Dinh dưỡng là yếu tố cần thiết và khơng thể thiếu trong q trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Các nhà khoa học ựã chứng minh rằng: Sự tăng lượng dinh dưỡng bón và năng suất cây trồng chỉ tỷ lệ thuận trong một giới hạn nhất ựịnh.Vượt ngồi giới hạn ựó, nếu tăng lượng phân bón sẽ dẫn
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 23
tới sự sụt giảm về năng suất và chất lượng sản phẩm, có thể làm tăng sâu bệnh phá hại cũng như tác dụng tiêu cực không mong muốn về phắa môi trường và sức khỏe con người.Vì vậy, việc cung cấp dinh dưỡng như thế nào ựể cây trồng cho năng suất và hiệu quả cao nhất là việc cần thiết.
Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, cây trồng ựã lấy ựi từ ựất một lượng dinh dưỡng nhất ựịnh phục vụ cho quá trình sống của chúng. Muốn duy trì hay tăng năng suất mùa màng trong những vụ tiếp theo, chúng ta phải bổ sung phần dinh dưỡng ựã mất ựi từ ựất. Một số những ựịnh luật hướng dẫn việc cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng quan trọng gồm:
- Luật trả lại của Liebig (1803-1873) năm 1840 ựược phát biểu như sau: để cho ựất khỏi bị kiệt quệ cần trả lại cho ựất những nguyên tố phân bón cây lấy ựi theo sản phẩm thu hoạch.
Khi ựánh giá ựịnh luật trả lại của Liebig, Timiriazev ựã phát biểu: Luận thuyết về việc cần thiết phải trả lại chất dinh dưỡng cho ựất, mà người ta tìm mọi cách giảm bớt tầm quan trọng của nó, là một trong các thành tựu lớn nhất của khoa học. (Dẫn theo P.Smirnov và ctv- LỖ agrochimie-Mỉ Moscou-1981).
Sau này, các nhà khoa học ựã phát hiện sự chưa ựầy ựủ của ựịnh luật này. Bởi ựất chỉ xem như một vật chết, chỉ là giá ựỡ cây trồng. Trong ựất có một q trình chuyển hóa lý, hóa, sinh phong phú và phức tạp, nên nếu chỉ ựơn thuần trả lại các chất khoáng bị cây trồng lấy ựi là chưa ựủ, mà còn phải chú ý ựến q trình khống hóa mùn trong ựất sau canh tác. Ngồi việc duy trì chất khống cịn phải duy trì hàm lượng mùn cho ựất. Nếu các q trình lý, hóa, sinh khơng ựược cải thiện qua việc duy trì mùn cho ựất một cách hợp lý thì dù có trả lại ựầy ựủ chất khống, cây trồng cũng khó sử dụng một cách hiệu quả. Mùn trong ựất ảnh hưởng rất rõ ựến hệ số sử dụng phân bón của cây trồng.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 24
tố cần thiết do cây trồng lấy ựi còn phải trả lại lượng chất dinh dưỡng bị rửa trơi và bón thêm các ngun tố cây ựồng hóa kém ựi do bón các nguyên tố phân bón ựa lượng(N-P-K-Ca).
-định luật yếu tố hạn chế: Việc thiếu một yếu tố dễ tiêu ựối với cây trồng trong ựất (yếu tố hạn chế thiếu) hạn chế hiệu lực của các nguyên tố khác và do vậy làm giảm năng suất cây trồng.
-định luật bội thu không hẳn tỷ lệ thuận với lượng phân bón thêm cho cây. Sau Liebig, Mitscherlich phát biểu ựịnh luật bội thu không hẳn tỷ lệ thuận với lượng phân bón thêm cho cây cịn ựược gọi là ựịnh luật bột thu giảm dần. Về góc ựộ kinh tế và lợi nhuận: Mục tiêu của người sản xuất không phải là chỉ nhằm ựạt năng suất cao nhất mà là tìm lợi nhuận cao nhất. Do ựó, họ quan tâm ựến lượng bón tối thắch về kinh tế. Khi ựó, hiệu suất một kilogam chất dinh dưỡng bón thêm ựủ bù ựắp ựược chi phắ sản xuất tăng lên hoặc do bón thêm một kilogam dinh dưỡng ựó hoặc tối thiểu cũng phải trả ựủ tiền mua một kilogam chất dinh dưỡng ựể bón thêm.
Dinh dưỡng khống và tắnh kháng sâu hại.
Slansky,1990 cho rằng: tắnh kháng của cây trồng với sâu hại thay ựổi tùy thuộc vào tuổi cây hay giai ựoạn sinh trưởng của cây trồng, hay nói cách khác thì tắnh kháng có mối liên hệ trực tiếp với sinh lý cây trồng. Và như thế thì bất cứ yếu tố nào gây ảnh hưởng ựến sự thay ựổi sinh lý cây trồng thì sẽ làm thay ựổi ựến tắnh kháng của cây.
Chúng ta biết rằng khi bón phân cho cây trồng sẽ làm cây phát triển và thay ựổi dạng hình cụ thể như : Tăng trưởng nhanh, thúc ựẩy hoặc kềm hãm quá trình chắn, kắch cở cây, làm biểu bì mơ dày lên hoặc mỏng ựi ... Sự thay ựổi dạng hình của cây ký chủ cũng làm ảnh hưởng ựến các loài sâu hại sinh sống trên cây trồng ựó. Meyer,2000 chứng minh rằng nguồn dinh dưỡng sẵn có trong ựất chẳng những ảnh hưởng ựến mức ựộ thiệt hại do sâu ăn lá gây ra mà còn ảnh hưởng ựến khả năng phục hồi của cây sau khi bị sâu hại, tuy
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 25
nhiên hai mặt này ắt ựược xem xét ựồng thời với nhau. Meyer cũng phát hiện rằng mức ựộ thiệt hại do sâu ăn lá ở cây trồng ựược bón ắt phân thì cao gấp ựơi so với cây trồng bón nhiều phân. Và như vậy ựộ phì của ựất khơng có ảnh hưởng ựến khả năng ựền bù của cây trồng sau khi bị sâu ăn lá gây hại.
Ảnh hưởng của kỹ thuật bón phân cũng ảnh hưởng gián tiếp ựến tắnh kháng của sâu hại qua sự thay ựổi hàm lượng dinh dưỡng trong cây trồng. Barker,1975 phát hiện rằng trong các chậu ựược bón cùng 1 loại phân ựạm 100 và 200 mg/chậu thì hàm lượng ựạm nitrat trong lá cải xanh cao hơn cải xanh chỉ ựược bón 5 loại phân hữu cơ.
Thay ựổi tình hình dịch hại do gia tăng lượng phân ựạm.
Theo Lương Minh Châu và ctv, 2003: ỘHàm lượng ựạm, và lân trong lá lúa có tương quan thuận với bón phân ựạm trong ựất, và khơng có tương quan với kali trong lá lúaỢ. Hàm lượng ựạm tổng số trong lá lúa thì lại ảnh hưởng chắnh ựến mức ựộ thiệt hại của các loài sâu hại lúa. Theo Sta. Cruz và ctv, 2001 ựánh giá mức ựộ nhiễm bệnh theo các mức bón phân khác nhau tại Trung Quốc, Ấn độ, Indonesia, Philippines và Việt Nam cũng có kết luận rằng mức ựộ thiệt hại do bệnh khô vằn, lem lép hạt, sâu ựục thân, sâu cuốn lá và chuột ở các cơng thức bón phân theo tập qn của nơng dân ựều cao hơn nghiệm thức bón phân theo vùng (SSNM). Một kết quả nghiên cứu tương tự của Lương Minh Châu và ctv, 2003 ựã chứng minh rằng trong ruộng lúa bón càng nhiều phân ựạm thì mức ựộ thiệt hại do sâu, bệnh gây ra càng nặng, cụ thể là: Rầy nâu, sâu ựục thân, sâu cuốn lá, bệnh ựạo ôn, và bệnh vàng lá. Ruộng lúa bón ựạm cao (200 kg N/ha) bị rầy nâu gây hại ở mật số cao, tỷ lệ thiệt hại do sâu cuốn lá, sâu ựục thân, và bệnh ựạo ôn gia tăng. Tuy nhiên, cũng do mật số sâu hại gia tăng ở ruộng bón ựạm cao ựã dẫn theo sự gia tăng mật số quần thể của các loài thiên ựịch tự nhiên của các loài sâu hại này (nhện và bọ xắt mù xanh), có nhiều lồi thiên ựịch, ký sinh và sâu hại.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 26
nâu gia tăng theo hàm lượng ựạm trong lá lúaỢ. Theo Lu và ctv, 2005 ruộng lúa ựược bón thừa phân ựạm cũng sẽ làm giảm khả năng ăn mồi của loài thiên ựịch tự nhiên của rầy nâu, bọ xắt mù xanh Cyrtorhinus lividipennis, bởi vì nước bọt của rầy nâu sống trên cây lúa bón thừa ựạm làm giảm rõ rệt khả năng ăn trứng rầy của bọ xắt mù xanh. Ở những vùng trồng lúa bón thừa ựạm trong một thời gian dài sẽ làm tắnh thắch nghi sinh thái của rầy nâu tăng cao hơn, khi ựó nếu biện pháp phòng trừ sinh học trong tự nhiên bị phá vỡ thì nguy cơ gây bùng phát rầy nâu càng rất lớn.
Tổng hợp các kết quả nghiên cứu trước ựây về ảnh hưởng tương tác giữa ruộng lúa bón thừa ựạm và dịch hại như sau: Nhiều lồi cơn trùng rút ngắn thời gian phát triển và gia tăng tốc ựộ tăng trưởng nhanh, làm gia tăng số lượng dịch hại, tỷ lệ sống sót, tắnh mắn ựẻ, trọng lượng cơ thể, và mức ựộ thiệt hại, càng tăng tỷ lệ sống sót của rầy cám, càng ựẻ nhiều nhất là khi nhiệt ựộ tăng và càng gia tăng mật số trong giai ựoạn lúa ựẻ nhánh ựến làm ựòng; càng thu hút nhiều bướm sâu cuốn lá ựến cư trú và ựẻ nhiều trứng.
Một số cơng trình nghiên cứu gần ựây tại Trung Quốc về mối liên hệ giữa cây lúa giàu ựạm với dịch hại, ựặc biệt là rầy nâu Nilaparvata lugens cho thấy rằng: Khi hàm lượng ựạm trong cây lúa gia tăng sẽ làm cho rầy cám sống sót nhiều hơn và rút ngắn vòng ựời của chúng, rầy cái trưởng thành to hơn, ựẻ nhiều trứng hơn và sống lâu hơn (Lu và ctv, 2004). Ruộng lúa ựược bón thừa ựạm 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 kắch thắch rầy cái tìm ựến ựể hút nhựa và ựẻ trứng; sâu non tuổi 1 của sâu ựục thân vừa nở cũng dễ dàng ựục vào thân lúa và di chuyển bên trong hệ thống mạch dẫn nhựa cây lúa. Ngồi ra, cịn làm cho rầy nâu thay ựổi vị trắ cư trú và ựẻ trứng. Ở cây lúa thừa ựạm, rầy nâu sẽ di chuyển dần từ bên dưới gốc lên trên bẹ lá và lá cờ ựể ựẻ trứng (Lu và ctv, 2005).
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 27
Áp lực bệnh hại và dinh dưỡng.
Về ảnh hưởng của phân bón ựến bệnh hại lúa, theo Castilla, 2001 ruộng lúa bón thừa ựạm sẽ làm giảm ựộ dai cơ học của mô cây lúa, làm giảm lượng cellulose cấu tạo các lớp tế bào của mô cây, và làm tăng tắnh nhiễm bệnh của cây lúa bởi vì vi sinh vật gây bệnh thường tấn công vào các tế bào mô cây xốp, mọng nước. Và tác giả cũng có ựánh giá về ảnh hưởng tương tác giữa phân N, P, K với mức ựộ nhiễm một số loại bệnh phổ biến cho cây lúa như sau: phân ựạm có tác ựộng tắch cực (tăng: +) ựến mức ựộ nhiễm bệnh: Lúa von, ựốm nâu, ựốm vằn, cháy lá vi khuẩn, than, ựạo ôn lá, thối bẹ, thối thân, và vàng lụi (Tungro), trong khi ựó phân kali và phân lân có tác ựộng ngược lại (giảm: -). Bón phân ựạm và kali cho cây lúa vào thời ựiểm và lượng bón thắch hợp sẽ làm thay ựổi tỷ lệ nhiễm bệnh ựạo ôn lá và cổ bơng một cách có ý nghĩa.
Theo Phụng và Mẫn, 2000: ỘBón phân ựạm cao trong ựiều kiện nhiệt ựộ và ẩm ựộ cao là yếu tố góp phần ựáng kể tới sự xuất hiện bệnh vàng lá lúaỢ. Theo Slaton, 2005, bón ựạm cao làm cây lúa xum xuê, cao cây, ra nhiều lá và sớm giao tán nhanh, gia tăng ẩm ựộ, và thúc ựẩy bệnh khô vằn phát triển.
Nhận xét tương tự của Cu và ctv, 1996, tàn lá lúa dư ựạm sẽ tạo môi trường tiểu khắ hậu rất thắch hợp cho nhiều mầm bệnh phát triển. Mew,1991 nghiên cứu dài hạn về nhu cầu bón phân ựạm bổ sung cho ựất lúa nhằm giữ năng suất ổn ựịnh dẫn ựến hậu quả là tăng áp lực của bệnh khô vằn (Rhizoctonia solani) và bệnh ựạo ôn (cháy lá) do nấm Pyricularia grisea gây ra. Slaton ,2005 cũng cho cũng cho rằng mối quan hệ giữa bón phân ựạm và kali là rất quan trọng cho sự tăng trưởng và sức khoẻ của cây lúa, nếu sự cân bằng này bị lệch sẽ làm gia tăng mức ựộ nhiễm bệnh. Theo Huber và Arny,1985 bón thiếu lượng phân kali cũng gắn liền với bệnh ựốm nâu (Helminthosporium oryzae) và sọc nâu (Cercospora oryzae) và nhất là khi vừa thiếu kali vừa dư thừa phân ựạm thì hai loại bệnh này bộc phát mạnh.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 28
Một dạng bệnh mới xuất hiện, phổ biến gần ựây tại Việt Nam, Malaysia, Indonesia và Philipin ựó là bệnh sọc ựỏ lá (red stripe) hay còn gọi là vàng lá chắn sớm , tuy ựến nay vẫn chưa xác ựịnh ựược tác nhân gây bệnh nhưng theo các chuyên gia về dinh dưỡng cho rằng ựây cũng là dạng bệnh xuất phát từ sự cân bằng dinh dưỡng trong ựất.
Tác hại tới môi trường và sức khoẻ con người
Dư thừa ựạm trong ựất hoặc trong cây trồng ựều gây nên những tác hại ựối với môi trường và sức khoẻ con người. Trong những thập niên gần ựây, hàm lượng nitrat (NO3-) trong nước uống ựã tăng lên ựáng kể, nguyên nhân chủ yếu là do sử dụng phân ựạm vô cơ tăng ựã gây rò rỉ nitrat xuống các mạch nước ngầm. Sử dụng phân bón quá mức cũng sẽ khiến nitrat tắch tụ lại nhiều trong các sản phẩm rau, quả. Hàm lượng nitrat quá mức trong nước uống và thức ăn sẽ gây ảnh hưởng tới sức khoẻ: gây chứng máu giảm hemoglobin và nguy cơ gây ung thư. Các nghiên cứu về y học gần ựây cũng xác ựịnh, dư thừa phospho trong các sản phẩm trồng trọt (do bón thừa phân lân) khi ăn vào sẽ làm giảm khả năng hấp thu canxi, gây nguy cơ loãng xương. Phân bón có ắch lợi cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng làm tăng ựộ màu mỡ của ựất, trái lại cũng tác ựộng xấu tới mơi trường nếu như khơng có biện pháp quản lý sản xuất, kinh doanh và sử dụng hợp lý.
Như vậy, vấn ựề sử dụng cân ựối các chất dinh dưỡng trong cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng có vai trị quan trọng khơng chỉ về mặt lợi ắch kinh tế(sử dụng phân bón tiết kiệm và hiệu quả,năng suất,sản lượng và chất lượng cây trồng) mà cịn có vai trị quan trọng trong vấn ựề mơi trường và sức khỏe cộng ựồng. đây cũng chắnh là một trong những nội dung chắnh trong chương trình 3 giảm(giảm lượng phân ựạm, giảm thuốc BVTV, giảm lượng giống gieo trồng)-3 tăng (Tăng năng suất, tăng chất lượng sản phẩm, tăng hiệu quả kinh tế) của Bộ Nông nghệp và phát triển nông nghiệp nông thôn nước ta ựã ựề ra.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 29