NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NATRI SILICAT LỎNG ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, NĂNG SUẤT VÀ PHẨM CHẤT LÚA TRÊN MỘT SỐ LOẠI ĐẤT CHÍNH CỦA HÀ NỘI

Trong hệ thống các biện pháp kỹ thuật nhằm tăng năng suất lúa, ngoài yếu tố giống ra thì phân bón có vai tròrất quan trọng, đóng góp tới 24% trong việc tăng sản lượng cây trồng, trong đó

MAI NHỮ THẮNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NATRI SILICAT LỎNG ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, NĂNG SUẤT VÀ PHẨM CHẤT LÚA TRÊN MỘT SỐ

LOẠI ĐẤT CHÍNH CỦA HÀ NỘI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Hà Nội – 2008

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Cây lúa (Oryza sativa L.) là một trong ba cây lương thực chủ yếu trên thế

giới, là cây lương thực quan trọng đứng thứ hai sau lúa mì về cả diện tích và sảnlượng Trong những năm gần đây sản xuất lúa gạo của thế giới tăng nhanh, năm

1960 sản xuất 200 triệu tấn gạo, thì năm 2004 là 600 triệu tấn, còn năm 2005 là

700 triệu tấn 10 nước sản xuất lúa gạo chính là: Trung Quốc, Ấn Độ, Banglades,Indonesia, Việt Nam, Thái Lan, Myanma, Pakistan, Philipin, Braxil, Nhật Bản

Cùng với việc tăng sản lượng thì sự xuất khẩu và tiêu thụ gạo của cácnước cũng tăng lên Hiện nay, 3 nước xuất khẩu gạo nhiều nhất là Thái Lanchiếm 25%, Việt Nam 15% và Mỹ 11% thị phần, còn 3 nước nhập gạo nhiềunhất là Indonesia chiếm 14% lượng gạo bán ra, Banglades: 4% và Braxil 3%(FAO, 2005) (Wikipedia: Rice 16/8/2007) [90]

Mục tiêu sản xuất lúa đến năm 2010 của Việt Nam là duy trì diện tíchtrồng lúa ở mức 3,96 triệu ha và sản xuất lúa đạt 40 triệu tấn, tăng 5,5 triệu tấn sovới năm 2003[32]

Tuy nhiên, sản xuất lúa hiện nay vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu của xãhội, do dân số thế giới tăng nhanh, nếu bình quân vào những năm 50, dân số tăng

40 triệu người/năm thì vào đầu thế kỷ 21 dân số tăng 90 triệu người/năm Theo

dự đoán của FAO, tổng sản lượng lúa toàn thế giới phải tăng 56% trong vòng 30năm tới thì mới kịp với sự tăng dân số thế giới và nhu cầu lương thực của mọingười dân (IRRI,1997) [70]

Theo dự báo của Ban Nghiên cứu kinh tế, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, tronggiai đoạn 2007 - 2014, diện tích trồng lúa của thế giới sẽ không mở rộng, thấp

hơn 2% so với mức tính toán của năm 1999/2000 Hầu hết các nước châu Á đềukhông có, hoặc có rất ít khả năng mở rộng diện tích trồng lúa Tuy vậy, các nướcsản xuất gạo ở châu Á sẽ tiếp tục là nguồn cung cấp xuất khẩu gạo chính cho thếgiới bao gồm: Thái Lan, Việt Nam, Ấn Độ Thương mại lúa gạo toàn cầu tăng2,4% hàng năm từ năm 2007 – 2016, đến năm 2016 thương mại lúa gạo trên toàncầu đạt 35 triệu tấn, tăng gần 25% so với mức năm 2002 Tổng nhu cầu lúa toàncầu giai đoạn 2008 -2015 dự báo sẽ tăng mỗi năm 50 triệu tấn Lúa sẽ là câylương thực chính của nhiều nước đang phát triển và gạo sẽ là lương thực chínhtrong bữa ăn truyền thống.

Để tăng sản lượng lúa, trong khi diện tích trồng trọt đang bị giảm sút, thìgiải pháp duy nhất là bắt buộc phải tăng năng suất Trong hệ thống các biện pháp

kỹ thuật nhằm tăng năng suất lúa, ngoài yếu tố giống ra thì phân bón có vai tròrất quan trọng, đóng góp tới 24% trong việc tăng sản lượng cây trồng, trong đó

có cây lúa (IRRI, 1997) [70]

Việc sản xuất lúa gạo tăng nhanh trong khi quĩ đất ngày càng giảm do quátrình đô thị hoá, công nghiệp hoá, dẫn đến tăng thời vụ trồng, sử dụng nhiềuphân đạm trong trồng lúa đã làm cho đất bị nghèo kiệt dinh dưỡng, trong đó cónguyên tố silic Vì thế, hiện nay ở nhiều nước trên thế giới, việc bón phân silic chocây trồng bắt đầu được quan tâm Ở Hàn Quốc và Đài Loan, việc sử dụng các sảnphẩm phụ của công nghiệp sản xuất thép chứa silic làm phân bón cho lúa là kháphổ biến Liều lượng bón xỉ lò cao từ 1,5 đến 2 tấn/ha có thể làm tăng năng suấtlên 17% (De Datta S.K.,1981) Ở Nhật Bản, silic đã được coi là nguyên tố dinhdưỡng cần thiết của cây trồng (Ma J F., Takahashi E., 2002) [75]

Cây lúa có nhu cầu về silic lớn gấp 2,5 lần so với nitơ Với năng suất 12tấn hạt/ha/năm, lúa hút 1092,0 kg silic oxit/ha (tương đương 500kg silic) trong

khi đó lúa chỉ hút có 200,4 kg N/ha (Yoshida và các cộng sự., 1962 [91]; VõMinh Kha, 1996 [18]; Võ Tòng Xuân, 2000 [51] Do đó, việc bón phân silic cholúa là cần thiết đối với các loại đất nghèo dinh dưỡng silic, nhất là trong điềukiện thâm canh cao Việc bón phân silic sẽ góp phần tăng khả năng hút thuphotpho của lúa, giúp cho cân đối N –P, đảm bảo cây sinh trưởng, phát triển tốthơn Ngoài ra, silic còn làm cho cứng cây, chống lốp đổ và góp phần hạn chế sâubệnh [49] Chính vì thế mà nghiên cứu về silic trong nông nghiệp của nhữngnăm gần đây phát triển rất mạnh ở nhiều nước, trong đó phải kể đến công đầucủa các nhà nghiên cứu Nhật Bản, nơi silic đã được nghiên cứu và sử dụng từhơn 80 năm trước (Ma J F., Takahashi E., 2002) [75]

Ở Việt Nam, trong những năm của thế kỷ trước, vấn đề phân silic cũng đãđược đề cập, song, chưa có những nghiên cứu cơ bản về phân bón silic Việc bónphân silic cho lúa chưa được đặt ra, mà mới chỉ coi việc bón silic như là sảnphẩm đi kèm có trong phân lân nung chảy, trong phân chuồng hoặc trong tro [5],[18], [52] Trong những năm gần đây (2002 -2007), các tác giả Nguyễn TrườngSơn, Mai Thị Tân và các cộng sự [36],[37],[39] đã triển khai sử dụng natri silicatlỏng (thuỷ tinh lỏng) một sản phẩm công nghiệp làm phân bón cho lúa và chobiết đây là một loại phân bón có nhiều ưu điểm khi sử dụng trong sản xuất vì giá

rẻ và Việt Nam hoàn toàn chủ động trong sản xuất

Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của natri silicat lỏng đến sinh trưởng, phát triển, năng suất và phẩm chất lúa trên một số loại đất chính của Hà Nội” nhằm đưa ra cơ sở khoa học về vai trò của nguyên tố silic đối với lúa để có

thể đưa loại phân bón mới có chứa silic trong thâm canh lúa.Thành công của đềtài không chỉ áp dụng cho Hà Nội mà còn có thể áp dụng ở các địa phương khác

vì Hà Nội có hai loại đất trồng lúa cơ bản: đất phù sa và đất bạc màu đặc trưng

cho vùng Bắc bộ Việt Nam

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu ảnh hưởng của silic đến sinh trưởng, phát triển, năng suất củalúa ở Hà Nội, làm cơ sở cho việc sử dụng loại phân bón mới chứa silic trongthâm canh lúa

3 Yêu cầu của đề tài

- Xác định được hiệu quả của việc bón natri silicat lỏng đến sinh trưởng,phát triển, năng suất và phẩm chất lúa trồng trên đất phù sa và bạc màu của HàNội

- Xác định được: nhu cầu, liều lượng, phương thức bón, thời kỳ bón natrisilicat lỏng, trên một số chân đất chính ở Hà Nội (đất phù sa sông Hồng khôngđược bồi đắp hàng năm và đất bạc màu) nhằm nâng cao năng suất, chất lượngđối với lúa

- Xác định ảnh hưởng của natri silicat lỏng đến khả năng chống chịu củalúa với một số sâu, bệnh hại chính và tính chống đổ

- Sản xuất thử nghiệm để tạo thành thành phẩm nhằm đưa ra loại phân bónmới có chứa silic và bước đầu chuyển giao kỹ thuật sử dụng loại phân bón cóchứa silic này cho Hà Nội và Thanh Hoá

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

- Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp các dẫn liệu khoa học có giátrị về ảnh hưởng của natri silicat lỏng đến sinh trưởng, phát triển và năng suấtlúa, đề xuất loại phân bón mới có chứa nguyên tố silic cho thâm canh lúa ở ViệtNam

- Kết quả nghiên cứu của đề tài là tài liệu tham khảo tốt cho việc nghiên

cứu và giảng dậy về vai trò của silic đối với sinh trưởng, phát triển của cây trồngnói chung và cây lúa nói riêng.

3.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài

- Kết quả nghiên cứu sẽ làm cơ sở cho việc đề xuất một quy trình sử dụngnatri silicat lỏng làm phân bón cung cấp silic cho lúa

- Việc đưa ra một loại phân bón mới natri silicat lỏng sẽ thúc đẩy côngnghiệp sản xuất chúng, góp phần tăng sản phẩm xã hội và công ăn việc làm

4 Giới hạn đề tài

- Giống lúa:

Nghiên cứu trên một số giống lúa thuần và lúa lai hiện đang trồng phổbiến tại Hà Nội và các vùng lân cận như: TH3-3 (lúa lai), Khang Dân 18, C70,Nếp 44 (lúa thuần)

Chương 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Cây lúa, tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo

1.1.1 Trên thế giới

Lúa là cây lương thực chính, cung cấp hơn 50% tổng lương thực được tiêuthụ cho toàn nhân loại Xét về mức tiêu dùng thì lúa là cây lương thực được conngười tiêu thụ nhiều nhất (chiếm 85% tổng sản lượng sản xuất ra), sau đó là lúa

mỳ (chiếm 60%) và ngô (chiếm 25%) [70] Ngoài hạt gạo, bộ phận chính làmlương thực, thì lúa còn có các sản phẩm phụ như tấm, cám, trấu, rơm rạ, cũngđược con người sử dụng phục vụ cho nhu cầu cần thiết khác nhau Lúa gạo cungcấp tinh bột, protein, lipit, vitamin và các chất khoáng cần thiết khác cho cơ thểcon người, đặc biệt là các vitamin B

Tinh bột là nguồn cung cấp năng lượng (calo) chủ yếu để duy trì sự sốngcho con người Nguồn cung cấp calo từ lúa gạo đã duy trì sự sống cho khoảng40% dân số thế giới Sản lượng trung bình 1ha lúa cung cấp năng lượng duy trì

sự sống cho 5,7 người/năm Bình quân toàn thế giới, một ngày một người cầnkhoảng 3119 calo, trong đó lúa gạo cung cấp 552 calo, chiếm khoảng 18% tổnglượng calo cung cấp cho con người (De Datta S K., 1981) [25],[58]

Theo FAO (2006) toàn thế giới có 114 nước trồng lúa và phân bổ ở tất cảcác châu lục: Châu Phi có 41 nước trồng lúa, Châu Á 30 nước, Bắc Trung Mỹ 14nước, Nam Mỹ 13 nước, Châu Âu 11 nước và Châu Đại Dương 5 nước Diệntích lúa biến động và đạt khoảng 152.000 triệu ha, năng suất bình quân xấp xỉ 4,0tấn/ha Ấn Độ là nước có diện tích trồng lúa cao nhất, 44.790 triệu ha và Jamaica lànước có diện tích trồng lúa thấp nhất 24ha Năng suất lúa cao nhất đạt 94,5tạ/ha tạiAustralia và thấp nhất là 9 tạ/ha tại Irắc [25]

Nhu cầu về gạo trên thế giới ngày càng tăng, bình quân mỗi năm phải tăng1,7% trong thời gian từ năm 1990 đến năm 2025 Điều đó tuỳ thuộc vào sự pháttriển dân số ở mỗi nước và nhu cầu lương thực của con người Ở các nước Châu

Á, gạo chiếm 35% lượng calo tiêu thụ của người dân, còn ở Châu Mỹ La Tinh là10%, Châu Phi là 7%, Châu Đại Dương và nước Mỹ khoảng 2% [70]

Về sản lượng, trong những năm gần đây sản xuất lúa gạo của thế giới tăngnhanh, năm 1960 sản xuất 200 triệu tấn gạo, thì năm 2004 là 600 triệu tấn, cònnăm 2005 là 700 triệu tấn (FAO, 2005) (Wikipedia: Rice 16/8/2007) [91]

Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA), sản lượng gạo trên thếgiới niên vụ năm 2005-2006 đạt 415,49 triệu tấn, tăng 15 triệu tấn so với niên vụtrước, và dự báo sẽ tiếp tục tăng trong niên vụ tới, lên 416,5 triệu tấn Trong cácnước xuất khẩu gạo lớn trên thế giới, sản lượng gạo tăng lên cao nhất là Ấn Độ,Trung Quốc, Pakistan và Thái Lan, nhờ đó năm 2006 lượng gạo dự trữ trên thếgiới cũng được tăng lên tới 80,42 triệu tấn, trong khi đó năm 2004 chỉ tăng có78,14 triệu tấn

Về nhu cầu lúa gạo: trên thế giới có đến 27 nước thường xuyên nhập khẩugạo từ 100.000 tấn/năm trở lên, trong đó có 5 nước phải thường xuyên nhập khẩuvới số lượng trên 1 triệu tấn/năm Một số nước tuy thuộc những nước sản xuất lúagạo lớn trên thế giới song do năng suất thấp hoặc dân số đông nên vẫn phải nhậpmột số lượng gạo lớn như: Indonesia, Philippin, Banglades, Brazil Thị trường nhậpkhẩu chính tập trung ở Đông Nam Á (Indonesia, Philippin, Malaysia), Trung Đông(Iran, Irắc, Ả Rập Xê út, Siri ) và Châu Phi (Nigieria, Senegan, Nam Phi) [25]

1.1.2 Ở Việt Nam

Lúa là cây lương thực quan trọng nhất ở Việt Nam, cây lúa chiếm trên50% diện tích đất nông nghiệp và trên 60% tổng diện tích gieo trồng hàng năm,

khoảng trên 80% hộ gia đình nông thôn trong cả nước tham gia vào sản xuất lúagạo Từ năm 1985 đến năm 1998, với tốc độ tăng bình quân hàng năm đạt 4,8%,sản lượng thóc đã tăng gấp đôi, từ 15,9 triệu tấn trong năm 1995 lên tới 29,1triệu tấn năm 1998, năm 1999 đã đạt 31 triệu tấn thóc và đến năm 2005 sảnlượng lúa đã tăng lên 35 triệu tấn [16].

Từ năm 1980 đến năm 1996, diện tích gieo trồng lúa nước tăng 25%, từ5,6 triệu ha lên 7,03 triệu ha Diện tích trồng lúa của cả nước năm 1998 là 7,37triệu ha, tăng 9,5% so với năm 1995 và tăng 3,3% so với năm 1997 (NguyễnSinh Cúc, 1999) [7] Năm 2006, diện tích trồng lúa cả nước đạt từ 7,32 triệu havới năng suất trung bình 48 tạ/ha, sản lượng giao động khoảng 35,8 triệutấn/năm, xuất khẩu ổn định từ 2,5 triệu tấn đến 4 triệu tấn gạo/năm Trong giaiđoạn tới, diện tích trồng lúa sẽ duy trì 7,0 triệu ha, phấn đấu năng suất trung bình

50 tạ/ha, sản lượng lương thực 35 triệu tấn và xuất khẩu ổn định ở mức 3,5 - 4triệu tấn gạo chất lượng cao

Hiện nay, lúa gạo sử dụng trong nước dưới dạng lương thực cho người,thức ăn cho gia súc, để giống cho sản xuất chiếm khoảng 70% tổng sản lượnglương thực Do tốc độ tăng sản lượng lương thực cao hơn tốc độ tăng dân số, nênlương thực bình quân đầu người tăng dần từ 372,8kg (năm 1995) lên 408kg (năm1998) (Nguyễn Sinh Cúc,1999), đến năm 2003 lên 462,9kg và đến năm 2005 đạt475kg (Nguyễn Sinh Cúc, 2005) [44]

Tổng sản lượng lúa ở Việt Nam tăng nhanh, từ 11,7 triệu tấn năm 1980 lên29,1 triệu tấn năm 1998, bình quân mỗi năm tăng 1 triệu tấn, đạt tốc độ tăngtrung bình hàng năm là 5,2%, đến năm 2007 sản lượng lúa đã tăng lên 35,87triệu tấn, tăng 0,1% so với năm 2006 [45]

Cùng với sản xuất phát triển và tăng trưởng khá, giá gạo xuất khẩu cũng

liên tục tăng: năm 2003 tính bình quân chỉ đạt 188,2 USD/tấn, đến năm 2004tăng lên 232 USD/tấn, năm 2005 tăng lên 275 USD/tấn và đến năm 2007 tănglên 365 USD/tấn, nên trong năm 2007 Việt Nam đã thu về 1,4 tỷ USD từ việcxuất khẩu 4,53 triệu tấn gạo, đây cũng là năm cao nhất trong vòng 17 năm liềnxuất khẩu gạo của Việt Nam [26].

Một trong những mục tiêu chiến lược của sản xuất nông nghiệp Việt Nam

là phải đảm bảo vững chắc an ninh lương thực quốc gia, đáp ứng nhu cầu bữa ăn

đủ dinh dưỡng và năng lượng ngày càng tăng, từ mức bình quân 1900 -2000calo/người/ngày, đến năm 2010 đạt mức bình quân 2300 – 2400calo/người/ngày Theo dự báo, dân số nước ta vào năm 2010 khoảng 92 triệungười Cùng với sự phát triển kinh tế, cơ cấu dinh dưỡng bữa ăn của người ViệtNam cũng như nhu cầu lương thực cho các ngành sản xuất khác vào thời kỳ saunăm 2010 chắc chắn sẽ có nhiều thay đổi, do vậy đảm bảo an ninh lương thựccho Việt Nam, trong đó an toàn về cung cấp lúa gạo là rất quan trọng

1.2 Thâm canh lúa

Ngày nay, với sự tiến bộ của công tác cải lương giống cây trồng, các giốnglúa mới với tiềm năng năng suất khác nhau, thời gian sinh trưởng đa dạng, tínhchống chịu sâu, bệnh, rét, hạn, úng khác biệt được đưa vào sản xuất với tốc độnhanh thì việc thâm canh lúa cần tiến hành đồng bộ các khâu sau đây [15]

- Sử dụng giống lúa mới, có năng suất, chất lượng cao, phù hợp với khíhậu của vùng sinh thái khác nhau

- Sử dụng phân bón đúng, đủ, cân bằng và hợp lý

- Biện pháp kỹ thuật canh tác, tạo điều kiện thuận lợi để cây lúa sinhtrưởng, phát triển bao gồm: mạ tốt, bố trí thời vụ thích hợp, cấy đúng kỹ thuật,bón phân đúng và đủ cũng như phòng trừ sâu bệnh kịp thời

1.2.1 Giống lúa

Trong sản xuất nông nghiệp, giống đóng vai trò quan trọng trong việc tăngnăng suất, sản lượng và giá trị hàng hoá của cây trồng nói chung và cây lúa nóiriêng Ngay từ những năm giữa của thập kỷ 60, cuộc cách mạng xanh đã bùng nổ

và đây thực chất chính là cuộc cách mạng về giống, nó đã trở thành động lựcchính đẩy lùi tình trạng thiếu lương thực trên toàn thế giới Ở Việt Nam nhữngnăm 90 của thế kỷ trước, hàng năm chúng ta phải nhập khẩu trên 1 triệu tấnlượng thực, nhưng đến nay, ngành sản xuất lúa gạo của nước ta đã có nhữngbước tiến vững chắc, an ninh lương thực được đảm bảo, hàng năm xuất khẩu trên

4 triệu tấn gạo Có được thành tựu này ngoài những thay đổi cơ chế chính sáchthông thoáng, phải kể đến những đóng góp của các kỹ thuật tiến bộ, trong đóviệc tạo ra những giống mới có năng suất, chất lượng cao, chống chịu được vớiđiều kiện bất thuận của thời tiết và sử dụng chúng vào trong sản xuất là hết sứcquan trọng

Ngày nay khi nói đến giống người ta đã nghĩ ngay đến giống tốt và hạtgiống chất lượng cao Nói đến giống tốt là nói đến tiềm năng di truyền của mộtnhóm thực vật trong khuân khổ một loài có chung các tính trạng và đặc tính.Nhóm thực vật này thích ứng với một điều kiện môi trường, trong một phươngthức canh tác phù hợp, đảm bảo cho một hiệu quả kinh tế như yêu cầu [16]

Một giống lúa tốt cần thoả mãn các yêu cầu sau:

- Sinh trưởng, phát triển tốt trong điều kiện khí hậu, đất đai và điều kiệncanh tác tại địa phương: địa phương khác nhau có các điều kiện sinh thái khácnhau, nên cần có các giống lúa riêng thích ứng với vùng đó Trong một vùng lại

có các mùa vụ khác nhau mà mỗi vụ lại cần có một giống phù hợp

- Cho năng suất cao, ổn định: một giống lúa phải cho năng suất cao khi áp

dụng đầy đủ các biện pháp kỹ thuật canh tác, đồng thời năng suất lúa còn ổnđịnh ở những năm khác nhau trong giới hạn của sự biến động khí hậu, thời tiếtqua các năm.

- Có tính chống chịu tốt với sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất thuận

- Có chất lượng đáp ứng yêu cầu sử dụng

- Hạt giống có chất lượng gieo trồng cao như:

+ Độ đúng giống: sự đồng nhất về mặt di truyền giữa các hạt giống Độthuần càng cao càng tốt

+ Sức nảy mầm: Khả năng nảy mầm đồng đều và cho cây mầm bìnhthường, sức này mầm cao thì hạt giống càng khoẻ và sự nảy mầm càng đồng đềukhi gieo trên ruộng Hạt giống tốt có sức nảy mầm trên 90%

+ Tỷ lệ nảy mầm: khả năng nảy mầm tối đa của hạt

+ Độ sạch: là mức độ không lẫn tạp các chất khác vào lô hạt Lô hạt giốngtốt có độ sạch trên 99,5%

+ Độ ẩm: độ ẩm tiêu chuẩn của lô hạt giống cần đạt 13,5%

Như vậy, giống tốt bao gồm giống lúa có tiềm năng năng suất cao và hạtgiống có chất lượng gieo trồng tốt, nó có khả năng tiếp nhận tất cả các biện pháp

kỹ thuật khác, điều này có nghĩa rằng, nếu xếp giống vào hệ thống các khâu kỹthuật thì giống tốt phải được xếp vào vị trí trung tâm [17]

Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đã coi nghiên cứu về giống lúa là ưutiên hàng đầu trong những nghiên cứu nhằm gia tăng năng suất lúa [74]

Ở Nhật Bản, ngay từ những năm 1980 đã thực hiện chương trình chọngiống lúa “siêu cao sản” với mục tiêu chọn những giống lúa có năng suất cao,vượt các giống cũ 50% và trong vòng 15 năm đã có những giống đạt năng suất9,38 - 12,19 tấn thóc/ha [45]

Trung Quốc cũng đã xây dựng mục tiêu đạt năng suất lúa thuần từ 10,5 12,0 tấn/ha, lúa lai từ 14 – 15 tấn/ha trong giai đoạn 2001 - 2005 [46]

-Ở vùng Nam và Đông Nam Châu Á, một số nước như: Ấn Độ, Nepan,Indonesia và Philippin có những tiến bộ đáng kể về trồng lúa năng suất cao chonhững vùng có điều kiện sinh thái thuận lợi, bên cạnh đó cũng rất chú ý tạo ranhững giống lúa chín sớm, dạng cây thấp, kháng sâu bệnh và chống chịu vớiđiều kiện ngoại cảnh bất thuận

Ở Việt Nam, từ năm 1989, công tác cải tiến giống lúa theo quan điểm mới

đã được triển khai [21] Theo Bùi Chí Biểu, Nguyễn Thị Lang [4], mục tiêunghiên cứu trong những năm tới của các nhà khoa học là tạo ra giống mới cónăng suất đột phá ở vùng nhiệt đới, bằng cách chuyển gen điều khiển tính trạngtạo nốt sần ở rẽ có khả năng cộng sinh với vi khuẩn cố định đạm

Ngày nay, với xu hướng chung của các vùng trồng lúa là tạo ra nhữnggiống ngắn ngày cho vùng vàn và vùng thấp như giống BM9820, những giống

có thể cấy được cả 2 vụ đó là: AYT77, X25, VK1, VD7, D14, D17, D31, D32;những giống lúa thuần cho năng suất cao, chất lượng gạo ngon, có khả năngchống chịu với sâu bệnh hại khá như: Khang Dân 18, Q5, Xi23, C70, C71[19]

Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đã nghiên cứu tạo ra hàng trăm giốnglúa chịu hạn trong đó có 120 giống được nhập nội và là bộ giống đã được cải tiếnqua chọn lọc tại Viện, tập trung vào những giống JR47686, IR3646, IRAT 144

Ngoài xu hướng chọn giống ngắn ngày đối với những giống lúa thuần, thìlúa lai cũng có vai trò khá quan trọng Trên thế giới, Trung Quốc là nước đầutiên nghiên cứu về lúa lai vào năm 1964 tại đảo Hải Nam Ở Việt Nam, lúa laiđược bắt đầu nghiên cứu vào năm 1986 tại Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệpViệt Nam, Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long và Viện Di truyền Nông nghiệp

- Các giống lúa mùa chính vụ: U17; U20; M90; U21

- Các giống lúa xuân muộn, mùa sớm: NR11; DR2; N92; N32; CN2;ĐH60; CR203; ĐB5; ĐB6; Nếp 44; Nếp N97

- Một số giống lúa lai hiện đang được gieo cấy hoặc trồng thử nghiệmnhiều ở nước ta bao gồm:

+ Các giống lúa nhập nội: Shan ưu 63, Shan ưu quế 99, Nhị ưu 63, Nhị ưu

838, Bác ưu 64, Bác ưu 903, Bồi tạp Sơn Thanh, Bồi tạp 49, D.ưu 527, HYT 83,

My sơn 2, My sơn 4, Nhị ưu 725 và D.ưu 725, Nghi Hương 2308, Khải Phong

89, Khải Phong 898, Khải Phong số 7, Khải Phong số 9, Nhị ưu 986

+ Các giống lúa được chọn tạo trong nước: HR1, VN01/D212, HYT 56,IR42, OM344, OMCS 21, TNDB 100, OM 90-2, OM 2517, OM 2395, VND 95-

tố khác cây phải hút thu từ đất hoặc qua phân bón hữu cơ, vô cơ [33], [41]

Bón phân hữu cơ chủ yếu nhằm ổn định hàm lượng mùn cho đất tạo nênnền thâm canh, vì vậy, có thể sử dụng các loại phân hữu cơ khác nhau kể cả rơm

rạ lúa sau khi thu hoạch [11]

Tuy vậy, nếu chỉ bón phân hữu cơ sẽ không có năng suất cao Muốn cónăng suất cao nhất thiết phải sử dụng phân vô cơ Các loại phân vô cơ chủ yếu

đó là các loại phân đạm, phân lân, phân kali

Các loại phân đạm vô cơ thích hợp cho lúa là phân đạm amoni, ure Urehiện đang trở thành dạng phân phổ biến đối với lúa nước, vì có tỷ lệ N cao, lại rấtthích hợp để bón cho các loại đất lúa thoái hoá Do hệ số sử dụng phân đạm củacây lúa không cao nên lượng nitơ cần bón cho cây lúa phải cao hơn nhiều so vớinhu cầu Lượng N bón thường giao động từ 60 - 160kg/ha Trong điều kiện thâmcanh cao như hiện nay ở một số nước, để đạt năng suất từ 5 - 7 tấn thóc/ha lượng

N thường bón khoảng 150 – 200kgN/ha; còn với trình độ thâm canh hiện tại ởnước ta hiện nay để đạt năng suất 5 tấn /ha, thường bón 80 – 120kgN/ha Trongthâm canh lúa, thời kỳ bón phân đạm cho lúa hợp lý thường là vào các giai đoạn:bón lót, bón thúc đẻ nhánh, thúc đòng ngoài ra có thể bón nuôi hạt [11]

Sau phân đạm, phân lân cũng là loại phân bón rất cần thiết cho cây lúathâm canh, do P đóng một vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất, hútchất dinh dưỡng và vận chuyển các chất đó trong cây Cây non rất mẫm cảm vớiviệc thiếu P, nếu trong 4 tuần đầu không cung cấp đủ P cho cây thì dù sau này cóbón bao nhiêu phân lân cây lúa vẫn không trỗ được, do đó việc cung cấp P chocây trồng ngay từ giai đoạn đầu là rất cần thiết Vì vậy, thường phân lân đượcdùng bón lót toàn bộ cùng với phân chuồng và một phần phân đạm và kali Phânlân nên bón rải đều trên mặt ruộng trước khi cày bừa lần cuối để gieo cấy [11]

Loại phân kali thích hợp bón cho lúa là kali clorua Trong thâm canh lúa ngắnngày trên đất phù sa sông Hồng, nếu không bón kali sẽ không chỉ ảnh hưởng xấuđến sinh trưởng, phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu

mà còn ảnh hưởng đến khả năng chống chịu sâu bệnh [10] Vào cuối giai đoạn lúa

đẻ nhánh, nhu cầu hút kali của cây tăng mạnh, cây lúa hút kali cao nhất là vào thời

kỳ từ phân hoá đồng cho đến trỗ (chiếm tới 51,8-61,9%) Lượng kali cây hút để tạo

ra 1 tấn thóc ở các vùng khác nhau dao động khoảng 30 – 31kgK2O/ha, trong thâmcanh thường bón từ 100 – 200kgK2O/ha/năm [11]

Khi nói đến thâm canh qua phân bón thường nói đến 3 loại phân, đó làphân đạm, phân lân và phân kali Tỷ lệ bón giữa 3 nguyên tố N, P, K thường phụthuộc vào nền đất, giống lúa, mùa vụ gieo trồng (bảng 1.2) Ví dụ, với đa sốgiống lúa thuần tỷ lệ N : P : K = 1 : 0,5 : 0,5 (cụ thể 150N : 75P2O5 : 75K2O chomức thâm canh cao), với giống lúa lai tỷ lệ N : P : K = 1 : 0,5 : 1 (cụ thể 150N :75P2O5 : 150K2O cho mức thâm canh cao) [33]

Bón phân cân đối cũng phải tính đến nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng,thậm chí của từng giống Việc sử dụng giống mới năng suất cao cũng huy độngnhiều dinh dưỡng hơn từ đất và phân bón Với giống lúa năng suất 50 – 55 tạ/ha,thì lượng hút dinh dưỡng (kg/ha) là: 100 – 120 N + 40 – 50 P2O5 + 100 – 120

K2O Nhưng các giống lúa lai năng suất 70 – 80 tạ/ha, lượng hút dinh dưỡng là

150 – 180 N + 70 – 80 P2O5 + 180 – 200 K2O [49]

Ngoài 3 nguyên tố đa lượng N,P,K thì silic cũng là nguyên tố được cây lúahút thu với lượng rất lớn, gấp 2 lần so với N Trong thực tiễn sản xuất hiện nay,các yếu tố Ca, Mg, S, Si đang trở thành những yếu tố hạn chế năng suất của câytrồng nói chung và của lúa nói riêng

Bảng 1.1: Lượng phân bón cho lúa phụ thuộc vào giống, mùa vụ và

Nguồn: Nguyễn Xuân Trường và các cộng sự, 2000 [47]

1.3 Nguyên tố silic và sự phân bố của silic trong tự nhiên

1.3.1 Nguyên tố silic

Silic là nguyên tố hoá học có dạng thù hình: silic tinh thể và silic vô địnhhình Silic tinh thể có cấu trúc giống kim cương, màu xám có ánh kim cương.Silic tinh thể có tính bán dẫn; ở nhiệt độ thường độ dẫn điện thấp nhưng khi tăngnhiệt độ thì độ dẫn điện tăng theo

Silic có tính khử Tác dụng với phi kim và flo ở nhiệt độ thường, còn khiđun nóng nó có thể tác dụng với phi kim khác, dung dịch kiềm và giải phónghydro

Ngoài ra, silic còn có tính oxi hoá, ở nhiệt độ cao, silic tác dụng với cáckim loại, tạo thành hợp chất silixua kim loại

Các hợp chất của silic bao gồm: silic dioxit, axit silixic và các muối silicat

như natri silicat, kali silicat, canxi silicat

1.3.2 Sự phân bố của silic trong tự nhiên

Trong đất, người ta đã tìm thấy trên 45 nguyên tố hoá học chính nằm trongcác hợp chất vô cơ, hữu cơ và vô cơ - hữu cơ Theo Vinograt trong vỏ trái đất cũngnhư trong đất có 4 nguyên tố chiếm tỷ lệ lớn nhất là: O, Si, Fe, Al (bảng 1.1) [6]

Bảng 1.2: H m làm lượng bình quân một số nguyên tố hoá học trong đất ượng bình quân một số nguyên tố hoá học trong đấtng bình quân m t s nguyên t hoá h c trong ột số nguyên tố hoá học trong đất ố nguyên tố hoá học trong đất ố nguyên tố hoá học trong đất ọc trong đất đấtt

v trong v trái àm lượng bình quân một số nguyên tố hoá học trong đất ỏ trái đất (%) theo Vinograt đấtt (%) theo Vinograt

Nguyên tố Vỏ trái đất Trong đất Nguyên tố Vỏ trái đất Trong đất

từ 40 -70% và trong tầng đất cát chiếm khoảng từ 90 - 98%, tạo nên lớp khoángsilicat

Lớp silicat là lớp khoáng vật phổ biến nhất trong thiên nhiên, chiếmkhoảng 75% khối lượng của vỏ trái đất Các silicat chứa nhiều nguyên tố, nhưngchiếm tỷ lệ lớn là Si, Al, Fe, Ca, K Các silicat thường có hiện tượng đa hình,

đồng hình hoặc giả hình khối 4 mặt silic oxit (SiO4) và là đơn vị cấu tạo cơ sở để tạonên các khoáng vật khác nhau trong lớp silic Khoáng vật đó là: olivin [(Mg,Fe)2SiO4];ogit (Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6; hocnơblen: (Ca,Na)2 (Mg,Fe,Al,Ti)5

(Si4O11)2(OH)2; mica trắng (là mica của kali, natri, liti ): (K2O.3Al2O36SiO2.2H2O);mica đen (là mica mandehit sắt): [K2O.6(Mg,Fe)O.Al2O3.6SiO2.2H2O); fenspat.Fenspat là những khoáng silicat phổ biến nhất trong vỏ trái đất (chiếm 50% khối lượng

vỏ trái đất) Chúng là những silicat của kali, natri và canxi

Ở Việt Nam, olivin có nhiều ở Hoà Bình, Thái Nguyên và Thanh Hoá;ogit gặp trong đá gabro Núi Chúa (Thái Nguyên); hocnơblen có nhiều trong đáamphibolit Phú Thọ, mica gặp nhiều ở Phú Thọ, Lào Cai, Yên Bái, Hải Vân(Thừa Thiên Huế)

Khi bị phong hóa, các silicat chuyển về dạng có công thức chung làxSiO2.yH2O như axit octosilixic H2SiO4 và axit metasilixic H2SiO3, chất nàychuyển thành keo: H2SiO3 + nH2O -> SiO2 nH2O (opan) Ôpan mất hết nướcdần dần kết tinh trở thành SiO2 tích luỹ lại trong đất; đó chính là thạch anh thứ sinh[17] Silic tan trong nước tồn tại ở dạng octosilisic Si(OH)4 và khi ngưng tụ trùnghợp axit octosilixic sẽ hình thành dạng solsilica hoặc gelsilica Silic tan trong nước

dễ bị rửa trôi, làm cho đất mất silic Điển hình nhất là đất Nipe (Cu Ba) chỉ còn 6 7% SiO2 trong tầng đất mặt (Beyrs và Alexandar); ngoài ra các số liệu về phân tíchđất đỏ ở Ấn Độ và Brazin cũng chứng tỏ SiO2 bị rửa trôi (theo Kirt Lavton) [30]

-Silic hoà tan dễ bị hấp thu trên bề mặt keo đất do kết hợp với amophotnhôm và hydroxit sắt Khi đất ngập nước, nồng độ silic trong dung dịch đất nóichung tăng lên do ion Fe(III) bị khử thành ion Fe(II) và do các aluminosilicat bịphân huỷ do CO2 hoà tan trong nước (Ponnamperuma F N (1972) [83] Đất cóhàm lượng chất hữu cơ cao thường có hàm lượng silic hoà tan cao

Khi nghiên cứu sự hấp thụ của silic lên bề mặt keo đất của một số loại đấtcủa tỉnh Quảng Đông (Trung Quốc), Huang L Y và các cộng sự (2006) [68] chobiết sự hấp phụ không xảy ra theo phương trình Langmuir mà theo các phươngtrình của Freundlich và Temkin Dung lượng hấp phụ silic của các loại đất lúa cókhác nhau và giảm theo trình tự: đất phát sinh từ bazan > đất phù sa của sôngNgọc > đất phát sinh từ granit > đất phát sinh từ đất cát phiến sét Ở các loại đấtnày, MnO và Al2O3 là các thành phần quan trọng trong hấp phụ silic, trong đó

Al2O3 hấp phụ mạnh hơn

Bón photphat làm tăng sự giải phóng silic vào dung dịch đất [22]

Nguồn cung cấp silic từ đất cho cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng phụthuộc vào vùng đất, vùng khí hậu và chế độ canh tác Theo Dobermann A., Fairhurst

T (2000) [61], đất núi lửa không xảy ra sự thiếu hụt silic Sự thiếu hụt silic xảy ra ở:

- Các loại đất cổ, đất bạc màu ở vùng ôn đới (Triều Tiên, Nhật Bản ), cậnnhiệt đới (Bắc Việt Nam )

- Các loại đất hữu cơ chứa ít silic như đất than bùn ở Florida (Mỹ),Indonesia, đất núi ở Madagasca

- Đất nhiệt đới bị phong hoá và thoát nước, ở vùng thấp hoặc cao có mưanhiều (Bắc Thái Lan ) [61]

Trong đất, dung dịch đất thường chứa 50 – 400ppm axit silixic (DonJulien, 2000) [62] Đất được coi là thiếu silic khi lượng silic dễ tiêu (chiết rútbằng dung dịch 1M đệm axit axetic pH 4) nhỏ hơn 40mgSi/1kg đất (DobermannA., Fairhurst T., 2000) [61]

Theo Datnoff L E và các cộng sự (1997) [57], các vùng đất chuyên trồng

và trồng nhiều vụ lúa trong năm, các loại đất bị phong hoá mạnh như đấtOxisols, Ultisols, đất cát (Entisols) hoặc đất giầu hữu cơ ít silic như đất than bùn

(Histosols) thường có ít silic hoà tan

Nguyễn Trường Sơn, Mai Thị Tân và các cộng sự (2006) [39] cho biết:trong đất có nhiều silicat, nên luôn tồn tại một lượng silicat dễ tan trong nướccung cấp cho cây Tuy vậy, khi tiến hành phân tích silic dễ tan trong đất và một

số chỉ tiêu nông hoá khác của một số loại đất tại miền Bắc Việt Nam (bảng 2.2),các tác giả đã thấy rằng, lượng silic dễ tan trong đất không có tương quan chặtvới loại đất cũng như với các chỉ tiêu nông hoá khác

Bảng 1.3: Tính chất nông hoá của một số loại đất miền Bắc Việt Nam

Mẫu Loại đất, địa

100g)

Na 2 O (mg/

100g)

OC (%) SiO

2 (mg/ 100g)

Bạc màu, Tuyên Quang

Bạc màu, Tuyên Quang

Bạc màu, Tuyên Quang

Bạc màu, Tuyên Quang

Bạc màu, Thanh Hoá

Bạc màu, Tuyên Quang

12,26 15,13 29,17 27,33 27,09 1,75 5,81 2,10 1,96 4,67 6,12 4,97 2,89 4,30 11,61 12,52

11,06 17,50 15,18 9,98 8,06 7,10 7,99 11,42 18,73 8,75 12,25 9,04 25,20 8,57 10,99 10,45

17,05 43,29 13,37 14,66 16,77 4,15 3,89 3,85 5,43 4,46 9,48 4,13 5,67 4,78 11,57 11,42

1,49 1,54 0,88 1,08 0,72 0,36 2,01 0,93 0,62 0,93 1,75 1,39 1,90 2,27 2,52 1,18

3,7 4,1 5,7 5,1 4,0 1,8 1,9 1,6 3,5 2,4 5,3 4,1 5,3 4,0 4,4 2,6

Nguồn: Nguyễn Trường Sơn và các cộng sự [39]

1.4 Những nghiên cứu về silic đối với cây trồng và đối với cây lúa

1.4.1 Những nghiên cứu về silic đối với cây trồng

1.4.1.1 Nhu cầu dinh dưỡng của silic đối với cây trồng

Trong cây có chứa tới hơn 60 nguyên tố hoá học, nhưng chỉ có 19 nguyên

tố được coi là có tác động tích cực đến sinh trưởng của cây, trong đó có nguyên

tố silic

Tất cả các loại cây trồng đều chứa silic, đặc biệt là cây hoà thảo Tuỳthuộc vào loại cây, bộ phận của cây, mà hàm lượng silic khác nhau Các cây giàthường chứa nhiều silic hơn cây non, những nhóm tế bào ít hoạt động tích luỹnhiều silic hơn nhóm tế bào hoạt động nhiều Cho đến nay những nghiên cứu vềsilic còn rất ít, song có nhiều ý kiến cho rằng silic cần thiết cho các cây một lámầm: tre, nứa, lúa… Silic dưới dạng Si(OH)4 do bộ rễ cây hút rồi được vậnchuyển lên cùng với nước, nước thoát đi, silic tích luỹ lại làm cho thân cây và lácứng cáp Đối với một số cây khác như: lúa mỳ, thuốc lá, ngô, dưa chuột, silicgóp phần thuận lợi cho cho việc sinh trưởng và phát triển, riêng đối với đại mạchthiếu silic cây mọc không đanh dảnh (Lê Văn Căn và các cộng sự, 1978) [5]

Khi hàm lượng silic trong cây lúa < 5% thì cây lúa thiếu silic nghiêmtrọng và nếu hàm lượng SiO2 < 11% thì bón silic cho lúa là có hiệu quả Các nhàsản xuất lúa Nhật Bản đã dùng xỉ silicat để làm phân silic, lượng bón khoảng 1,5

- 2 tấn/ha/vụ Trong xỉ silicat, ngoài silicat còn có canxi (20%), MgO và 10%mangan Người Triều Tiên còn dùng canxi metasilicat (wallastonite) để bón cholúa trồng trên đất đã thoái hóa [18]

Hàm lượng silic trong cây một lá mầm khá lớn Tro của chúng có thể chứađến 90% SiO2 Nhiều loại tro giàu silic như tro rơm rạ, tro trấu Hàm luợng silictrong cây có bón thêm silicat thường cao hơn không bón, cây trồng ở ngoàiruộng có silic cao hơn trồng trong dung dịch (Yoshida S và CS, 1962)[91] Cáccây có hàm lượng silic thấp thường dễ mẫn cảm với các loại sâu gây hại và rệp(Yoshida S và CS., 1962) [91]

Một số cây trồng khác cũng cần silic như: kiều mạch, lúa mì, mía, dưa

hấu, nho, dưa chuột, mía, cây cảnh (NOSB TAP Review Complete by UCSAREP, 2003) [81]; nho (Nam S Y., Kim K M., Lim S C., Park J C., 1996)[80]; rau chân vịt, cải bắp, củ cải trắng… (Denka Product Information, 2005)[59]; cà chua (Techawongstien S., Techawongstien S., Lertrat K., Bolkan H.)[89]; dưa chuột (Miyake Y., Takahashi E., 1983) [79]; các cây hoa như lan,hồng, cúc, hướng dương, lily…(Herndon K., 2007) [66]; các cây hoa khác(Venrick D., 2004) [90].

Marschner H (1986) [78] đã chia các loại cây trồng thành 3 nhóm chính tuỳthuộc vào làm lượng silic chứa trong cây: các cây họ hoà thảo trồng trên đất lúanước, ví dụ lúa nước, có lượng silic trong chất khô chiếm 10 – 15%; cây họ hoàthảo trồng cạn như mía, nhiều loại cây ngũ cốc, có lượng silic trong chất khô chiếm

1 – 3%; cây họ đậu, nhiều loại cây 2 lá mầm, có lượng silic trong chất khô chiếmdưới 0,5%

1.4.1.2 Silic với vai trò sinh lý và tính chống chịu của cây trồng

Đối với silic, vai trò sinh lý của nó chưa được nghiên cứu nhiều Có ý kiếncho rằng silic không có vai trò gì đặc biệt ngoài tác dụng làm cứng mô chống đỡ,

vì cây trồng trong dung dịch không có silic cây vẫn phát triển bình thường.Nhưng thực tế, qua nhiều kết quả nghiên cứu và phân tích cho thấy, tất cả cácloại cây trồng đều có chứa silic và silic có những chức năng sinh lý nhất định đốivới cây trồng

Những cây thuộc họ Equisetaceae cần có silic để hoàn tất chu kỳ sống củamình Tuy vậy, một số loài khác cũng tích luỹ một hàm lượng silic trong mô của

nó và khi được bổ sung thêm silic thì sự sinh trưởng, phát triển của chúng đượctăng cường Cây thiếu silic thường dễ đổ và nhiễm bệnh nấm Silic thường đượctích luỹ ở dạng hydrat hoá, vô định hình ((SiO2.nH2O) trong màng lưới nội chất,

thành tế bào và các khoảng gian bào Silic cũng tạo nên các phức hợp vớipolyphenol để hình thành những hợp chất với lignin tăng cường độ cứng củathành tế bào [41].

Theo Hoàng Minh Tấn, Nguyễn Quang Thạch, Trần Văn Phẩm, silic làcần thiết cho một số cây trồng Sinh trưởng của cây lúa và cây kê sẽ được tăngcường khi bổ sung silic vào dinh dưỡng Cây hướng dương và lúa mạch cũngsinh trưởng mạnh khi có silic Các tảo trong cấu trúc có chứa silic cũng rất cầnsilic chính vì vậy mà silic là yếu tố thiết yếu đối với loại cây trồng trên [40]

Hiệu quả của việc bón silic cho cây trồng chưa được nghiên cứu nhiều,nhưng những kết qủa ban đầu cho thấy đối với một số cây như thuốc lá, dưachuột, ngô và lúa, đặc biệt là lúa đồi, mía, mỳ, lúa mạch, cao lương bón silic có lợinhiều mặt và tăng năng suất, với lúa trồng trên đất bạc màu thoái hóa và lúa đồi,silic dẽ tiêu ít hơn lúa nước và lúa thường hay bị bệnh đạo ôn hơn lúa nước.Trongtrường hợp này bón silic có thể làm giảm bệnh [18]

Theo Ou, 1985 thì tỷ lệ thâm nhập của bào tử gây bệnh cháy lá thấp hơntrên cây trồng có hàm lượng silic cao, có thể là kết quả của rào cản cơ học do sựtích tụ silic trong biểu bì Tại Thái Lan, các thí nghiệm cho biết silic giữ vai tròbảo vệ chống lây lan bệnh cháy lá Tỷ lệ cây chết ở công thức có xử lý silic thấphơn so với đối chứng không xử lý

1.4.2 Những nghiên cứu về silic đối với cây lúa

1.4.2.1 Nhu cầu dinh dưỡng của silic đối với cây lúa

Trong các cây trồng, lúa là loại cây trồng hút nhiều silic nhất Ngay từnăm 1926, các nhà nghiên cứu đã nhận thấy rằng silic cần cho sự sinh trưởngbình thường của cây lúa (Sommer A L., 1962) [84]

Hiện tại, nhiều nghiên cứu cho thấy silic rất quan trọng đối với lúa (Cooke

G W., 2006 [56]; Esser K B (2002) [63]; Hossain và các cộng sự, 2001 [67];Lashminkanthan và các cộng sự, 2002 [75]; Darren C W., 1997 [60]; Henry D.F., Boyd G E (1996) [65]; Ma J F., Takahashi E., 2002 [76]

Okawa (1935), (dẫn qua Nguyễn Đình Giao và Cs) [9] khi nghiên cứu vềnhu cầu dinh dưỡng của cây lúa, phân tích thành phần hoá học trong cây lúa(bảng 3) cho thấy: ngoài những nguyên tố đa lượng như N, P, K còn có cácnguyên tố vi lượng như nhôm, sắt, magiê Trong thân cây và lá lúa có từ 10 -20% silic cho dù silic không phải là thành phần cấu tạo cơ thể thực vật như Nhay P Kết quả phân tích cũng cho thấy: hàm lượng silic của lúa có khác nhau ởtừng bộ phận, đốt, thân và lá Tuy vậy, hàm lượng này chiếm tỷ lệ cao nhất là ở

11,20 1,87 0,19 1,09 1,65 0,87 0,54 0,29 2,06 0,79 vết

21,02 0,65 0,07 0,11 0,78 0,08 0,23 0,12 1,73 0,52 vết

17,72 0,77 0,11 0,46 1,10 0,33 0,59 0,25 1,94 0,48 vết

Từ các nghiên cứu của mình, Yoshida S và các cộng sự (1962) [91] đã đưa

ra nhận xét rằng: hàm lượng silic trong cây lúa có bón thêm silicat thường cao hơncây không được bón Kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng silic trong rơm rạ dưới11% thì khi bón silicat vào trong đất, cây dễ hấp thụ và có hiệu lực cao, còn với cây

lúa trồng ở trong dung dịch, việc bón thêm silic là rất cần thiết và có ảnh hưởng tốtđến sinh trưởng của cây Khi hàm lượng silic trong lá khoảng 1,5% thì việc bónthêm silic không có ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây lúa

Nghiên cứu của Imaizumi K và Yoshida S (1958) đã chứng minh được rằngcây lúa cần một lượng lớn silic, nó có thể hấp thụ được 443kg Si/ha/vụ Điều này chothấy: để sản xuất được 10 tấn hạt, cây lúa cần phải hấp thu khoảng 1 tấn silic [69]

Theo Võ Tòng Xuân và các cộng sự, để đạt được sản lượng 12 tấn/ha cộng lạicủa 2 - 3 vụ trong thâm canh lúa cao sản, cây lúa sẽ hút đi từ đất một lượng nhất địnhcác chất dinh dưỡng, trong đó lượng silic là cao nhất Cụ thể: lượng silic tổng số câylúa hút đi là 1092 kg/ha, trong khi đó đối với N lúa chỉ hút có 200,4 kg/ha và đối với

P cây chỉ hút có 33,6 kg/ha, với kali cây chỉ hút có 204kg/ha Điều này chứng tỏ rằngcây lúa cần lượng silic cao hơn rất nhiều so với các yếu tố khác như N, P, K [51]

Theo Nguyễn Văn Bộ (2000), trong suốt quá trình sống của mình, cây lúalấy đi nhiều nhất là silic sau đó đến kali và nitơ (bảng1.4)

Bảng 1.5: Nhu c u hút thu m t s nguyên t hoá h c c a lúaầu hút thu một số nguyên tố hoá học của lúa ột số nguyên tố hoá học trong đất ố nguyên tố hoá học trong đất ố nguyên tố hoá học trong đất ọc trong đất ủa lúa

3,2 28,4 31,6

0,14 3,80 3,94

1,7 2,3 4,0

0,60 0,34 0,94

9,8 41,9 51,7

20 20 40

25 2 27

16 16 32

Nguồn: Nguyễn Văn Bộ [2]

Ghi chú: Lượng hút dinh dưỡng của rơm rạ được tính theo hạt dựa vào hệ số

kinh tế

Do vậy, để đảm bảo đất không bị suy thoái thì về nguyên tắc phải bón trảlại cho đất một lượng dinh dưỡng tương đương lượng cây hút đi Tuy nhiên, việcbón cho cây trồng lại không chỉ hoàn toàn dựa vào lượng dinh dưỡng cây trồng

hút đi từ đất và phân bón mà phải dựa vào kho dự trữ trong đất, khả năng hút củacây Tác giả cũng đề cập đến khả năng nếu không dùng rơm rạ để đun nấu màbón lại cho cây trồng vụ sau thì chúng ta đã trả lại cho đất phần lớn các nguyên

tố như kali, magiê, silic và như vậy cân đối phân bón sẽ khác đi [2]

1.4.2.1 Vai trò sinh lý của silic đối với cây lúa

Những nghiên cứu gần đây cho thấy silic được rễ lúa hút dưới dạngoctosilixic Si(OH)4 và sự hút xảy ra tức thời khi bón silicvàkhi vào cây nó cóthể chuyển sang dạng silica gel – silic vô định hình (SiO2.nH2O) Theo Kondo vàSato (1986), silic vô định hình trước hết được kết tủa tại mô nhỏ như mô ngắnsau đó chuyển sang mô lớn hơn như mô khởi động (motor cells) hoặc môtrichom (trichomes cells) (Kobayashi N., Chida A., Saigusa M., 2006) [73] Sựvận chuyển silic bằng hệ thống xylem được điều chỉnh bằng gen mã số SIT2 tạichromosom 2 Khi vào cây, silic được tích tụ tại hệ thống nguyên sinh chất dẫnđến nồng độ của silic trong hệ này lớn gấp nhiều lần so với nồng độ silic ở dungdịch ngoài; tại mô biểu bì của lá, thân và vỏ trấu, một lớp kép silica - cutil, lớpkép silica - xenlulo được tạo nên (Ma J F và các cộng sự, 2004) [77] Trongcây, silic là yếu tố dinh dưỡng không di chuyển không dừng lại (Don Julien,2000) [62]

Cây lúa hút nhiều silic có thân lá lúa thẳng đứng làm cho quang hợp tăngđến 10% và dẫn đến tăng năng suất lúa (Hoàng Thị Hà, 1996) [13]

Việc hút silic đã làm tăng hút N (Khandaker A H., Takatsugu H., ShuichiM., 2001) [72] Bón tăng N đến lượng nhất định sẽ làm tăng năng suất lúa, làmtăng hàm lượng N tổng số và tăng lượng silic hút vào cây, nhưng lại làm giảmhàm lượng silic trong rơm rạ nên cây mềm, yếu dễ bị lốp đổ và nhiễm sâu bệnhhại Như vậy, Si và N có mối quan hệ mật thiết đến sinh trưởng và phát triển của

cây lúa và được thể hiện bằng tỷ lệ Si/N.Tỷ lệ này càng cao cây càng sinh trưởngtốt và ngược lại tỷ lệ này thấp thì cây lúa sinh trưởng kém hơn [48] TogariMatsuo (1975) khi nghiên cứu mối quan hệ giữa tỷ lệ Si/N cho thấy, tỷ lệ nàycao cây càng sinh trưởng khỏe, khả năng chống chịu với sâu bệnh tốt hơn, cònnếu tỷ lệ này càng thấp thì có kết quả ngược lại [48]

Silic cũng làm tăng sự hút thu các nguyên tố dinh dưỡng khác và có khảnăng làm tăng sự hình thành Gibberellin (GA1 và GA20) của lúa (Jang S W.,Hamayun M., Sohn E Y và các cộng sự [71]

Theo Dobermann A., Fairhurst T (2000) [61], cây lúa có đủ silic sẽ sinhtrưởng phát triển tốt, thông qua các đặc tính hình thái và sinh lý sau:

- Tăng cường sự khoẻ mạnh của lá, thân, rễ

- Lá đứng giúp cho cây quang hợp tốt;

- Thân to và dày giúp cây cứng, chống được đổ; giảm sự mất nước giúpcho cây chống hạn và chống úng;

- Tăng cường quang hợp của cây nhất là khi thiếu ánh sáng

Khi thiếu silic cây lúa dễ gặp các triệu chứng:

- Cây yếu, lá và bông bị rủ xuống

- Giảm sự ra hoa và tạo hạt

- Năng suất hạt giảm

- Cây dễ đổ

Sự thiếu silic xảy ra khi hàm lượng silic trong cây lúa nhỏ hơn 5% Hàm lượngtối thích trong cây là khoảng 8 – 10% (Dobermann A., Fairhurst T., 2000) [61]

Silic làm tăng lượng đường, kali trong cây, làm tăng tỷ lệ C/N, SiO2/N,

K2O/N trong lá (Paik S B., 1975) [82]

Khi nghiên cứu ảnh hưởng của việc bón lân, silicat natri và silicofluoride

natri đến sinh trưởng và hấp thu dinh dưỡng của cây lúa trồng trong đất phèntrong nhà lưới, các tác giả Trần Thị Tường Linh, Võ Đình Quang, Lê Thị LệHằng, Phan Liêu đã kết luận [23]:

Bón đơn độc phân lân hoặc bón kết hợp phân lân với Na2SiO3 hoặc Na2SiF6

đều cho ảnh hưởng tốt lên sự sinh trưởng của cây lúa trồng trên đất phèn trong nhàlưới, làm tăng sinh khối, số nhánh/cây và chiều cao cây Bón đơn độc Na2SiF6

không có tác dụng tích cực lên sự tích luỹ sinh khối của cây Mối quan hệ tương

hỗ giữa Si và P trong cây có tác dụng tích cực lên sự hấp thu và chuyển hoá cácchất dinh dưỡng P, Si và N của cây lúa Bón riêng rẽ hoặc kết hợp phân lân vớisilicat hoặc silicofluorid đều có tác dụng làm giảm hàm lượng sắt, nhôm vì vậylàm tăng tỷ lệ P/Fe và P/Al trong cây lúa, điều này thuận lợi cho sự sinh trưởng vàphát triển của cây [23]

Khi sử dụng natri silicat làm phân bón cho 9 giống lúa trồng trên 3 loại đấtkhác nhau (đất phù sa, đất bạc màu, đất cát ven biển), Nguyễn Trường Sơn, MaiThị Tân và cộng sự (2002 – 2006) [36], [37], [39], cho thấy:

Silic có tác dụng tích cực đến sinh trưởng, phát triển khả năng chống chịusâu, bệnh hại và năng suất của các giống lúa nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu của Vũ Thị Kim Thoa (2004) cũng cho thấy bón phânchứa silic trên nền NPK đã thúc đẩy quá trình sinh trưởng, phát triển của lúa vàlàm tăng năng suất lúa từ 23 – 43%

Bùi Huy Hiền, Cao Kỳ Sơn và các cộng sự (2005) [17] cũng nhận địnhbón phân silic (phân chứa silic) cho lúa đã tạo điều kiện cho lúa sinh trưởng tốt,cây xanh tốt, cứng cáp, lá vươn thẳng, bông dài hơn, hạt mẩy hơn, tỷ lệ gạonguyên tăng lên, tỷ lệ amyloza giảm, ổn định nhiệt độ hoá hồ

Đặng văn Minh, Southivong Nikone (2008) khi nghiên cứu ảnh hưởng củabón phân silica (nhập nội từ Hàn Quốc) cho lúa trên đất xám bạc màu tại TháiNguyên trong 2 vụ Xuân và Mùa 2007, đã cho biết phân silica bón vụ Xuân cótác dụng tốt đến sinh trưởng, phát triển, năng suất và tăng tính chống chịu sâu,bệnh hại lúa Lúa được bón phân silica có phẩm chất lúa gạo tốt hơn đối chứngkhông bón Phân silica còn có tác dụng tích cực trong vụ Mùa tiếp theo[28].

Nguyễn Như Hà, Lê Bích Đào, Nguyễn Thu Hà (2008) khi nghiên cứuhiệu quả của S, Ca, Mg, Si phối hợp với N, P, K trong phân bón cho lúa trên đấtbạc màu đã cho biết natri silicat đã có đóng góp tích cực đến sự sinh trưởng, pháttriển, năng suất cũng như tăng tính chống chịu sâu bệnh hại lúa[13]

1.4.2.3 Silic và tính chống chịu đối với cây lúa

Khi vào cây, silic được tích tụ tại mô biểu bì của lá, thân và vỏ trấu và tạonên lớp kép silica - cutil, lớp kép silica - xenlulo giúp cho cây chống sự xâmnhập của vi khuẩn, nấm gây bệnh và côn trùng (Dobermann A., Fairhurst T.,2000) [61] Nếu cây lúa có tỷ lệ silic cao thì hạn chế được sự xâm nhập của sâuđục thân, sâu cuốn lá và một số bệnh hại (Võ Minh Kha, 1996) [18]

Nhiều nhà côn trùng học đã phát hiện ra rằng: hàm dưới của sâu non đụcthân lúa bị hại khi sống trên cây lúa có hàm lượng silic cao và khi silic ở tế bàobiểu bì giảm đi cây dễ bị mắc bệnh hơn

Lúa trồng trên đất bạc màu thoái hoá và lúa đồi cạn thường hay bị bệnh đạo

ôn hơn lúa nước và bón silic có thể giảm bệnh đạo ôn (Võ Minh Kha, 1996) [18]

Ở Nhật Bản, Yoshida S (1985) [53] cho biết lúa trồng trên đất nghèo silickhi được bón phân silic cho năng suất tăng khoảng 10% là do bệnh nấm hại giảm30% Nhiều tác giả Nhật Bản cho rằng hiện tượng lúa bị lụi, bị bệnh đạo ôn mộtphần là do không tích luỹ đủ silic Bón phân silic làm cho lúa cứng cáp hơn và ít

bị nhiễm sâu bệnh hơn (Yoshida S., Olinishi Y., Kitaghishi K., 1962) [91]

Ở Mỹ, theo Datnoff L E và các cộng sự (1997) [57], một số loại bệnh do

nấm như đạo ôn cổ bông (neck blast), đốm nâu (brown spot) dễ phát sinh khi cây

lúa không được cung cấp đầy đủ silic Bón phân silic có thể hạn chế các loạibệnh này Theo Seebold K W và các cộng sự (2001), silic làm giảm tới 30 –

45% bệnh do nấm Magnaporthe grisea gây hại trên lúa [86] Phân silic cũng làm giảm bệnh nấm hại lúa do Pyricularia grisea, bệnh hại bao vỏ (sheath blight) do

Rhizoctonia solani, bệnh đốm nâu do Bipolaris oryzae (Bollich P K và các cộng

sự, 2001) [81]

Các nghiên cứu của Nguyễn Trường Sơn, Mai Thị Tân và các cộng sự(2004 – 2005),[36],[37],[38],[39] khi sử dụng natri silicat bón cho lúa đã thấy tỷ

lệ sâu đục thân, sâu cuốn lá nhỏ, tỷ lệ các loại bệnh như bạc lá, khô vằn đều giảm

so với đối chứng không bón

Silic bón vào đất làm giảm khả năng di động và hoà tan của ion Al làmcho tác động gây độc của ion này đối với lúa giảm (Haak E., Siman G., 1992)(dẫn qua Paik S.B, 1975) [81]

Silic làm giảm sự hấp thu Fe và Mn do đó nâng cao khả năng chịu độc Mn

và Fe của lúa trong trường hợp dung dịch đất quá nhiều các ion Fe và Mn hoàtan Nguyên nhân là silic làm tăng khả năng oxi hóa của rễ (Võ Minh Kha, 1996)[13],[18]

Theo Đỗ Ánh và Bùi Đình Dinh (1992), [1] việc bón tro vào đất đã làmgiảm độc hại của các ion Al3+ và Fe3+ trong đất phèn là do sự tạo phức của cácion này với silicat

Ngoài khả năng nâng cao tính chống chịu sâu bệnh và các yếu tố hoá họcđộc hại, silic còn làm tăng khả năng chống đổ, tăng khả năng chống mất nước

của lúa do silic làm lớp vỏ dày hơn (Dobermann A., Fairhurst T., 2000) [61].

1.4.2.4 Silic với môi trường

Khác với các nguyên tố dinh dưỡng khác, silic không độc hại cho câyngay cả khi nó được tích luỹ nhiều trong cây Silic cũng là yếu tố dinh dưỡngthân thiện với môi trường, không có tác động xấu đến môi trường cả khi bónnhiều silic vào đất (Ma J F., Takahashi E., 2002) [76]

Theo Ali M A và các cộng sự (2006) [54], bón phân silicat làm giảm sựgiải phóng khí metan vào khí quyển

1.5 Phân bón chứa silic

Như trên đã nói, silic có ảnh hưởng tích cực đến sinh trưởng, phát triển vàkhả năng chống chịu sâu bệnh hại lúa và những tác động bất lợi của điều kiệnsống, nên lúa trồng trên đất thiếu silic cần được bón phân chứa silic

Takahashi E., Y và Miyaka (1977) [87] cho biết khoảng 1/3 diện tích canhtác ở Nhật Bản (2,7 triệu ha) lúa luôn bị thiếu silic, cần bón silic

Đất lúa của Hàn Quốc, Đài Loan cũng bị thiếu silic (De Datta S K., 1981)[58] Một số loại đất của Triều Tiên, Bắc Việt Nam, Florida (Mỹ), Indonesia,Madagasca, Bắc Thái Lan cũng thiếu silic, cần được bón phân silic(Dobermann A., Fairhurst T., 2000) [81]

Tuỳ theo điều kiện và loại đất mà có thể bổ sung silic cho đất bằng cácnguồn khác nhau

- Từ rơm rạ, vỏ trấu hoặc tro của chúng:

Có thể bổ sung silic qua phần phụ trong phân bón, dùng thân cây lúa làmphân thì sẽ tăng cường lượng SiO2, vì trong phân bón từ thân lá lúa có khoảng7% SiO2 Bón 300kg phân rơm ủ tức là đã bón 21kg phân silic Nếu thân cây đóđem đi chế biến hoặc đốt đi mà không bón cho ruộng thì lượng silic trong đất sẽ

giảm dần đi và lúa sẽ đói silic Nhiều nơi có tập quán dùng phân xanh để bón màkhông chú ý đến bổ sung silic cho đất bằng phân ủ rơm rạ, phân chuồng thì đấtnghèo silic dần và cuối cùng có thể thiếu silic [88]

Nhiều kết quả nghiên cứu cũng cho thấy trong lá tre, vỏ trấu cũng có nhiềusilic, nếu trộn chúng với phân, hoặc đốt lấy tro bón thì cũng làm cho đất giàuthêm silic [88]

Những nghiên cứu đã tiến hành ở nước ta về thành phần các loại tro chothấy rằng có nhiều loại tro rất giàu silic như tro rơm rạ, tro trấu, do đó việc vùibón những loại tro này vào trong đất cũng có tác dụng làm cho cây trồng cứngcáp hơn [18],[36],[51]

- Từ các sản phẩm vô cơ chứa silicat:

+ Phân lân tecmo, phân lân thiêu kết:

Phân lân tecmo có thành phần hoá học: 15-18% P2O5 28-30% CaO, 20% MgO, 28-30% SiO2 (Vũ Hữu Yêm, 1995) [51]

18-Để bổ sung silic cho ruộng lúa, giải pháp hiệu quả nhất và dễ thực hiệnnhất là sử dụng phân nung chảy, phân thiêu kết Hàm lượng SiO2 trong phânnung chảy Văn Điển là 24-32% SiO2 Bón 60kg P2O5/ha bằng phân nung chảyVăn Điển có thể cung cấp 86 - 115kgSiO2 cho cây lúa, đủ để thoả mãn nhu cầu

về silic cho lúa (Võ Minh Kha, 1996) [18]

Công ty DENKA (Denki kagaku kougyo kabushiki kaisya) (Nhật Bản) sảnxuất phân lân – silic thiêu kết và khuyên cáo bón lót 600 – 800kg phân cho 1halúa; còn khi bón thúc thì bón 200 – 400kg, nhưng phải bón trước 1 tháng(DENKA, 2005)

+ Xỉ lò cao:

Đây là sản phẩm phụ của quá trình luyện thép Xỉ có thành phần chủ yếu

là canxi silicat và magie silicat (CaSiO3 + MgSiO3) với thành phần các nguyên tốnhư sau: 14 – 19% Si, 25 – 32% Ca, 2 – 4% Mg (Dobermann A., Fairhurst T.,2000) [61].

Ở Nhật Bản, lượng bón xỉ lò cao là 1,5 – 2 tấn/ha (Takahashi E., Miyake,1977) [87] Ở Hàn Quốc và Đài Loan, lượng xỉ bón cũng tương tự Tại HànQuốc, xỉ lò đã làm tăng năng suất lúa lên 17% (De Datta S K., 1981)[58]

Ở Nam Florida Mỹ), theo Snyder và Jones (1990) bón 2 tấn xỉ lò cao cho0,4ha đã làm tăng năng suất lúa lên 20% (Schueneman T., Rainbolt C., GilbertR., 2001) [85]

Bón xỉ lò cao cho đất thiếu P làm cho cây trồng phát triển tốt hơn (Cooke

G W., 2006) [56]

Ở Việt Nam, năm 2005, xỉ lò cao dưới tên gọi phân silica nhập từ HànQuốc (có thành phần CaO 40%, SiO2 25%, MgO 2%) đã được thử nghiệm trên 3loại đất: đất phù sa, đất bạc màu và đất phèn với lượng bón 2 tấn/ha Kết quả chothấy năng suất lúa tăng có ý nghĩa thống kê so với đối chứng Hiệu quả phân bónlớn nhất là ở đất phèn, rồi đến đất bạc màu và cuối cùng là đất phù sa [37] Năm

2007, phân silica (Hàn Quốc) cũng được Đặng Văn Minh, Southivong Nikone(2008), [28] sử dụng bón cho lúa trên đất xám bạc màu tại Thái Nguyên vớilượng bón từ 1 – 5tấn/ha

+ Canxi silicat:

Canxi silicat có dạng hạt Nó chứa các nguyên tố Si, Ca, Mg với tỷ lệ: 14– 19%Si, 1 – 4%Mg Lượng bón là 120 – 200kg/ha (Dobermann A., FairhurstT., 2000) [61]

+ Kali silicat:

Kali silicat có dạng hạt và chứa các nguyên tố Si, K, Mg với tỷ lệ:

14,5%Si, 17%K, 2,5%Mg Lượng bón là 40 - 60kg/ha (Dobermann A., FairhurstT., 2000) [61].

+ Natri silicat:

Natri silicat chứa các nguyên tố Si, K, Mg với tỷ lệ: 14,5%Si, 17%K,2,5%Mg Theo Yamauchi và Winslov (1987) lượng bón là 400kg/ha (NOSBTAP, 2003)[80]

Nghiên cứu của Lashmikanthan J M và các cộng sự (2002) [74] cho thấylượng bón tính ra silic là 250 – 500kg/ha Năng suất lúa của công thức bón natrisilicat cao hơn công thức bón tro Tro có xu hướng làm tăng sự hút thu cácnguyên tố dinh dưỡng, nhưng natri silicat có xu hướng làm giảm sự hút thu Ca,

Fe và Mn ở các giai đoạn lúa đẻ nhánh và trỗ

Ở Việt Nam, việc sử dụng natri silicat bón cho lúa bước đầu đã được nghiêncứu

Trần Thị Tường Linh và các cộng sự (2005) [22] đã bón natri silicat cholúa trồng trên đất phèn ở qui mô chậu vại Kết quả cho thấy sinh trưởng và pháttriển của lúa tốt hơn đối chứng không bón

Nguyễn Trường Sơn, Mai Thị Tân và các cộng sự (2002 – 2006) [36],[37],[39] đã sử dụng natri silicat lỏng (thuỷ tinh lỏng) chứa 46,80%SiO2 và30,28%Na2O bón cho 9 lúa giống lúa gồm lúa thuần và lúa lai trồng trên 3 loạiđất và cho thấy: Natri silicat có ảnh hưởng tốt đến sinh trưởng, phát triển năngsuất và phẩm chất của các giống lúa nghiên cứu Tuy nhiên, tuỳ thuộc vào liềulượng bón, thời điểm bón, phương thức bón

Ngoài ra, các tác giả Nguyễn Trường Sơn, Mai Thị Tân và các cộng sự(2006, 2007) cũng đã kết hợp bón natri silicat lỏng với phun natri humat lên lácho lúa cũng cho thấy, natri silicat lỏng ảnh hưởng tốt hơn tới sinh trưởng, phát

triển và năng suất lúa so với chỉ sử dụng natri silicat lỏng hoặc natri humat.

Vụ Mùa 2006 và vụ Xuân 2007, Nguyễn Như Hà, Lê Bích Đào, NguyễnThu Hà [12] cũng đã dùng natri silicat lỏng bón cho lúa trồng trên đất bạc màu,với lượng bón 75kg/ha và đã thu được kết quả tốt về việc sử dụng loại phân bónnày kết hợp với các loại phân bón khác

Chương 2

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Giống thí nghiệm

Trong công trình này, đối tượng nghiên cứu là các giống lúa thuần KhangDân 18, C70, Nếp 44 và giống lúa lai TH 3-3

* Giống lúa C70 (tên gốc C70 - 2403) [31].

C70 là giống lúa thuần ở Đài Loan được tạo ra từ tổ hợp lai C671177 xMilyang 23, được Viện Bảo vệ thực vật nhập nội và đánh giá năm 1987 Đượccông nhận là giống quốc gia năm 1993 Hiện tại, C70 là giống đang được gieocấy phổ biến ở nhiều nơi, với diện tích rộng ở khu vực đồng bằng sông Hồng Thời gian sinh trưởng ở vụ Xuân là 170 – 180 ngày, vụ Mùa là 125 – 130ngày Chiều cao trung bình: 90 – 100cm

Giống C70 kháng bệnh đao ôn, bạc lá, nhiễm khô vằn và rầy nâu nhẹ, chịurét khá, sinh trưởng tốt hơn giống CR203 trong điều kiện đất vàn trũng, hơi chua,thích hợp với đất pha thịt nhẹ, chủ yếu gieo cấy ở Xuân chính vụ

* Giống lúa Khang dân 18: (còn gọi là giống Khang Mằn 18) Đây là

giống lúa thuần Trung Quốc được nhập vào Việt Nam từ vụ Mùa năm 1996,được nhiều địa phương khảo nghiệm, trồng thử, là giống lúa ngắn ngày, thời giansinh trưởng vụ Xuân 130 -135 ngày, vụ Mùa 105 -110 ngày Giống có chiều caocây 95-100cm, khả năng đẻ nhánh trung bình – kém, năng suất trung bình 40-45tạ/ha, khả năng nhiễm khô vằn, đạo ôn từ nhẹ đến trung bình Giống này đượccông nhận là giống tiến bộ kỹ thuật năm 1999 và theo Quyết định số 1659QĐ/BNN-KHCN ngày 13 tháng 5 năm 1999, là giống phổ biến nhất miền Bắc

và miền Trung [31]

* Giống lúa Nếp 44:

Giống Nếp 44 là giống ngắn ngày được tạo ra từ tổ hợp lai giữa Nếp HoaVàng * Nếp Bắc * VN72 (Nguyễn Thị Trâm, 1986) [31] Hiện tại giống đượcphổ biến nhiều nơi trên diện tích rộng ở đồng bằng sông Hồng, và được cấy chủyếu trong vụ Mùa Thời gian sinh trưởng trong vụ Mùa là 125 - 132 ngày, vụXuân là 175 - 192 ngày Chiều cao trung bình 96,5 - 98,3 cm Năng suất 40 - 50tạ/ha, với khối lượng 1000 hạt đạt 31g và phẩm chất gạo thơm, ngon, dẻo [31]

*Giống lúa TH 3-3:

Đây là giống lúa lai hai dòng được tạo ra từ tổ hợp lai T1S- 96 R3 doNguyễn Thị Trâm và CS (Viện sinh học Nông nghiệp - Trường Đại học Nôngnghiệp I – Hà Nội) chọn tạo Dòng bất dục T1S 96 được chọn tạo qua nhiều thế

hệ ổn định về kiểu hình, có thể nhân hạt khá cao trong vụ Xuân, bất dục hoàntoàn trong vụ Mùa (nhiệt độ trên 26,50C), nhạy cảm với GA3, dễ tiếp nhận hạtphấn Dòng bố R3 được chọn từ tổ hợp lai xa (Indica/Japonica) có nhiều đặcđiểm nông học tốt và có khả năng phục hồi cao Các dòng mẹ được chọn tạo vàsản xuất tại Việt Nam Giống lúa TH 3-3 có thời gian sinh trưởng ngắn: vụ Xuân

110 - 120 ngày (trà muộn), vụ Mùa 105 -115 ngày Chiều cao cây 95 - 105cm

Đẻ nhánh khoẻ, bản lá rộng hơi mỏng, xanh sáng Chịu rét khá giai đoạn mạ,chống đổ tốt, nhiễm nhẹ các bệnh khô vằn, bạc lá, không bị đạo ôn, thích chânđất vàn, vàn cao, chịu thâm canh cao, chịu hạn, chịu mặn khá Bông to: 180 -

250 hạt, hạt dài xếp xít, P1000 hạt 24 - 26g, năng suất trung bình 60 - 70tạ/ha caonhất 80 tạ/ ha Hạt gạo trong, tỷ lệ gạo sát cao 70 - 72%, hạt dài trên 7mm, hàmlượng amyloza 21,43%, cơm ngon, mềm, ráo, vị đậm Được Bộ Nông nghiệp vàphát triển công nhận chính thức năm 2005[31]

5,7mg/100g đất.

- Đất bạc màu tại xã Thanh Xuân, huyện Sóc Sơn, TP Hà Nội có thànhphần nông hoá: pHKCl 5,10, P2O5 1,75mg/100g đất, K2O 7,10mg/100g đất, OM0,62%, Na2O 4,15mg/100g đất, SiO2 1,8mg/100g đất

- Đất được phân tích trước và sau thí nghiệm tại Bộ môn Hoá – Khoa Tàinguyên và Môi trường – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

- Mô hình thực nghiệm được triển khai tại cánh đồng số 7A- Trung tâmthực nghiệm và chuyển giao công nghệ sản xuất nông nghiệp- Đại học Nôngnghiệp Hà Nội và các huyện: Nga Sơn, Nông Cống thuộc tỉnh Thanh Hoá

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.2.1 Xác định khả năng cung cấp silic và natri của đất và nước tưới

- Phân tích hàm lượng silic có trong đất (mg SiO 2 /100g đất).

- Phân tích hàm lượng silic có trong nước tưới (mg SiO 2 /lít)

- Phân tích hàm lượng natri có trong đất (mg Na 2 O/100g đất).

- Phân tích hàm lượng natri có trong nước tưới (mg Na 2 O/lít).

2.2.2 Xác định nhu cầu dinh dưỡng silic của lúa trên một số đất trồng lúa chính vùng Hà Nội

Phân tích hàm lượng silic trong tro - giống lúa TH 3-3 (kg SiO 2 /tấn thóc).

2.2.3 Xác định liều lượng silic cung cấp cho lúa

Thí nghiệm triển khai trên đất phù sa sông Hồng không được bồi đắp hàng năm, với 2 nền phân bón

- Nền 1: 150N + 75P2O5 (lân supe) + 75 K2O cho giống lúa C70, Nếp 44.Bao gồm các công thức (CT):

CT 1: nền1 + không bón natri silicat lỏng (ĐC)

CT 2: nền1 + bón 50 kg natri silicat lỏng/ha

CT 3: nền1 + bón 75kg natri silicat lỏng/ha

CT 4: nền1 + bón 100kg natri silicat lỏng/ha

CT 5: nền1 + bón 125kg natri silicat lỏng/ha

- Nền 2: 150N + 75P2O5 (lân supe) + 150K2O cho giống lúa TH3-3 Baogồm các Công thức (CT):

CT 1: nền2 + không bón natri silicat lỏng (ĐC)

CT 2: nền2 + bón 50 kg natri silicat lỏng/ha

CT 3: nền2 + bón 75kg natri silicat lỏng/ha

CT 4: nền2 + bón 100kg natri silicat lỏng/ha

CT 5: nền2 + bón 125kg natri silicat lỏng/ha

Thí nghiệm triển khai trên đất Bạc màu Hà Nội, với 1 nền phân bón

- Nền 2: 150N + 75P2O5 (lân supe) + 150K2O cho giống lúa Khang Dân

18 Bao gồm các Công thức (CT):

CT 1: nền2 + không bón natri silicat lỏng (ĐC)

CT 2: nền2 + bón 25 kg natri silicat lỏng/ha

CT 3: nền2 + bón 50 kg natri silicat lỏng/ha

CT 4: nền2 + bón 75kg natri silicat lỏng/ha

CT 5: nền2+ bón 100kg natri silicat lỏng/ha