Ở Thái Nguyên, lúa hầu hết cấy trên đất dốc tụ trồng lúa lâu năm có hàm lượng dinh dưỡng không cao. Để đảm bảo an ninh lương thực khi diện tích ít, tỉnh Thái Nguyên đã nỗ lực chỉ đạo nông dân thâm canh, mở rộng diện tích lúa lai.
Diện tích lúa năm 2009 đạt 69.829 ha, do áp dụng tiến bộ kỹ thuật về giống, đưa các giống có năng suất cao vào thâm canh nên năng suất lúa liên tục tăng từ 44,6 tạ /ha năm 2003 lên 46,0 tạ/ha năm 2005 và 48,6 tạ/ha năm 2009.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.3. Diễn biến diện tích và năng suất lúa ở Thái Nguyên
Năm
Diện tích (nghìn/ha) Năng suất (tạ/ha) Cả năm Vụ
Xuân Vụ Mùa Cả năm
Vụ Xuân Vụ Mùa 2003 70,4 42,0 28,4 44,6 42,9 47,0 2004 69,9 41,9 28,0 45,0 42,2 49,1 2005 70,1 41,8 28,3 46,0 44,2 48,6 2006 71,5 42,3 29,2 46,6 45,3 48,4 2007 70,8 42,0 28,8 46,3 45,6 47,2 2008 68,8 27,4 41,5 47,3 50,1 45,4 2009 69,8 28,7 41,2 48,6 50,1 47,5 TB 70,2 39,6 30,7 45,9 50,1 47,6
(Nguồn: Báo cáo tổng kết hàng năm của Sở NN&PTNT Thái Nguyên) Phân bón ảnh hưởng đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa. Nhiều nghiên cứu đã xác định liều lượng, thời gian và hiệu quả sử dụng phân bón trên các loại đất ở nhiều vùng sinh thái và kết luận: Liều lượng, hiệu quả sử dụng phân bón phụ thuộc vào giống, điều kiện đất đai, khí hậu, mùa vụ… Tuy nhiên, việc xây dựng quy trình bón phân hiện nay đều dựa trên kết quả của các thí nghiệm nhỏ và dùng phép ngoại suy để lựa chọn lượng phân cần bón cho những vùng rộng lớn. Mặt khác nông dân bón phân cân đối, đạm được sử dụng nhiều mà chưa chú trọng đến kali và lân. Đó là những nguyên nhân chính dẫn đến hiệu quả sử dụng phân bón thấp.
Thái Nguyên có diện tích trồng lúa trên 70.000 ha, trong đó có 39,7% diện tích được cấy lúa vụ Xuân. Năng suất lúa trong những năm gần đấy đã tăng đáng kể, tuy nhiên mới bằng 94,7% năng suất lúa bình quân của cả nước.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Việc sử dụng phân bón cho lúa còn nhiều bất cập, đa số nông dân bón thúc đẻ muộn, bón thúc đòng sớm, lượng đạm bón thúc đòng quá ít so với quy trình kỹ thuật. Hiện tại người nông dân vẫn sử dụng một quy trình bón phân cho toàn bộ diện tích trồng lúa, chưa có nghiên cứu nào về phân bón dựa trên tình trạng dinh dưỡng của cây.
3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của biến động các yếu tố dinh dƣỡng đất đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất của giống lúa KD18
3.3.1. Các đặc điểm của đất thí nghiệm
Xã Quyết Thắng là một xã nằm ở phía Tây thành phố Thái Nguyên với địa hình tương đối thuận lợi cho phát triển cây lúa nước. Tuy nhiên điều kiện đất đai xấu hoặc không chủ động nước đã ảnh hưởng không nhỏ tới sản xuất lúa của xã.
Đất sản xuất lúa là loại đất đặc biệt phục vụ cho nhu cầu an ninh lương thực mà Đảng và Nhà nước ta đang yêu cầu bảo vệ. Do vậy việc nghiên cứu ảnh hưởng của từng yếu tố dinh dưỡng có trong đất đến sinh trưởng và phát triển của cây trồng sẽ là tiền đề để đưa ra các biện pháp nhằm cải tạo các đặc tính đất quan trọng nhằm duy trì diện tích đất hiện có.
Qua nghiên cứu đặc tính của đất thí nghiệm trên địa bàn xã đã thu được kết quả như sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.4. Đặc tính đất thí nghiệm
Chỉ tiêu Trung bình Cao nhất Thấp nhất Độ lệch chuẩn CEC(lđl/100g đất) 8,79 10,19 7,29 0,77 OM (%) 2,08 2,30 1,80 0,12 N (%) 0,09 0,15 0,08 0,01 P2O5 (%) 0,08 0,10 0,01 0,01 K2O (%) 0,31 0,57 0,22 0,05 pHKCl 5,19 5,65 4,79 0,10
Qua kết quả phân tích trên cho thấy, đất thí nghiệm có các trị số dinh dưỡng đất trung bình ở mức thấp. Cụ thể, dung tích hấp thu của đất (CEC) là chỉ tiêu thể hiện khả năng hấp thu và giữ lại các cation trong đất nhằm giữ lại dinh dưỡng cho đất. Qua kết quả phân tích đất cho thấy dung tích hấp thu của đất đạt 8,79 lđl/100g đất, trong đó đạt thấp nhất là 7,29 lđl/100g đất và đạt cao nhất là 10,19 lđl/100g đất. Sự thay đổi giá trị của dung tích hấp thu của đất như vậy làm ảnh hưởng không nhỏ đến khả năng duy trì các yếu tố dinh dưỡng có lợi cho cây trồng ở trong đất, đặc biệt là hai yếu tố đạm và kali khi hai yếu tố này có khả năng rửa trôi rất nhanh.
Mùn (OM) cũng là yếu tố đánh giá chất lượng đất canh tác. Mùn là chỉ tiêu chịu ảnh hưởng nhiều bởi quá trình canh tác vá việc bổ sung phân hữu cơ cho đất. Trong đất thí nghiệm có hàm lượng mùn trung bình là 2,08%, đạt thấp nhất là 1,80% và cao nhất đạt 2,30%. Giá trị mùn như vậy nằm ở ngưỡng nghèo mùn.
Hàm lượng mùn trong đất thấp đã làm ảnh hưởng tới giá trị các yếu tố đánh giá chất lượng khác như dung tích hấp thu và đạm, lân, kali tổng số ở
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
trong đất. Hàm lượng mùn thấp còn phản ánh trình độ canh tác của người dân còn chưa cao, đặc biệt là tình trạng lạm dụng phân hoá học và không sử dụng phân hữu cơ trong quá trình canh tác của người dân.
Đạm, lân, kali tổng số trong đất thí nghiệm đều nằm ở ngưỡng nghèo với 0,09% N tổng số, 0,08% P2O5 tổng số và 0,31% K2O tổng số. Hàm lượng của ba yếu tố này có sự thay đổi tương đối giữa các ô thí nghiệm, đặc biệt là hai yếu tố lân và kali tổng số, cụ thể như sau: Đạm tổng số thấp nhất đạt 0,08% và cao nhất đạt 0,15%. P2O5 tổng số đạt 0,08% và cao nhất đạt 0,10%. K2O tổng số đạt từ 0,22% - 0,57%.
Độ pH trong đất thí nghiệm (pHKCl) nằm trong khoảng từ 4,79 - 5,65 và đạt trung bình là 5,19. Với giá trị pH như vậy là hơi thấp so với nhu cầu của cây lúa, tuy nhiên nó không làm ảnh hưởng nhiều tới khả năng sinh trưởng và cho năng suất của cây lúa vì vẫn nằm trong giới hạn cho phép của cây là từ 5,0-6,5.
Qua kết quả phân tích đất trên cho thấy, đất thí nghiệm thuộc nhóm đất có độ phì trung bình, đặc biệt là ba yếu tố đa lượng là đạm, lân và kali tổng số lại đều ở mức nghèo. Với giá trị các yếu tố dinh dưỡng trong đất như vậy, để đảm bảo cho sản xuất lúa đạt hiệu quả thì yếu tố dinh dưỡng bổ sung cho từng giai đoạn sinh trưởng của cây là rất quan trọng. Đặc biệt là yếu tố phân hữu cơ, trong điều kiện dung tích hấp thu của đất thấp, nhằm đảm bảo cho cây lúa sinh trưởng khoẻ mạnh và hạn chế được sự gây hại của dịch hại.
3.3.2. Khả năng sinh trưởng và phát triển của cây lúa
Sự sinh trưởng của cây lúa là tiền đề cho giai đoạn phát triển của cây và khả năng cho năng suất. Sự sinh trưởng của cây lúa được thể hiện qua nhiều chỉ tiêu sinh trưởng như: Tổng số nhánh đẻ, số nhánh hữu hiệu, chiều cao cây cuối cùng hay khả năng tích luỹ vật chất khô ở các thời kỳ trỗ và chín. Từng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
yếu tố sinh trưởng đều tác động đến khả năng sinh trưởng của cây và năng suất lúc thu hoạch. Qua theo dõi một số chỉ tiêu sinh trưởng của cây lúa trong thí nghiệm thu được kết quả như sau:
Bảng 3.5. Khả năng sinh trƣởng của cây lúa
Chỉ tiêu Trung bình Cao nhất Thấp nhất Độ lệch chuẩn
Chiều cao cây (cm) 84,49 94,00 72,00 5,26
Tổng số nhánh đẻ (nhánh) 9,37 10,80 7,50 0,68
Số nhánh hữu hiệu (nhánh) 7,70 8,70 6,50 0,40
Khả năng tích luỹ vật chất khô
giai đoạn trỗ (g/khóm) 8,48 9,80 6,85 0,77
Khả năng tích luỹ vật chất khô
giai đoạn chín (g/khóm) 13,21 14,99 12,00 0,73 Qua kết quả bảng 3.5 cho thấy, chiều cao cây trung bình đạt 84,49cm, trong đó chiều cao cây thấp nhất là 72,00cm và chiều cao cây cao nhất đất 94,00cm.
Qua theo dõi khả năng tăng trưởng chiều cao cây trong hai vụ là vụ mùa năm 2010 và vụ xuân năm 2011 cho thấy, do cây được sinh trưởng trong điều kiện nhiệt độ và cường độ ánh sáng cao nên chiều cao cây cuối cùng của vụ mùa năm 2010 đạt khá cao 88,30cm. Với chiều cao này trong điều kiện được bón phân đầy đủ và cân đối, đặc biệt là phân kali ở giai đoạn trỗ đã giúp cho cây lúa không bị gẫy đổ trong vụ mùa.
Khác với vụ mùa năm 2010, vụ xuân năm 2011 có thời tiết khá đặc biệt là rét đậm kéo dài ở thời kỳ lúa con gái đã ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng chiều cao cây. Kết quả theo dõi chiều cao cây lúa vụ xuân năm 2011 cho thấy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
chiều cao cây cuối cùng chỉ đạt 80,68cm, thấp hơn nhiều so với vụ mùa năm 2010.
Chiều cao cây là chỉ tiêu thể hiện rõ nhất khả năng sinh trưởng của cây mà chúng ta có thể quan sát bằng mắt thường. Chiều cao cây đạt giá trị cao hay thấp thể hiện cây được cung cấp đầy đủ dinh dưỡng hay không hoặc cây sinh trưởng trong điều kiện môi trường có thuận lợi hay khó khăn.
Khả năng đẻ nhánh là đặc tính vốn có của cây lúa, tuy nhiên khi giống lúa Khang dân 18 được cấy 3 dảnh/khóm và với mật độ 50 khóm/m2
thì khả năng đẻ nhánh là không cao.
Qua kết quả theo dõi cho thấy khả năng đẻ nhánh của cây lúa trong thí nghiệm đạt trung bình 2,57 nhánh trên mỗi dảnh cấy cơ bản. Tổng số nhánh đẻ/khóm đạt trung bình là 9,37 nhánh/khóm, trong đó đạt thấp nhất là 7,50 nhánh/khóm và khả năng đẻ nhánh cao nhất đạt 10,80 nhánh/khóm.
Số nhánh đẻ hữu hiệu là chỉ tiêu ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất lúc thu hoạch do đây chính là số bông sẽ được thu hoạch. Trong thí nghiệm số nhánh hữu hiệu đạt trung bình là 7,70 nhánh/khóm. Số nhánh hữu hiệu đạt thấp nhất là 6,50 nhánh/khóm và đạt cao nhất là 8,70 nhánh/khóm.
Tỷ lệ nhánh hữu hiệu trên tổng số nhánh đẻ trong thí nghiệm là 82,41%, đây là tỷ lệ không thấp trong điều kiện thâm canh chưa phải ở mức cao. Tỷ lệ này chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố trong đó có yếu tố dinh dưỡng đất, phân bón bổ sung theo các thời kỳ, số dảnh khi cấy và mật độ cấy. Tuy nhiên, trong thí nghiệm này chỉ có yếu tố dinh dưỡng đất là yếu tố thí nghiệm và có sự thay đổi, còn các yếu tố còn lại là yếu tố phi thí nghiệm nên chỉ tiêu số nhánh hữu hiệu và tỷ lệ nhánh hữu hiệu chỉ thay đổi khi yếu tố dinh dưỡng đất thay đổi.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Khả năng tích luỹ vật chất khô là khả năng tích luỹ các vật chất phục vụ cho quá trình sinh trưởng và là dinh dưỡng phục vụ cho quá trình phân hoá mầm hoa và tạo hạt.
Trong thí nghiệm, khả năng tích luỹ vật chất khô được tính cho phần thân, lá ở giai đoạn trỗ và phần thân, lá (đã loại bỏ phần bông lúa) ở giai đoạn chín. Đây là hai giai đoạn quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa.
Qua kết quả nghiên cứu cho thấy, khả năng tích luỹ vật chất khô giai đoạn trỗ đạt trung bình 8,48g/khóm, trong đó ô thấp nhất đạt 6,85g/khóm và ô cao nhất đạt 9,80g/khóm.
Đến giai đoạn chín khả năng tích luỹ vật chất khô đạt 13,21g/khóm, trong đó đạt cao nhất là 14,99g/khóm và đạt thấp nhất là 12g/khóm.
Khả năng tích luỹ vật chất khô có sự khác nhau giữa các ô thí nghiệm có chỉ tiêu dinh dưỡng đất khác nhau. Các chỉ tiêu dinh dưỡng đất càng cao, đặc biệt là chỉ tiêu dung tích đất hấp thu và hàm lượng mùn trong đất, thì khả năng tích luỹ vật chất khô ở giai đoạn sinh trưởng càng cao.
Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất là các chỉ tiêu đánh giá cho cả quá trình thâm canh của cây lúa, qua theo dõi trong thí nghiệm thu được kết quả được trình bày qua bảng 3.6.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.6. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất
Chỉ tiêu Trung bình Cao nhất Thấp nhất Độ lệch chuẩn
Năng suất (tạ/ha) 49,25 61,25 39,56 4,11
Số hạt chắc/bông (hạt) 88,27 99,20 80,00 3,28
P1000 (g) 19,13 19,79 18,13 0,40
Số bông/m2 (bông) 385,12 435,00 325,00 20,05
Qua kết quả nghiên cứu trên cho thấy, số bông/m2
trong thí nghiệm đạt trung bình là 385,12 bông/m2. Số bông giữa các ô thí nghiệm với các yếu tố dinh dưỡng đất khác nhau có sự chênh lệch nhau tương đối lớn, đạt thấp nhất là 325 bông/m2 và cao nhất là 435 bông/m2.
Số bông/m2
là chỉ tiêu có ảnh hưởng lớn đến năng suất của cây lúa. Đây cũng là chỉ tiêu có sự thay đổi lớn khi các yếu tố dinh dưỡng đất thay đổi, đặc biệt là dung tích hấp thu của đất.
Số hạt chắc/bông cũng chịu ảnh hưởng nhiều của các yếu tố dinh dưỡng đất. Số hạt chắc/bông đạt từ 80 hạt/bông đến 99,2 hạt/bông với giá trị trung bình là 88,27 hạt/bông.
Trọng lượng nghìn hạt là chỉ tiêu ít chịu ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh. Kết quả thí nghiệm cho thấy, trọng lượng nghìn hạt đạt trung bình là 19,13g, trong đó hạt cao nhất 19,79g và đạt thấp nhất là 18,13g.
Năng suất thực thu luôn là cái đích của người sản xuất lúa. Qua kết quả nghiên cứu sự biến động của các yếu tố dinh dưỡng đất đến năng suất của lúa cho thấy, năng suất lúa trung bình đạt 49,25 tạ/ha. Với các yếu tố dinh dưỡng đất thấp, đặc biệt là dung tích hấp thu của đất thấp, thì năng suất lúa đạt rất
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
thấp là 39,56 tạ/ha. Khi dung tích hấp thu của đất và các yếu tố dinh dưỡng đất khác tăng lên thì năng suất thực thu tăng lên và đạt cao nhất là 61,25 tạ/ha.
3.3.3. Tương quan giữa dinh dưỡng đất với sinh trưởng và năng suất lúa
Các yếu cấu thành năng và năng suất lúa đều tăng khi giá trị các yếu tố dinh dưỡng đất tăng, nhưng mức độ ảnh hưởng như thế nào và yếu tố dinh dưỡng nào tác động mạnh? Qua theo dõi và phân tích tương quan giữa các yếu tố dinh dưỡng đất với các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất được thể hiện qua bảng 3.7
Bảng 3.7. Tƣơng quan giữa dinh dƣỡng đất với năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất
Chỉ tiêu CEC OM N P2O5 K2O Năng suất 0,78 0,40 0,29 0,18 0,09 P1000 0,58 0,29 0,12 0,30 0,17 Số hạt chắc/bông 0,65 0,21 0,14 0,13 0,19 Số bông /m2 0,33 0,27 0,26 0,04 0,09
Qua kết quả bảng 3.7 cho thấy, tương quan của các yếu tố dinh đất với các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa là khác nhau rất nhiều. Ba yếu tố là đạm, lân và kali tổng số trong đất có mức độ tương quan yếu đối với các chỉ tiêu cấu thành năng suất và năng suất. Cụ thể, với kali tổng số có hệ số tương quan r = 0,09 - 0,19. Lân tổng số có mức độ tương quan cao hơn với r = 0,04 - 0,30, trong đó lân tổng số có tương quan cao nhất với trọng lượng nghìn hạt (r = 0,30).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Khác với hai yếu tố lân và kali tổng số, đạm tổng số trong đất có ảnh