Phần 3 Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu
3.2. Thời gian nghiên cứu
Đề tài được thực hiện từ năm 2013 đến năm 2017.
3.3. ĐỐI TƢỢNG VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
- Giống ngơ lai đơn NK66 có nguồn gốc từ Thái Lan, do công ty Syngenta Việt Nam nhập nội và chuyển giao. Giống được tạo ra từ tổ hợp lai giữa 2 dịng ngơ NP5024/NP5063. Giống NK66 được khảo nghiệm từ 2002 - 2005. Được Bộ Nông nghiệp &PTNT công nhận giống chính thức năm 2005. Là giống có thời gian sinh trưởng trung bình từ 93 - 105 ngày. Chiều cao cây trung bình 200 - 225 cm, cao đóng bắp 110 - 120 cm, độ đồng đều cao; Khả năng chống đổ tốt. Bắp to, lá bi bao kín bắp, hạt dạng nửa đá mầu vàng cam nhạt. Tiềm năng năng suất cao 100 - 120 tạ/ha.
- Phân viên nhả chậm (PVNC) do Công ty Cổ phần Công nghệ Xanh Nông nghiệp I sản xuất và phân phối. Khối lượng 1 viên phân 4,2g, có hàm lượng N: 23%, P2O5:5%, K2O:12%. Các loại phân viên nhả chậm được nén, bọc hỗn hợp keo PVA (Polyvinyl Acetate (C4H6O2)n), dịch chiết thực vật AUN1 làm chậm quá trình thủy phân urea và q trình nitrat hóa.
- Đất nghiên cứu là đất đỏ vàng (feralite) tại huyện Bát Xát, Lào Cai.
Bảng 3.1. Một số tính chất đất trƣớc thí nghiệm
pHKCl Hàm lƣợng tổng số (%) Hàm lƣợng dễ tiêu (mg/100g)
OC N P2O5 P2O5 K2O
Tại bảng 3.1 cho thấy đất thí nghiệm có phản ứng chua ít (pHKCl: 5,23), hàm lượng OC (1,40%), N tổng số (0,11%), P2O5 dễ tiêu (3,07mg/100g), K2O dễ tiêu (8,47mg/100g) đều ở mức trung bình, P2O5 tổng số giàu. Như vậy, đất thí nghiệm thuộc loại đất có độ phì trung bình.
3.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
3.4.1. Đánh giá hiện trạng sản xuất ngô vùng nghiên cứu
Điều tra đánh giá hiện trạng sản xuất ngơ tại Bát Xát, tỉnh Lào Cai, trong đó tập trung thu thập các thông tin giống ngô đang sử dụng; liều lượng và kỹ thuật bón phân; cách bón phân của các hộ nơng dân từ đó xác định được liều lượng bón phân, loại phân bón phù hợp cho ngơ tại vùng nghiên cứu.
3.4.2. Nghiên cứu sự di động của đạm trong phân viên nhả chậm khi bón vào đất đỏ vàng Lào Cai vào đất đỏ vàng Lào Cai
- Nghiên cứu mơ phỏng rửa trơi đạm hịa tan theo chiều sâu của đất có độ ẩm khác nhau bằng mơ hình Hydrus-2D;
- Xác định lượng NH4+ giải phóng và di chuyển sau bón các loại phân viên nhả chậm trong đất đỏ vàng Lào Cai.
3.4.3. Nghiên cứu ảnh hƣởng các loại phân viên nhả chậm và kĩ thuật bón đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất ngô vụ Xuân
- Ảnh hưởng của các loại phân viên nhả chậm (PVNC) đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô;
- Ảnh hưởng của độ sâu bón và khoảng cách bón phân viên nhả chậm (PVNC) đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô.
3.4.4. Xây dựng mơ hình thử nghiệm và đánh giá hiệu quả kinh tế
Dựa vào những kết quả nghiên cứu thu được trong các thí nghiệm, xây dựng mơ hình sản xuất sử dụng phân viên nhả chậm tại huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai. Các nội dung đánh giá: Năng suất, so sánh hiệu quả kinh tế khi bón phân viên nhả chậm với phân N,P,K dạng rời.
Các nội dung nghiên cứu được thực hiện theo trình tự logic với các bước cụ thể được mơ tả trong hình 3.1
Hình 3.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát 3.5. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.5. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.5.1. Phƣơng pháp thu thập số liệu
3.5.1.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp
Số liệu thứ cấp: bao gồm tình hình sản xuất ngơ trên địa bàn huyện Bát Xát trong thời gian từ năm 2010 đến năm 2015, điều kiện tự nhiên được thu thập
Điều tra hiện trạng sản xuất ngô tại Bát Xát, Lào Cai
Xác định yếu tố hạn chế hiệu quả bón phân trong sản xuất ngơ
Làm căn cứ xác định lượng N bón cho ngơ
Xác định được sự di động đạm của các loại phân viên nhả chậm trong đất đỏ vàng Lào Cai.
Nghiên cứu mô phỏng rửa trơi đạm hịa tan theo chiều sâu của đất có độ ẩm khác nhau bằng mơ hình Hydrus-2D
Nghiên cứu ảnh hưởng của độ sâu bón và khoảng cách bón cho ngơ NK66 Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại PVNC
đến năng suất ngô NK66 trên đất đỏ vàng Lào Cai
Cơ sở xây dựng quy trình bón PVNC cho Ngơ NK66 trên đất đỏ vàng Lào Cai
Xác định lượng NH4+ giải phóng và di chuyển sau bón các loại phân viên nhả chậm
Chọn 1 CT tốt TN đồng ruộng
thông qua các số liệu thống kê của Cục Thống kê tỉnh Lào Cai, Trạm khí tượng thủy văn và các báo cáo sản xuất nông nghiệp của UBND huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai.
3.5.1.2. Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp
- Điều tra đánh giá tình hình thâm canh ngơ trên địa bàn huyện Bát Xát được tiến hành theo phương pháp điều tra nhanh nông thôn (RRA) với việc sử dụng phiếu điều tra.
+ Thời gian điều tra: tháng 3/2013. Tiến hành điều tra 90 hộ trồng ngô lai đơn NK66 ở 3 xã Quang Kim, Bản Qua, Bản Vược huyện Bát Xát, Lào Cai (là xã trồng ngô nhiều nhất trong huyện) các hộ được chọn ngẫu nhiên theo danh sách mà UBND xã cung cấp.
+ Phiếu điều tra tập trung vào thu thập thông tin về kỹ thuật bón phân bao gồm: Loại phân bón, lượng phân bón, cách bón và năng suất ngơ của các hộ sản xuất.
- Phân tích thơng tin, số liệu điều tra theo phương pháp phân tích logic, phương pháp thống kê qua chương trình máy tính Excel.
Phương pháp nghiên cứu được mơ tả ở hình 3.2.
Hình 3.2. Mơ tả phƣơng pháp điều tra hiện trạng sản xuất ngơ
Tham khảo tài liệu thứ cấp
Tình hình sản xuất ngô, điều kiện tự
nhiên
Số liệu sơ cấp
Chọn vùng nghiên cứu
Điều tra nông hộ bằng phiếu điều tra
Phân tích kết quả điều tra
Hiện trạng sản xuất
Điều tra hiện trạng sản xuất, kỹ thuật canh tác,
tình hình sử dụng phân bón trong sản xuất ngơ
Các yếu tố hạn chế hiệu quả phân bón trong sản xuất ngơ
Đề xuất các nội dung nghiên cứu
3.5.2. Phƣơng pháp thí nghiệm trong phịng
3.5.2.1. Nghiên cứu mơ phỏng rửa trơi đạm hịa tan theo chiều sâu của đất có độ ẩm khác nhau bằng mơ hình Hydrus-2D
a. Đối tượng và vật liệu thí nghiệm: Đất đỏ vàng tại xã Quang Kim, Huyện Bát
Xát, Lào Cai. Phân đạm ure (46%N).
b. Cách tiến hành thí nghiệm
Bước 1: Sử dụng ống cột đất có chiều cao 70cm, đường kính trong 5cm. Đất được lấy xung quanh bộ rễ ngô ở độ sâu 30 cm.
Bước 2: Đất được trộn đều với vi sinh vật nitrat hóa và phản nitrat hóa rồi cho đất vào cột đến độ cao 50 cm.
Bước 3: Hòa tan urê vào nước theo tỷ lệ 184 mg ure/L nước, hỗn hợp dung dịch trên được bơm đều lên bề mặt cột đất. Có 2 loại cột đất được sử dụng:
- Cột 1 (kí hiệu C1) là cột bão hòa, nước được tưới từ từ cho đến khi nước dư thừa thoát ra từ đáy cột, theo tính tốn và thực nghiệm thì lưu lượng tưới 7 cm/ngày, tưới liên tục trong 20 ngày thì lượng nước sẽ chảy ra khỏi cột đất, nghĩa là độ ẩm đất đã đạt đến độ ẩm bão hòa và là khoảng thời gian cần thiết để nghiên cứu sự di động của đạm trong điều kiện đất bão hịa nước.
- Cột 2 (kí hiệu C2) là hệ thống bão hòa và ẩm luân phiên. Trong hệ thống này có một van chữ U nối với đáy cột đất để duy trì một lớp đất bão hịa 5 cm ở đáy cột. Theo tính tốn và thực nghiệm thì lưu lượng nước bơm vào cột đất 22 cm/ ngày và chia thành nhiều lần tưới trong 10 ngày luôn đảm bảo cho cột đất ở trạng thái bão hòa và ẩm luân phiên nhau và là khoảng thời gian cần thiết để nghiên cứu sự di động của đạm trong điều kiện trên.
- Có hai vị trí để chèn đầu dị đo độ ẩm đất (Soil sensor, USA) một phía trên (vị trí 15 cm) và một ở phía dưới (vị trí 30 cm) để đo độ ẩm trong các nghiên cứu.
- Mẫu nước thoát ra được thu vào bình chứa acid sulfulric loãng 5% và được nối với bơm hút để lấy mẫu tiến hành phân tích hàm lượng amon, nitrat. Hàm lượng nước được đo ngay sau lấy mẫu.
- Thí nghiệm lặp lại 3 lần. Số lượng mẫu lấy cho mỗi lần đều đủ cả 3 lần lặp lại.
trong hình 3.2. Hàm lượng nước ban đầu ở lớp đất trên cùng là 0,201 cm3/cm3. Điều kiện biên trên với đường biên dòng chảy hằng số cho cột đất C1 và điều kiện biên biến thiên theo thời gian với dòng chảy hằng số cho cột đất C2. Đường biên cận dưới là tiêu nước tự do cho cột đất C1 và điều kiện biên thế năng áp suất hằng số thể hiện ở vị trí trong lớp nước ngầm (Antonopoulos, 2010) đối với cột đất C2 (việc chọn loại đường biên và cách xác định đường biên được trình bày cụ thể tại phụ lục số 6). Tưới nước trong thời gian 8h/ngày. Điều kiện này mô phỏng chu kỳ khô và ướt của phương pháp tưới ngập ẩm luân phiên (AWD). Đối với nghiên cứu tưới liên tục (C1), nước được cung cấp liên tục trong thời gian 24h. Chất tan được xếp vào điều kiện loại 3.
Hình 3.3. Cột đất với các điều kiện biên và chu trình vận hành
Nguồn: Antonopoulos (2010)
3.5.2.2. Xác định lượng NH4+ giải phóng và di chuyển sau bón các loại phân viên nhả chậm (PVNC) trong đất đỏ vàng Lào Cai
a. Cơng thức thí nghiệm: Thí nghiệm có 4 cơng thức
C1: PVNC bọc keo và dịch chiết; L1: PVNC bọc dịch chiết;
LS: PVNC dạng nén; SL1: PVNC bọc keo;
Các công thức phân viên nhả chậm (PVNC) đều cho 1 viên phân có khối lượng 4,2g, có hàm lượng N: 23%, P2O5:5%, K2O:12% ở độ sâu 10cm.
b. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được thực hiện bằng ống trụ (đường kính 5cm, cao 70cm), mỗi ống trụ chứa 1kg đất đỏ vàng của Lào Cai đã khơ và nghiền nhỏ.
Thí nghiệm được thực hiện từ tháng 4 đến tháng 7 năm 2013 tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
c. Cách tiến hành
Hình 3.4. Mơ hình thí nghiệm xác định lƣợng NH4+
giải phóng và di chuyển sau bón của các dạng phân viên nhả chậm
- Mỗi công thức cho 1 viên phân vào ống trụ có chứa đất đỏ vàng Lào Cai ở độ sâu 10 cm;
- Cho 1 lượng nước cố định 100ml nước cất vào tất cả các cốc (các cốc đựng nước được để trên cao) các cốc được nối với ống trụ chứa đất bằng ống dẫn có van để giữ nước chảy ra với tốc độ nước chảy ra là 2cm3/phút;
- Hàng ngày vào một giờ cố định (15h hàng ngày) lấy dung dich chảy ra để đo EC và tiến hành phân tích hàm lượng NH4+
;
- Xây dựng phương trình biểu thị mối quan hệ giữa EC đo được và hàm lượng NH4+
xác định được hàng ngày cho đến ngày thứ 90;
100ml H2O Mức nước Đất đỏ vàng Lào Cai Phân viên nhả chậm Đất đỏ vàng Lào Cai 2 cm3/phút
- Tiến hành làm như vậy cho đến khi lượng chất dinh dưỡng đạm giải phóng ra khỏi viên phân đạt 75% lượng dinh dưỡng đạm chứa trong viên phân.
d. Các chỉ tiêu theo dõi: EC và NH4+
3.5.3. Phƣơng pháp thí nghiệm đồng ruộng
3.5.3.1. Ảnh hưởng của các loại phân viên nhả chậm (PVNC) đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngơ NK66
Thí nghiệm gồm 5 cơng thức: P1: khơng bón phân; P2: PVNC dạng nén; P3: PVNC bọc keo; P4: PVNC bọc dịch chiết; P5: PVNC bọc keo và dịch chiết;
Các công thức phân viên nhả chậm đều được bón lượng phân 110 N+ 24 P2O5 + 57 K2O/ha và bón lót bổ sung 36 P2O5/ha (phân thương phẩm là supe lân).
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) với 3 lần nhắc lại. Diện tích của 1 ơ thí nghiệm 14 m2, mật độ trồng 5,7 vạn cây/ha (hàng cách hàng 70cm, cây cách cây 25cm).
Thí nghiệm được tiến hành ở vụ xuân năm 2013 (ngày gieo 04/3/2013, ngày thu hoạch 18/6/2013) và vụ xuân năm 2014 (ngày gieo 7/3/2014, ngày thu hoạch 22/6/2014) tại xã Quang Kim, huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai.
SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM Dải bảo vệ Dải bảo vệ Dải bảo vệ Nhắc lại 1 P3 P1 P5 P2 P4 Nhắc lại 2 P3 P2 P4 P5 P1 Nhắc lại 3 P4 P3 P1 P2 P5 Dải bảo vệ
3.5.3.2. Ảnh hưởng của độ sâu bón và khoảng cách bón phân viên nhả chậm đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô NK66
K5D5. Cách điểm gieo hạt 5cm, bón sâu 5cm; K5D10. Cách điểm gieo hạt 5cm, bón sâu 10cm; K5D15. Cách điểm gieo hạt 5cm, bón sâu 15cm; K10D5. Cách điểm gieo hạt 10cm, bón sâu 5cm; K10D10. Cách điểm gieo hạt 10cm, bón sâu 10cm; K10D15. Cách điểm gieo hạt 10cm, bón sâu 15cm; K15D5. Cách điểm gieo hạt 15cm, bón sâu 5cm; K15D10. Cách điểm gieo hạt 15cm, bón sâu 10cm; K15D15. Cách điểm gieo hạt 15cm, bón sâu 15cm.
Các công thức đều được bón trên nền phân viên nhả chậm: 110 N+ 24 P2O5 + 57 K2O/ha, đồng thời bón lót bổ sung 36 P2O5/ha (phân thương phẩm là supe lân).
Thí nghiệm gồm 2 nhân tố được bố trí theo kiểu (split-plot) với 3 lần nhắc lại, ơ nhỏ là nhân tố độ sâu bón được tính so với bề mặt luống ngơ sau khi san phẳng là 5cm, 10cm và 15cm, kí hiệu là D5, D10, D15, ơ lớn là nhân tố khoảng cách bón cách điểm gieo hạt là 5cm; 10cm và 15cm, kí hiệu là K5, K10, K15. Diện tích của 1 ơ là 14 m2, mật độ trồng 5,7 vạn cây/ha, hàng cách hàng 70 cm, cây cách cây 25 cm.
Thí nghiệm được tiến hành ở vụ xuân năm 2014 (ngày gieo 9/03/2014, ngày thu hoạch 24/6/2014) và vụ xuân năm 2015 (ngày gieo 3/3/2015, ngày thu hoạch 18/6/2015) tại xã Quang Kim, huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai.
SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM Dải bảo vệ Dải bảo vệ Dải bảo vệ Nhắc lại 1 K2 K3 K1 D1 D3 D2 D2 D3 D1 D3 D2 D1 Nhắc lại 2 K1 K3 K2 D1 D3 D2 D1 D3 D2 D1 D3 D2 Nhắc lại 3 K3 K1 K2 D1 D2 D3 D3 D2 D1 D2 D1 D3 Dải bảo vệ
3.5.3.3. Kỹ thuật trồng ngơ và chăm sóc
Thí nghiệm đồng ruộng được tiến hành theo QCVN 01-56: 2011/BNNPTNT, cụ thể như sau:
- Làm đất: Đất được làm sạch cỏ dại, sau đó lên luống theo khoảng cách hàng phù hợp cho mỗi cơng thức;
- Bón phân viên nhả chậm: bón 1 lần khi gieo hạt cách điểm gieo hạt 10cm và ở độ sâu 10cm được tính so với bề mặt luống ngơ, khối lượng 1 viên phân là 4,2 g (N: 23%, P2O5: 5%, K2O:12%) được bón một lần khi gieo hạt với lượng 2 viên phân cho 1 gốc ngô, tương ứng 110 N+ 24 P2O5 + 57 K2O/ha và bón lót bổ sung 36 P2O5/ha (phân thương phẩm là supe lân)
- Chăm sóc: Giai đoạn cây con, tiến hành xới xáo. Khi ngô được 4 - 5 lá thật, xới vun nhẹ quanh gốc, tiến hành tỉa dặm định cây đảm bảo mật độ trồng mỗi hốc 1 cây. Khi ngô được 8 - 9 lá thật, xới xáo diệt cỏ dại, vun cao gốc;
- Tưới nước: Cây ngô sử dụng nước trời;
- Thu hoạch: Tiến hành thu hoạch khi ngơ chín sinh lý (khi chân hạt có vết đen hoặc 75% số cây có lá bi khơ).
3.5.4. Xây dựng mơ hình bón phân viên nhả chậm cho ngơ
Triển khai xây dựng mơ hình: Thực hiện 2 mơ hình. Mơ hình 1 (3 hộ có
diện tích 5.040 m2) thực hiện theo quy trình thơng thường làm đối chứng với lượng phân bón 160 N+ 60 P2O5 + 60 K2O/ha. Mơ hình 2 (7 hộ có diện tích 10.080 m2) theo quy trình sử dụng phân viên nhả chậm được bọc keo và dịch chiết với lượng phân bón là 110 N+ 24 P2O5 + 57 K2O/ha, đồng thời bón lót bổ sung 36 P2O5/ha (phân thương phẩm là supe lân).
Quy mô và địa điểm
Quy mô 15.120 m, gồm 10 hộ trồng trồng ngơ cho 2 mơ hình;
Thời gian thưc hiện: vụ Xuân năm 2016. Gieo ngày 02/4/2016, thu hoạch