Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón lá yogen no2 và phân hữu cơ sinh học sông gianh đến năng suất và chất lượng gạo giống lúa p6 trên đất phù sa sông thái bình

luận văn, thạc sĩ, tiến sĩ, cao học, khóa luận, đề tài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-*** -

NGUYỄN XUÂN VI

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN BÓN LÁ YOGEN No2 VÀ PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC SÔNG GIANH

ðẾN NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG GẠO GIỐNG LÚA P6

TRÊN ðẤT PHÙ SA SÔNG THÁI BÌNH

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng ñược sử dụng bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này

ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 01 tháng 04 năm 2011

Tác giả

Nguyễn Xuân Vi

LỜI CẢM ƠN

Lời ựầu tiên cho phép tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ựến PGS TS Nguyễn Như Hà, Trưởng bộ môn Nông hoá, Khoa Tài nguyên

và Môi trường, Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội ựã tận tình hướng dẫn

và giúp ựỡ trong suốt quá trình thực hiện luận văn này

Xin chân thành cảm Viện đào tạo sau đại học, cùng toàn thể các thầy cô giáo trong Bộ môn Khoa học ựất, Khoa Tài nguyên và Môi trường, Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội ựã tạo mọi ựiều kiện ựể tôi hoàn thành luận văn này

Qua ựây tôi bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Giám ựốc, Bộ môn Sinh lắ sinh hoá và Chất lượng nông sản, Viện Cây lương thực và cây thực phẩm cùng gia ựình, bạn bè ựồng nghiệp ựã cổ vũ, ựộng viên, giúp ựỡ, khắch lệ và tạo mọi ựiều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn này

Xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày 01 tháng 04 năm 2011

Tác giả

Nguyễn Xuân Vi

2.2.2 Nghiên cứu về hình thái, ñặc ñiểm sinh học và các thời kỳ sinh

2.2.3 Nghiên cứu về một số ñặc ñiểm sinh thái của cây lúa 7

2.4 Những nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón tới năng suất và chất

2.4.2 Ảnh hưởng của phân bón tới chất lượng lúa gạo 32

2.5 Một số nghiên cứu bón phân cho lúa trên ñất phù sa sông Thái Bình 36

3 ðỐI TƯỢNG, ðỊA ðIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

4.2 Ảnh hưởng của phân bón ñến sinh trưởng, phát triển giống lúa P6 43

4.2.1 Một số ñặc trưng hình thái, ñặc tính nông học của giống lúa P6 43

4.2.2 Ảnh hưởng của phân bón ñến ñộng thái tăng trưởng chiều cao 44

4.2.3 Ảnh hưởng của phân bón ñến ñộng thái ñẻ nhánh 46

4.2.4 Ảnh hưởng của phân bón ñến thời gian sinh trưởng 47

4.3 Ảnh hưởng của phân bón ñến ñặc tính sinh lý, sinh hóa giống lúa

4.3.1 Ảnh hưởng của phân bón ñến chỉ số diện tích lá 49

4.3.2 Ảnh hưởng của phân bón ñến hiệu suất quang hợp thuần 51

4.3.3 Ảnh hưởng của phân bón ñến hàm lượng diệp lục tổng số trong

4.3.4 Ảnh hưởng của phân bón ñến cường ñộ quang hợp giống lúa P6 54

4.3.5 Ảnh hưởng của phân bón ñến tích lũy chất khô 56 4.4 Ảnh hưởng của phân bón ñến tình hình phát triển sâu bệnh hại

4.5 Ảnh hưởng của phân bón ñến yếu tố cấu thành năng suất và năng

4.6.1 Ảnh hưởng của phân bón ñến chất lượng xay xát 61

4.6.2 Ảnh hưởng của phân bón ñến chất lượng thương trường 63

4.6.3 Ảnh hưởng của phân bón ñến chất lượng nấu nướng 64

4.6.4 Ảnh hưởng của phân bón ñến chất lượng dinh dưỡng 65

DANH MỤC BẢNG

2.2 Tiêu thụ phân hoá học và năng suất cây trồng ở Việt Nam 19

2.3 Liều lượng phân bón sử dụng cho những vùng thâm canh lúa 20

2.4 Nhu cầu và cân ñối phân bón ở Việt Nam ñến năm 2020 22

2.5 Thành phần tính chất của ba loại phân bón lá Pisomix của công

4.2 Ảnh hưởng của phân bón ñến ñộng thái tăng trưởng chiều cao

4.3 Ảnh hưởng của phân bón ñến ñộng thái ñẻ nhánh giống lúa P6 46

4.4 Ảnh hưởng của phân bón ñến thời gian sinh trưởng giống lúa P6 48

4.5 Ảnh hưởng của phân bón ñến chỉ số diện tích lá giống lúa P6 49

4.6 Ảnh hưởng của phân bón ñến hiệu suất quang hợp thuần giống

4.7 Ảnh hưởng của phân bón ñến hàm lượng diệp lục tổng số trong

4.8 Ảnh hưởng của phân bón ñến cường ñộ quang hợp giống lúa P6 55

4.9 Ảnh hưởng của phân bón ñến tích lũy chất khô giống lúa P6 57

4.10 Ảnh hưởng của phân bón ñến tình hình diễn biến sâu bệnh giống

4.11 Ảnh hưởng của phân bón ñến yếu tố cấu thành năng suất và năng

4.12 Ảnh hưởng của phân bón ñến chất lượng xay xát giống lúa P6 62

4.13 Ảnh hưởng của phân bón ñến chất lượng thương trường giống

4.14 Ảnh hưởng của phân bón ñến chất lượng nấu nướng giống lúa P6 65

4.15 Ảnh hưởng của phân bón ñến chất lượng dinh dưỡng giống lúa

DANH MỤC HÌNH

4.1 ðộng thái tăng trưởng chiều cao cây của giống lúa P6 45

4.3 Chỉ số diện tích lá của giống lúa P6 tại các giai ñoạn sinh trưởng,

4.4 Hiệu suất quang hợp thuần của giống lúa P6 tại các giai ñoạn

4.5 Hàm lượng diệp lục tổng số trong lá của giống lúa P6 tại các giai

4.6 Cường ñộ quang hợp của giống lúa P6 tại các giai ñoạn sinh

1 MỞ đẦU

1.1 Tắnh cấp thiết của ựề tài

Lúa là cây lương thực quan trọng thứ hai của loài người trên thế giới (chỉ sau lúa mì) Khoảng 50% số người trên thế giới ựang dùng lúa làm thức ăn hàng ngày Gần 100% dân số ở các nước đông Nam Á và Mỹ La Tinh dùng lúa làm cây lương thực chắnh

Ở Việt Nam, cây lúa luôn là cây trồng, cây lương thực chủ ựạo với người dân Ngay từ thời xa xưa, trong dân gian ựã có những câu chuyện ỘNàng lúaỢ,

ỘThần lúaỢ, Ầ và cũng có rất nhiều ca khúc gợi ca cây lúa điều này cho thấy vai trò, tầm quan trọng ựặc biệt của cây lúa với ựời sống vật chất, ựời sống tinh thần của người dân Việt Nam và cả nền kinh tế quốc dân

Từ khi thực hiện nghị quyết 10 và chỉ thị 100, cùng với việc ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật nông nghiệp mới (chọn giống, thủy lợi, phân bón, kỹ thuật canh tác, quản lý sử dụng ựất ựai, bảo quản, chế biến, Ầ), sản lượng thóc

ựã tăng từ 19,2 triệu tấn (1990) lên 38,9 triệu tấn (2009) Sản xuất lúa gạo không những ựảm bảo vững chắc mục tiêu an ninh lương thực quốc gia mà còn ựưa Việt Nam là một trong những nước xuất khẩu gạo hàng ựầu thế giới với sản lượng gạo xuất khẩu bình quân mấy năm gần ựây là 4,0 - 4,5 triệu tấn/năm

Những năm gần ựây, nước ta luôn là một trong những nước ựứng ựầu về xuất khẩu gạo trên thế giới Tuy nhiên, giá trị kinh tế thu ựược từ lĩnh vực này còn chưa tương xứng với tiềm năng, mà một trong những nguyên nhân quan trọng là do phẩm chất gạo của ta còn kém Trong khi ựó, nhu cầu tiêu dùng gạo chất lượng cao ở trong nước và trên thế giới ựang có xu thế ngày càng tăng Việc tìm ra nguyên nhân và tìm ra các biện pháp ựể nâng cao phẩm chất gạo là rất cần thiết Qua nhiều nghiên cứu cho thấy phẩm chất gạo chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như: Giống, chất lượng hạt giống, ựất ựai, ựiều kiện môi trường

sinh thái, kỹ thuật canh tác, phân bón, công nghệ sau thu hoạch, Ầ Trong các yếu tố trên thì phân bón là một trong những yếu tố ựóng vai trò quan trọng trong việc tăng năng suất lúa và phẩm chất gạo Hiện nay trên thị trường, phân bón ựược sử dụng trong canh tác lúa ngày càng ựa dạng về chủng loại (phân ựơn, phân bón tổng hợp, phân bón lá, phân hữu cơ sinh học, Ầ) Việc xác ựịnh các loại phân bón phù hợp ựể giúp lúa sinh trưởng phát triển tốt, năng suất cao, phẩm chất gạo tốt và ựem lại hiệu quả kinh tế cao là vấn ựề ựặc biệt quan tâm

Giống lúa P6 là giống lúa do Viện Cây lương thực và cây thực phẩm mới lai tạo thành công trong những năm gần ựây Giống lúa P6 là giống lúa thuần ựược chọn tạo bằng phương pháp lai truyền thống, hàm lượng protein cao, phẩm chất gạo tốt để góp phần hoàn thiện quy trình sản xuất thâm canh có hiệu quả

và bền vững giống lúa P6 trên ựất phù sa sông Thái Bình chúng tôi tiến hành

thực hiện ựề tài: ỘNghiên cứu ảnh hưởng của phân bón Yogen No2 và phân

hữu cơ sinh học Sông Gianh ựến năng suất, chất lượng gạo giống lúa P6 trên

ựất phù sa sông Thái BìnhỢ

1.2 Mục ựắch của ựề tài

+ đánh giá ảnh hưởng của phân bón Yogen No2 và phân hữu cơ sinh học Sông Gianh ựến ựặc ựiểm sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng gạo của giống lúa P6

+ Xác ựịnh công thức phân bón cho năng suất cao, phẩm chất gạo tốt và cho hiệu quả kinh tế cao ựối với giống lúa P6

1.3 Yêu cầu của ựề tài

- Xác ựịnh ựặc ựiểm sinh trưởng của giống lúa P6 trên ựất phù sa sông Thái Bình

- đánh giá phân bón Yogen No2 và phân hữu cơ sinh học Sông Gianh sinh trưởng, phát triển và năng suất của giống lúa P6

- đánh giá ựược chất lượng gạo giống lúa P6 trên các công thức phân bón khác nhau

- Xác ựịnh hiệu quả kinh tế trên các công thức phân bón

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Khái niệm và phân loại phân bón

2.1.1 Khái niện chung

Phân bón là các chất hữu cơ hoặc vô cơ chứa các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng ñược bón vào ñất hay hòa nước phun, xử lí hạt giống, rễ

và cây con [46]

2.1.2 Phân loại phân bón

Có rất nhiều loại phân bón cho cây trồng, nhưng xuất phát từ nguồn sản xuất, nguồn khai thác, số lượng cần bón và cách thức bón, … mà người ta có thể tạm thời chia thành 5 loại phân sau

Phân vô cơ (hay còn gọi phân khoáng hoặc phân hóa học) là các loại phân

có chứa yếu tố dinh dưỡng dưới dạng muối khoáng thu ñược nhờ các quá trình vật lý và hóa học Phân vô cơ bao gồm các loại phân ñơn (phân ñạm, phân lân, phân kali, …), phân hỗn hợp, vôi, … [87], [44]

Phân hữu cơ là phân chứa những chất dinh dưỡng ở dạng những hợp chất hữu cơ như: phân chuồng, phân xanh, than bùn, phụ phế phâm nông nghiệp, phân rác, phân vi sinh, phân hữu cơ sinh học, … [86], [44]

Phân vi lượng là hỗn hợp các chất hóa học nhằm cung cấp các loại nguyên tố vi lượng cho cây, nhiều khi còn bổ sung các nguyên tố siêu vi lượng, ñất hiếm, chất kích thích sinh trưởng [44]

Phân phức hợp hữu cơ vi sinh là loại phân có ñầy ñủ thành phần phân vi sinh, phân hữu cơ, phân vi lượng và phân vô cơ Tùy thuộc vào nhu cầu sản xuất

mà có thể cân ñối phối trộn các loại phân nguyên liệu sao cho cây trồng phát triển tốt nhất mà không cần phải bón bất kỳ loại phân ñơn nào Phân phức hợp

hữu cơ vi sinh có thể dùng ựể bón lót hoặc bón thúc Loại phân này có hàm lượng dinh dưỡng cao nên khi bón cần trộn với ựất bột hoặc bón xa gốc ựể tránh hiện tượng xót cây Nếu sản xuất ựúng công thức thì ựây là loại phân tốt nhất, bao gồm chế phẩm vi sinh, phân vi sinh, phân hữu cơ vi sinh và phân phức hợp hữu cơ vi sinh [44]

Phân bón lá là hỗn hợp của một số phân ựa lượng, vi lượng và một số chất ựiều hòa sinh trưởng Loại phân này dung ựể phun lên lá, hoa quả và thân cây [44]

2.2 Những nghiên cứu cơ bản về cây lúa

2.2.1 Nghiên cứu về nguồn gốc và phân loại cây lúa

Cây lúa trồng Oryza sativa là loại cây thân thảo Thời gian sinh trưởng của

các giống lúa dài hay ngắn khác nhau và nằm trong khoảng từ 60 Ờ 130 ngày [24]

Về phương diện thực vật học, lúa trồng hiện nay là do lúa dại Oryza fatua

hình thành thông qua một quá trình chọn lọc nhân tạo lâu dài Loại lúa dại này thường gặp ở Ấn độ, Campuchia, Nam Việt Nam, vùng đông Nam Trung

Quốc, Thái Lan, Ầ Họ hàng với cây lúa trồng trong chi Oryza có các loài lúa với 24 hoặc 48 nhiễm sắc thể Trong số 22 loài lúa của chi Oryza chỉ có hai loài lúa Oryza sativa và Oryza glaberrima là lúa trồng, nhưng loài Oryza glaberrima

chỉ ựược trồng trên diện tắch nhỏ ở Tây Phi [24]

Nhiều kết quả nghiên cứu gần ựây nhất cho rằng lúa trồng Châu Á (Oryza sativa) xuất hiện khoảng 2000 Ờ 3000 năm trước công nguyên Từ trung tâm

khởi nguyên Ấn độ và Trung Quốc, cây lúa ựược phát triển về hai hướng đông

và Tây ựến thế kỷ thứ nhất Cây lúa ựược ựưa vào trồng ở vùng địa Trung Hải như Ai Cập, Italia và ựược nhập vào các nước đông Âu, Nam Âu như Nam Tư

cũ, Bungaria, Rumania, Ầ đầu chiến tranh thế giới lần thứ 2, lúa mới ựược trồng ựáng kể ở Pháp, Hungaria Theo hướng đông, ựầu thế kỷ XI cây lúa từ Ấn

độ ựược nhập vào Inựônêsia Cho ựến nay cây lúa có mặt ở tất cả các châu lục

bao gồm các vùng nhiệt ñới, vùng á nhiệt ñới và vùng ôn ñới [47]

Trong các nghiên cứu trước ñây, các nhà khoa học Viện nghiên cứu lúa

quốc tế (IRRI) thống nhất chia lúa trồng Châu Á (Oryza sativa) thuộc họ hòa thảo (Gramineae), chi Oryzae có bộ nhiễm sắc thể 2n = 24, kiểu genome AA, với ba kiểu sinh thái ñịa lý hay ba loài phụ Indica, Japonica và Javanica [38]

2.2.2 Nghiên cứu về hình thái, ñặc ñiểm sinh học và các thời kỳ sinh trưởng

phát triển của cây lúa

Lúa có nhiều loại hình, do ñiều kiện ngoại cảnh thay ñổi và do quá trình chọn lọc bồi dưỡng lâu ñời ñã hình thành nhiều giống khác nhau Mỗi giống có những ñặc hình thái sinh vật học khác nhau, thích ứng với mỗi ñiều kiện thiên nhiên và chế ñộ trồng trọt khác nhau Bởi vậy cây lúa trồng rất ña dạng về kiểu cây, kiểu lá, màu sắc thân, lá, dạng bông, dạng hạt và góc lá ñòng

Các giống lúa thuộc loài phụ Indica thường cao cây, lá nhỏ, màu xanh

nhạt, bông xòe, hạt dài, vỏ mỏng, dễ lốp ñổ, chịu phân kém, năng suất thấp, cơm

khô và nở Các giống lúa thuộc loài phụ Japonica thì ngược lại, cây thường

thấp, có lá to, màu xanh ñậm, bông chụm, hạt bầu, vỏ trấu dày, chịu thâm canh cao, cho năng suất cao, cơm thường dẻo và ít nở [66]

ðẻ nhánh là một ñặc tính của cây lúa Cây lúa khỏe mới sinh trưởng tốt với các ñiều kiện ngoại cảnh phù hợp như ñủ nước, dinh dưỡng, ánh sáng thì cây lúa mới ñẻ ñược Trồng quá dày lúa ñẻ rất ít, cấy nhiều dảnh những dảnh ở giữa không ñẻ ñược ðẻ nhánh khỏe hay yếu là một tính trạng di truyền số lượng, có

hệ số di truyền từ thấp ñến trung bình và chịu nhiều ảnh hưởng của ñiều kiện ngoại cảnh [38]

Trên cây lúa, thông thường chỉ có nhánh ñẻ sớm, ở vị trí mắt ñẻ thấp, có

số lá nhiều, ñiều kiện sinh dưỡng thuận lợi mới có ñiều kiện phát triển ñầy ñủ ñể trở thành nhánh hữu hiệu còn những nhánh ñẻ muộn thì thời gian sinh trưởng

ngắn, số lá ít, thường trở thành nhánh vô hiệu Mật ñộ cấy, tuổi mạ, kỹ thuật chăm sóc, bón phân, tưới nước, … ảnh hưởng rất lớn ñến việc hình thành nhánh hữu hiệu [47]

Chiều cao cây là một tính trạng có liên quan ñến một số tính trạng khác của cây lúa Ví dụ chiều cao cây có liên quan ñến ñộ dài bông, tính chống ñổ của cây Cây lúa có dạng hình thấp cây thường cứng cây, chịu phân, có khả năng chống ñổ tốt [16]

Thời gian sinh trưởng của cây lúa ñược tính từ khi hạt lúa nảy mầm ñến khi chín thay ñổi khoảng từ 90 - 180 ngày, có khi kéo dài ñến 200 - 240 ngày tùy theo ñiều kiện ngoại cảnh [32], [47] Thời gian sinh trưởng của cây lúa do nhiều gen ñiều khiển, chịu ảnh hưởng của thời tiết và mùa vụ khác nhau Cùng một giống vụ xuân có thời gian sinh trưởng dài hơn so với vụ mùa [19]

Thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng ñược tính từ lúc gieo ñến lúc làm ñòng, là thời kỳ cây lúa hình thành và phát triển lá, rễ, nhánh Ở lúa cấy thời kỳ này có thể chia ra các giai ñoạn mạ ở ruộng cấy và ñẻ nhánh ở ruộng cấy Trong khi ñó giai ñoạn mạ kéo dài khoảng 20 ngày từ khi gieo mạ ñến khi cấy có khoảng 4 - 5

lá, giai ñoạn ñẻ nhánh kéo dài khoảng 40 ngày từ khi cấy ñến khi lúa bắt ñầu có ñòng, trong ñó 10 -13 ngày ñầu là giai ñoạn bén rễ hồi xanh, giai ñoạn ñẻ nhánh hữu hiệu chỉ khoảng 20 ngày tiếp theo Thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng có ảnh hưởng trực tiếp ñến việc hình thành số bông, là yếu tố cấu thành năng suất có ý nghĩa quyết ñịnh ñối với cây lúa [18]

Thời kỳ sinh trưởng sinh thực bắt ñầu từ lúc làm ñòng cho ñến khi thu hoạch, bao gồm các quá trình làm ñòng, trỗ bông và hình thành hạt Thời kỳ này quyết ñịnh yếu tố cấu thành năng suất, số hạt trên bông, tỷ lệ hạt chắc trên bông

và khối lượng nghìn hạt ðây là thời kỳ có ảnh hưởng trực tiếp ñến năng suất thu hoạch [18]

2.2.3 Nghiên cứu về một số ñặc ñiểm sinh thái của cây lúa

2.2.3.1 Yếu tố nhiệt ñộ

Lúa là cây có thể gieo trồng trong ñiều kiện nhiệt ñới và á nhiệt ñới Cây lúa có thể sinh trưởng trong phạm vi nhiệt ñộ từ 10 - 40oC, nhiệt ñộ thích hợp nhất cho sinh trưởng từ 22 - 30oC Nhiệt ñộ thấp hơn 20oC làm cho cây lúa chậm phát triển, thấp hơn 15oC gây hại cho cây lúa, mức ñộ hại tùy thuộc vào giai ñoạn sinh trưởng [18]

Nhiệt ñộ là một yếu tố quan trọng của thời vụ có tác ñộng mạnh mẽ ñến sinh trưởng và phát triển của cây lúa Mỗi giống lúa cần một lượng nhiệt nhất ñịnh ñể hoàn thành chu kỳ sống của mình

Lúa nhiệt ñới yêu cầu tổng nhiệt ñộ 3500oC - 4500oC, các giống lúa dài ngày cần tổng nhiệt ñộ trên 5000oC, các giống lúa ngắn ngày cần tổng nhiệt ñộ

2500oC - 3000oC [61]

Nhiệt ñộ thấp nhất ñối với quá trình nảy mầm của hạt lúa là 10 - 12oC, nếu nhiệt ñộ thấp quá thì hạt lúa không nảy mầm, không ra rễ ñược Khi nhiệt ñộ ñạt 20 - 25oC thì sự nảy mầm của hạt diễn ra nhanh chóng, ñặc biệt hạt nảy mầm tốt hơn khi nhiệt ñộ ñạt hơn 30oC Nhiệt ñộ tối thiểu cho lúa trỗ bông là 15oC, tối thích 25 - 28oC Nhiệt ñộ tối thích cho cây mạ và lúa hồi xanh, ñẻ nhánh, sinh trưởng, phát triển tốt là 25 - 30oC [49], [62]

Trong quá trình sinh trưởng nếu gặp nhiệt ñộ cao, cây lúa nhanh chóng ñạt ñược tổng nhiệt ñộ cần thiết sẽ ra hoa và chín sớm hơn và rút ngắn thời gian sinh trưởng Cây lúa ñặc biệt nhạy cảm với dao ñộng nhiệt trong giai ñoạn từ gieo ñến mọc và giai ñoạn ra hoa [42]

2.2.3.2 Yếu tố ánh sáng

Cây lúa có nguồn gốc nhiệt ñới nên là cây ưa sáng Cường ñộ ánh sáng có ảnh hưởng trực tiếp ñến hoạt ñộng quang hợp và tạo năng suất của cây lúa và có

phản ứng chặt chẽ với quang chu kỳ, nhất là các giống lúa dài ngày ñịa phương Cường ñộ ánh sáng thuận lợi cho hoạt ñộng quang hợp của cây lúa khoảng 250 -

vụ lúa có ảnh hưởng ñặc biệt quyết ñịnh tới năng suất [42]

Các giống lúa nhiệt ñới mẫn cảm với nhiệt ñộ hơn là mẫn cảm với quang chu kỳ Các giống lúa ngắn ngày phản ứng yếu hoặc không phản ứng với quang chu kỳ nên có thể gieo trồng nhiều vụ trong năm [52]

2.2.3.3 Yếu tố ñất ñai

Lúa là cây không kén ñất, có thể sinh trưởng trên các loại ñất chua, phèn, mặn, hạn, úng, nhưng nói chung cây lúa sinh trưởng và phát triển tốt trên ñất có khả năng giữ nước tốt, có thành phần cơ giới trung bình hay nặng, có ñộ phì cao,

ñộ pH từ 4,5 ñến 6,0 [1]

ðất lúa ngập nước cũng có một số nhược ñiểm về dinh dưỡng nguyên tố

vi lượng so với các loại ñất trên cạn, ñất trồng màu, ñất ñồi Sự ngập nước thường xuyên trong thời gian dài làm cho các nguyên tố vi lượng ở dạng dễ tiêu mất ñi nhanh chóng Sự ñộc canh lúa hàng năm ñã dẫn ñến sự thoái hóa (bạc màu hóa) ñất lúa thể hiện ở sự nghèo kiệt chất mùn, keo ñất, sắt, Mangan và hàng loạt nguyên tố vi lượng khác [43]

Phần lớn ñất Việt Nam có nguồn dự trữ thấp các chất dinh dưỡng nên

lân và kali Ở vùng ñất chua sự thiếu hụt canxi và magie cũng trở thành quan trọng, ở một số nơi còn thiếu hụt lưu huỳnh và kẽm [1], [2]

2.2.3.4 Yếu tố phân bón

Cây lúa hấp thu ñạm trong suốt thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng, sự hấp thu ñạm tăng dần theo tuổi của cây lúa và giảm khi xuất hiện lá dưới ñòng Sự ñói phân ñạm làm cho cây lúa sinh trưởng kém, lá bị vàng, năng suất quang hợp giảm, ñẻ nhánh kém, bông ngắn, khó trỗ thoát, hạt thóc bị khô, lép nhiều, năng suất thu hoạch giảm [6], [80]

Với ñạm giai ñoạn ñầu sẽ tích lũy ở thân và giảm dần theo thời gian cho ñến tận giai ñoạn cuối cùng của thời kỳ tăng trưởng Việc di chuyển ñạm từ các

bộ phận của cây ñến hạt chỉ thật ñáng kể sau lúc trỗ hoa [22]

Khi nghiên cứu ảnh hưởng của phân ñạm ñến các ñặc trưng sinh lý của cây trồng nhiều tác giả ñã nhận xét: Phân ñạm có tác dụng làm tăng hàm lượng diệp lục trong lá, tăng hiệu suất quang hợp, tăng tích lũy chất khô, … ñối với lúa, cuối cùng làm tăng hệ số kinh tế [80]

Khi nghiên cứu hiệu suất phân ñạm ñối với lúa, Iruka (1963) cho rằng: Nếu bón ñạm với liều lượng cao thì hiệu suất cao nhất là bón vào lúc lúa ñẻ nhánh và sau ñó giảm dần, với liều lượng bón ñạm thấp thì vào lúc lúa ñẻ và trước trỗ 10 ngày có hiệu quả cao [33]

Hiệu suất sử dụng ñạm của cây lúa cao ở mức bón thấp, bón sớm và bón vào thời kỳ sinh trưởng sau [80]

Tỷ lệ của ñạm trong cây giảm ñến cực tiểu sau khi cấy rồi tăng dần cho ñến lúc trỗ Sau ñó hàm lượng ñạm tiếp tục giảm cho ñến thời kỳ ñông sữa rồi giữ mức cố ñịnh ñến lúc lúa chín

Phân lân rất cần cho cây lúa vào giai ñoạn ñầu của sự phát triển Thiếu lân cây lúa sẽ bị còi cọc, sự trao ñổi ñạm kém, ñặc biệt bộ rễ rất kém phát triển

Hiệu suất của lân ở giai ñoạn ñầu chủ yếu ñáp ứng cho quá trình sinh trưởng sinh dưỡng, ñặc biệt là quá trình ñẻ nhánh, do vậy phải chú ý bón lân sớm ở giai ñoạn ñầu cho lúa [7], [84]

Lúa là cây trồng rất nhạy bén với kỹ thuật bón phân và thời gian bón, nhất

là giai ñoạn bón thúc, vì vậy cần dành một lượng phân bón vô cơ thích hợp ñể bón thúc cho lúa Hiệu quả của phân lân ñạt cao nhất khi bón lót toàn bộ Việc bón thúc lân vào giai ñoạn cuối không những không làm tăng năng suất lúa mà còn làm giảm năng suất lúa [53]

Tỷ lệ của lân giảm nhanh sau khi cấy rồi tăng chậm và ñạt tới ñỉnh cao vào lúc trỗ, sau ñó giảm dần ñến khi lúa chín

Thiếu kali, ñặc biệt vào giai ñoạn mạ lá lúa sẽ sinh trưởng chậm và khả năng ñẻ nhánh của cây lúa giảm rõ rệt Kali ñược cây lúa hút mạnh nhất vào giai ñoạn ñẻ nhánh rộ và trỗ từ 5 - 10 ngày ñể tăng khối lượng hạt [73], [81]

Khoảng 20% lượng kali cây hút ñược vận chuyển về bông, số còn lại nằm trong các bộ phận khác của cây Ở cây lúa cũng thấy có hiện tượng sử dụng hoang phí kali nhưng không gây hại [33], [42], [50], [63]

Tỷ lệ kali giảm dần trong suốt thời kỳ tăng trưởng ban ñầu nhưng sẽ tăng lên từ lúc trỗ ñến lúc chín [22]

2.2.3.5 Yếu tố nước

Cây lúa là cây cần nước và ưa nước ñiển hình Nước là thành phần chủ yếu trong cơ thể cây lúa, là ñiều kiện ñể thực hiện quá trình sinh lý trong cây Ngoài ra nó là ñiều kiện ngoại cảnh không thể thiếu Nước tạo ñiều kiện cung cấp cho cây một cách thuận lợi, nước còn có tác dụng làm giảm nồng ñộ muối, phèn, chất ñộc và cỏ dại trong ruộng lúa

Nhu cầu nước của cây lúa lớn hơn một số cây trồng khác Theo Smith hệ

tạo ra ñược một ñơn vị thân lá, cây lúa cần 400 - 500 ñơn vị nước, ñể tạo ñược một ñơn vị hạt cần 300 - 350 ñơn vị nước

Nhu cầu nước thay ñổi theo thời kỳ sinh trưởng, giống và ñiều kiện thâm canh Theo Goutchin, ruộng lúa không cần lớp nước trên mặt, chỉ cần ñảm bảo

ñộ ẩm 90% Ngược lại, Erughin cho rằng ruộng lúa cần tưới ngập Ở nước ta, ñại bộ phận các ruộng lúa ñều tưới ngập Tuy nhiên, cũng có những giống lúa có khả năng chịu hạn như lúa cạn, lúa nương, …

Nhu cầu nước của cây lúa qua các thời kỳ sinh trưởng không giống nhau:

- Thời kỳ nảy mầm: Hạt lúa khi bảo quản thường giữ ở ñộ ẩm dưới 13% Khi hút nước ñạt 22% thì có thể hoạt ñộng và nảy mầm ở ñộ ẩm ñạt 25 - 28%

- Thời kỳ mạ: Từ sau gieo ñến mũi chông thường giữ cho ruộng ñủ ẩm,

mạ chóng hồi và mọc nhanh Trong ñiều kiện ñó, ruộng lúa ñược cung cấp oxi thuận lợi nên phát triển tốt và quá trình giải phóng của nội nhũ thuận lợi Thời

kỳ mạ 3 - 4 lá ñến nhổ cấy có thể giữ ẩm hoặc giữ lớp nước nông

- Thời kỳ ở ruộng cấy: Sau cấy ñến thời kỳ bén rễ, ñẻ nhánh hữu hiệu, làm ñòng, trỗ bông và chín, cây lúa rất cần nước ñể sinh trưởng thuận lợi Vì vậy, ñể ñạt năng suất cao cần cung cấp nước cho lúa ñầy ñủ [47]

2.2.4 Những biến ñổi sinh lý sinh hóa của cây lúa

Việt Nam, hệ số K ñạt từ 0,7 - 0,8 thì quần thể ruộng lúa có năng suất cao Ánh sáng và nhiệt ñộ có ảnh hưởng rất lớn ñến diện tích lá, các giống lúa chiêm xuân ñạt chỉ số diện tích lá cao nhất vào lúc cây lúa làm ñòng

Trong ñiều kiện bình thường, sự tăng diện tích lá là ñiều kiện diễn ra sự cạnh tranh trong quần thể ruộng lúa Yếu tố dinh dưỡng cơ bản gây ra sự cạnh tranh ñó chính là ñạm dễ tiêu trong ñất Chính vì vậy mà việc bón phân ñạm vào giai ñoạn lúa ñẻ nhánh là rất cần thiết ñể tạo ra cho cây lúa có bộ rễ và lá phát triển tốt

Theo Matsushima, 1963 [71] với giống Mario năng suất ñạt 101,6 tạ/ha chỉ số diện tích lá cao nhất là 5,7 m2 lá/m2 ñất; năng suất ñạt 77,2 tạ/ha chỉ số diện tích lá cao nhất là 4,8 m2 lá/m2 ñất

Nhiều tác giả ñưa ra hệ số K (hệ số ánh sáng) ñể tìm hiểu chế ñộ ánh sáng của ruộng lúa Chế ñộ ánh sáng quyết ñịnh chỉ số diện tích lá cao nhất Hệ số K

có ý nghĩa nhất khi ruộng lúa ñạt chỉ số diện tích lá cao nhất Hệ số K tăng dần theo thời gian sinh trưởng Tanaka và Kawano, 1966 [62] thấy các giống lúa chịu phân cao có hệ số K khoảng 0,50 - 0,75; giống chịu phân kém từ 0,75 - 1,00 Hayashi, 1968 [55], Cock và Yoshida, 1973 [56] thấy trong thời kỳ chín các giống lúa có hệ số K < 0,50 có khả năng tích lũy chất khô cao khi chỉ số diện tích lá ñạt cao ðiều này có nghĩa là ở thời kỳ ruộng lúa ñạt chỉ số diện tích

lá cao nhất nếu hệ số K ở gốc lúa nhỏ tức là sự tiêu thụ ánh sáng của các tầng lá trên ít, ánh sáng chiếu xuống dưới nhiều thì chế ñộ ánh sáng của ruộng lúa tốt hơn và năng suất cao hơn

Trong ñiều kiện mật ñộ thông thường, sự tăng diện tích lá của cây lúa ñược xác ñịnh bằng sự cạnh tranh giữa chúng Yếu tố cơ bản mà vì nó các cây cạnh tranh nhau là ñạm dễ tiêu trong ñất Vì vậy việc bón phân ñạm cho lúa vào giai ñoạn ñẻ nhánh là cần thiết ñể bộ lá phát triển tốt

Vào ựầu giai ựoạn ựẻ nhánh, khi mức ựộ cạnh tranh còn chưa cao, với lượng ựạm bón tăng thì chỉ số diện tắch lá tăng lên hầu như tỷ lệ thuận với số cây trên ựơn vị diện tắch Sự khác nhau về tốc ựộ phát triển của lá ựược giải thắch bằng sự cạnh tranh về ựạm Ngưỡng mà chỉ số diện tắch lá ựạt ựược ở liều lượng ựạm thấp nhỏ hơn 3 lần ở liều lượng ựạm cao

2.2.4.2 Hiệu suất quang hợp thuần

Hiệu suất quang hợp thuần là lượng chất khô tắch luỹ ựược của một ựơn vị diện tắch lá trong một ựơn vị thời gian để tăng hiệu suất quang hợp thuần phải chú ý ựến hai hướng, ựó là làm thế nào ựể tăng khả năng quang hợp và giảm hô hấp ở mức hợp lý Hiệu suất quang hợp thuần có thể thay ựổi trong phạm vi từ 2

- 3 g/m2 lá/ngày ựến 12 - 14 g/m2 lá/ngày, trung bình là 4 - 6 g/m2 là/ngày

Theo Bùi Huy đáp, 1970 [16] hiệu suất quang hợp thuần thay ựổi theo giống lúa và thời gian sinh trưởng của chúng Chẳng hạn, ở các giống lúa xuân hiệu suất quang hợp thuần thường có hai ựỉnh cao vào thời kỳ ựẻ nhánh rộ và bắt ựầu làm ựòng Zenlich, 1971 [85] cũng cho biết hiệu suất quang hợp thuần phụ thuộc vào giống và thời tiết

Công trình nghiên cứu của Chandler, 1963 [51] cho thấy: Chế ựộ nước và phân bón cũng có ảnh hưởng ựến quá trình quang hợp của cây lúa, nhất là ảnh hưởng ựến sự phát triển của diện tắch lá và hiệu suất quang hợp thuần

Về ựộng thái quá trình quang hợp của cây lúa, một số tác giả cho rằng sau khi cấy thì tăng dần, ựạt cao nhất vào lúc cây ựẻ nhánh rộ sau ựó giảm dần (Murata và Miyashka, 1968 [69]; Murata và Matsushima, 1975 [70]) Nhưng tác giả Osada, 1967 [72] lại cho rằng quang hợp của cây lúa ựạt ựỉnh cao vào giai ựoạn cây lúa làm ựòng, còn Yoshida và Shioys, 1976 [83] cho rằng hiệu suất quang hợp thuần chỉ có một ựỉnh cao ở giai ựoạn hạt lúa chắn sữa

Yoshida và Hayakawa, 1970 [81]; Zenlich, 1971 [85] khi nghiên cứu về

quang hợp và quang hô hấp của cây lúa cho thấy; trên ựồng ruộng hoạt ựộng quang hợp và hô hấp phụ thuộc rất mạnh vào nhiệt ựộ và ánh sáng Ở các nước nhiệt ựới có nhiệt ựộ cao, quang hợp diễn ra thuận lợi nhưng quang hô hấp xảy

ra cũng lớn Quang hô hấp có thể làm tiêu hao 40 - 50% sản phẩm của quá trình quang hợp Những nước nằm trong khoảng 35 - 380 vĩ Bắc và Nam thường có năng suất lúa cao là do có mối quan hệ thắch hợp giữa quang hợp và hô hấp

Ở Việt Nam, theo đào Thế Tuấn, 1970 [47] thì giữa tắch lũy chất khô và hiệu suất quang hợp thuần có mối quan hệ thuận Hệ số tương quan giữa tắch lũy chất khô và hiệu suất quang hợp thuần ở các giống lúa cao cây lớn hơn so với các giống lúa thấp cây

2.2.4.3 Tắch lũy chất khô và năng suất của cây lúa

Sự tắch lũy chất khô chắnh là kết quả của quá trình quang hợp và trao ựổi chất, ngoài việc phụ thuộc vào hiệu suất quang hợp thuần, diện tắch lá còn phụ thuộc vào thời gian quang hợp

đến nay, vẫn chưa có ý kiến thống nhất của các nhà khoa học trên thế giới

về mức ựộ quyết ựịnh của hai nhân tố hiệu suất quang hợp thuần và diện tắch lá Kato, 1985 [67]; Kawano và Tanaka, 1968 [68] cho rằng hiệu suất quang hợp thuần ắt thay ựổi dưới tác ựộng của các yếu tố ngoại cảnh Hatch và Slack, 1970 [54] lại cho rằng diện tắch lá quyết ựịnh năng suất cây trồng vì hiệu suất quang hợp thuần chỉ thay ựổi từ 4 - 9 g/m2 lá/ngày Cock và Yoshida, 1973 [52] cho biết giữa hiệu suất quang hợp thuần và diện tắch lá có mối quan hệ nghịch

Tanaka, 1969 [78] thì chú ý nhiều ựến diện tắch lá hơn là hiệu suất quang hợp thuần Các kết quả nghiên cứu của một số nhà khoa học cho biết sự tắch lũy chất khô của cây lúa ở các giai ựoạn sinh trưởng không giống nhau [79], [80] Trong thời kỳ ựầu, tốc ựộ tắch lũy chất khô chậm, tốc ựộ tắch lũy chất khô tăng mạnh vào thời kỳ giữa rồi sau ựó giảm dần vào thời kỳ cuối

Vào thời kỳ làm ñòng, quần thể ruộng lúa ñạt chỉ số diện tích lá cao nhất, nhưng tốc ñộ tích lũy chất khô lại giảm [85]

Cây lúa tích lũy chất khô một phần trước khi trỗ bông, một phần sau khi trỗ bông [69] ðể ñạt ñược năng suất sinh khối 90 tạ/ha, trước khi trỗ bông mới tạo ñược 30 tạ/ha còn 60 tạ/ha thì ñược tạo ra sau khi trỗ bông, …

Ở giai ñoạn ñẻ nhánh, sự tích lũy chất khô có quan hệ thuận với diện tích

lá Giai ñoạn làm ñòng và hạt chín thì quan hệ giữa tích lũy chất khô và chỉ số diện tích lá không chặt Trong ñiều kiện thời tiết diễn ra không thuận lợi thì quan hệ giữa tích lũy chất khô và chỉ số diện tích lá là nghịch Sự tích lũy chất khô ở giai ñoạn sau khi trỗ bông chủ yếu phụ thuộc vào khả năng vận chuyển và tích lũy các chất ñi vào trong hạt, trong ñó nổi bật là vai trò của nguyên tố kali

Muốn có năng suất chất khô nhiều và năng suất kinh tế cao phải bằng mọi cách tạo ñiều kiện cho các lá lúa quang hợp tốt nhất Muốn vậy, phải làm cho các lá không hoặc ít bị che khuất ánh sáng của nhau Lúc ñó sự quang hợp của quần thể ruộng lúa là một chỉnh thể thống nhất, hoàn hảo Sự xắp xếp các lá là hợp lý nhất theo không gian và thời gian, ñảm bảo cho quá trình quang hợp diễn

ra thuận lợi nhất

Kết quả nghiên cứu của hai nhà khoa học Yoshida và Hayakawa, 1970 [81] cho rằng sản lượng chất khô hay sản lượng sinh vật là tổng hòa các mối quan hệ giữa các yếu tố giống, ánh sáng, nhiệt ñộ, chất dinh dưỡng, các biện pháp canh tác, kỹ thuật, phòng trừ sâu bệnh, …

Mục ñích trồng lúa là ñạt sản lượng thóc cao trên một ñơn vị diện tích canh tác với chất lượng hạt tốt ðiều này có nghĩa là chúng ta phải chú ý ñến năng suất kinh tế Muốn ñạt ñược năng suất kinh tế cao thì phải có những giống lúa có tiềm năng năng suất sinh vật và hệ số kinh tế cao

Các vùng trồng lúa khác nhau có hệ số kinh tế khác nhau Các vùng ôn

ựới có hệ số kinh tế cao hơn vùng nhiệt ựới Càng tiến gần về xắch ựạo thì hệ số kinh tế càng giảm Ở miền Bắc Nhật Bản có hệ số kinh tế là 0,5 còn ở miền Nam Nhật Bản là 0,4, ở Ấn độ thì hệ số kinh tế là 0,33 Ở nước ta, đào Thế Tuấn,

1970 [47] cho rằng các giống lúa cây cao có hệ số kinh tế từ 0,25 - 0,30; các giống lúa cây thấp từ 0,4 - 0,6 và trung bình là 0,5 Các biện pháp kỹ thuật thâm canh tốt có thể nâng cao hệ số kinh tế Chúng ta phải nâng cao hệ số kinh tế bằng biện pháp tăng số bông trên ựơn vị diện tắch, số hạt/bông, khối lượng 1000 hạt, Ầ

2.2.4.4 Hàm lượng diệp lục ở lá

Ở trong lá xanh của cây có 4 nhóm sắc tố là: chlorophyll, carotenoid, phycobillin và sắc tố dịch bào antoxian Trong ựó có hai nhóm sắc tố góp phần quan trọng và chủ yếu trong quá trình quang hợp của cây là nhóm sắc tố chlorophyll và carotenoid, mà cơ bản vẫn là chlorophyll a và chlorophyll b Nhóm chlorophyll có quang phổ hấp thu ánh sáng còn nhóm carotenoid là nhóm sắc tố vàng ựến tắm ựỏ làm nhiệm vụ quang hợp hoặc bảo vệ lọc ánh sáng và tham gia vào quá trình quang hợp bằng cách tiếp nhận ánh sáng mặt trời rồi chuyển năng lượng ánh sáng cho chlorophyll Carotenoid có mặt trong hệ thống quang hóa II, tham gia vào quá trình phân ly nước và thải khắ O2 Vì vậy, carotenoid có vai trò ựặc biệt ựối với nhóm cây trồng cạn [35]

Theo Lê Doãn Diên, 1993 [12], ở nhiều loại cây trồng tỷ lệ hàm lượng chlorophyll a và hàm lượng chlorophyll b xấp xỉ bằng 3: 1

Các nghiên cứu về chlorophyll còn ắt và mới mẻ ựối với cây lúa Các tác giả Vũ Văn Vụ, Hoàng Thị Hòa, Trần đăng Khoa, 1994 [48]; Trần Nguyên Tháp, 2001 [37], khi nghiên cứu về hàm lượng chlorophyll trong một số giống cây trồng thuộc nhóm C3 và một số dòng giống lúa chịu hạn cho thấy:

+ Hàm lượng chlorophyll a không có sự khác biệt giữa các giống lúa nước với giống lúa chịu hạn và giống lúa cạn

+ Các giống lúa cạn của các ñịa phương có hàm lượng chlorophyll trong

lá cao hơn hẳn các giống lúa chịu hạn và các giống lúa nước

+ Riêng các giống lúa nước thì tỷ lệ hàm lượng chlorophyll a và hàm lượng chlorophyll b có sự biến ñộng lớn từ 3,22 ñến 4,59

Tỷ lệ hàm lượng chlorophyll a và hàm lượng chlorophyll b càng cao thì khả năng chịu hạn của cây trồng càng kém

2.2.4.5 Cường ñộ quang hợp của lá

Quang hợp là quá trình cơ thể thực vật biến ñổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng hóa học dưới dạng các hợp chất hữu cơ Bản chất của quá trình quang hợp là sự khử khí CO2 ñến hydratcarbon với sự tham gia của năng lượng ánh sáng do các sắc tố của thực vật hấp thụ [35]

ðối với cây trồng, quang hợp là nguồn gốc tạo ra năng suất và phẩm chất cây trồng, nó quyết ñịnh 90 - 95% năng suất cây trồng [62]

Trong ñiều kiện thuận lợi thì quá trình quang hợp của cây diễn ra rất mạnh Giá trị ñặc trưng cho quá trình quang hợp ñược ñề cập ñến là cường ñộ quang hợp Theo Ivanôp và Kôtsôvich thì cường ñộ quang hợp ñược ño bằng lượng CO2 hấp thu trong quá trình quang hợp trên một ñơn vị diện tích lá trong một ñơn vị thời gian

Một số tác giả tiến hành xác ñịnh cường ñộ quang hợp của các dòng giống lúa ở các mức phân bón khác nhau có nhận xét: Ở giai ñoạn làm ñòng thì giống lúa CH133 và dòng lúa chịu hạn số 3 có cường ñộ quang hợp ñạt ñỉnh cao trên nền phân bón 100 kg N/ha; giống lúa CH185 có cường ñộ quang hợp ñạt ñỉnh cao

ở nền phân bón 120 kg N/ha, [26]

2.3 Tình hình sử dụng phân bón cho lúa trong nước và nước ngoài

2.3.1 Tình hình sử dụng phân khoáng cho lúa

Phân bón là những chất cung cấp dinh dưỡng cho cây hoặc bổ sung ñộ mầu mỡ cho ñất Chúng là phương tiện tốt nhất ñể tăng năng suất và cải thiện chất lượng lương thực Dùng phân bón sẽ có hiệu quả cao nhất trên các loại ñất, không những với loại ñất phì nhiêu hoặc ñã ñược cải tạo, mà với cả ñất kém màu

mỡ cây cối cũng tăng trưởng tốt hơn [22]

Sử dụng phân bón hợp lý ñã và ñang góp phần nâng cao hiệu quả trong lĩnh vực trồng trọt, bảo vệ ñất và môi trường Hiệu lực của phân bón chịu ảnh hưởng rất lớn bởi hai yếu tố chính là con người và ñiều kiện ngoại cảnh Do vậy các yếu tố như: Kiến thức, tập quán canh tác, trình ñộ thâm canh, ñiều kiện khí hậu, thổ nhưỡng sẽ quyết ñịnh hiệu lực của phân bón và mức ñộ hiệu quả nông học, hiệu quả kinh tế của sản xuất [14]

Việc dùng phân bón ñược áp dụng từ hơn một trăm năm nay Sự hiểu biết hoá học về dinh dưỡng thực vật ñã góp phần to lớn vào việc tăng sản lượng và chất lượng nông sản phẩm Một tác dụng phụ có lợi nữa là ñộ phì nhiêu của ñất ñược cải thiện làm cho mức thu hoạch ổn ñịnh hơn và cây trồng có sức chịu ñựng với một số sâu bệnh hại và khí hậu Hơn nữa nông dân thu ñược lợi nhuận cao hơn do sản xuất có hiệu quả hơn [22]

Phân bón (ñặc biệt là ñạm, lân, kali ñược chế biến) là yếu tố quan trọng nhất trong các yếu tố dinh dưỡng nhằm tăng năng suất cây trồng ðể nuôi sống 6

- 7 tỷ người thì sản lượng lương thực phải ñược gia tăng và làm ñược ñiều ñó phải dựa vào phân bón Lượng phân bón và năng suất lúa ở một số nước ñược

thể hiện qua bảng 2.1

Bảng 2.1 Lượng phân bón (N, P 2 O 5 , K 2 O)/ha

Quốc gia Kg (N, P 2 O 5 , K 2 O)/ha Năng suất lúa (tạ/ha)

Nguồn: Thống kê nông nghiệp Việt Nam năm 2008

Hiện nay mức phân bón của Việt Nam xấp xỉ trung bình của khu vực, do

ñó năng suất cây trồng ñạt mức tương ñối cao [29], ñược thể hiện ở bảng 2.2

Bảng 2.2 Tiêu thụ phân hoá học và năng suất cây trồng ở Việt Nam

Năng suất (tạ/ha) Năm Kg (N, P 2 O 5 , K 2 O)/ha

Ở Việt Nam, nhiều công trình nghiên cứu về phân bón trên nhiều ñối tượng cây trồng cũng ñược ghi nhận Nguyễn Như Hà và Vũ Hữu Yêm từ năm

1996 - 1998, khi nghiên cứu ñề tài sử dụng phân bón NPK cho lúa trên ñất phù

sa sông Hồng ñã kết luận: Các loại phân hoá học NPK ñều có hiệu lực rõ khi bón cho lúa ở ñất phù sa sông Hồng mặc dù ñất khá giàu chất dinh dưỡng này Phân ñạm có hiệu lực nhất và có tính chất quyết ñịnh ñến hiệu lực hút các yếu tố khác của cây lúa Với trình ñộ thâm canh hiện nay, chỉ nên bón với lượng 120 kgN/ha là có hiệu quả nhất Hiệu suất sử dụng phân ñạm ở mức bón này có thể ñạt 10,5 kg thóc/kgN ở vụ mùa và 12,5 kg thóc/kgN ở vụ xuân Tỷ lệ N : P : K

là 1 : 0,5 : 0,5 cho hiệu quả cao nhất

Liều lượng phân bón ñã ñược sử dụng cho những vùng thâm canh lúa [43], ñược thể hiện ở bảng 2.3

Bảng 2.3 Liều lượng phân bón sử dụng cho những vùng thâm canh lúa

Liều lượng (kg/ha) Tỷ lệ

Ở vùng đông Nam Á, ựể có năng suất 4 tấn hạt/ha, cây lúa cần hút 90 kgN, 13 kgP2O5, 108 kgK2O, 6 kgCa, 5 kgMg và 4 kgS Các giống lúa ựịa phương cho năng suất 2 tấn/ha chỉ cần hút 45 kgN, 7 kgP2O5, 54 kgK2O, 5 kgMg và 2 kgS đặc ựiểm hấp thu dinh dưỡng của cây lúa ở mỗi giai ựoạn sinh trưởng khác nhau thì khác nhau Cứ bón 174 kgN/ha, ngoài làm tăng năng suất lúa lên 2,9 lần còn làm tăng lượng hút P, K, S lên tương ứng là: 2,6 - 3,7 - 4,6 lần Cứ 1000 kg (kể cả rơm rạ) sinh khối khô ựã lấy ựi của ựất 22,2 kgN; 7,1 kgP2O5 và 31,6 kgK2O Một năm nếu cấy hai vụ lúa ựạt năng suất bình quân 10 tấn thóc/ha, cây lúa lấy ựi lượng dinh dưỡng tương ứng là 482 kg Urê/ha, 430 kg super lân/ha, 528 kg kaliclorua/ha Bón phân cân ựối ngoài việc làm tăng năng suất lúa còn có tác dụng làm tăng khả năng chống chịu sâu bệnh hại cây và có tác dụng cải tạo ựất [4]

Khuyến cáo bón kali cho lúa của IRRI cũng ựược dựa trên mức tăng năng suất và khả năng cung cấp kali của ựất Tuỳ theo ựất lúa, mùa khô ựể ựạt năng suất lúa từ 4 - 8 tấn/ha cần bón 30 - 150 kgK2O/ha Mùa mưa ựể ựạt năng suất lúa từ 4 - 6 tấn/ha cần bón 30 - 100 kgK2O/ha Ở Trung Quốc thắ nghiệm ựạt năng suất lúa cao 7 - 8 tấn/ha/vụ ựã bón 135 - 150 kgK2O/ha [63]

Việc sử dụng phân khoáng ựã góp phần ựáng kể làm tăng nhanh năng suất cây trồng ở hầu hết các loại ựất và các loại cây trồng khác nhau trên thế giới Tuy nhiên, trong nền nông nghiệp hiện ựại, việc quá lạm dụng phân khoáng cũng ựã dẫn ựến những tác ựộng xấu ựối với môi trường nói chung và ựất nói riêng Hệ số sử dụng phân bón của cây trồng ở nước ta rất thấp, chỉ vào khoảng

35 - 50% ựối với phân ựạm, 20 - 30% ựối với phân lân và 40 - 60% ựối với phân kali [13]

đối với các giống lúa có năng suất cao, cho năng suất 5 tấn hạt/ha, lượng dinh dưỡng hút từ ựất và phân bón là 110 kgN; 34 kgP2O5; 156 kgK2O; 23 kgMgO; 20 kgCaO; 5 kgS; 3,2 kgFe; 2 kgMn; 200 gZn; 150 gCu; 150 gB; 250

gSi, 25 gCl/ha (IFA, 1992) Cứ sản xuất 1 tấn thóc cùng với rơm rạ thì cây lúa cần 17,5 kgN; 3 kgP và 17,5 kgK

Hiện nay, Việt Nam là nước sử dụng phân bón tương ñối cao so với những năm trước ñây do người dân áp dụng ñược rất nhiều biện pháp kỹ thuật trong thâm canh Theo Vũ Hữu Yêm, 2006 [50]: Việt Nam hiện ñang là một trong 20 quốc gia sử dụng phân bón cao nhất thế giới Mỗi năm nước ta sử dụng 1.202.140 tấn ñạm, 456.000 tấn lân và 402.000 tấn kali trong ñó sản xuất lúa chiếm 62% Song do ñiều kiện khí hậu còn gặp nhiều bất lợi cho nên kỹ thuật bón phân mới chỉ phát huy ñược 30% hiệu quả ñối với ñạm và 50% hiệu quả ñối với lân và kali Nhưng hiệu quả bón phân ñối với cây trồng lại tương ñối cao do vậy mà người dân ngày càng mạnh dạn áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất Trong tương lai vẫn hứa hẹn sử dụng một lượng phân bón rất lớn trong sản xuất nông nghiệp mặc dù nước ta chủ yếu vẫn phải nhập khẩu phân bón [5]

Bảng 2.4 Nhu cầu và cân ñối phân bón ở Việt Nam ñến năm 2020

Năm Các loại phân bón

Nguồn: Phòng quản lý ñất và phân bón, Cục Trồng trọt, Bộ NN & PTNT, 05/2007; ðVT: 1000 tấn

2.3.2 Tình hình sử dụng phân hữu cơ cho lúa

Hiện nay, các nước trên thế giới ñang quan tâm ñến việc sử dụng phân

Phân hữu cơ sinh học là loại sản phẩm phân bón ñược tạo thành thông qua quá trình lên men vi sinh vật các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc khác nhau (phế thải nông nghiệp, phế thải chăn nuôi, phế thải chế biến, phế thải ñô thị, phế thải sinh hoạt, …) trong ñó các hợp chất hữu cơ phức tạp dưới tác ñộng của vi sinh vật hoặc các hoạt chất sinh học ñược chuyển hoá thành mùn [45]

Ấn ðộ hàng năm sản xuất vào khoảng 286 triệu tấn phân ủ (compost) từ các chất thải nông thôn và thành phố Ước tính thu ñược 3,5 - 4,0 triệu tấn NPK [43]

Hiện nay, Trung Quốc và Ấn ðộ là hai quốc gia ñang ñẩy mạnh chương trình phát triển và ứng dụng công nghệ sản xuất phân lân vi sinh vật ở quy mô lớn và diện tích sử dụng hàng chục ha [45]

Tại Ấn ðộ sử dụng phân vi sinh vật cố ñịnh nitơ cho lúa, cao lương và bông làm tăng năng suất trung bình lần lượt là 11,4%; 18,2% và 6,8% mang lại lợi nhuận khoảng 1.015 rupi, 1.149 rupi và 343 rupi/ha [45]

Tại Việt Nam, các công trình nghiên cứu gần ñây cho biết mỗi gói chế phẩm vi sinh vật phân giải lân (50g) sử dụng cho cà phê trên vùng ñất ñỏ bazan

có tác dụng tương ñương với 34,3 kgP2O5/ha [45]

Ở Việt Nam các thử nghiệm sử dụng phân vi sinh vật cố ñịnh nitơ hội sinh (Azogin) ở 15 tỉnh miền Bắc, miền Trung và miền Nam trên diện tích hàng chục ngàn ha cho thấy trong cùng ñiều kiện sản xuất, ruộng lúa ñược bón phân

vi sinh vật cố ñịnh ñạm ñều tốt hơn so với ñối chứng [45], biểu hiện như bộ lá phát triển tốt hơn, tỷ lệ nhánh hữu hiệu, số bông/khóm nhiều hơn ñối chứng,

năng suất hạt tăng so với ñối chứng 6 -12%, nhiều nơi ñạt 15 - 20% [45]

2.3.3 Tình hình sử dụng phân bón lá cho lúa

Ngày nay, nhờ có những tiến bộ kỹ thuật về hoá học, về sinh học, các dạng phân bón qua lá ñã ñược cải tiến và sử dụng có hiệu quả [15] Phân bón lá ñược sử dụng như một phương tiện cung cấp dinh dưỡng vi lượng, ña lượng,

hoocmon kắch thắch sinh trưởng và những chất cần thiết cho cây Những ảnh hưởng quan sát ựược của việc bón phân qua lá là tăng năng suất cây trồng, tăng khả năng chịu sâu bệnh của cây Phản ứng của cây trồng phụ thuộc vào giống, dạng phân bón, nồng ựộ phun và số lần phun, cũng như từng giai ựoạn phát triển của cây trồng [69]

Một trong những tác dụng chắnh của phân bón lá là tăng khả năng hấp thu các chất dinh dưỡng từ ựất Tác dụng này dựa trên cơ sở là phân bón lá làm tăng khả năng tổng hợp (hút) ựường và các dịch rỉ khác từ hệ rễ Các vi khuẩn hữu ắch trong vùng rễ kắch thắch làm tăng hàm lượng của dịch rỉ Sau ựó sự hoạt ựộng mạnh của các vi sinh vật ựã làm tăng các chất dinh dưỡng, giảm nguy cơ bị bệnh, tăng các loại vitamin và các yếu tố có lợi khác cho cây trồng đó là một cách hợp

lý ựể tăng cường mức ựộ sử dụng phân bón lá trong các nông trại hữu cơ

Hầu hết các loại nguyên liệu phân bón hoà tan thông thường ựều có thể dùng làm phân bón qua lá Các công thức trộn hỗn hợp giữa các nguyên tố ựa lượng, vi lượng, các vitamin và các hocmon kắch thắch sinh trưởng ở dạng lỏng, khô thường ựược ưu tiên sử dụng vì chúng dễ tan trong nước và ắt gây ô nhiễm môi trường Tuy nhiên, cần tránh dùng các loại phân bón chứa hàm lượng lớn Chlorine ựể tránh gây tác hại ựến cây trồng

Ở Việt Nam, việc sản xuất và sử dụng phân bón lá ựã và ựang ựược quan tâm phát triển Sản phẩm phân bón lá Pomior của Hoàng Ngọc Thuận (đại học Nông nghiệp Hà nội) ựã ựược Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận là tiến bộ kỹ thuật năm 2005 Kết quả thử nghiệm Pomior trên cây ăn quả như: xoài, vải, nhãn của Phạm Thị Hương năm 2005 cho thấy Pomior có tác dụng cải thiện sinh trưởng các ựợt lộc, tăng khả năng ựậu quả nhờ ựó mà cải thiện năng suất [28]

Gần ựây có rất nhiều chế phẩm phân bón qua lá ựược các nhà khoa học khảo nghiệm hiệu lực ựối với các loại cây trồng khác nhau và trên các loại ựất

Phân bón lá PHALA - R1 là phân bón qua lá dạng lỏng, ñược ñiều chế từ

N, P2O5, K2O, là yếu tố ña lượng cơ bản kết hợp với nguyên tố vi lượng cần thiết

là Fe, Cu, Zn và B bổ sung chất ñiều hoà sinh trưởng thực vật GA3, có thành phần hoạt hoá như sau: N 5%; P2O5 3%; K2O 2%; Fe 0,05%; Cu 0,02%; Zn 0,05%; B 0,02% và GA3 0,05%

Phân bón lá PHALA - V1 là phân bón qua lá dạng viên sủi, ñược ñiều chế

từ N, P2O5, K2O, là yếu tố ña lượng cơ bản kết hợp với nguyên tố vi lượng cần thiết là Fe, Cu, Zn, B, Mo bổ sung chất ñiều hoà sinh trưởng thực vật GA3, có thành phần hoạt hoá như sau: N 5%; P2O5 5%; K2O 3%; Fe 0,05%; Cu 0,02%;

Zn 0,05%; B 0,02%; Mo 0,005% và GA3 0,05%

Bảng 2.5 Thành phần tính chất của ba loại phân bón lá Pisomix

của công ty TNHH Thái Dương

Thành phần ðơn vị PISOMIX-101 PISOMIX-102 PISOMIX-105

Kết quả khảo nghiệm hiệu lực các loại phân bón lá Pisomix do công ty TNHH Thái Dương sản xuất bằng việc phối trộn các hợp chất chứa các nguyên

tố dinh dưỡng thông thường (Potassium Nitrat, Mono aminium phosphate, Urea, Ammonium sulphate, Magnesium sulphate) theo những tỷ lệ khác nhau Các

nguyên tố vi lượng ựược phối trộn trong phân dưới dạng chelate, ngoài ra còn ựược bổ sung thêm các chất ựiều hoà sinh trưởng GA3, K-humate

Kết quả khảo nghiệm ba loại phân PISOMIX-101, PISOMIX-102, PISOMIX-105 trên cây lúa làm tăng số bông/m2 và số hạt chắc/bông so với ựối chứng Năng suất thực thu tăng từ 15 - 17% [8] đối với cây ngô, khi phun ba loại phân này cũng làm tăng năng suất từ 13 - 16% so với ựối chứng [8]

Ba loại phân bón lá: FOLIFERT MAGICAL, FOLIERT X - PLODE và FOLIEERT KELP - P - MAX do công ty TNHH một thành viên Bảo vệ Thực vật Sài Gòn nhập khẩu từ Bỉ và Nam Phi ựã ựược khảo nghiệm tại Việt Nam Thành phần và tắnh chất của các loại phân này ựược trình bày trong bảng 2.6

Kết quả sử dụng ba sản phẩm phân bón lá trên cho một số cây trồng trên ựất xám, ựỏ và phù sa vùng đông, Tây Nam Bộ và Tây Nguyên cho thấy năng suất lúa tăng từ 16 - 22,7%, lạc từ 1 - 15,7%, ngô từ 14,1 - 19,4% [51]

Như vậy, nếu nắm ựược ựặc ựiểm sinh lý của cây trồng, biết ựược khả năng cung cấp nguyên tố vi lượng dễ tiêu của ựất là những ựiều kiện cần thiết ựầu tiên ựể sử dụng phân bón lá có chứa các nguyên tố vi lượng có hiệu quả Những ựiều kiện tiếp sau là bón với liều lượng hợp lý và có biện pháp sử dụng ựúng ựắn, phù hợp với ựất trồng và sự ựòi hỏi của cây trồng trong quá trình sinh trưởng và phát triển mới ựem lại hiệu quả cao

Hiệu quả sử dụng của chế phẩm phân bón lá có chứa các nguyên tố vi lượng phụ thuộc vào dạng phân sử dụng

FOLIERT

X – PLODE

FOLIEERT KELP– P–MAX

Nguồn: Phân bón vi lượng cho cây trồng, NXB Nông Nghiệp Hà Nội

Từ những kết quả trên cho thấy chất kích thích sinh trưởng, axit amin, nguyên tố trung lượng và vi lượng là những yếu tố dinh dưỡng có vai trò sinh lý quan trọng ảnh hưởng lớn tới sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng và là những yếu tố ảnh hưởng lớn tới sự cấu thành năng suất chất lượng sản phẩm Sử dụng một cách khoa học và hợp lý các yếu tố dinh dưỡng ñó sẽ ñem lại hiệu quả cao về năng suất cũng như chất lượng sản phẩm

2.4 Những nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón tới năng suất và chất

lượng lúa gạo

2.4.1 Ảnh hưởng của phân bón tới năng suất lúa

ðạm là chất cấu tạo nên prôtit, là cơ sở của sự sống, không có ñạm vạn vật không sống ñược, thiếu ñạm cây trồng sinh trưởng còi cọc, ñẻ nhánh kém, ít phát triển mầm non, phân cành ra lá kém, lá nhỏ, quang hợp kém từ ñó ra hoa kết quả muộn, ít hoa, ít quả dẫn tới năng suất giảm hoặc không có thu hoạch [40]

Lúa là loại cây trồng có yêu cầu cao về dinh dưỡng ñạm, chúng hấp thụ ñạm trong suốt thời kỳ sinh dưỡng Sự hấp thụ ñạm tăng dần theo tuổi của cây, cho ñến khi xuất hiện lá dưới lá ñòng thì giảm xuống rất nhanh Sự ñói phân ñạm làm cho cây lúa sinh trưởng chậm, lá bị vàng, giảm năng suất quang hợp,

ñẻ nhánh kém, bông ngắn, hạt lép nhiều và cuối cùng là năng suất và chất lượng hạt giảm

Tại Viện nghiên cứu lúa toàn Liên bang (Liên Xô cũ), các nhà khoa học

ñã nghiên cứu tác ñộng của phân ñạm ñến năng suất và chất lượng hạt lúa tuỳ thuộc vào liều lượng và thời gian bón Các kết quả nghiên cứu ñã chỉ ra rằng năng suất hạt tăng dần với sự tăng lượng ñạm bón Hiệu quả nhất là bón với lượng 150 - 210 kgN/ha Sự tăng năng suất có thể ñạt ñược từ 10,4 - 33,9 tạ/ha Khi bón rải phân ñạm thì sự tăng năng suất cao nhất (18,9 tạ/ha) ñạt ñược trong trường hợp bón ñạm làm hai ñợt với liều lượng 60 kg/ha trước khi gieo và ở giai ñoạn mạ

Khi bón tăng hàm lượng ñạm cho lúa thì cường ñộ quang hợp, cường ñộ

hô hấp, hàm lượng diệp lục tổng số ñều tăng lên Nhịp ñộ quang hợp và hô hấp không khác nhau nhiều nhưng cường ñộ quang hợp tăng mạnh hơn cường ñộ hô hấp gấp 10 lần cho nên vai trò của ñạm làm tăng tích luỹ chất khô [30]

Thời kỳ bón ñạm rất quan trọng trong việc nâng cao hiệu lực của phân ñể

làm tăng năng suất lúa Với phương pháp bón ñạm (bón tập trung vào giai ñoạn ñầu và bón nhẹ vào giai ñoạn cuối) của Việt Nam vẫn cho năng suất lúa cao [23], [79], [65]

Các nghiên cứu ảnh hưởng của mật ñộ cấy và ảnh hưởng của liều lượng ñạm tới sinh trưởng của giống lúa ngắn ngày thâm canh cho thấy: Tăng liều lượng ñạm bón ở mật ñộ cấy dày có tác dụng tăng tỷ lệ nhánh hữu hiệu [17]

Trên ñất phù sa sông Hồng bón ñạm với mức 180 kgN/ha trong vụ xuân

và 150 kgN/ha trong vụ mùa cho lúa lai vẫn không làm giảm hiệu quả so với mức khác [36]

Phân lân cần cho cây lúa vào giai ñoạn ñầu của sự phát triển như ra mầm non, ñẻ nhánh phân cành, ra hoa, ñậu quả và phát triển bộ rễ Nếu thiếu lân cây lúa sẽ bị còi cọc, sự trao ñổi ñạm bị phá huỷ và hệ rễ phát triển kém

Trên ñất phù sa sông Cửu Long ñược bồi hàng năm, bón lân vẫn có hiệu quả rõ rệt Vụ ñông xuân bón 20 kg P2O5/ha ñã tăng năng suất ñược 20% so với công thức không bón lân Tuy nhiên bón thêm với liều lượng cao hơn, năng suất lúa có tăng nhưng không rõ cho nên ruộng thâm canh thường ñược bón phối hợp

từ 20 - 30 kg P2O5 là ñủ Trong vụ hè thu, cây lúa có nhu cầu lượng lân cao và hiệu quả xuất hiện rõ hơn vụ xuân Bón 20 kg P2O5 thì ñã bội thu ñược 43,7%, tiếp tục bón tăng lân năng suất lúa tăng nhưng không rõ [31]

Tất cả các thí nghiệm trong chậu và ngoài ñồng ñều cho thấy hiệu suất sử dụng phân lân ở lúa lai là 10 - 12 kg thóc/kg P2O5 và lúa thuần là 6 - 8 kg thóc/kg P2O5 [23]

Trong vụ xuân bón lân cho lúa từ 30 - 120 kg P2O5/ha làm tăng năng suất

từ 10 - 17% Với lượng 90 kg P2O5/ha thì ñạt năng suất cao nhất và nếu bón hơn liều lượng 90 kg P2O5/ha thì năng suất có xu hướng giảm Trong vụ hè thu với giống lúa VM1 bón supe lân hay lân nung chảy ñều làm năng suất tăng rõ rệt [3]