hiệu quả của phân urea hạt đục cà mau có bổ sung trung vi lượng (mg, zn, b) lên sinh trưởng và năng suất lúa trên đất phèn và đất xám bạc màu trong điều kiện thí nghiệm nhà lưới

Kết quả thí nghiệm cho thấy, việc bổ sung các nguyên tố trung vi lượng vào phân urea hạt đục Cà Mau ảnh hưởng chưa rõ đến các chỉ tiêu nông học chiều cao, số chồi và thành phần năng suất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

QUÁCH THANH TOÁN

Đề tài HIỆU QUẢ CỦA PHÂN UREA HẠT ĐỤC CÀ MAU CÓ

BỔ SUNG TRUNG VI LƯỢNG (Mg, Zn, B) LÊN SINH

TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT LÚA TRÊN ĐẤT PHÈN

VÀ ĐẤT XÁM BẠC MÀU TRONG ĐIỀU KIỆN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

Luận văn tốt nghiệp

Ngành: KHOA HỌC ĐẤT

Đề tài:

HIỆU QUẢ CỦA PHÂN UREA HẠT ĐỤC CÀ MAU CÓ

BỔ SUNG TRUNG VI LƯỢNG (Mg, Zn, B) LÊN SINH

TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT LÚA TRÊN ĐẤT PHÈN

VÀ ĐẤT XÁM BẠC MÀU TRONG ĐIỀU KIỆN

THÍ NGHIỆM NHÀ LƯỚI

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN:

Ts NGUYỄN MINH ĐÔNG QUÁCH THANH TOÁN

MSSV: 3113680 KHOA HỌC ĐẤT K37 – TT1172A1

Cần Thơ - 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Xác nhận đề tài “Hiệu quả của phân urea hạt đục Cà Mau có bổ sung trung vi lượng (Mg, Zn, B) lên sinh trưởng và năng suất lúa trên đất phèn và đất xám bạc màu trong điều kiện thí nghiệm nhà lưới” do sinh viên Quách Thanh Toán, lớp

Khoa học đất khóa 37, Bộ Môn Khoa học đất, Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng, Trường Đại Học Cần Thơ, thực hiện từ tháng 03 - 2014 đến tháng 07 - 2014

Nhận xét của Cán bộ hướng dẫn:

Kính trình Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thông qua Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2014 Cán bộ hướng dẫn

TS Nguyễn Minh Đông

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN

Hội đồng chấm báo cáo luận văn tốt nghiệp đã chấp thuận đề tài “Hiệu quả của phân urea hạt đục Cà Mau có bổ sung trung vi lượng (Mg, Zn, B) lên sinh trưởng

và năng suất lúa trên đất phèn và đất xám bạc màu trong điều kiện thí nghiệm nhà lưới” do sinh viên Quách Thanh Toán, lớp Khoa học đất khóa 37, Bộ Môn Khoa

học đất, Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng, Trường Đại Học Cần Thơ, thực hiện từ tháng 03 - 2014 đến tháng 07 - 2014

Nhận xét của Hội đồng chấm luận văn:

Kính trình Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thông qua Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2014 Chủ tịch Hội đồng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu và kết quả được trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất

kỳ công trình luận văn nào trước đây

Tác giả luận văn

Quách Thanh Toán

LỜI CẢM TẠ

Kính dâng

Lòng biết ơn chân thành tới cha mẹ đã nuôi con khôn lớn nên người

Xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến

Thầy Nguyễn Minh Đông cố vấn học tập đồng thời là giáo viên hướng dẫn, đã chỉ dẫn, đóng góp ý kiến quý báu và tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp

Toàn thể Quý Thầy Cô đã truyền đạt kiến thức và những kinh nghiệm cho em trong suốt thời gian học tập rèn luyện tại trường

Anh chị Bộ môn Khoa Học Đất đã chia sẽ kinh nghiệm bổ ích, giúp đỡ để em hoàn thành tốt luận văn

Sự động viên, cổ v , chia s và giúp đỡ của các bạn lớp Khoa Học Đất khoá 37 trong suốt khóa học và quá trình thực hiện đề tài

Em xin chúc tất cả quý Thầy Cô, các anh chị trong Bộ môn Khoa Học Đất cùng các bạn sức khỏe và thành công

Cho phép tôi gửi lời cảm ơn chân thành đến công ty TNHH MTV Phân Bón Dầu Khí Cà Mau, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi c ng như các sinh viên khác hoàn thành tốt đề tài

Trân trọng kính chào!

Cần Thơ, ngày tháng năm 2014

QUÁCH THANH TOÁN

LƯỢC SỬ CÁ NHÂN

Phần I - LÝ LỊCH SƠ LƯỢC

Phần II - QUÁ TRÌNH HỌC TẬP CỦA BẢN THÂN

Năm 1998 – 2003: Trường Tiểu Học Ninh Quới A

Năm 2004 – 2007: Trường Trung Học Cơ Sở Ninh Quới A

Năm 2008 – 2010: Trường Trung Học Phổ Thông Ninh Quới A

2011 - 2015: Sinh viên Ngành Khoa Học Đất Khóa 37, Bộ Môn Khoa học đất, Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng, Trường Đại Học Cần Thơ

Hệ đào tạo: Chính quy, Thời gian đào tạo: 2011-2015

Phần III - ĐỊA CHỈ LIÊN HỆ

Quách Thanh Toán, 2014 “Hiệu quả của phân urea hạt đục Cà Mau có bổ sung trung vi lượng (Mg, Zn, B) lên sinh trưởng và năng suất lúa trên đất phèn và đất xám bạc màu trong điều kiện thí nghiệm nhà lưới” Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư

ngành Khoa học đất, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng dụng, Trường Đại Học Cần Thơ Cán bộ hướng dẫn: Ts Nguyễn Minh Đông

TÓM LƯỢC

Sản xuất nông nghiệp ở ĐBSCL hiện nay chưa chú trọng cho việc bón trung vi lượng cho đất Trong tình trạng thâm canh, tăng vòng quay của đất, đặc biệt là trên các nhóm đất xám bạc màu và đất phèn khả năng thiếu trung vi lượng có thể xảy ra

Đề tài được thực hiện nhằm: (i) Đánh giá hiệu quả của phân urea có bổ sung trung

vi lượng lên sinh trưởng và năng suất lúa trên đất xám bạc màu và đất phèn (ii) So sánh hiệu quả của sản phẩm urea có bổ sung trung vi lượng với sản phẩm urea hạt đục thông thường Thí nghiệm được thực hiện trong nhà lưới Bộ môn Khoa Học Đất, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng Trường Đại học Cần Thơ, từ tháng 3/2014 đến 7/2014 Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 3 nghiệm thức: (1) không bón đạm (0N), (2) bón urea hạt đục, (3) bón urea-TE và 4 lần lặp lại trên hai nhóm đất, đất xám bạc màu (Mộc Hoá) và đất phèn (Hoà An) Kết quả thí nghiệm cho thấy, việc bổ sung các nguyên tố trung vi lượng vào phân urea hạt đục

Cà Mau ảnh hưởng chưa rõ đến các chỉ tiêu nông học (chiều cao, số chồi) và thành phần năng suất (số bông/m2, trọng lượng 1000 hạt, số hạt trên bông, phần trăm hạt chắc), qua các giai đoạn sinh trưởng của lúa trên hai nhóm đất Trọng lượng hạt ở nghiệm thức bón urea-TE (26,8 gram/chậu) có xu hướng cao hơn so với nghiệm thức bón urea hạt đục (26,1 gram/chậu) trên đất phèn Tuy nhiên, trên đất xám bạc màu trọng lượng hạt giữa hai nghiệm thức bón urea-TE và urea hạt đục tương đương nhau (27,1 gram/chậu) Bên cạnh đó, hiệu quả nông học của sản phẩm urea

có bổ sung trung vi lượng và không bổ sung trung vi lượng tương đương nhau (14,8

kg hạt/kg N bón) trên đất xám bạc màu và trên đất phèn (26,4-26,0 kg hạt/kg N bón) Việc bổ sung trung vi lượng (Mg, Zn, B) vào urea hạt đục Cà Mau chưa mang lại hiệu quả cao trong canh tác lúa trên nhóm đất xám bạc màu và đất phèn Qua đó, cần tiếp tục thử nghiệm sản phẩm urea có bổ sung nhiều loại trung vi lượng, thử nghiệm nhiều vụ liên tiếp trên các nhóm đất khác nhau (đất mặn, đất đỏ,…) và trên nhiều loại cây trồng khác nhau (bắp, đậu xanh,…) để thấy được hiệu quả rõ hơn

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN iii

LỜI CẢM TẠ iv

LƯỢC SỬ CÁ NHÂN v

TÓM LƯỢC vi

DANH SÁCH HÌNH ix

DANH SÁCH BẢNG x

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

1.1 Chức năng của các nguyên tố vi lượng 2

1.1.1 Chức năng các nguyên tố trung vi lượng trong đất 3

1.1.2 Chức năng của các nguyên tố trung vi lượng trong cây 8

1.2 Một số nghiên cứu về vi lượng ở Việt Nam 15

1.3 Một số sản phẩm phân bón có bổ sung vi lượng (TE) 17

CHƯƠNG II PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 18

2.1 Phương tiện 18

2.1.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm 18

2.1.2 Vật liệu thí nghiệm 18

2.1.3 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm 18

2.2 Phương pháp 19

2.2.1 Mô tả thí nghiệm 19

2.2.2 Phân bón và liều lượng bón 19

2.2.3 Phòng trừ sâu bệnh hại 19

2.2.4 Chỉ tiêu theo dõi và phương pháp phân tích 20

2.2.5 Tính toán số liệu năng suất và thành phần năng suất 20

2.2.6 Xử lý số liệu 21

CHƯƠNG III KẾT QUẢ THẢO LUẬN 22

3.1 Đặc tính đất đầu vụ thí nghiệm 22

3.2 Diễn biến pH nước sau khi bón phân 22

3.3 Sinh trưởng và phát triển của lúa 23

3.3.1 Chiều cao cây lúa 23

3.3.2 Số chồi lúa 24

3.4 Hiệu quả nông học 25

3.5 Thành phần năng suất và năng suất lúa 26

3.5.1 Thành phần năng suất 26

3.5.2 Sinh khối rơm và trọng lƣợng hạt 27

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH SÁCH HÌNH

1.2 Tương quan giữa lượng vi lượng được hút thu và sự sinh

1.4 Vị trí và triệu chứng thiếu của một số trung vi lượng trên cây 14

DANH SÁCH BẢNG

1.2 Các dạng của nguyên tố vi lƣợng chiếm ƣu thế trong dung dịch đất 5

MỞ ĐẦU

Ngày nay, do việc thâm canh trồng lúa trong thời gian dài đã làm cho đất trở nên bạc màu, thiếu dinh dưỡng Bên cạnh đó, nông dân chủ yếu cung cấp dinh dưỡng cho đất qua phân hóa học đặc biệt là phân đa lượng (đạm, lân, kali), việc bổ sung thêm các nguyên tố trung vi lượng cho đất rất ít được quan tâm Điều đó gây nên tình trạng mất cân bằng dưỡng chất trong đất, ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng Các nghiên cứu gần đây, cho thấy việc bổ sung các nguyên tố trung vi lượng như (Mg, Zn, B) vào trong viên phân đạm (N) là một trong những hướng đi tích cực vừa làm tăng độ cứng của viên phân, giảm được sự đóng bánh và vón cục khi bảo quản, vừa giảm quá trình tan nhanh của urea, giảm lượng bụi trong sản xuất và làm giảm sự mất N nên góp phần giảm chi phí sản xuất, đồng thời cung cấp các nguyên

tố trung vi lượng thiết yếu cho cây trồng (Reda Soliman Khalil, 2005) Tuy cây trồng cần các nguyên tố vi lượng với hàm lượng rất nhỏ nhưng nó có vai trò quan trọng làm gia tăng năng suất và khả năng sinh trưởng của cây trồng thậm chí với một sự khác biệt nhỏ hàm lượng c ng gây ra sự khác biệt đáng kể cho cây trồng (Claudio C Pasion, 2001) Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu đánh giá hiệu quả của phân urea có bổ sung trung vi lượng ảnh hưởng đến cây lúa như thế nào trên các

nhóm đất khác nhau (đất xám bạc màu, đất phèn) Do đó, đề tài “Hiệu quả của phân urea hạt đục Cà Mau có bổ sung trung vi lượng (Mg, Zn, B) lên sinh trưởng

và năng suất lúa trên đất phèn và đất xám bạc màu trong điều kiện thí nghiệm nhà lưới” được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả của phân urea có bổ sung trung vi

lượng với phân urea hạt đục thông thường trên hai nhóm đất khác nhau và làm cở

sở cho các nghiên cứu tiếp theo Các mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

- Đánh giá hiệu quả của phân urea có bổ sung trung vi lượng lên sinh trưởng và năng suất lúa trên đất xám bạc màu (Mộc Hóa) và đất phèn (Hòa An)

- So sánh hiệu quả của sản phẩm urea có bổ sung trung vi lượng với sản phẩm urea hạt đục thông thường trên hiệu quả nông học, sinh trưởng và năng suất lúa

CHƯƠNG I LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 Chức năng của các nguyên tố vi lượng

Nguyên tố vi lượng có ý nghĩa rất quan trọng đối với đời sống sinh vật, sự thiếu vi lượng có thể đưa đến ảnh hưởng nghiêm trọng trên cây trồng như: cây không tăng trưởng, năng suất thấp và ngay cả cây trồng bị chết Bổ sung vi lượng trên đất thiếu vi lượng có thể đưa đến sự gia tăng bất ngờ về phẩm chất và năng suất cây trồng

Vấn đề thiếu vi lượng trên cây trồng được quan tâm vì các lý do sau:

- Sự tăng năng suất do thâm canh kèm theo là số lượng lớn của vi lượng sẽ bị lấy đi khỏi đất từ sản phẩm thu hoạch

- Công nghệ tinh chế phân bón làm giảm các tạp khoáng mà các tạp khoáng này lại chứa một lượng vi lượng có ý nghĩa

- Kiến thức về dinh dưỡng cây trồng và phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm ngày càng được nâng cao đã giúp chẩn đoán thiếu vi lượng tốt hơn so với trước đây

- Nông sản được trồng trên đất thiếu vi lượng đưa đến thiếu khoáng vi lượng trên người, ngay cho dù cây trồng không có biểu hiện triệu chứng thiếu Vấn đề vi lượng c ng được quan tâm về mặt độc tính khi nồng độ cao Mức độc của vi lượng đối với cây trồng hoặc động vật có thể phát sinh do điều kiện tự nhiên của đất, do ô nhiễm, hoặc do sử dụng đất không hợp lý Hàm lượng của vi lượng cao trong đất thường đưa đến ô nhiễm nguồn nước và như thế sẽ đe doạ đến sức kho con người và động vật (Ngô Ngọc Hưng, 2004)

Mặc khác, các nguyên tố vi lượng còn thực hiện những chức năng quan trọng trong hoạt động sống của cơ thể thực vật Các nguyên tố vi lượng tham gia vào các quá trình oxy hóa-khử, quang hợp, trao đổi N và cacbonhydrat của thực vật, tăng tính chống chịu của cơ thể thực vật đối với các điều kiện bất lợi của môi trường Thiếu hụt các nguyên tố vi lượng có thể gây nên nhiều bệnh tật và không hiếm trường hợp cây bị chết ở tuổi cây con (Nguyễn Như Khanh và Cao Bằng Phi, 2006)

1.1.1 Chức năng các nguyên tố trung vi lượng (Cu, Fe, Mn, Mg, Zn, B) trong đất

Lược đồ tổng quát phản ảnh các đường dẫn khác nhau đối với nguyên tố vi lượng trong đất được trình bày trong Hình 1.1 Sự chiếm ưu thế của một tiến trình nhất định sẽ phụ thuộc vào loại nguyên tố và loại đất Hàm lượng vi lượng hoà tan

có thể được tạo ra từ các nguồn như sự phong hoá, khoáng hoá chất hữu cơ, hoặc do bón vào dạng muối hoà tan Dạng vi lượng hoà tan này có thể trải qua một số phản ứng Nhiều chất vi lượng hoà tan có thể dễ dàng kết tụ trong đất Một số có thể bị hấp thu do cây trồng hoặc vi sinh vật Sản phẩm của thu hoạch hoa màu qua nhiều

vụ sẽ lấy đi một lượng đáng kể của vi lượng từ đất Chất mùn, là sản phẩm của thải thực vật, c ng là nguồn dự trữ của vi lượng mà nó sẽ được vi sinh vật phân huỷ và phóng thích chất vi lượng hữu dụng lại cho cây trồng

Sự hấp phụ các vi lượng bởi chất hữu cơ hoặc khoáng sét là cơ chế quan trọng làm giảm nguồn vi lượng hoà tan trong dung dịch đất Cuối cùng, các vi lượng có thể bị rửa trôi khỏi đất Tuy nhiên, sự mất vi lượng trong dung dịch đất qua tiến trình rửa trôi là không đáng kể

Hình 1.1 Chu kỳ các nguyên tố vi lượng trong đất (Foth et al 1996)

Các dạng vi lượng trong đất

Trong đất vi lượng tồn tại ở hai dạng Vi lượng dạng vô cơ xuất hiện một cách

tự nhiên trong khoáng chất của đất Loại mẫu chất mà đất được phát triển và hình thành đất xác định nguyên tố vi lượng nào có trong đất Khi những khoáng chất bị phá huỹ trong quá trình hình thành đất, vi lượng dần dần được phóng thích dưới dạng hữu dụng cho cây trồng Có 2 nguồn vi lượng hữu dụng trong đất: Dạng ngoại hấp trên keo đất (là những phân tử đất rất nhỏ) và dạng muối hoà tan trong dung dịch đất

Dạng vô cơ: Dạng của nguyên tố vi lượng thay đổi đáng kể trong các loại đất

Khoảng biến động về hàm lượng của các nguyên tố này được trình bày trong Bảng 1.1

Dạng khoáng của các nguyên tố vi lượng được sản sinh từ sự phân huỷ khoáng

và trong tiến trình hình thành đất Trong một số trường hợp, dạng oxid và sulfide của các nguyên tố như Fe, Mn, và Zn được hình thành (Bảng 1.1) Các khoáng silicate thứ sinh, bao gồm các khoáng sét có thể chứa số lượng đáng kể của Fe và

Mn và một lượng nhỏ của Zn

Bảng 1.1 Các dạng chủ yếu của 4 nguyên tố vi lượng, trong đất và hàm lượng trong

sản phẩm sau thu hoạch (Brandy N.C và csv.2002)

kg/ha/15cm

Hàm lượng tiêu biểu Đất

Dạng hữu cơ: Chất hữu cơ là nguồn thứ sinh quan trọng của một số nguyên tố

vi lượng Nhiều nguyên tố bị cầm giữ chặt qua phối hợp phức tạp với keo hữu cơ

Cu bị cầm giữ chặt với chất hữu cơ vì thế độ hữu dụng của nó rất thấp trong đất hữu

cơ (Histosol) Quan sát trên phẫu diện của đất không canh tác, hàm lượng cao hơn của

vi lượng thường được tập trung trên lớp đất mặt mà nó nằm trong chất hữu cơ Nhiều nghiên cứu cho thấy có sự tương quan giữa hàm lượng chất hữu cơ và Cu,

Mo và Zn Rõ ràng sự phân huỷ chất hữu cơ là nguồn vi lượng quan trọng cho phì nhiêu đất

Dạng hòa tan trong dung dịch đất: Các dạng vi lượng chiếm ưu thế trong

dung dịch đất được liệt kê trong Bảng 1.2 Sự hiện diện của các dạng này được

quyết định do pH và điều kiện thoáng khí của đất Các cation đơn giản có khuynh

hướng chiếm ưu thế dưới điều kiện đất chua Dạng hydroxy cation càng chiếm ưu

thế khi pH đất gia tăng Đối với Mn sự di động đặc biệt bị ảnh hưởng từ pH

Bảng 1.2 Các dạng của nguyên tố vi lượng chiếm ưu thế trong dung dịch đất

10 mg/kg thì thường được trích dẫn (cited) phổ biến và như vậy, phạm vi toàn cầu hàm lượng đồng trung bình được nói đến (cited) là từ 8 mg/Kg trong đất cát axit đến 80 mg/Kg trong đất sét nặng (Kabata-Pendias và Pendias 2001) Các nguồn khác (Aaseth and Norseth 1986; ATSDR 1990) đưa ra phạm vi toàn cầu hàm lượng

Cu trong đất khoảng từ 2-250 mg/Kg

Sắt trong đất: Trong đất, Fe xuất hiện phổ biến ở những dạng oxit và hyđroxit, như những hợp chất vô định hình, những phân tử nhỏ, trong keo đất và mạch bao phủ trên những khoáng chất khác hoặc các hạt Sự tích l y Fe trong các phiến sét và nốt sần quan sát thấy phổ biến nhất Ngoài ra, Fe thường bị kiềm giữ (dạng chelate) bởi những chất hữu cơ bền vững có mùn và không mùn, đặc biệt trong những lớp đất mặt (Karczewska, 2002) Những hợp chất hữu cơ và khoáng của Fe thì dễ dàng chuyển đổi trong đất, và cả vật chất hữu cơ và những vi sinh vật xuất hiện có một tác động đáng kể trong sự hình thành của những oxit Fe, c ng như những dạng của chúng (tinh thể, bán tinh thể, vô định hình)

Đặc biệt một số vi khuẩn (ví dụ: Thiobacillus, Metallogenium sps.) tham gia trong sự tích l y và chu trình của Fe (Megonigal et al 2003) Tan (1998) đã nhấn mạnh rằng cơ chế ràng buộc khác nhau giữa những sinh vật sống, như vi khuẩn và nấm, đất sét và chất mùn tham gia vai trò quan trọng trong sự phân bố Fe Sự lắng

tụ của Fe do sự tích tụ của Fe(OH)3 ở bề mặt tế bào vi khuẩn quá trình tương đối phổ biến trong đất (Paul và Clark, 2000)

Phần lớn sự thiếu Fe trong đất xuất hiện trong điều kiện khí hậu khô cằn và có liên quan đến đất vôi hóa và kiềm, hay những loại đất khác Trong vùng khí hậu ẩm ướt, với những loại đất axit chiếm ưu thế, sự thiếu hụt Fe phần lớn không xuất hiện Tuy nhiên, một số hoạt động của con người, như bón phân không đúng cách ảnh hưởng đến cân bằng hóa học của đất bởi những hoạt động khắc phục, có thể ảnh

hưởng đến sự hiện diện Fe thấp trong thực vật Bocanegra et al, (2004) báo cáo rằng

Fe có thể là một nguồn dễ dàng sẵn có cho thực vật

Kẽm trong đất: Nguồn gốc kẽm là trong đất, trầm tích sông, nước ngầm,

không khí và sinh vật Kẽm hiện diện trong môi trường chủ yếu là từ các hoạt động của con người trong hoạt động nông nghiệp được biết để tăng hàm lượng Zn của lớp đất bề mặt Zn được phân bố không đều trong đất và nồng độ của nó khoảng giữa 10 đến 300mg/kg, với hàm lượng trung bình khoảng 50mg/kg (Malle 1992) Zn di động chủ yếu tùy thuộc vào sự hòa tan các hydroxid, cacbonat và sulfite kẽm, sự thay đổi của pH (Đặng Kim Chi, 1999) Mặc dù Zn rất di động trong hầu hết các loại đất, trong những lớp đất sét khả năng giữ Zn rất mạnh, đặc biệt ở chế độ pH kiềm và trung tính (Kabata-Pendias và Pendias 2001; Peganova và Edler 2004;

Shtangeeva et al, 2005)

Magiê trong đất: Hàm lượng Mg trong đất biến thiên từ 0,1-3,0%, Mg có

hàm lượng thấp trên các loại đất cát thô, và cao trên các loại đất có sa cấu mịn (có thể đạt 4%) Mg trong đất được tạo thành từ sự phân hủy các loại đá nguyên sinh như, dolomite [CaMg(CO3)2], olivine, biotite serpentine [Mg6(OH)8(Si4O16)] Mg

trong các khoáng sét thứ sinh như chlorite, illite, montmorillonite và vermiculite

Mg trong khoáng sét thứ sinh hữu dụng chậm và có thể được giải phóng bởi tiến trình trực di và do cây trồng hút

Mg trong đất hữu dụng cho cây trồng dưới dạng trao đổi hoặc hòa tan trong nước Sự hấp thu Mg của cây tùy thuộc vào nồng độ Mg hiện diện trong đất, pH đất, mức bão hòa Mg, sự hiện diện các cation trao đổi và loại khoáng sét Cây trồng thiếu Mg xảy ra trên các loại đất có tỉ lệ Ca/Mg nhỏ hơn 7/1 Trên nhiều vùng khí hậu ẩm ướt, đất có sa cấu thô, sử dụng vôi với liều lượng cao có thể dẫn đến cân bằng Ca/Mg không thích hợp, và triệu chứng thiếu Mg chắc chắn xảy ra trên cây trồng Magiê trao đổi thường chiếm từ 4-20% các cation trao đổi trong đất Nhưng trong các loại đất hình thành từ đá serpentine, hàm lượng Mg trao đổi trong đất có thể cao hơn Ca Mức giới hạn bảo hòa Mg trong các loại đất cần thiết cho sự sinh trưởng của cây, thông thường chỉ số bảo hòa Mg dựa trên đặc tính đất, cây trồng và các yếu tố khác

Boron trong đất: B trong đất tồn tại dưới dạng các hợp chất khoáng, trên bề

mặt khoáng sét và oxit sắt, oxit nhôm, dạng kết hợp với chất hữu cơ và acid boric (H3BO3) hay B(OH)4- trong dung dịch đất Mức độ B tổng số của một số loại đất khoảng 2-100ppm trung bình khoảng 30ppm Giá trị thấp nhất được tìm thấy trong đất xuất phát từ đá hỏa nham axit và trầm tích nước ngọt (đặc biệt là đất có sa cấu thô), và đất có lượng hữu cơ thấp Ngược lại, đất được hình thành từ đá phiến sét, hoàng hổ và đất phù sa giá trị B tổng số cao hơn Đất chứa vôi chứa hàm lượng B cao bởi vì hàm lượng B tập trung cao trong khoáng đá vôi trong suốt quá trình hình thành đất B dễ xảy ra hiện tượng rửa trôi, trên cơ sở này đất ở những vùng khô hạn

và bán khô hạn hàm lượng B cao hơn ở những vùng ẩm Nước biển chứa B đáng kể (4,7 ppm) vì vậy, đất bị ảnh hưởng bởi nước mặn chứa hàm lượng B cao

B tổng số không là chỉ số tốt của B hữu dụng đối với cây trồng Dạng B dễ thấy nhất chứa trong đất khoáng là flourin borosilicate-tourmaline Nó có sức chịu đựng đối với sự phong phú, sự cung cấp B cho cây trồng từ nguồn này thì không đáng kể B được hiện diện dạng B ngoại hấp (phân tử Boric acid và ion borate B(OH)42- ) Dạng này đều khiển độ hữu dụng B của cây trồng B c ng hiện diện trong phức hệ hữu cơ đất B hiện diện ở dạng hòa tan trong nước là hữu dụng đối với cây trồng B hòa tan trong nước nóng được xem như hữu dụng cho cây trồng và hàm lượng của nó nói chung nằm ở khoảng 0,1-3,0 ppm Tuy nhiên, đất khô hạn thì

có giá trị B cao hơn.Độ hữu dụng của B giảm khi pH đất tăng, ngoại trừ đất mặn sodic Đất có vôi có thể thiếu B hoặc do pH của chúng khá cao Việc bón vôi được biết là làm giảm sự hữu dụng của B Vật liệu hữu cơ ảnh hưởng mạnh đến B hữu

dụng trong đất Phức hợp B với hữu cơ ngăn ngừa mất B do rửa trôi, và tạo sự tích

l y B trong tầng đất mặt Chất hữu cơ làm giảm bớt các kết quả xấu do việc gia tăng

pH trên B hữu dụng Hàm lượng B hữu dụng cao trong đất được bón hữu cơ Đất có hữu cơ thấp, có sa cấu thô vốn rất thấp B hữu dụng Mức độ B hữu dụng thấp trong đất cát, ở những vùng có lượng mưa cao mà nơi đó B bị rửa trôi xuống phẩu diện Khi đất trở nên khô, khả năng cố định lại B ở dạng không hữu dụng tăng lên Điều kiện khô hạn tạm thời ngăn chặn rễ hút chất dinh dưỡng trong tầng đất mặt giàu B Trong cả hai trường hợp này đều đưa đến sự thiếu B Điều kiện ẩm độ được xem là thúc đẩy sự hữu dụng của B Triệu chứng thiếu B ít xảy ra trên cây trồng được tưới do sự góp phần đáng kể của B từ nước tưới Đồng thời B cao (>0,76ppm)

có thể gây độc và làm hại đến cây trồng nhạy cảm Điều kiện ánh sáng cao có thể dẫn đến sự thiếu B trong cây trồng bởi vì giá trị ngưỡng B gia tăng Canxi đối kháng với B hữu dụng trong cây trồng

Vì vậy B hữu dụng rất thấp trên đất kiềm, khi Ca cao đẩy mạnh sự thiếu B, đồng thời Ca có thể ngăn chăn sự ngộ độc B trên đất có B hữu dụng cao Các cây trồng khác nhau nhu cầu cần B của chúng khác nhau Ng cốc cần nhiều B, tuy nhiên tính nhảy cảm của chúng đối với B tương đối thấp khi hàm lượng B trong đất giảm Ngược lại, các cây họ đậu và cây họ cam quýt có nhu cầu B cao và thường xuyên chịu sự thiếu B

Mangan trong đất: Hàm lượng của Mn hòa tan trong đất thay đổi rất cao phụ

thuộc vào pH của đất và tính chất của đất (Karczewska, 2002) Tất cả những hợp chất Mn là những thành phần cấu thành rất quan trong của đất Sự di động của Mn trong đất thì phụ thuộc rất cao vào pH và tiềm năng oxy hóa khử Những thay đổi rất nhỏ của pH c ng có thể ảnh hưởng đến Mn được chứa trong dung dịch đất Hàm lượng của Mn trong các dung dịch đất biến đổi rất cao từ 252000µg/L, phụ thuộc vào những loại đất và những phương pháp kỹ thuật đạt được trạng thái hòa tan (Kabata-Pendias và Pendias 2001)

1.1.2 Chức năng của các nguyên tố trung vi lượng (Cu, Fe, Mn, Mg, Zn, B) trong cây

Các nguyên tố vi lượng đóng vai trò phức tạp trong dinh dưỡng cây trồng Một

số vi lượng tham gia trong một số hệ thống phân hoá tố (Bảng 1.3) Có sự khác biệt đáng kể về chức năng đặc biệt của các nguyên tố vi lượng trong cây trồng và trong tiến trình sinh trưởng của vi sinh vật Thí dụ, Cu, Fe, và Mo có khả năng hoạt động như là chất mang điện tử trong hệ thống phân hoá tố mà nó đưa đến các phản ứng oxy hoá-khử trong cây trồng Các phản ứng này là các bước cần thiết trong quang tổng hợp và nhiều tiến trình biến dưỡng khác

Bảng 1.3 Chức năng của các nguyên tố vi lượng trong thực vật

proteinase, peptidase; xúc tiến kích thích tố sinh trưởng và hình thành tinh bột; xúc tiến sự chín và hình thành hạt

Sắt Hiện diện trong nhiều phân hoá tố: peroxodase, catalase,

và cytochrome oxidase; được tìm thấy trong ferodoxin mà chất này tham gia trong phản ứng oxy hoá-khử (thí dụ sự khử NO3-, SO42- và sự cố định N); quan trọng trong sự hình thành diệp lục tố

khác; quan trọng trong quang tổng hợp, biến dưỡng carbohydrate và protein, và có lẽ trong cố định đạm

Mangan Hoạt hoá các phân hoá tố decarboxylase, dehydrogenase,

và oxidase; quan trọng trong quang tổng hợp, biến dưỡng đạm, và đồng hoá đạm

Nguồn: Brady, N.C 2002

Đồng trong cây: Hàm lượng Cu trong thực vật khác biệt rất lớn và được kiểm

soát bởi một vài nhân tố làm giảm tính di động của Cu trong đất và đặc tính của

thực vật đóng vai trò tham gia đáng kể Cây trồng từ những quốc gia khác nhau

chứa hàm lượng Cu tương đối giống nhau Trung bình hàm lượng Cu trong lúa mì

khác nhau từ 3,8 đến 6,7 (mg/kg) và trong thực vật chứa hàm lượng Cu khoảng 3-8 mg/kg Trung bình hàm lượng Cu trong cây trồng dùng để ăn khác biệt cho thấy

sự biến đổi khá nhỏ giữa các quốc gia Hàm lượng Cu trong cỏ, khoảng từ 2-10mg/Kg và trong cỏ 3 lá, từ 7-15mg/kg (Alina Kabata-Pendias và Arun

B.Mukherjee, 2007)

Sắt trong cây: Cơ chế của sự hấp thụ Fe bởi thực vật và vận chuyển trong thực

vật, c ng như chức năng trao đổi chất của nó đã được ghi nhận từ nhiều nghiên cứu

bởi vì Fe là một kim loại quan trọng trong sự vận chuyển năng lượng cần thiết cho

sự tổng hợp và những quá trình sống khác của tế bào Hiện tại những kiến thức về

vấn đề này đã được xem xét bởi một số nhà khoa học và được biên soạn bởi

Kabata-Pendias và Pendias (2001)

Kẽm trong cây: Zn tham gia vai trò chuyển hóa thiết yếu trong thực vật, là

một thành phần hoạt động của những trạng thái khác nhau của enzym, như là dehydrogenase, proteinases, peptidases, và phosphohyrolases Như vậy, chức năng

cơ bản Zn thì có liên quan đến sự chuyển hóa của carbonhydrate, protein và phosphate và cả những auxin, RNA, và sự hình thành ribomsome Sự thiếu Zn trong thực vật được theo dõi chung khi thực vật chứa ít hơn 20 mg/kg và những ảnh hưởng độc tính có thể xảy ra khi hàm lượng vượt 300–400 mg/kg (Boawn và

Rasmussen 1971; Vitosh et al, 1994) Những giá trị này có khác biệt đáng kể bởi vì:

“Sự thiếu Zn phản ánh cả những yêu cầu của mỗi kiểu di truyền và tác động của sự tương tác của Zn với yếu tố khác trong mô thực vật” (Kabata-Pendias và Pendias 2001)

Magiê trong cây: Mg có vai trò rất quan trọng đối với cây trồng vì Mg nằm

trong thành phần cấu tạo nên diệp lục tố, giữ được khoảng pH thích hợp với hoạt động sinh lý của cây, có vai trò quan trọng trong việc tổng hợp protein, Mg cần thiết cho men RNA polymeraz vì vậy cần cho việc tạo thành RNA trong nhân tế bào Thiếu Mg việc tổng hợp RNA ngừng lại Mg có vai trò quan trọng trong tổng hợp ATP Việc tổng hợp ATP (ADP + Pi ATP) cần Mg làm thành phần liên kết giữa ADP và enzym, Mg góp phần vào việc chuyển hóa năng lượng và đồng hóa P của cây, Mg nằm trong thành phần của phytin nên có ảnh hưởng đến sự hút và đồng hóa lân Mg tạo thuận lợi cho việc hình thành các lipid Hàm lượng Mg trong cây tùy thuộc vào loại cây và các bộ phận khác nhau của cây

Boron trong cây: Trong cây trồng, B có vai trò hoạt hóa dehydrogenase, tạo

thuận lợi cho việc chuyển hóa đường và tổng hợp các axit nucleic và kích thích tố thực vật, cần thiết cho sự phân chia và phát triển tế bào B là nhân tố phụ của nhiều

hệ enzyme Thiếu B, các điểm sinh trưởng của thân, rễ, lá chết dần, vì B có vai trò lớn trong trao đổi glucid Thiếu B thì trong lá tích l y nhiều đường làm cho đỉnh sinh trưởng thiếu glucid sinh ra hiện tượng dư thừa NH3 vì glucid là chất nhận rất tốt NH3 Gần đây người ta cho rằng điểm sinh trưởng chết vì trao đổi acid nucleic bị đảo lộn Thiếu B hàm lượng ARN và ATP trong các điểm sinh trưởng của thân bị giảm sút rõ rệt do quá trình trao đổi năng lượng bị giảm sút

B còn có khả năng làm tăng hoạt tính của dehydrogenase, B đảm bảo O2 cho

rễ, B làm tăng sự tổng hợp protein của cây nên B còn có tác dụng chống lốp đổ B làm tăng sự hút cation trong quá trình dinh dưỡng, thúc đẩy sự vận chuyển P trong cây Thiếu B thì tốc độ hút Ca bị giảm xuống, làm rối loạn quá trình hình thành vách tế bào Nhiều công trình nghiên cứu thấy rằng B có ảnh hưởng đến quá trình

tổng hợp sắc tố, ảnh hưởng đến quá trình quang hợp, dinh dưỡng khoáng, trao đổi đạm, quá trình thụ phấn và đậu quả của cây

Mangan trong cây: Mn là nguyên tố cần thiết cho sự chuyển hoá N trong một

số vi sinh vật và cây trồng Nồng độ của Mn khá dao động trong các loại thực vật, từng bộ phận và trong suốt giai đọan sinh trưởng Thông thường hàm lượng tăng cao ở những bộ phận của cây lâu năm Giữa những thực vật làm thức ăn, hàm lượng

Mn cao hơn trong hạt ng cốc, trung bình 27–50 mg/kg (Kabata-Pendias và Pendias, 2001)

Mn và Fe là thành phần của nitrogenase, là chất cần thiết cho tiến trình cố định

N cộng sinh và không cộng sinh Zn đóng vai trò trong tổng hợp protein, trong sự hình thành một số kích thích tố sinh trưởng thực vật và trong tiến trình sinh sản của một số cây trồng Cu có liên quan đến quang tổng hợp và hô hấp và trong sử dụng

Fe Nó c ng kích thích sự gỗ hoá của vách tế bào

Mọi thứ đều trở thành độc nếu sử dụng với lượng lớn Khi hàm lượng dinh dưỡng trong đất thấp, sinh trưởng cây trồng sẽ giảm (khoảng thiếu) (Hình 1.2) Khi hàm lượng dinh dưỡng gia tăng, cây trồng hút nhiều hơn và gia tăng sinh trưởng (khoảng đủ), nếu hàm lượng dinh dưỡng trong đất cao hơn nữa, cây trồng sẽ hút quá nhiều đưa đến các phản ứng sinh lý trái nghịch (khoảng thừa)

Hình 1.2 Tương quan giữa lượng vi lượng được hút thu và sự sinh trưởng trên

cây trồng (Brady N.C và csv 2002)

Đối với các nguyên tố đại lượng, khoảng đủ thì rất rộng và khả năng gây độc hiếm khi xảy ra Tuy nhiên đối với vi lượng, sự khác nhau giữa mức độ thiếu và độc thì rất hẹp Thí dụ trường hợp của Bo và Mo, sự ngộ độc trầm trọng có thể xảy ra do bón phân chỉ ở lượng 3 đến 4 kg/ha mà trước đây đất thiếu các vi lượng này Do đó việc bón vi lượng cần phải thận trọng, đặc biệt trong duy trì cân bằng dinh dưỡng Hàm lượng vi lượng trong cây trồng rất nhỏ, tuỳ theo loại vi lượng mà cấp độ của

nó so với nguyên tố đại lượng thì rất khác nhau (Viets, 1965)

Khoảng giới hạn hàm lượng nhiều loại vi lượng trong mô thực vật được xem

là thiếu, đủ và độc được trình bày trong Hình 1.3

Hình 1.3 Các mức độ thiếu, bình thường và độc trong thực vật đối với nhiều

nguyên tố vi lượng (Brady N.C và csv 2002)

Sự xuất hiện triệu chứng thiếu thì hơi khác nhau đối với mỗi loại cây trồng và loại dinh dưỡng Tuy nhiên, có sự xác định về một số đặc tính di truyền về triệu chứng thiếu cho mỗi loại dưỡng chất Mỗi triệu chứng thiếu dưỡng chất đều có sự khác nhau về: màu sắc, vị trí thiếu trên cây, lá úa và sự chết hoại rìa lá

Triệu chứng thiếu thường được biểu hiện khi cung cấp không đủ dinh dưỡng

và điều này được sử dụng trong chẩn đoán Hầu hết các vi lượng là tương đối bất động trong cây là vì cây không thể vận chuyển hiệu quả chất dinh dưỡng từ lá già sang lá non Do đó, triệu chứng thiếu thường thể hiện rõ nét nhất trong lá non (Hình 1.4)

Sự thiếu hụt Mn thường phổ biến trong một vài loại cây trồng trên đất trung tính và vôi Trong đất, sự tương tác giữa rễ cây với vi khuẩn (ở vùng rễ) có thể tạo điều kiện thuận lợi cho sự oxy hóa hòa tan Mn2+

không có sự hiện diện của cation

Mn3+ hay Mn4+ (Rengel, 2004) Phần lớn những nhóm cây trồng không bị ảnh hưởng từ sự thiếu Mn ở nồng độ trên khoảng 15–25 mg/kg Theo Rengel (2004) cho rằng nồng độ Mn trong trong vỏ cây nhựa dao động khoảng từ 2 đến 910 µM/l, do

đó nồng độ yêu cầu, để giữ giới hạn thấp nhất của Mn trong hạt ng cốc (10–20 mg/kg), khoảng giữa 25 và 100 µM/l Độc tính của Mn trên thực vật c ng xuất hiện cao trên đất kiềm, ở pH = 8, nơi mà phức hợp anion Mn có thể được hình thành Có

sự khác biệt giữa những loài thực vật và kiểu di truyền trong sự nhảy cảm đến Mn Trong số những nhóm thực vật, ng cốc, những cây họ đậu và khoai tây thì bị ảnh hưởng nhất khi hàm lượng Mn vượt giới hạn trong quá trình phát triển Chức năng sinh lý từ đặc tính độc của Mn thì liên kết phần lớn với những tác động làm suy yếu trong họat động của một số enzym và một số hóc-môn, c ng như một số amino axit tổng hợp Sức chịu đựng của thực vật khi hàm lượng Mn vượt giới hạn có một khả năng tích tụ Mn ở rể hay lắng tụ MnO2 trong các biểu bì Nhìn chung, phần lớn thực vật bị tác động bởi hàm lượng Mn chứa trong chúng khoảng 500mg/kg Tuy nhiên,

sự tích tụ hàm lượng trên 1000mg/kg trong một số loài thực vật có sức chống chịu cao hay những kiểu di truyền, và trên 10000mg/kg trong sự tích l y cao đã được báo cáo (Greger, 1999) Foy (trích trong Kabata-Pendias và Pendias, 2001) cho rằng

Mn có liên quan đến những đặc tính của thực vật và những quá trình trao đổi chất Triệu chứng thiếu kẽm trên bắp là trường hợp điển hình cho sự chẩn đoán Các sọc trắng rộng phân bố hai bên gân lá của cây bắp non Tuy nhiên triệu chứng thiếu

có thể biến mất khi nhiệt độ đất ấm hơn và hệ thống rễ của cây trưởng thành phát triển nhiều hơn trong khối đất