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 phù sa trong điều kiện thí nghiệm nhà lưới

Việc bổ sung thêm trung, vi lượng vào phân urea tuy chưa thấy được hiệu quả tích cực, nhưng gi p gia tăng hàm lượng các trung vi lượng trong đất, đây c ng là hướng đi mới góp phần gia tă

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

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

NGUYỄN HỮU TUẤN

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 PHÙ SA TRONG ĐIỀU KIỆN

THÍ NGHIỆM NHÀ LƯỚI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

NGÀNH KHOA HỌC ĐẤT

Cần Thơ - 2014

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

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 PHÙ SA TRONG ĐIỀU KIỆN

THÍ NGHIỆM NHÀ LƯỚI

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN:

MSSV: 3113684 KHOA HỌC ĐẤT K37 – TT1172A1

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 phù sa trong điều kiện thí nghiệm nhà lưới” do sinh viên Nguyễn Hữu Tuấn, 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 12-2013 đến tháng 7-2014

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 phù sa trong điều kiện thí nghiệm nhà lưới” do sinh viên

Nguyễn Hữu Tuấn, 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

12-2013 đến tháng 7-2014

Ý kiến đánh giá của Hội đồng:

Luận văn tốt nghiệp được đánh giá ở mức: 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

Nguyễn Hữu Tuấn

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 gi p 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 gi p tôi c ng như các sinh viên khác hoàn thành tốt đề tài

Trân trọng kính chào!

Cần Thơ, ngày 19 tháng 11 năm 2014

Nguyễn Hữu Tuấn

LƯỢC SỬ CÁ NHÂN

Phần I - LÝ LỊCH SƠ LƯỢC

Phần II - QUÁ TRÌNH HỌC TẬP CỦA BẢN THÂN

Năm 1999 – 2004: Học sinh Trường Tiểu Học Thạnh Quới 2

Năm 2004 – 2008: Học sinh Trường Trung Học Cơ Sở Thị Trấn Vĩnh Thạnh

Năm 2008 – 2011: Học sinh Trường Trung Học Phổ Thông Vĩnh Thạnh

Năm 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

Email: tuan113684@student.ctu.edu.vn

Địa chỉ liên lạc: Số nhà 27, Ấp Qui Lân 2, Xã Thạnh Quới, Huyện Vĩnh Thạnh, Tp Cần Thơ Điện thoại: 01264.861.855

Nguyễn Hữu Tuấn 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 phù sa trong điều kiện thí nghiệm nhà lưới Luận văn tốt nghiệp đại học, Ngành Khoa học đất,

Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng, Trường Đại Học Cần Thơ Cán bộ hướng dẫn: Ts Nguyễn Minh Đông

TÓM LƯỢC

Quá trình thâm canh tăng năng suất và sử dụng phân hóa học quá mức, đã làm cho đất canh tác lúa ngày càng bạc màu, chay cứng, thiếu dưỡng chất Bên cạnh đó, nông dân chủ yếu cung cấp dinh dưỡng cho đất qua phân hóa học, đặc biệt là phân

đa lượng như phân đạm (N), lân (P) và kali (K); tuy nhiên, việc bổ sung thêm các nguyên tố trung, vi lượng cho đất rất ít được chú ý quan tâm Mục tiêu thí nghiệm bước đầu đánh giá hiệu quả của dòng sản phẩm urea-TE trên sự thay đổi của một số chỉ tiêu trung, vi lượng đất phù sa, sinh trưởng và năng suất lúa thí nghiệm nhà lưới Thí nghiệm được thực hiện qua 2 vụ l a, trên nhóm đất phù sa (thu ở Tam Bình, Vĩnh Long), tại nhà lưới Bộ môn Khoa học đất, Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng, Trường Đại Học Cần Thơ từ tháng 12/2013 đến 07/2014 Thí nghiệm được

bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD), 4 lần lặp lại Các nghiệm thức gồm: (1) Không bón đạm (lô khuyết), (2) Bón urea hạt đục Cà Mau (urea thông thường), và (3) Bón urea hạt đục có bổ sung trung, vi lượng (urea-TE) Kết quả thí nghiệm cho thấy, việc bổ sung trung, vi lượng vào phân urea có khuynh hướng làm tăng hàm lượng trung, vi lượng trao đổi trong đất khi thu hoạch lúa (Mg-tđ 3,1 meq/100g, Zn-tđ 5,1 mg/kg) so với bón urea thông thường (Mg-tđ 2,9 meq/100g, Zn-tđ 3,9 mg/kg) Bên cạnh đó, chiều cao, số chồi, phần trăm hạt chắc và năng suất lúa khi thu hoạch trong

vụ 2 (88,9 cm, 591,5 chồi/m2, 83,2 %, 38,0 gram/chậu) đều có khuynh hướng caohơn so với bón phân urea thông thường (86,6 cm, 524,4 chồi/m2, 76,3%, 35,7 gram/chậu) Về hấp thu vi lượng B trong sinh khối rơm và hạt giai đoạn thu hoạch ở

vụ 1 c ng có xu hướng cao hơn so với bón urea thông thường (10,4 và 8,7 gram/chậu), ngoài ra, hiệu quả nông học trong vụ 2 c ng cao hơn (21,9 và 27,5 kg hạt/kg N) Việc bổ sung thêm trung, vi lượng vào phân urea tuy chưa thấy được hiệu quả tích cực, nhưng gi p gia tăng hàm lượng các trung vi lượng trong đất, đây

c ng là hướng đi mới góp phần gia tăng năng suất và chất lượng nông sản

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM TẠ ii

LƯỢC SỬ CÁ NHÂN iii

TÓM LƯỢC iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH BẢNG viii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

1.1 Vai trò của chất đạm đối với cây trồng 2

1.2 Nguyên tố trung, vi lượng (TE) 2

1.2.1 Hàm lượng Mg, Zn, B trong đất và nhu cầu của cây trồng 2

1.2.2 Vai trò của Mg, Zn, B đối với cây trồng 9

1.2.3 Một số nghiên cứu về trung, vi lượng ở Việt Nam 11

1.2.4 Phân bón có bổ sung trung, vi lượng (TE) 12

CHƯƠNG II PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 14

2.1 Phương tiện 14

2.1.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm 14

2.1.2 Vật liệu thí nghiệm 14

2.1.3 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm 14

2.2 Phương pháp 15

2.2.1 Mô tả thí nghiệm 15

2.2.2 Phân bón và liều lượng bón 15

2.2.3 Phòng trừ sâu bệnh hại 15

2.2.4 Chỉ tiêu theo dõi 15

2.2.5 Tính toán số liệu năng suất và thành phần năng suất 16

2.2.6 Xử lý số liệu 16

CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 17

3.1 Đặc tính hóa học đất thí nghiệm 17

3.1.1 Hóa học đất đầu vụ thí nghiệm 17

3.1.2 Đặc tính đất cuối vụ lúa thứ nhất 18

3.2 Diễn biến pH nước mặt sau bón phân đợt 1 19

3.3 Sự sinh trưởng và phát triển của lúa 20

3.3.1 Chiều cao cây 20

3.3.2 Số chồi lúa 21

3.4 Hiệu quả hấp thu trung, vi lượng 22

3.5 Hiệu quả nông học 23

3.5 Thành phần năng suất và năng suất lúa 24

3.5.1 Thành phần năng suất 24

3.5.2 Sinh khối và năng suất lúa 25

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 28

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH SÁCH HÌNH

3.3 Ảnh hưởng của các dạng phân đạm lên năng suất thực tế 26

DANH SÁCH BẢNG

3.5 Hiệu quả hấp thu trung, vi lượng trong vụ thứ nhất 22

3.7 Ảnh hưởng của các dạng phân đạm lên thành phần năng suất lúa 24

MỞ ĐẦU

Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) là vùng đất phù sa màu mỡ, diện tích đất phù

sa chiếm khoảng 1,2 triệu hecta Tuy nhiên, trong những năm gần đây, quá trình thâm canh, tăng vụ trên nhóm đất này đã làm hàm lượng dinh dưỡng trong đất ngày một suy giảm Nhằm đáp ứng cho việc gia tăng năng suất thì việc sử dụng phân bón hóa học là một tất yếu; đặc biệt là các loại phân đa lượng như đạm (N), lân (P) và kali (K), mà ít chú ý đến việc bổ sung thêm các trung, vi lượng vào đất Để đáp ứng được yêu cầu thâm canh tăng vụ thì việc bổ sung thêm các trung, vi lượng vào phân bón, đặc biệt sự kết hợp giữa đa, trung, vi lượng vào cùng một sản phẩm nhằm giúp tiết kiệm chi phí và công lao động rất cần thiết

Trước đây, trung, vi lượng (gọi chung là TE: trace elements) thường được bổ sung vào các loại phân NPK nhằm bón cho nhiều đối tượng cây trồng khác nhau do NPK

là loại phân dễ phối trộn Gần đây, việc sản xuất phân N hạt đục của công ty Đạm

Cà Mau đã mở ra cơ hội cho việc phối trộn TE vào phân urea với mục đích bón cho canh tác l a nước Phân N hạt đục Cà Mau với công nghệ tạo hạt mới có bổ sung 50% formaldehyde gi p tăng độ cứng viên phân, kích thước hạt khá to, không đóng bánh và vón cục khi bảo quản, chậm tan hơn urea thông thường Đây là sản phẩm phân nội địa, mới, chưa nhận được nhiều nghiên cứu và đánh giá mang tính khoa học nhiều Vì vậy, nhà máy phân bón Đạm Cà Mau đã bắt đầu nghiên cứu và thử nghiệm nhằm đưa thêm các nguyên tố trung, vi lượng (Mg, Zn và B) vào phân urea (urea-TE) và đạt một số kết quả ban đầu rất khả quan Bổ sung thêm trung, vi lượng vào phân urea gi p gia tăng độ cứng viên phân, nên hạn chế quá trình thủy phân, do

đó giảm thất thoát N nên tăng được hiệu quả sử dụng N Đồng thời, giảm được sự đóng bánh và vón cục nên rất thuận lợi cho việc bao quản và sử dụng, vừa cung cấp đầy đủ các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết, giúp cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt Tuy nhiên, hiệu quả thực sự của các dòng phân urea-TE trên sinh trưởng và năng suất l a chưa được đánh giá đầy đủ Vì vậy, 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 l a trên đất phù sa trong điều kiện thí nghiệm nhà lưới” được thực hiện nhằm:

- Bước đầu đánh giá hiệu quả của dòng sản phẩm urea-TE trên sự thay đổi của một số chỉ tiêu trung, vi lượng đất phù sa, sinh trưởng và năng suất lúa thí nghiệm nhà lưới

CHƯƠNG I LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 Vai trò của chất đạm đối với cây trồng

Đạm, một trong những dưỡng chất không thể thiếu được trong đời sống cây trồng, thành phần cấu tạo nên sinh chất, nhân tế bào và là thành phần chính của tất

cả các amino acid tạo thành protein, enzym mà các hợp chất này kiểm soát toàn bộ các tiến trình sinh học bên trong cây trồng (Võ Thị Gương, 2004)

Đạm chất tạo hình cho cây lúa, thành phần chủ yếu của protein và diệp lục tố Giúp cho lá xanh tốt, gia tăng chiều cao cây, số chồi và kích thước lá thân nên đạm

có tác dụng đến năng suất mạnh nhất Khi thừa đạm, cây phát triển xum xuê, mất cân bằng giữa quang hợp và hô hấp, chất khô giảm, nhất là khi trổ và chín, lượng đạm tự do trong cây cao, nên cây dễ nhiễm bệnh làm giảm năng suất rất lớn Đối với lúa, đạm gi p l a sinh trưởng tốt, gia tăng chiều cao, số chồi và số bông/m2, tăng kích thước, c ng như trọng lượng 1000 hạt Khi thiếu đạm, cây sinh trưởng chậm lại, cây thấp, tàn lá hẹp, ít cành, có màu xanh nhạt, hệ thống rễ phát triển kém, tính chống chịu với môi trường giảm, ra hoa kết trái sớm, cuối cùng cho năng suất

và phẩm hạt lúa không cao (Nguyễn Phi Long và La Thị Hiền, 1978) Đạm một nguyên tố di động nên dễ dàng được chuyển vị từ lá già sang lá non, từ mô trưởng thành sang mô mới thành lập vì vậy triệu chứng thiếu đạm thường xảy ra trước tiên

ở lá già rồi lan dần đến các lá non Để đạt năng suất cao và phẩm chất tốt cần phải đáp ứng đầy đủ nhu cầu về đạm ở các giai đoạn sinh trưởng và phát triển thích hợp nhất

1.2 Nguyên tố trung, vi lượng (TE)

1.2.1 Hàm lượng Mg, Zn, B trong đất và nhu cầu của cây trồng

Mg trong đất: Được tạo thành từ sự phân hủy các đá nguyên sinh như biotite

K2O.6(Mg,Fe)O.Al2O3.6SiO2.2H2O, đolomite CaMg(CO3)2, hornblende, olivine và serpentine Mg6(OH)8.(Si4O16) Magie còn nằm trong các khoáng sét thứ sinh như chlorite, illite, montmorillonite và vermiculite, đây là dạng hữu dụng chậm và có thể được giải phóng bởi tiến trình trực di và cây trồng thu hút

Lượng magie bị rửa trôi hàng năm trên các loại đất vào khoảng từ 20-40 kg MgO/ha/năm Hàm lượng maige trong đất biến thiên từ 0,1-0,3%, thấp trên các loại đất cát thô, rửa trôi xói mòn cao và ngược lại cao trên các loại đất có sa cấu mịn (có thể đạt 4%)

Magie trong đất hữu dụng cho cây trồng dưới dạng ion trao đổi hoặc hòa tan trong nước Sự hấp thụ magie của cây trồng phụ thuộc vào nồng độ magie hiện diện trong đất, giá trị pH đất, mức độ bão hòa magie, c ng như sự hiện diện của các cation trao đổi khác trong đất và loại khoáng sét

Canxi là nguyên tố có tương tác với magie, sự thiếu magie ở cây trồng thường xảy ra trên các loại đất có tỷ lệ Ca/Mg<7/1, ở vùng khí hậu ẩm ướt, đất có sa cấu thô, sử dụng vôi liều lượng cao, làm mất cân bằng Ca/Mg Magie trao đổi chiếm khoảng 4-20% trong các cation trao đổi của đất Nhưng các loại đất hình thành từ đá serpentine, hàm lượng magie trao đổi trong đất có thể cao hơn Ca Thông thường chỉ số phần trăm bão hòa magie được dựa trên đặc tính đất, cây trồng và các yếu tố khác, hầu hết các trường hợp magie bão hòa >10% Mức giới hạn bão hòa của magie trong các loại đất rất cần thiết cho sự sinh trưởng tối hảo của cây và có quan

hệ gần với khoảng trên

Hàm lượng kali trao đổi cao có thể gây trở ngại đến sự thu hút magie của cây

Sự đối kháng với kali biểu hiện chủ yếu trong các loại đất có hàm lượng magie tương đối thấp Dựa trên cơ sở trọng lượng, tỷ số K/Mg khuyến cáo <5/1 cho các cây trồng trên đồng ruộng, 3/1 cho cây rau và củ cải đường và 2/1 cho cây ăn trái và cây trồng trong nhà kính Trên cơ sở trọng lượng đương lượng, các tỷ số này sẽ lần lượt là 1,5/1, 1/1 và 0,6/1 Bón nhiều phân Kali clorua thường làm giảm tỷ lệ magie trong cây, vì vậy cần chú ý khi xây dựng chế độ bón phân hợp lý, nhất là cây có nhu cầu Kali

Zn trong đất: Tồn tại ở các dạng ion Zn2+ trong dung dịch đất, Zn2+ hấp thu trên bề mặt keo đất, trong các chất hữu cơ, carbonate, oxit….Một số kết quả nghiên cứu của các tác giả nước ngoài cho thấy có tới 30-60% kẽm tồn tại ở dạng kết hợp với khoáng sắt (Fe2O3) và 20-45% với khoáng sét và một số khoáng chất khác Hàm lượng kẽm trong đất phụ thuộc vào đá mẹ hay mẫu chất c ng như chế độ canh tác Các dạng kẽm trong đất luôn có sự chuyển hóa và biến đổi tùy điều kiện môi trường đất và sự hấp thụ của cây

Trong đất, Nguyễn Xuân Trường (2005) kẽm tồn tại ở các dạng:

- Trong cấu trúc của các khoáng chất, đặc biệt trong khoáng sét như augite, horblene và biotite

- Trong dung dịch: ion Zn2+

Một lượng lớn kẽm trong đất nằm trong cấu trúc của các chất khoáng nguyên sinh Kẽm tan trong nước, hữu hiệu với cây trồng có nồng độ rất thấp (0,02-0,2ppm)

Kẽm tổng số trong đất biến động từ 10-300ppm nhưng đa số đất trồng trọt dao động trong khoảng 50-100ppm (Aubert và Pinta, 1977) Đất rửa trôi mạnh thường

có hàm lượng kẽm tổng số rất thấp (Zn<30ppm) Tình trạng thiếu kẽm thường xảy

ra trên đất nghèo kẽm tổng số trừ những cây không phản ứng với kẽm trong đất Với cây lúa, tình trạng thiếu kẽm thường xuất hiện trên những đất có kẽm tổng số ở tầng mặt (0-20cm) <200kg Zn/ha Giàu kẽm tổng số c ng chưa phải là sự bảo đảm

đủ kẽm cho cây, bởi vì lượng kẽm cây hút còn phù thuộc vào kẽm hữu dụng trong đất Tình trạng thiếu kẽm xuất hiện phổ biến ở nhiều vùng trên thế giới, đặc biệt các vùng trồng lúa ở Châu Á Các loại đất có thành phần cơ giới nhẹ, rửa trôi xói mòn mạnh, hàm lượng lân hữu dụng cao thường thiếu kẽm

Kẽm hữu dụng trong đất chi phối dinh dưỡng kẽm của cây trồng và phản ánh một phần kẽm tổng số trong đất Kẽm trong dung dịch đất chiếm tỷ lệ rất thấp (2-70bbp), trong khi đó trên một nửa ở dạng tạo phức với chất hữu cơ Khi pH < 7,7 ion Zn2+ chiếm ưu thế cùng với một lượng nhỏ hydroxit Trên mức pH này, ZnOH+chiếm ưu thế và khi pH > 9 một lượng nhỏ Zn(OH)2 sẽ hình thành Sự khuyếch tán

là cơ chế chính của quá trình hút và vận chuyển kẽm vào rễ cây Sự tạo phức hoặc kết hợp với chất thải ra từ rễ cây trồng hay phân giải chất hữu cơ gi p dễ dàng khuyếch tán Zn2+ vào rễ cây trồng Sự khuyếch tán phức Zn2+ có thể khác biệt lớn so với không tạo phức

Yếu tố ảnh hưởng đến kẽm hữu dụng trong đất

Kẽm hữu dụng có quang hệ chặt với pH đất Kẽm hòa tan trong dung dịch đất giảm 100 lần nếu tăng mỗi đơn vị pH và thể hiện bằng phản ứng: Đất-Zn2++2H+

Việc bón vôi ở đất chua sẽ làm tăng pH đất, ảnh hưởng đến khả năng tan của

Zn2+, làm giảm Zn2+ cây hút, khả năng hấp phụ của CaCO3 c ng làm giảm Zn2+

Sự hấp phụ Zn2+ bởi khoáng sét, sắt, nhôm oxit, chất hữu cơ và CaCO3 tăng lên khi pH tăng Ở đất chua, hàm lượng kẽm cao hơn đất kiềm song tình trạng thiếu kẽm vẫn

có thể xảy ra, nhất là ở đất cát, cát pha vì sự rửa trôi mạnh làm suy kiệt kẽm hữu dụng

Việc điều chỉnh tăng hoặc giảm pH đất có thể hạn chế tình trạng thiếu kẽm, bón vôi gi p tăng pH, đồng thời c ng giảm kẽm hữu dụng trong đất, bón vôi quá liều dẫn đến thiếu kẽm Ngược lại, việc bón lâu dài phân chua sinh lý như Amôn sunfat (SA), NPK 16-16-8-13S hay Super lân sẽ làm cho đất chua và tăng kẽm hữu dụng, tuy nhiên một số đất quá chua lại dẫn đến dư thừa kẽm gây ngộ độc cho cây

Sự phân giải chất hữu cơ làm tăng hàm lượng phức Zn-hữu cơ, tăng kẽm hữu dụng Kẽm có thể kết hợp với axit hữu cơ tạo thành các phức tan hoặc không tan Các phức tan làm tăng kẽm hữu dụng nhưng các phức không tan (đặc biệt là với các axit mạnh) lại làm giảm kẽm hữu dụng Axit humic và axit fulvic nổi trội nhất về khả năng hấp phụ Zn2+ Đất nghèo hữu cơ thường thiếu kẽm và kẽm hữu dụng tăng khi hàm lượng hữu cơ trong đất tăng, tuy nhiên không phải luôn tăng tương ứng vì còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác Nhiều trường hợp thiếu kẽm đã được phát hiện trên đất quá giàu hữu cơ như đất than bùn và đất mùn gley

Đất có kết cấu thô thường nghèo kẽm, ngược lại đất có cấu trúc tốt, hàm lượng kẽm hữu dụng thường cao hơn Đất sét có hàm lượng kẽm cao do nhóm OH trong tinh thể khoáng sét có khả năng hấp phụ kẽm mạnh Đất cát và đất có thành phần cơ giới nhẹ, rửa trôi nhiều thường không đáp ứng đủ kẽm cho cây trồng

Tình trạng l a nước thiếu kẽm thường thấy ở đất pH cao và giàu CaCO3, mặc

dù đất chua vẫn có tình trạng thiếu kẽm Khi ngập nước, hàm lượng nhiều chất dinh dưỡng tăng nhưng trừ kẽm Ở đất chua, thiếu kẽm có thể do ngập nước đã làm tăng

Fe, Mn và HCO3 làm kết tủa kẽm ở dạng ZnFe2O4 hoặc ZnS Ở đất kiềm, sự ngập nước làm giảm pH dẫn đến tăng kẽm hữu dụng Tuy nhiên pH đất cao và sự thiếu khí có thể làm thiếu kẽm nặng hơn

Nhiệt độ thấp làm giảm khả năng khoáng hóa các hợp chất Zn-hữu cơ trong đất và hạn chế quá trình hút kẽm của cây Tình trạng thiếu hụt kẽm thường xảy ra trong mùa lạnh, mùa mưa và giảm đi khi thời tiết ấm lên Nhiệt độ đất tăng làm tăng hàm lượng kẽm hữu dụng

Cây trồng có mức độ mẫn cảm khác nhau với Zn Ở đất có 0,8ppm Zn, lúa nước thiếu kẽm nhưng l a mì lại đủ Ngô và đậu là các cây rất mẫn cảm với kẽm,

Ngưỡng thiếu kẽm trong đất không thể tách rời mà phù thuộc vào sự mẫn cảm của từng cây trồng Ngay cả với một loại cây, ngưỡng thiếu kẽm c ng khác nhau giữa các loại đất bởi vì còn một số yếu tố ảnh hưởng đến dinh dưỡng kẽm trong đất Nhìn chung, kẽm trong đất <20ppm Zn có thể hạn chế năng suất cây trồng, ngược lại 100ppm thường được xem là dư thừa còn >400ppm thì có thể ngộ độc với hầu hết các loại cây

Ở Ấn Độ, nhiều kết quả nghiên cứu đã kết luận đất thiếu kẽm khi hàm lượng kẽm hữu dụng < 0,6ppm Zn (phương pháp DTPA-Zn) và phân kẽm được khuyến cáo bón cho tất cả các cây trồng trên những đất này Tương tự, ở Mỹ người ta khuyến cáo bón phân kẽm cho những đất có Zn <0,6ppm (DTPA-Zn) và cho những cây trồng thuộc diện mẫn cảm nhất với kẽm Ở một số nước khác nếu hàm lượng kẽm <0,5ppm Zn (DTA-Zn), cần bón phân kẽm cho cây, nếu kẽm từ 0,5-1ppm Zn không nhất thiết phải bón kẽm (Katyal và Randhawa, 1983)

Boron (B) trong đất: Hàm lượng B trong đất dao động trong khoảng

2-200ppm, trung bình 7-80ppm Chỉ có khoảng < 5% tổng số B trong đất ở dạng hữu dụng với cây trồng Thiếu hụt B đã được phát hiện ở nhiều loại đất, trong khi ngộ độc B ít khi xảy ra trong thực tế Tuy vậy, ngộ độc B c ng có thể xuất hiện ở những vùng đất phát triển trên đá giàu B và những nơi có nguồn nước tưới giàu B

Boron trong đất hiện diện ở 4 dạng chính: Trong đá và khoáng, hấp phụ trên

bề mặt các khoáng sét và oxit sắt, nhôm, kết hợp với các chất hữu cơ và boric axit (H3BO3) hay Bo(OH)4- trong dung dịch đất Các khoáng chất chứa B chủ yếu trong đất thuộc các nhóm:

- Nhóm hydrous borate: borax Na2B4O7.10H2O; kernite Na2B4O7.4H2O; colemanite Ca2B6O11.5H2O, ulexite (NaCaB5O9).8H2O

- Nhóm anhydrous borate: ludwigite Mg2FeBO5; ktoite Mg3(BO3)2 Nhóm các chất borosilicate: tourmalite; axinite

Trong các khoáng chứa B, nổi bật nhất là fluorite borosilicate-tourmaline Tuy nhiên, các khoáng này rất bền, ít bị phong hóa nên B cung cấp từ nguồn này không đáng kể Bo tồn tại ở các dạng: B trong dung dịch đất; B hấp phụ; B hữu cơ và B trong các hợp chất khoáng Luôn luôn có sự chuyển hóa giữa các dạng B trong đất Axit boric (H3BO3) chiếm ưu thế khi pH dung dịch đất từ 5-9 Khi pH > 9,2

H2BO3- có thể tách hydro để chuyển thành H4BO4- Dạng Bo cây hút (axit boric hay ion borat) có thể di chuyển từ dung dịch đất đến bề mặt lông hút của rễ B trong dung dịch đất có thể xác định được thông qua biện pháp phân tích đất

Sự hấp phụ và phóng thích B có tác dụng như bước đệm cho B trong dung dịch, giúp làm giảm B bị rửa trôi B hấp phụ là dạng B chủ yếu ở đất kiềm hay đất

có hàm lượng B cao Điểm hấp phụ B chính là ở các cầu nối Si-O và Al-O trong khoáng sét; trong các cấu trúc amorphour hydroxide; oxide hay hydroxyl Fe, Al Boron có thể thay thế vị trí của Al3+ hay Si4+ trong các khoáng silicate Theo

đó B có thể hấp phụ trên bề mặt các khoáng sét hay chui vào giữa các lớp khoáng Tăng pH, hàm lượng sét hay hữu cơ đều tăng H4BO4- hấp phụ

Các hợp chất hữu cơ có một lượng B hữu dụng đáng kể Lượng B hữu dụng này tăng khi hàm lượng hữu cơ trong đất tăng Boron có khả năng kết hợp các chất hữu cơ mạch ngắn để tạo thành các phức hữu cơ phân tử cao hơn

Phần lớn các loại đất nông nghiệp đều có hàm lượng B tổng số từ 1-467ppm

Ở những vùng có khí hậu ẩm ướt hàm lượng B thấp (0,2-1,5ppm), ngược lại ở vùng khô hạn, bán khô hạn hàm lượng B cao hơn (10-40ppm) B là nguyên tố dễ bị rửa trôi, chính vì thế ở các vùng đất có khí hậu nóng ẩm mưa nhiều hàm lượng B thấp hơn so với đất vùng khô hạn và bán khô hạn Nghèo B nhất là các loại đất chua phát triển trên đá ph n xuất và đất có kết cấu thô, hàm lượng hữu cơ thấp Các loại đất phát tiển trên đá phiến sét thường giàu B tổng số Đất kiềm có B tổng số cao, song đất phát triển trên đá vôi lại nghèo B Những vùng đất mặn thường giàu B

Boron tan trong nước nóng được xem như là hữu dụng với cây trồng B hữu dụng trong đất thường giao động trong khoảng 0,1-0,3ppm Ở những vùng khô hạn,

B hữu dụng có thể cao hơn mức này Cấu tr c đất, loại khoáng sét, pH và chất hữu

cơ trong đất là những yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng B hữu dụng trong đất

Các yếu tố ảnh hưởng đến B hữu dụng trong đất:

Boron hữu dụng giảm khi pH tăng, ngoại trừ trên đất mặn sodic Ảnh hưởng đến B hữu dụng thể hiện rõ khi pH > 6 Đất kiềm thường thiếu B hữu dụng do pH cao Sự giảm B hữu dụng do canxi là nguyên nhân chính vì nó làm tăng B hấp phụ với Al(OH)3 Mức hấp phụ đạt tối đa khi pH = 7 và hạn chế lượng B cây hút Tuy nhiên, canxi không phải luôn làm tăng B hấp phụ và giảm B cây h t Trường hợp

pH cao do Ca, ở đất giàu hữu cơ lại có thể làm tăng độ phân giải hữu cơ, từ đó giải phóng B hữu dụng Ngược lại, đất quá chua (pH < 4) c ng thường nghèo B

Chất hữu cơ trong đất có khả năng giữ B tốt hơn sét Sự hấp phụ B của chất

cao hơn so với lớp đất bên dưới, điều này do hàm lượng chất hữu cơ cao hơn Đất giàu hữu cơ thường có nhiều B hơn đất nghèo hữu cơ Nhiều kết quả nghiên cứu đã chứng tỏ bón phân hữu cơ làm tăng hàm lượng B trong cây

Cấu tr c đất có ảnh hưởng đến hàm lượng B trong đất Đất có cấu tr c thô, đất cát, đất thoát nước tốt thường có hàm lượng B thấp Đất có cấu trúc tốt có khả năng giữ được B tốt trong khi đất cát, nghèo hữu cơ, lượng B rửa trôi lên đến 85% lượng

B bón vào Đất có cấu trúc tốt có thể giữ B một thời gian dài sau khi bón vào bởi B được hấp phụ trên bề mặt các khoáng sét Trên đất có cấu trúc tốt, phân B có hiệu lực kéo dài hơn so với đất có cấu tr c kém Tuy nhiên, trên đất có cấu trúc kém, lượng B cây hút có thể cao hơn so với đất có cấu trúc tốt ở cùng một liều lượng bón Dung tích hấp thụ B của đất phụ thuộc nguồn gốc khoáng sét theo thứ tự: khoáng mica > montmorillonite >kaolinite

Canxi là nguyên tố tương tác mạnh với B Nhu cầu B của cây thấp khi cây thiếu canxi Khi canxi hữu dụng trong đất tăng, nhu cầu B của cây c ng tăng lên Sự

dư thừa Ca2+ ở đất kiềm hay do bón vôi sẽ hạn chế B hữu dụng trong đất Đối với đất giàu B, việc bón vôi có thể khác phục tình trạng dư thừa B gây độc cho cây Tỷ

lệ Ca/B trong cây là một chỉ tiêu quan trọng để chuẩn đoán dinh dưỡng B Nhiều công trình nghiên cứu đã chứng tỏ thiếu B trên lúa mạch khi tỷ lệ Ca/B > 1370/1 và thiếu B ở thuốc lá khi tỷ lệ Ca/B > 1200/1 Đối với cây mía tỷ lệ Ca/B = 20 là tối ưu cho sinh trưởng phát triển và năng suất của mía

Kali là nguyên tố đối kháng với B, nếu bón quá nhiều kali sẽ ức chế cây hút B dẫn đến thiếu hụt B Nhiều kết quả nghiên cứu đã cho thấy tình trạng thiếu B làm giảm năng suất ở cây cọ dầu và cỏ anfalfa là do bón kali quá cao Ngược lại, khi bị ngộ độc B, bón kali với lượng cao có thể làm giảm mức độ ngộ độc B

Thiếu hụt B thường xuất hiện ở những vùng có thời tiết khô và độ ẩm đất thấp

Độ ẩm đất có liên quan đến sự giải phóng B từ chất hữu cơ vào đất và khả năng di chuyển của B về vùng rễ cây trồng Boron là nguyên tố dễ bị rửa trôi nên ở các vùng khô hạn và bán khô hạn thường có hàm lượng B cao hơn đất ở vùng khí hậu

ẩm ướt Mặc dù hàm lượng B trong đất vùng khô hạn có thể cao, song độ ẩm đất thấp sẽ hạn chế khả năng h t B của cây và cây trồng ở vùng này vẫn có chịu chứng thiếu B

Các giống cây trồng khác nhau có sự mẫn cảm khác nhau đối với B Sự khác nhau này là do cấu tạo gen các cây trồng quyết định Các cây trồng thuộc họ ng cốc như l a, ngô có nhu cầu B thấp, trong khi các cây họ đậu như lạc, đậu Hà Lan

và họ thập tự như su lơ có nhu cầu B cao hơn

Đất có thành phần cơ giới nặng có khả năng giữ B tốt hơn nên lượng B cần phải cao hơn so với đất có thành phần cơ giới nhẹ Điều này có nghĩa ngưỡng thiếu

B trên đất nặng phải cao hơn so với trên đất nhẹ

Lượng B hữu dụng tăng lên ở đất chua song lại giảm đi ở đất kiềm Ngay cả

lượng B hữu dụng thấp cây trồng vẫn có thể đủ B nếu là đất chua, song cùng mức B

đó ở đất kiềm lại có thể thiếu B trầm trọng

1.2.2 Vai trò của Mg, Zn, B đối với cây trồng

Vai trò của Magie (Mg): Magie đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành

nên cấu trúc tinh vi của chất sống, là thành phần cấu tạo nên diệp lục tố, giúp các tiểu thể ribosome gắn kết với nhau và giữ khoảng pH thích hợp với hoạt động sinh

lý của cây

Magie thành phần cấu tạo nên pectin và phytin, do đó tham gia vào việc hình thành vách tế bào của cây trồng Ngoài ra, là thành phần xây dựng nên chất hữu cơ (choloropyll là chất giữ vai trò quan trọng trong quang hợp), hàm lượng có trong chloropyll từ 30-80 mg/kg lá tươi Bên cạnh, magie tham gia tích cực trong việc kích thích hoạt độ xúc tác của rất nhiều hệ enzyme quan trọng (acetyl coA-syntetase, pyruvate-photphokinase, adenosine-triphophatase, nucleotidase, glutaminessyntetase, carborxylase, cetohexokinase), đóng vai trò là cầu nối giữa nguyên liệu và enzyme (như tạo nên các liên kết chelat) do đó tăng thêm rõ rệt hoạt tính của enzyme

Hiện tại, đã phát hiện ra trên 80 hệ enzyme chịu ảnh hưởng kích thích của magie Magie ảnh hưởng mạnh mẽ đến các quá trình hình thành và vận chuyển các glucid c ng như quá trình tổng hợp protein, lipip và các chất có hoạt tính sinh lý cao như vitamin A, C Bên cạnh, còn làm tăng hoạt tính của nhiều enzyme hô hấp tham gia vào các quá trình phân chia tế bào, ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp acid nucleic và nucleoproteid Magie thường tập trung nhiều ở cơ quan sinh sản và phôi, tác dụng tạo thế năng oxy hóa khử hạ thấp tạo thuận lợi cho sự ra hoa kết quả của cây trồng

Lượng magie mà cây trồng cần thì không cao, tuy nhiên trên đất cát, xói mòn rửa trôi mạnh và đất hơi chua hàm lượng magie trong đất thấp vì vậy việc bón thêm magie gi p tăng sản lượng c ng như chất lượng nông sản, đặc biệt trên các nhóm

trong quá trình tổng hợp axit nuleic (RNA) và protein, điều chỉnh tăng trưởng c ng như chống dịch bệnh Thiếu Zn, sự tổng hợp ARN giảm do đó ức chế tổng hợp protein trong cây Bên cạnh, kẽm còn tham gia một số phản ứng sinh hóa trong cây, vai trò quan trọng trong quá trình sinh tổng hợp indole acetic acid và tryptophan trong việc hình thành chất tăng trưởng auxin Chồi non của các cây thiếu kẽm có hàm lượng auxin rất thấp, do đó cây cằn cỗi, chậm phát triển Ngoài ảnh hưởng trực tiếp, kẽm còn có tác dụng gián tiếp với cây trồng nhờ tăng cường khả năng sử dụng

lân và đạm của cây

Triệu chứng thiếu sẽ xuất hiện rõ nhất ở lá, chủ yếu trên các lá non đã trưởng thành hoàn toàn và chỉ thể hiện rõ ra bên ngoài khi cây thiếu kẽm nặng Tuy nhiên,

c ng xuất hiện ở các bộ phận khác của cây Thiếu kẽm không chỉ ảnh hưởng đến sự phát triển của cây mà nó còn cản trở sự phát triển của rễ Tình trạng thiếu kẽm có thể làm năng suất cây trồng giảm tới 50% so với đầy đủ kẽm, sự phát triển của cây trồng có thể bị ảnh hưởng làm chất lượng cây trồng giảm

Trên cây bắp nếu thiếu kẽm thì lá sẽ có từ một sọc vàng nhạt đến một dải các

mô màu trắng hoặc vàng với các sọc đỏ tía giữa gân và mép lá, chủ yếu ở phần dưới của lá Khi thiếu nặng, các sọc này lan ra cả bề mặt lá Trong một số trường hợp, các lá non chuyển trắng hoặc vàng, trường hợp này được gọi là “Ngọn trắng”

Trên cây lúa triệu chứng thiếu kẽm thường xuất hiện từ 15-20 ngày sau khi cấy tùy theo giống, điều kiện đất và khí hậu Thiếu kẽm làm sự hồi xanh chậm lại, cây còi cọc, kém nở bụi, cây hơi lùn, lá nhỏ xù ra và thường có sọc màu trắng ở giữa các lá non và giữa lá Xuất hiện các đốm nhỏ rải rác màu vàng nhạt xuất hiện trên các lá già, sau đó phát triển rộng ra hợp lại và trở thành màu xẫm, sau đó trở thành màu đỏ và bị khô đi

Đối với nhóm cây có múi trên cam, chanh xuất hiện lá a vàng không đều giữa các gân lá Các lá non trở nên ngắn và hẹp, sự hình thành nụ hoa và quả sẽ giảm mạnh, các đỉnh sinh trưởng ở đầu cành bị teo và khô dần đi Trong những trường hợp thiếu kẽm ở mức nhẹ đến vừa phải, năng suất cây trồng có thể giảm đến 20% hoặc hơn tùy cây trồng

Vai trò của Boron (B): Boron là nguyên tố vi lượng rất quan trọng với cây

trồng, ảnh hưởng đến hoạt động của một số enzyme, có khả năng tạo phức với các hợp chất polyhydroxy khác nhau Nhiều công trình nghiên cứu cho 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 Ngoài ra, Boron còn làm tăng khả năng thấm ở màng tế bào, làm cho thành tế bào vững chắc

và việc vận chuyển hydratcarbon được dễ dàng, có liên quan đến quá trình tổng hợp

protein, lignin, thiết yếu đối với sự phân chia tế bào, ảnh hưởng đến sự hấp thu và

sử dụng canxi của cây, gi p điều chỉnh tỉ lệ K/Ca và th c đẩy sự vận chuyển lân

trong cây

Boron là nguyên tố ít di động nên chịu chứng thiếu B thường xuất hiện ở các

bộ phận non của cây Ban đầu đỉnh sinh trưởng chùn lại, dần chết khô, các lá non thường bị biến dạng, gấp nếp và mỏng với màu xanh nhạt đến mất màu trên bề mặt

lá thường có những đốm nhỏ màu vàng trắng Thiếu B là nguyên nhân dẫn đến hoa kém phát triển, sức sống của hạt phấn kém, tỷ lệ đậu quả kém, tầng rời ở cuốn và quả không phát triển đầy đủ nên quả non dễ bị rụng Ngoài ra, thiếu B làm sự phát triển của rễ bị ảnh hưởng, các rễ cây nhỏ, mỏng, đầu rễ thường bị chết hoại

Ở cây lúa thiếu B làm giảm chiều cao cây, đầu lá dần bạc trắng và cuộn lại, có thể làm chết các đỉnh sinh trưởng, bông nhỏ, số gié và số hạt trên bông ít

Đối với ngô, thiếu B làm cây thấp, khả năng trổ cờ kém, bắp và hạt nhỏ, lõi lớn, số hạt trên bắp ít Ở cây bông, hoa rụng nhiều, xuất hiện các vết nứt gãy, mất màu trên nụ, quả chín không hoàn toàn (chín nở nửa quả)

Thiếu B ở các cây có củ xuất hiện bệnh “ruột nâu”, đặc trưng bởi những đốm thẫm màu hoặc nứt n trên phần dày nhất của rễ Ở cây s p lơ, ban đầu bị thối từ cuốn hoa sau lan dần ra cả hoa

Ở cây có múi quả có thể đốm nâu lệch tâm, có vết đen quanh lõi, nước chua

Đa số cây trồng khi hàm lượng B < 15ppm thì thiếu B Tuy nhiên, với cây một lá mầm có thể ngưỡng này thấp hơn, cây đủ B khi đạt 15-100ppm B và ngộ độc B khi hàm lượng B trong cây > 200ppm B

1.2.3 Một số nghiên cứu về trung, vi lượng ở Việt Nam

Nguyên tố vi lượng là nguyên tố có hàm lượng 10-4 đến 10-5 theo trọng lượng chất khô Về mặt số lượng cây trồng có yêu cầu khác nhau, nhưng mỗi nguyên tố điều có vai trò xác định trong đời sống của cây trồng và không thể thay thế lẫn nhau Thiếu nguyên tố vi lượng thì cây mắc bệnh, phát triển không bình thường; nếu thừa thì cây lại bị ngộ độc (Nguyễn Xuân Hiển và ctv, 1997)

Kết quả đánh giá thực trạng kẽm trong đất nông nghiệp của Việt Nam giai đoạn 2002-2007 do Lê Thị Thủy và ctv, 2008 thì hàm lượng kẽm trên 6 nhóm đất