Nghiên cứu hiệu lực trực tiếp và tồn dư của phân vô cơ đa lượng đối với lúa, ngô và cà phê làm căn cứ cân đối cung cầu phân bón ở việt nam

Luận văn là một phần trong đề tài cấp nhà nước ‘Nghiên cứu hiệu lực trực tiếp và hiệu lực tồn dư của phân vô cơ đa lượng đối với lúa, ngô, cà phê làm cơ sơ cân đối cung cầu phân bón Vi

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những số liệu trong luận văn này là trung thực, chưa được sử dụng bảo vệ một học vị nào

Các thông tin cũng như số liệu thu thập khác trong luận văn đều được trích dẫn cụ thể, chính xác từ các tài liệu đã được công bố

Đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, không trùng lặp với các công trình của các tác giả khác

Người viết cam đoan

Nguyễn Thị Tuyết Hương

LỜI CẢM ƠN

Luận văn này được thực hiện tại Trung Tâm nghiên cứu Phân bón và Dinh dưỡng Cây trồng - Viện Thổ nhưỡng Nông hóa

Luận văn là một phần trong đề tài cấp nhà nước ‘Nghiên cứu hiệu lực trực

tiếp và hiệu lực tồn dư của phân vô cơ đa lượng đối với lúa, ngô, cà phê làm cơ

sơ cân đối cung cầu phân bón Việt Nam’ được thực hiện từ năm 2011-2015 Số

liệu sử dụng trong luận văn đã được ban chủ nhiệm đề tài đồng ý cho sử dụng

Để hoàn thành được luận văn này tôi đã nhận được rất nhiều sự động viên, giúp đỡ của các cá nhân và tập thể

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Văn Bộ

đã hướng dẫn tôi thực hiện nghiên cứu này

Học viên xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến TS Cao Kỳ Sơn, Trung tâm Nghiên cứu Phân bón và dinh dưỡng cây trồng, người đã giúp tôi hoàn thành luận văn của mình

Học viên bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo, những người đã giúp tôi có những kiến thức bổ trợ, vô cùng bổ ích trong những năm học vừa qua Học viên cám ơn Ban Giám Đốc, Ban Đào tạo sau đại học, Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập

Cuối cùng tôi xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè, những người đã luôn bên tôi, động viên và khuyến khích tôi trong quá trình học tập cũng như thực hiện nghiên cứu của mình

Hà Nội, ngày 18 tháng 10 năm 2015

Học viên

Nguyễn Thị Tuyết Hương

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU viii

DANH MỤC HÌNH ix

MỞ ĐẦU 1

1.Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

2.1 Mục tiêu tổng quát 2

2.2 Mục tiêu cụ thể 3

2.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Nghiên cứu về kali trong đất 4

1.1.1 Nguồn gốc kali 4

1.1.2 Hàm lượng kali trong đất 4

1.1.3 Các dạng kali trong đất 4

1.2 Cơ chế cung cấp kali cho cây 7

1.2.1 Dòng chảy tự do 7

1.2.2 Khuyếch tán 7

1.3 Vai trò của kali đối với cây trồng 8

1.3.1 Chức năng của kali đối với cây trồng 8

1.3.2 Vai trò của kali trong quang hợp và điều hoà hoạt động của khí khổng .8

1.3.3 Ảnh hưởng kali đến khả năng chống chịu 9

1.3.4 Ảnh hưởng của kali đến năng suất và chất lượng nông sản 10

1.4 Mối quan hệ giữa kali và các nguyên tố dinh dưỡng khác 11

1.4.1 Mối quan hệ đạm – kali 11

1.4.2 Mối quan hệ kali – phân chuồng 12

1.5 Nghiên cứu dinh dưỡng kali với cây lúa 13

1.5.1 Đặc điểm dinh dưỡng kali của cây lúa 13

1.5.2 Liều lượng bón phân kali 13

1.5.3 Hiệu lực bón phân kali 15

1.5.4 Phân bón với lúa lai 16

1.5.5 Phân kali với lúa lai 17

1.6 Đất trồng lúa Nam Định 20

1.7 Sản xuất lúa lai tại Việt Nam 24

CHƯƠNG II NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

2.1 Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu 27

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 27

2.1.2 Địa điểm nghiên cứu 27

2.1.3 Thời gian nghiên cứu 27

2.2 Phạm vi nghiên cứu 27

2.3 Nội dung nghiên cứu 27

2.4 Phương pháp nghiên cứu 27

2.4.1 Điều tra 28

2.4.2 Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng 28

2.4.3 Chỉ tiêu theo dõi và phân tích 29

2.4.4 Phương pháp phân tích 29

2.4.5 Phương pháp xử lý và đánh giá số liệu 29

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội 30

3.1.1 Điều kiện tự nhiên 30

3.1.2 Kinh tế - xã hội 31

3.2 Tình hình sản xuất nông nghiệp tỉnh Nam Định 32

3.2.1 Diện tích, năng suất, sản lượng một số cây trồng chính 32

3.2.2 Lượng phân bón sử dụng 33

3.3 Sản xuất lúa lai tại tỉnh Nam Định 34

3.4 Sử dụng phân bón cho lúa lai 37

3.5 Kết quả thí nghiệm đồng ruộng về hiệu lực trực tiếp, tồn dư và cộng dồn phân kali với lúa lai 38

3.5.1 Đặc điểm của đất vùng thí nghiệm 38

3.5.2 Hiệu lực trực tiếp của lúa lai trên đất phù sa sông Hồng 39

3.5.3 Hiệu lực tồn dư với lúa lai trên đất phù sa sông Hồng 41

3.5.4 Hiệu lực kali cộng dồn với lúa lai trên đất phù sa sông Hồng 44

3.5.5 Lượng hút và hiệu suất sử dụng kali của cây lúa 47

3.5.6 Hiệu quả kinh tế sử dụng phân kali trong thí nghiệm 50

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

PHỤ LỤC 60

DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU

Sơ đồ 1 : Hệ cân bằng K trong đất: 5

Bảng 1.1: Lượng hút dinh dưỡng của lúa lai trong các thời kỳ sinh trưởng 18

Bảng 1.2: Hàm lượng chất dinh dưỡng trong cây lúa lai ở các thời kỳ sinh trưởng (%) 19

Bảng 1.3: Lượng hút chất dinh dưỡng của lúa lai ở các thời kỳ (kg/ha/ngày) 19

Bảng 1.4 Tỷ lệ vận chuyển N, P, K về hạt của lúa lai thời kỳ chín (%) 20

Bảng 1.5: Tài nguyên đất tỉnh Nam Định 21

Bảng 1.6: Tài nguyên đất huyện Hải Hậu 22

Bảng 1.7 Diện tích và năng suất lúa lai Việt Nam 2001 - 2013 24

Bảng 1.8: Diện tích, năng suất, sản lượng lúa lai năm 2015 24

Bảng 3.2: Lượng phân bón sử dụng ở tỉnh Nam Định năm 2011 33

Bảng 3.4 Diện tích lúa lai tại huyện Hải Hậu và Vụ Bảnnăm 2011 (ha) 35

Bảng 3.5: Năng suất lúa lai năm 2011 ở Hải Hậu và Vụ Bản (tạ/ha) 37

Bảng 3.6:Tính chất đất trước thí nghiệm 38

Bảng 3.7: Hiệu lực trực tiếp của phân kali với lúa lai 39

Bảng 3.9 Hiệu lực tồn dư phân kali 2 vụ 42

Bảng 3.10 Hiệu lực tồn dư phân kali 3 vụ 43

Bảng 3.11: Năng suất và bội thu năng suất cộng dồn của lúa lai 2011-2012 44

Bảng 3.12 Hiệu quả sử dụng phân kali theo thời gian với lúa lai 45

Bảng 3.13 So sánh tương đối bội thu và hiệu suất kali với lúa 46

Bảng 3.14: Hàm lượng K 2 O (%) trong rơm rạ, thóc 48

Bảng 3.15: Sự hấp thu trực tiếp của phân kali trên đất phù sa sông Hồng tại Nam Định 48

Bảng 3.17: Hiệu quả kinh tế sử dụng phân kali bón 4 vụ 51

Bảng 3.18:So sánh hiệu quả kinh tế giữa các mức bón kali 51

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1: Hiệu suất sử dụng phân kali trên đất phù sa sông Hồng 40 Hình 3.2: Hiệu quả kinh tế của các mức bón kali trong 4 vụ 52

MỞ ĐẦU

1.Tính cấp thiết của đề tài

Theo Nguyễn Văn Bộ (2013) cho thấy lượng phân hóa học sử dụng tăng rất nhanh và năm 2011 thế giới tiêu thụ trên 176 triệu tấn N+P2O5 + K2O Còn tại Việt Nam, theo dự báo của Bộ Nông nghiệp và PTNT (www.phanbonmiennam.vn), năm 2015 kinh tế Việt Nam đang được hồi phục, diện tích nhiều loại cây trồng được mở rộng kéo theo nhu cầu phân bón trong nước cao hơn Ước tính, tổng cầu phân bón năm 2015 đạt trên 10,3 triệu tấn trong đó, urê 2 triệu tấn, kali 950.000 tấn, DAP 900.000 tấn, SA 850.000 tấn, NPK 3.800 tấn

Khi nghiên cứu về hiệu lực kali đối với một số cây trồng các nhà khoa học đã chỉ ra rằng hiệu lực của kali thể hiện rất khác nhau tùy theo từng loại đất, cây trồng và mùa vụ của từng vùng, hiệu lực kali cao nhất thường thấy trên đất có thành phần cơ giới nhẹ như đất xám bạc màu, đất cát biển, hay đất phát triển trên đá mẹ nghèo kali như đất đỏ bazan Với cây trồng, kali có hiệu lực đặc biệt cao đối với cây lấy tinh bột như sắn, khoai tây, khoai lang, ngô, lúa; hay cây lấy đường như mía, củ cải đường, cây lấy hạt như ngô hiệu lực kali đạt tương đối cao, năng suất tăng từ 23-36% Hiệu lực kali với lúa trung bình đạt từ 15-20 kg hạt/kg K2O, đối với lúa vùng đồng bằng sông Cửu Long hiệu lực kali trung bình đạt 4,6-5,5 kg thóc/kg K2O

Theo nhiều tài liệu, nhìn chung hiệu suất sử dụng phân bón tại Việt Nam chỉ đạt trung bình 45-50% với phân đạm, 25-30% với phân lân, 60% với phân kali Có rất nhiều nguyên nhân dẫn tới sử dụng phân bón kém hiệu quả như địa hình, đất đai, khí hậu không thuận lợi, bón phân không cân đối, công nghệ sản xuất lạc hậu, tư duy nặng về số lượng, không tuân thủ theo nguyên tắc bón phân “4 đúng” … (Nguyễn Văn Bộ, 2014)

Đất phù sa là nhóm đất giàu kali, do vậy nhiều nghiên cứu cho thấy hiệu lực kali không cao Tuy nhiên, với việc tăng hệ số sử dụng đất, sử dụng giống lai và giống năng suất cao làm cho nhu cầu kali cao hơn Ngoài ra, có một nguyên nhân khác làm cho hiệu lực kali cao hơn là do chúng ta không trả lại phế phụ phẩm, ít sử dụng phân chuồng đã làm mất đi một nguồn kali lớn

Do nhiều nguyên nhân khác nhau, phân kali mới chỉ được nghiên cứu hiệu lực trực tiếp, một phần kali bị giữ lại trong keo đất và giải phóng cho cây trồng vụ sau (hiệu lực tồn dư) chưa được nghiên cứu và tính toán Vì vậy, trong hầu hết các bài toán cân bằng dinh dưỡng, chúng ta chưa có cơ sở để tính đúng, tính đủ lượng kali bón cho cây trồng, dẫn đến bón lãng phí Với nhiều loại cây trồng chúng ta đang khuyến cáo dựa trên nghiên cứu 1 vụ, do vậy không chính xác, gây ra lãng phí phân bón nói chung và kali nói riêng mà kali chúng ta phải nhập khẩu 100% với kim ngạch gần nửa tỉ USD hàng năm Xuất phát từ yêu cầu xác định được hiệu lực trực tiếp và tồn dư của phân kali bón cho lúa để xây dựng công thức bón phân hợp lý và hiệu quả,

học viên đã chọn đề tài : Nghiên cứu hiệu lực trực tiếp và tồn dư của phân kali đến sinh trưởng, phát triển của lúa lai trên đất phù sa sông Hồng tại Nam Định Đây là một nhánh của đề tài độc lập cấp Nhà nước giai đoạn 2011-

2015 do Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam chủ trì: “Nghiên cứu hiệu lực trực tiếp và tồn dư của phân vô cơ đa lượng đối với lúa, ngô và

cà phê làm căn cứ cân đối cung cầu phân bón ở Việt Nam”

2 Mục tiêu của đề tài

2.1 Mục tiêu tổng quát

Xác định được hiệu lực trực tiếp, hiệu lực tồn dư và hiệu lực cộng dồn của phân Kali làm cơ sở xác định liều lượng phân bón thích hợp cho cây lúa lai trên đất phù sa Đồng bằng sông Hồng

2.3 Ý nghĩa khoa họcvà thực tiễn của luận văn

Đưa ra căn cứ khoa học để đề xuất liều lượng phân kali bón thích hợp cho lúa lai trên đất phù sa sông Hồng, góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón nói chung và phân kali nói riêng

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Nghiên cứu về kali trong đất

1.1.1 Nguồn gốc kali

Kali là một trong các thành phần cơ bản của vỏ trái đất Hiện nay người ta phát hiện 200 khoáng vật nguyên sinh và thứ sinh chứa kali (Oniani, 1981) Các khoáng chứa kali như feldspar: K(Al2Si3O8) (7,5-12,8%); mica trắng: KAl2(Si3AlO10)(OH,F)2, (6,5-9%); mica đen:K(Fe, Mg)3(Si3AlO10)(OH,F)2, (5-7,5%), hoặc các khoáng thứ sinh như hiđromica sinh ra do các loại mica ngậm nước như hydromuscovit (illit): KAl2[(Si,Al)4O10(OH,F)2.nH2O; Hydrobiotit: K(Fe,Mg)3[(Al,Si)4O10](OH)2.nH2O Dưới tác động của H2O và CO2 các ion kiềm và kiềm thổ trong khoáng bị ion H+ của nước chiếm chỗ trong mạng lưới tinh thể do đó tách ra dưới dạng hòa tan (quá trình sét hóa) Muối K2CO3 được tạo ra dễ hòa tan trong dung dịch đất nên ion K+ bị hấp phụ trên bề mặt keo đất, khiến cho cây trồng có thể sử dụng được

1.1.2 Hàm lượng kali trong đất

Hàm lượng Kali trong đất dao động từ 0,5-3,0% K2O, trung bình là

1,2% K và phụ thuộc vào chủng loại đất (S.L Tisdal và W.l.Nelson, 1975) Theo Mutscher (1995) hàm lượng K.t.s trong đất có thể dao động dưới 0,1% đến trên 4% K2O Cao Tiến Nhuận (1979) cho rằng K.t.s trong đất Việt Nam dao động từ 0,2 – 3,0 % K2O

1.1.3 Các dạng kali trong đất

P.W Arnold (1961) phân chia Kali trong đất thành bốn dạng: (1) K hoà tan trong nước, (2) K dễ trao đổi, (3) K khó trao đổi, (4) K không trao đổi Trong khi đó, В.У Пчелкин (1966) lại cho rằng,K trong đất có thể chia thành sáu dạng: (1) K hoà tan trong nước, (2) K trao đổi, (3) K khó trao đổi, (4) K không trao đổi, (5) K trong cấu trúc silicat không hoà tan và (6) K hữu cơ

trong đất (dẫn theo Nguyễn Văn Chiến, 2003)

E.O Mc Lean (1978) cũng phân chia K trong đất thành bốn dạng, phụ thuộc vào mức độ dễ tiêu đối với cây trồng: (1) K khoáng (K trong cấu trúc), dao động từ 5.000- 25.000 ppm, trung bình 95,4%, (2) K không trao đổi (K cố định hay K khó tiêu) dao dộng từ 50- 750 ppm, trung bình 2,54%, (3) K trao đổi dao dộng từ 40 - 600 ppm, chiếm trung bình 2,03% và (4) K dung dịch dao động từ 1-10 ppm, trung bình 0,03% tổng lượng kali trong đất

S.L Tisdal, W.l Nelson (1975) chia K trong đất thành ba dạng: (1) Kali hữu hiệu trực tiếp (readily available K) 0,1-2 %, (2) Kali hữu hiệu chậm (slowly available) 1- 10 % và (3) Kali không hữu hiệu tương đối (relatively unavailable) chiếm 90- 98 % tổng lượng kali

Như vậy, Kali trong đất sẽ được chia thành bốn dạng là: (1) Kali hoà tan, (2) Kali trao đổi, (3) Kali không trao đổi và (4) Kali khoáng, như cách

phân chia của E.O Mc Lean (1978) Phương pháp phân chia này là thích hợp

vì nó không những phản ánh được khả năng cung cấp Kali của các dạng Kali trong đất cho cây trồng tương đối rành mạch, mà về góc độ hoá lý, sự phân định ranh giới giữa các dạng cũng rõ ràng

Theo E.O Mc Lean (1978) sự phân chia và mối quan hệ giữa các dạng K trong đất có thể được đơn giản hoá theo sơ đồ 1

Sơ đồ 1 : Hệ cân bằng K trong đất:

1.1.3.1 Kali khoáng hay kali cấu trúc

Kali cấu trúc là thành phần của feldspar, mica và các dẫn xuất của chúng, được giữ bằng liên kết cộng hóa trị trong cấu trúc tinh thể Hàm lượng Kali cấu trúc thường lớn hơn rất nhiều so với Kali không trao đổi (H Mutscher, 1996)

Kali cấu trúc của feldspar và các khoáng vật khác thuộc nhóm này được giải phóng khi mạng lưới tinh thể silicat bị phá vỡ do phong hóa Mức

độ phong hóa, tốc độ giải phóng K của chúng rất khác nhau

1.1.3.2 Kali không trao đổi

Kali không trao đổi là phần K bị giữ giữa các lớp của các khoáng vật nguyên sinh feldspar (microline và orthoclase), mica (phlogopite, muscovite, biotite) và khoáng thứ sinh (thuộc họ illite) được hình thành do sự biến đổi từ mica Kali không trao đổi khác với K khoáng ở chỗ nó không liên kết cộng hóa trị trong cấu trúc tinh thể của khoáng sét mà được giữ giữa các lớp tứ diện liền nhau của các loại khoáng sét có hai hoặc ba lớp tứ diện như mica, illite, vermiculite, chlorite, khoáng sét trung gian và các hạt sét có kích cỡ nhỏ (C.I Rich, 1972, D.L Spark và P.M Huang, 1985)

1.1.3.3 Kali trao đổi

Kali trao đổi được giữ trên bề mặt của keo đất mang điện tích âm như khoáng sét, chất hữu cơ và các sesquioxit bởi lực hút tĩnh điện Trong đất có thành phần cơ giới là limôn và sét, hầu hết K ở dạng hấp phụ được liên kết trên bề mặt khoáng sét (H Mutscher, 1996) Thông thường dạng K này chiếm

1.1.3.4 Kali hòa tan

Kali hòa tan trong đất nằm ngoài ảnh hưởng của điện trường bề mặt các hạt tích điện và là nguồn dinh dưỡng K trực tiếp cho cây Tuy nhiên việc xác định K hòa tan ít có ý nghĩa vì Kali hòa tan rất biến động do sự trao đổi ion xảy ra rất nhanh trong cân bằng K-hòa tan ↔ K-trao đổi Mọi sự thay đổi của độ ẩm, nồng độ các chất hòa tan trong nước (phân bón, hoạt động sinh học, rửa trôi ) đều gây ra sự thay đổi nồng độ Kali hòa tan, hơn nữa hàm lượng của nó trong đất lại không đáng kể, trung bình là 4 ppm (H Mutscher, 1996)

1.2 Cơ chế cung cấp kali cho cây

Chỉ một phần nhỏ K cây hút thông qua cơ chế trao đổi ion trực tiếp giữa rễ cây và đất, tỷ lệ này chiếm khoảng 6-10% tổng lượng K trong cây Vì thế, vận chuyển K từ những vị trí trong đất đến rễ đóng vai trò rất quan trọng trong dinh dưỡng K của cây trồng Sự vận chuyển này thông qua quá trình dòng chảy tự do

và khuyếch tán xảy ra trong dung dịch đất (P.B Tinker, 1978)

1.2.1 Dòng chảy tự do

Dòng chảy tự do là sự vận chuyển dinh dưỡng qua các khe hở của đất bằng dòng nước đối lưu đến rễ cây Mức độ vận chuyển dinh dưỡng phụ thuộc vào mức độ tiêu thụ nước của cây và nồng độ dinh dưỡng K trong dung dịch Lượng dinh dưỡng vận chuyển thông qua dòng chảy tự do đến với cây tương đối thấp, được tính toán dựa trên lượng nước cây sử dụng và hàm lượng

K trung bình (S A Barber et al; 1963, S A Barber, 1984)

1.2.2 Khuyếch tán

Khuyếch tán là sự vận chuyển K do sự chênh lệch nồng độ từ vùng có nồng độ K cao đến vùng có nồng độ thấp, là cơ chế cung cấp K chủ yếu cho

rễ cây Tốc độ của quá trình này chậm hơn so với quá trình dòng chảy tự do

và chỉ xẩy ra trong khoảng cách rất ngắn, khoảng 3- 4 mm xung quanh rễ

Quá trình này xảy ra trong các lớp màng ẩm mỏng bao quanh các hạt đất và khuyếch tán K có thể cung cấp khoảng 88-96 % K có mặt trong rễ (S.A Barber, 1961)

Vì khuyếch tán đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp K cho cây trồng, nên các yếu tố ảnh hưởng đến khuyếch tán cũng ảnh hưởng đến khả năng cung cấp K cho cây Lượng K khuyếch tán đến bộ rễ phụ thuộc vào chênh lệch nồng độ K, tốc độ khuyếch tán và diện tích bề mặt của rễ Sự chênh lệch nồng độ phụ thuộc vào hàm lượng K có trong dung dịch đất và sự

hạ thấp nồng độ K ở vùng bao quanh rễ do sự hấp thu chủ động của rễ cây

1.3 Vai trò của kali đối với cây trồng

1.3.1 Chức năng của kali đối với cây trồng

Kali có vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống cây trồng, tham gia vào hầu hết các quá trình sinh lý, hoá sinh quan trọng như quang hợp, vận chuyển sản phẩm quang hợp, hoạt hoá 60 loại enzim, điều chỉnh các hoạt động của khí khổng, đảm bảo hoạt động bình thường quá trình hấp thu dinh dưỡng và nước (PPIC, 1995) Vì vậy, K là một trong 3 nguyên tố (N, P, K) được gọi là “thức ăn chính của thực vật” (Đào Thế Tuấn, 1970)

1.3.2 Vai trò của kali trong quang hợp và điều hoà hoạt động của khí khổng

Kali đóng vai trò quan trọng đối với quá trình quang hợp và hoạt hóa enzim, hai quá trình then chốt ảnh hưởng đến phát triển và năng suất thực vật

K làm tăng tốc độ dòng chảy của dung dịch và các sản phẩm quang hợp trong cây, qua đó thúc đẩy sự tích luỹ các hợp chất này trong các cơ quan như hạt,

củ và quả (K Mengel và M.Viro, 1974, dẫn theo Nguyễn Văn Chiến, 2003) Một chức năng cơ bản khác của Kali là điều hoà sự xâm nhập của CO2

vào cây thông qua điều tiết quá trình đóng mở của khí khổng Những tế bào kèm ở cả hai bên của khí khổng tích luỹ một lượng lớn K, khi được cung cấp đầy đủ K, các khí khổng mở Trong những cây được cung cấp dinh dưỡng K

đầy đủ thì số lượng và kích thước khí khổng trên một Đơn vị diện tích lá được cải thiện, tạo điều kiện cho việc trao đổi CO2 và O2 của mô lá được dễ dàng

(K Mengel, 1996, dẫn theo Nguyễn Văn Chiến, 2003)

1.3.3 Ảnh hưởng kali đến khả năng chống chịu

- Tăng hiệu quả sử dụng nước: Nhiều nghiên cứu cho thấy nếu cây

được cung cấp một lượng K cao thường cần ít nước hơn để tạo ra một đơn vị sản phẩm (K Mengel và W.W Arnek, 1982)

K làm tăng phát triển của hệ rễ, sự phát triển của hệ rễ càng lớn bao nhiêu thì cây hấp thu nước trong đất càng tốt bấy nhiêu (D.L Alan et al; 1996)

Cũng có nghiên cứu cho rằng, đủ K làm tăng diện tích lá, tăng diện tích che phủ đất, giảm lượng nước bị mất đi do bốc hơi nước trực tiếp từ đất vào không khí thay vì qua cây (Nguyễn Vy, 1993) K còn rút ngắn quá trình sinh trưởng sinh thực nên có thể hạn chế những tác hại do hạn hán gây ra (H Marschner, 1995)

- Khắc phục sự thoáng khí kém của đất: Để đảm bảo sinh trưởng tối ưu,

rễ thực vật cần một tỷ lệ thích hợp giữa các pha rắn, lỏng và khí trong đất Trừ những cây trồng sống ở điều kiện ngập nước như lúa , với phần lớn thực vật,

tỷ lệ các pha rắn: lỏng: không khí trong đất (theo khối lượng) thích hợp là 50:20:30 Đất bị nén chặt, độ khổng giảm và sự ngập úng làm cho lượng ôxy cung cấp cho rễ bị thiếu sẽ làm giảm khả hấp thu K của rễ vì quá trình hấp thụ

K đòi hỏi sự cung cấp năng lượng từ quá trình hô hấp của rễ Trong trường hợp này, tăng cường bổ sung K cho cây sẽ phần nào khắc phục được tình trạng này (K Lawton, 1945)

- Tăng cường khả năng chống chịu nhiệt độ bất thuận: Kali có thể

giúp cây hạn chế được tác hại của cả nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp Một số nghiên cứu cho thấy lượng K xâm nhập vào rễ ở nhiệt độ 15oC chỉ bằng một nửa ở nhiệt độ 29oC (P.C Ching và G.R Barber, 1979)

Ở điều kiện nhiệt độ thấp, sự giải phóng K từ đất thấp dẫn đến nhu cầu

K của các cây trồng cao (G.W Thomas và B.W Hipp, 1968)

Nhiệt độ cao quanh năm ở vùng nhiệt đới làm tăng tốc độ giải phóng K

từ các dạng khoáng Nhưng nếu nhiệt độ cao kết hợp với mưa nhiều, sự mất mát do rửa trôi, xói mòn sẽ làm cạn kiệt K trong đất nhanh hơn vùng ôn đới (E Mutert, 1995) Trong một giới hạn nhất định, sự hấp thụ K tăng khi nhiệt độ tăng, song nhiệt độ quá cao sẽ có hại do năng lượng bị mất qua hô hấp quá lớn (U Kafkafi, 1990) Như vậy, có thể giảm mức độ thiệt hại do nhiệt độ thấp hoặc cao bằng cách duy trì hàm lượng K cao trong mô của cây (P.C Ching và S.A Barber, 1979)

- Hạn chế tác hại của gió: Những đợt gió khô, nóng hoặc có vận tốc

cao làm tăng sự thoát hơi nước qua khí khổng, dẫn đến làm tăng nhu cầu K, nên cần phải cung cấp đầy đủ K để điều hoà hoạt động của khí khổng (R.A Fisher, 1971) Để giảm thiệt hại của gió đối với cây cao su, người ta thường bón nhiều K và ít N (PPIC, 1995)

- Khắc phục rối loạn về sinh lý: Ruộng lúa bị ngập nước kéo dài thường

thừa sắt Fe2+ và tích luỹ đáng kể H2S, chất có khả năng ức chế hấp thụ K và gây ngộ độc sắt Bón K có thể khắc phục được tình trạng này (Yoshida, 1985)

- Tăng cường tính chống chịu sâu, bệnh hại: Theo W.J Martens và

D.C Arny (1976) K làm giảm tính mẫn cảm và mức độ nhiễm của nhiều loại bệnh ở một số loại cây trồng

1.3.4 Ảnh hưởng của kali đến năng suất và chất lượng nông sản

Kali là một trong các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng giúp cho cây trồng sinh trưởng và kiến tạo năng suất, nâng cao chất lượng nông sản sau thu hoạch (Trần Đức Toàn, 2010)

K làm tăng năng suất cây trồng theo nhiều cách khác nhau Đối với các cây có hạt, số quả chắc, hạt chắc trên một đơn vị diện tích (ĐVDT), cũng như

số hạt trên trái và trọng lượng của mỗi hạt có thể được cải thiện (PPIC, 1995, Trần Thúc Sơn, 1995, Nguyễn Trọng Thi, Nguyễn Văn Bộ, 1999) Đối với ngô, bón K hợp lý làm giảm số cây không bắp, đặc biệt trong điều kiện mật độ cây cao và đất thiếu kali (F Dauphin, 1985) Với lúa, thiếu K làm giảm số dảnh hữu hiệu và số hạt trên bông (Nguyễn Như Hà, 1999) Đối với cây có củ, K làm tăng kích thước, tỷ lệ rễ có củ là các yếu tố cấu thành năng suất quan trọng (PPIC, 1995)

K được xem là “yếu tố chất lượng” nông sản (Nguyễn Vy, 1993), nhiều loại cây trồng, các tác giả (Trần Thúc Sơn, 1995, Đỗ Đình Thuận, 1995, Nguyễn Như Hà, 1999, Nguyễn Trọng Thi, Nguyễn Văn Bộ, 1999) cho thấy ảnh hưởng có lợi của K về mặt chất lượng nông sản được thể hiện ở những khía cạnh như: nâng cao hiệu quả sử dụng, chuyển hoá N và làm tăng hàm lượng protein; tăng kích thước của hạt, quả và củ; tăng hàm lượng đường trong dịch quả và mía, hàm lượng dầu trong hạt, hàm lượng vitamin C trong quả, hàm luợng tinh bột; giảm tỷ lệ xơ trong củ và cây rau, hàm lượng nitrat trong rau; nâng cao chất lượng một số sản phẩm tiêu thụ đặc biệt như tăng đường và nhựa thơm trong lá thuốc lá, hàm lượng tannin, chất hoà tan và cải thiện hương vị thơm của chè; tăng sự đồng đều và tăng nhanh độ chín của quả, rau và các cây trồng khác; hình dáng hạt, củ và mầu sắc của quả được cải thiện nâng cao giá trị thương phẩm; chống vết thâm trên quả, giảm tỷ lệ dập nát khi vận chuyển và tồn trữ, kéo dài thời gian bảo quản; tăng độ bền, dài, mịn của sợi bông vải

1.4 Mối quan hệ giữa kali và các nguyên tố dinh dưỡng khác

1.4.1 Mối quan hệ đạm – kali

Mối quan hệ N–K là mối quan hệ đặc biệt và có tác động qua lại mật thiết với nhau Sử dụng kali như là yếu tố chủ yếu để điều chỉnh dinh dưỡng đạm cho cây trồng

Bội thu do bón đạm và lân trên đất phù sa cho bội thu tới 43 kg/sào, trong khi trên đất bạc màu cũng bón như vậy chỉ cho bội thu 4 kg/sào Nguyên nhân ở đây là, đất phù sa giàu kali, cây trồng khi đã đủ đạm và lân có thể tự cân đối cho mình nhu cầu về nguyên tố này từ trong đất, nên dù có bón thêm kali bội thu cũng không lớn Ngược lại, trên đất bạc màu, dữ trữ kali trong đất ít, nếu không có nguồn cung cấp kali từ phân bón thì cây trồng không thể sử dụng được phân đạm dẫn đến năng suất hầu như không tăng Trên các loại đất giàu kali như đất phù sa sông Hồng, phù sa sông Thái Bình, phù sa sông Cửu Long thì hiệu suất kali chỉ đạt 1-2,5 kg thóc/kg KCl, trong khi đó trên đất bạc màu và đất cát biển trị số này có thể đạt 5-7 kg thóc/kg KCl Chính vì vậy, trên đất nghèo kali cân đối N–K có ý nghĩa rất quan trọng Với các loại đất này, hiệu lực phân đạm có thể tăng gấp 2 lần khi có bón kali (Nguyễn Văn Bộ, 2001)

Theo Nguyễn Văn Bộ (2013), vai trò cân đối N–K càng lớn khi lượng đạm sử dụng càng cao, đặc biệt trên những đất nghèo kali Trên đất phù sa, nếu lượng đạm bón dưới 120 kg N/ha và có sử dụng 10 tấn phân chuồng thì bón kali không cho hiệu quả, song nếu lượng đạm bón tăng lên trên 150 kg N/ha thì nhất thiết cần bón kali Trên đất bạc màu, không có kali chỉ nên bón tối đa 90-120 kg N/ha Không bón kali hệ số sử dụng đạm chỉ đạt 15-30%, trong khi

có bón kali hệ số này tăng lên đến 39-49% Như vậy, năng suất tăng không hẳn

là do kali mà kali đã điều chỉnh dinh dưỡng đạm, làm cây hút được nhiều đạm

và các chất dinh dưỡng khác

1.4.2 Mối quan hệ kali – phân chuồng

Phân chuồng chứa một lượng kali đáng kể (3-4 kg K2O/tấn) và do kali không tham gia vào cấu trúc mô tế bào thực vật nên khả năng giải phóng kali cho cây trồng là rất dễ dàng Các thí nghiệm mô hình trong nhà lưới chứng minh rằng chỉ trong 3 tháng là cây lúa có thể hút gần như toàn bộ lượng kali

từ phân chuồng Vì vậy, mức bón thông thýờng 10 tấn/ha cho phép cung cấp 30-40 kg K2O và cùng với lượng kali cây trồng hút từ đất có thể đáp ứng phần lớn nhu cầu về nguyên tố này cho cây trồng trên đất giàu kali (Nguyễn Văn

Bộ và cộng sự, 1996)

1.5 Nghiên cứu dinh dưỡng kali với cây lúa

1.5.1 Đặc điểm dinh dưỡng kali của cây lúa

Thời gian lúa hút kali dài hơn hút đạm và lân, tận cuối thời gian sinh trưởng cây lúa vẫn cần kali Nhu cầu kali của cây lúa rõ nhất ở thời kỳ đẻ nhánh và làm đòng, tuy nhiên cần nhiều nhất từ cuối đẻ nhánh đến trỗ Số kali cây hút khoảng 20% vận chuyển về bông, số còn lại nằm trong bộ phận khác của cây (Đào Thế Tuấn, 1970)

1.5.2 Liều lượng bón phân kali

Năng suất lúa và lượng kali cây lấy đi có mối tương quan tỷ lệ thuận với nhau (Võ Minh Kha, 1996) Lượng kali cây hút để tạo ra 1 tấn thóc ở các vùng khác nhau trên thế giới dao động trong phạm vi 20-40 kg K2O (Đào Thế Tuấn, 1970) Kết quả nghiên cứu ở nước ta như sau: trên đất phù sa sông Hồng (Đan Phượng – Hà Tây) với giống lúa CR203 dao động 14,2- 21,8 kg

K2O (Trần Thúc Sơn, Đặng Văn Hiến, 1995)

Khi bón phân kali thì tỷ lệ N: K được đánh giá là quan trọng (Đào Thế Tuấn, 1970) Theo các tác giả nước ngoài tỷ lệ này là 1:1 hay 1:2,5 thay đổi tuỳ theo đất (Đinh Dĩnh, 1970 dẫn theo Nguyễn Như Hà, 1999) Theo các tác giả Việt Nam tỷ lệ N:K là 1:0,3 hay 1:0,5 (Bùi Đình Dinh, 1995) Theo Nguyễn Văn Bộ và ctv, 1995 có thể dùng tỷ lệ N:K của cây hút ở công thức cấy chay hoặc chỉ bón phân chuồng để làm cơ sở bón phân cân đối và hợp lý

Khả năng cung cấp K của đất có ảnh hưởng rất lớn đến lượng K bón cho cây trồng Nói chung trên đất nghèo kali lượng K cần bón nhiều hơn so với đất giàu kali Theo Bùi Đình Dinh (1993), mức bón K thích hợp cho lúa

trên đất phù sa sông Hồng là 30-60 kg K2O/ha, còn trên đất xám bạc màu (nghèo kali) là 90-120 kg K2O/ha

Yếu tố dinh dưỡng khác cũng có ảnh hưởng lớn đến lượng phân kali bón Nguyễn Văn Bộ và cộng sự (1999) cho thấy trên đất phù sa sông Hồng nếu bón 10 tấn phân chuồng và 120 N thì hiệu quả của K thấp, nhưng nếu bón đến 150 N thì nhất thiết phải bón K Trong trường hợp này, K đã làm tăng hệ số sử dụng N của cây lúa, không bón K hệ số sử dụng đạm chỉ đạt 15 – 30%, trong khi có bón K hệ số sử dụng này đạt 39 – 49%

Yếu tố thời vụ có ảnh hưởng không nhỏ đến lượng phân K cần bón Vụ đông xuân, nhiệt độ thấp, cường độ ánh sáng kém, khả năng huy động dinh dưỡng K của cây từ đất thấp, cây cần bón nhiều K hơn, ngược lại trong vụ mùa và hè thu, nhiệt độ cao, ánh sáng mạnh, khả năng giải phóng K dễ tiêu trong đất cao nhu cầu bón K cũng giảm (Trần Thúc Sơn, 1999)

Theo Y X Korogodov, 1975 (Dẫn theo Nguyễn Như Hà, năm 1999),

để đạt được năng suất 3-10 tấn/ha tuỳ theo lượng kali có trong đất, lượng phân kali bón trong luân canh cây trồng từ 85-310 kg K2O/ha Theo Viện nghiên cứu lúa quốc tế, khuyến cáo bón kali cho lúa chủ yếu dựa trên năng suất và khả năng cung cấp kali của đất Mùa khô để đạt năng suất 4-8 tấn/ha cần bón 30-150 kg K2O/ha, mùa mưa để đạt năng suất 4-6 tấn/ha cần bón 30-

100 kg K2O/ha

Kết quả thí nghiệm liều lượng kali cho lúa lai và lúa thuần trên đất bạc màu, nhìn chung đối với cả 2 giống lúa, mức bón 150 -210 kg K2O/ha vẫn chưa làm giảm năng suất lúa Tuy nhiên xét về góc độ kinh tế với lúa lai và lúa thuần cũng chỉ nên bón 120 kg K2O/ha (Nguyễn Văn Bộ, Bùi Đình Dinh

và ctv, 1996)

1.5.3 Hiệu lực bón phân kali

Nhiều nghiên cứu cho thấy vai trò của phân kali ngày càng được nâng cao ngay cả trên những đất giàu kali Thí nghiệm nhiều năm trên đất phù sa sông Hồng với các tổ hợp phân bón khác nhau cũng khẳng định nhận xét trên Bón phân kali với liều lượng 60-90 kg K2O/ha trên nền không có hữu cơ làm tăng năng suất lúa 2,3 tạ/ha Trên nền bón phân chuồng 10 tấn/vụ/ha đã làm giảm đáng kể hiệu lực phân kali và trong điều kiện canh tác ngập nước chỉ còn trong phạm vi sai số Trên đất bạc màu nơi có hàm lượng kali tổng số và

dễ tiêu thấp thì hiệu lực kali rất cao và trong nhiều trường hợp cao hơn cả đạm và lân Bội thu do bón phân kali với liều lượng 60-120 kg K2O/ha cho lúa đạt 6,5-11,1 tạ/ha (Nguyễn Văn Bộ, Phạm Văn Ba, Bùi Thị Trâm, 1995)

Nguyễn Trọng Thi và Nguyễn Văn Bộ (1999), nghiên cứu hiệu lực của phân bón kali đối với lúa trên đất phù sa sông Hồng và đất bạc màu cho thấy, trên đất phù sa sông Hồng hiệu lực phân kali thấp kể cả công thức không bón phân chuồng, hiệu suất tương ứng chỉ đạt là 0,8 – 1,0 kg thóc/kg K2O và 2,5 -2,8 kg thóc/kg K2O Trong khi đó trên đất bạc màu, hiệu suất tương ứng là 3,6 kg thóc/kg K2O và 6,2 kg thóc/kg K2O

Theo Trần Thúc Sơn, 1999, hiện nay hiệu lực của phân kali bón cho lúa

và các cây trồng khác đều cao hơn trước Đối với hiệu suất nông học cao nhất trên đất bạc màu: 8,1 – 21,0 kg thóc/kg K2O khi không bón phân chuồng và 0,8-2,0 kg thóc/kg K2O khi kết hợp với phân chuồng Trên đất không được bồi hàng năm của hệ thống sông Hồng muốn đạt năng suất lúa xuân 6,5 – 7,0 tấn/ha và lúa mùa 4,5-5,5 tấn/ha trên nền 10 tấn phân chuồng/ha cần bón thêm 30-45 kg K2O/ha trong mối quan hệ N: P2O5: K2O là 1,0 : 0,5: 0,3

Theo Nguyễn Như Hà và Vũ Hữu Yêm (1999), đất phù sa sông Hồng với giống CR 203 ở mức năng suất 3,5 – 4,0 tấn/ha/vụ thì bón phân kali cho lúa không có hiệu quả Để đạt năng suất 5 tấn/ha/vụ cần bón 69-75 kg K2O ở

vụ xuân và 75- 90 kg K2O ở vụ mùa Với năng suất 7 tấn thì cần bón 115-145

kg K2O/ha/vụ xuân và 135- 170 kg K2O/ha/vụ mùa

Các tài liệu đã công bố trong và ngoài nước cũng đã khẳng định lúa lai có phản ứng mạnh với kali Cùng một lượng bón, lúa lai cho bội thu cao hơn giống lúa thuần đối chứng 1,3 tạ/ha với hiệu suất cao hơn từ 1,1- 2,2 kg thóc/kg K2O bón vào (Nguyễn Văn Bộ, Bùi Đình Dinh và ctv, 1995) Bón kali cho lúa lai nhóm Tạp giao trên đất phù sa sông Hồng hiệu suất đạt 4-7 kg thóc/kg K2O, trên đất bạc màu đạt 7-12 kg thóc/kg K2O (Nguyễn Văn Bộ, Bùi Thị Trâm, Nguyễn Văn Ba, 1995) Với một số giống lúa như DT10, N28, U17 cấy trên đất phù sa sông Thái Bình hiệu suất bón kali là 4,5-10 kg thóc/kg

K2O, với CR 203 hiệu suất chỉ đạt 4-6 kg thóc/kg K2O và trên đất dốc tụ (Thái Nguyên), đất xám (Đông Nam Bộ) phản ứng của kali với lúa khá rõ (Đinh Văn Cự, Phạm Đình Phục, Ngô Duy Đáng, Nguyễn Ngọc Ngân, 1994) (dẫn theo Bùi Đình Dinh, 1995)

1.5.4 Phân bón với lúa lai

Vấn đề phân bón cho lúa lai đã được một số tác giả tiến hành nghiên cứu

và công bố Tại Viện Nghiên cứu lúa Hyderabad Ấn Độ, S.V Subbaiah, R.M Kumar, S.P.Sing và các cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của các chất dinh dưỡng và vai trò NPK đối với lúa lai Các thí nghiệm tiến hành từ năm 1996 đến năm 2001 trên nhiều vùng sinh thái khác nhau Kết quả cho thấy với giống lai ProAgro mức sử dụng N vượt quá 150 kg/ha năng suất giảm Với mức bón N: 100, 150 và 200, giống lai đã cho năng suất tương ứng là 13,13; 12,27 và 11,15

Khi bón N và P trên nền kali 50 kg/ha trong 24 điểm nghiên cứu đã xác định mức tối ưu là 120N + 60 kg P2O5/ha Về tương tác giữa N và P, nếu tăng lượng P, thì giảm lượng dùng N (90-120 kg/ha)

Mức bón N và K trên nền P cố định (60 kg P2O5/ha), kết quả cho thấy

cứ tăng 1 kg Kali (KCl hay K2O) hiệu quả tăng 1 kg hạt (mức bón 90K2O kg/ha) Từ hiệu quả ngược lại của công thức bón N cao, có thể thấy tầm quan trọng của Kali trong nền bón N thấp (90N/ha) Tổng hợp kết quả nghiên cứu

của 24 điểm khác nhau, các tác giả đưa ra kết luận mức bón 120 N + 60 P +

40 K là tốt nhất (Hoàng Tuyết Minh, 2002)

Theo Bùi Huy Đáp (1999) với mức năng suất 75 tạ/ha, lúa lai hấp thu ít đạm hơn lúa thuần, hấp thu P2O5 bằng lúa thuần và hấp thu K2O cao hơn lúa thuần 45% Nhiều thí nghiệm đồng ruộng cho thấy, 1 kg N bón cho lúa lai thì thu được 9-18 kg thóc còn lúa thuần chỉ đạt 2-13 kg thóc Lúa lai cũng sử dụng lân có hiệu quả hơn, 1 kg P2O5 cho 10 -12 kg thóc, trong khi lúa thuần chỉ là 6-8 kg thóc Lúa lai cũng sử dụng tốt kali, bón hiệu quả 1 kg K2O cho bội thu 7,5 – 9,5 kg thóc với lúa lai Vì vậy, các tác giả khuyến cáo mức bón cho lúa lai vụ xuân trên đất phù sa sông Hồng có thể bón với mức là 8-10 tấn phân chuồng/ha + 120 – 150kg N + 90-120 kg P2O5 + 40-60 kg K2O Đối với

vụ mùa, trồng lúa lai vẫn giữ liều lượng phân chuồng và phân kali và có thể giảm phân đạm xuống 90-120 kg; phân P2O5 xuống 80-90 kg (Bùi Huy Đáp, 1999) Tất nhiên, các mức khuyến cáo này đã không còn phù hợp trong điều kiện hiện nay

1.5.5 Phân kali với lúa lai

Từ trỗ đến đẻ nhánh, lúa lai hấp thu kali mạnh hơn lúa thường Sau khi trỗ bông lúa thường hấp thu giảm hẳn trong khi lúa lai vẫn hấp thu kali mạnh (670 g K2O/ha/ngày) chiếm 8,7 % tổng lượng hấp thu Kali được sử dụng trong nguyên sinh chất tế bào như một tác nhân kích thích các tác nhân chuyển hóa vật chất vô cơ thành hữu cơ đồng thời thúc đẩy quá trình vận chuyển sản phẩm quang hợp từ lá vào hoa và hạt Sự có mặt của kali thời kỳ sau trỗ ở lúa lai là một ưu thế thúc đẩy quá trình vào mẩy của hạt giúp nâng cao năng suất Trên

cơ sở nghiên cứu này mà trong quá trình bón phân người ta luôn coi trọng yếu

tố kali đối với lúa lai (Nguyễn Công Tạn và cộng sự, 2002)

Trong suốt đời sống của cây lúa lai có thể phân chia lượng hấp thu NPK theo 3 giai đoạn chính là: từ bắt đầu đẻ nhánh đến khi lúa bắt đầu làm đòng, hấp thu khoảng 70% tổng lượng cây cần Từ bắt đầu làm đòng đến trỗ (khoảng 25-30 ngày) hấp thu 10% tổng lượng dinh dưỡng, nếu chia theo giai

đoạn thì giai đoạn này cần ít dinh dưỡng nhất Sau khi trỗ đến chín (khoảng 28-32 ngày) lúa lai còn hấp thu 20% tổng lượng dinh dưỡng, như vậy là cường độ hấp thu gấp 2 lần thời kỳ giữa Lúc này các cơ quan sinh dưỡng đã già nhưng mức đồng hóa vẫn còn cao, đặc biệt là 3 lá cuối cùng vẫn hoạt động quang hợp mạnh, cần bón bổ sung dinh dưỡng hoặc phun qua lá để nâng cao diện tích hấp thu giúp cho quá trình đồng hóa tốt hơn Các chuyên gia kỹ thuật thâm canh lúa lai ở Trung Quốc đã nghiên cứu rất cẩn thận quá trình hấp thu các nguyên tố NPK ở các vụ lúa lai khác nhau trong năm và đưa ra những

số liệu có giá trị tham khảo rất tốt cho các cán bộ chỉ đạo thâm canh lúa lai

(xem bảng 1.1, 1.2, 1.3,1.4) (Nguyễn Công Tạn và cộng sự, 2002)

Bảng 1.1: Lượng hút dinh dưỡng của lúa lai trong các thời kỳ sinh trưởng

Lượng hút (Kg/ha) %

Lượng hút (Kg/ha) %

Lượng hút (Kg/ha) %

% so tổng lượng hút trong suốt quá trình sinh trưởng

Nguồn: Lúa lai ở Việt Nam (2002)

Bảng 1.2: Hàm lượng chất dinh dưỡng trong cây lúa lai ở các thời kỳ

Nguồn: Lúa lai ở Việt Nam (2002)

Bảng 1.3: Lượng hút chất dinh dưỡng của lúa lai ở các thời kỳ (kg/ha/ngày)

Bảng 1.4 Tỷ lệ vận chuyển N, P, K về hạt của lúa lai thời kỳ chín (%)

Tính tỷ lệ vận chuyển về hạt theo công thức sau:

Tỷ lệ vận chuyển (%) = (Lượng vận chuyển tích lũy trong thân lá + trong hạt) – Lượng vận chuyển tích lũy trong thân lá/Lượng vận chuyển tích lũy trong thân lá + trong hạt) x 100

Nguồn: Lúa lai ở Việt Nam (2002)

Theo Nguyễn Văn Bộ và cs (1996), trên đất có hàm lượng kali tổng số cao như đất phù sa sông Hồng lúa lai cũng như lúa thường chỉ phản ứng với kali trên nền không bón phân chuồng và bội thu do Kali đạt 6,7 tạ/ha (với lúa lai), 3,5 tạ/ha (với lúa thuần) trong vụ xuân và tương ứng 3,8 tạ/ha và 2,3 tạ/ha trong vụ mùa Trong khi đó, trên đất nghèo kali như đất bạc màu phân kali có hiệu lực rất cao trên cả nền có cũng như không bón phân chuồng Bội thu do bón kali đạt 8-15 tạ/ha với lúa lai và 6,5-11,2 tạ/ha với lúa thường

1.6 Đất trồng lúa Nam Định

Kết quả phúc tra, chỉnh lý, biên tập, xây dựng bản đồ đất tỷ lệ 1/50.000 (theo

hệ thống phân loại 1976-1984) năm 2003 của Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp cho thấy, tài nguyên đất Nam Định gồm 5 nhóm và 13 loại với diện tích 135.582,2 ha tương đương 82,8% tổng diện tích tự nhiên toàn tỉnh, trong đó đất phù sa chiếm tỷ trọng diện tích lớn nhất (89.584,9 ha bằng 54,7

% DTTN toàn tỉnh); nhóm đất mặn xếp thứ 2 về quy mô diện tích với 41.015,7 ha (25,1 % DTTN toàn tỉnh); còn lại là các nhóm đất khác có diện tích nhỏ

Bảng 1.5: Tài nguyên đất tỉnh Nam Định

Đơn vị tính: Diện tích (ha); Tỷ lệ (%)

8 Ðất phù sa được bồi của hệ thống sông Hồng Phb 3.090,4 2,4

9 Ðất phù sa không được bồi hàng năm, không

có tầng glây và loang lổ của hệ thống s Hồng P

12 Ðất phù sa úng nước mưa mùa hè Pj 1.001,7 0,6

Đất vùng nghiên cứu là đất phù sa không được bồi hàng năm, không có tầng glây và loang lổ của hệ thống sông Hồng diện tích là 49.989,7 ha, chiếm 30,5% diện tích tự nhiên toàn tỉnh

Bảng 1.6: Tài nguyên đất huyện Hải Hậu

Diện tích (ha)

7 Ph Ðất phù sa không được bồi

không có tầng glây và loang

Diện tích không điều tra (đất phi nông nghiệp) 8.623,9 37,67

Nguồn: Tạp chí khoa học đất và phát triển 2013, tập 11, số 4: 532-541

Đất phù sa hệ thống sông Hồng: Đây là nhóm đất có quy mô lớn nhất, với diện tích là 8.976,6ha; chiếm 39,20% diện tích tự nhiên huyện Hải Hậu Đất phù sa được hình thành do kết quả của quá trình lắng đọng phù sa của hệ thống sông Hồng, phân bố trên nhiều dạng địa hình, từ địa hình thấp trũng đến địa hình cao Dựa vào hình thái và tính chất, chia đất phù sa thành 4 loại đất gồm: Đất phù sa được bồi của hệ thống sông Hồng (Phb); đất phù sa không được bồi không có tầng glây và loang lổ của hệ thống sông Hồng (Ph); đất phù sa glây của hệ thống sông Hồng (Phg); đất phù sa có tầng loang lổ của

hệ thống sông Hồng (Phf)

Đất vùng nghiên cứu là đất phù sa không được bồi của hệ thống sông Hồng (Ph): Đây là loại đất có quy mô lớn nhất, với diện tích là 7.687,3ha, chiếm 33,58% DTTN, phân bố ở hầu hết các xã trong huyện, trừ một số xã ven biển Hiện tại trên loại đất này được sử dụng chủ yếu trồng 2 vụ lúa chất lượng cao, ở những chân đất vàn, cao và chủ động nước tưới thường trồng 2 lúa - 1 màu, 1 lúa - 2 màu, lúa - cá, chuyên màu Đất có thành phần cơ giới biến động mạnh, các tầng phía trên có thành phần cơ giới chủ yếu là thịt pha sét và các tầng ở độ sâu trên 90 cm có cơ giới nhẹ hơn, thường từ thịt pha cát đến thịt pha sét và cát Đất có phản từ trung tính đến kiềm yếu, pHH2O từ 6,7 đến 8,1 và pHKCl từ 5,9 đến 7,1 Tổng cation kiềm trao đổi ở mức trung bình đến khá, từ 8,0 đến 14,0 meq/100g đất Dung tích trao đổi cation của đất ở mức trung bình, thường từ 10,0 đến 18,2 meq/100g đất Độ no bazơ cũng đạt

ở mức cao, dao động từ 71 đến 80% Hàm lượng cacbon hữu cơ từ thấp đến cao, OC từ 0,4 đến 2,35% Đạm tổng số ở mức nghèo đến giàu, N từ 0,03 đến 0,23% Lân tổng số và dễ tiêu ở mức nghèo đến giàu, P2O5 từ 0,03 đến 0,16%

và từ 2,0 đến 20,0 mg/100g đất Hàm lượng kali tổng số và dễ tiêu ở mức nghèo đến giàu, K2O từ 0,7 đến 2,5% và từ 6,9 đến 38,5 mg/100g đất

1.7 Sản xuất lúa lai tại Việt Nam

Bảng 1.7 Diện tích và năng suất lúa lai Việt Nam 2001 - 2013

Năm Diện tích, ha Năng suất, tạ/ha NS lúa cả nước, tạ/ha

Bảng 1.8: Diện tích, năng suất, sản lượng lúa lai năm 2015

Vùng Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (tấn)

Bảng 1.7 và 1.8 cho thấy phân bố diện tích lúa lai giai đoạn 2001-2015

và theo vùng sinh thái Có thể nói trong suốt 15 năm gần đây, diện tích lúa lai

cả nước không tăng và dao động xung quanh 600 ngàn ha (khoảng 7,7% diện tích gieo trồng lúa cả nước), trong đó chủ yếu ở Đồng bằng sông Hồng và các tỉnh Bắc Trung Bộ (trên 410 ngàn ha hay 68% diện tích lúa lai cả nước)

Bảng 1.9: Diện tích, năng suất, sản lượng lúa lai vùng Đồng bằng sông

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (tấn)

Diện tích (ha)

Tỷ lệ

% về diện tích

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (tấn)

Năm 2014 ĐBSH 120.139,4 70,4 845.983,3 98.029,8 59,4 582.692,9

CHƯƠNG II NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

- Đất thí nghiệm: Đất phù sa Sông Hồng

- Cây trồng: Cây lúa, giống lúa lai vụ xuân: Dưu 527, vụ mùa: Qu 6

2.1.2 Địa điểm nghiên cứu

Thí nghiệm được tiến hành tại xã Hải Phong, huyện Hải Hậu, Nam Định

2.1.3 Thời gian nghiên cứu

Thời gian thực hiện từ tháng 2 năm 2011 (vụ Xuân) đến tháng 10 (vụ Mùa) năm 2012

2.2 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài là một phần trong hệ thống thí nghiệm đề tài cấp nhà nước

“Nghiên cứu hiệu lực trực tiếp và tồn dư của phân vô cơ đa lượng đối với lúa, ngô, cà phê làm cơ sở cân đối cung cầu phân bón ở Việt Nam” thực

hiện từ năm 2011 – 2015

Trong khuôn khổ của luận văn thạc sỹ, đề tài chỉ giới hạn nghiên cứu hiệu lực và tồn dư của phân kali đối với sinh trưởng, phát triển của cây lúa lai trên đất phù sa sông Hồng

2.3 Nội dung nghiên cứu

2.3.1 Điều tra hiện trạng sản xuất lúa lai tại Nam Định

2.3.2 Xác định lượng hút và hiệu suất sử dụng phân kali

2.3.3 Xác định hiệu lực trực tiếp và hiệu lực tồn dư, cộng dồn của phân kali đối với sinh trưởng, phát triển của lúa lai

2.3.4 Đề xuất liều lượng bón phân hợp lý cho lúa lai, nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng phân kali

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Điều tra

Thu thập tài liệu thứ cấp liên quan từ các cơ quan cấp tỉnh, huyện và

xã Tiến hành điều tra tại 2 huyện: Hải Hậu và Vụ Bản, mỗi huyện 2 xã: Xã Hải Phong và Hải Tân thuộc huyện Hải Hậu; xã Minh Tân và Liên Minh thuộc huyện Vụ Bản Điều tra hộ nông dân: Điều tra ngẫu nhiên mỗi xã 30 hộ

2.4.2 Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng

2.4.2.1 Công thức thí nghiệm:

Xuân 2011

Vụ 2- Mùa 2011

Vụ 3- Xuân 2012

Vụ 4- Mùa 2012

Ghi chú:(0): Hiệu lực trực tiếp của Kali(1): Hiệu lực tồn dư 1 vụ của Kali

(2): Hiệu lực tồn dư 2 vụ của Kali(3): Hiệu lực tồn dư 3 vụ của Kali

2.4.2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm:

Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD), diện tích ô 24m2, 3 lần lặp lại Hệ thống mương đưa nước vào ô và rút nước ra được thiết kế riêng biệt để không bị ảnh hưởng bởi phân bón giữa các ô

Ô thí nghiệm được thiết kế cố định, sau mỗi vụ lượng rơm rạ được đưa

ra khỏi ô Làm đất được tiến hành bằng tay, giữ nguyên bờ ô

2.4.3 Chỉ tiêu theo dõi và phân tích

- Chỉ tiêu theo dõi: Năng suất và hiệu quả kinh tế

- Chỉ tiêu phân tích: Mẫu đất trước thí nghiệm: OM, pHKCl, Nts, P2O5 ts,

K2Ots, P2O5 dt, K2Odt Mẫu cây: rơm rạ, hạt: K2Ots

Phương pháp phân tích mẫu cây: K2O tổng số: 10 TCN 454 : 2001

2.4.5 Phương pháp xử lý và đánh giá số liệu

- Số liệu được xử lý thống kê bằng STASH Đồ thị vẽ trên Excel

- Tính hiệu suất trực tiếp sử dụng phân bón: HS = T/L, trong đó: HS: Hiệu suất sử dụng phân bón (là kg sản phẩm/kg phân bón sử dụng), T là sản phẩm tăng thêm do bón phân (kg/ha) và L: Lượng phân bón bónvào (kg/ha)

- Hiệu suất tồn dư sử dụng phân bón: HSTD = Tvs/L, trong đó:

HSTD: Hiệu suất tồn dư sử dụng phân bón (kg sản phẩm/kg phân bón bón vào vụ trước); Tvs: Sản phẩm tăng thêm của vụ sau tại công thức không bón loại phân nghiên cứu, L: Lượng phân bón vào vụ trước (kg/ha)

- Lợi nhuận thuần = Tổng thu – Tổng chi (1000 đồng/ha)

- VCR: Lợi nhuận tăng thêm/đầu tư tăng thêm

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội

3.1.1 Điều kiện tự nhiên

Nam Định nằm ở phía Nam đồng bằng Bắc Bộ với diện tích: 1.669 km² Theo quy hoạch năm 2008 thì Nam Định thuộc vùng duyên hải Bắc Bộ

Về vị trí địa lý, Nam Định nằm ở vị trí giữa 19°54′ đến 20°40′độ vĩ bắc; kinh

độ 105°55′ đến 106°45′ độ kinh đông; phía Bắc Nam Định tiếp giáp với tỉnh Thái Bình, ở phía Nam giáp tỉnh Ninh Bình, ở Tây Bắc giáp tỉnh Hà Nam và

ở phía Đông giáp biển (vịnh Bắc Bộ)

Địa hình Nam Định có thể chia thành 3 vùng:

(i) Vùng đồng bằng thấp trũng: gồm các huyện Vụ Bản, Ý Yên, Mỹ Lộc, Nam Trực, Trực Ninh, Xuân Trường Đây là vùng có nhiều khả năng thâm canh phát triển nông nghiệp, công nghiệp dệt, công nghiệp chế biến, công nghiệp cơ khí và các ngành nghề truyền thống

(ii) Vùng đồng bằng ven biển: gồm các huyện Giao Thuỷ, Hải Hậu và Nghĩa Hưng; có bờ biển dài 72 km, đất đai phì nhiêu, có nhiều tiềm năng phát triển kinh tế tổng hợp ven biển

(iii) Vùng trung tâm công nghiệp - dịch vụ thành phố Nam Định: có các ngành công nghiệp dệt may, công nghiệp cơ khí, công nghiệp chế biến, các ngành nghề truyền thống, các phố nghề… cùng với các ngành dịch vụ tổng hợp, dịch vụ chuyên ngành hình thành và phát triển từ lâu Thành phố Nam Định từng là một trong những trung tâm công nghiệp dệt của cả nước và trung tâm thương mại - dịch vụ, cửa ngõ phía Nam của đồng bằng sông Hồng

Bờ biển và sông: Nam Định có bờ biển dài 74 km, có điều kiện thuận lợi cho chăn nuôi trồng và đánh bắt hải sản Ở đây có khu bảo tồn thiên nhiên quốc gia Xuân Thủy (huyện Giao Thủy) và có 4 cửa sông lớn: Ba Lạt, Đáy, Lạch Giang, Hà Lạn với tiềm năng phát triển du lịch

Khí hậu thời tiết: Cũng như các tỉnh trong vùng đồng bằng Bắc Bộ, Nam Định mang khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm Nhiệt độ trung bình trong năm từ 23 – 24°C Tháng lạnh nhất là các tháng 12 và 1, với nhiệt độ trung bình từ 16 – 17°C Tháng 7 nóng nhất, nhiệt độ khoảng trên 29°C

Lượng mưa trung bình trong năm từ 1.750 – 1.800 mm, chia làm 2 mùa

rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa ít mưa từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau Số giờ nắng trong năm: 1.650 – 1.700 giờ Độ ẩm tương đối trung bình: 80 – 85%

Mặt khác, do nằm trong cùng vịnh Bắc Bộ nên hàng năm Nam Định thường chịu ảnh hưởng của bão hoặc áp thấp nhiệt đới, bình quân từ 4 – 6 cơn/năm Thuỷ triều tại vùng biển Nam Định thuộc loại nhật triều, biên độ triều trung bình từ 1,6 – 1,7 m; lớn nhất là 3,31 m và nhỏ nhất là 0,11 m

3.1 2 Kinh tế - xã hội

a) Hành chính tỉnh Nam Định: Tỉnh gồm có Thành phố Nam Định và 9 Huyện: Giao Thủy, Hải Hậu, Mỹ Lộc, Nam Trực, Nghĩa Hưng, Trực Ninh,

Vụ Bản, Xuân Trường, Ý Yên

b) Dân số: Theo điều tra dân số 01/04/2009 Nam Định có 1.825.771 người với mật độ dân số 1.196 người/km², trong đó 81% là nông nghiệp với tổng nguồn lao động chiếm trên 51% dân số

c) Kinh tế: Năm 2000 ước GDP tỉnh đạt 5.920 tỷ đồng Năm 2005,

Cơ cấu kinh tế là: Nông-lâm-thuỷsản: 41%, Công nghiệp-xây dựng: 21.5%, Dịch vụ: 38%