2. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
2.3.1. Tình hình sử dụng dinh d−ỡng của cây ngô
Ngô là loại cây có nhu cầu về dinh d−ỡng rất lớn. Theo Berzeny.Z, Gyorffy.B. (1996), trong các biện pháp thâm canh tăng năng suất ngô, phân bón giữ vai trò quan trọng nhất, phân bón có thể ảnh h−ởng tới 30,7 % năng suất ngô còn các yếu tố khác nh− mật độ, phòng trừ cỏ dại, đất trồng có ảnh h−ởng ít hơn.
Xayơ (1955) cho rằng cây ngô hút hầu hết các chất dinh d−ỡng trong lớp đất canh tác của vỏ trái đất và nguồn dinh d−ỡng chủ yếu của cây ngô là từ đất trồng [12].
Cây ngô hút các chất dinh d−ỡng cần thiết để sinh tr−ởng và phát triển thông qua các hợp chất vô cơ. Cây hút khoáng trong đất chủ yếu nhờ vào hoạt động của bộ rễ, rễ ngô hút khoáng qua dung dịch đất, rễ ngô có thể trao đổi ion trực tiếp với keo đất nhờ lông hút của rễ.
Hàng chục tấn nông sản đ−ợc tạo ra và thu hoạch hàng năm, cây ngô đM lấy đi khỏi đất một l−ợng lớn về đạm, lân, kali trên 1 hecta đất canh tác. Vì thế, để thu đ−ợc năng suất ngô cao, ổn định hàng năm cần bổ sung một l−ợng lớn chất dinh d−ỡng thông qua việc bón phân từ đất.
Trong quá trình quang hợp để tạo lập hidrat cacbon, cây ngô sử dụng CO2 từ không khí, ion H+ và nguyên tử oxy từ n−ớc và các nguyên tố khoáng từ trong đất. Qua phân tích thu đ−ợc các nguyên tố rất khác nhau và đ−ợc xếp thứ tự nh−:
Nhóm nguyên tố đa l−ợng: C, O2, H2, N, P, S, K, Ca,Mg.
Nhóm nguyên tố vi l−ợng: Sắt, mangan, kẽm, đồng, molipden, bo, clo. Nhóm nguyên tố siêu vi l−ợng: Si, Na, Al, Ti, Co, Ag, Ba [16].
Trong đó các nguyên tố cấu tạo thành cơ thể cây ngô chiếm số l−ợng lớn bao gồm C, O, N, H, P, S; chúng tạo thành các hợp chất hữu cơ quan trọng trong cây nh− đ−ờng, tinh bột, xenluloza, licnin, aminoaxit, protein, lipit...
Các nguyên tố khoáng tham gia trực tiếp vào quá trình chuyển hóa vật chất và năng l−ợng trong cây, có vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp, hô hấp, cân bằng n−ớc cũng nh− toàn bộ quá trình sinh tr−ởng phát triển của cây ngô. Chúng là yếu tố chính hoặc là thành phần tham gia cấu trúc hệ thống nh−: bộ máy quang hợp, chuỗi hô hấp, các trung tâm tổng hợp protein. Trong cây tồn tại các ion K+, Ca++, Mg++, Na+; chúng là những yếu tố điều chỉnh chế độ n−ớc thông qua điều khiển tính chất và khả năng thẩm thấu trên bề mặt keo của thành tế bào.
Các nguyên tố Fe, Mn, Ca, Zn có hóa trị thay đổi khi ở dạng ion điều khiển các phản ứng ôxy hóa khử trong trao đổi vật chất của cây, đóng vai trò là chất xúc tác sinh học.
Có thể nói ít nhất là 16 nguyên tố cần thiết để tạo thành cơ thể và ổn định sự sinh tr−ởng bình th−ờng của cây ngô. Thiếu những nguyên tố này có thể gây nên những biến đổi làm suy yếu hoặc rối loạn sinh tr−ởng phát triển của ngô. Nh−ng
quan trọng là các yếu tố này phải có hàm l−ợng thích hợp trong đất cũng nh− dạng dễ hấp thụ đối với rễ ngô. Các nguyên tố Fe, Mn, Ca, Zn có hóa trị thay đổi khi ở dạng ion điều khiển các phản ứng ôxy hóa khử trong quá trình trao đổi vật chất của cây, chúng là chất xúc tác sinh học. Ngô hấp thụ các yếu tố khoáng d−ới dạng ion nh− NH4+, NO3-, H2PO4-, HPO42-, SO42-, Na+, K+, Ca2+, Mg2+,... từ dung dịch đất hay từ bề mặt keo đất [12].
Theo kết quả nghiên cứu của Viện lân kali - Atlanta (Mỹ), để tạo ra 10 tấn ngô hạt/ha, cây ngô lấy đi một số chất vi l−ợng khác nh− Canxi 45 kg, sắt 3,4 kg, kẽm 0,6 kg, đồng 0,2 kg, bo 0,1 kg và một l−ợng chất dinh d−ỡng rất lớn (bảng 2.7).
Bảng 2.7. L−ợng chất dinh d−ỡng cây ngô lấy đi để tạo ra 10 tấn hạt (đơn vị tính: kg/ha) Bộ phận Đạm (N) Lân (P2O5) Kali (K2O) Manhe (Mg) L−u huỳnh (S) Chất khô % Hạt (10 tấn) 190 78 54 18 16 9769 52 Thân lá, cùi 79 33 215 38 18 8955 48 Tổng số 269 111 269 56 34 18724 100
Bón phân NPK cân đối kết hợp với phân hữu cơ là biện pháp hữu hiệu làm tăng năng suất và phẩm chất ngô, giúp cải tạo đất, góp phần chống xói mòn và bảo vệ môi tr−ờng sinh thái. Theo FAO (1993) sau hơn 30 năm nghiên cứu và thực nghiệm nếu chỉ sử dụng phân chuồng và tàn d− thực vật để trả lại cho đất trồng mà không bón phân hóa học (NPK) thì năng suất cây trồng giảm ít nhất là 30%, cân bằng dinh d−ỡng bị phá vở, đất bị bạc màu và nạn đói bị đe dọa, sẽ gây hậu quả nghiêm trọng về môi tr−ờng sinh thái.
ở n−ớc ta, trong phạm vi nghiên cứu thuộc ch−ơng trình phát triển l−ơng thực, Tạ Văn Sơn (1955) đM nghiên cứu nhu cầu dinh d−ỡng cây ngô ở Đồng bằng Sông Hồng, thu đ−ợc kết quả nh− sau: Để tạo ra 1 tấn hạt, ngô lấy đi từ đất trung bình một l−ợng đạm (22,3 kg N), lân (8,2 kg P2O5), kali (12,2 kg K2O) [17]. L−ợng NPK tiêu tốn để sản xuất ra 1 tấn ngô hạt là 33,9 kg N; 14,5 kg P2O5; 17,2 kg K2O. Tỉ lệ nhu cầu các chất dinh d−ỡng NPK là: 1: 0,35 : 0,45. ở các giai đoạn sinh tr−ởng khác nhau, cây ngô hút tỷ lệ các chất dinh d−ỡng khác nhau (bảng 2.8) [12], [16].
Bảng 2.8. Nhu cầu dinh d−ỡng của cây ngô trong các giai đoạn sinh tr−ởng
Nguyên tố Giai đoạn 6 - 7 lá Giai đoạn trổ cờ Thu hoạch
N 51,7 % 47,4% 52,2%
P2O5 8,3% 9,8% 19,1%
K2O 40,0% 42,7% 28,7%
Kết quả này cũng phù hợp với các nghiên cứu của n−ớc ngoài và thể hiện rõ là việc hấp thụ kali đ−ợc hoàn thành sớm tr−ớc khi ngô phun râu, còn các chất dinh d−ỡng khác nh− đạm và lân còn tiếp tục đến lúc ngô chín [12].
Trong vụ ngô Đông trên đất phù sa Sông Hồng, Trần Hữu Miện (1987) đM đ−a ra nhiều công thức bón khác nhau để đạt đ−ợc năng suất khác nhau: Bón 120 kg N - 90 kg P2O5 - 60 kg K2O cho năng suất 40 - 45 tạ/hecta; bón 150 kg N - 90 kg P2O5 - 100 kg K2O cho năng suất 50 - 55 tạ/hecta; bón 180 kg N - 90 kg P2O5 - 150 kg K2O cho năng suất 65 - 75 tạ/hecta. Theo Phạm Kim Môn (1991) liều l−ợng phân bón thích hợp là 150 - 180 kg N, 90 kg P2O5, 50 - 60 kg K2O/hecta.
Còn trên đất bạc màu ở Đồng bằng và Trung du Bắc Bộ, Bùi Thế Hùng (1997) khuyến cáo l−ợng phân bón cho ngô lai (LVN10) là 120 kg N, 120 kg P2O5, 120 kg K2O/hecta. Lê Văn Hải (2002) cho rằng mức phân bón phù hợp và cho hiệu quả kinh tế đối với giống ngô lai (HQ2000) là 100 kg N, 120 kg P2O5, 160 kg K2O/hecta, với liều l−ợng này tổng l−ợng hút (NPK) lớn, hiệu suất sử dụng phân bón cao (N = 60,32%, P2O5=31,03%,K2O = 32,92%) và nâng cao đ−ợc chất l−ợng hạt ngô [16].
ở các tỉnh miền núi phía Bắc (Hà Giang), theo Nguyễn Văn Bào (1996) liều l−ợng phân bón cho ngô thụ phấn tự do là 120 kg N, 60 kg P2O5, 50 kg P2O5 và giống ngô lai bón với 150 kg N, 60 kg P2O5, 50 kg K2O.
Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Bộ (1999), liều l−ợng phân bón cho ngô tùy thuộc vào từng loại đất và giống ngô:
Đối với giống chín sớm: Trên đất phù sa bón 8 - 10 tấn phân chuồng, 120 - 150 kg N, 70 - 90 kg P2O5, 60 - 90 kg K2O/ha; trên đất bạc màu bón 8 - 10 tấn phân chuồng, 120 - 150 kg N, 100 - 120 kg P2O5, 60 - 90 kg K2O/ha.
Đối với giống chín trung bình và chín muộn, l−ợng phân bón cho 1 ha: Trên đất phù sa bón 8 -10 tấn phân chuồng, 150 - 180 kg N, 70 - 90 kg P2O5, 80 - 100 kg K2O. Còn trên đất bạc màu bón 8 - 10 tấn phân chuồng, 150 - 180 kg N, 70 - 90 kg P2O5, 120 - 150 kg K2O [16].
Vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên, theo Viện Khoa học Nông nghiệp miền Nam (Đỗ Trung Bình, 2000), khuyến cáo bón với l−ợng phân 120 kg N - 90 kg P2O5 - 60 kgK2O/hecta trong vụ Hè Thu, còn vụ Thu Đông có thể tăng l−ợng K2O lên 90 kg. Còn trên đất xám của vùng Đông Nam Bộ, theo kết quả nghiên cứu của Trần Thị Dạ Thảo và Nguyễn Thị Sâm (2002), liều l−ợng phân bón cho ngô có hiệu quả nhất là 180 kg N - 80 kg P2O5 - 100 kg K2O/hecta (LVN99).
Từ năm 2001 đến 2005, Tr−ờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên phối hợp với Viện Nghiên Cứu Ngô tiến hành nghiên cứu ảnh h−ởng của liều l−ợng đạm, lân, kali đến năng suất và chất l−ợng protein của ngô chất l−ợng cao (QP4) và ngô th−ờng (LVN 10) tại Thái Nguyên. Kết quả nghiên cứu về l−ợng đạm, với giống QPM - QP4 bón mức 180 N cho năng suất cao nhất, còn giống ngô th−ờng LVN10 là mức 240N. Mức đạm 240N đạt hàm l−ợng protein, lysine và methionine cao nhất. L−ợng lân đạt năng suất cao nhất (QP4 và LVN10) là 120 P2O5, ở mức 120 - 160 P2O5 cho hàm l−ợng protein, lysine và methionine cao nhất. Còn mức kali để giống QP4 và LVN10 đạt năng suất cao nhất ở mức 120 K2O, mức 80 - 160 K2O cho hàm l−ợng protein, lysine và methionine cao hơn mức 0 - 40 K2O [20].
Năm 2003, Lê Quý T−ờng, Trần Văn Minh xác định l−ợng phân bón thích hợp cho ngô lai trên phù sa cổ ở duyên hải Trung bộ trong vụ Đông Xuân là 10 tấn phân chuồng + 150 - 180 kg N + 90 kg P2O5 + 60 kg K2O/hecta (với tỷ lệ NPK là 1,7: 1: 0,7 hoặc 2:1:0,7); vụ Hè Thu bón 10 tấn phân chuồng + 150 kg N + 90 kg P2O5 + 60 kg K2O/hecta (với tỷ lệ NPK là 1,7: 1: 0,7 ).
Nh− vậy, bón phân vô cơ kết hợp với phân hữu cơ cho ngô đM làm tăng năng suất ngô và giúp cải thiện độ phì trong đất, theo Bùi Đình Dinh (1988, 1994) để đảm bảo cây trồng đạt năng suất cao, ổn định phải bón phân hữu cơ chiếm 25% tổng số dinh d−ỡng, còn 75% bón phân hóa học [12]. Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Bộ và cộng sự (1999), bón phân cân đối cho ngô không những cho năng suất
cao mà hiệu suất phân bón cũng đạt cao (12,6 kg ngô hạt/1 kg NPK trên đất bạc màu và 11,0 kg ngô hạt/1 kg NPK trên đất phù sa Sông Hồng) [16].
Hiệu quả của phân bón chỉ có thể phát huy đầy đủ khi có chế độ phân bón hợp lý và cân đối giữa các nguyên tố. Bón phân cho ngô để đạt hiệu quả kinh tế cao phải căn cứ vào đặc tính của từng loại giống ngô, yêu cầu sinh lý của cây ngô qua các thời kỳ sinh tr−ởng, tình trạng của cây trên đồng ruộng, tính chất đất, đặc điểm loại phân bón, kỹ thuật trồng trọt và điều kiện khí hậu thời tiết cụ thể.
Với điều kiện sinh thái và kinh tế Việt Nam, Ngô Hữu Tình đM nghiên cứu nhiều năm cho thấy ph−ơng thức bón phân cho ngô đạt hiệu quả cao là: Bón lót toàn bộ phân chuồng và phân lân. Bón thúc vào ba giai đoạn: Lúc 3 - 4 lá, bón 1/3 l−ợng đạm và 1/2 kali. Lúc ngô 9 - 10 lá, bón 1/3 l−ợng đạm và 1/2 kali. Lúc ngô trổ cờ, bón l−ợng đạm còn lại [17].