5. ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
1.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1.4. Cơ sở khoa học của nghiên cứu phân bón cho lúa
Để sinh trưởng, phát triển và tạo lập năng suất, cây lúa cần được cung cấp nhiều yếu tố dinh dưỡng: N, P, K (đa lượng); Ca, Mg, Si, S (trung lượng); Zn, B, Mo, Mn, Fe… (vi lượng), trong đó N, P, K là những yếu tố mà cây lúa cần với lượng lớn, các ngun tố khống cịn lại, cây lúa cần với lượng ít và rất ít.
- Đối với đạm: Theo Nguyễn Văn Hoan (2006) [42], trong các nguyên tố dinh
dưỡng, đạm là chất dinh dưỡng quan trọng nhất. Cây lúa cần đạm trong tất cả các giai đoạn sinh trưởng, tuy nhiên giai đoạn đẻ nhánh lúa cần nhiều đạm nhất. Cung cấp đủ đạm và đúng lúc làm cho lúa đẻ nhánh nhanh, tập trung tạo nhiều nhánh hữu hiệu. Đạm thúc đẩy hình thành địng và các yếu tố cấu thành năng suất khác như số hạt/bông, khối lượng 1000 hạt và tỷ lệ hạt chắc. Vì vậy, bón đạm ở giai đoạn làm đòng ảnh hưởng quyết định đến năng suất. Mặt khác bón đạm làm tăng hàm lượng protein nên ảnh hưởng đến chất lượng gạo.
Theo Nguyễn Như Hà (2006) [35] và Nguyễn Văn Hoan (2006) [42], đạm cũng ảnh hưởng tới đặc tính vật lý và sức đề kháng đối với sâu bệnh hại lúa. Thừa hoặc thiếu đạm đều làm lúa dễ bị nhiễm sâu bệnh hại do sức đề kháng giảm.
Theo Nguyễn Như Hà (2006) [35], thiếu đạm làm cho cây lúa thấp, đẻ nhánh kém, địng nhỏ, khả năng trỗ kém, số hạt/bơng ít, lép nhiều, năng suất thấp. Thừa đạm làm cho lá to, dài, phiến lá mỏng, nhánh vô hiệu nhiều, lúa trỗ muộn, cây cao, lốp, đổ nên ảnh hưởng xấu đến năng suất và phẩm chất lúa. Trong q trình sinh trưởng, cây lúa có nhu cầu đạm tăng đều từ thời kỳ đẻ nhánh tới trỗ và giảm sau trỗ. Lượng đạm cần thiết để tạo ra một tấn thóc từ 17-25 kg N, trung bình 22,2 kg N. Khi tăng lượng đạm bón thì chỉ số diện tích lá (LAI), khối lượng chất khơ (DM) và tốc độ tích luỹ chất khơ (Crop growth rate-CGR) của lúa lai vượt trội so với lúa thuần, đặc biệt ở giai đoạn sau cấy 4 tuần, năng suất của các giống lúa đều tăng, tuy nhiên năng suất của lúa lai tăng nhiều hơn năng suất của lúa thuần. Năng suất hạt của các giống lúa thí nghiệm ở các mức phân bón có tương quan thuận ở mức ý nghĩa với LAI và CGR ở giai đoạn đầu của quá trình sinh trưởng, số bơng/m2 và số hạt/bơng.
Trong các giai đoạn sinh trưởng thì bắt đầu từ đẻ nhánh đến đẻ rộ hàm lượng đạm trong thân lá ln cao sau đó giảm dần. Như vậy cần tập trung bón đạm mạnh vào giai đoạn này. Tuy nhiên thời kỳ hút đạm mạnh nhất quan sát thấy ở lúa lai là từ đẻ rộ đến làm đòng, mỗi ngày lúa lai hút 3.520 g N/ha chiếm 34,68% tổng lượng hút, tiếp đến mới là giai đoạn từ bắt đầu đẻ nhánh đến đẻ rộ, mỗi ngày cây hút 2.737 g N/ha chiếm 26,82% tổng lượng hút. Vì lý do này mà bón lót và bón thúc thật tập trung là rất cần thiết nhằm cung cấp đủ đạm cho lúa lai.
Theo Nguyễn Văn Hoan (2006) [42], ở giai đoạn cuối lúa lai hút đạm không mạnh như ở 2 giai đoạn đầu song chiếm một tỉ lệ N cao và sức hút N mạnh rất có lợi cho quang hợp tích lũy chất khơ vào hạt. Vì thế một lượng đạm nhất định cần được bón vào giai đoạn cuối (khoảng 20 ngày trước khi lúa trỗ). Bón đạm với liều lượng cao thì hiệu suất cao nhất là bón vào lúc lúa đẻ nhánh, sau đó giảm dần, với liều lượng thấp thì bón vào lúc lúa đẻ và trước trỗ 10 ngày có hiệu quả cao.
Do nhu cầu và hiệu quả sử dụng đạm của các giống khác nhau nên việc bón đạm theo một quy trình với liều lượng và thời gian định trước cho nhiều loại giống cũng dẫn đến hiệu quả sử dụng đạm thấp. Vì vậy cần nghiên cứu biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng phân đạm cho lúa.
- Đối với lân: Lân có tác dụng kích thích ra rễ mạnh, thúc đẩy q trình trổ và
chín sớm, tăng cường đẻ nhánh giúp cây phục hồi nhanh sau khi gặp những điều kiện bất thuận. Thiếu lân làm cây lúa thấp, khả năng đẻ nhánh kém, bản lá hẹp, ngắn, thẳng, có màu xanh đậm tới ám khói.
Hiệu suất của lân đối với hạt ở các giai đoạn đầu cao hơn các giai đoạn cuối do lân cần thiết cho đẻ nhánh và nhu cầu của lân tổng số ít hơn đạm. Vì thế, trong sản xuất cần bón lân rất sớm, có thể bón lót để cây lúa hút đủ lân tạo điều kiện thuận lợi cho các bước phát triển tiếp theo.
Theo Yoshida (1981) [115], lân cũng làm tăng sự phát triển của bộ rễ, thúc đẩy việc ra rễ, đặc biệt là rễ bên và lông hút.
Theo Nguyễn Văn Hoan (2006) [42], phân tích hàm lượng lân trong lá thì giai đoạn đẻ rộ thấy cao nhất. Ở giai đoạn chín hàm lượng lân trong thân lá lúa lai cao hơn hẳn lúa thường. Giai đoạn từ đẻ rộ đến phân hóa địng lúa lai hút tới 84,27% tổng lượng lân. Vì thế muốn để lúa lai đạt năng suất cao thì tổng lượng lân cần được cung cấp đủ trước khi làm đòng. Trên đất phèn nặng muốn trồng lúa có hiệu quả cần phải liên tục cải tạo: Sử dụng nước ngọt để rửa phèn, kế đến là bón phân lân liều lượng cao trong những năm đầu để tích lũy lân. Trên đất phù sa đồng bằng sơng Cửu Long bón lân có hiệu quả rất rõ, vụ Đơng Xuân bón 20 kg P2O5/ha đã tăng năng suất được 20% so với cơng thức khơng bón lân. Tuy nhiên, bón thêm với liều lượng cao hơn, năng suất lúa có tăng nhưng khơng rõ. Vì vậy, trong ruộng thâm canh thường được khuyến cáo bón phối hợp từ 20 - 30 kg P2O5 là đủ. Cây lúa được bón đầy đủ lân và cân đối đạm sẽ phát triển xanh tốt, khỏe mạnh, chống chịu với điều kiện bất thuận như hạn, rét. Cây lúa đủ lân đẻ nhánh khỏe, bộ rễ phát triển tốt, trỗ và chín sớm ngay cả trong điều kiện nhiệt độ thấp trong vụ Đơng Xn, hạt thóc mẩy và sáng. Cây lúa thiếu lân cây còi cọc, đẻ nhánh kém, lá lúa ngắn, phiến lá hẹp, lá có tư thế dựng đứng và có màu xanh tối, số lá, số bông và số hạt/bông đều giảm.
- Đối với kali: Theo Yosida (1981) [115], kali có tác dụng xúc tiến quá trình
tăng cường đẻ nhánh và giúp cây chống chịu được các điều kiện bất thuận. Thiếu kali làm cây thấp, lá ngắn, rũ xuống và có màu xanh đậm; các lá phía dưới, bắt đầu từ đỉnh xuống biến vàng giữa các gân lá, có lúc khơ chuyển sang màu nâu nhạt. Trong các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây yêu cầu về kali khác nhau nhưng cây lúa cần kali nhất vào thời kỳ làm hạt để tăng khả năng vận chuyển dinh dưỡng vào hạt. Vì vậy, bón kali kéo dài đến lúc trỗ bơng, lúc giai đoạn hình thành sản lượng là điều rất cần thiết.
Theo Nguyễn Văn Hoan (2003) [41], giai đoạn từ khi đẻ nhánh đến khi trỗ, lúa lai hút kali với cường độ tương tự lúa thường. Tuy nhiên, từ sau khi trỗ thì lúa thường hút rất ít kali, trong khi đó lúa lai vẫn duy trì sức hút kali mạnh, mỗi ngày vẫn hút 0,67kg/ha chiếm 8,7% tổng lượng hút. Như vậy, trong suốt thời kỳ sinh trưởng cường độ hút kali của lúa lai luôn cao. Đây là đặc điểm rất đặc trưng về hút các chất dinh dưỡng của lúa lai. Từ đặc điểm này có thể kết luận: Để có năng suất cao cần coi trọng bón phân kali cho lúa lai.
Nghiên cứu của Uddin S và cs (2013) [111], về 4 liều lượng bón kali cho lúa (0, 20, 40 và 60 kg K2O/ha) trên đất mặn ở Bangladesh cho thấy: với mức bón 60 kg K2O/ha đã cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất. Đồng thời nghiên cứu đã chỉ ra rằng bón kali còn giúp tăng cường hiệu quả hút đạm của cây lúa trên đất mặn.
Hồng Quốc Chính và Phạm Văn Đoan (2012) [21], nghiên cứu hiệu lực của phân kali đối với lúa lai trên đất phèn ven biển tỉnh Thái Bình đã chỉ ra hiệu suất kali đạt cao nhất ở mức bón cho lúa với lượng 90 kg K2O/ha trên nền 10 tấn phân hữu cơ + 120 kg N + 90 kg P2O5/ha.
Nguyễn Đỗ Châu Giang và Nguyễn Mỹ Hoa (2012) [33], nghiên cứu khả năng cung cấp kali và sự đáp ứng của lúa đối với phân kali trên đất thâm canh ba vụ lúa ở Cai Lậy, Tiền Giang và Đồng Tháp cho thấy: Tiềm năng kali trong đất cao nhưng kali hữu dụng thấp, do đó có thể dẫn đến thiếu kali cho lúa nếu khơng được bón đầy đủ. Đồng thời, nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng sự gia tăng năng suất rõ rệt ở các cơng thức được bón kali so với cơng thức khơng bón.
Nghiên cứu của Hồng Thị Thái Hoà và cs (2013) [39], cho rằng trên đất mặn ven biển chuyên trồng lúa tại huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên - Huế, bón kali với lượng 60 kg K2O/ha cho giống lúa chịu mặn A69-1 đã cho năng suất, hiệu quả kinh tế cao và cải thiện độ phì cho đất tốt nhất.
Lưu Ngọc Quyến và cs (2014) [55], khi nghiên cứu ảnh hưởng của phân kali clorua đến năng suất lúa đã kết luận: Năng suất lúa tăng có ý nghĩa khi tăng liều lượng bón kali từ 33 - 93 kg K2O/ha.
Theo Reyhaneh và cs (2012) [99] và Uddin và cs (2013) [108], trên đất mặn, kali có vai trị làm giảm sự hút Na+, tăng cường khả năng chống chịu mặn của cây lúa . Nghiên cứu kali của Trần Quang Tuyến (2010) [66], sau 34 vụ thí nghiệm về ảnh hưởng của bón phân N, P, K dài hạn đến độ phì nhiêu của đất và năng suất lúa ở
vùng Tây sông Hậu, Đồng bằng sông Mê Kông đã chỉ ra rằng: Việc bón cân đối đạm lân đã cải thiện rất tốt kết cấu và độ phì nhiêu của đất (Đất có độ xốp tương đối cao và khơng dẽ chặt, thay đổi dung trọng của đất, tăng hàm lượng chất hữu cơ, đất có khả năng trao đổi cation (đệm pH 8,1) khá cao, tăng đạm tổng số, lân dễ tiêu). Năng suất lúa vụ Đông Xuân tăng dần qua các năm nhưng năng suất lúa có hiện tượng giảm dần theo thời gian qua các vụ Hè Thu. Để khắc phục cần chú ý đầu tư phân lân và kali thỏa đáng và trả lại rơm rạ cho đồng ruộng sau khi thu hoạch.
Mỗi ngun tố dinh dưỡng đều có một vị trí quan trọng trong đời sống của cây lúa. Tùy mùa vụ, giai đoạn sinh trưởng, loại đất và phương pháp sử dụng mà tác dụng và hiệu quả của các nguyên tố này rất khác nhau. Rất nhiều các kết quả nghiên cứu cho thấy: Hiệu quả của các nguyên tố dinh dưỡng đối với cây lúa được phát huy cao nhất khi các nguyên tố này được bón phối hợp với nhau theo một tỷ lệ thích hợp.