Nghiên cứu ảnh hưởng của natri silicat lỏng đến sinh trưởng phát triển và năng suất lúa trên đất phù sa sông hồng không được bồi hàng năm tại gia lâm, hà nội

Luận văn

MAI NHỮ THẮNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NATRI SILICAT LỎNG ðẾN SINH TRƯỞNG,

PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT LÚA TRÊN ðẤT PHÙ

SA SÔNG HỒNG KHÔNG ðƯỢC BỒI HÀNG NĂM

TẠI GIA LÂM, HÀ NỘI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Trồng trọt

Mã số : 62.62.01.01

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Hoàng Minh Tấn

PGS.TS Nguyễn Trường Sơn

HÀ NỘI – 2010

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng, ñây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi Các số liệu, kết quả nghiên cứu là trung thực và chưa từng ñược sử dụng ñể bảo vệ bất cứ một luận án nào khác

Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận án ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án này ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả

Mai Nhữ Thắng

LỜI CẢM ƠN

Cho phép tôi ựược trân trọng cảm ơn tập thể giáo sư, tiến sỹ, các giảng viên, cán bộ Bộ môn Sinh lý thực vật - Khoa Nông học, Viện đào tạo Sau đại học, Khoa Tài nguyên và Môi trường - Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội, ựã tạo mọi ựiều kiện giúp ựỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại Bộ môn, Khoa và Trường ựể hoàn thành công trình nghiên cứu khoa học này

Cho phép tôi ựược bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy giáo: giáo sư, tiến sĩ Hoàng Minh Tấn; phó giáo sư, tiến sĩ Nguyễn Trường Sơn ựã trực tiếp tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp ựỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án này Tôi xin chân thành cảm ơn giảng viên chắnh, thạc sĩ Mai Thị Tân ựã giúp

ựỡ tôi bố trắ các thắ nghiệm của ựề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn giảng viên chắnh, tiến sĩ Nguyễn Thị Hồng Linh, giảng viên chắnh, tiến sĩ Nguyễn Thị Việt Nga, phó giáo sư, tiến sĩ Nguyễn Hữu Thành, ThS Hoàng đăng Dũng ựã giúp ựỡ tôi ựánh giá một số kết quả thắ nghiệm của ựề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn KS Trần Thị Hải Anh, KS Nguyễn Thị Anh, Th.S Nguyễn Thành Chung, KS Phạm Năng An, KS Phạm Thị Nguyệt,

KS Mai Thị Kiều Vân, KS Lê Hồng Quyên, KS Nguyễn đức Mạnh, KS đỗ Thị Hồng, KS Nguyễn Thị Thu Phương, KS đặng Thị Thuý, ThS Nguyễn Văn Tắnh và các bạn sinh viên Khoa Nông học - Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội ựã giúp ựỡ tôi trong quá trình thực hiện các thắ nghiệm

Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới các ựồng chắ lãnh ựạo UBND tỉnh, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Thanh Hoá, UBND các huyện Nga Sơn, Hoằng Hoá tỉnh Thanh Hóa, Doanh nghiệp phân bón Tiến Nông tỉnh Thanh Hóa, cán bộ lãnh ựạo các xã và các hộ gia ựình ựã giúp ựỡ tôi triển khai thử nghiệm, xây dựng mô hình s ử dụng loại phân bón có chứa silic cho lúa tại ựịa bàn

Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm và Chuyển giao công nghệ sản xuất nông nghiệp - Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Tôi cũng xin ựược nói lời cảm ơn chân thành gia ựình, người thân, bạn bè

và các ựồng nghiệp ựã luôn sát cánh bên tôi, ựộng viên và tạo mọi ựiều kiện tốt nhất ựể tôi có thể hoàn thành luận án này

Tác giả: Mai Nhữ Thắng

1.3.2 Những nghiên cứu về silic ñối với cây trồng và ñối với cây lúa 22

Chương 2 ðỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 48

3.1 Xác ñịnh khả năng cung cấp silic, natri từ ñất và nước tưới cho lúa 62 3.2 Ảnh hưởng các liều lượng natri silic lỏng, ñến năng suất và sự

3.3.1 Ảnh hưởng của Si và Na tới sinh trưởng và phát triển của lúa

3.3.2 Ảnh hưởng của Si và Na tới các yếu tố cấu thành năng suất

3.4 Ảnh hưởng của natri silicat lỏng ñến sinh trưởng, phát triển và

3.4.4 Ảnh hưởng của natri silicat lỏng ñến chỉ số diện tích lá lúa (LAI) 77 3.4.5 Ảnh hưởng của natri silicat lỏng ñến hàm lượng chlorophil của

3.4.6 Ảnh hưởng của natri silicat lỏng ñến sự tích luỹ chất khô của lúa 80 3.4.7 Ảnh hưởng của natri silicat lỏng ñến hiệu suất quang hợp thuần 82 3.4.8 Ảnh hưởng của natri silicat lỏng ñến các yếu tố cấu thành

3.4.9 Ảnh hưởng của natri silicat lỏng ñến năng suất thực thu của lúa 87 3.4.10 Ảnh hưởng của natri silicat lỏng ñến sự nhiễm sâu bệnh hại

3.6.2 Xác ñịnh phương thức bón natri silicat lỏng phù hợp cho lúa 101

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

(Food and Agriculture Organization)

(International Rice Research Institute)

LSD0,05 Sai khác có ý nghĩa ở mức α = 0,05

NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

(Randomized Completed Block)

Agriculture)

DANH MỤC CÁC BẢNG

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

1.2 Hàm lượng bình quân một số nguyên tố hoá học trong ñất và trong

1.3 SiO2 và OM trung bình ở một số nước thuộc châu Á và vùng lãnh thổ 18

1.8 Lượng lân cần thiết thêm vào ñất ñể dung dịch ñất ñạt nồng ñộ

3.1 Hàm lượng silic, natri dễ tiêu trong ñất và nước trước thí nghiệm 62 3.2 Ảnh hưởng của bón natri silicat lỏng ñến khả năng tích luỹ silic

3.3 Ảnh hưởng của Si và Na tới sinh trưởng và phát triển của lúa Nếp 44 66 3.4 Ảnh hưởng của Si và Na tới các yếu tố cấu thành năng suất của

3.8 Ảnh hưởng của natri silicat lỏng ñến góc lá với thân của lúa 76

3.10 Ảnh hưởng của lượng bón natri silicat lỏng ñến hàm lượng

3.11 Ảnh hưởng của natri silicat lỏng ñến sự tích luỹ chất khô của lúa 81 3.12 Ảnh hưởng của natri silicat lỏng ñến hiệu suất quang hợp thuần

3.15 Ảnh hưởng của natri silicat lỏng ñến mức ñộ nhiễm sâu, bệnh hại

3.17 Ảnh hưởng của natri silicat lỏng ñến chiều dài, ñường kính, ñộ

3.18 Ảnh hưởng của thời kỳ bón natri silicat lỏng ñến một số chỉ tiêu

3.19 Ảnh hưởng của thời kỳ bón natri silicat lỏng ñến năng suất lúa 100 3.20 Ảnh hưởng của các phương thức bón natri silicat lỏng ñến sinh

3.21 Ảnh hưởng của phương thức bón natri silicat lỏng ñến năng suất

DANH MỤC CÁC HÌNH

1.3 Quan hệ giữa năng suất lúa và lượng bón Wollastonite ở các nền

3.1 Ảnh hưởng của lượng bón natri silicat lỏng ñến năng suất thực

3.2 Ảnh hưởng của lượng bón natri silicat lỏng ñến năng suất thực

3.3 Ảnh hưởng của lượng bón natri silicat lỏng ñến năng suất thực

3.4 Quan hệ năng suất lúa TH3-3, C70 và Nếp 44 với lượng bón

MỞ ðẦU

1 ðặt vấn đề

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

thế giới, là cây lương thực quan trọng đứng thứ hai sau lúa mì về diện tích và sản lượng Trong những năm gần đây sản xuất lúa gạo của thế giới tăng nhanh, năm 1960 sản xuất 200 triệu tấn gạo, năm 2004 là 600 triệu tấn, năm

2005 là 700 triệu tấn Mười nước sản xuất lúa gạo chính là: Trung Quốc, Ấn

ðộ, Banglades, Indonesia, Việt Nam, Thái Lan, Myanma, Pakistan, Philippin, Braxil, Nhật Bản

Mục tiêu sản xuất lúa đến năm 2010 của Việt Nam là duy trì diện tích đất trồng lúa ở mức 3,96 triệu ha và sản xuất lúa đạt 40 triệu tấn, tăng 5,5 triệu tấn so với năm 2003 (Nguyễn Khắc Quỳnh và Ngơ Thị Thuận, 2006) [31] Tuy nhiên, do dân số thế giới tăng nhanh, nếu bình quân vào những năm 50 dân số tăng 40 triệu người/năm thì vào đầu thế kỷ 21 dân số tăng 90 triệu người/năm nên sản xuất lúa hiện nay vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu của xã hội Theo dự đốn của FAO, tổng sản lượng lúa tồn thế giới phải tăng 56% trong vịng 30 năm tới thì mới kịp với sự tăng dân số thế giới và nhu cầu lương thực của mọi người dân (IRRI,1997) [67]

Theo dự báo của Ban Nghiên cứu Kinh tế, Bộ Nơng nghiệp Mỹ, trong giai đoạn 2007 - 2014 diện tích trồng lúa của thế giới sẽ khơng mở rộng, thấp hơn 2% so với mức tính tốn của năm 1999/2000 Hầu hết các nước châu Á đều khơng cĩ hoặc cĩ rất ít khả năng mở rộng diện tích trồng lúa Tuy vậy, các nước sản xuất gạo ở châu Á sẽ tiếp tục là nguồn cung cấp xuất khẩu gạo chính cho thế giới, bao gồm: Thái Lan, Việt Nam, Ấn ðộ Hàng năm, thương mại lúa gạo tồn cầu tăng 2,4% ðến năm 2016, thương mại lúa gạo trên tồn cầu đạt 35 triệu tấn, tăng gần 25% so với mức năm 2002 Dự báo tổng nhu

cầu lúa toàn cầu giai ñoạn 2008 - 2015 sẽ tăng mỗi năm 50 triệu tấn Lúa sẽ là cây lương thực chính của nhiều nước ñang phát triển và gạo sẽ là lương thực chính trong bữa ăn truyền thống

ðể tăng sản lượng lúa, trong khi diện tích trồng trọt ñang bị giảm sút, thì giải pháp duy nhất là phải tăng năng suất Trong hệ thống các biện pháp kỹ thuật nhằm tăng năng suất lúa, ngoài yếu tố giống thì phân bón có vai trò rất quan trọng, ñóng góp tới 24% trong việc tăng năng suất (IRRI, 1997) [67]

Việc sản xuất lúa gạo tăng nhanh trong khi quĩ ñất ngày càng giảm do quá trình ñô thị hoá, công nghiệp hoá, dẫn ñến tăng thời vụ trồng, sử dụng nhiều phân ñạm bón cho lúa; từ ñó ñã làm cho ñất bị nghèo kiệt các chất dinh dưỡng khác, trong ñó có nguyên tố silic

Trên cơ sở của các thí nghiệm ñã làm (Mitsui và Takato, 1960 - 1962; Okamoto, 1955 - 1971; Ota, 1964; Imaizumi và Yoshida, 1958; Kobata, 1955), Nhật Bản là nước ñầu tiên trên thế giới sử dụng phân bón silic Sau khi nhiều thí nghiệm tiền ñề nghiên cứu ảnh hưởng của silic ñến cây lúa và các cây trồng khác ñã ñược triển khai (dẫn theo Takahashi, 1995) [88], ở Nhật Bản, silic ñã ñược coi là nguyên tố dinh dưỡng cần thiết của cây trồng (Ma, Takahashi, 2002) [75]

Cây lúa có nhu cầu về silic lớn gấp nhiều lần so với nitơ Với năng suất

12 tấn hạt/ha/năm, lúa hút 1092,0 kg silic oxit/ha (tương ñương 500 kg silic) trong khi ñó lúa chỉ hút có 200,4 kg N/ha (Yoshida và cs, 1962) [92]; (Võ Minh Kha, 1996) [18]; (Võ Tòng Xuân, 2000) [46] Do ñó, việc bón phân silic cho lúa là cần thiết ñối với các loại ñất nghèo dinh dưỡng silic, nhất là trong ñiều kiện thâm canh cao Việc bón phân silic sẽ góp phần tăng khả năng hút thu photpho của lúa, giúp cho cân ñối N - P, ñảm bảo cây sinh trưởng, phát triển tốt hơn Ngoài ra, silic còn làm cho cứng cây, chống lốp ñổ và góp phần hạn chế sâu bệnh (Võ Minh Kha, 1996) [18] Chính vì thế, mà nghiên cứu về silic trong nông nghiệp của những năm gần ñây phát triển rất mạnh ở nhiều nước, trong

ựó phải kể ựến công ựầu của các nhà nghiên cứu Nhật Bản, nơi silic ựã ựược nghiên cứu và sử dụng từ hơn 80 năm trước (Ma, Takahashi, 2002) [75]

Hiện nay, ở nhiều nước trên thế giới việc bón phân silic cho cây trồng

ựã ựược quan tâm Ở Hàn Quốc và đài Loan việc sử dụng các sản phẩm phụ của công nghiệp sản xuất thép chứa silic làm phân bón cho lúa là khá phổ biến Lượng bón xỉ lò cao từ 1,5 ựến 2 tấn/ha có thể làm tăng năng suất lên 17% (De Datta, 1981) [54]

Ở Việt Nam, trong những năm cuối của thế kỷ trước vấn ựề phân silic cũng ựã ựược ựề cập, song chưa có những nghiên cứu cơ bản Việc bón phân silic cho lúa chưa ựược ựặt ra, mà mới chỉ coi việc bón silic như là sản phẩm ựi kèm có trong phân lân nung chảy, trong phân chuồng hoặc trong tro (Lê Văn Căn và cs 1987) [5]; (Võ Minh Kha, 1996) [18]; (Vũ Hữu Yêm, 1985) [47] Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng phân bón có chứa silic cho cây trồng nói chung

và cây lúa nói riêng là cần thiết

đề tài ỘNghiên cứu ảnh hưởng của natri silicat lỏng ựến sinh

trưởng, phát triển và năng suất lúa trên ựất phù sa sông Hồng không ựược bồi hàng năm tại Gia Lâm, Hà NộiỢ nhằm ựưa ra cơ sở khoa học về

vai trò của nguyên tố silic ựối với lúa ựể có thể ựề xuất loại phân bón mới có chứa silic phục vụ thâm canh lúa Thành công của ựề tài không chỉ áp dụng cho

Hà Nội mà còn có thể áp dụng ở các ựịa phương khác

2 Mục ựắch và yêu cầu nghiên cứu

2.1 Mục ựắch của ựề tài

đánh giá tác dụng của natri silicat lỏng ựến sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa, trên ựất phù sa sông Hồng không ựược bồi hàng năm tại Gia Lâm - Hà Nội

2.2 Yêu cầu của ựề tài

- Xác ựịnh ựược nhu cầu, liều lượng, phương thức bón, thời kỳ bón natri silicat lỏng cho lúa trên ựất phù sa không ựược bồi hàng năm tại Gia

Lâm, Hà Nội nhằm nâng cao năng suất và chất lượng lúa, gạo

- Xác ñịnh ñược hiệu quả của việc bón natri silicat lỏng ñến sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng lúa trồng trên ñất ñất phù sa không ñược bồi ñắp hàng năm tại Gia Lâm, Hà Nội

- Xác ñịnh ảnh hưởng của natri silicat lỏng ñến khả năng chống chịu của lúa với một số loại sâu, bệnh hại chính và tính chống ñổ của lúa

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài

3.2 Ý nghĩa thực tiễn ñề tài

- Kết quả nghiên cứu sẽ làm cơ sở cho việc ñề xuất sử dụng phân chứa silic cho lúa

4 Giới hạn ñề tài

- Giống lúa thí nghiệm:

Một số giống lúa thuần và lúa lai hiện ñang trồng phổ biến tại Hà Nội

và các vùng lân cận ñó là: TH3-3 (lúa lai), C70 và Nếp 44 (lúa thuần)

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

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

1.1.1 Trên thế giới

Lúa là cây lương thực chính, cung cấp hơn 50% tổng lương thực ñược tiêu thụ cho toàn nhân loại Xét về mức tiêu dùng thì lúa là cây lương thực ñược con người tiêu thụ nhiều nhất (chiếm 85% tổng sản lượng sản xuất ra), sau ñó là lúa mỳ (chiếm 60%) và ngô (chiếm 25%) (Herndon, 2007) [63] Ngoài hạt gạo, bộ phận chính làm lương thực thì, lúa còn có các sản phẩm phụ như tấm, cám, trấu, rơm rạ, cũng ñược con người sử dụng phục vụ cho nhu cầu cần thiết khác nhau Lúa gạo cung cấp tinh bột, protein, lipit, vitamin

và các chất khoáng cần thiết khác cho cơ thể con người, ñặc biệt là các vitamin nhóm B

Tinh bột là nguồn cung cấp năng lượng (calo) chủ yếu ñể duy trì sự sống cho con người Nguồn cung cấp calo từ lúa gạo duy trì sự sống cho khoảng 40% dân số thế giới Trung bình 1 ha lúa cung cấp năng lượng duy trì

sự sống cho 5,7 người/năm Bình quân toàn thế giới, một ngày một người cần khoảng 3119 calo, trong ñó lúa gạo cung cấp 552 calo, chiếm khoảng 18% tổng lượng calo cung cấp cho con người (De Datta, 1981) [54]

Theo FAO (2006) toàn thế giới có 114 nước trồng lúa và phân bổ ở tất

cả các châu lục: châu Phi có 41 nước, châu Á 30 nước, Bắc Trung Mỹ 14 nước, Nam Mỹ 13 nước, châu Âu 11 nước và châu ðại Dương 5 nước Diện tích lúa biến ñộng và ñạt khoảng 152,0 triệu ha, năng suất bình quân xấp xỉ 4,0 tấn/ha Ấn ðộ có diện tích trồng lúa cao nhất, 44,790 triệu ha, Jamaica có diện tích trồng lúa thấp nhất 24,0 ha Năng suất lúa cao nhất ñạt 94,5 tạ/ha tại Australia và thấp nhất là 9,0 tạ/ha tại Irắc

Nhu cầu về gạo trên thế giới ngày càng tăng, bình quân mỗi năm phải tăng 1,7% trong thời gian từ năm 1990 ựến năm 2025 điều này tuỳ thuộc vào sự phát triển dân số ở mỗi nước và nhu cầu lương thực của con người Ở các nước châu Á, gạo chiếm 35% lượng calo tiêu thụ của người dân, còn ở châu Mỹ La Tinh là 10%, châu Phi là 7%, châu đại Dương và nước Mỹ là khoảng 2% (Imazumi và Yoshida, 1958) [66]

Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA), sản lượng gạo trên thế giới niên vụ 2005 - 2006 ựạt 415,49 triệu tấn, tăng 15 triệu tấn so với niên

vụ trước, dự báo sẽ tiếp tục tăng trong niên vụ tới lên 416,5 triệu tấn Trong các nước xuất khẩu gạo lớn trên thế giới, sản lượng gạo tăng lên cao nhất là

Ấn độ, Trung Quốc, Pakistan và Thái Lan, nhờ ựó năm 2006 lượng gạo dự trữ trên thế giới cũng ựược tăng lên tới 80,42 triệu tấn, trong khi ựó năm 2004

là 78,14 triệu tấn

Về nhu cầu lúa gạo: trên thế giới có 27 nước thường xuyên nhập khẩu gạo từ 100.000 tấn/năm trở lên, trong ựó có 5 nước phải thường xuyên nhập khẩu với số lượng trên 1 triệu tấn/năm Một số nước tuy thuộc những nước có diện tắch sản xuất lúa gạo lớn trên thế giới song do năng suất thấp hoặc dân số ựông nên vẫn phải nhập một số lượng gạo lớn như: Indonesia, Philippin, Banglades, Brazin Thị trường nhập khẩu chắnh tập trung ở đông Nam Á (Indonesia, Philippin, Malaysia), Trung đông (Iran, Irắc, Ả Rập Xê Út, Syri )

và châu Phi (Nigieria, Senegan, Nam Phi) (dẫn theo đinh Thế Lộc, 2006) [24]

1.1.2 Ở Việt Nam

Lúa là cây lương thực quan trọng nhất ở Việt Nam Cây lúa chiếm trên 50% diện tắch ựất nông nghiệp và trên 60% tổng diện tắch gieo trồng hàng năm Khoảng 80% hộ gia ựình nông thôn Việt Nam tham gia sản xuất lúa gạo Từ năm 1985 ựến năm 1998, với tốc ựộ tăng bình quân hàng năm ựạt 4,8%, sản lượng thóc của Việt Nam ựã tăng gấp ựôi, từ 15,9 triệu tấn

trong năm 1985 lên tới 29,1 triệu tấn năm 1998 Năm 1999 sản lượng thóc ñạt 31 triệu tấn và ñến năm 2005 ñã tăng lên 35 triệu tấn (Nguyễn Văn Hoan, 2006) [17]

Từ năm 1980 ñến năm 1996, diện tích gieo trồng lúa nước tăng 25%, từ 5,6 triệu ha lên 7,004 triệu ha Diện tích trồng lúa của cả nước năm 1998 là 7,37 triệu ha, tăng 9,5% so với năm 1995 và tăng 3,3% so với năm 1997 (Nguyễn Sinh Cúc, 1999) [7] Năm 2006, diện tích trồng lúa cả nước ñạt 7,32 triệu ha với năng suất trung bình 48 tạ/ha, sản lượng dao ñộng khoảng 35,8 triệu tấn/năm, xuất khẩu gạo ổn ñịnh từ 2,5 triệu tấn ñến 4 triệu tấn/năm Trong giai ñoạn tới, diện tích trồng lúa sẽ duy trì 7,0 triệu ha, phấn ñấu năng suất trung bình 50 tạ/ha, sản lượng lương thực 35 triệu tấn và xuất khẩu ổn ñịnh ở mức 3,5 - 4 triệu tấn gạo chất lượng cao Năm 2007, diện tích trồng lúa

cả nước ñạt 7,2 triệu ha giảm so với năm 2006, song sản lượng vẫn ñạt 35,87 triệu tấn ngang bằng năm 2006 (Niên giám thống kê năm 2007) [40]

Cùng với sản xuất phát triển và tăng trưởng khá, giá gạo xuất khẩu cũng liên tục tăng: năm 2003 giá gạo bình quân chỉ ñạt 188,2 USD/tấn, ñến năm

2004 tăng lên 232 USD/tấn, năm 2005 tăng lên 275 USD/tấn và ñến năm 2007 tăng lên 365 USD/tấn Năm 2007, Việt Nam ñã thu về 1,4 tỷ USD từ việc xuất khẩu 4,53 triệu tấn gạo, ñây cũng là năm ñạt giá trị xuất khẩu cao nhất trong vòng 17 năm liên tục xuất khẩu gạo của Việt Nam (Quang Ngọc, 2008) [29]

Một trong những mục tiêu chiến lược của sản xuất nông nghiệp Việt Nam là phải ñảm bảo vững chắc an ninh lương thực quốc gia, ñáp ứng nhu cầu bữa ăn ñủ dinh dưỡng và năng lượng ngày càng tăng, từ mức bình quân 1.900 - 2.000 calo/người/ngày, ñến năm 2010 ñạt mức bình quân 2.300 - 2.400 calo/người/ngày Theo dự báo, dân số Việt Nam vào năm 2010 khoảng 92 triệu người, do vậy, việc ñảm bảo an ninh lương thực cho nhu cầu nội ñịa, trong ñó về cung cấp lúa gạo là rất quan trọng

1.2 Thâm canh lúa

Ngày nay, với sự tiến bộ của công tác tạo giống và cải lương giống cây trồng và khi các giống lúa mới với tiềm năng năng suất khác nhau, thời gian sinh trưởng ña dạng và tính chống chịu sâu, bệnh, rét, hạn, úng khác biệt ñược ñưa vào sản xuất với tốc ñộ nhanh, thì việc thâm canh lúa cần tiến hành ñồng bộ các khâu sau ñây (Nguyễn Văn Hoan, 2005) [16]:

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

- Sử dụng phân bón ñúng, ñủ, cân ñối và hợp lý

- Biện pháp kỹ thuật canh tác thích hợp, tạo ñiều kiện thuận lợi ñể cây lúa sinh trưởng, phát triển, bao gồm: chuẩn bị mạ tốt, bố trí thời vụ thích hợp, cấy ñúng kỹ thuật, bón phân ñúng và ñủ cũng như phòng trừ sâu bệnh kịp thời

1.2.1 Giống lúa

Trong sản xuất nông nghiệp, giống ñóng vai trò quan trọng trong việc tăng năng suất, sản lượng và giá trị hàng hoá của cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng Ngay từ những năm giữa thập kỷ 60 của thế kỷ 20, cuộc cách mạng xanh ñã bùng nổ Thực chất chính là cuộc cách mạng về giống, nó trở thành ñộng lực chính ñẩy lùi tình trạng thiếu lương thực trên toàn thế giới Những năm 90 của thế kỷ trước, hàng năm Việt Nam phải nhập khẩu trên 1 triệu tấn lương thực, nhưng ñến nay, ngành sản xuất lúa gạo ñã có những bước tiến vững chắc, an ninh lương thực ñược ñảm bảo, hàng năm xuất khẩu trên 4 triệu tấn gạo Có ñược thành tựu này, ngoài những thay ñổi cơ chế chính sách thông thoáng phải kể ñến những ñóng góp của các kỹ thuật tiên tiến, trong ñó việc tạo ra những giống mới có năng suất, chất lượng cao, chống chịu ñược với ñiều kiện bất thuận của thời tiết và sử dụng chúng vào trong sản xuất là hết sức quan trọng

Hiện nay, miền Bắc Việt Nam ñang sử dụng phổ biến 3 nhóm giống lúa chính trong các mùa vụ khác nhau như sau:

* Giống lúa thuần:

+ Giống lúa tẻ: DT10, DT11, Xi21, CH5, VN10, NX30, Xi23, BM9962, BM9830, MT163, MT131, Xuân 12, MT6, P4, P6, C70, C71, P1, CL9, BM9855, BM9608, U17, U20, M90, U21, ðB5, ðB6,

+ Giống lúa nếp: Nếp 44, N92, N97,

* Giống lúa lai:

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

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

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

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

+ Các giống ñược chọn tạo trong nước: HR1, VN01/D212, HYT56, IR42, OM344, OMCS21, TNDB100, OM90-2, OM2517, OM2395, VND95-

20, OM2717, OM2718, OM3405, VL20, VL24, 3, 4, 5 (Phạm ðồng Quảng và cs, 2005) [30]

TH3-1.2.2 Phân bón

Khi ñã có giống tốt, phân bón có vai trò cực kỳ quan trọng, quyết ñịnh năng suất lúa Theo IRRI (1997), phân bón quyết ñịnh ñến 24% năng suất lúa trồng (IRRI, 1997) [67]

Cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng cần 19 nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Cl, Mn, Cu, Zn, B, Mo, Na, Si, Ni Trong số ñó C, H và O có thể lấy từ nguồn có sẵn ñó là nước và không khí, còn các nguyên tố khác cây phải hấp thu từ ñất hoặc qua phân bón hữu cơ, vô cơ (Vũ Quang Sáng và cs, 2007) [32], (Hoàng Minh Tấn và cs, 2006) [37]

Bón phân hữu cơ chủ yếu nhằm ổn ñịnh hàm lượng mùn cho ñất tạo nên nền thâm canh, vừa cung cấp các chất dinh dưỡng ña, trung, vi lượng,

trong ñó có silic, vì vậy cần sử dụng các loại phân hữu cơ khác nhau kể cả rơm rạ sau khi thu hoạch (Nguyễn Như Hà, 2006) [11]

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

là các loại phân ñạm, phân lân, phân kali

Các loại phân ñạm thường bón cho lúa ở nuớc ta là ñạm urê và ñạm amôn sunphat Urê ñang ñược sử dụng phổ biến ñối với lúa nước, vì có tỷ lệ N cao Do

hệ số sử dụng phân ñạm của cây lúa không cao nên lượng N cần bón cho cây lúa phải cao hơn nhiều so với nhu cầu Lượng N bón thường dao ñộng từ 60 - 160 kg/ha Trong ñiều kiện thâm canh cao như hiện nay ở một số nước, ñể ñạt năng suất từ 5 - 7 tấn thóc/ha thường bón khoảng 150 - 200 kg N/ha; còn với trình ñộ thâm canh ở Việt Nam hiện nay, ñể ñạt năng suất 5 tấn/ha/vụ, thường bón 80 -

120 kg N/ha (Nguyễn Như Hà, 2006) [11]

Sau phân ñạm, phân lân cũng là loại phân bón rất cần thiết cho cây lúa do

P ñóng một vai trò quan trọng trong quá trình trao ñổi chất, hút chất dinh dưỡng

và vận chuyển các chất trong cây Cây non rất mẫm cảm với thiếu P, trong 4 tuần ñầu nếu không ñược cung cấp ñủ P thì dù sau này có bón bao nhiêu phân lân cây lúa vẫn không trỗ ñược Do ñó, việc cung cấp P cho cây trồng ngay từ giai ñoạn ñầu là rất cần thiết Phân lân thường ñược dùng bón lót toàn bộ cùng với phân chuồng và một phần phân ñạm và kali hoặc bón rải ñều trên mặt ruộng trước khi cày bừa lần cuối ñể gieo cấy (Nguyễn Như Hà, 2006) [11]

Loại phân kali thích hợp bón cho lúa là kali clorua Trong thâm canh lúa ngắn ngày trên ñất phù sa sông Hồng, nếu không bón kali sẽ không chỉ ảnh hưởng xấu ñến sinh trưởng, phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu mà còn ảnh hưởng ñến khả năng chống chịu sâu bệnh Vào cuối giai ñoạn lúa ñẻ nhánh, nhu cầu hút kali của cây tăng mạnh Cây lúa hút kali nhiều nhất là từ thời kỳ phân hoá ñòng ñến trỗ (chiếm tới 51,8 - 61,9%)

Lượng kali cây hút ựể tạo ra 1 tấn thóc ở các vùng khác nhau dao ựộng khoảng 25 - 30 kg K2O, trong thâm canh thường bón từ 100 - 200 kg

K2O/ha/năm (Nguyễn Như Hà, 2006) [11]

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

và vùng sinh thái

Lượng bón (kg/ha) Vùng Vụ Giống

N P2O5 K2O Thuần 90-120 60-80 40-60 đông xuân

Lúa lai 140-160 80-100 60-100 Thuần 80-100 40-60 30-50

Các tỉnh

phắa Bắc

Mùa

Lúa lai 120-140 60-80 60-100 Thuần 100-120 40-60 40-60 đông xuân

Lúa lai 140-160 80-100 80-100 Thuần 80-100 50-70 40-60

Các tỉnh

miền Trung

Hè thu

Lúa lai 120-140 80-100 80-100 đông xuân Thuần 100-120 40-60 30-40 Xuân hè Thuần 100-120 50-70 30-40

Nguồn: Nguyễn Xuân Trường và cs (2000) [43]

Ngoài 3 nguyên tố ựa lượng N, P, K, silic là nguyên tố ựược cây lúa hấp thu với lượng rất lớn, gấp nhiều lần so với N Trong ựiều kiện thâm canh cao, cây lúa sinh trưởng mạnh dễ dẫn ựến hiện tượng lốp ựổ, vì vậy, ựi ựôi với thâm canh cần nghiên cứu các giải pháp chống lốp ựổ, hạn chế sinh trưởng chiều cao, làm cây cứng Silic là một trong những nguyên tố có vai trò ựó

1.3 Dinh dưỡng silic

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

1.3.1.1 Nguyên tố silic

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

Silic có tính khử, có thể tác dụng với flo ở nhiệt ñộ thường, còn khi ñun nóng nó có thể tác dụng với phi kim khác; tác ñộng với dung dịch kiềm và giải phóng hydro

Ngoài ra, silic còn có tính oxy hoá, ở nhiệt ñộ cao, silic tác ñộng với các kim loại, tạo thành hợp chất silixua kim loại

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

1.3.1.2 Sự phân bố của silic trong tự nhiên

Trong ñất, người ta ñã tìm thấy trên 45 nguyên tố hoá học chính nằm trong các hợp chất vô cơ, hữu cơ và vô cơ - hữu cơ

Bảng 1.2 Hàm lượng bình quân một số nguyên tố hoá học trong ñất

và trong vỏ trái ñất (%) theo Vinograt

Nguyên tố Vỏ trái ñất Trong ñất Nguyên tố Vỏ trái ñất Trong ñất

Theo Vinograt trong vỏ trái ñất cũng như trong ñất có 4 nguyên tố chiếm

tỷ lệ lớn nhất là: O, Si, Fe, Al (bảng 1.2) (Trần Văn Chính và cs, 2006) [6] Nhiều tác giả khi nghiên cứu về vai trò và sự hình thành của các thành phần có chứa silic trong tự nhiên cho thấy: silic là một trong những nguyên tố phân bố rộng và có nhiều trong ñất Chỉ riêng oxy, silic và nhôm cộng lại chiếm khoảng 84,5% trong vỏ trái ñất Ở ñịa tầng ñất sét của vỏ trái ñất, silic oxit chiếm từ 40 - 70% và trong tầng ñất cát chiếm khoảng từ 90 - 98%, tạo nên lớp khoáng silicat

Silic tồn tại dưới dạng các hợp chất chứa SiO2 trong tinh thể, bán tinh thể hoặc dạng vô ñịnh hình và trong nhiều trường hợp ñược hydrat hoá với các mức ñộ khác nhau Thạch anh là dạng phổ biến của silic trong nhiều loại ñất Opal A (SiO2.nH2O) là dạng silic có nguồn gốc chủ yếu từ ñất và sinh học bị hydrat hoá, là dạng vô ñịnh hình của SiO2

Lớp silicat là lớp khoáng vật phổ biến nhất trong thiên nhiên, chiếm khoảng 75% khối lượng vỏ trái ñất Các silicat chứa nhiều nguyên tố, nhưng chiếm tỷ lệ lớn là Si, Al, Fe, Ca, K Các silicat thường có hiện tượng ña hình, ñồng hình hoặc giả hình khối 4 mặt silic oxit (SiO4) và là ñơn vị cấu tạo

cơ sở ñể tạo nên các khoáng vật khác nhau trong lớp silic Các khoáng vật ñó là: olivin [(Mg,Fe)2SiO4], ogit (Ca,Na(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6, hocnơblen: (Ca,Na)2 (Mg,Fe,Al,Ti)5 (Si4O11)2(OH)2, mica trắng là mica của kali, natri, liti : (K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O), mica ñen là mica mandehit sắt: [K2O.6(Mg,Fe)O.Al2O3.6SiO2.2H2O), fenspat Fenspat là khoáng silicat phổ biến nhất trong vỏ trái ñất (chiếm 50% khối lượng vỏ trái ñất) Chúng là những silicat của kali, natri và canxi

Ở Việt Nam, olivin có nhiều ở Hoà Bình, Thái Nguyên và Thanh Hoá, ogit gặp trong ñá gabro Núi Chúa (Thái Nguyên), hocnơblen có nhiều trong

ñá amphibolit Phú Thọ, mica gặp nhiều ở Phú Thọ, Lào Cai, Yên Bái, Hải

Vân (Thừa Thiên - Huế)

Khi bị phong hoá, các khoáng nguyên khai giải phóng silic, nó bị rửa trôi, bị mất hoặc tạo thành các khoáng nhôm - silicat như caolin hoặc smectit Trong ñiều kiện ẩm, lượng lớn silic bị rửa trôi hoặc tích tụ như khoáng sét Trong ñiều kiện bán ẩm hoặc bán khô, khi mà lượng nước chỉ ñủ ñể phong hoá khoáng vật nhưng không ñủ ñể rửa trôi silic, silic có thể bị kết tủa dưới dạng silica vô ñịnh hình ở tầng tích tụ (Sumner, 2000) [87]

1.3.1.3 Sự biến ñổi silic trong ñất

* Các dạng silic

Khi bị phong hoá, các silicat chuyển về dạng có công thức chung là xSiO2.yH2O như axit octosilixic H4SiO4 và axit metasilixic H2SiO3, chất này chuyển thành keo: H2SiO3 + nH2O -> SiO2.nH2O (opan) Opan mất hết nước, dần dần kết tinh trở thành SiO2 tích luỹ lại trong ñất, ñó chính là thạch anh thứ sinh Silic tan trong nước tồn tại ở dạng octosilixic Si(OH)4 và khi ngưng tụ trùng hợp axit octosilixic sẽ hình thành dạng sol - silica hoặc gel - silica (Trần Văn Chính và cs, 2006) [6]

ðất bị phong hoá silicat nhiều như olivin (Mg,Fe2)SiO4 và anorthit (CaAl2Si2O8) giải phóng nhiều silic vào dung dịch Nhiều loại khoáng silicat bền vững như thạch anh giải phóng chậm và ít silic Dạng silica vô ñịnh hình giải phóng silic nhiều hơn dạng silica tinh thể Thuỷ tinh phun trào núi lửa là dạng nguyên thuỷ của dạng silica vô ñịnh hình Một nguồn silica vô ñịnh hình khác ñó là opal nguồn gốc sinh học, nó giống như opal A, sản phẩm của sự phân huỷ thực vật (Sumner, 2000) [87]

Sự giải phóng silic ở trạng thái rắn vào dung dịch ñược kiểm soát bởi nhiều yếu tố, sự tan vốn có của các khoáng vật hoặc các hợp chất vô ñịnh hình là rất khác nhau; opal A là nguồn silica dễ tan hơn nhiều so với opal

CT, cristobalit và thạch anh Sự tan ñược tăng lên rất mạnh ở các hạt nhỏ

<0,01 µm Các yếu tố ngoại cảnh cũng có ảnh hưởng rất lớn ñến sự tan của silic Sự tan tăng lên khi lực ion nhỏ, pH cao (pH > 9) và nhiệt ñộ tăng (Sumner, 2000) [87]

Axit hữu cơ làm tăng sự hoà tan của silic do sự tạo phức chất với Si(OH)4, vì thế sự tan của silic tăng lên rất nhiều ở xung quanh rễ cây Việc bón chất hữu cơ hoặc Fe/Al oxit làm chậm sự tan do tạo sự ngăn cách bề mặt hoạt ñộng với dung dịch ñất, song, sự hấp phụ silic trên Fe/Al oxit làm giảm nồng ñộ silic hoà tan và dẫn ñến sự tan tăng lên Sự tan tăng lên khi áp suất tăng (dẫn theo Sumner, 2000) [87]

Trong dung dịch, silic tồn tại dưới dạng axit silixic Si(OH)4 Nó dịch chuyển trong nước lọc và bị kết tủa ở những ñiều kiện thích hợp pH có ảnh hưởng ñến sự kết tủa của Si Ở pH < 7, Si(OH)4 kết tủa dưới dạng SiO2 trên

bề mặt chất hấp phụ như là hạt ñơn phân tử hoặc polyme khối lượng phân tử nhỏ Khi pH 7 - 10, Si trong dung dịch ở dạng polyme khối lượng phân tử lớn

và tạo dạng bông với các cation trong dung dịch Sự kết tủa Si trong dung dịch xảy ra càng mạnh khi lực ion của dung dịch càng lớn và sự hấp phụ silic trên bề mặt chất rắn càng nhiều khi diện tích bề mặt pha rắn càng lớn (Sumner, 2000) [87]

Trong ñất, Si(OH)4 bị hấp phụ trên các nhóm OH- của keo ñất, oxit và silicat nguyên sinh ðất có bề mặt lớn (tầng A) hoặc có lực ion lớn (tầng canxi) làm tăng sự hấp phụ Si ñơn hoặc ở dạng polyme khối lượng phân tử nhỏ Sự hấp phụ lớn nhất ở pH 7 - 9 Si(OH)4 hấp thụ trên bề mặt ñất do sự mất nước và tạo liên kết O - Si - O Liên kết chặt Si - O kìm hãm sự tái hydrat hoá và giải hấp phụ (Sumner, 2000) [87]

* Sự biến ựổi silic trong ựất

Nồng ựộ Si di ựộng trong ựất lúa ngập nước tăng nhẹ sau khi ựổ ải (làm ựất) và sau ựó giảm dần Si di ựộng có tương quan dương với pH, Ca trao ựổi,

Mg trao ựổi, K trao ựổi, CEC, % hạt keo 14Ao và P của ựất (Kamaguchi và Kyuma, 1974) Si di ựộng có tương quan với Mn2O3 và MnO2 (Kamaguchi và Kyuma, 1977) (dẫn theo Jones và Park, 1982) [69]

Bón photphat làm tăng khả năng giải phóng silic vào dung dịch ựất (Trần Thị Tường Linh và cs, 2005) [22]

Silic tan trong nước dễ bị rửa trôi, làm cho ựất mất silic điển hình nhất

là ựất Nipe (Cu Ba) chỉ còn 6 - 7% SiO2 trong tầng ựất mặt, ngoài ra các số liệu về phân tắch ựất ựỏ ở Ấn độ và Brazin cũng chứng tỏ SiO2 bị rửa trôi (Kirt Lavton) (dẫn theo Nguyễn Mười và cs, 2000) [28]

Silic hoà tan dễ bị hấp thu trên bề mặt keo ựất do kết hợp với amophot nhôm và hydroxit sắt Khi ựất ngập nước, nồng ựộ silic trong dung dịch ựất nói chung tăng lên do ion Fe(III) bị khử thành ion Fe(II) và do các aluminosilicat bị phân huỷ bởi CO2 hoà tan trong nước (Ponnamperuma, 1972) [82] đất có hàm lượng chất hữu cơ cao thường có hàm lượng silic hoà tan cao

Khi nghiên cứu sự hấp thụ của silic lên bề mặt keo ựất của một số loại ựất của tỉnh Quảng đông -Trung Quốc (Huang và cs, 2006) [65] cho biết sự hấp phụ không xảy ra theo phương trình Langmuir mà theo các phương trình của Freundlich và Temkin Dung lượng hấp phụ silic của các loại ựất lúa có khác nhau và giảm theo trình tự: ựất phát sinh từ bazan > ựất phù sa của sông Ngọc > ựất phát sinh từ granit > ựất phát sinh từ ựất cát phiến sét Ở các loại ựất này, MnO và Al2O3 là các thành phần quan trọng trong hấp phụ silic, trong ựó Al2O3 hấp phụ mạnh hơn

Nguồn cung cấp silic từ ñất cho cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng phụ thuộc vào vùng ñất, vùng khí hậu và chế ñộ canh tác Theo Dobermann và Fairhurst (2000) [57] ñất núi lửa không xảy ra sự thiếu hụt silic Sự thiếu hụt silic xảy ra ở:

- Các loại ñất cổ, ñất bạc màu ở vùng ôn ñới (Triều Tiên, Nhật Bản ), cận nhiệt ñới (Bắc Việt Nam )

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

- ðất nhiệt ñới bị phong hoá và thoát nước, ở vùng thấp hoặc cao có mưa nhiều (Bắc Thái Lan ) (Dobermann và Fairhurst, 2000) [57]

Trong ñất, dung dịch ñất thường chứa 50 - 400 ppm axit silixic (Don Julien, 2000) [58] ðất ñược coi là thiếu silic khi lượng silic dễ tiêu (chiết rút bằng dung dịch 1M ñệm axit axetic/natri axetat pH = 4) nhỏ hơn 40 mg Si/kg ñất (tức 82,8 mg SiO2/kg ñất) (Dobermann và Fairhurst, 2000) [57]

Theo Datnoff và cs (1997) [52] các vùng ñất chuyên trồng và trồng nhiều vụ lúa trong năm, các loại ñất bị phong hoá mạnh như ñất Oxisols, Ultisols, ñất cát (Entisols) hoặc ñất giầu hữu cơ ít silic như ñất than bùn (Histosols) thường có ít silic hoà tan

Một cách ñánh giá khác về sự thiếu hụt Si dễ tiêu trong ñất là dựa vào

tỷ số Si dễ tiêu/hàm lượng chất hữu cơ (SiO2 di ñộng theo ppm/OM%) Theo Park (1970), tỷ lệ này tốt nhất là khoảng 100 Khi tỷ lệ này thấp hơn 100 cần bón phân silic và khi lớn hơn 100 cần bón phân hữu cơ và không nhất thiết phải bón thường xuyên phân silic Dựa vào tiêu chí này Kamaguchi và Kyuma (1977) ñã ñưa ra một số thông số về ñất của một số vùng trên thế giới (bảng 1.3) (dẫn theo Jones và Park, 1982) [69]

Bảng 1.3 SiO2 và OM trung bình ở một số nước thuộc châu Á

Châu Á nhiệt ựới

3,17

5,76 2,60

Nguồn: theo Kamaguchi và Kyuma, (1977)

Ở Trung Quốc, silic hoà tan của ựất (Soil - Available Si) ựược rút tinh

từ dung dịch ựệm HAC - NaAC (Sodium axetate) có pH = 4,0 và ựơn vị tắnh

là mg SiO2/kg Với rút tinh bằng dung dịch ựó hàm lượng SiO2/kg biến thiên

từ 95 - 110mg SiO2/kg Theo ựịnh mức thì, hàm lượng Si dễ tiêu trong ựất Trung Quốc là nghèo (Zang and Zhang, 1982, Wuet al, 1996, Liet al 1999) Nhưng hiệu lực của phân silic có hàm lượng Si dễ tiêu cao hơn mức trên, nhất

là các vùng ựất phắa bắc Trung Quốc (Wang, 1993) đánh giá sơ bộ cho thấy phần lớn ựất lúa và phần ựất cao ở Trung Quốc là nghèo Si hữu hiệu (Zhang and Zang, 1986; Ma, 1990; Ye and Xu, 1995; He and Wang, 1999) (dẫn theo Datnoff, 1997) [52]

Kết quả phân tắch cho thấy ở Trung Quốc, nồng ựộ Si hoà tan trong ựất ở vùng miền Nam, đông Nam thấp hơn ở các vùng miền Bắc và Tây Trung Quốc Hàm lượng này chịu ảnh hưởng nhiều của ựá mẹ, khắ hậu và lịch sử canh tác (Ma,1990; Zang and Zhang, 1982) Ở Miền Nam và đông Nam Trung Quốc, rất nhiều Si hoà tan, thường chúng có hàm lượng thấp hơn 80 mg SiO2/kg ựất trên ựất nhẹ, 120 mg SiO2/kg trên ựất thịt hoặc ựất sét Hàm lượng

Si hoà tan cao chỉ tìm thấy trên các loại ựất phát sinh từ phù sa của các con sông, hồ, ựất bazan, ựất sét và những ựá mẹ chứa silic cao (Zang and Zhang,

1982, Fan et al, 1989) (dẫn theo Datnoff, 1997) [52]

He and Li (1995) phân tắch Si hoà tan trong ựất lúa của tỉnh Hồ Bắc cho thấy, hàm lượng Si hoà tan trong ựất ựá vôi, ựất cacbonat tắm ựỏ cao hơn

ở ựất phát triển trên ựất phù sa, ựất phát triển trên ựất thấp, nhất là trên ựất phát triển trên ựá granit, ựất cát và cũng phân ra ở 3 mức pH ựất khác nhau: <

6, pH = 6 - 6,5, pH > 7 có hàm lượng Si hoà tan tương ựương là < 100, 166,9

và 228,8 - 580 mg SiO2/kg ựất (dẫn theo Datnoff, 1997) [52]

Xue and Sun (1991), phân tắch hàm lượng Si hoà tan ở tỉnh Tứ Xuyên của 2 triệu ha ựất lúa, chiếm 44% diện tắch ựất lúa có hàm lượng Si hoà tan

< 95 mg SiO2/kg ựất và khoảng 16% diện tắch, trong ựó có hàm lượng Si hoà tan rất thấp (< 50 mg SiO2/kg ựất) Hua (1994), ựã phân tắch 270 mẫu ựất thắ nghiệm lúa ở tỉnh Tứ Xuyên cho thấy Si hoà tan trong ựất biến thiên từ 22 Ờ 450mg SiO2/kg ựất và phần lớn 2/3 trong số ựó là < 95 mg SiO2/kg ựất (dẫn theo Datnoff, 1997) [52]

Ke et al (1993) cho biết 55% ựất của tỉnh Quảng đông (Trung Quốc)

là thiếu silic (< 95 mg SiO2/kg ựất) (dẫn theo Datnoff, 1997) [52]

Ye and Xu (1995) thông báo, ở tỉnh Phúc Kiến (Trung Quốc) có ựến 95% ựất lúa nghèo silic, hàm lượng chỉ từ 32 - 90 mg SiO2/kg ựất (dẫn theo Datnoff, 1997) [53]

Peng et al (1985), cho biết hàm lượng SiO2 hoà tan trong ựất lúa tỉnh

Triết Giang (Trung Quốc) chỉ có hàm lượng từ 87 - 118 mg SiO2/kg ñất Ở tỉnh Tô Giang (Trung Quốc) theo Lu (1996), trong 7 triệu ha ñất lúa của tỉnh, hàm lượng Si hoà tan thấp hơn 100 mg SiO2/1kg ñất và cũng theo Zhang (1989) các vùng ñất phía Nam của tỉnh Tô Giang thì hàm lượng Si hoà tan trong ñất lúa chỉ ñạt 69 mg SiO2/kg ñất (dẫn theo Datnoff, 1997) [52]

Ở tỉnh Hồ Nam (Trung Quốc), phần lớn ñất lúa có hàm lượng Si hoà tan rất thấp, chỉ khoảng 26 - 73mg SiO2/kg ñất (Xiang at al, 1993) (dẫn theo Datnoff, 1997) [52]

Ở tỉnh Quảng Tây (Trung Quốc), tìm thấy phần lớn các loại ñất lúa có hàm lượng Si hoà tan trong ñất < 100 mg SiO2/kg ñất (dẫn theo Datnoff, 1997) [52] Theo Viện hàn lâm Nông nghiệp Trung Quốc, có 8,86 triệu ha, chiếm 40% diện tích ñất lúa Trung Quốc thiếu silic (dẫn theo Datnoff, 1997) [52]

Theo tài liệu do Sở Nông nghiệp, Sở Khoa học và Kỹ thuật, Liên Hiệp Hội Khoa học - Kỹ thuật của tỉnh Vân Nam (Trung Quốc) cho biết: Hai châu Hồng Hà và Văn Sơn (về mặt thổ nhưỡng có liên quan ñến ñất phù sa sông Hồng

ở nước ta): Ở Châu Hồng Hà có 10% diện tích ñất trồng lúa rất thiếu SiO2 và 46,7% diện tích thuộc loại thiếu Nếu tính < 400 mg SiO2/kg ñất thì châu Hồng

Hà có 26,7% diện tích ñất trồng lúa thuộc loại này, châu Văn Sơn là 52,9% (ðoàn Hưng Tường , 2004) [42]

Khi phân tích hàm lượng SiO2 hoà tan trong ñất ở các châu của tỉnh Vân Nam (Trung Quốc) cho thấy: trong 592 mẫu ñất ñược phân tích ở 14 châu có 17,6% mẫu ñất có hàm lượng SiO2 hoà tan thuộc loại rất thiếu silic (< 100 mg SiO2/kg ñất) và 54% mẫu ñất có hàm lượng SiO2 hoà tan thuộc loại thiếu (từ 101 mg - 400 mg SiO2/kg ñất), trong ñó tổng số có 72% mẫu ñất có hàm lượng SiO2 hoà tan dưới 400 mg SiO2/kg ñất (ðoàn Hưng Tường , 2004) [42]

Từ số liệu của Nguyễn Trường Sơn và cs (2006) [33] thu ñược khi tiến hành phân tích silic dễ tiêu trong ñất và một số chỉ tiêu nông hoá khác của một

số loại ñất tại miền Bắc Việt Nam ñã tính ñược các số liệu ghi trong bảng 1.4

Bảng 1.4 SiO2 và OM trung bình của một số loại ñất miền Bắc Việt Nam

STT Loại ñất, ñịa phương, số mẫu OM*

(%)

SiO2* (ppm)

Tỷ số SiO2/OM

Phù sa, Ninh Bình (2 mẫu)

Phù sa, Hà Nội (2 mẫu)

Phù sa, Nam ðịnh (1 mẫu)

Bạc màu, Hà Nội (1 mẫu)

Bạc màu, Tuyên Quang (3 mẫu)

Cát ven biển, Thanh Hoá (1 mẫu)

2,62 1,69 1,87 1,25 1,10 1,04

Nguồn: Nguyễn Trường Sơn và cs (2006)[33]

Kết quả trình bày trong bảng 1.4 sơ bộ cho thấy: một số loại ñất miền Bắc nước ta ñều nghèo SiO2 thu ñược nhỏ hơn 82,8 mg SiO2/kg ñất (theo Dobermann và Fairhurst, 2000) Mặt khác hàm lượng SiO2 và tỷ lệ SiO2/OM thấp tương ứng từ 23 - 54 ppm và 14,9 - 32 Theo tiêu chuẩn của Park, 1970, thì ñất này cần ñược bón phân silic, vì tỷ số Si dễ tiêu/hàm lượng chất hữu cơ nhỏ hơn 50 Năng suất tối ña so với ðC (%)

Lượng SiO2 trong ñất (ppm)

Hình 1.1 Quan hệ giữa năng suất và lượng Si di ñộng trong ñất

Từ số liệu của 7 tỉnh và 21 loại ñất của Hàn Quốc, Park (1970) cho thấy mối quan hệ là hàm bậc 2 có ñộ chặt cao (R = 0,726) giữa Si di ñộng trong ñất mặt và năng suất lúa với maximum tại lượng Si di ñộng trong ñất mặt là khoảng 130 ppm (hình 1.1) (dẫn theo Jones và Park, 1982) [69]

1.3.2 Những nghiên cứu về silic ñối với cây trồng và ñối với cây lúa

1.3.2.1 Những nghiên cứu về silic ñối với cây trồng

a Nhu cầu dinh dưỡng của silic ñối với cây trồng

Trong cây có chứa tới hơn 60 nguyên tố hoá học, nhưng chỉ có 19 nguyên tố ñược coi là có tác ñộng tích cực ñến sinh trưởng của cây, trong ñó

có silic

Trong nhiều loại ñất, silic ở dưới dạng Si(OH)4 là thích hợp cho cây hút

và nó có vai trò trong sự sinh trưởng, bền cơ giới, tăng tính chống chịu sâu bệnh và chống lại sự thay ñổi môi trường xung quanh rễ cây (Epstein, 1994) Galvez và cs (1989) cho biết silic làm giảm tính ñộc của Mn ñối với cây lúa miến khi dung dịch có tới 1800 µM Mn Trong khi ñó, Liang và cs (1996) cho rằng silic chỉ ảnh hưởng nhỏ ñến tính ñộc của Al ñối với cây lúa miến Hammond và cs (1995) cho biết silic làm giảm ñộc tính của Al và tăng cường

sự hút thu Ca của cây lúa mạch Mặt khác, Epstein (1994) ñã chứng minh sự sinh trưởng của cây trồng chịu ảnh hưởng của silic Liang và cs (1996) nhận ñịnh rằng silic tăng cường sự hút thu K và giảm sự hút thu Na của cây lúa mạch, do ñó làm giảm ñộc tính của mặn và tăng cường tính chống chịu mặn của cây Theo Hodson (1995), các phần của cây có chứa các hàm lượng nhất ñịnh Al và Si, chúng vận chuyển trong các mô và sự tích luỹ của chúng có tính loại trừ nhau Wallace (1993) giả ñịnh rằng silic hoà tan ñiều chỉnh cân bằng cation/anion trong trường hợp quá dư anion bằng cách ñào thải OH- ra khỏi rễ, làm cho pH xung quanh rễ tăng lên dẫn ñến giảm Al dễ tan và tính ñộc của Al Tương tác của Si với Mn cũng tương tự Silic làm tăng sự di ñộng

của P thông qua việc giải phóng P từ bề mặt của sesquioxid (dẫn theo Sumner, 2000) [87]

Tất cả các loại cây trồng ñều chứa silic, ñặc biệt là cây hoà thảo Tuỳ thuộc vào loại cây, bộ phận của cây mà hàm lượng silic khác nhau Cây già thường chứa nhiều silic hơn cây non; các nhóm tế bào ít hoạt ñộng tích luỹ nhiều silic hơn nhóm tế bào hoạt ñộng nhiều Cho ñến nay, những nghiên cứu

về silic còn rất ít, song có nhiều ý kiến cho rằng silic cần thiết cho các cây một lá mầm: tre, nứa, lúa… Silic dưới dạng Si(OH)4 do bộ rễ cây hút rồi ñược vận chuyển lên cùng với nước, nước thoát ñi, silic tích luỹ lại làm cho thân cây và lá cứng cáp ðối với một số cây khác như: lúa mỳ, thuốc lá, ngô, dưa chuột, silic góp phần thuận lợi cho việc sinh trưởng và phát triển, riêng ñối với ñại mạch thiếu silic cây mọc không ñanh dảnh (Lê Văn Căn và cs, 1978) [5]

Khi hàm lượng silic trong cây < 5% thì lúa thiếu silic nghiêm trọng và nếu hàm lượng SiO2 < 11% thì bón silic cho lúa là có hiệu quả Các nhà sản xuất lúa Nhật Bản ñã dùng xỉ silicat ñể làm phân silic, lượng bón khoảng 1,5 -

2 tấn/ha/vụ Trong xỉ silicat, ngoài silicat còn có canxi, magie và mangan Người Hàn Quốc còn dùng wallastonite (canxi - magie metasilicat) ñể bón cho lúa trồng trên ñất thoái hoá (Võ Minh Kha, 1996) [18]

Hàm lượng silic trong cây một lá mầm khá lớn Tro của chúng có thể chứa ñến 90% SiO2 Nhiều loại tro giàu silic như tro rơm rạ, tro trấu Hàm lượng silic trong cây có bón thêm silicat thường cao hơn không bón, cây trồng

ở ngoài ruộng có silic cao hơn trồng trong dung dịch (Yoshida và cs, 1962) [92] Các cây có hàm lượng silic thấp thường dễ mẫn cảm với các loại sâu gây hại và rệp (Yoshida và cs, 1962) [92]

Một số cây trồng khác cũng cần silic như: kiều mạch, lúa mì, dưa hấu, nho, dưa chuột, mía, cây cảnh (Nam và cs, 1996) [79], nho (Miyake và

Takahashi, 1983) [78], rau chân vịt, cải bắp, củ cải trắng…(Denka, 2005) [55],

cà chua (Sumner, 2000) [87], dưa chuột (Marschner, 1986) [77], các cây hoa như lan, hồng, cúc, hướng dương, lily (Henry và Boyd, 1996) [62], một số cây hoa khác (Takahashi và cs, 1977) [89]

Marschner (1986) [77] ñã chia các loại cây trồng thành 3 nhóm chính tuỳ thuộc vào làm lượng silic chứa trong cây: các cây họ hoà thảo trồng trên ñất lúa nước, ví dụ lúa nước, có lượng silic trong chất khô chiếm 10 - 15%; cây họ hoà thảo trồng cạn như mía, nhiều loại cây ngũ cốc, có lượng silic trong chất khô chiếm 1 - 3%; cây họ ñậu, nhiều loại cây 2 lá mầm, có lượng silic trong chất khô chiếm dưới 0,5%

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

Về vai trò sinh lý của silic chưa ñược nghiên cứu nhiều Có ý kiến cho rằng silic không có vai trò gì ñặc biệt ngoài tác dụng làm cứng mô chống ñỡ, vì cây trồng trong dung dịch không có silic vẫn phát triển bình thường Nhưng thực

tế, qua nhiều kết quả nghiên cứu và phân tích cho thấy, tất cả các loại cây trồng ñều có chứa silic và silic có những chức năng sinh lý nhất ñịnh ñối với cây trồng

Những cây thuộc họ Equisetaceae cần có silic ñể hoàn tất chu kỳ sống

của mình Tuy vậy, một số loài khác cũng tích luỹ một lượng silic nhất ñịnh trong mô và khi ñược bổ sung thêm silic thì sự sinh trưởng, phát triển của chúng ñược tăng cường Cây thiếu silic thường dễ ñổ và nhiễm bệnh nấm Silic thường ñược tích luỹ ở dạng hydrat hoá, vô ñịnh hình (SiO2.nH2O) trong màng lưới nội chất, thành tế bào và các khoảng gian bào Silic cũng tạo nên các phức hợp với polyphenol ñể hình thành những hợp chất với lignin tăng cường ñộ cứng của thành tế bào (Hoàng Minh Tấn và cs, 2006) [37]

Theo Hoàng Minh Tấn và cs, silic rất cần thiết cho một số cây trồng Sinh trưởng của cây lúa và cây kê sẽ ñược tăng cường khi bổ sung silic vào

dinh dưỡng Cây hướng dương và lúa mạch cũng sinh trưởng mạnh khi có silic Các tảo cũng rất cần silic Chính vì vậy mà silic là yếu tố thiết yếu ñối với loại cây trồng trên (Hoàng Minh Tấn và cs, 2000) [36]

Hiệu quả của việc bón silic cho cây trồng chưa ñược nghiên cứu nhiều, nhưng những kết quả ban ñầu cho thấy ñối với một số cây như thuốc lá, dưa chuột, ngô và lúa, ñặc biệt là lúa ñồi, mía, mỳ, lúa mạch, cao lương bón silic

có lợi nhiều mặt và tăng năng suất Với lúa trồng trên ñất bạc màu thoái hoá

và lúa ñồi, silic dễ tiêu ít hơn ở ñất lúa nước và lúa thường hay bị bệnh ñạo ôn hơn lúa nước, trong trường hợp này bón silic có thể làm giảm bệnh (Võ Minh Kha, 1996) [18]

Theo Ou (1985), thì tỷ lệ thâm nhập của bào tử gây bệnh cháy lá thấp hơn trên cây trồng có hàm lượng silic cao, có thể là kết quả của rào cản cơ học do sự tích tụ silic trong biểu bì Tại Thái Lan, các thí nghiệm cho biết silic giữ vai trò bảo vệ chống lây lan bệnh cháy lá Tỷ lệ cây chết ở công thức

có xử lý silic thấp hơn so với ñối chứng không xử lý

1.3.2.2 Những nghiên cứu về silic ñối với cây lúa

a Nhu cầu dinh dưỡng silic của cây lúa

Silic là nguyên tố ñược cây lúa hấp thu nhiều nhất từ ñất Lúa hấp thu Si nhiều gấp 6 lần so với K, nhiều hơn 5 - 10 lần so với N, 20 lần so với P2O5 và 30 lần so với Ca

Yoshida (1975) cho biết có 4 - 25% Si (tính theo SiO2) tích tụ trong rơm rạ, 2 - 15% trong cơ quan sinh sản (dẫn theo Jones và Park, 1982) [69]

Vậy, sự hút nhiều silic có ảnh hưởng như thế nào ñến sự sinh trưởng của lúa? Thực nghiệm cho thấy sự sinh trưởng và năng suất sẽ tăng liên tục khi lượng silic trong lá và trong thân ñạt ñến 8% Thí nghiệm ñồng ruộng cho thấy khi lượng silic trong lá dưới 10% cần phải bón phân silic (dẫn theo Takahashi, 1995) [88]

Ngay từ năm 1926, các nhà nghiên cứu ựó nhận thấy rằng silic cần cho

sự sinh trưởng bình thường của cây lúa (Sommer, 1962) [86]

Hiện tại, nhiều nghiên cứu cho thấy silic rất quan trọng ựối với lúa (Cooke, 2006) [51]; (Esser, 2002) [60]; (Hossain và cs, 2001 [64]; (Lashminkanthan và cs, 2002) [74]; (Darren, 1997) [56]; (Henry và Boyd, 1996) [62]; (Ma, Takahashi, 2002) [75]

Okawa (1935), (dẫn theo Nguyễn đình Giao và cs) [9] khi nghiên cứu

về nhu cầu dinh dưỡng của cây lúa, phân tắch thành phần hoá học trong cây lúa cho thấy: ngoài những nguyên tố ựa lượng như N, P, K còn có các nguyên tố vi lượng như nhôm, sắt, magie Trong thân cây và lá lúa có từ 10 - 20% silic cho dù silic không phải là thành phần cấu tạo cơ thể thực vật như N hay P (bảng 1.5) Hàm lượng silic của lúa có khác nhau ở từng bộ phận, ựốt, thân và lá, chiếm tỷ lệ cao nhất là ở lá, sau ựó ựến ựốt và thân

Bảng 1.5 Thành phần hoá học của thân, lá và rơm rạ khô (%)

Bộ phận Thành phần

đốt Thân Lá

Toàn thể rơm rạ Silic

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

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

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

Nguồn: Nguyễn Văn Bộ (2001) [3]

Từ các nghiên cứu của mình, Yoshida và cs (1962) [92] ñã ñưa ra nhận xét rằng: hàm lượng silic trong cây lúa có bón thêm silicat thường cao hơn cây không ñược bón Hàm lượng silic trong rơm rạ dưới 11% thì khi bón silicat vào trong ñất, cây dễ hấp thụ và có hiệu lực cao Với cây lúa trồng ở trong dung dịch, việc bón thêm silic là rất cần thiết và có ảnh hưởng tốt ñến sinh trưởng của cây Khi hàm lượng silic trong lá tươi khoảng 1,5% thì việc bón thêm silic không có ảnh hưởng ñến sinh trưởng của cây lúa

Theo Dobermann và Fairhurst (2000) [57] sự thiếu silic xảy ra khi hàm lượng silic trong cây lúa nhỏ hơn 5% Hàm lượng tối thích trong cây là khoảng

8 - 10%

Nghiên cứu của Imaizumi và Yoshida (1958) ñã chứng minh rằng cây lúa cần một lượng lớn silic, nó có thể hấp thụ ñược 443 kg Si/ha/vụ ðiều này cho thấy ñể sản xuất ñược 10 tấn hạt, cây lúa cần phải hấp thu khoảng 1 tấn silic dioxit (Imaizumi và Yoshida, 1958) [66]

Theo Võ Tòng Xuân (2000), ñể ñạt ñược sản lượng 12 tấn/ha cộng lại của 2 - 3 vụ trong thâm canh lúa cao sản, cây lúa sẽ hút ñi từ ñất một lượng nhất ñịnh các chất dinh dưỡng, trong ñó lượng silic là cao nhất Cụ thể: lượng silic tổng số cây lúa hút ñi là 1092 kg/ha, trong khi ñó ñối với N lúa chỉ hút 200,4 kg/ha, với P chỉ hút 33,6 kg/ha, với kali chỉ hút 204 kg/ha ðiều này chứng tỏ rằng cây lúa cần lượng silic cao hơn rất nhiều so với các nguyên tố khác như N, P, K (Võ Tòng Xuân, 2000) [46]

Sự tích tụ silic trong lúa khác nhau phụ thuộc vào Si và N dễ tiêu trong môi trường sinh trưởng, vào tuổi và vào bộ phận của cây Imaizumi và Yoshida (1958) cho rằng năng suất lúa ñạt cao nhất khi SiO2 trong lúa là 13% (dẫn theo Jones và Park, 1982) [69]

Theo Nguyễn Văn Bộ (2001), trong suốt quá trình sống của mình, cây lúa lấy ñi nhiều nhất là silic sau ñó ñến kali và nitơ (bảng1.6)

Do vậy, ñể ñảm bảo ñất không bị suy thoái thì về nguyên tắc phải bón trả

lại cho ñất một lượng dinh dưỡng tương ñương lượng cây hút ñi Tuy nhiên, việc bón cho cây trồng lại không chỉ hoàn toàn dựa vào lượng dinh dưỡng cây trồng hút ñi từ ñất và phân bón mà còn phải dựa vào kho dự trữ trong ñất, khả năng hút của cây Nếu không dùng rơm rạ ñể ñun nấu mà bón lại cho cây trồng vụ sau, thì ñã trả lại cho ñất phần lớn các nguyên tố như kali, magie, silic

và như vậy cân ñối phân bón sẽ khác ñi (Nguyễn Văn Bộ, 2001) [3]

Bảng 1.6 Nhu cầu dinh dưỡng của một số nguyên tố hoá học ñối với lúa

kg/tấn hạt (*) g/tấn hạt

Bộ

phận N P2O5 K2O CaO MgO S Si Zn Cu B Hạt

3,2 28,4 31,6

0,14 3,80 3,94

1,7 2,3 4,0

0,60 0,34 0,94

9,8 41,9 51,7

Nguồn: Nguyễn Văn Bộ (2001) [3]

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

Các dạng tồn tại của silic trong dung dịch phụ thuộc vào pH môi trường Tại pH < 8, silic hoà tan tồn tại dưới dạng axit silixic không phân ly

có công thức (H4SiO4)n, n = 2 - 3 Ở ngoài ñồng, lúa hút thu silic chủ yếu ở dạng phân tử và không bị các ion photphat, nitrat cản trở Ở pH cao, lúa hút silic dưới dạng anion và bị các ion photphat, nitrat cản trở Như vậy, khi lúa hút silic dưới dạng phân tử không mang ñiện tích, sự tương tác của silic với các ion dinh dưỡng khác là không trực tiếp Tuy vậy, sự hút thu nhiều N của

cây lúa làm giảm sự hút thu Si (dẫn theo Takahashi, 1995) [88]

Theo Takahashi và Nishi (1982), cây lúa trồng trong ñiều kiện không

có K, Mg, S sẽ giảm sự hút thu Si, trong ñiều kiện thiếu N, P sẽ tăng sự hút

Si Các kết quả này cho thấy sự hút thu silic bị ảnh hưởng bởi trạng thái dinh dưỡng N và P của cây (dẫn theo Takahashi, 1995) [88]

Theo Takahashi (1995) [88], bón silic sớm hoặc muộn khác nhau ở sự

ra bông Năng suất ñược hình thành bởi 4 yếu tố: số bông, số hạt trên bông, số hạt chắc trên bông và khối lượng trung bình của hạt Mỗi một yếu tố ñược

hình thành trong một thời gian xác ñịnh và bị chi phối bởi thời tiết và chế ñộ dinh dưỡng Sự thiếu silic làm giảm số bông, số hạt/bông, số hạt chắc/bông nhưng không làm giảm khối lượng trung bình của hạt Sự tạo hạt và hạt vào chắc xảy ra sau sự hình thành bông, trong khi ñó sự hình thành bông lại xảy ra trong giai ñoạn sinh trưởng sinh thực Sự hút thu silic ở giai ñoạn sau hình thành bông nhiều hơn Hậu quả là ảnh hưởng của silic ở giai ñoạn sau mạnh hơn ở giai ñoạn sớm Bởi vì, khi lúa không hút ñủ silic, thì trong ñiều kiện nhiệt ñộ thấp và các hoàn cảnh không thuận lợi khác ở giai ñoạn này, lúa có thể bị giảm năng suất Thí nghiệm cho thấy năng suất lúa diễn biến theo thời kỳ bón silic: bón lúc lúa trỗ > bón lúc lúa ñẻ nhánh> bón lúc lúa chín Bón lúc lúa chín, silic hút thu vào cây không có hiệu quả (dẫn theo Takahashi, 1995) [88]

Theo Jones và Park (1982) nên bón lót phân silic Bón rải trên mặt ruộng ở giai ñoạn lúa làm ñòng cho hiệu quả tương tự (dẫn theo Jones và Park, 1982) [69]

Theo tài liệu do Sở Nông nghiệp, Sở Khoa học và Kỹ thuật, Liên Hiệp Hội Khoa học - Kỹ thuật của tỉnh Vân Nam (Trung Quốc) cho biết phân silic

có những tác dụng (ðoàn Hưng Tường, 2000) [42]:

- Là thành phần của cây: Với lúa cứ sản xuất 1 tấn thóc, lúa lấy ñi từ thóc: 79 kg SiO2; từ rơm rạ: 300 kg SiO2 Tổng cộng 379 kg SiO2

- Nâng cao hiệu suất quang hợp: So với công thức không bón silic: + Diện tích lá thứ 3 tăng 3 - 6cm2

+ Góc ñộ lá thứ 3 nhỏ hơn 5,4 - 9,5 ñộ

+ Thế quang hợp từ bắt ñầu làm ñồng - ñồng non là 114,37 (g/m2)

- Cân bằng ñược sự hút thu dinh dưỡng, cải thiện việc trao ñổi N, nâng cao hệ số sử dụng N

+ So với công thức không bón silic: Tính theo cây lúa thì:

Ở giai ñoạn trổ bông cao hơn 4,5 - 6,42 mg/cây

Ở giai ñoạn chín cao hơn 0,09 - 3,96 mg/cây

+ So giữa các công thức bón N + Si với chỉ bón N thì hệ số sử dụng N tăng lên 6% (52, 39% - 58,87%)

- Nâng cao tính chống hạn, chống ñổ và chống chịu sây bệnh

+ Quan sát biểu bì của lúa thì biểu bì của lúa ñược bón silic có thể thấy

mô tế bào ở ngoài có 2 tầng giác chất, tầng Si và ở tầng Si ñó “chèn” ñầy Si

+ Silic lắng ñộng lại ở tế bào biểu bì có thể chống ñược sự xâm nhập của các vi khuẩn

- Cải thiện phẩm chất gạo So với không bón silic thì:

+ Cấp gạo tăng 1 - 2 cấp

+ Tỷ lệ gạo lật tăng 3,4%

+ Tỷ lệ gạo nguyên tăng 4,9%

- Tăng năng suất lúa: Cũng theo tài liệu trên thì ở Vân Nam (Trung Quốc) ñã làm 67 thí nghiệm phân bón si cho lúa, trong ñó có 35 thí nghiệm năng suất lúa tăng rõ rệt, bình quân 8,8% (ðoàn Hưng Tường, 2000) [42]

- Về hiệu quả sử dụng: Kết quả thí nghiệm cho thấy trên ñất có hàm lượng SiO2 hoà tan (hữu hiệu) dưới 400 mg SiO2/kg ñất thì hiệu quả sử dụng phân bón silic tốt(ðoàn Hưng Tường, 2000) [42]

- Về liều lượng bón cho lúa, theo Lục Hân, trên ñất thiếu Silic, bón

1500 kg/ha loại phân chứa Si hoà tan (19 - 20% SiO2) là kinh tế nhất, và nếu bón loại có ñộ hoà tan cao (50 - 60% SiO2) thì nên dùng khoảng 150 kg/ha (Lục Hân, 2001) [14]

Cũng theo Lục Hân và các tác giả có giới thiệu một số loại phân như sau (Lục Hân, 2001) [14]:

- Silicat natri: Na2O nSiO2 H2O, có hàm lượng SiO2 từ 55 - 60 %

- Silicat Magiê - kali: CaSiO2 MgSiO2 K2O Al2O3, có hàm lượng 35 -

46 % SiO2, 7,5 % K2O

- Silicat can xi - Magiê - photpho: ở Ca3(PO4)2 CaSiO3 MgSiO3, có hàm lượng 40 % SiO2, 16,5 % P2O5