Cây lúa cũng như các loại cây trồng khác ựều có nhu cầu dinh dưỡng ựể sinh trưởng và phát triển. Các yếu tố dinh dưỡng như ựạm, lân, kali cần thiết cho cây lúa trong toàn bộ ựời sống của nó, số lượng chênh lệch nhau tương ựối nhiều tuỳ thuộc vào giống, ựất ựai, khắ hậu, chế ựộ canh tác và cách bón phân. Khả năng cung cấp chất dinh dưỡng của ựất là nhân tố quyết ựịnh việc cần bón nguyên tố nào, số lượng bao nhiêu cho cây. Những năm gần ựây do diện tắch sản xuất nông nghiệp bị thu hẹp, các biện pháp canh tác chưa hợp lý nên ựã dẫn ựến hiện tượng rửa trôi, xói mòn ựất làm giảm ựộ màu mỡ của ựất nhanh chóng, ựặc biệt là ở vùng ựồi núi. Do vậy ựể ựảm bảo năng suất lúa cần phải hiểu rõ tắnh chất của ựất. Hiện nay nhờ thành tựu ứng dụng khoa học công nghệ trong công tác chọn lọc và chọn tạo giống, cho nên các giống lúa mới chịu thâm canh, năng suất, chất lượng cao hơn các giống lúa cũ ựã ựược ựưa vào sản xuất. Vì vậy dựa vào ựặc ựiểm của giống ựể cung cấp phân bón cho lúa là cần thiết. Tuy nhiên các giống lúa có thời gian sinh trưởng khác nhau thì xác ựịnh thời kỳ bón, lượng phân bón khác nhau [7,10,20].
2.5.1.1. Nhu cầu về ựạm của cây lúa
Lúa là cây trồng rất mẫn cảm với việc bón ựạm. Nếu giai ựoạn ựẻ nhánh mà thiếu ựạm sẽ làm năng suất lúa giảm do ựẻ nhánh ắt, dẫn ựến số bông ắt. Nếu bón không ựủ ựạm cây lúa sinh trưởng chậm, thấp cây, ựẻ nhánh kém, phiến lá nhỏ, lá sớm chuyển thành màu vàng, ựòng nhỏ, từ ựó làm cho năng suất giảm. Nếu bón thừa ựạm lại làm cho cây lúa có lá to, dài, phiến lá mỏng, dễ bị sâu bệnh, dễ lốp ựổ, ựẻ nhánh vô hiệu nhiều; ngoài ra chiều cao cây phát triển mạnh, trỗ muộn, năng suất giảm. Theo Bùi Huy đáp năm 1980, ựạm là yếu tố chủ yếu ảnh hưởng ựến năng suất lúa, cây có ựủ ựạm thì các yếu tố khác mới phát huy hết ựược tác dụng [11]. Và Lê Văn Tiềm năm 1986
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 18
thì khi cây lúa ựược bón ựủ ựạm nhu cầu tất cả các chất dinh dưỡng khác như lân và kali ựều tăng [38].
đạm là yếu tố quan trọng hàng ựầu ựối với cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng, là thành phần cơ bản của protein. đạm nằm trong nhiều hợp chất cơ bản cần thiết cho sự phát triển của cây như diệp lục và các enzym. Các bazơ có ựạm, thành phần cơ bản của axit Nuclêic trong các AND, ARN của nhân bào, nơi chứa các thông tin di truyền ựóng vai trò quan trọng trong việc tổng hợp protein. Do vậy, ựạm là một yếu tố cơ bản của quá trình ựồng hoá cacbon, kắch thắch sự phát triển của bộ rễ, ảnh hưởng tắch cực ựến việc hút các yếu tố dinh dưỡng khác. Cây trồng ựược bón ựủ ựạm lá có màu xanh sẫm, sinh trưởng khỏe và cho năng suất cao, tuy nhiên trong sản xuất không nên bón thừa ựạm [21, 32, 33, 34].
Theo nghiên cứu của Broadlen năm 1979 và các nghiên cứu của đỗ Thị Tho và PhạmVăn Cường năm 2004 thì ựạm ựóng vai trò hết sức quan trọng trong ựời sống của cây lúa. đạm giữ vị trắ quan trọng trong việc tăng năng suất, là một yếu tố cơ bản trong quá trình phát triển của tế bào, là một trong những nguyên tố hoá học quan trọng của các cơ quan như rễ, thân, lá, hoa và hạt. Trong các vật chất khô của cây trồng có từ 1 Ờ 5% ựạm tổng số. Người ta thấy trong các bộ phận non của cây hàm lượng ựạm nhiều hơn trong các bộ phận già, ựạm có trong các protit, các acid nucleic của các cơ quan trong cây [37,53,54].
Còn Nguyễn Như Hà năm 2006 cũng cho rằng: ựạm có vai trò quan trọng trong việc phát triển bộ rễ, thân, lá, chiều cao và ựẻ nhánh của cây lúa. Việc cung cấp ựạm ựủ và ựúng lúc làm cho lúa vừa ựẻ nhánh nhanh lại tập trung, tạo ựược nhiều dảnh hữu hiệu, là yếu tố cấu thành năng suất có vai trò quan trọng nhất ựối với năng suất lúa. đạm còn có vai trò quan trọng trong việc hình thành ựòng và các yếu tố cấu thành năng suất khác: số hạt trên bông, trọng lượng 1000 hạt và tỷ lệ hạt chắc. đạm còn làm tăng hàm lượng
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 19
protein trong gạo nên làm tăng chất lượng gạo. Lượng ựạm cần thiết ựể tạo ra 1 tấn thóc từ 17 ựến 25 kgN, trung bình cần 22,2 kgN. Ở các mức năng suất cao, lượng ựạm cần thiết ựể tạo ra một tấn thóc càng cao [17].
2.5.1.2 Nhu cầu về lân của cây lúa
Theo Lê Văn Căn năm 1964 cho rằng: lân là một trong những chất cần thiết cho quá trình trao ựổi chất của cây, lân có mặt trong các chất hữu cơ quan trọng nhất ựối với cây [5]. Các hợp chất này ảnh hưởng trực tiếp ựến sự phân chia tế bào qua quá trình trao ựổi chất béo, protein cụ thể là Glyxerophotphat, ATP, ADN, ARN, có vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp và hô hấp của cây. Lân làm tăng khả năng hút ựạm cho cây và hấp phụ Fe làm giảm nồng ựộ Fe trong ựất, có thể làm giảm nồng ựộ ựộc trong ựất. Trong thời kỳ chắn của cây lúa, hàm lượng lân vô cơ giảm nhanh và hoạt ựộng của enzym photphorilaza tăng ựến 16 ngày sau khi thụ tinh của hạt sau ựó giảm xuống. Từ ựó ta có thể thấy lân là một thành phần dinh dưỡng rất cần thiết ựối với cây trồng [64]
Theo Nguyễn Xuân Cự, Nguyễn Ngọc Nông, Võ đình Quang trong các năm từ 1992 ựến 1999 cho rằng: lân là thành phần chủ yếu của acid nucleic, là chất chủ yếu của nhân tế bào, trong vật chất khô của cây có chứa hàm lượng lân từ 0,1 - 0,5%. Lân có mối quan hệ chặt chẽ với sự hình thành diệp lục, protit và sự di chuyển tinh bột. Cây lúa hút lân mạnh hơn so với các loại cây trồng cạn. Cùng với ựạm, lân xúc tiến sự phát triển của bộ rễ và tăng số nhánh ựẻ, ựồng thời cũng làm cho lúa trỗ và chắn sớm hơn [6,27,29].
Lân có vai trò quan trọng trong thời gian sinh trưởng ựầu của cây lúa, xúc tiến sự phát triển của bộ rễ và số dảnh lúa, ảnh hưởng tới tốc ựộ ựẻ nhánh của cây lúa. Lân còn làm cho lúa trỗ bông ựều, chắn sớm hơn, tăng năng suất và phẩm chất hạt. để tạo ra 1 tấn thóc, cây lúa cần hút khoảng 7,1kg P2O5, trong ựó tắch lũy chủ yếu vào hạt. Cây lúa hút lân mạnh nhất vào thời kỳ ựẻ nhánh và thời kỳ làm ựòng, nhưng xét về cường ựộ thì cây lúa hút lân mạnh
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 20
nhất vào thời kỳ ựẻ nhánh [17].
Theo Kobayshi, Nguyễn Tử Siêm, Mai Văn Quyền, và Nguyễn Như Hà thì khi thiếu lân lá cây có màu xanh ựậm, phiến lá nhỏ, hẹp, mềm, yếu, mép lá có màu vàng, thân mềm, dễ ựổ. Thiếu lân ở thời kỳ ựẻ nhánh làm cho lúa ựẻ nhánh ắt, tỷ lệ nhánh hữu hiệu thấp, thời kỳ trỗ và chắn kéo dài nên hạt lép nhiều hơn, chất lượng dinh dưỡng hạt thấp, bông nhỏ và năng suất không cao. Lân ựối với lúa là một yếu tố dinh dưỡng rất quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển ảnh hưởng ựến năng suất và sản lượng một cách rõ rệt [17,30,31,59].
2.5.1.3. Nhu cầu về kali của cây lúa
Theo Nguyễn Vi năm 1974 thì kali ựược cây hút dưới dạng ion K+, kali ựược hút nhiều như ựạm, nếu thừa kali lúa bị hại. Vai trò của kali là xúc tiến sự di chuyển của các chất ựồng hoá và gluxit trong cây vì vậy nếu lúa thiếu kali thì hàm lượng tinh bột trong hạt sẽ giảm, hàm lượng ựạm sẽ tăng. Trong ựiều kiện thời tiết xấu, trời âm u, ánh sáng yếu thì kali có vai trò như ánh sáng mặt trời, xúc tiến sự hình thành gluxit, cho nên ựể chống rét cho mạ xuân ở miền Bắc người ta thường bón một lượng kali. Ngoài những vai trò như trên, kali còn cần thiết cho sự tổng hợp protein, có quan hệ mật thiết với quá trình phân chia tế bào, cho nên ở gần ựỉnh sinh trưởng của cây hàm lượng kali tương ựối nhiều. Kali còn làm cho sự di ựộng của sắt trong cây tốt hơn do ựó ảnh hưởng gián tiếp ựến quá trình hô hấp của cây [46].
Theo Nguyễn Như Hà năm 2006 thì cho rằng: kali có ảnh hưởng rõ ựến sự phân chia tế bào và phát triển của bộ rễ lúa trong ựiều kiện ngập nước nên có ảnh hưởng rõ ựến sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa. Kali có ảnh hưởng lớn ựến quá trình quang hợp, tổng hợp các chất gluxit, ngoài ra còn tham gia vào quá trình tổng hợp protein ở trong cây lúa, nhất là trong ựiều kiện ánh sáng yếu. Ngoài ra còn ảnh hưởng tới các yếu tố cấu thành năng suất như: số hạt, tỷ lệ hạt chắc, trọng lượng 1000 hạt. Vì vậy, kali là yếu tố dinh
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 21
dưỡng có ảnh hưởng rõ tới năng suất và chất lượng lúa. Kali còn thúc ựẩy hình thành lignin, xelulo làm cho cây cứng cáp hơn, chống ựổ và chống chịu sâu bệnh tốt hơn. Cây lúa thiếu kali ắt ảnh hưởng ựến ựẻ nhánh nhưng làm cây lúa thấp, phiến lá hẹp, mềm yếu và rũ xuống, hàm lượng diệp lục thấp, màu xanh tối. Khi thiếu kali, mặt phiến lá của những lá phắa dưới có những ựốm màu nâu ựỏ, lá khô dần từ dưới lên trên. Lúa thiếu kali dễ bị lốp ựổ, sâu bệnh dễ tấn công (nhất là khi ựược cung cấp nhiều ựạm), số hạt ắt, nhiều hạt xanh, hạt lép và hạt bạc bụng, phẩm chất gạo giảm. để tạo ra 1 tấn thóc trung bình cây lúa hút 31,6 kg K2O, trong ựó chủ yếu tắch luỹ trong rơm rạ 28,4 kg [17].
2.5.1.4. Nhu cầu về các yếu tố dinh dưỡng khác của cây lúa
Silic làm tăng tắnh chống chịu ựối với các ựiều kiện bất thuận và sâu bệnh hại cho cây lúa, làm cho lá lúa thẳng và quang hợp tăng thêm nên làm tăng năng suất lúa. Lúa là cây hút nhiều Si, ựể tạo 1 tấn thóc cây lúa lấy ựi từ ựất và phân bón là 51,7kg Si.
Trên ựất cát, ựất xám trồng lúa thì magie thể hiện rõ vai trò, ựặc biệt là với những giống mới năng suất cao. Nhu cầu magie ựể tạo ra 1 tấn thóc cây lúa lấy ựi từ ựất và phân bón 3,94kg MgO.
Cây lúa có nhu cầu canxi không cao, xong trên ựất chua; ựất phèn; ựất xám hoặc ựất nghèo canxi thì việc bón các loại phân có canxi là cần thiết. để tạo ra 1 tấn thóc cây lúa cần 3,94kg CaO.
Cây lúa thiếu lưu huỳnh thì các lá chuyển màu vàng, giảm chiều cao, ựẻ nhánh kém và ựòng ngắn lại. để tạo ra 1 tấn thóc, cây lúa cần 0,94kg S.
Lúa cần sắt nhiều hơn so với các cây trồng khác, mỗi tấn thóc cây lúa cần 0,35kg Fe. Thiếu sắt làm cho lúa bị vàng lá, sinh trưởng phát triển kém, thường xuất hiện ở những chân ruộng có ựịa hình cao, thoát nước mạnh, giữ nước kém, pH cao.
để tạo ra 1 tấn thóc, cây lúa cần 40g Zn. Khi thiếu kẽm cây lúa hồi xanh chậm, ựẻ nhánh kém, còi cọc, có lá nhỏ và thường có màu trắng ở các lá
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 22
non, còn các lá già chuyển màu vàng với nhiều ựốm nâu trên khắp mặt lá. Thiếu nhiều kẽm cây lúa có các lá dưới bị khô, kéo dài thời gian sinh trưởng và có thể bị chết. Hiện tượng thiếu kẽm thường xảy ra trên ựất có pH, hàm lượng kali, lân và chất hữu cơ cao.
Thiếu ựồng làm tăng số lượng hạt phấn bất dục, tăng tỷ lệ hạt lép, giảm trọng lượng hạt. để tạo 1 tấn thóc lúa hút khoảng 27g Cu. Hiện tượng cây lúa thiếu ựồng thường xảy ra trên ựất cát có pH cao và ựất chứa quá nhiều chất hữu cơ, ựất than bùn.
Bo cần thiết cho việc ựảm bảo sức sống hạt phấn của lúa, tăng khả năng thụ phấn, tăng quá trình vận chuyển chất hữu cơ về hạt. Hiện tượng thiếu Bo thường xuất hiện trên ựất quá chua, ựất phèn. để tạo mỗi tấn thóc, cây lúa cần khoảng 32g B.
Tóm lại: để tạo thành 1 tấn thóc, thì lượng dinh dưỡng cây lúa hút
Bảng 2.2. Lượng dinh dưỡng lấy ựi ựể tạo ra 1 tấn thóc
Lượng dinh dưỡng lấy ựi (kg) ựể tạo ra 1 tấn thóc Chất dinh dưỡng Tổng cộng Hạt Rơm rạ N 22,2 14,6 7,6 P2O5 7,1 6,0 1,1 K2O 31,6 3,2 28,4 CaO 3,9 0,1 3,8 MgO 4,0 2,3 1,7 S 0,9 0,6 0,3 Si 51,7 9,8 41,9 Cl 9,7 4,2 5,5
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 23 Tổng cộng Hạt Rơm rạ Cu 27,0 20,0 7,0 Fe 350,0 200,0 150,0 Mn 370,0 60,0 310,0 B 32,0 16,0 16,0
(Nguồn: Trung tâm TTKHKT hoá chất 1998 - Theo tài liệu của Nguyễn Như Hà