thểước lượng như sau:
+ IN3) – (OUT1 + OUT2 + OUT3)
IN1: p
của mộ li không chỉ
tùy thuộc vào cân bằng của các dạng kali hòa tan trong đất mà còn tùy thuộc vào khả n
n bằng lân trong các hệ thống cây trồng lúa–bắp–lúa ở phù sa Cai Lậy là cân bằng dương 824,5 kg/ha/3 năm trong trường hợp vùi lại xác bã thực vật cho đất. Vậy vùi rơm
động mạnh mẽ của điều kiện môi trường, của vi sinh vật, pH và ...
3.3.3 Cân bằng kali
Cân bằng (K hòa tan) = (IN1 + IN2
hân K bón vào 30 kg K2O/ha đối với lúa, 60 kg K2O/ha đối với bắp
IN2: K trong nước tưới 6,9, 7,1, 4,0 và 2,2 kg K2O/ha/vụ tương ứng vụ lúa ĐX, XH, HT và bắp XH [Phụ lục 3]
IN3: K trong nước mưa giảđịnh 5 kg K2O/ha/vụ (Dobermannand Fairhurst, 2000 OUT1: K trong hạt thu hoạch (Bảng 3.14) [Thí nghiệm 5]
OUT2: K trong rơm rạ lấy đi 100%, vùi rơm rạ trở lại (mất 20% rơm rạ): Bảng 3.14 [Thí nghiệm 5]
OUT3: K mất do thấm lậu 5 kg K2O/ha/vụ [Phụ lục 3]
Việc tính toán cân bằng kali là cần thiết để xác định đầy đủ tính bền vững t hệ thống canh tác. Tuy nhiên, việc cần thiết phải bón phân ka
ăng chuyển kali từ dạng chậm hữu dụng sang dạng hữu dụng cho cây trồng và xác định các nguồn kali chậm hữu dụng.
Qua phân tích cây, nhận thấy kali trong thân rất cao, nên các trường hợp lấy rơm rạđi trong các hệ thống đều cân bằng âm (–410 đến –252 kg K2O/ha/năm). Tuy nhiên, nếu vùi rơm rạ trở lại thì các hệ thống cân bằng (–19 đến 10 kg K2O/ha/năm).
Bảng 3.7 Cân bằng K cho hai hệ thống canh tác với trường hợp lấy rơm đi và vùi rơm trở lại. Giồng Riềng-Kiên Giang, năm 2007-2008
Các nguồn thu nhập Các nguồn mất đi Hệ thống
canh tác
Vụ
IN1 IN2 IN3 OUT1 OUT2 OUT3
Cân bằng Lúa ĐX 30 6,9 5 14 159 5 -136 Lúa XH 30 7,1 5 5 -67 5 Lúa-lúa-lúa Tổng 13 91 Luá HT 30 4,0 5 6 77 -49 (lấy rơm đi) -252 Lúa ĐX 30 6,9 5 14 32 5 -9 Lúa XH 30 7, 5 18 5 5 15 5 lúa Tổng +10 1 13 6 Luá HT 30 4,0 6 13 Lúa-lúa- (vùi rơm lại) Lúa ĐX 30 6,9 5 14 159 5 -136 Bắp XH 60 2,2 5 39 217 0 -189 30 4,0 ắp-lúa (lấy rơm đi) Lúa HT 5 7 112 5 -85 Lúa-b Tổng -410 Lúa ĐX 30 6,9 5 14 32 5 -9 Bắp X Lúa-bắp-lúa i) H 60 2,2 5 39 43 0 -15 Lúa HT 30 4,0 5 7 5 (vùi rơm lạ ng -19 22 5 Tổ
Dobe ., (1998), 80% ru ở châu Á không
ự cân bằng kali, ngu đất rất bi đổi và phụ c vào các y ố
như ưới, quả ơm rạ và n ất. Nh í
n kiệt n n kali tron ổ là
hững vùng thâm canh lúa. Khi đó, nguồn cung cấp kali bản ở thành u tố
uất quan trọ đối với cây lúa chí đối ng ngậ ở
Theo rmann et al ộng lúa thâm canh
có s ồn kali trong ến thuộ ếu t
lượng kali hấp thu, nguồn nước t n lý r ăng su ững th ghiệm dài hạn đã chứng minh sự suy guồ g đất mà ph biến
n địa tr yế
châu Á (Dobermann et al., 1996). Việc vùi rơm rạ trở lại có thể làm tăng khả năng cung
t đầu vào và lấy đi, không bao gồm nguồn dưỡng chất NPK cung cấp từ
ở nhiều vùng tại châu Á, cây lúa đã được trồng liên tục trong n
cấp dưỡng chất kali của đất, hạn chế được lượng kali bón bổ sung vào ruộng. Mặc khác, kali trong đất có thể chuyển đổi từ dạngtrong thành phần khoáng sét dần sang dạng trao đổi rồi đi vào dung dịch đất (Vũ Hữu Yêm, 1995).
Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu cân bằng dưỡng chất NPK trên chỉ dựa vào nguồn dưỡng chấ
đất.
3.4 Một số nghiên cứu về chuyển hóa đạm trong đất phèn nhẹ
Để tính toán cân bằng đạm trong các hệ thống cây trồng trên, đề tài đã nghiên cứu một số quá trình chuyển hóa đạm trong đất phèn nhẹđược trình bày qua các thí nghiệm dưới đây.
3.4.1 Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của các biện pháp tưới đến khả năng cố định đạm tự do trên đất phèn trồng lúa
Sự cố định đạm tự do nhờ vào hoạt tính nitrogenase của vi sinh vật đất đã
đưa vào đất một lượng đạm nhất định, điều này đặc biệt quan trọng đối với canh tác một vụ lúa nước trước đây
hiều thế kỷ mà không có bón phân đạm. Nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy, sự cố định đạm tự do có thể đưa vào đất lúa nguồn đạm đáng kể cho đất lúa. Tuy nhiên, lượng đạm được cố định này biến động rất lớn trên các cánh đồng do điều kiện môi trường đất chi phối đến hoạt động cốđịnh đạm của vi sinh vật.
3.4.1.1 Đo khả năng cố định đạm bằng phương pháp khử acetylene (ARA) của tổng vi sinh vật trên các loại đất và điều kiện tưới khác nhau tổng vi sinh vật trên các loại đất và điều kiện tưới khác nhau
Theo phương pháp ARA, hoạt lực nitrogenase của vi sinh vật được đánh giá dựa vào lượng khí ethylene tạo ra. Kết quả xác định hoạt động khử acetylene của vi sinh vật cốđịnh đạm tự do trong đất lúa ngập liên tục và ngập khô luân phiên ở đất phèn nhẹ Giồng Riềng và đất phèn nhẹ Ô Môn, được trình bày ở Bảng 3.8.
Kết quả đo được trong thí nghiệm cũng phù hợp với thí nghiệm App et al. (1984)được tiến hành ở ruộng lúa ở IRRI. Vi sinh vật có khả năng cốđịnh N2 tự do nhờ hệ thống enzime nitrogenase, enzime này có thể khử nhiều cơ chất khác nhau, trong đó có acetylene (C2H2). Vì vậy, dựa vào lượng khí ethylene được tạo ra để đánh giá hoạt lực nitrogenase của vi sinh vật, qua đó xác định khả năng cốđịnh đạm tự do của vi sinh vật.
Bảng 3.8 Hoạt động khử acetylene (µmol C2H4/m2/giờ) của vi sinh vật ở ruộng lúa Ô Môn và Giồng Riềng, vụ HT 2008
Ngày sau khi sạ Địa điểm Nghiệm thức
10 ngày 20 ngày 45 ngày Trung bình
71,0 87,5 61,8 Ô Môn Ngập liên tục 27,0 Ô Môn Khô–ngập 26,0 64,0 105 65,0 Giồng Riềng Ngập liên tục 25,5 67,5 137 76,7 Giồng Riềng Khô–ngập 26,5 59,0 109 64,8 Từ kết quả l C2H4/m2/giờ), lượng đạ toán và trình bà
đo hoạt động khử acetylene tạo ra ethylene (µmo
m vi sinh vật cố định trong ruộng lúa ở Ô Môn và Giồng Riềng được tính y ở Bảng 3.9.
Bảng 3.9 Lượng đạm (mg N/m2/ngày) ở ruộng lúa Ô Môn và Giồng Riềng, vụ HT 2008
Ngày sau khi sạ Nhân tố Nghiệm thức
10 ngày 20 ngày 45 ngày
Ô Môn 8,9 23,1 31,9 Loại đất Giồng Riềng 8,7 21,3 41,4 ns ns ns Ngập nước liên tục 8,8 22,3 44,9 Chếđộ
quản lý nước Khô–ngập luân phiên 8,8 22,1 28,4
ns ns *
Ghi chú: ns: không khác biệt ý nghĩa thống kê; * : khác biệt có ý nghĩa thống kê
Ở
hức ngập nước liên tục (44,9 mg N/m2/ngày) cao hơn khácbiệt so với nghiệm thức khô–ngập (28,4 mg N/m2/ngày).
Theo nghiên cứu của Ishizawa et al. (1987) cho thấy sự ngập nước đã cung cấp điều kiện thích hợp cho sự cố định đạm trên rễ cây lúa. Kết quả nghiên cứu ở đất ngập nước liên tục cố định đạm tự do cao hơn ruộng ngập ướt khô xen kẽ cũng phù hợp với nghiên cứu của Trolldeneir (1975) cũng cho thấy lượng đạm cố định
được ước lượng là 63 kg N/ha trên đất trồng lúa ngập nước và 28 kg N/ha trên đất lúa không ngập nước. Roger và Ladha (1992) cho biết lượng đạm từ cố định đạm không cộng sinh trong điều kiện đất ngậ nước lớn hơn trong điều kiện thoáng khí.
đóng góp m là 30–40 kg N/ha cho dinh
ng chủng vi khuẩn và đất thiếu đạm.
Choudhury và
r, Clostridium à Burkholderia có thể thay thế cho bón phân đạm, trong khi Rhizobium có thể xúc tiến sự tăng trưởng hoặc cải thiện hình
thá lúa.
thời điểm 10 ngày và 20 ngày sau khi sạ, lượng đạm do vi sinh vật cốđịnh
được ở các nghiệm thức quản lý nước và 2 loại đất thì không khác biệt ý nghĩa qua thống kê. Ở thời điểm 45 NSKS, lượng đạm được cốđịnh ở nghiệm t
p
Chalk (1991) cho rằng sự cố định đạm của vi khuẩn khi có hiện diện của rễ lúa
ột lượng ý nghĩa về mặt nông học của đạm
dưỡng cây trồng nông nghiệp vùng nhiệt đới trong điều kiện trồng khô
Kết quả thí nghiệm cho thấy lượng đạm được cố định tăng theo thời gian sinh trưởng của cây lúa, sau khi sạ 10 ngày thì lượng đạm được cốđịnh thấp (8,7– 8,9 mg N/m2/ngày). Đến giai đoạn 20 NSKS, lượng đạm cố định tăng lên (22,1– 23,1 mg N/m2/ngày), đến giai đoạn 45 ngày thì lượng đạm cao nhất trong 3 thời
điểm khảo sát (28,4–44,9 mg N/m2/ngày). Điều này có liên quan đến khả năng phát triển bộ rễ lúa cao vào giai đoạn 45 NSKS. Sử dụng phương pháp ARA đã tìm thấy hoạt tính cao của nitrogenase hiện diện ở vùng rễ lúa ngập nước.
Kennedy (2004) cho biết sự cố định đạm bởi một số vi khuẩn như Azotobacte , Azospirillum, Herbaspirillum v
Hình 3.16 cho thấy vi khuẩn Azotobact Môn và
được quan sát dưới kính hiển vi điện tử. V uẩn Azotobacter chỉ là thành
ph ố qu t c tự ộn hống cố định đạm sin p n ồm , vi khu tổn ư ng uẩn c lượng 10–80 kg n 84 hám uẩn lam ấy để cải thiện độ phì của đất và năng suất lúa. Hoạt đ
er được phân lập từđất lúa Ô
i kh một