Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.2. Nhu cầu về điều kiện ngoại cảnh của cây đậu xanh
2.2.1. Nhu cầu về điều kiện khí hậu
2.2.1.1. Nhiệt độ và ánh sáng
Đậu xanh là cây trồng có nguồn gốc nhiệt đới và Á nhiệt đới của vùng Trung Á, nên khả năng thích ứng với nhiệt độ dao động trong phạm vi rộng từ 16-36oC. Tuy nhiên, đậu xanh sinh trưởng tốt nhất trong phạm vi nhiệt độ từ 23-30oC. Nếu nhiệt độ dưới 18oC cây sẽ mọc chậm, yếu và sinh trưởng, phát triển kém. Hạt nảy mầm tốt trong phạm vi từ 22-27oC, nhiệt độ dưới 15oC thì tỷ lệ nảy mầm cũng như tốc độ phát triển của cây con giảm đi đáng kể (Trần Đình Long và Nguyễn Thị Chinh, 2005). Do đó, trong vụ Hè hoặc vụ Hè Thu với nhiệt độ cao, đủ ẩm cây sinh trưởng, phát triển mạnh, ra nhiều cành, hoa và quả hơn các vụ khác trong năm.
Các thời kỳ sinh trưởng phát triển của đậu xanh nhìn chung mẫn cảm với chế độ chiếu sáng. Hầu hết các giống đậu xanh đều mẫn cảm với phản ứng mang tính định lượng với quang chu kỳ (phản ứng với ngày ngắn) liên quan đến các giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng (V) và quá trình ra hoa. Trong điều kiện ngày ngắn phản ứng của các giống khác nhau khó phân biệt do khơng có sự thay đổi lớn về số ngày giữa các giống. Ngược lại, điều kiện ngày dài kích thích q trình nở hoa, làm cho trên cùng một cây có thể tồn tại cả nụ, hoa, quả xanh và quả chín. Kết quả là ảnh hưởng tới các giai đoạn sinh thực, đó là sự kéo dài thời gian nở hoa và làm chậm q trình chín của quả. Sự nhạy cảm với độ dài ngày là kết
quả của tương tác giữa giống và thời gian gieo trồng, làm thay đổi cấu trúc hình thái, kiểu hình cây và thường chỉ gặp ở vùng cận nhiệt đới.
2.2.1.2. Nhu cầu về nước
Là cây trồng ngắn ngày, đậu xanh sử dụng lượng nước ít. Để đạt năng suất tối đa đậu xanh sử dụng 350 đến 550 mm nước tùy theo mùa vụ (Harris and Mace, 2012). Lượng nước cần cho một vụ đậu xanh phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm khơng khí trong q trình sinh trưởng cùng với độ ẩm đất, tất cả xác định tốc độ thoát hơi nước từ đất và thoát hơi nước từ cây. Đậu xanh cũng là cây sử dụng nước hiệu quả nhưng tưới nước không đầy đủ hay thiếu nước trong thời kỳ sinh trưởng ảnh hưởng bất lợi đến năng suất sinh khối, năng suất hạt, khối lượng thân lá, chiều cao cây và hệ số kinh tế (Ahmad et al., 2015). Ngoài ra, đậu xanh rất
mẫn cảm với ngập úng; mưa to kéo dài nhiều ngày, độ ẩm đất lớn phá vỡ cấu trúc của bộ rễ. Tuỳ theo mức độ ẩm khác nhau mà rễ có thể bị thâm đen một phần hay tồn bộ, thậm chí có thể gây vàng lá và chết sau 5-7 ngày (Trần Đình Long và Nguyễn Thị Chinh, 2005).
2.2.2. Nhu cầu về đất đai
Cây đậu xanh có thể sinh trưởng và phát triển trên đất nghèo dinh dưỡng, lớp đất mặt nơng. Điều đó được giải thích bởi tính chịu hạn, chịu mặn, chịu kiềm của cây đậu xanh. Đậu xanh khá mẫn cảm với ngập úng nước; ngập úng quá 5 ngày có thể làm chết nốt sần làm cho cây thiếu đạm. Do đó, để nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế, đậu xanh cần được trồng trên loại đất thịt nhẹ, đất pha cát màu mỡ, thoát nước, chủ động tưới tiêu.
Đậu xanh thích hợp nhất với mơi trường pH đạt giá trị trung tính (6,2-7,2) (Oplinger et al., 1990). pH<5 làm giảm sự hình thành nốt sần hữu hiệu và ảnh
hưởng trực tiếp đến q trình dinh dưỡng đạm, khả năng tích luỹ chất khơ của cây. Do đó việc cung cấp canxi cho đất để điều chỉnh pH là rất quan trọng trong sản xuất thâm canh tăng năng suất đậu xanh (Trần Đình Long và Nguyễn Thị Chinh, 2005).
2.2.3. Nhu cầu dinh dƣỡng cho cây đậu xanh
Tuy là cây họ đậu, có khả năng cố định đạm khí trời nhưng đậu xanh vẫn cần bón bổ sung đạm, lân và kali để hình thành và cải thiện năng suất (Malik et al., 2003). Hơn nữa, hoạt động của vi khuẩn cố định đạm phụ thuộc vào ẩm độ
đất, chất hữu cơ, lân, kali, canxi và các yếu tố vi lượng. Theo Quy chuẩn quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng của giống đậu xanh (QCVN 01-62: 2011/BNNPTNT), lượng phân khuyến cáo, ngoài phân chuồng/phân hữu cơ và vôi, lượng phân vô cơ bón cho 1ha là 30-50kg N, 50-60kg P2O5 và 50-60kg K2O tùy điều kiện cụ thể. Quy chuẩn này áp dụng cho đất có thành phần cơ giới nhẹ, độ phì đồng đều và chủ động tưới tiêu. Cũng theo quy chuẩn này, lượng phân hữu cơ, tồn bộ lân, ½ lượng đạm và ½ lượng kali được bón lót khi gieo và chỉ bón thúc 1 lần khi cây có 2-3 lá thật. Trong thực tế, liều lượng, sự phối hợp NPK, thời điểm và số lần bón phụ thuộc nhiều vào loại đất và thành phần cơ giới của đất (Nguyễn Quốc Khương và cs., 2014). Trên đất thịt pha cát khi bón liều lượng 90kg N và 120kg P2O5 (Sadeghipour et al., 2010) hoặc bón 90kg K2O trên nền 50-75kg N và P2O5 (Hussain et al., 2011) cho 1ha
năng suất đậu xanh đạt cao nhất,trong khi đó với điều kiện đất sét đạt năng suất cao nhất khi bón 70kg N/ha (Azadi et al., 2013). Trong điều kiện đất cát ven
biển, bón phân đạm sớm có thể kích thích sinh trưởng và thúc đẩy sự hình thành các cơ quan sinh dưỡng ở thời kỳ sinh trưởng ban đầu, đặc biệt trên đất nghèo vi khuẩn cố định đạm. Tuy nhiên, bón tập trung lượng phân cùng lúc đối với đất
nghèo hữu cơ như đất cát có thể dẫn đến mất mát do thấm (Nyamangara et al.,
2003). Nhìn chung, đất cát ven biển có khả năng trao đổi cation thấp (Nguyễn Văn Tồn, 2004). Đặc biệt, đất cát có khả năng giữ nước kém và sự thấm chất dinh dưỡng mạnh hơn, nên bón phân nhiều lần là cần thiết. Trong các yếu tố dinh dưỡng, N dễ bị thấm hơn trong đất cát so với đất thịt, do đó có thể giảm thiểu N trong đất vào thời điểm trước khi cây có thể hấp thụ được. Ngồi ra, đối với đất cát, liều lượng phân bón và thời điểm bón có quan hệ với lượng mưa và tần suất mưa. Mặc dù cây đậu xanh khá phù hợp trên đất chuyên màu vùng ven biển sau thu hoạch lạc Xuân, nhưng năng suất vẫn thấp so với tiềm năng của giống. Tại vùng đất cát ven biển, sản xuất đậu xanh cịn mang tính quảng canh, nơng dân chưa chú trọng đến việc đầu tư phân bón. Rất ít hộ gia đình bón bổ sung phân lân, kali cho cây đậu xanh và chỉ bón một lượng đạm rất nhỏ vào thời kỳ cây có 4-5 lá. Do đó, sử dụng phân bón đa lượng với liều lượng hợp lý và bón vào thời kỳ sinh trưởng phù hợp có thể cải thiện năng suất đậu xanh trên đất cát.
2.2.3.1. Nhu cầu về đạm
N có vai trị rất quan trọng trong đời sống cây đậu xanh. N tham gia vào các thành phần cấu tạo của các axit amin, protein, các axit nucleic, các cơ quan
tử, diệp lục. Thiếu N ảnh hưởng nhiều đến quang hợp, đến trao đổi chất trong cây. Nếu thiếu N nghiêm trọng, cây cịi cọc, lá nhanh chóng bị vàng, cây mềm yếu, rễ kém phát triển. Đậu xanh được vi khuẩn cố định đạm cung cấp một phần N. Nhưng những vi khuẩn này chỉ hoạt động mạnh từ 20-25 ngày sau khi trồng nên ở thời kỳ cây con đậu xanh thường sinh trưởng chậm.
Tuy là cây họ đậu, có khả năng cố định đạm nhờ vi khuẩn nốt sần trong rễ nên nhu cầu đạm không cao, nhưng đậu xanh vẫn cần bón bổ sung một lượng đạm, nhất là ở những nơi đất xấu, vì đạm do vi khuẩn nốt sần cung cấp không đủ cho cây. Mặt khác, giai đoạn cây con, sau khi lượng đạm dự trữ trong hạt cạn kiệt, trước khi nốt sần có thể hoạt động tạo ra lượng đạm cần thiết thì sự sinh trưởng của cây đậu xanh phụ thuộc vào lượng đạm có trong đất. Cung cấp phân bón đạm vào giai đoạn sớm thúc đẩy sinh trưởng và năng suất đậu xanh. Ở các nước nhiệt đới, bón phân đạm có thể hữu ích, làm tăng sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng vì hoạt động của vi khuẩn cố định đạm không cung cấp đủ lượng đạm cần thiết, thậm chí một số trường hợp (ví dụ sau lúa nước) trong đất không tồn tại loại vi khuẩn này, mặc dù cây đậu xanh thường cần ít phân đạm nếu việc bón phân hợp lý (Mishra and Ahmad, 1994). Những nghiên cứu liên quan đến lượng đạm bón cho đậu xanh ở các nước Tây Á và Nam Á chỉ ra rằng lượng đạm bón, kết hợp với lân, thay đổi khá rộng (30-100 kg/ha) phụ thuộc vào loại đất và giống (Malik et al., 2003; Sadeghipour et al., 2010), điều kiện tưới nước
(Asaduzzaman et al., 2008), khí hậu (Azadi et al., 2013; Mojaddam et al., 2014). Bón tăng đạm có thể làm giảm ảnh hưởng xấu của hạn (Mojaddam et al., 2014).
2.2.3.2. Nhu cầu về lân và kali
Đậu xanh cần lân và kali tương tự như các cây đậu đỗ khác và phải được đáp ứng thơng qua phân bón nếu đất thiếu hụt các nguyên tố đó, đặc biệt trong điều kiện đất cát nghèo chất hữu cơ lân dễ bị thấm (Yang et al., 2008). Lân (P) là một trong ba nguyên tố đa lượng thiết yếu đối với cây trồng và thường phải bổ sung vào đất bằng phân bón. Đất đủ lân kích thích cây sinh trưởng nhanh và chín sớm. Bón lân cho đất trồng đậu xanh đã trở thành tập quán canh tác ở nhiều nước sản xuất đậu xanh (Kumar et.al., 2017). Nhiều thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng
của lân tới sinh trưởng và năng suất được tiến hành ở các nước Nam Á như Ấn Độ và Pakistan (Samiullah et al., 1987; Oad et al., 2003; Kumar et al., 2017).
Bón lân có ảnh hưởng tốt đến các tính trạng nơng học và năng suất, nhưng lượng bón ảnh hưởng tốt tới năng suất hạt, dao động từ 30-100kg cho một héc ta, phụ
thuộc vào giống (Oad et al., 2003; Parvez et al., 2013), đất và độ ẩm đất (Kumar
et al., 2017), kết hợp xử lý Rhizobium (Khan et al., 2002) và độ chua của đất
(Moolani and Jana, 1965). Bón phân lân cho cây đậu xanh làm tăng chiều cao cây, số nhánh/cây, số lượng nốt sần, số quả/cây, số hạt/quả, khối lượng 1000 hạt, năng suất sinh vật học và năng suất hạt (Ayub et al., 1998); tối ưu số quả/cây, số hạt/quả và năng suất hạt (Samiullah et al., 1987).
Kali là một trong 3 nguyên tố dinh dưỡng đa lượng của cây trồng, có vai trị đối với nhiều chức năng trong cây: giúp cho quá trình quang hợp, hoạt động của enzym mà kali đóng vai trị là chất điều chỉnh và xúc tác. Kali tham gia vào hoạt động quang hợp và có trong thành phần của hơn 60 enzym, tổng hợp protein và tăng cường khả năng chống chịu của cây trồng với sâu bệnh hại (Arif et al.,
2008). Kali cịn có vai trị trong việc vận chuyển và tích luỹ đường, tinh bột, giảm hơ hấp và tiêu hao năng lượng, tăng khả năng chịu hạn bằng cách duy trì sức căng tế bào, tăng khả năng chống đổ thông qua việc tăng lượng cellulose trong thân cây. Ngồi ra, kali cịn giúp làm chậm quá trình phát triển của bệnh (Poehlman, 1991). Trong đất, kali đa phần tồn tại dưới dạng hợp chất khống khơng tan, vì vậy rất chậm được hấp thụ bởi cây. Kali được huy động nhiều vào thời kỳ bắt đầu ra hoa, quả, thiếu kali ở giai đoạn này, tỷ lệ rụng hoa, rụng quả tăng lên, giảm số quả/cây và khối lượng 1000 hạt.
Đối với nhiều cây trồng, trong đó có đậu xanh, sử dụng phân kali là giải pháp có hiệu quả làm giảm tác hại của hạn (Sangakkara et al., 2001; Singh and
Kumar, 2009; Fooladivanda et al., 2014), duy trì sức trương tế bào, điều chỉnh
đóng mở khí khổng, giúp cho cây điều chỉnh thế nước thấp (giảm thế nước) khi bị hạn (Bukhsh et al., 2012). Trong điều kiện hạn, sự tích lũy kali trong mơ cây làm tăng khả năng lấy nước của cây từ trong đất. Sangakkara et al. (2001) cho
rằng, trong điều kiện bất lợi về nước, kali làm tăng sinh trưởng của cây mầm, phát triển của rễ, tăng cường độ quang hợp của đậu xanh. Vì vậy bón phân kali có ý nghĩa quan trọng đối với các cây họ đậu ở vùng nhiệt đới, nơi luôn xảy ra những bất lợi về nước.
Nhiều nghiên cứu khác cho thấy, hiệu quả của phân bón kali làm tăng năng suất, chất lượng hạt đậu xanh. Hussain et al. (2011) báo cáo rằng các mức bón kali khác nhau đã ảnh hưởng rõ rệt đến các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất hạt và hàm lượng protein. Trên đất cát pha ở Pakistan, Ấn Độ, Srilanka, lượng K2O bón cho đậu xanh từ 80-90 kg/hagiúp cây sinh trưởng tốt, tăng sinh khối, năng suất hạt và đạt hiệu quả kinh tế cao nhất (Hussain et al., 2011;
Sangakkara et al., 2011; Kumar et al., 2014).
Tuy nhiên lượng phân bón nói chung, lượng lân và kali bón thực tế nói riêng phụ thuộc vào tính chất của đất, đó là kết cấu của đất, độ xốp, khả năng giữ nước và tính thấm nước. Hạt cát trong đất cát tạo ra khoảng không lớn làm cho đất thống khí nhưng nước bị thấm nhanh. Đất có tỉ lệ cát cao thường dễ thốt nước nhưng khơng có khả năng giữ chất dinh dưỡng. Do đó, đối với đất cát, bón kết hợp đạm, lân, kali là cần thiết (Nguyễn Quốc Khương và cs., 2014) và thậm chí cần bón nhiều lần để cung cấp đủ dinh dưỡng cho cây. Đối với lân trong đất, sau khi bón, lân hịa tan trong nước nếu khơng được cây trồng hấp thụ được giữ lại trong đất thơng qua các phản ứng hóa học (hấp phụ trên bề mặt các oxit và khoáng sét hay kết tủa thành photphát không tan của Ca, Fe, or Al) và các quá trình vi sinh vật (hợp thành sinh khối vi sinh và các tiểu phần hữu cơ). Song đất cát có hàm lương sét, oxit Fe/Al và chất hữu cơ thấp, nên lượng lân (P) không được cây hấp thụ dễ bị mất do thấm (Yang et al., 2008). Sự thấm diễn ra khi
khoảng không trong đất chứa đầy nước và nước thấm xuống do trọng lực mang theo bất kỳ muối hịa tan nào có trong đất. Vì vậy, lượng phân bón và số lần bón có thể tùy theo lượng và tần suất mưa.