Nam
2.5.1. Ảnh hưởng của phân bón ựến quá trình thâm canh lúa
Phải nói rằng từ khi con người biết trồng trọt, chăn nuôi thì cũng ựã biết sử dụng phân bón. Khoảng năm 900 trước công nguyên người La Mã ựã biết sử dụng phân chuồng ựể bón cho ruộng nho nhằm ựạt năng suất mong muốn. Năm 1840, Liebig ựã cho ra ựời tác phẩm ỘHóa học ựối với nông nghiệp và
Sinh lý thực vậtỢ (dẫn theo Vũ Hữu Yêm, 1995) [47]. Với tác phẩm này ông
khẳng ựịnh, tất cả cây trồng ựều cần ựược nuôi dưỡng bằng các nguyên tố ở dạng khoáng (vô cơ). Từ kết quả nghiên cứu của ông mà ngành nông nghiệp ựã có một bước tiến kỳ diệu.
Hàng năm, sản lượng cây trồng tăng trên thế giới theo tắnh toán của IFPRI (1996) là có 80% nhờ vào việc tăng năng suất, trong ựó có phần ựóng góp không nhỏ của phân bón (Trắch dẫn theo Nguyễn Văn Bộ, 2003) [7]. Rõ ràng phân hóa học thực sự có vai trò quan trọng trong việc cung cấp cho cây trồng những chất dinh dưỡng cần thiết mà ựất không ựủ khả năng ựáp ứng, ựồng thời góp phần vào việc duy trì ựộ phì nhiêu ựất trong quá trình canh tác.
Sự gia ựời của các giống lúa mới, cao sản ựặc biệt là các giống lúa lai có tiềm năng năng suất cao ựòi hỏi nhu cầu dinh dưỡng là rất cao, gấp 3 lần các giống lúa cũ [53]. Sự bón phân mất cân ựối là nguyên nhân chắnh dẫn ựến không phát huy hết tiềm năng năng suất của giống.
Những giống lúa năng suất cao phổ biến hiện nay với năng suất 5 tấn/ha và lượng rơm rạ tương ựương trên 1ha sẽ lấy ựi 110 kg N; 15 kg P2O5; 130 kg K2O; 14 kg Ca; 12 kg Mg, 5 kg S; 1 kg Fe; 2 kg Mg; 0,2 kg Zn; 0,15 kg Cu; 0,15 kg Bo; 250 kg Si và 25 kg Cl từ ựất [61].
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 23
2.5.2. Vai trò của ựạm ựối với cây lúa
đạm là một trong những yếu tố cơ bản của cơ thể cây trồng, của quá 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% ựạm tổng số. đạm tham gia cấu tạo nên các loại protein, axit nucleic, chlorophyll, các vitamin và hoocmonẦ Vì vậy, ựạm 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. đạm có tác dụng mạnh trong thời gian ựầu sinh trưởng, làm tăng nhanh số nhánh và diện tắch lá. đạm còn là thành phần cơ bản của sự ựồng hóa cacbon, kắch thắch sự phát triển của bộ rễ và việc hấp thu các chất dinh dưỡng khác [47].
đạm là yếu tố dinh dưỡng quan trọng nhất ựối với lúa. Khi ựược bón ựạm 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 1000 hạt [48]. 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.
Theo Phạm Văn Cường và cộng sự (2005) [13], nghiên cứu trên nền phân 90 kg P2O5 + 60 kg K2O khi tăng liều lượng ựạm từ 60N ựến 180N ựều làm tăng chỉ số diện tắch lá (LAI), tốc ựộ tắch lũy chất khô (CRG) và tăng năng suất. Tuy nhiên, theo Nguyễn Ngọc Nông và Nguyễn Thế đặng (www.tnu.edu.vn, 1995), ở nhiều nơi do bón N liên tục ựã nảy sinh một mâu thuẫn là bộ lá phát triển rất mạnh dẫn ựến tỷ lệ giữa năng suất kinh tế và năng suất rơm rạ rất thấp. Ở nhiều nơi lượng ựạm 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
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 24
khác, nếu thiếu N cây sẽ thấp, hàm lượng diệp lục giảm, lá sớm tàn, giảm số hạt và số bông do ựó năng suất giảm.
Từ kết quả nghiên cứu các nhà khoa học Trung Quốc kết luận: cùng một mức năng suất, lúa lai hấp thụ ựạm thấp hơn lúa thuần. Với mức năng suất 75 tạ/ha lúa lai hấp thụ N thấp hơn lúa thuần 44,8%, song ở ruộng lúa cao sản thì hấp thu N của lúa lai lại cao lúa thuần 10% [33].
Do ựặc ựiểm lúa lai có bộ rễ phát triển mạnh, diện tắch lá lớn, hiệu suất quang hô hấp cao, khả năng huy ựộng dinh dưỡng từ ựất của lúa lai lớn hơn là rất lớn. Ngay trong trường hợp không bón phân năng suất của lúa lai vẫn cao hơn ựối chứng [33]. Bằng thắ nghiệm so sánh giống của Yan Z.D giữa 2 giống: Nông ken 57 là giống có khả năng phản ứng với N ở mức cao và giống lúa lai Shan ưu 3 cho kết quả như sau: Giống Nông Ken phản ứng với N tới ngưỡng 140N, trong khi ựó giống Shan ưu 3 phản ứng với ựạm tới ngưỡng 180N [65]. Tuy nhiên việc hấp thu dinh dưỡng của lúa lai cũng khác nhau phụ thuộc vào thời gian sinh trưởng. Cũng từ những nghiên cứu của mình Yan Z.D ựã phát hiện thấy so với lúa thuần lúa lai hấp thụ nhiều hơn 29,1% tổng lượng ựạm ựược hấp thu từ phục hồi ựến ựẻ nhánh, 34,3% hấp thu từ ựẻ nhánh ựến phân hóa ựòng. Việc hấp thu ựạm của giống lúa lai Nan you 3 giai ựoạn 40 ngày sau cấy chiếm 71,2% [65]. Vì vậy ựối với lúa lai phải bón ựạm sớm tập trung vào giai ựoạn ựầu ựặc biệt trong giai ựoạn từ ựẻ nhánh ựến ựứng cái làm ựòng. để tăng năng suất lúa lai, dinh dưỡng cần ựược chú trọng ở giai ựoạn sinh trưởng sinh dưỡng ựể duy trì ựược cấu trúc bộ lá tốt, ựiều khiển tốt mối quan hệ giữa nguồn và sức chứa.
Ở Việt Nam, những kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Bộ và Bùi đình Dinh [5] cho thấy: Lúa lai có năng suất cao hơn lúa thường 1,2 - 1,4 tấn/ha nhưng lượng dinh dưỡng lấy ựi từ ựất cũng cao hơn. Ngay trên ựất phù sa lúa lai chịu ựược mức bón ựạm khá cao (180N/ha trong vụ xuân và 150N/ha trong vụ mùa) mà vẫn chưa giảm năng suất, còn trên ựất bạc màu mức bón 150N
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 25
vẫn còn làm tăng năng suất lúa lai. Hiệu suất bón ựạm cho lúa lai trung bình ựạt 10 - 14 kg thóc/kg N trong khi ựối với lúa thuần hiệu suất chỉ ựạt 7 - 8 kg thóc/kg N. Thời kỳ bón ựạm cũng rất có ý nghĩa trong việc nâng cao hiệu lực của phân ựạm và tăng suất lúa. Với cùng lượng ựạm bón theo phương thức Ộnặng ựầu, nhẹ cuốiỢ của Việt Nam cho hiệu quả cao, năng suất tăng thêm 3 - 3,5 tạ/ha [2].
2.5.3. đặc ựiểm hút ựạm của cây lúa.
Lúa ựược coi là 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 ựạm NH4+
và NO3-
còn trong ruộng lúa nước, lúa chuyên hút NH4+
.
Các công trình nghiên cứu ựã chỉ ra rằng, cây lúa hút ựạm nhiều nhất vào hai thời kỳ: thời kỳ ựẻ nhánh và thời kỳ 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 thời gian hữu hiệu nhất ựể cung cấp ựạm cho sự tạo hạt thay ựổi theo mức ựạm cung cấp. Nếu lượng ựạm hạn chế nên cung cấp vào khoảng 20 ngày trước trỗ.
Theo Phạm Sỹ Tân (2008) nhu cầu dinh dưỡng ựạm 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 ựối với giống lúa dài ngày, nhu cầu ựạm cần ựược bổ sung thêm cho giai ựoạn ựẻ nhánh.
Cây lúa có hai ựỉnh về hiệu suất bón ựạm. đỉnh thứ nhất không liên quan ựến giai ựoạn sinh trưởng ựặc biệt mà liên quan với số ựạm cây hút ựược. đỉnh này xuất hiện khi tổng lượng ựạm hút ựược ựạt ựến 170 mg N/cây xuất hiện vào khoảng 23 ngày sau khi cấy. đỉnh thứ hai xuất hiện vào giai ựoạn 18 - 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 cao nhất thay ựổi tùy theo mức ựạm [48]. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 26 2.5.4. Hiệu suất sử dụng ựạm HSSDđ = Kg thóc (xN) - Kg thóc (0N) xN HSSSđ: Hiệu suất sử dụng ựạm Kg thóc (xN): Số kg thóc ở lượng ựạm bón x N Kg thóc (0N): Số kg thóc khi không bón ựạm xN: Mức ựạm bón x N
Hiệu suất bón ựạm có xu hướng cao ở mức ựạm thấp và khi bón sâu vào ựất hoặc bón thúc vào thời kỳ sinh trưởng về sau (Prasat và Dedatta, 1979). Khi liều lượng bón cho lúa tăng từ 0 - 240 kg N/ha thì hiệu suất sử dụng phân ựạm biến thiên từ 47,4 - 17,1% trong vụ xuân và 38,6 - 24,3% trong vụ mùa [35]. Ở vùng nhiệt ựới hiệu suất sử dụng ựạm ựối với sản lượng hạt vào khoảng 50 kg thóc khô/kg ựạm cây hút ựược. Ở Nhật khoảng 62 kg, còn ở các nước ôn ựới hiệu suất này còn cao hơn khoảng 20% [48].
Trên ựất phù sa sông Hồng thì hiệu suất 1 kg N là 10 - 15 kg thóc ở vụ xuân và 6 - 9 kg thóc vụ mùa. Nếu bón trên 160 kg N/ha thì hiệu suất của phân ựạm giảm rõ rệt (Trương đắch, 2002). Theo kết quả của Viện Thổ nhưỡng Nông hóa cho thấy hiệu quả bón 1 kg N làm tăng 9 - 18 kg thóc so với lúa lai còn so với lúa thuần làm tăng từ 2 - 13 kg thóc [16]. Trần Thúc Sơn [34] chỉ ra rằng: khi tăng lượng ựạm 0 - 150 N/ha ựã làm tăng số dảnh và tăng lượng ựạm tắch lũy trong cây lúa. Lượng tăng này rõ khi bón phối hợp với phân chuồng và tăng lượng lân. Hệ số sử dụng phân ựạm của cây lúa ở hai vùng ựất như sau:
Bảng 2.3: Hiệu quả sử dụng ựạm với cây lúa ở ựất phù sa sông Hồng và ựất bạc màu (Trần Thúc Sơn, 1996) Liều lượng bón (kg/ha) Chân ựất Vụ thắ nghiệm Hiệu quả sử dụng Xuân 47,4 - 17,1 80 - 120N Phù sa không ựược
bồi hàng năm Mùa 38,6 - 24,3
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 27
So với lúa lai, nhu cầu dinh dưỡng của lúa thuần thấp hơn, ựể ựạt năng suất 50 - 55 tạ/ha chỉ cần bón 60-90 N + 90kg P2O5 + 60kg K2O, tăng lượng ựạm bón thì năng suất sẽ giảm (Bộ NN & PTNT). Mức ựạm càng cao chênh lệch năng suất của lúa lai so với lúa thuần càng lớn [22]. Nói cách khác nền dinh dưỡng càng ựầy ựủ năng suất lúa lai càng cao. Do hiệu suất sử dụng phân bón của lúa lai cao hơn lúa thuần cho nên việc ựầu tư phân bón cho lúa lai có ý nghĩa vừa nâng cao năng suất vừa nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón.
2.5.5. Sử dụng giống có hệ số sử dụng ựạm cao
đối với những giống lúa chịu phân kém, khi bón nhiều ựạm thường hút ựạm mạnh từ ựầu. Lúa hút ựạm nhiều làm cho tắnh thấm nước của nguyên sinh chất ở lá tăng lên ựột ngột, năng lực giữ nước của tế bào giảm, lá rủ xuống, mềm yếu làm cho lúa dễ bị ựổ non và bị bệnh [37]. Theo Bùi đình Dinh (1995) [16]: Khi sử dụng giống chịu phân ựạm ựể gieo trồng có thể làm giảm 30 - 70% lượng ựạm ựể sản xuất 1 tấn thóc. đạm làm tăng diện tắch lá rõ rệt nhưng diện tắch lá quá cao hiệu suất quang hợp thuần lại giảm. Chỉ ở những giống lúa chịu phân thì ựạm tăng lên mới ắt có ảnh hưởng ựến hệ số và làm cho năng suất kinh tế tăng theo mức ựạm. Tanaka (1965) cho rằng trong ựiều kiện thâm canh, hệ số ựồng hóa cao ở cây lúa thường gắn với một số lượng tương ựối ắt lá ngắn và ựứng thẳng ựể giảm tình trạng che cớm lẫn nhau ựến mức thấp.
Jennings P.R (1964) [69] ựã ựề xuất các chỉ tiêu sau ựây ựể chọn tạo các giống lúa chịu phân cao và chống ựổ:
Thời gian sinh trưởng ngắn khoảng từ 100 - 125 ngày (tắnh từ khi gieo mạ ựến khi chắn) và không mẫn cảm với chu kỳ ánh sáng.
Những ựặc trưng dinh dưỡng kể cả mọc khỏe vừa phải và có số nhánh vừa phải, kết hợp với số lá tương ựối nhỏ, lá ngắn, tương ựối hẹp, lá màu lục sẫm, mọc thẳng ựứng, tuổi thọ của lá ựòng dài cho ựến lúc chắn.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 28
Chiều cao cây: Chọn các giống thấp cây có bẹ lá ôm chặt toàn thân, ựốt ngắn và ắt kéo dài cho ựến lúc chắn.
Chống ựược những nòi nấm bệnh ựạo ôn ựã ựược phát hiện ra.
Tóm lại, các giống lúa chịu phân là những giống có cấu tạo quần thể tốt, lá thẳng ựứng, cây thấp, thời gian sinh trưởng ngắn, có thể gieo cấy ựược nhiều vụ trong năm và cho năng suất cao [37].
2.5.6. Những nghiên cứu về ựạm cho cây lúa
Trong các nguyên tố ựa lượng, ựạm là một trong những yếu tố quan trọng hàng ựầu của cây lúa, nó hạn chế năng suất lúa trên tất cả các loại ựất. Trong sản xuất nếu bón ựạm ắt năng suất thấp, song bón quá nhiều không những lãng phắ mà còn ảnh hưởng xấu ựến sinh trưởng, phát triển của cây lúa dẫn ựến là giảm năng suất và giảm hiệu quả kinh tế.
Thông thường các giống lúa có tiềm năng năng suất cao bao giờ cũng cần một lượng ựạm cao. Theo nhiều tác giả lượng ựạm cần thiết ựể tạo 1 tấn thóc cần từ 17 - 25 kg N trung bình cần 20,5 kg N [43], [46], [48].
Ở Việt Nam hiệu suất sử dụng phân ựạm thường thấp [24]. đối với lúa hệ số sử dụng phân ựạm trong sản xuất không quá 40% [1], [46]. Ngay trên ựất phù sa sông Hồng là loại ựất có ựộ phì cao, ựiều kiện tưới tiêu thuận lợi, nếu không bón phân năng suất lúa chỉ có thể ựạt ựược khoảng 3,5 tấn/ha [34], [45]. Song ựể ựạt ựược năng suất lúa 5 tấn/ha cần bón 90 - 120 kg N/ha [21], [27], [43]. Còn năng suất ựể ựạt 7 tấn/ha cần bón 180 - 200 kg N [6], [28], [43]. đạm rất cần cho cây lúa trong suốt quá trình sinh trưởng, phát triển có tắnh chất liên tục từ khi gieo trồng ựến khi chắn. Tuy nhiên, chúng ta cần quan tâm nhất 2 thời kỳ ựẻ nhánh và làm ựòng, ựặc biệt là thời kỳ ựẻ nhánh rộ cây lúa hút nhiều ựạm nhất. Thông thường lúa hút 70% lượng ựạm cần thiết cho ựẻ nhánh, ựây là thời kỳ hút ựạm có ảnh hưởng lớn nhất ựến năng suất lúa [6], [18], [43].
Nguyễn Văn Bộ và Bùi đình Dinh cho rằng ựạm là yếu tố dinh dưỡng hạn chế lớn nhất ựến năng suất cây trồng [7].
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 29
Ảnh hưởng liều lượng ựạm bón, mật ựộ gieo cấy ựến năng suất của lúa tám thơm ựột biến trên ựất nghèo dinh dưỡng vùng trung du và miền núi Nghệ An cho thấy với nền phân chung (250 kg phân chuồng, 20 kg supe lân và 4 kg kali cho 1 sào Trung Bộ 500 m2, cách bón như nhau), khi tăng lượng ựạm bón (từ 4,5; 5,5; 7 và 8 kg/sào) thì chiều cao cây, sức ựẻ nhánh tăng nhưng tỷ lệ thành bông và khả năng chịu hạn của lúa bị giảm. Lúa bị lốp ựổ