Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.3. Nghiên cứu về ảnh hưởng của mật độ và phân bón đối với cây ngơ
2.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón
Tiêu thụ phân bón thế giới tăng liên tục từ đầu năm 1960 đến giữa những năm 1980 và sau đó giảm xuống đến giữa những năm 1990 trước khi bắt đầu tăng trở lại (hình 1). Kể từ năm 2001, N sử dụng đã tăng 13 phần trăm, P2O5 bằng 10 phần trăm, và K2O 13 phần trăm. sản lượng ngũ cốc tồn cầu và tiêu thụ phân bón có tương quan chặt chẽ.
Hình 2.3. Tình hình sử dụng N, P2O5, K2O và tỷ lệ K2O từ năm 1938 đến 2010
Nguồn: Cowie (1951); FAOSTAT and IFA (1960) Cây ngô là một cây ngũ cốc quang hợp theo chu trình C4, là cây ưa nhiệt có hệ thống rễ chùm phát triển (Balko and Russell, 1979). Cây ngô là cây có tiềm năng năng suất lớn. Trong các biện pháp thâm canh tăng năng suất ngơ, phân bón giữ vai trò quan trọng nhất. Theo Berzeni and Gyorff (1996) thì phân bón ảnh hưởng tới 30,7% năng suất ngơ cịn các yếu tố khác như mật độ, phịng trừ cỏ dại, đất trồng có ảnh hưởng ít hơn. Sự hút các chất dinh dưỡng thay đổi theo các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của ngơ. Dựa vào hình thái của cây để xác định nhu cầu dinh dưỡng từng thời kỳ cho ngơ. Vì vậy, đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu về phân bón cho cây ngơ và những kết quả nghiên cứu này đã được đưa vào trong sản xuất.
Ảnh hưởng của phân bón đạm đến sinh trưởng, phát triển của cây ngô Đối với cây ngô, đạm là yếu tố dinh dưỡng quan trọng đối với việc tạo năng suất và chất lượng. Đạm tham gia tích cực vào q trình sinh trưởng và phát triển
của cây ngô. Nhiều kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng cây ngô phản ứng rất rõ với yếu tố đạm, nếu có đủ đạm cây ngô sinh trưởng khỏe, lá xanh, cây mập. Theo Balko and Russell (1979), dịng thuần ở ngơ là bố mẹ của các tổ hợp ngô lai, nhưng không nhiều nghiên cứu cơng bố về phân bón cho các dịng thuần trong q trình nhân và duy trì dịng như phân đạm. Các tác giả nghiên cứu 10 dịng ngơ thuần để xác định : 1) phản ứng của các dịng ngơ thuần với bón đạm theo lượng; 2) tỷ lệ bón đạm cho năng suất dòng thuần tối đa; 3) phản ứng của các dịng thuần với các cơng thức bón đạm. Các cơng thức bón đạm trong nghiên cứu là: đối chứng 0kgN/ha; 3 cơng thức bón rải 60, 120 và 180kgN/ha; 3 cơng thức bón theo hàng là 30-30, 60-60, và 90-90 kg/ha trên đất Haplaquolls và Cumuli Haplaquolls. Số liệu thu thập trên 12 cây, bắp và tính trạng hạt ở 4 mơi trường. Nhìn chung năng suất hạt cao nhất ở mức 60kg/ha, Phương pháp bón khác nhau cho năng suất ở các mơi trường khác nhau ở mức có ý nghĩa. Chiều dài bắp, số bắp trên cây, khối lượng hạt là những tính trạng quan trọng nhất tạo thành năng suất nhưng liên quan của các thành phần này rất khác nhau giữa các dòng phản ứng với mức bón đạm. Bón đạm khơng ảnh hưởng đến chiều cao đóng bắp, nhưng tung phân phun rấu sớm hơn ở mức có ý nghĩa ở mơi trường có năng suất cao nhất (Balko and Russell, 1979).
Theo Ma, Lianne Dwyer and Edward G. Gregorich hiệu quả sử dụng phân đạm (NUE) là một tiêu chí chuyển đổi đạm thành năng suất kính tế. Phân đạm tăng khí bón bổ sung phân hữu cơ tạo đạm đễ tiêu, yêu cầu phân khoáng đạm phụ thuộc vào thời gian sinh trưởng của cây, có thể cải thiện NUE bằng giảm lượng đạm bị mất trong đất. Một nghiên cứu thực hiện trong 7 năm tiếp theo (1992–1996) thí nghiêm trên đồng ruộng trong điều kiện đất pha sét tại trạm thí nghiệm trung tâm, Ottawa, ON, Canada (45°23′ N, 75°43′ W). Mục đích nghiên cứu của các tác giả (i) xác định số lượng đạm vô cơ, đạm dự trữ và đạm hữu cơ trong thời kỳ bón phân khống, (ii) đánh giá cân bằng đạm trong hệ thống đất và cây. Bón phân hữu cơ tại mức phân khoảng đạm cao nhất (NH+ 4 cộng NO− 3) của ≈100 kg N/ havàđến 800 kgN/ hacủa đạm tổng số đến 120 kg/ ha đạm khoáng nguyên chất. Sự thất thoát đạm tiềm năng là nhỏ nhất trong thời vụ trồng so với bón phân đạm vơ cơ, bởi vì đồng thời với đạm trong đất giải phóng ra và ngơ hút đạm. Trong đất thu nhận được 200 kg N vô cơ/ha với tổng số đạm nguyên chất thu được qua một vụ trồng từ 130 và 170 kg/ ha, nhưng lượng đạm khoáng thất thoát lớn từ vùng rễ xảy ra trong cùng thời kỳ. Số lượng đạm nguyên chất trong 1 vụ ước tính một nửa được
cây hút ở tất cả các cơng thức thí nghiệm; Ví dụ số lượng đạm ngun chất bón vào đất tương ứng khoảng 30 đến 60% tổng lượng N của cây. Nó giải thích ảnh hưởng bổ sung của bổ sung đạm xảy ra ở tất cả các công thức thí nghiệm trong giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng. Kết quả nghiên cứu này nhận biết mối quan hệ đường cong giữa tỷ lệ đạm khoáng nguyên chất và mức đạm khoáng trong đất trước khi trồng đạt mức ổn định tại ≈140 kg N/ ha trong thời gian kết hạt.
Theo tác giả Amany et al. (2006), hai thí nghiệm đồng ruộng được thực hiện năm 2003 và 2004 ở trang trại làng Al-Nagah, tỉnh El-Tahri, Ai cập để nghiên cứu phản ứng của ngơ với mức bón đạm chậm tan khác nhau (60 , 80 và 100kg/fed với tỷ lệ 40%) và 120 kg/fed với tỷ lệ N nguyên chất 46%. Đối chứng là đất cát mới khai hoang. Kết quả cho thấy chiều dài bắp, số hạt và khối lượng hạt/hàng, khối lượng 100 hạt , năng suất sinh vật học và năng suất hạt ngơ tăng lên ở mức có ý nghĩa khi bón phân chậm tan, mức bón 100kgN/fed cho giá trị cao nhất ở tất cả các cơng thức và cơng thức khơng bón có năng suất thấp nhất. Tăng lượng bón 60 kg đến 100 kg các chỉ tiêu năng suất và năng suất tăng lên. Kết quả cũng chỉ ra rằng bón phân chậm tan cây ngơ hút dinh dưỡng được đến cả giai đoạn trước và sau phun râu là nguyên nhân tăng năng suất (Amany et al., 2006).
Ảnh hưởng của phân bón lân đến sinh trưởng, phát triển của cây ngơ Theo Bundy, Andraski and Powell (2001), sự thất thoát lân trong hệ thống canh tác ngô được các tác giả nghiên cứu trên thí nghiệm đồng ruộng với các mức bón lân khác nhau, phối hợp với kỹ thuật làm đất và bón phân hữu cơ. Sự giữ lại sau mưa (76 mm/ h) đã được thu thập trên diện tích 0,83-m2 sau 1 giờ mưa bắt đầu để phân tích lân hịa tan, lân dễ tiêu và lân tổng số. Ở vị trí khơng có ngơ cả 2 nồng độ DRP và tổng đều tăng như loại đất Bray P1 (STP) tăng từ 8 đến 62 mg/ kg. Kết quả nghiên cứu cho thấy một số kỹ thuật có thể ảnh hưởng trái ngước với mất DRP với TP, cần thiết kế quản lý phân bón để giảm mất lân trong canh tác ở mức thấp nhất. (Bundy et al., 2011).
Theo tác giả Erdal, I.; Bozkurt, M. A. et al. khối lượng khô của cây ngô đem lại 0, 20, 40 hoặc 80 mg P/kg đất và 0, 250 hoặc 500 mg mùn a xít /kg đất., nơng độ lân hút P và dư thừa trong đất tăng với lượng phân bón lân tăng, và lượng dư thừ tăng cao hơn với loại đất khơng có mùn a xít. (Erdal et al., 2000).
Theo Carsky, Oyewole and Tian (2001) trồng cây họ đậu che phủ đất theo hàng đã hạn chế lượng thiếu hụt lân của đất. Một thí nghiệm thực hiện tại hai địa
phương có điều kiện thiếu hụt lân trong đất ở Bắc Nigeria để kiểm tra giả thuyết bón lân kết hợp với cây họ đậu che phủ đất có thể thay thế bón đạm cho vụ ngơ là cây trồng sau. Thí nghiệm ơ chính ơ phụ, ơ chính gồm cây họ đậu trồng theo hàng khơng bón phân cho ngơ, sau đó trồng ngơ bón 0 hoặc 40 kg N/ ha (Kaduna) và 0, 30 hoặc 60 kg N/ ha (Bauchi). Bón 3 mức lân P (0, 9, và 18 kg/ ha) được bón theo hàng ở ô phụ. Năm thứ nhất, tích lũy chất khơ của lablab (Lablab purpureus) đã phản ứng với bón lân, trong khi mucuna (Mucuna cochinchinensis) không phản ứng với lân về chỉ tiêu tích lũy chất khô. Lablab phủ đất trong vụ khơ tăng có ý nghĩa khi bón lân ở cây trồng trước, nhưng mucuna không tăng ở mức có ý nghĩa. Đất bỏ hoang là yếu tố có ý nghĩa đối với sinh trưởng của ngô trồng ở vụ tiếp theo nhưng tương tác bón lân và bỏ hóa khơng ở mức có ý nghĩa P < 0.05. Năng suất ngơ tăng khi khi bón đạm N và lân 9 kg P/ ha và cây trồng trước là lablab. (Carsky et al., 2001).
Theo Rashid and Iqbal (2012 P là một yếu tố dinh dưỡng chất lượng quan trọng của cây ngô làm thức ăn gia súc. Các tác giả thực hiện nghiên cứu ảnh hưởng của phân lân đến năng suất và chất lượng của cây ngô là thức ăn gia súc trên đất mùn sét (calcareous). Hút bám đẳng nhiệt thiết kế bằng cân bằng 2,5 g đất với 25 ml dung dịch CaCl2 0.01 M chứa 0, 20, 40, 60, 80, 100, 200,300,400 và 500 µg P/ mL dạng KH2PO4 và lắc trong 24 giờ ở nhiệt độ 200 C. Phân lân được tính bằng hàm Freundlich để điều chỉnh các mức lân trong dung dịch đất 0.05, 0.1, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.35, 0.40, và 0.50 mg P/ L. Quan sát liều lượng phân lân khác nhau để điều chỉnh mức lân trong dung dịch đất khác nhau. Kết quả đã cho thấy năng suất tăng lên khi bón mức 53kg/ha, nhưng chất lương (như hàm lượng lân, chất khô, protein) cao nhất ở mức 57kg/ha. Bón lân ảnh hưởng đến hàm lượng NDF và ADF (%) khơng ở mức có ý nghĩa. (Rashid and Iqbal, 2012).
Theo tác giả Tariq Mahmood et al. (2000), cây trồng có tưới năng suất hạt tăng, bón phân lân (P2O5) mức 200, 150 và 100 kg/ha tăng năng suất hạt tương ứng 24,50 , 20,31 và 13,6% so với đối chứng. Tương tự bón K2O tăng hàm lượng dầu và tinh bột trong hạt nhưng ảnh hưởng tăng hàm lượng protein trong hạt khơng có ý nghĩa (Tariq Mahmood et al., 2000).
Ảnh hưởng của phân bón kali đến sinh trưởng, phát triển của cây ngơ Kali có khả năng điều khiển q trình thẩm thấu nước vào tế bào, cây nên liên quan đến hút khống. Kali cịn có khả năng điều khiển đóng mở của khí khổng liên quan đến khả năng quang hợp. Làm tăng tính cứng cho thân, làm tăng
khả năng chống chịu rét cho cây. Kali là nguyên tố có vai trị quan trọng bậc nhất đến dịng vận chuyển hợp chất hữu cơ huy động từ lá về cơ quan kinh tế nên liên quan trực tiếp đến năng suất kinh tế.
Kali được cây ngô hút mạnh ngay từ giai đoạn đầu. Từ khi cây mọc cho đến khi trỗ cờ hút khoảng 70% lượng Kali cây cần. Khi thiếu kali rễ cây ngơ có xu hướng ăn ngang nhiều hơn nên cây dễ ngã đổ. Các chop lá khô dọc mép lá rồi chuyển dần thành màu nâu. Bắp ngô nhỏ, tỷ lệ đuôi chuột cao, năng suất ngô thấp.
Theo Nguyễn Vi (1998), Vũ Hữu Yêm và cs. (1999), trên đất phù sa Sông Hồng hiệu lực phân kali tăng dần chứng tỏ việc trồng ngô liên tục trong đất phù sa trong đê làm đất kiệt dần kali. Ngơ rất cần bón kali, kali trong đất rất linh động, đất trồng ngô liên tục thường bị thiếu bởi kali có mặt chủ yếu trong thân, lá ngô sẽ bị lấy đi khi người dân thu hoạch cây ngô khỏi ruộng. Trên đất bạc màu ngơ rất cần bón kali, bón đến 150 kg/ha hiệu suất vẫn còn cao. Trên đất bạc màu khơng bón kali, cây trồng chỉ hút được 80 – 90 kg N/ha trong khi đó bón kali làm cây trồng hút được tới 120 – 150 kg N/ha (Nguyễn Văn Bộ, 2007).
Ảnh hưởng của các mức bón phối hợp khác nhau đến sinh trưởng, phát triển của cây ngô
Hiệu quả của phân bón chỉ có thể phát huy đầy đủ khi có chế độ phân bón hợp lý, bón cân đối giữa các ngun tố. Bón phân cho ngơ để đạt hiệu quả kinh tế cao phải căn cứ vào đặc tính của loại giống ngơ, u cầu sinh lý của cây ngô qua các thời kỳ sinh trưởng, tình trạng của cây trên đồng ruộng, tính chất của đất, đặc điểm loại phân bón, kỹ thuật trồng trọt và điều kiện khí hậu thời tiết.
Tỷ lệ các phân đa lượng bón cho ngơ rất khác nhau giữa các loại đất và giống, những tỷ lệ phổ biến áp dụng như sau:
+15-15-15 = 15% N, 15% P2O5 (hoặc 6.6% P), 15% K2O (hoặc 12,4% K) +10-30-10 = 10% N, 30% P2O5 (hoặc 13.2% P), 10% K2O (hoặc 8.3% K) Theo tác giả James L. Brewbaker (2003), đạm là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng ngô, ngô hấp thụ và sử dụng đạm trong suốt quá trình sinh trưởng, phát triển, thúc đấy sinh trưởng sinh trưỡng, tăng hàm lượng protein trong hạt, tăng số lượng bắp và kích thước bắp, duy trì màu lá xanh. Lân là yếu tố quan trọng đối với sinh trưởng của cây, nó hoạt động như xây dựng thành phần tế bào, chuyển hóa năng lượng. Nhu cầu lân lớn nhất ở những mô non, hoạt động trao đổi chất mạnh. Cần bón lân ở giai đoạn sinh
trưởng đầu của cây, khi hệ thống rễ còn yếu khả năng hút lân trong đất hạn chế. Cũng như những cây họ hịa thảo khác ngơ cần lượng kali lớn, kali cần thiết cho sức sống của cây, lượng kali trong đất cao nhưng lượng dễ tiêu hạn chế và bị rửa trôi mạnh, đặc biệt là đất cát, do vậy bón kali cho ngơ có ý nghĩa quan trọng (James L. Brewbaker, 2003).
Theo Kogbe and Adediran (2003), thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của 5 mức phân N, P và K bón cho 3 giống ngơ lai và 2 giống ngơ thụ phấn tự do thí nghiệm thực hiện với 3 thí nghiệm riêng rẽ ở miền nam Nigeria. Ba giống ngô lai là 8516- 12, 8321-18 và 8329-15 so sánh với 2 giống ngô thụ phấn tư do là TZSR-Yvà TZSR-W. Đạm bón mức 0-200 kg ha ở thí nghiệm 1 với P và K bón nền như nhau. Ở thí nghiệm 2, lân bón mức 0- 80 kg P2O5 ha sử dụng N và K nền. Thí nghiệm 3 bón K ở mức 0-120 kg ha với nền N và P giống nhau. Thí nghiệm ngơ lai cho năng suất cao hơn và sử dụng N và P hiệu quả hơn ngô thụ phấn tự do ở tất cả các điểm thí nghiệm. Như vậy giống khác nhau, loại đất khác nhau cần xác định lượng phân bón phù hợp để tăng năng suất và hiệu quả.
Bảng 2.4. Hiệu quả sử dụng đạm của các giống ngô lai và giống thụ phấn tự do ở hai vùng khác nhau (1kg ngô hạt/kgN) Mức đạm (kg/ha) Giống ngô TZSR-Y TZSR-W 8321-18 8516-12 8329-15 Vùng ILORA 50 12,4 15,6 24,0 28,0 19,8 100 14,2 14,4 14,5 14,1 16,5 150 8,07 7,3 10,3 14,3 8,7 200 5,85 3,5 8,9 12,4 9,5 Vùng MOKWA 50 17,0 30,2 22,8 40,2 21,0 100 17,5 21,0 19,9 25,6 15,5 150 13,7 14,3 14,9 19,4 12,3 200 12,2 13,2 14,7 18,5 12,5
Theo Jaliya et al. (2008), hai thí nghiệm đồng ruộng thực hiện năm 1998 và 1999 trong mùa mưa để xác định ảnh hưởng của 3 thời vụ trồng 10,20 và 30 tháng 6 và 4 mức phân bón NPK là (0:0:0, 120:18:33, 150:26:50 và 180:35:66 kg NPK/ha) đến năng suất và yếu tố tạo thành năng suất (số hat/bắp, khối lượng 100 hạt, khối lượng bắp/cây, khối lượng bắp/ha, khối lượng hạt/cây và khối
lượng hạt/ha) của ngô QPM. Năng suất và yếu tố tạo thành năng suất tính trên ơ thí nghiệm gieo ngày 30 tháng 6, số hạt/bắp, năng suất bắp/cây, năng suất bắp/ha, khối lượng 100 hạt, năng suất hạt/cây , năng suất hạt/ha thấp hơn gieo sớm hơn ở mức có ý nghĩa. Khơng có sự sai khác ở 2 thời vụ gieo ngày 10 và 20 tháng 6. Bón mức 150:26:50 kg NPK/ha cho số hạt/bắp cao hơn ở mức có ý nghĩa trong cả 2 năm. Nhưng khối lượng bắp/cây, năng suất bắp/ha và khối lượng hạt/cây ở công thức 150:26:50 kg NPK/ha cao hơn công thức khác ở mức có ý nghĩa trừ 180:35:66 cả hai năm. Gieo sơm ngày 10/6 và mức phân bón 150:26:50 kg NPK/halà tốt nhất cho sinh trưởng và năng suất ngô (QPM) giống