2.3. Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của đạm đến cây lúa trên thế giới và ở Việt Nam
2.3.1. Các nghiên cứu về ảnh hưởng của đạm cho lúa trên thế giới
Trong số các nguyên tố đa lượng thiết yếu thì đạm được xem là nguyên tố quan trọng nhất cho quá trình sinh trưởng và hình thành năng suất lúa, đạm luôn là yếu tố hạn chế năng suất hàng đầu trên tất cả các loại đất (De Data, 1981). Lúa cần đạm trong suốt quá trình sinh trưởng sinh dưỡng để tích lũy chất khô và đẻ nhánh, điều này xác định số lượng bông. Đạm góp phần tạo nên số hạt trong giai đoạn phân hóa đòng, tăng kích thước hạt bằng giảm số lượng hoa thoái hóa và tăng kích thước vỏ trấu trong suốt giai đoạn làm đòng. Đạm góp phần tích lũy
hydratcacbon trong thân lá ở giai đoạn trước trỗ và trong hạt ở giai đoạn vào chắc vì chúng phụ thuộc vào tiềm năng quang hợp (Mae, 1997).
Quang hợp của lúa trong giai đoạn vào chắc chiếm khoảng 60 - 100% hàm lượng hydratcacbon trong hạt, phần còn lại là do từ bộ phận khác chuyển đến (Yoshida, 1983). Để đạt được năng suất hạt cao nhất thì hoạt động trao đổi chất trong hạt phải trùng với giai đoạn lúa có hoạt động quang hợp mạnh nhất. Thực tế năng suất lúa cao ở những giống mà lá có thể duy trì hoạt động quang hợp đến tận giai đoạn vào chắc (Muchie et al., 1999). Bón đạm làm tăng diện tích lá, bề rộng của tán lá, duy trì hoạt động quang hợp của cây vì vậy ảnh hưởng quyết định đến năng suất lúa (Mae, 1997).
Nhiều thí nghiệm về hiệu lực, liều lượng sử dụng đạm trong mối quan hệ với các yếu tố khác đã được tiến hành, Ladha et al. (2003) so sánh năng suất lúa và yêu cầu dinh dưỡng đạm qua các năm cho biết: Thời kỳ trước Cách mạng xanh, năng suất lúa rất thấp chỉ đạt 3 tấn/ha và lượng đạm cần bón là 60 kg N/ha. Trong những năm đầu cuộc Cách mạng xanh, năng suất hạt đạt gần 8 tấn/ha thì lượng đạm cần bón là 160 kg N/ha. Giai đoạn thứ 2 của Cách mạng xanh năng suất mong đợi là 12 tấn/ha và lượng đạm cần bón khá cao là 240 kg N/ha.
Nghiên cứu của Norman et al. (1992) chứng minh rằng: Hiệu quả sử dụng đạm không chỉ phụ thuộc vào điều kiện đất đai, mùa vụ mà còn phụ thuộc vào giống... Giống Indica sử dụng đạm có hiệu quả hơn giống Japonica. Thí nghiệm nghiên cứu 5 giống lúa, trong đó 2 giống thuộc loài Indica, 3 giống thuộc loài Japonica cho kết quả: Sự tích lũy chất khô của các giống dao động từ 8,5 - 39,3%, hệ số sử dụng đạm dao động từ 44,7 - 66,7%. Hệ số sử dụng đạm và chất khô của giống thấp cây, chín muộn cao hơn giống cao cây, chín sớm hoặc chín trung bình. Thường thì giai đoạn hoa nở nếu giống nào tích lũy được nhiều đạm và chất khô thì chúng sẽ di chuyển vào hạt nhiều hơn vì vậy năng suất cũng cao hơn (Ntanos et al., 2002).
Ở vùng ôn đới như Yanco-Australia và Yunnan - Trung Quốc, năng suất lúa có thể đạt 13 - 15 tấn/ha và yêu cầu lượng đạm hút là 250 kg N/ha. Ở các nước nhiệt đới, theo Yoshida (1985), lượng các chất dinh dưỡng (N,P,K) cần để tạo ra 1 tấn thóc trung bình là: 20,5 kg N; 5,1 kg P2O5; 44 kg K2O. Trên nền phối hợp 90 P2O5 - 60 K2O hiệu suất phân đạm và năng suất lúa tăng nhanh ở các mức phân bón từ 40 - 120 kg N/ha.
Norman et al. (1992) khẳng định nếu đạm được hấp thu với lượng thích hợp trong suốt quá trình sinh trưởng thì lúa cho năng suất cao. Trong điều kiện khí hậu châu Á, khi tăng lượng đạm bón và bón vào thời điểm thích hợp thì năng suất có thể đạt trên 10 tấn/ha nếu cây không bị đổ hoặc bị sâu bệnh phá hoại.
Thời gian hiệu quả để cung cấp đạm cho sự tạo hạt thay đổi tùy theo mức cung cấp đạm. Theo tác giả, hiệu suất sản xuất riêng phần của cả hạt và rơm cao hơn khi sự cung cấp đạm thấp hơn; có 2 đỉnh trong hiệu suất sản xuất riêng phần đối với hạt. Đỉnh thứ nhất không liên hệ với giai đoạn sinh trưởng đặc biệt nhưng liên hệ với lượng đạm hấp thu bởi cây, khi toàn bộ đạm hấp thu đến 170 mg N/cây. Như vậy đỉnh thứ nhất biểu hiện ở giai đoạn II (sau cấy 23 ngày) khi nồng độ đạm trong dung dịch cao và biểu hiện ở giai đoạn sinh trưởng trễ khi nồng độ đạm thấp. Đỉnh thứ 2 biểu hiện ở giai đoạn VI (từ 19 đến 9 ngày trước trỗ gié), khi nồng độ đạm vừa phải. Khi nồng độ đạm cao không có đỉnh thứ 2. Như vậy nếu lượng đạm rất hạn chế, nên bón đạm vào 20 ngày trước trỗ gié. Khi nguồn đạm vừa phải, có thể được phân ra hai lần vào giai đoạn sinh trưởng sớm và khoảng 20 ngày trước trổ gié. Khi nguồn đạm dồi dào, bón vào giai đoạn sinh trưởng sớm hữu hiệu nhất cho sự tạo hạt (trích dẫn bởi Yoshida, 1981).
Yoshida (1981) cũng cho rằng, bón đạm vào khoảng 20 ngày trước trỗ gié cho hiệu suất sản xuất cao khi mức đạm vừa hay thấp. Đạm hấp thu được lúc này được dùng hữu hiệu để tăng số gié hoa và kích thước bông. Đạm hấp thu được lúc tượng bông sẽ giúp cho lá giữ màu xanh lục sau trỗ và nhờ đó sẽ góp phần vào sự quang hợp tích cực cho sản lượng hạt.
Ở Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế thường bón 115 kg N/ha và chia làm 3 lần, để đạt được năng suất cao hơn thì lượng đạm cần bón là 145 kg N/ha và chia làm 4 lần (Kroff et al., 1994). Ở Bangladesh lượng đạm khuyến cáo là 80 kg N/ha, chia làm 3 lần bón vào thời gian 15, 30 và 50 ngày sau cấy (Murshedul Alam et al., 2005). Khi nghiên cứu 3 dòng giống lúa chuyển gen, Jan et al (2014) cho thấy: năng suất của cả 3 dòng giống tăng từ mức bón 0 đến 90 và 135 kg N/ha, năng suất tăng có thể duy trì đến mức bón 180 kg N/ha.
Một số công trình nghiên cứu gần đây tại Trung Quốc về mối liên hệ giữa cây lúa giàu đạm với dịch hại, đặc biệt là rầy nâu Nilaparvata lugens cho thấy rằng: Khi hàm lượng đạm trong cây lúa gia tăng sẽ làm cho rầy cám sống sót nhiều hơn và rút ngắn vòng đời của chúng, rầy cái trưởng thành to hơn, đẻ nhiều
trứng hơn và sống lâu. Ruộng lúa được bón thừa đạm sẽ có tàn lá che phủ dày, làm gia tăng hàm lượng amino acid trong dịch của cây lúa, cây lúa bị xốp, mọng nước sẽ kích thích rầy cái tìm đến để hút nhựa và đẻ trứng; sâu non tuổi 1 của sâu đục thân vừa nở cũng dễ dàng đục vào thân lúa và di chuyển bên trong hệ thống mạch dẫn nhựa cây lúa. Ngoài ra, còn làm cho rầy nâu thay đổi vị trí cư trú và đẻ trứng. Ở cây lúa thừa đạm, rầy nâu sẽ di chuyển dần từ bên dưới gốc lên trên bẹ lá và lá cờ để đẻ trứng (Cassman et al., 1993).
Như vậy để nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế trong trồng lúa, chúng ta cần bón đầy đủ đạm và cân đối với các chất dinh dưỡng khác, bên cạnh việc bón lót, bón đạm vào giai đoạn đẻ nhánh và phân hóa đòng sẽ nâng cao năng suất và hiệu suất sử dụng đạm.