Theo Hoàng Minh Tấn và cs., (2000), đạm và các nguyên tố khoáng có 3 vai trò cơ bản đối với quang hợp:
- Tham gia xây dựng cấu trúc của bộ máy quang hợp: các protein cấu trúc, protein enzym, hệ thống sắc tố,... trong lục lạp.
- Tham gia vào các quá trình chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học.
- Tham gia vào sự điều tiết các hoạt động của hệ enzym quang hợp trong lục lạp.
Tác dụng trực tiếp của đạm đến sự nâng cao cường độ quang hợp là do nó tham gia vào sự hình thành các axit amin, tác dụng gián tiếp là nó tham gia vào việc xây dựng cấu trúc của bộ máy quang hợp.
Dinh dưỡng khoáng và quang hợp là 2 mặt của một quá trình thống nhất của dinh dưỡng thực vật. Các nguyên tố khoáng ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến quang hợp. Nitơ ảnh hưởng rõ rệt lên độ lớn, động thái phát triển diện tích lá, cũng như hàm lượng sắc tố trong lá và cấu tạo giải phẫu của bộ máy quang hợp (Vũ Văn Vụ và cs., 1993), (Vũ Văn Vụ và cs., 1997).
Phân bón là một trong những điều kiện để cây bông có thể tổng hợp và điều tiết dinh dưỡng hữu cơ. Ảnh hưởng của phân bón đến sinh trưởng và phát dục của cây bông qua đó tới năng suất và chất lượng chủ yếu là ảnh hưởng gián tiếp. Thông qua việc bón phân hợp lý, làm cho cây bông khỏe mạnh thời kỳ đầu, sinh trưởng ổn định thời kỳ giữa, không bị vống và không sớm tàn ở thời kỳ cuối, từ đó tăng diện tích quang hợp, tăng cường độ quang hợp, kéo dài thời gian quang hợp, gia tăng vật chất quang hợp được, tăng năng suất và chất lượng bông (Lý Văn Bính, Phan Đại Lục, 1991); (Lê Công Nông và cs., 1998).
Có tương quan rất chặt giữa hàm lượng đạm trong lá và diện tích lá (r2
= 0,80); giữa hàm lượng đạm trong lá và số quả (r2
= 0,89), thiếu đạm sẽ làm giảm số lá, số quả và khối lượng quả (Gerik T. J. và cs., 1994).
Công thức có bón đạm cường độ quang hợp tăng hơn so với không bón, khi cây có 5, 6, 8, 10, 12 lá cường độ quang hợp tăng hơn so với cây không bón là 30%, 165,8%, 144%, 323% và 780%. Bón phân đạm diện tích lá tăng lên và làm chậm lại quá trình suy lão của lá bông, từ đó tăng quang hợp và năng suất bông (Lý Văn Bính, Phan Đại Lục, 1991).
Dastur R. H. và cs., (1960) tiến hành thí nghiệm với 3 mức phân đạm: 0, 33 và 66 lb. (0,45kg)/acre (0,4ha) tại Malwa và 2 mức phân đạm 0 và 50 lb./acre tại vùng Punjab và Surat đều cho thấy bón đạm làm tăng hoạt động của mô phân sinh, kéo dài thời gian sinh trưởng, tăng chất khô, tăng số hoa, số quả/cây và tăng khối lượng quả.
Đạm có hiệu lực mạnh mẽ đến hầu hết các chỉ tiêu quan sát, có xu thế làm tăng chiều cao cây bông. Liều lượng bón đạm khác nhau đều có ảnh hưởng không đáng kể đến thời gian phát dục qua các giai đoạn cũng như tỷ lệ đậu quả. Phân bón có ảnh hưởng đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất như số quả/m2, khối lượng quả, nhưng không ảnh hưởng đến chất lượng xơ bông (Nguyễn Hữu Bình và cs., 1996), (De Geus J. G., 1983). Khi lượng đạm bón tăng thì chiều cao cây, số cành quả và số quả/cây cũng tăng, lượng phân bón có hiệu quả nhất trong điều kiện trồng bông có phủ màng polyethylene là 100kg N + 40 kg P2O5 + 50kg K2O/ha (Kim S. K. và cs., 1987).
Abaye A. O. và cs., (1998), đã tiến hành nghiên cứu 4 liều lượng đạm bón cho bông luồi giống DPL-50 trong hai năm 1996 (0, 34, 67 và 101 kg N/ha) và năm 1997 (34, 67, 101 và 135 kg N/ha), kết quả cho thấy cả hai năm nghiên cứu khi tăng lượng đạm lên 101 kg N/ha thì năng suất bông xơ đều
tăng có ý nghĩa so với không bón. Năm 1997, khi lượng phân đạm tăng lên 135kg/ha thì năng suất tăng không có ý nghĩa. Makram E. A., Ali S. A. (1998), tiến hành 2 thí nghiệm phân bón với 4 mức phân đạm 112,5, 150, 187,5 và 225,5 kgN/ha trên nền 60kg K2O/ha đối với giống bông Hải đảo Giza 75 tại Beni Sueif Governorate- Ai Cập đều cho thấy, khi lượng đạm tăng thì năng suất bông hạt tăng. Đối với bông lai khi bón đạm tăng đến 200kg/ha thì năng suất bông hạt vẫn tăng (Sharma R. K. và cs., 1995).
Các thí nghiệm nằm trong hệ thống nghiên cứu bông ở Amravati cho thấy, phân lân làm tăng năng suất bông hạt, khối lượng quả và số hạt/quả. Bón phân cũng thúc đẩy bông thành thục nhanh (De Geus J. G., 1983).
Tại Ấn Độ, thông thường trên các vùng bông có tưới người ta bón đạm với lượng hơn 100kgN/ha, đối với bông lai có thể bón với lượng 320kgN/ha, tỷ lệ N:P2O5:K2O thường là 2:1:1 hoặc 3:1:1 (Mannikar N. D., Pundarikakshudu R., (1990). Khi tăng lượng phân bón thì số lá, số hoa/cây, chiều cao cây và năng suất bông hạt đều tăng, tuy nhiên khi vượt quá lượng 135 kg N + 45kg P2O5 + 45kg K2O/ha thì năng suất bông giảm (Hanumantha Rao và cs., 1973). Các kết quả nghiên cứu của Viện nghiên cứu cây bông và cây có sợi trong những năm qua đã kết luận tỷ lệ phân N:P2O5:K2O có thể sử dụng để bón cho bông thích hợp trên các vùng sinh thái là 2:1:1 (Lê Kim Hỷ và cs., 1997), (Nguyễn Hữu Bình và cs., 2001).
Kết quả nghiên cứu ở các nước trồng bông nhiệt đới cho thấy: lượng phân bón thay đổi rất lớn tùy điều kiện thổ nhưỡng từng vùng. Lượng N biến động 40-100kg/ha. Vùng châu Phi nhiệt đới, Ấn Độ và một số vùng bông Trung Quốc thường bón 40-50kg N/ha, Ở Ai Cập là 140 kgN và ở Xu Đăng là 160kg. Đặc biệt ở Liên Xô (cũ), để đạt năng suất 24-25 tạ/ha đã bón 130- 140kgN/ha. ở Mỹ và Ixrael, người ta cho rằng lượng N khoảng 110-120kg/ha là kinh tế nhất và có thể đạt 20 tạ bông hạt/ha (De Geus J. G., 1983).
Theo kết quả nghiên cứu của McMichael B. L. và cs., (1984) tại Pakistan, trên giống luồi B557, với khoảng cách trồng 0,76m x 0,3m, ở phức phân bón 120 kg N + 50 kg P2O5/ha cho thấy giai đoạn cây con từ khi gieo đến 30 ngày tuổi diện tích lá tăng chậm (LAI=0,05), bắt đầu nở hoa diện tích lá tăng nhanh. Cây bông trước khi nở hoa lá trên thân chính có vai trò chủ yếu, từ khi ra hoa thì lá trên cành đóng góp phần lớn diện tích lá, vì ở thời kỳ này cành đã phát triển đầy đủ.
Khi bón đồng bộ các nguyên tố đa lượng và vi lượng thì năng suất và chất lượng bông tăng lên, ví dụ giống Taxken-3 trên đất Xeroziom khi bón 180kg N + 180 kgP2O5 + 90kg K2O/ha năng suất bông hạt đạt 35,4 tạ/ha; khi tăng lượng bón 320kg N + 320 kgP2O5 + 160kg K2O/ha thì năng suất đạt 45,7 tạ/ha; còn không bón phân năng suất chỉ đạt 22,8 tạ/ha (Imaleliep, 1977). Ở điều kiện đó cường độ quang hợp và sự sử dụng năng lượng mặt trời, hệ số hữu ích năng lượng hấp thụ tăng 5,6% và hiệu suất quang hợp của năng lượng bức xạ đưa tới tăng 3,9% (Naxurop, 1983). (dẫn theo Krugiưlin A. X., 1988). Cũng theo Krugiưlin A. X., (1988) lượng dinh dưỡng khoáng cao bảo đảm cho cây phát triển tốt hơn và tán lá che nhau nhiều nhưng năng suất vẫn cao hơn so với lượng dinh dưỡng vừa phải. Năng suất tăng 22% hay là 8,6 tạ/ha ở mật độ trung bình (71 ngàn cây/ha), so với khi bón vừa phải ở mật độ dày hơn (95-143 ngàn cây/ha).
Nếu cung cấp chất dinh dưỡng một cách hợp lý thì tỷ lệ khối lượng bông hạt trên khối lượng cơ quan dinh dưỡng sẽ là từ 1/1,1 đến 1/1,3, tức bông hạt chiếm 40-45% tổng khối lượng toàn cây; nếu cung cấp chất dinh dưỡng không hợp lý thì tỷ lệ trên sẽ giảm (Hoàng Đức Phương, 1983).
Khi năng suất sinh vật học và năng suất kinh tế của cây bông tăng thì sự hấp thụ NPK cũng tăng về số lượng. Theo kết quả nghiên cứu của Sở nghiên
cứu đất và phân tỉnh Hà Bắc - Trung Quốc, nếu năng suất đạt 50kg bông xơ/mẫu (1/15 ha) thì cây bông hấp thụ 8,86 kg đạm. Nếu năng suất đạt 100kg bông xơ/mẫu thì hấp thụ 13,13 kg đạm. Do đó có thể thấy khi sản lượng tăng gấp đôi thì hấp thụ đạm chỉ tăng 48,27%. Với lân và kali cũng có những xu thế tương tự (Lý Văn Bính, Phan Đại Lục, 1991).
Tại Ninh Thuận, trên 2 giống bông lai L18 và VN35 trồng trong điều kiện vụ mưa, khi tăng lượng phân bón thì số quả/cây cũng như năng suất thực thu đều tăng. Tuy nhiên, mức bón 120kg N + 60kg P2O5 + 60kg K2O/ha mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất (Nguyễn Hữu Bình và cs., 2001).
Như vậy, phân bón ảnh hưởng lớn đến quang hợp, sinh trưởng và phát triển của cây bông qua đó ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng bông. Vì vậy việc xác định liều lượng phân bón hợp lý cho từng vùng sinh thái cho từng giống cụ thể để đạt năng suất và hiệu quả cao là rất cần thiết.