3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ựề tài
1.3.2. Nghiên cứu về phân lân cho cây ngô và cây lúa trên thế giới
1.3.2.1. Nghiên cứu về phân lân cho cây ngô
Theo thống kê của FAO, năm 2010, Mỹ là nước có diện tắch trồng ngô lớn nhất thế giới với 32,9 triệu ha. Các nước sản xuất ngô lớn khác là Trung Quốc (32,6 triệu ha), Ấn độ (7,5 triệu ha). Còn theo châu lục thì Châu Mỹ có
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 24 62,8 triệu ha, Châu Á có 53,8 triệu ha và châu Âu, 8.2 triệu ha. Việt Nam cũng có tới 1,12 triệu ha (FAOSTAT, 2012)
để duy trì các hoạt ựộng sống và tạo năng suất, cây ngô chủ yếu phải lấy các chất dinh dưỡng từ ựất. Theo Xayơ (1955) (trắch dẫn từ [22]) ở Mỹ, cây ngô hút hầu hết các chất dinh dưỡng có trong lớp ựất canh tác của vỏ trái ựất. Cây ngô cần rất nhiều các nguyên tố ựa, trung lượng như: N, P, K, Mg, Ca, S, một số nguyên tố vi lượng như: Bo, Cu, Zn, Mn, Fe, MoẦ
Theo Thomas Dieroff và cộng sự 2001 (trắch dẫn từ [22]), năng suất ngô ở mức 4,5 tấn/ha thì tổng lượng dinh dưỡng lấy ựi từ ựất 115 kg N, 20kg P2O5 và 75kg K2O, 9kg Ca, và 16kg Mg và 12kg S. Kết quả nghiên cứu của Viện Lân và Kali quốc tế (trắch dẫn từ [22]),với năng suất 10 tấn ngô hạt (9.769kg hạt và 8.955 kg thân lá) cây ngô hút ựi từ ựất 269kg N; 111kg P2O5; và 269kg K2O như vậy sản xuất 1 tấn ngô hạt thì cây ngô hút 27,5kg N; 11,4kg P2O5 và 27.5 kg K2O.
Năng suất ngô có tưới ở phắa bắc Kansas trên ựất thịt trung bình năng suất trung bình 2 năm trên công thức không bón phân, N, NP, NPK và NPKS với mức bón N = 300kg ib/A; P2O5 = 100 ib/A, K2O = 80 ib/A; S = 40 ib/A cho năng suất tương ứng là 80 bu/A; 151 bu/A; 221 bu/A và 239 bu/A. Bón NP năng suất tăng thêm 28 ib/A(179 so với 151ib/A, bón NPK năng suất tăng thêm 70 ib/A(221 so với 151 ib/A) và bón NPKS năng suất tăng thêm 88 ib/A (239 so với 151ib/A). Hệ số sử dụng ựạm tương ứng là 0,33 ỜN; 0,47 NP; 0,66 NPK và 0,75 NPKS. Ở vùng trung tâm phắa bắc Trung Quốc trên 4 loại ựất khác nhau thuộc tỉnh Shanxi, Hebei, Shandong và Henan thắ nghiệm bón phân cho ngô trong hệ thống luân canh lúa mỳỜngô trong các năm 2006-2007 với các công thức OPT, OPT_N; OPT_P,OPT_K, FFP và không bón phân (OPT là lượng phân NPK bón tối thắch cho vùng, FFP là bón phân như nông dân lượng phân tối thắch) là:
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 25 225kgN + 90kg P2O5 +120kg K2O cho tỉnh Shanxi
270kgN + 45kg P2O5 +120kg K2O cho tỉnh Hebei 150kgN + 60kg P2O5 +120kg K2O cho tỉnh Shandong 240kgN + 90kg P2O5 +120kg K2O cho tỉnh Heman
- Kết quả thắ nghiệm cho thấy các vùng ựất có ựộ phì nhiêu khác nhau ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng biểu hiện khác nhau: thiếu N năng suất ngô sau lúa mỳ giảm 24% ở Shanxi ,12% ở Hebei, 25% ở Shandong và 7% ở Henan so với công thức bón ựầy ựủ NPK. Thiếu P năng suất giảm tương ướng là 4% ở Shanxi, 9% ở Hebei, 13% ở Shandong và 4% ở Heman. Thiếu K mức giảm năng suất tương ương là 1%, 10%, 8%, 7% lần lượt theo các tỉnh Shanxi , Hebei, Shandong, Henan so với bón ựầy ựủ NPK
Ở bang NebraskaỜUSA (A. Dobermann và CS 2007) (trắch dẫn từ [22]), ựã bắt ựầu nghiên cứu ảnh hưởng của thâm canh ngô trong hệ thống ngô-ngô, ngô-ựậu tương ựến hiện tượng biến ựổi khắ hậu. Nghiên cứu chỉ ra rằng thâm canh không tất yếu dẫn ựến gia tăng phát thải khắ hiệu ứng nhà kắnh. Trong thực tế thâm canh ngô trong hệ thống luân canh ngô-ngô, ngô-ựậu tương ngăn ngừa phát thải khắ nhà kắnh N2O, CO2 và CH4, vì với phương thức quản lý cây trồng tốt, một lượng ựáng kể CO2 và ựạm khoáng ựược cây trồng sử dụng nên giảm lượng CO2 trong khắ quyển và hạn chế phát thải N2O sinh ra từ hệ qủa sử dụng không hiệu quả phân ựạm.
1.3.2.2. Nghiên cứu về phân lân cho cây lúa * Nhu cầu lân của cây lúa * Nhu cầu lân của cây lúa
Theo De Datte SK (1981) [30] lân là yếu tố dinh dưỡng không thể thiếu ựối với cây lúa, nhất là giai ựoạn mạ và ựẻ nhánh. Suichi Yosida (1976) [37] cho rằng lân là nguyên nhân chủ yếu làm giới hạn ựỉnh cao năng suất của các giống lúa hiện nay.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 26 Hàm lượng lân trong cây trung bình là 0,26%, giai ựoạn lúa chắn hàm lượng lân khoảng 0,1%. Tỷ lệ lân trong hạt lúa chiếm từ 60 Ờ 70% tổng lượng lân mà cây hấp thu (Suichi Yosida, 1976 [37]).
Theo Gargantini và Blanco (1965 Ờ trắch dẫn từ [16]) hàm lượng lân ở phần phắa trên mặt ựất thường cao hơn ở phần rễ. Trong thời kỳ sinh trưởng, lượng lân ở các bộ phận trong cây ựược sắp xếp theo thứ tự như sau: P hạt > P lá > P thân > P rễ.
Ishizuka, 1965 Ờ (trắch dẫn từ [16]) cho rằng hàm lượng lân trong hạt cao hơn ở thân và lá. Vào lúc lúa chắn, hàm lượng lân trong hạt là cao nhất. Nồng ựộ lân trong các mô tế bào dinh dưỡng giảm ựi theo tuổi cây.
* Ngưỡng ựáp ứng nhu cầu lân ựối với cây lúa
Theo Murayama, 1965 Ờ (trắch dẫn từ [16]) triệu chứng thiếu lân xuất hiện khá rõ, chắnh sự thiếu lân ựã làm giảm số lá và chiều dài phiến lá, từ ựó làm giảm hiệu suất quang hợp của lúa, giảm số bông và số hạt chắc trên bông.
Theo Suichi Yosida (1976) [37] trong thời kỳ ựẻ nhánh lúa, nếu hàm lượng lân trong cây ≤ 0,1% P thì cây lúa bị ựói lân, nếu > 1% P thì có hại cây lúa bị ngộ ựộc thừa lân.
* Giống lúa và lân
Sau ựạm, lân là yếu tố có vai trò quan trong ựối với cây lúa. Theo De Datte SK (1981) [30] các giống lúa mới có nhu cầu lân cao gấp 3 lần so với giống cổ ựiển. Sự thiếu lân trở thành phổ biến, ựặc biệt với các giống lúa mới. Qua nghiên cứu (Suichi Yoshida. 1976) [37] cho rằng thiếu lân là nguyên nhân chủ yếu làm giới hạn ựỉnh cao năng suất của các giống lúa mới hiện nay. Khi các giống lúa mới chưa ra ựời, ở nhiều nước trên thế giới thấy bón lân cho lúa tăng năng suất không nhiều.
Các giống lúa mới như IR36 có năng suất 9,8 tấn/ha lấy ựi từ ựất 31 kg P/ha trong khi ựó ựất chỉ ựáp ứng ựược 3-11 kgP/ha.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 27 Theo Katyal thì hiệu lực của lân phụ thuộc vào giống, tắnh chất ựất ựai, hàm lượng lân dễ tiêu, mùa vụ. Bón lân cho các giống lúa mới cho bội thu năng suất cao hơn các giống lúa cũ. Hiệu lực của lân ựối với lúa mùa khô cao hơn mùa mưa.
Ở Philipin, C. M. Duque. Sr và cộng sự, 1998 trắch dẫn từ [16], năng suất lúa trên ựất bạc màu cao nhất ở công thức bón 70 kgP2O5/ha, năng suất 5.016kg/ ha. Với lúa. ựa số phân lân có hiệu lực rõ và kéo dài qua nhiều vụ. Bội thu bình quân 5- 6 kg thóc/ kgP205 trong vụ ựầu trên ựất nghèo lân và 2 - 3 kg thóc trên ựất có hàm lượng lân khá, hiệu lực tổng số qua nhiều vụ ựạt khoảng 10kg thóc/kgP205.
* Hiệu quả bón lân ựối với năng suất lúa
Bón lân rất có hiệu quả ựối với lúa, có thể kể ra một vài dẫn chứng sau: Theo De Datte SK (1983) [31] tại 5 nước thuộc mạng lưới INSFFER, hiệu quả bón lân cao hơn bón kali. Bón lân làm tăng năng suất lúa ổn ựịnh, nhất là với các giống lúa mới. Trên ựất Vertisol (có tỷ lệ sét cao pH: 6,5; P2O5: 3ppm Ờ theo Bray -II) năng suất lúa tăng trung bình do sử dụng lân là 1,5 tấn/ha/vụ trong mùa mưa và 2,7 tấn/ha/vụ trong mùa khô.
Banga, BS, Maskina, -MS, Mecha, -OP (1990) [trắch dẫn từ 22] kết luận: lân làm tăng năng suất lúa trên ựất có hàm lượng lân nghèo và trung bình, nhưng không có hiệu quả trên ựất giàu lân.
Tại Ấn độ, Latchanna, -A, Narsinane, -H, Suty mory mane, -V, (1989) trắch dẫn từ [22] bằng các thắ nghiệm trong vụ xuân 1986, giống lúa Vadram cấy trên ựất thịt nặng, lượng lân bón 20, 40, 60, 80 P2O5/ha cho năng suất 4,40; 4,62; 4,67; 4,50 tấn/ha so với 3,94 tấn/ha ở công thức ựối chứng không bón lân. Như vậy, năng suất lúa càng tăng theo liều lượng bón lân.
1.3.3. Nghiên cứu về phân lân cho cây ngô và cây lúa ở Việt Nam
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 28 Lân là thành phần cấu tạo của tế bào. Lân tham gia vào những hợp chất làm nhiệm vụ ựiều khiển các qui trình sinh sống và truyền thông tin di truyền. Lân giữ vai trò quan trọng trong ADP, ATP của quá trình quang hợp. Lân ựược hút ở dạng photphataxit H2PO4- và HPO42-. Phân lân sau khi bón thường bị ựất liên kết, do sự di ựộng yếu nên lượng sử dụng ựược rất ắt.
Thiếu lân sẽ gây nên rối loạn sinh trưởng khi cây còn non, cản trở sự hình thành sắc tố, trên lá và thân có màu tắm, hơi ựỏ (màu huyết dụ). Ngược lại, lân quá nhiều gây rối loạn cho việc hút sắt và kẽm.
Lân rất cần khi cây còn nhỏ. Trong thời kỳ ựầu, tốc ựộ hút lân lớn hơn sự tắch lũy chất khô, và sau hai quá trình này là tương ựương nhau. Cây chỉ thực sự ngưng hút lân khi cây trước chắn sinh lý vài ngày. Giữa ba nhân tố N, P, K lượng lân ựược vận chuyển vào hạt chiếm tỷ lệ cao nhất so với tổng số lượng ựã hút. ở những ựiều kiện ựất chua, ựất xấu, mưa nhiều, ựất bị gắ chặt làm cản trở sự phát triển của bộ rễ, cây thường thiếu lân.
1.3.3.2. Nhu cầu về lân của cây ngô trong các giai ựoạn sinh trưởng và phát triển. triển.
Sự hấp thụ P của ngô tăng theo sự phát triển của cây. Thời kỳ tạo hạt cây ngô cần P nhiều nhất. Tổng lượng P cây hấp thụ trong thời kỳ này là khoảng ơ tổng P toàn vụ. Tuy nhiên, cây ngô lại rất dễ phản ứng thiếu P trong giai ựoạn cây con, nhất là thời kỳ 4-6 lá. Khi thiếu P, cây ngô phát triển chậm, thân lá có màu xanh ựậm, lùn và nếu thiếu P trầm trọng thì lá bị nhỏ lại, xuất hiện màu tắm ựỏ ở bìa và chóp lá. Trong giai ựoạn tạo hạt, một số lớn P ở lá, thân, lá bi và lõi ựều ựược chuyển về hạt làm tổng P ở hạt chiếm ớ tổng P của cây (0,42- 0,81% P2O5). P giúp gia tăng rễ trong ựất, tăng diện tắch lá, tuổi thọ lá (Afendulov, 1966). Ngoài ra P còn giúp rút ngắn chu kỳ sinh trưởng, làm giảm ẩm ựộ hạt khi thu hoạch, gia tăng khả năng kháng sâu bệnh.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 29 Ở Việt Nam Tạ Văn Sơn (1995) (trắch dẫn từ [22]), nghiên cứu bón phân cho ngô ở ựồng bằng sông Hồng, kết quả cho thấy ựể tạo một tấn ngô hạt cây ngô hút từ ựất 22,3kg N; 8,2kg P2O5 và 12,2kg K2O. Lượng dinh dưỡng tiêu tốn cho một tấn sản phẩm là 33,9kg N; 14,5kg P2O5 và 17,2kg K2O.
1.3.3.3. Lượng phân bón cho cây ngô
Theo Trần Hữu Miện (1987) lượng phân bón thắch hợp cho ngô trên ựất phù sa Sông Hồng là: bón 120kgN + 90kgP2O5 và 60kgK2O cho năng suất ngô từ 40 ựến 50tạ/ha; bón 150kgN + 90kgP2O5 và 100kg K2O cho năng suất ngô từ 50 ựến 55tạ/ha; bón 180kgN + 90kgP2O5 và 100kg K2O cho năng suất ngô từ 65 ựến 75 tạ/ha.
Nguyễn Thế Hùng (1996) (trắch dẫn từ [22]), trên ựất bạc màu ở đông Anh - Hà Nội ngô lai LVN10 bón 120kgN + 120kgP2O5 và 120kgK2O cho năng suất gấp ựôi ô không bón phân. Hiệu quả nông học ựạt 11,3kg hạt/1kg N; 4,9kg hạt/1kg P2O5; 8,5kg hạt/1kg K2O.
Nguyễn Văn Bộ (1997) [3]khuyến cáo lượng phân bón cho ngô phụ thuộc vào loại ựất và giống: Giống chắn sớm trên ựất phù sa sông Hồng bón 8 Ờ 10tấn phân chuồng 120Ờ150kgN + 70Ờ90P2O5 và 60 ựến 90kgK2O. Trên ựất bạc màu bón 8Ờ10tấn phân chuồng 120-150kg N + 100Ờ120 P2O5 và 60 ựến 90kgK2O. đối với giống chắn muộn và trung bình trên ựất phù sa Sông Hồng bón 8Ờ10 tấn phân chuồng 150Ờ180kgN + 70Ờ90P2O5 và 80 ựến 100kg K2O; bạc màu bón 8 Ờ 10 tấn phân chuồng 150Ờ180kgN + 70Ờ90 P2O5 và 120 ựến 150kg K2O.
Bảng 1.8 Hiệu quả sử dụng phân lân ựối với ngô ựông qua các năm.
Mức bón 120
kgP2O5/ha 2005 2006 2007 2008 2009
kg SP/kg P2O5/ha 13,0 10,8 14,3 13,5 11,9
(Nguồn: Ngô Xuân Hiền và các cộng sự năm 2009)
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 30 Nghiên cứu lân cho lúa ở Việt Nam có thể chia làm 3 giai ựoạn:
Giai ựoạn những năm thập kỷ 60: Phát hiện vai trò của lân ựối với lúa, ựề xuất việc bón phân lân ựể góp phần tăng năng suất lúa.
Giai ựoạn những năm thập kỷ 70 và ựầu 80: áp dụng gieo cấy rộng rãi các giống lúa mới. Phát hiện có sự mất cân ựối lân- ựạm ở một số loại ựất. Phát hiện nhu cầu lân của các giống lúa mới cao gấp 2-3 lần giống cũ.
Giai ựoạn những năm cuối thập kỷ 80 ựến nay: xác ựịnh lân có vai trò quan trọng, lân là yếu tố hạn chế năng suất lúa. Bón phân lân trở thành chiến lược trong sản xuất nông nghiệp.
* Liều lượng phân lân bón cho lúa
Lúa là cây cho năng suất chất xanh rất cao, có thể ựạt 100,0-150,0 tạ chất khô/ha (trắch dẫn từ [16] ) trong vòng 120 -160 ngày, vì thế lúa cần phải ựược cung cấp các nguyên tố khoáng, các vitamin ựầy ựủ. để ựạt ựược 1 tấn sản phẩm, cây lúa lấy ựi một lượng dinh dưỡng trung bình là 22kgN; 7,2 kgP2O5 và 20kg
K 2O; 4kg CaO và 4kg MgO. Sau 1 năm lúa lấy ựi từ 1ha ựất một lượng dinh dưỡng lớn tới 125 kg N; 74,5 kg P2O5 và 96 kg K2O. Năng suất lúa phụ thuộc vào mức ựầu tư phân bón tới 36-78%. Lượng phân bón cho lúa trên ựất bạc màu dao ựộng trong khoảng:
100N + 70P2O5 + 100K2O/ha 80N + 60P2O5 + 80K2O/ha 120N + 80P2O5 + 120K2O/ha
Theo Nguyễn Văn Bộ, 1993[6], liệu lực phân lân trên ựất bạc mầu thường chỉ ựạt 20- 30% ở vụ thứ nhất, tuy nhiên ở vụ sau cây có thể hấp thu lân bón từ vụ trước. Tuỳ theo loại ựất và cây trồng mà lựa chọn phương pháp sử dụng lân ựể ựạt hiệu quả cao. Theo Nguyễn Văn đại và cộng sự, 2005[11], trên ựất bạc mầu bón 70 kgP205/ha tăng năng suất lúa 40,5% so với ựối chứng.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 31
Bảng 1.9 Ảnh hưởng phân lân (P) ựối với cây lúa trên ựất bạc màu Bắc Giang Vụ lúa mùa 2009
TT Công thức Năng suất (ta/ha) So sánh (%)
1 NPK 42,0 100,0
2 NK 34,3 81,7
3 Không bón phân 22,0 52,4
Nguồn: Nguyễn văn đại, Trần Thị Thu Trang, 2003
Bón lân trên ựất bạc màu tại Bắc Giang ựã làm tăng năng suất lúa 7,7 tạ/ha hoặc là tăng 18,3%.
Bảng 1.10 Hiệu suất sử dụng phân (P) ựối với cây lúa qua các năm Hiệu suất sử dụng qua các năm (kg thóc/kg P2O5) Vụ lúa
2005 2006 2007 2008 2009
Lúa Xuân 20,3 13,1 2,3 3,4 11,0
Lúa Mùa 21,3 22,2 5,3 11,0 11,3
Nguồn: Ngô Xuân Hiền và các cộng sự, 2009
Hiệu suất sử dụng phân lân ựối với lúa vụ xuân 2,3 Ờ 20,3 kg thóc/kg P2O5; vụ mùa 5,3-22,2 kg thóc/kg P2O5
* Hiệu quả phân lân theo mùa vụ và loại giống lúa
Trong vụ xuân: Trên ựất bạc màu Bắc Giang bội thu trung bình ựối với lúa lai 630-849kg/ha, các giống lúa mới - thuần dài ngày bội thu 430- 510kg/ha, giống lúa mới thuần có thời gian sinh trưởng trung bình bội thu 360-460kg và giống lúa mới - thuần ngắn ngày chỉ tăng 350-378kg/ha so với không bón. Hiệu suất 1 kg P2O5 ở vụ xuân rất biến ựộng phụ thuộc vào giống. Giống lúa lai ựạt 10,5kg thóc/P2O5, giống mới - thuần dài ngày ựạt 7,1kg,