2.5.2.1. đặc ựiểm dinh dưỡng Nitơ
* Vai trò dinh dưỡng Nitơ:
Nitơ là một trong những yếu tố cơ bản của cơ thể cây trồng, của qúa trình phát triển tế bào và các cơ quan như rễ, thân, lá. Trong các vật chất khô của cây trồng có chứa 1-6% Nitơ tổng số. đạm tham gia cấu tạo nên các loại protein, axit nucleic, chlorophyll, các vitamin và phytohoocmon... Vì vậy Nitơ có ảnh hưởng trực tiếp và mạnh mẽ ựến sinh trưởng của cơ quan dinh dưỡng và sự hình thành cơ quan sinh sản, dự trữ. Nitơ có tác dụng mạnh trong thời gian ựầu sinh trưởng, làm tăng nhanh số nhánh và diện tắch lá. Nitơ còn là thành phần cơ bản của sự ựồng hoá cacbon, kắch thắch sự phát triển của bộ rễ và việc hấp thu các chất dinh dưỡng khác (Vũ Hữu Yêm, 1995).
Nitơ là yếu tố dinh dưỡng quan trọng nhất ựối với lúa, khi ựược bón Nitơ ựầy ựủ thì năng suất lúa tăng lên nhờ tăng số dảnh hữu hiệu, tăng chiều dài bông, tăng số hạt/bông và tăng khối lượng nghìn hạt (Yoshida, 1975). Theo Achim và Thomas, (2001) nitơ thúc ựẩy sinh trưởng, phát triển nhanh (tăng chiều cao và số nhánh), tăng kắch thước lá, số hạt/bông, tỷ lệ hạt chắc và hàm lượng protein trong hạt. Vì vậy ảnh hưởng tới tất cả các ựặc tắnh góp phần tạo năng suất. Nitơ giúp phát triển thân, lá, cây to khoẻ, ựẻ nhánh nhiều, bông lớn (Dương Văn Chắn, 2008).
Khi nghiên cứu về tác dụng của phân ựạm ựối với lúa, Tanaka (1965) và Takahashi (1969), ựã ựưa ra kết luận: Nitơ làm tăng hàm lượng diệp lục trong lá, tăng hiệu suất quang hợp thuần, tăng diện tắch bề mặt lá, tăng tắch luỹ chất khô và cuối cùng là tăng năng suất hữu cơ. Theo Lê Doãn Diên và Lãnh Danh Gia (1969) khi lượng ựạm bón tăng thì hàm lượng protein trong gạo tăng.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 23 90P2O5, 60K2O, khi tăng liều lượng N từ 60 ựến 180 ựều làm tăng chỉ số diện tắch lá (LAI), tốc ựộ tắch luỹ chất khô (CRG) và tăng năng suất.
Tuy nhiên, theo Nguyễn Ngọc Nông và Nguyễn Thế đặng (1995) ở nhiều nơi do bón liên tục ựã nảy sinh một mâu thuẫn là bộ lá phát triển rất mạnh dẫn tới tỷ lệ giữa năng suất kinh tế và năng suất rơm rạ rất thấp. Ở nhiều nơi lượng bón tăng nhưng năng suất không tăng, thậm chắ còn giảm. Nếu bón thừa cây sẽ hút nhiều làm tăng hô hấp, tăng lượng gluxit tiêu hao. Cây hút nhiều làm cho lá to, dài, phiến lá mỏng che khuất lẫn nhau, nhánh vô hiệu nhiều, lúa trỗ muộn, cây cao vống dẫn tới hiện tượng lốp ựổ, khả năng chống chịu kém và năng suất bị giảm một cách rõ rệt, mặt khác, nếu thiếu cây sẽ thấp, hàm lượng diệp lục giảm, lá sớm tàn, giảm số bông và số hạt do ựó năng suất giảm.
*đặc ựiểm hút Nitơcủa cây lúa:
Lúa là ựược coi cây ưa NH4+ ựiển hình, trong thời kỳ ựầu sinh trưởng của cây lúa, có khuynh hướng hút NH4+ nhiều, ngoài ra còn hút cả NO3-
Trong ruộng lúa khô, lúa hút cả hai dạng Nitơ NH4+ và NO3-, còn trong ruộng lúa nước, lúa chuyên hút NH4+.
Các công trình nghiên cứu ựã chỉ ra rằng, cây lúa hút Nitơ nhiều nhất vào 2 thời kì: thời kì ựẻ nhánh và thời kì làm ựòng. Nhưng theo Tanaka và cộng sự (1959), cho rằng cây lúa hút ựạm nhiều nhất vào giai ựoạn ựẻ nhánh và trỗ. Công trình nghiên cứu của Kimura và Chiba (1973), ựã xác ựịnh rằng thời gian hữu hiệu nhất ựể cung cấp ựạm cho sự tạo hạt thay ựổi theo mức Nitơcung cấp, nếu lượng Nitơ hạn chế nên cung cấp vào khoảng 20 ngày trước trỗ.
Theo Phạm Sỹ Tân, (2008) nhu cầu dinh dưỡng Nitơ của lúa phụ thuộc vào thời gian sinh trưởng của nhóm giống lúa. Có ba giai ựoạn quan trọng ựó là giai ựoạn cây con, ựẻ nhánh và làm ựòng. Nhưng với giống dài ngày, nhu cầu Nitơ cần ựược bổ sung thêm cho giai ựoạn ựẻ nhánh.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 24 Có hai ựỉnh về hiệu suất bón Nitơ ựối với hạt, ựỉnh thứ nhất không liên quan ựến giai ựoạn sinh trưởng ựặc biệt mà liên quan với số Nitơ cây hút ựược, ựỉnh này xuất hiện khi tổng lượng ựạm hút ựược ựạt ựến 170 mgN/cây, xuất hiện vào khoảng 23 ngày sau khi cấy, ựỉnh thứ hai xuất hiện vào giai ựoạn 18 Ờ 9 ngày trước khi trỗ, khi nồng ựộ ựạm cao sẽ không có ựỉnh thứ hai. Như vậy thời gian bón ựạm ựể tạo sản lượng hạt có hiệu quả nhất thay ựổi tuỳ theo mức ựạm (Yohshida, 1981).
2.5.3.2. đặc ựiểm dinh dưỡng Phospho
* Vai trò của lân:
Phospho (P) là nguyên tố có trong thành phần cấu tạo của tế bào, là thành phần cấu tạo của phân tử cao năng ATP, cung cấp năng lượng cho các hoạt ựộng sống, các quá trình trao ựổi chất của cây. Phospho có vai trò lớn trong việc cố ựịnh năng lượng bức xạ mặt trời thành năng lượng hoá học trong phosphoril hoá quang hợp, trong chu trình khử CO2, trong sự tổng hợp gluxit ựầu tiên trong quang hợp (UDP, UTPẦ).
Phospho giúp cho bộ rễ phát triển mạnh, thiếu phospho sự sinh trưởng của bộ rễ gặp khó khăn, cây lúa phát triển chậm, khối lượng chất khô và năng suất giảm (Athwal, 1972). Cây lúa thiếu Phospho lá có màu xanh ựậm, bản lá nhỏ, hẹp, lá dài ra và mềm yếu, ria mép lá có màu vàng tắa. Thiếu Phospho làm cho lúa ựẻ nhánh ắt, trỗ bông và chắn chậm lại và kéo dài. Do trỗ bông muộn làm cho hạt lép nhiều, chất lượng gạo giảm. Thiếu Phospho ở thời kỳ làm ựòng thì năng suất giảm rõ rệt.
Phospho có tác dụng thúc ựẩy mô phân sinh phân chia nhanh nên có tác dụng xúc tiến cho bộ rễ phát triển mạnh, thiếu phospho sự sinh trưởng của bộ rễ gặp khó khăn, cây lúa phát triển chậm, khối lượng chất khô và năng suất giảm. đồng thời phospho làm cho lúa trỗ bông và chắn sớm hơn vì dưới tác dụng của phospho sự vận chuyển của các chất về cơ quan sinh thực ựược thuận lợi (Bùi Huy đáp, 1980).
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 25 Theo đỗ Ánh (2005), sau ựạm, lân vẫn là yếu tố dinh dưỡng làm hạn chế năng suất, thiếu lân năng suất lúa giảm và hiệu quả sử dụng phân ựạm cũng giảm theo. Bón lân cân ựối với ựạm sẽ làm giảm lượng ựạm tiêu tốn ựể sản xuất ra một tấn thóc là 24-26% và hiệu suất của phân ựạm tăng 55-88%.
* đặc ựiểm hút Phospho của cây lúa :
Cây hấp thu dạng H2PO4- ở pH thấp và hấp thu H2PO42 ở pH cao (đỗ Ánh, 2005). Nhiều công tình nghiên cứu chỉ ra rằng, lúa hút Phosspho mạnh nhất vào thời kỳ ựẻ nhánh và làm ựòng. Theo đào Thế Tuấn, (1965) : Trong ựiều kiện dinh dưỡng cung cấp liên tục, cây lúa hút Nitơ, Phospho, kali nhiều nhất vào lúc làm ựòng nhưng cường ựộ hút dinh dưỡng mạnh nhất vào thời kì ựẻ nhánh. Theo Nguyễn Văn Hoan, (2003), giai ựoạn từ ựẻ nhánh hữu hiệu ựến phân hoá ựòng lúa lai hút tới 84,27% tổng lượng Phospho.
Phosspho tổng số trong cây lúa có các ựỉnh cao ở ựầu thời gian sinh trưởng, lúc ựẻ nhánh và lúc chắn sữa. Còn ở rễ thì lân có ựỉnh cao nhất vào cuối thời kỳ ựẻ nhánh và bắt ựầu làm ựòng (đào Thế Tuấn, 1965). Theo Actiomenko (1958), cho rằng hàm lượng lân cao nhất ở thời kỳ mạ rồi giảm dần, ựến thời kỳ ựẻ nhánh lại tăng lên và ựạt ựỉnh cao thứ hai vào giữa thời kỳ làm ựòng, sau ựó lại giảm xuống.
Hiệu suất của phân lân với sự tạo hạt ở giai ựoạn sinh trưởng sớm cao hơn ở giai ựoạn muộn vì Phospho cần cho sự ựâm chồi và yêu cầu Phospho tổng số tương ựối nhỏ hơn so với Nitơ. Hơn nữa, Phospho là yếu tố dùng lại, nếu cây hút ựủ Phospho trong giai ựoạn ựầu có thể tái phân phối vào các cơ quan ựang phát triển khá dễ dàng. Nhu cầu về Phospho của cây lúa trong giai ựoạn sớm cao nên biện pháp bón lót là thắch hợp.
2.5.3.4. đặc ựiểm dinh dưỡng kali
* Vai trò của kali :
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 26 Kali ựược sử dụng trong nguyên sinh chất của tế bào như một tác nhân kắch thắch các hoạt ựộng chuyển hoá vật chất vô cơ thành hữu cơ ựồng thời thúc ựẩy quá trình vận chuyển sản phẩm quang hợp từ lá về các cơ quan kinh tế (hạt, củẦ). Cũng như ựạm và lân, kali chiếm tỉ lệ cao hơn tại các cơ quan non của cây lúa. Chỉ khoảng 20% số kali cây lúa hút ựược chuyển về bông, số còn lại duy trì trong các bộ phận khác (Yosida, 1985).
Kali có tác dụng xúc tiến sự hình thành gluxit, hoạt hoá hàng loạt các enzim, kắch hoạt sự tổng hợp protein, tinh bột... cho nên có tác dụng chống rét cho cây ựặc biệt giai ựoạn mạ. Ngoài ra, kali còn cần cho sự tổng hợp protit, có quan hệ mật thiết với sự phân chia tế bào, có liên quan tới sự ựiều khiển quá trình thoát hơi nước qua khắ khổng và cải thiện khả năng sử dụng ánh sáng trong ựiều kiện thời tiết âm u. Vì vậy, kali có ảnh hưởng tới quá trình sinh trưởng, quang hợp của cây. Kali cũng ảnh hưởng gián tiếp ựến quá trình hô hấp, kali có tác dụng làm cho sự di ựộng của Fe trong cây tốt hơn. Kali còn ảnh hưởng tới quá trình hình thành màng tế bào và ựộ chắc của nó nên tăng khả năng chống ựổ cho cây. Khi có ựủ kali giúp lúa ựẻ nhánh khỏe, hạt sáng và mẩy, ựồng thời rút ngắn thời gian sinh trưởng của cây lúa.
Bón kali có tác dụng hạn chế ựược tác hại việc thừa ựạm làm cho lúa sử dụng lân tiết kiệm. Trên ựất nghèo kali, việc bón kali có thể làm tăng hiệu lực phân ựạm lên gấp hai lần (Nguyễn Vi, 1993).
Tuy nhiên, khi nghiên cứu trên ựất đồng bằng Sông Cửu Long, Trần Quang Tuyến và Phạm Sỹ Tân (1997), ựã kết luận: Bón phân kali cho lúa ựể tăng năng suất thể hiện không rõ lắm. Thắ nghiệm NPK dài hạn tại Viện lúa đồng bằng Sông Cửu long duy trì từ 1986 ựến 2007 cho thấy, số lô có bón kali với liều lượng 30kg K2O/ha liên tục so với lô không bón một chút kali nào trong 21 năm qua, năng suất ghi nhận là không khác nhau ựáng kể.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 27
* đặc ựiểm hút kali của cây lúa:
Cây lúa hút kali trước tiên, sau ựó hút Nitơ và Phospho. Thời gian hút kali của lúa kéo dài hơn so với Nitơ, Phospho và kéo dài ựến cuối thời kì sinh trưởng. Giai ựoạn khủng hoảng kali của lúa là thời kì ựẻ nhánh và làm ựòng. Nếu thời kì ựẻ nhánh thiếu kali, cây lúa ựẻ nhánh kém, nhánh thành bông ắt, có ảnh hưởng mạnh nhất ựến năng suất cây trồng (Hoàng Minh Tấn và cs, 2001). Thời kì làm ựòng cây lúa hút nhiều kali nhất, thiếu kali làm cho bông bé, ắt hạt và hạt lép nhiều. Hiệu quả của kali ựối với quá trình hình thành hạt cao ở giai ựoạn sớm và trở lại cao hơn ở giai ựoạn sinh trưởng muộn sau trỗ. Vì vậy cần duy trì nguồn cung cấp kali ổn ựịnh ựến thời kỳ trỗ và sau trỗ (Yoshida, 1981).
Do lúa cần lượng kali lớn, cho nên bón bổ sung kali kéo dài ựến khi trỗ bông là rất cần thiết. Khi cây lúa phân hoá hoa rất cần kali. đặc biệt là 15 ngày trước khi lúa trỗ, hoa lúa lớn lên nhanh chóng ựể trở thành hoa hoàn chỉnh, ựó là một giai ựoạn xung yếu (Nguyễn Văn Hoan, 2003).
2.5.2.4. đặc ựiểm dinh dưỡng các nguyên tố vi lượng
Trong những năm gần ựây, nhận thức về tầm quan trọng của các nguyên tố vi lượng (chất vi dinh dưỡng) ựối với cây trồng, ựộng vật và sức khỏe của con người ựã tương ựối phổ cập trên toàn thế giới, tuy nhiên sự thiếu hụt các loại nguyên tố này vẫn còn rất phổ biến. Lượng tiêu thụ các nguyên tố này trên thế giới mới chỉ tăng trong thập kỷ qua, từ gần 640 nghìn tấn trong năm 1995-1996 lên 690 nghìn tấn trong năm 2001-2002. Theo nghiên cứu, có 8 loại nguyên tố vi lượng cơ bản rất cần thiết cho tăng trưởng cây trồng ựó là: mangan (Mn), bo (B), ựồng (Cu), sắt (Fe), clo (Cl), coban (Co), molybựen (Mo) và kẽm (Zn). Ngoài ra còn rất nhiều các nguyên tố vi lượng khác mà cây cần cho quá trình sinh trưởng, phát triển. Tuy các nguyên tố vi lượng này ựược dùng với khối lượng rất nhỏ, nhưng chúng lại rất cần thiết ựể cây trồng tồn tại và phát triển. Cây
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 28 trồng bị thiếu các loại nguyên tố này có thể sẽ bị giảm năng suất, chất lượng sản phẩm nông nghiệp và làm ảnh hưởng tới việc ựảm bảo an ninh lương thực toàn cầu.
* Vai trò của nguyên tố vi lượng ựối với sự sinh trưởng và phát triển của cây
Vai trò sinh lý quan trọng của nguyên tố vi lượng ựối với ựời sống cây trồng ựược thể hiện ở nhiều mặt. Nguyên tố vi lượng tham gia các quá trình ôxi hoá - khử, trao ựổi hydrat cacbon và protein, thúc ựẩy sự trao ựổi chất của cây trồng, tác ựộng mạnh ựến các quá trình sinh lý và sinh hóa, tham gia vào trung tâm hoạt tắnh của các enzym và vitamin, ảnh hưởng ựến các quá trình tổng hợp diệp lục và nâng cao cường ựộ quang hợp. Dưới ảnh hưởng của các nguyên tố vi lượng hàm lượng diệp lục trong lá tăng, thúc ựẩy quá trình quang hợp và hoạt ựộng ựồng hoá của cả cây trồng.
Cây lúa thiếu lưu huỳnh (S) thì toàn bộ các lá chuyển màu vàng, cây còi, ựẻ nhánh kém. Hàm lượng lưu huỳnh trong cây khoảng 0,15% trọng lượng khô. Hàm lượng lưu huỳnh trong hạt cao hơn so với rơm rạ. Cây lúa hút lưu huỳnh chủ yếu dưới dạng SO42-.
Thiếu kẽm (Zn) làm gân lá ựổi màu, ựặc biệt là phần bẹ lá. Các ựốm gỉ màu nâu phát triển nối lại với nhau và xuất hiện ở hầu hết các lá dưới, cây còi cọc. Thiếu kẽm còn làm cho thời gian sinh trưởng của lúa kéo dài. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng hàm lượng kẽm tối thiểu ựể cho lúa sinh trưởng phát triển là 15ppm. Sự hút kẽm liên quan ựến nồng ựộ các chất khác trong dung dịch ựất. Nồng ựộ HCO3- và axắt hữu cơ làm giảm khả năng hút kẽm của cây lúa.
Cây lúa thiếu ựồng (Cu) làm tăng số lượng hạt phấn bất dục, tăng tỷ lệ hạt lép, giảm khối lượng nghìn hạt. Hàm lượng ựồng trong cây lúa chiếm khoảng 2 Ờ 20 ppm trọng lượng chất khô của cây. Trong cây lúa, ựồng tập trung ở rễ nhiều hơn so với các bộ phận khác.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 29
* Các nguyên tố vi lượng tham gia vào thành phần của nhiều enzym trong cây:
Các enzym này là những chất xúc tác sinh học mang bản chất protein, xúc tác cho nhiều quá trình sinh lý, sinh hóa trong cây xẩy ra dễ dàng hơn. Vì vậy làm tăng quá trình ựồng hóa các chất dinh dưỡng trong cây, tăng quá trình hô hấp của cây, dẫn ựến quá trình trao ựổi chất của cây tăng. Mn ựóng vai trò quyết ựịnh trong chu trình ựường phân. Quan trọng nhất là sự vận chuyển gốc phosphate. Zn có trong thành phần của trên 30 men. Kẽm tham gia vào thành phần của enzyme xúc tác cho quá trình trao ựổi gluxit, phosphat và các hợp chất chứa nitơ. Zn, Mn, Cu, Fe, Mo có trong thành phần của enzyme xúc tác cho quá trình oxy hóa khử.
* Nguyên tố vi lượng ựóng vai trò thúc ựẩy quá trình sinh tổng hợp auxin và vitamin trong cây:
Zn, Cu ựóng vai trò rất lớn trong sự tổng hợp auxin. Thiếu kẽm hàm lượng auxin trong cây giảm, do kẽm làm tăng hoạt tắnh xúc tác cho quá
