Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu suất sử dụng phân đạm viên nén cho ngô tại thanh hóa luận án tiến sĩ

Mục đích nghiên cứu Xác định khả năng cung cấp các chất dinh dưỡng NPK của đất, hiệu suất sử dụng đạm, liều lượng đạm bón dạng viên nén và một số giải pháp kỹ thuật phù hợp nhằm nâng ca

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

TRẦN ĐỨC THIỆN

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT SỬ DỤNG PHÂN ĐẠM VIÊN NÉN CHO NGÔ TẠI THANH HÓA

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa được

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Tất Cảnh, PGS.TS Nguyễn Thế Hùng đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này

Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy, cô đang công tác tại Ban Quản lý đào tạo, Khoa Nông học, Bộ môn Cây lương thực, Bộ môn Canh tác học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận án

Luận án này được hoàn thành còn có sự giúp đỡ tận tình của nhiều bạn bè, cùng với sự động viên khuyến khích của gia đình trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận án

Trần Đức Thiện

MỤC LỤC

Trang

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục chữ viết tắt vi

Danh mục bảng vii

Danh mục hình ix

Trích yếu luận án x

Thesis abstract xii

Phần 1 Mở đầu 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục đích của đề tài 2

1.3 Phạm vi nghiên cứu 3

1.4 Những đóng góp mới của đề tài 3

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

1.5.1 Ý nghĩa khoa học 3

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn 4

Phần 2 Tổng quan tài liệu 5

2.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam 5

2.1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 5

2.1.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam và tại địa bàn nghiên cứu 7

2.2 Một số nghiên cứu về bón đạm cho ngô trên thế giới và Việt Nam 12

2.2.1 Vai trò của dinh dưỡng đạm đối với cây ngô 12

2.2.2 Một số nghiên cứu về bón đạm cho cây ngô trên thế giới và Việt Nam 13

2.3 Một số biện pháp nâng cao hiệu suất sử dụng đạm hiện nay 17

2.3.1 Bón đạm đúng liều lượng kết hợp với kiểm soát lượng đạm bón cùng với quản lý nước 17

2.3.2 Bón phân sâu và chia lượng phân thành nhiều lần bón 18

2.3.3 Bón cân đối phân đạm, lân, kali cùng với các nguyên tố trung, vi lượng 20

2.3.4 Biện pháp che phủ đất 21

2.3.5 Quản lý dinh dưỡng theo vùng chuyên biệt (Site - Specific Nutrient

Management - SSNM) 23

2.3.6 Sử dụng các chất kìm hãm quá trình phân giải urea 24

2.3.7 Nghiên cứu, sử dụng phân giải phóng chậm, giải phóng chất dinh dưỡng có sự điều tiết (SRF/CRF) 26

2.4 Một số nhận xét rút ra từ tổng quan nghiên cứu 29

Phần 3 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 32

3.1 Vật liệu và đối tượng nghiên cứu 32

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 32

3.2.1 Địa điểm nghiên cứu 32

3.2.2 Thời gian nghiên cứu 33

3.3 Nội dung nghiên cứu 33

3.3.1 Đánh giá hiện trạng sản xuất ngô ở vùng nghiên cứu 33

3.3.2 Nghiên cứu sử dụng phân đạm dạng viên nén nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng đạm của ngô 33

3.3.3 Xây dựng mô hình thử nghiệm và đánh giá hiệu quả kinh tế 33

3.4 Phương pháp nghiên cứu 34

3.4.1 Phương pháp thu thập số liệu 34

3.4.2 Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng 34

3.4.3 Phương pháp xây dựng mô hình bón phân đạm dạng viên nén cho ngô kết hợp với biện pháp che phủ cho cây ngô 40

3.4.4 Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 40

3.4.5 Phương pháp phân tích và tính toán số liệu 43

Phần 4 Kết quả và thảo luận 50

4.1 Hiện trạng sản xuất ngô ở huyện Vĩnh Lộc, tỉnh Thanh Hóa 50

4.1.1 Điều kiện khí hậu, thời tiết, đất đai ảnh hưởng đến nghiên cứu 50

4.1.2 Tình hình sản xuất ngô ở vùng nghiên cứu 54

4.2 Nghiên cứu sử dụng phân đạm dạng viên nén nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng đạm cho ngô 59

4.2.1 Xác định khả năng cung cấp dinh dưỡng của đất cho cây ngô 59

4.2.2 Đánh giá hiệu suất sử dụng đạm của giống ngô với các mức đạm khác nhau 63

4.2.3 Xác định liều lượng đạm viên nén phù hợp cho cây ngô 72

4.2.4 Nghiên cứu sự di động của đạm dạng viên nén khi được bón vào đất 79

4.2.5 Xác định cách bón đạm dạng viên nén thích hợp cho giống C919 84

4.2.6 Xác định khoảng cách, độ sâu bón phân đạm viên nén cho ngô 90

4.2.7 Nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu che phủ khi sử dụng phân đạm dạng viên nén đến sinh trưởng, phát triển và năng suất giống ngô C919 98

4.3 Xây dựng mô hình kỹ thuật sử dụng phân đạm dạng viên nén kết hợp biện pháp che phủ cho ngô 102

Phần 5 Kết luận và đề nghị 104

5.1 Kết luận 104

5.2 Đề nghị 105

Tài liệu tham khảo 107

Phụ lục 119

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt

CIMMYT International Maize and Wheat Improvement Center -

Trung tâm Cải lương giống ngô và lúa mì quốc tế

của đất IPS Indigenous Phophorus Supply - Khả năng cung cấp

lân của đất KUE Potassium Use Efficiency - Hiệu suất sử dụng kali LSD Least Signification Difference – Sai khác nhỏ nhất có

ý nghĩa NUE Nitrogen Use Efficiency - Hiệu suất sử dụng đạm

PUE Phophorus Use Efficiency - Hiệu suất sử dụng lân

diệp lục tương đối

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới giai đoạn 2005-2014 5

Bảng 2.2 Tình hình sản xuất ngô tại một số quốc gia phát triển năm 2014 6

Bảng 2.3 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2005-2014 8

Bảng 2.4 Tình hình sản xuất ngô ở Thanh Hoá giai đoạn 2005-2015 11

Bảng 4.1a Nhiệt độ và số giờ nắng tại huyện Vĩnh Lộc tỉnh Thanh Hóa 51

Bảng 4.1b Lượng mưa và độ ẩm tại huyện Vĩnh Lộc tỉnh Thanh Hóa 52

Bảng 4.2 Một số tính chất lý, hóa học của đất vùng nghiên cứu 53

Bảng 4.3 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô của huyện Vĩnh Lộc 54

Bảng 4.4 Tình hình sử dụng phân bón cho ngô tại vùng nghiên cứu 55

Bảng 4.5 Lượng N trong thân lá, hạt và hiệu số giữa lượng N bón và lượng N cây hút 56

Bảng 4.6 Hiệu suất sử dụng phân bón của giống ngô C919 60

Bảng 4.7 Nhu cầu dinh dưỡng cây hút để tạo 1 tấn ngô hạt 61

Bảng 4.8 Ảnh hưởng của liều lượng đạm bón đến chiều cao cây cuối cùng và số lá của giống ngô C919 63

Bảng 4.9 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến chỉ số diện tích lá và khả năng tích lũy chất khô của giống ngô C919 64

Bảng 4.10 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất giống ngô C919 66

Bảng 4.11 Hiệu suất sử dụng đạm của giống ngô C919 68

Bảng 4.12 Hệ số sử dụng đạm (NRE) và nhu cầu N cho 1 tấn ngô hạt 70

Bảng 4.13 Ảnh hưởng của lượng đạm bón đến hiệu quả kinh tế của sản xuất ngô 71

Bảng 4.14 Thời gian sinh trưởng của giống ngô C919 72

Bảng 4.15 Chỉ số diện tích lá và chất khô tích lũy của giống ngô C919 74

Bảng 4.16 Năng suất thực thu và hiệu suất sử dụng đạm (NUE) của giống ngô C919 75

Bảng 4.17 Hệ số sử dụng đạm (NRE) và nhu cầu đạm cho 1 tấn ngô hạt 77

Bảng 4.18 Hàm lượng đạm có trong hạt và thân lá của giống ngô C919 ở các mức bón phân đạm 78

Bảng 4.19 Hiệu quả kinh tế khi trồng giống ngô C919 ở các mức bón đạm dạng viên nén 79

Bảng 4.20 Một số thông số vật lý nước khi bón phân urê và phân đạm viên nén vào đất trồng ngô 80

Bảng 4.21 Ảnh hưởng của cách bón đạm viên nén đến thời gian sinh trưởng của

giống ngô C919 84

Bảng 4.22 Chỉ số diện tích lá và tổng lượng chất khô tích lũy của giống ngô C919 86

Bảng 4.23 Một số đặc trưng hình thái cây và bắp của giống ngô C919 87

Bảng 4.24 Ảnh hưởng của cách bón đạm viên nén đến sự tích lũy đạm của giống ngô C919 88

Bảng 4.25 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất giống ngô C919 89

Bảng 4.26 Ảnh hưởng của khoảng cách và độ sâu bón đến thời gian sinh trưởng của giống ngô thí nghiệm C919 90

Bảng 4.27 Một số đặc trưng hình thái cây và bắp của giống ngô C919 91

Bảng 4.28 Chỉ số diện tích lá và lượng chất khô tích lũy của giống ngô C919 94

Bảng 4.29 Mức độ nhiễm một số loại sâu bệnh hại chính của giống ngô C919 95

Bảng 4.30 Ảnh hưởng của khoảng cách và độ sâu bón đạm viên nén đên các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất giống ngô C919 97

Bảng 4.31 Thời gian sinh trưởng của giống ngô C919 98

Bảng 4.32 Chỉ số diện tích lá và chất khô tích lũy của giống ngô C919 99

Bảng 4.33 Một số đặc trưng hình thái cây và bắp của giống ngô C919 100

Bảng 4.34 Ảnh hưởng của vật liệu che phủ đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất giống ngô C919 101

Bảng 4.35 Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng vật liệu che phủ cho giống ngô C919 102

Bảng 4.36 Mô hình bón phân đạm dạng viên nén kết hợp với biện pháp che phủ và năng suất ngô 103

Bảng 4.37 Hiệu quả kinh tế của mô hình sử dụng phân đạm dạng viên nén cho ngô C919 103

DANH MỤC HÌNH

TT Tên hình Trang

Hình 4.1 Tổng số giờ nắng và nhiệt độ trung bình các năm 2010-2014 50

Hình 4.2 Tổng lượng mưa và độ ẩm không khí trung bình các năm 2010-2014 53

Hình 4.3 Mối quan hệ giữa lượng đạm cây hút và năng suất ngô 57

Hình 4.4 Lượng đạm cây hút và lượng đạm bón 58

Hình 4.5 Mối quan hệ giữa liều lượng đạm bón với năng suất ngô vụ đông 2010 67

Hình 4.6 Mối quan hệ giữa liều lượng đạm bón với năng suất ngô vụ xuân năm 2011 67

Hình 4.7 Sự di động của N trong phân bón sau 5 ngày bón 81

Hình 4.8 Sự di động của N trong phân bón sau 20 ngày bón 82

Hình 4.9 Sự di động của N trong phân bón sau 40 ngày bón 83

Hình 4.10 Sự di động của N trong phân bón sau 60 ngày bón 83

TRÍCH YẾU LUẬN ÁN

Tên tác giả: Trần Đức Thiện

Tên đề tài: Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu suất sử dụng phân đạm viên nén cho ngô tại Thanh Hóa

Chuyên ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 62 62 01 10

Cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam

1 Mục đích nghiên cứu

Xác định khả năng cung cấp các chất dinh dưỡng NPK của đất, hiệu suất sử dụng đạm, liều lượng đạm bón dạng viên nén và một số giải pháp kỹ thuật phù hợp nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng đạm cho ngô; góp phần hoàn thiện quy trình thâm canh ngô năng suất cao, chất lượng tốt tại Thanh Hóa

2 Phương pháp nghiên cứu

- Nội dung nghiên cứu: (1) Đánh giá hiện trạng sản xuất ngô ở vùng nghiên cứu (2) Nghiên cứu sử dụng phân đạm dạng viên nén nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng đạm của ngô (3) Xây dựng mô hình thử nghiệm và đánh giá hiệu quả kinh tế

- Phương pháp nghiên cứu:

+ Phương pháp thu thập số liệu: Số liệu thứ cấp được thu thập thông qua các số liệu thống kê của Cục Thống kê tỉnh Thanh Hóa và các báo cáo sản xuất nông nghiệp của UBND huyện Vĩnh Lộc, tỉnh Thanh Hóa Số liệu sơ cấp được thu thập bằng phương pháp điều tra nhanh nông thôn (PRA) với việc sử dụng phiếu điều tra

+ Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng

+ Phương pháp phân tích và tính toán số liệu: (1) Phương pháp phân tích mẫu đất và mẫu thân lá (2) Phương pháp phân tích hồi quy tuyến tính (3) Phân tích sai số thí nghiệm bằng phần mềm IRRISTAT 5.0

- Vật liệu và đối tượng nghiên cứu: Giống ngô lai C919; Các loại phân chuồng, phân đạm dạng viên nén, đạm urê, lân supe, kali clorua

3 Kết quả chính và kết luận

1) Việc sử dụng phân bón của các hộ dân tại khu vực nghiên cứu là chưa hợp lý

và cân đối: Để đạt năng suất cao từ 4 tấn/ha trở lên, người dân ở huyện Vĩnh Lộc, tỉnh Thanh Hóa đã đầu tư một lượng phân bón lớn (tổng lượng N, P, K bón là trên 260 kg/ha), trong đó phân đạm được bón nhiều nhất (trên 180 kg N/ha) Người nông dân đã

quan tâm bón phân chuồng cho ngô tuy nhiên lượng phân không cao Các hộ dân chủ yếu chú trọng đến việc tăng lượng đạm bón, trong khi lượng lân, kali bón rất ít; chưa chú ý đến việc cung cấp một cách cân đối giữa lượng đạm và lượng lân, kali bón cho ngô dẫn đến năng suất, hiệu quả kinh tế còn thấp

2) Khả năng cung cấp chất dinh dưỡng của đất tại khu vực nghiên cứu cho cây ngô ở mức: Khả năng cung cấp đạm (INS) là 44,4 - 88,3 kg N/ha; khả năng cung cấp lân (IPS) là 21,8 - 54,8 kg P2O5/ha; khả năng cung cấp kali (IKS) là 31,6 - 82,7 kg

K2O/ha

Trên nền 8 tấn phân chuồng (với lượng phân bón 180 kg N + 90 kg P2O5 + 90

kg K2O/ha) hiệu suất sử dụng phân bón của giống ngô C919 đạt 12,8 - 12,9 kg hạt/kg NPK, 14,3 - 14,8 kg hạt/kg N, 13,7 - 14,1 kg hạt/kg P2O5, 13,0 - 13,7 kg hạt/kg K2O Để tạo ra 1 tấn ngô hạt, cây ngô đã lấy đi từ đất 18,5 - 21,8 kg N, 9,2 - 10,5 kg P2O5, 12,6 - 15,9 kg K2O

3) Trong thâm canh ngô tại huyện Vĩnh Lộc, tỉnh Thanh Hóa với mật độ 5,9 vạn cây/ha trên nền 8 tấn phân chuồng + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O sử dụng đạm dạng viên nén với mức 120 kg N/ha, bón ngay sau khi gieo hạt là hợp lý nhất, có ảnh hưởng tích cực đến sinh trưởng, phát triển, năng suất, hiệu suất sử dụng phân bón và hiệu quả kinh

tế của sản xuất ngô

4) Căn cứ vào kết quả nghiên cứu sự di động của đạm trong đất và thí nghiệm xác định độ sâu, khoảng cách bón đạm viên nén có thể khẳng định: Khi bón phân đạm dạng viên nén ở khoảng cách bón 10 cm so với gốc ngô, độ sâu 10 cm so với bề mặt luống ngô, là phù hợp nhất, tạo điều kiện cho cây ngô sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao nhất đạt 78,6 tạ/ha ở vụ đông năm 2012 và 81,0 tạ/ha ở vụ xuân năm 2013

5) Kết quả sản xuất mô hình cho thấy, khi sử dụng lượng phân bón 8 tấn phân chuồng + 120 kg N (dạng viên nén) + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O/ha kết hợp với sử dụng vật liệu che phủ là rơm rạ đã có tác dụng làm tăng năng suất ngô hạt 12,4 tạ/ha (tăng 19,4%) và mang lại lãi lớn hơn 8,3 triệu đồng/ha/vụ (tăng 44,4%) so với việc sử dụng phân bón thông thường.

THESIS ABSTRACT

Doctoral candidate: Tran Duc Thien

Thesis title: Study on solutions to improve nitrogen tablet efficiency for maize in Thanh Hoa province

Educational orgnization: Vietnam National University of Agriculture

1 Research Objectives

Determine the ability to provide NPK nutrients of soil, nitrogen efficiency and dose of tablet nitrogen application and several appropriate solutions in order to improve nitrogen efficiency for maize; contributing to improve the process of maize cultivation with high yield, good quality on Ma River alluvium in Thanh Hoa province

2 Materials and Methods

- Research contents: (1) Assessment of current status of maize production in the study area (2) Study on the use of tablet nitrogen to enhance nitrogen efficiency for maize (3) Establishing the experimental model and evaluation of economic efficiency

- Research methods:

+ Data collection: Secondary data was collected through the statistics of the Statistics Office of Thanh Hoa province and the reports of agriculture from Vinh Loc District People's Committee, Thanh Hoa province Primary data was collected by means

of Participatory Rural Appraisal (PRA) which used questionnaires

3 Main findings and conclusions

1) The use of fertilizers by farmers in the study area is not reasonable and balanced: To achieve high productivity from 4 tons / ha and above, famers in Vinh Loc district, Thanh Hoa province invested a large amount of fertilizer (total N, P, K fertilizer was over 260 kg ha-1), in which nitrogen was applied most (over 180 kg N ha-1) Farmers were interested in application of manure for maize but not high Farmers

mainly focused on increasing the amount of nitrogen fertilizer, while phosphate and potassium fertilizers are very few; not paying attention to providing a balance between amount of nitrogen and phosphate, potassium fertilizers for maize led to low yield and economic efficiency

2) Ability to offer nutrients of soil for maize in research area at level: nitrogen (INS) was 44.4 to 88.3 kg N ha-1; phosphorus (IPS) was 21.8 to 54.8 kg P2O5 ha-1; potassium (IKS) was 31.6 to 82.7 kg K2O ha-1

According to a base of 8 tons of manure (including 180 kg N + 90 kg P2O5 + 90

kg K2O over hectare) fertilizer efficiency of C919 maize reached 12.8 to 12.9 kg grain

kg-1 NPK; 14.3 to 14.8 kg grain kg-1 N; 13.7 to 14.1 kg grain kg-1P2O5; 13.0 to 13.7 kg grain kg-1 K2O To produce 1 ton of grains, maize uptook from the soil 18.5 to 21.8 kg

4) Based on the study results of nitrogen movement in soil and experiment to determine the depth, distance of nitrogen application can confirm: When apply tablet nitrogen fertilizer at a distance of 10 centimeters from the maize root , a depth of 10 centimeters from the surface of the maize bed , is most appropriate, facilitating maize growth, development and for high yield best reached at 7.86 tons ha-1 in winter 2012 and 8.10 tons ha-1 in spring 2013

5) Results of the model production revealed that, when using the fertilizer rates

of 8 tons of manure + 120 kg N (tablets) + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O associated with the use of covering materials as straw has been found increased grain yield 1.24 tons ha-1(increased by 19.4%) and bring profit greater than 8.3 million dong ha-1 over crop (increased by 44.4%) compared to the use of conventional fertilizers

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Ở Việt Nam, cây ngô là cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa và

là cây màu quan trọng nhất được trồng ở tất cả các vùng sinh thái (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2011) Trong thời gian gần đây, do nhu cầu của nền kinh tế, sản xuất ngô tăng cả về diện tích, năng suất và sản lượng: năm 2005 tổng diện tích 1.052,6 nghìn ha, đến năm 2014 diện tích ngô toàn quốc đạt 1.177,5 nghìn ha, năng suất đạt 44,1 tạ/ha, tổng sản lượng là 5,2 triệu tấn Tuy nhiên cho đến nay, lượng ngô sản xuất trong nước chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng trong nước; hàng năm, nước ta vẫn phải nhập khẩu hàng triệu tấn ngô Theo số liệu thống kê của Bộ Nông nghiệp và PTNT, khối lượng ngô nhập khẩu trong năm 2015 ước đạt 7,6 triệu tấn, giá trị nhập khẩu đạt 1,6 tỷ USD, tăng 58,5% về khối lượng và tăng 34,7% về giá trị so với cùng kỳ năm 2014 (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2015b)

Để giải quyết sự thiếu hụt sản lượng ngô, bên cạnh các giải pháp mở rộng diện tích, tăng vụ trồng thì sử dụng phân bón trong thâm canh tăng năng suất là một giải pháp quan trọng nhất đối với sản xuất ngô hiện nay của Việt Nam (Nguyễn Văn Bộ, 2013) Thực tế sản xuất tại các vùng trồng ngô chính của Việt Nam cho thấy, tỉ lệ sử dụng giống ngô lai mới có tiềm năng năng suất cao chiếm

tỉ lệ rất lớn (có nơi chiếm gần 100%) Những giống ngô mới hiện nay có tiềm năng năng suất cao, cần được bón đủ lượng đạm, lân và kali; trong đó đạm là yếu

tố dinh dưỡng quan trọng nhất và là yếu tố hạn chế chính đến năng suất ngô tại các vùng trồng ngô của nước ta

Thanh Hoá là một trong 4 tỉnh có diện tích trồng ngô lớn nhất cả nước nhưng thời gian gần đây diện tích sản xuất ngô của tỉnh có xu hướng giảm Theo

số liệu thống kê trong giai đoạn 2005-2015, bình quân mỗi năm diện tích ngô của tỉnh giảm khoảng 0,77 nghìn ha (Cục Thống kê Thanh Hóa, 2015) Kết quả điều tra, đánh giá cho thấy có nhiều nguyên nhân dẫn tới hiện tượng trên, trong đó nguyên nhân chính là: chi phí đầu vào cho sản xuất ngô (giống, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật…) luôn ở mức cao, trong khi giá nông sản lại thấp; tình trạng thiếu lao động, giá ngày công lao động tăng cao dẫn đến hiệu quả sản xuất ngô rất thấp, thậm chí là không có lãi

Kết quả điều tra, đánh giá sơ bộ cũng cho thấy, để thu được năng suất cao, trong sản xuất ngô các hộ nông dân thường sử dụng một lượng rất lớn phân bón (phân đơn hoặc phân tổng hợp NPK) Các loại phân này được chia thành nhiều lần bón trong suốt quá trình sinh trưởng, phát triển của cây ngô Khi sử dụng các loại phân trên hiệu quả phân bón không cao, tốn công lao động do phải bón 2-3 lần, ngoài ra một lượng rất lớn phân bón bị mất đi do rửa trôi, bay hơi, thấm sâu vào trong đất…; trong đó lượng đạm mất đi là lớn nhất, có thể lên tới 67% (Raun and Gordon, 1999)

Việc sử dụng phân bón hiện nay đã gây ra nhiều áp lực đối với môi trường nói chung và môi trường đất nông nghiệp nói riêng ở nước ta trong giai đoạn phát triển hiện nay Bài toán sử dụng phân bón có hiệu quả, bảo đảm phát triển bền vững, thân thiện với môi trường, tăng thu nhập cho nông dân nhiều lúc vẫn còn rất nan giải (Phạm Quang Hà và Nguyễn Văn Bộ, 2002)

Những giải pháp được nhắc đến nhiều và khả thi nhất là tiết kiệm phân bón bằng cách giảm ngay lượng phân bón hóa học 10 đến 15%, bón phân cân đối và sử dụng hài hòa các nguồn phân bón khác nhau kể cả vô cơ và hữu cơ, tái sử dụng rơm

rạ, tưới nước tiết kiệm và sử dụng các biện pháp tưới tiêu xen kẽ cũng như nhiều biện pháp kỹ thuật tiềm năng khác (Phạm Quang Hà và Nguyễn Văn Bộ, 2013)

Để giảm thiểu thiệt hại do lượng phân đạm mất đi, các nhà khoa học khuyến cáo nên sử dụng phân đạm giải phóng chậm (Blaylock et al., 2005; Burton et al., 2008; Halvorson et al., 2008; Paniagua, 2006; Motavalli et al., 2008; Shaviv, 2000; Trenkel, 1997)

Hiện nay tại nhiều nước trên thế giới và Việt Nam đã đưa các dạng phân chậm tan như phân viên nén, phân có vỏ bọc polyme vào sử dụng để nâng cao hiệu quả sử dụng phân đạm, giảm chi phí công lao động, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất ngô Theo các tài liệu công bố tại các địa phương Hà Giang, Sơn La, Cao Bằng, Quảng Bình, việc sử dụng phân viên nén cho ngô đã giúp tiết kiệm được khoảng 30% chi phí phân bón, năng suất tăng 22% (Nguyễn Tất Cảnh, 2008)

Do đó việc nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật để nâng cao hiệu suất sử dụng phân bón, hiệu quả sản xuất, giảm thiểu tác động môi trường là hết sức cần thiết 1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Xác định khả năng cung cấp các chất dinh dưỡng NPK của đất, hiệu suất

sử dụng đạm, liều lượng đạm bón dạng viên nén và một số giải pháp kỹ thuật phù

hợp nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng đạm cho ngô; góp phần hoàn thiện quy trình thâm canh ngô năng suất cao, chất lượng tốt tại tỉnh Thanh Hóa

1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI

Đã chỉ rõ khả năng cung cấp chất dinh dưỡng của đất tại khu vực nghiên cứu cho cây ngô ở mức: Khả năng cung cấp đạm của đất (INS) là 44,4-88,3 kg N/ha; khả năng cung cấp lân của đất (IPS) là 21,8-54,8 kg P2O5/ha; khả năng cung cấp kali của đất (IKS) là 31,6-82,7 kg K2O/ha

Xác định được lượng phân đạm bón thích hợp (trên nền 8 tấn phân chuồng + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O/ha) cho giống ngô C919 là 120 kg N dạng viên nén/ha

Đã mô hình hóa được sự di chuyển đạm từ vị trí bón phân đạm dạng viên nén trong đất làm cơ sở để xác định được khoảng cách, độ sâu bón đạm dạng viên nén cho ngô thích hợp nhất ở khoảng cách 10 cm so với gốc ngô và độ sâu

10 cm so với bề mặt luống ngô

Xác định được một số biện pháp kỹ thuật sử dụng phân đạm viên nén (bao gồm lượng bón, độ sâu bón, cách bón ) kết hợp với che phủ bằng rơm rạ để bổ sung vào quy trình kỹ thuật thâm canh ngô tại huyện Vĩnh Lộc, Thanh Hóa mang lại năng suất, hiệu quả cao: năng suất hạt bình quân đạt 76,4 tạ/ha, đem lại lãi bình quân 27,0 triệu/ha (cao hơn 8,3 triệu đồng/ha, tương ứng với 44,4% so với sản xuất ngô theo quy trình thông thường)

1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.5.1 Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài là những dẫn liệu khoa học có giá trị về việc xác định khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho cây ngô của đất, quá trình di

động của phân đạm dạng viên nén khi bón vào đất, xác định được lượng phân bón thích hợp cho sản xuất ngô

Kết quả nghiên cứu của đề tài đã cung cấp thông tin về hiệu quả của việc

sử dụng đạm dạng viên nén đối với năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất ngô

và xây dựng quy trình bón phân hợp lý, hiệu quả, đồng thời bảo vệ môi trường cho các vùng trồng ngô

Kết quả nghiên cứu của đề tài là tài liệu tham khảo cho công tác giảng dạy

và xây dựng các đề tài nghiên cứu liên quan đến phân bón cho cây ngô

1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn

Các kết quả nghiên cứu góp phần xây dựng được quy trình canh tác, quy trình kỹ thuật bón phân đạm viên nén thích hợp, đạt hiệu quả kinh tế cao cho ngô tại huyện Vĩnh Lộc, tỉnh Thanh Hóa và những vùng có điều kiện sinh thái tương đồng trên phạm vi toàn quốc

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 2.1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Trên thế giới, ngô là một trong những cây ngũ cốc quan trọng, diện tích đứng thứ 3 sau lúa mì và lúa nước; sản lượng thứ hai và năng suất cao nhất trong các cây ngũ cốc Theo số liệu thống kê, năm 2005 diện tích trồng ngô trên toàn thế giới là 148,2 triệu ha, năng suất trung bình 48,2 tạ/ha và sản lượng đạt 714,3 triệu tấn, tương ứng năm 2014 là 183,3 triệu ha, 56,6 tạ/ha, 1.037,5 triệu tấn Sau

10 năm, diện tích ngô tăng 23,7%, năng suất tăng 17,4% và sản lượng tăng 45,2% Trong đó Mỹ, Trung Quốc, Braxin, Ấn Độ là những nước đứng đầu về diện tích và sản lượng (FAOSTAT, 2016)

Bảng 2.1 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới

giai đoạn 2005 - 2014

(triệu ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Bảng 2.2 Tình hình sản xuất ngô tại một số quốc gia phát triển năm 2014

(triệu ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Cây ngô có thể tạo ra một lượng sinh khối rất lớn trong suốt quá trình sinh trưởng, phát triển Vì vậy, thân, lá ngô thường được sử dụng làm thức ăn cho gia súc dưới dạng thân cây tươi hoặc được ủ chua Việc sử dụng ngô làm thức ăn chăn nuôi là khá phổ biến tại những vùng nửa khô hạn cũng như những khu vực mà ngô thường không đạt đến giai đoạn trưởng thành của hạt Thân cây

ở giai đoạn này dễ ăn hơn và lượng protein cao hơn so với các giai đoạn khác (Amin, 2011)

Trong thời gian tới, ngô không chỉ được sử dụng làm lương thực cho người, sản xuất thức ăn chăn nuôi mà còn được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp chế biến cồn sinh học; như vậy, nhu cầu về ngô trên thế giới sẽ tiếp tục

gia tăng Dự kiến nhu cầu tiêu thụ ngô tại Châu Á sẽ đạt 310 triệu tấn vào năm

2020 (IFPRI, 2001) và sẽ vượt xa so với sản lượng thu hoạch ngô

Vì vậy, nghiên cứu các giải pháp làm tăng năng suất trên diện tích đất nông nghiệp hiện có là lựa chọn duy nhất để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về ngô và tránh các ảnh hưởng không mong muốn của việc mở rộng nông nghiệp (Cassman et al., 2003; Tilman et al., 2002)

2.1.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam và tại địa bàn nghiên cứu

2.1.2.1 Tình hình sản xuất chung

Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa Cây ngô không chỉ cung cấp lương thực cho người, vật nuôi mà còn là cây trồng xóa đói giảm nghèo tại các tỉnh có điều kiện kinh tế khó khăn (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2011a)

Sản xuất ngô cả nước qua các năm không ngừng tăng về diện tích, năng suất, sản lượng: năm 2010 diện tích trồng ngô của cả nước đạt 1.125,7 nghìn ha, năng suất 41,1 tạ/ha và sản lượng là 4626,6 nghìn tấn, năm 2015 những chỉ tiêu này lần lượt đạt 1.179,3 nghìn ha, 44,8 tạ/ha và 5283,2 nghìn tấn (bảng 2.3)

Kết quả thống kê cho thấy, năng suất ngô của Việt Nam năm 2015 (44,8 tạ/ha) vẫn còn thấp hơn nhiều so với mặt bằng chung của thế giới (56,6 tạ/ha) và thấp hơn rất nhiều so với năng suất ngô ở các nước phát triển như Mỹ (107,3 tạ/ha), Pháp (100,3 tạ/ha), Canada (93,6 tạ/ha), Trung Quốc (60,0 tạ/ha)… (bảng 2.2) Nguyên nhân là do việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất ngô ở nước ta hiện nay vẫn còn nhiều hạn chế, với địa hình phức tạp (trên 70% diện tích ngô được trồng trên đất có độ dốc cao), diện tích sản xuất chủ yếu phụ thuộc vào nước trời, ít đầu tư thâm canh nên năng suất ngô vẫn còn thấp so với tiềm năng của giống Bên cạnh đó, các giống ngô có khả năng thích nghi tốt với điều kiện thời tiết bất thuận như hạn hán và mưa lũ vẫn còn thiếu

Với đà tăng trưởng của ngành chăn nuôi và nhu cầu ngô phục vụ công nghiệp sản xuất ethanol hiện nay đòi hỏi nguồn nguyên liệu ngô là rất lớn Để cây ngô Việt Nam phát triển một cách bền vững, đáp ứng trên 80% nguyên liệu chế biến thức ăn chăn nuôi và mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người sản xuất, việc đánh giá đúng thực trạng sản xuất ngô, đưa ra các giải pháp đồng bộ nhằm

mở rộng diện tích, nâng cao năng suất ngô là điều hết sức cần thiết trong giai đoạn hiện nay

Bảng 2.3 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2005-2014

Năm Diện tích (nghìn ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (1000 tấn)

Bộ Nông nghiệp và PTNT (2015a)

2.1.2.2 Triển vọng và thách thức của nghề trồng ngô tại Việt Nam

Gần đây, cây ngô không chỉ là cây lương thực; người ta dùng bắp ngô bao

tử làm rau cao cấp vì nó sạch và có hàm lượng dinh dưỡng cao; ngô nếp, ngô đường (ngô ngọt) được dùng làm quà ăn tươi (luộc, nướng) hoặc đóng hộp làm thực phẩm xuất khẩu Ngô còn là nguyên liệu của ngành công nghiệp lương thực, thực phẩm và công nghiệp nhẹ để sản xuất rượu, cồn, tinh bột, dầu, glucôzơ, bánh kẹo Trong y dược, tinh chất từ ngô được dùng để trị áp huyết, râu ngô được dùng để làm thuốc…

Hiện nay, nước ta đang phải nhập khẩu nguyên liệu để chế biến thức ăn chăn nuôi, chủ yếu là ngô, đỗ tương và một phần lúa mì Trong vòng 5 năm gần đây, Việt Nam nhập siêu lượng ngô tăng liên tục từ 1,6 triệu tấn (năm 2011) lên đến 4,61 triệu tấn (năm 2014) và đến hết năm 2015 đã nhập 7,6 triệu tấn, kim

ngạch nhập khẩu từ 326,3 triệu USD (năm 2011), 1,2 tỷ USD (năm 2014) và 1,6 tỷ USD năm 2015 (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2015b) Như vậy, sản lượng ngô sản xuất ra vẫn chưa đáp ứng đủ cho nhu cầu trong nước

Bên cạnh đó, điều kiện tự nhiên của Việt Nam hoàn toàn thích hợp cho sản xuất ngô, đặc biệt là các vùng miền núi trong điều kiện canh tác lúa bị hạn chế Đây là điều kiện thuận lợi để sản xuất ngô tiếp tục phát triển trong thời gian tới

Những năm gần đây, nhờ có các chính sách khuyến khích của Nhà nước

và nhiều tiến bộ kĩ thuật, đặc biệt là về giống, cây ngô đã có những tăng trưởng đáng kể về diện tích, năng suất và sản lượng, đồng thời đã hình thành một số vùng trồng ngô chính trong cả nước như: Vùng miền núi Đông Bắc, vùng miền núi Tây Bắc, vùng đồng bằng sông Hồng

* Một số tồn tại trong sản xuất ngô tại Việt Nam

Trong những năm gần đây, sản xuất ngô của nước ta đã có những bước phát triển đáng khích lệ Việc đưa các tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất, đặc biệt là các giống ngô lai có năng suất, chất lượng cao đã góp phần làm tăng nhanh diện tích, năng suất, sản lượng ngô của toàn quốc Cây ngô đã khẳng định vai trò hết sức quan trọng trong cơ cấu cây trồng, góp phần nâng cao kinh tế của một bộ phận lớn người dân Tuy nhiên, còn có một số tồn tại trong sản xuất ngô hiện nay

ở nước ta như sau:

Phần lớn diện tích trồng ngô có độ dốc cao, không chủ động nước tưới, ít thâm canh (đặc biệt tại các tỉnh Trung du miền núi phía Bắc) Do đó, năng suất cây ngô đạt thấp so với tiềm năng năng suất của giống và không ổn định, dễ mất mùa khi gặp hạn và mưa lũ Hầu hết diện tích ngô vụ hè thu tại các tỉnh Bắc Trung bộ thường bị hạn hán cuối vụ và diện tích ngô vụ đông ở miền Bắc thường

bị mưa lũ đầu vụ gây mất mùa

Nước ta đang thiếu các giống ngô có đặc tính thích nghi với điều kiện bất thuận của thời tiết: ngập úng vào mùa mưa, hạn hán vào mùa khô Trình độ hiểu biết khoa học kỹ thuật của người dân còn thấp và không đồng đều giữa các vùng trồng ngô, điều kiện kinh tế khó khăn, thiếu vốn đầu tư cho sản xuất Việc ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất còn nhiều hạn chế Người dân chỉ mới quan tâm sử dụng giống ngô lai mà chưa áp dụng đồng bộ các biện pháp kỹ thuật

tương ứng Trong đó mật độ trồng ngô thấp hơn nhiều so với quy trình, việc bón phân vừa ít vừa không cân đối dẫn đến hiệu quả chưa cao (Phan Xuân Hào, 2008) Lượng phân bón sử dụng cho sản xuất ngô chưa cân đối cả về liều lượng,

tỉ lệ và chủng loại Việc lạm dụng phân khoáng cùng với việc thay đổi mô hình chăn nuôi, thiếu hụt lao động, áp lực về mùa vụ… mà phân hữu cơ ngày càng ít được sử dụng (Nguyễn Văn Bộ, 2003)

Việc sử dụng phân bón quá mức cần thiết và hiệu lực phân bón thấp đã dẫn đến suy thoái độ phì nhiêu của đất một cách hệ thống xet theo quan điểm bền vững Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, ngay cả những vùng đất tốt nhất (phù sa) cũng đang trên đường chua hóa Ở nhiều nơi độ chua đã tăng lên 1 đơn vị (pH nhỏ đi 1 đơn vị) so với kết quả công bố trước đây Việc chua hóa đất đã dẫn đến sự di động phân tán hơn các kim loại nặng (Phạm Quang Hà và Nguyễn Văn

Bộ, 2013) Qua đó gây nên nguy cơ ô nhiễm, song việc bón không cân đối các loại phân cũng có ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường đất, nước ngầm, nước tưới, không khí cũng như chất lượng nông sản Bón phân không đúng kỹ thuật còn làm mất cân đối một hoặc nhiều loại chất dinh dưỡng, làm đất bị thoái hóa nhanh (Phạm Quang Hà và Nguyễn Văn Bộ, 2013)

Phần lớn diện tích sản xuất ngô manh mún (nhất là ở vùng Đồng bằng sông Hồng), việc tích tụ ruộng đất để hình thành vùng sản xuất quy mô lớn theo hướng hàng hóa còn gặp nhiều khó khăn Bên cạnh đó, công nghệ sơ chế, bảo quản sau thu hoạch còn thiếu, hàng năm tổn thất sau thu hoạch đối với ngô là khá lớn (13-15%) Chưa gắn kết giữa sản xuất và tổ chức tiêu thụ của các doanh nghiệp, nhất là doanh nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2011a) Do đó, hiệu quả sản xuất ngô hiện nay ở nước ta còn rất thấp 2.1.2.3 Tình hình sản xuất ngô ở Thanh Hoá

Thanh Hoá là một trong 4 tỉnh có diện tích ngô lớn nhất cả nước Tuy nhiên diện tích sản xuất ngô của tỉnh trong thời gian gần đây có xu hướng giảm Tính chung trong giai đoạn 2005-2015, bình quân mỗi năm diện tích ngô của tỉnh giảm khoảng 0,77 nghìn ha Năm 2015, diện tích ngô toàn tỉnh là 56,8 nghìn ha; năng suất đạt 43,2 tạ/ha, thấp hơn 1,6 tạ/ha so với bình quân chung của cả nước (44,8 tạ/ha), sản lượng 245,4 nghìn tấn

Bảng 2.4 Tình hình sản xuất ngô ở Thanh Hoá giai đoạn 2005-2015

Năm Diện tích (nghìn ha) Năng suất (Tạ/ha) Sản lượng (nghìn tấn)

Nguồn: Cục Thống kê Thanh Hoá (2011, 2012, 2013, 2014, 2015)

Theo Sở Nông nghiệp và PTNT Thanh Hóa (2015) có tới trên 50% diện tích sản xuất ngô của tỉnh được trồng trên những vùng đất khó khăn về nước tưới (chủ yếu chờ nước trời), việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất còn tương đối chậm; việc sử dụng phân bón cho ngô còn tuỳ tiện, thiếu khoa học… Bên cạnh đó, do giá cả vật tư nông nghiệp liên tục tăng, trong khi giá nông sản lại ở mức thấp; tình hình thiếu lao động, giá ngày công lao động tăng cao dẫn đến hiệu quả sản xuất ngô rất thấp, thậm chí không có lãi

Tiềm năng phát triển cây ngô của tỉnh Thanh Hoá là rất lớn, vì vậy việc tiếp tục mở rộng diện tích sản ngô trên diện tích trồng lúa, mía kém hiệu quả, sản xuất ngô vụ Thu trên địa bàn các huyện miên núi, sản xuất ngô đông trên đất sả xuất 2 vụ lúa… cũng như áp dụng các tiến bộ kỹ thuật về giống, kỹ thuật canh tác để làm tăng năng suất, sản lượng là việc làm hết sức cần thiết 2.1.2.4 Một số đặc điểm của đất phù sa sông Mã trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa

Hệ thống sông Mã là hệ thống sông lớn nhất trong số 4 hệ thống sông của tỉnh Thanh Hóa Tổng diện tích lưu vực sông Mã rộng 28.490 km2, trong đó phần

trên lãnh thổ Việt Nam rộng 17.810 km2, có chiều dài 512 km, phần chảy qua Thanh Hóa có chiều dài 242 km

Sông Mã có 39 phụ lưu lớn và 02 phân lưu Trong hệ thống sông Mã, sông Chu là phụ lưu cấp I lớn nhất của sông Mã Bắt nguồn từ vùng núi cao trên đất CHDCND Lào chảy chủ yếu theo hướng Tây Bắc - Đông Nam Sông Chu đổ vào sông Mã tại ngã ba Giàng, cách cửa sông Mã về phía thượng lưu 25,5 km Chiều dài dòng chính sông Chu 392 km, phần chảy trên đất Việt Nam 160 km Tổng diện tích lưu vực sông Chu 7.580 km2 Từ Bái Thượng trở lên thượng nguồn lòng sông Chu dốc, có nhiều ghềnh thác, lòng sông hẹp có thềm sông nhưng không có bãi sông Từ Bái Thượng đến cửa sông Chu chảy giữa hai tuyến

đê, bãi sông rộng, lòng sông thông thoáng, dốc nên khả năng thoát lũ của sông nhanh Sông Chu có rất nhiều phụ lưu lớn như sông Khao, sông Đạt, sông Đằng, sông Âm (Sở Tài nguyên và Môi trường Thanh Hóa, 2012a)

Hệ thống sông Mã đã bồi đắp được một diện tích rất lớn đất phù sa với tổng diện tích trên 115 nghìn ha, chiếm khoảng 60% tổng diện tích đất phù sa trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa Đất phù sa sông Mã phân bố tại các đơn vị hành chính như: Mường Lát, Quan Sơn, Bá Thước, Quan Hóa, Ngọc Lặc, Cẩm Thủy, Lang Chánh, Thường Xuân, Hậu Lộc, Nga Sơn, Hà Trung, Thành phố Thanh Hóa, Vĩnh Lộc, Hoằng Hóa, Quảng Xương, Sầm Sơn, Thọ Xuân, Đông Sơn, Yên Định, Thiệu Hóa (Sở Tài Nguyên và Môi trường Thanh Hóa, 2012b)

Đất phù sa sông Mã có một số đặc trưng sau: Do đá mẹ thuộc nhóm cứng rắn, khó phong hóa ở đầu nguồn nên phù sa của hệ thống sông Mã không nhiều, cặn phù sa thô Mặt khác, do tốc độ dòng chảy cao, hầu hết cặn phù sa mịn bị thổi hết ra biển nên phần lắng đọng lại tạo các vùng đất phù sa trong đất liền đa

số có thành phần cơ giới nhẹ, thô, nghèo dinh dưỡng (Sở Tài Nguyên và Môi trường Thanh Hóa, 2012a, 2012b)

2.2 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ BÓN ĐẠM CHO NGÔ TRÊN THẾ GIỚI

VÀ VIỆT NAM

2.2.1 Vai trò của dinh dưỡng đạm đối với cây ngô

Đạm là yếu tố dinh dưỡng quan trọng nhất của cây ngô Nó tham gia vào thành phần cấu tạo của các axit amin, axit nucleic, tham gia cấu tạo protein, trong diệp lục, các chất có hoạt tính sinh lý cao (Chaudhry et al., 2012) Đây là các chất đặc biệt quan trọng trong việc xây dựng cơ thể và tạo các sản phẩm

quang hợp Đạm là thành phần cơ bản và thường chiếm 15-17% của chất protein, mà protein là chất biểu hiện của sự sống Không có N thì không có protein và cũng không có sự sống, vì vậy cây không có đạm thì cây sẽ chết (Nguyễn Như Hà, 2010)

Phân đạm (N) được coi là yếu tố làm tăng năng suất cây trồng quan trọng

và có hiệu quả cao nhất Phân đạm có thể làm tăng diện tích lá hiệu quả ngay từ đầu vụ và duy trì một diện tích lá xanh lớn vào cuối vụ để quá trình quang hợp đạt cực đại, qua đó làm tăng năng suất cây trồng (Huang, 1994; Lei et al., 2000; Patrick, 2001)

Thiếu đạm làm cây chậm sinh trưởng ở cả hai giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực Thiếu đạm hạn chế đến hiệu quả sử dụng bức xạ, việc cung cấp và tích lũy đạm ở thời kỳ ra hoa có tính quyết định số lượng hạt ngô, thiếu đạm trong thời kỳ này làm giảm khả năng đồng hóa các bon của cây, nhất là giai đoạn ra hoa sẽ giảm năng suất hạt (Uhart and Andrade, 1995) Mức đạm thấp làm giảm số hạt và năng suất hạt (Barbieri et al., 2000)

Khi được cung cấp đủ đạm cây ngô sinh trưởng, phát triển mạnh, lá xanh, kết quả tích lũy được nhiều chất khô và cho năng suất cao Do vậy khi trồng ngô thâm canh năng suất cao, việc bón bổ sung đạm là cần thiết để tăng hiệu quả sản xuất (Manuel et al., 2000)

2.2.2 Một số nghiên cứu về bón đạm cho cây ngô trên thế giới và Việt Nam 2.2.2.1 Nghiên cứu bón đạm cho cây ngô trên thế giới

Ngô là loại cây có khả năng tạo ra một khối lượng lớn chất khô trong một

vụ trồng, do vậy, cây ngô cần một lượng chất dinh dưỡng Trong các chất dinh dưỡng thì đạm là yếu tố được cây ngô sử dụng nhiều nhất Các giống ngô lai khác nhau có thể sử dụng phân đạm ở mức độ khác nhau, để có năng suất cao cần phải cung cấp một lượng lớn phân bón, đặc biệt là đạm (Debreczeni, 2000) Việc xác định lượng N bón một cách hợp lý nhằm tối ưu hóa được năng suất thu hoạch và hiệu quả sử dụng N là phần quan trọng nhất của quản lý dinh dưỡng N Tuy nhiên, việc quyết định liều lượng bón thích hợp trước gieo trồng hoặc ngay ở đầu vụ là đặc biệt khó khăn (Stewart and Gordon, 2008) Trong thực

tế, một số cán bộ khuyến nông và nông dân vẫn tin rằng hệ thống cây trồng cho năng suất cao đòi hỏi một lượng rất lớn phân đạm Do đó nông dân có xu hướng

sử dụng lượng đạm khá dư thừa để tối đa hóa năng suất (Cui et al., 2010) Trong trường hợp này, lượng N bón thường vượt quá nhu cầu của cây, thậm chí trong đất thường hình thành vùng N - nitrat gây tổn thương cho cây trồng Bên cạnh

đó, việc bón dư thừa đạm làm tăng việc rửa trôi nitrat và làm ô nhiễm nước ngầm (Piccini et al., 2016) Để hạn chế các vấn đề về ô nhiễm môi trường và hiệu quả kinh tế thấp do sự gia tăng chi phí sản xuất, thì phải nâng cao hơn nữa sản xuất lương thực bằng cách tăng hiệu quả sử dụng đạm hơn là tăng số lượng đạm sử dụng (Matson et al., 1997; Duvick and Cassman, 1999; Tilman et al., 2002; Chen et al., 2011)

Việc đánh giá đúng được mối quan hệ giữa nhu cầu hấp thu đạm với năng suất hạt là cần thiết để xây dựng phương thức quản lý phân bón và chính sách nông nghiệp nhằm tối ưu hóa việc sử dụng đạm để tăng năng suất hạt (Peng et al., 2002) Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, trong nhiều thập kỷ gần đây, năng suất ngô tăng lên có liên quan chặt chẽ đến việc tăng lượng N cung cấp cho cây ngô (Sincle and Muchow, 1995)

Tại Thái Lan, từ năm 1995 đến 1997 nghiên cứu liều lượng đạm (80 đến

160 kg N/ha) với 2 giống thụ phấn tự do (Swan1 và La Posta Sequia) và 2 giống ngô lai (KTX-2602 và DK888) trong điều kiện gặp hạn trước trỗ, cho thấy các giống ngô ở điều kiện hạn đạt năng suất cực đại ở mức bón 80 kg N/ha, trong khi mức 160 kg N/ha cho năng suất cao nhất ở điều kiện tưới đủ nước Kết quả này cho thấy, liều lượng đạm bón cho ngô thích hợp còn phụ thuộc vào độ ẩm đất trồng trọt (Moser et al., 2006) Tại Đài Loan mức bón phân được khuyến cáo cho ngô là 175 kg N + 95 kg P2O5 + 70 kg K2O (Huang, 1994)

Kết quả nghiên cứu về khả năng hấp thu chất dinh dưỡng của cây ngô của tác giả Setiyono et al (2010) tại Nebraska (Mỹ), Indonesia và Việt Nam trong giai đoạn 1997-2006 đã chỉ cho rằng để đạt năng suất bình quân 12 tấn/ha cây ngô đã lấy đi từ đất khoảng 232 kg N/ha

Các nghiên cứu trong điều kiện sản xuất vùng phía Bắc nước Úc cũng chỉ

ra rằng, với năng suất thu hoạch là 10 tấn/ha; hàm lượng protein trong hạt khoảng 10% thì lượng N cần thiết là 256 kg Ở giai đoạn phát triển mạnh nhất, cây ngô có thể hút đạm với lượng 4 kg N/ha/ngày (Northern Territory Government, 2008)

Nghiên cứu thực hiện thông qua Viện Dinh dưỡng Cây trồng quốc tế (IPNI) tại Trung Quốc trong giai đoạn 2000-2006 đã chỉ ra rằng: lượng đạm bón

cho ngô khoảng 218 kg N/ha với hiệu quả nông học của đạm bón là 12,2 kg hạt/kg N bón (Jiyun, 2012)

Khi tiến hành phân tích kết quả điều tra 814 mẫu tại Trung Quốc, tác giả

Xu và cộng sự cho biết hiệu suất sử dụng phân N của cây ngô trung bình đạt 11,4 kg ngô hạt/kg N bón (có thể biến động từ 0,2-35,6 kg ngô hạt/kg N bón) (Xu et al., 2014)

Tác giả Bierman et al (2012) thuộc trường đại học Minnesota Hoa Kỳ đã tiến hành điều tra 1.496 hộ nông dân theo các tiêu chí: lượng phân bón; dạng đạm bón (không kể phân chuồng); thời gian bón; sử dụng các chất kìm hãm quá trình nitrat hóa, sử dụng các chất phụ gia; bón phân đạm sâu; bón lót và bón theo hàng

và chia nhiều lần để bón; bón phân kết hợp với tưới nước; và tiến hành phân tích đất trước khi bón phân Kết quả điều tra đã chỉ ra rằng lượng đạm bón trung bình

là 157 kg N/ha, 59% nông dân bón phân lót trước khi gieo trồng, dạng đạm chủ yếu sử dụng là urê (45%) Áp dụng giải pháp luân canh ngô với cây họ đậu, sử dụng chất kìm hãm quá trình nitrat hóa là những giải pháp có tiềm năng tăng hiệu quả sử dụng phân đạm trong canh tác ngô

Khi nghiên cứu về mối tương quan giữa năng suất hạt và nhu cầu về đạm của cây ngô tại Trung Quốc đã chỉ ra rằng: Nhu cầu hấp thu đạm của ngô cho 1 tấn ngô hạt trung bình là 17,4 kg (Hou et al., 2012)

Các nghiên cứu về hiệu suất sử dụng đạm đã chỉ ra rằng, N loại phân bón

dễ thất thoát, sự mất đạm là do phân đạm bị phân hủy bay hơi ở dạng NH3, phản nitrat hóa thành N2, N2O bay hơi, nước chảy tràn, chảy ngang, thấm sâu (Buresh

et al., 2008) Ở Trung Quốc tỷ lệ hấp thu đạm của cây ngô cho mùa vụ đầu tiên

là khoảng 30-35% (Zhu, 2003; Jiyun and Yan, 2005) Trong đó, trung bình có khoảng 11,5% tổng lượng N sử dụng trong phân bón hóa học bị mất do NH3 bay hơi, 34% trong tổng lượng N sử dụng bị mất đi do quá trình phản nitrat hóa, 2% tổng lượng N sử dụng bị mất do thấm sâu và 5% của tổng lượng N sử dụng bị mất do xói mòn đất (Jiyun, 2012) Chính sự thất thoát này không những làm ô nhiễm môi trường mà còn làm cho lượng đạm bón bị mất đi, hiệu suất sử dụng phân đạm thấp (Savci, 2012)

Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng sự tích tụ và thất thoát đạm NO3 –N tăng lên khi lượng đạm sử dụng tăng (Cao, 2003; Zhang et al., 2004a; Wang et al., 2003; Gourley and Ridley, 2005; Zhang et al., 2005) Trong một vài trường

hợp, thậm chí năng suất có thể giảm đi khi bón quá nhiều đạm (Wang et al., 2003; Zhang et al., 2004b) Do đó, việc sử dụng lượng đạm bón phù hợp không chỉ giúp đảm bảo năng suất thu hoạch mà còn giảm đáng kể sự ô nhiễm môi trường (Hui et al., 2006)

Các nghiên cứu về hiệu suất bón đạm cho cây ngô tại Trung Quốc gian đoạn 2002-2006 cho thấy, trung bình các công thức bón đạm cho năng suất tăng

so với công thức không bón khoảng 38,3% và hiệu suất bón đạm là 12,2 kg ngô hạt/kg N Kết quả nghiên cứu này cho thấy, hiệu quả sử dụng phân đạm hiện tại ở Trung Quốc chỉ bằng một nửa so với trung bình của thế giới (Jiyun, 2012)

2.2.2.2 Nghiên cứu bón đạm cho cây ngô tại Việt Nam

Các kết quả nghiên cứu cho thấy, hiệu quả bón phân cho ngô ở Việt Nam còn thấp hơn so với thế giới, chỉ đạt 35-45% đối với N, 50-60% đối với P2O5 và

K2O, lý do chủ yếu là thiếu kỹ thuật trong sử dụng phân bón hợp lý Ở Đồng bằng sông Hồng để được 1 tấn hạt cây ngô cần 33,9 kg N, 14,5 kg P2O5 và 17,2

đỏ vàng (Nguyễn Văn Bộ, 2007)

Kết quả nghiên cứu về mức bón đạm cho giống ngô QP4 và LVN10 tại Thái Nguyên cho thấy, với giống QP4 mức bón đạm 240 kg N/ha cho năng suất cao nhất, nhưng hiệu quả kinh tế cao nhất ở mức đạm 180 kg N/ha; còn với LVN10, ở mức 240 kg N/ha cả năng suất và hiệu quả kinh tế đều cao nhất Liều lượng phân bón thích hợp cho giống QP4 tại Thái Nguyên và các tỉnh miền núi phía Bắc được khuyến cáo là 180 kg N + 80 kg P2O5 + 80 kg K2O cho 1 ha (Trần Trung Kiên và Phan Xuân Hào, 2007; Trần Trung Kiên, 2009)

Kết quả nghiên cứu xác định lượng phân đạm bón cho cây ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam, với mật độ 7,0 vạn cây/ha, trên nền 10 tấn phân chuồng, 117 kg P2O5, 130 kg K2O mức bón 176 kg N/ha là hợp

lý nhất vì có ảnh hưởng tốt nhất đến sinh trưởng, tình trạng sâu bệnh hại, năng suất, chất lượng sản phẩm, hiệu quả phân bón và sản xuất (Đinh Văn Phóng và cs., 2013; Đinh Văn Phóng, 2015)

Các nghiên cứu cũng cho thấy, hiệu suất sử dụng của phân bón cho ngô nói riêng và các loại cây trồng nói chung ở Việt Nam hiện nay đang tiếp tục giảm Đầu tư 1 kg NPK chỉ làm tăng thêm 8 - 11 kg ngô hạt Nguyên nhân giảm hiệu suất sử dụng các loại phân khoáng có thể do ít bón phân hữu cơ, sử dụng lâu dài phân khoáng với liều lượng cao đã ảnh hưởng xấu đến tính chất vật lí, hoá học, sinh học của đất (Cao Kỳ Sơn, 2013)

Hiệu quả của phân bón chỉ có thể phát huy đầy đủ khi có chế độ bón phân hợp lý và cân đối giữa các nguyên tố Bón phân cho ngô để đạt hiệu quả kinh tế cao phải căn cứ vào đặc tính của loại giống ngô, yêu cầu sinh lý của cây ngô qua các thời kỳ sinh trưởng, tình trạng của cây trên đồng ruộng, tính chất đất, đặc điểm loại phân bón, kỹ thuật trồng trọt và điều kiện khí hậu thời tiết

2.3 MỘT SỐ BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT SỬ DỤNG ĐẠM HIỆN NAY

Vấn đề nâng cao hiệu suất sử dụng phân đạm (NUE) không chỉ cho cây ngô mà còn cho các loại cây trồng khác là vô cùng cấp thiết Để giải quyết vấn đề này về cách tiếp cận chúng ta cần tác động vào khía cạnh sau: một là cần nâng cao khả năng sử dụng đạm của cây, hai là giảm thiểu được việc mất phân (mất các chất dinh dưỡng) Một số phương pháp thông dụng nhất để nâng cao hiệu quả

sử dụng phân bón nói chung và hiệu quả sử dụng đạm nói riêng trong nông nghiệp có thể tóm tắt như sau:

2.3.1 Bón đạm đúng liều lượng kết hợp với kiểm soát lượng đạm bón cùng với quản lý nước

Trong thực tế, việc lạm dụng đạm được coi như “sự đảm bảo” để trì hoãn quá trình già hóa của lá ngô (giữ màu xanh), qua đó tăng cường khả năng quang hợp, làm tăng năng suất, đặc biệt là đối với sản xuất ngô cao sản ở Trung Quốc (Huang et al., 2007) Tuy nhiên, điều này đã dẫn đến việc giảm hiệu suất sử dụng đạm và gia tăng ô nhiễm môi trường ở nhiều khu vực (Shanahan et al., 2008; Chen et al., 2010.)

Khi mức bón phân đạm thấp thì năng suất cây trồng sẽ tăng theo lượng phân đạm bón Khi lượng phân đạm bón vượt quá giới hạn thì năng suất cây

trồng không tăng, thậm chí sẽ giảm; đồng thời lượng đạm bị mất sẽ tăng theo lượng phân đạm bón, từ đó làm giảm hiệu quả sử dụng đạm Do vậy, để đảm bảo hài hòa giữa năng suất thu hoạch với hiệu suất sử dụng đạm thì cần phải kiểm soát lượng phân đạm bón trong giới hạn (Yan et al., 2008) Việc xác định đúng liều lượng đạm cần bón là hết sức quan trọng, là chìa khóa để tối ưu hóa cân bằng giữa năng suất, lợi nhuận và bảo vệ môi trường trong sản xuất ngô (Peng

et al., 2002)

Bên cạnh các yếu tố dinh dưỡng đa lượng, vi lượng thì nước đóng vai trò quan trọng trong chu trình đạm và hấp thu đạm của cây trồng Trong thực tế bón đạm và quản lý nước cần được xem xét đồng thời, đặc điểm sinh trưởng của cây trồng ở các giai đoạn khác nhau cũng cần được chú ý khi bón đạm cho cây (Yan et al., 2008)

Nghiên cứu của tác giả Viero et al (2015) cho biết, có thể giảm việc mất đạm thông qua việc bay hơi NH3 bằng việc quản lý nước hợp lý và thay thế bón urê bằng một loại phân khác Kết quả nghiên cứu cho thấy 90% đạm mất đi sau khi bón phân 3 ngày, đạt đỉnh 15,4 kg N/ha/ngày Tưới nước làm giảm lượng đạm bay hơi sau khi bón phân (67%), sử dụng chất kìm hãm enzym ureaza làm giảm lượng đạm mất thấp hơn (50%) và cuối cùng là phân urê nhả chậm có tác dụng làm giảm lượng đạm mất thấp hơn nhiều (40%) so với không tưới nước và tưới nước trước khi bón phân

Các công trình nghiên cứu về ngô đã chỉ ra rằng hiệu suất sử dụng phân đạm chỉ đạt tối thích khi bón với lượng đạm phù hợp, trong mùa có đầy đủ ánh sáng, tưới nước thường xuyên Như vậy, đối với các vùng khô hạn, khi lượng mưa không đáp ứng được nhu cầu sử dụng nước của cây thì tưới nước bổ sung là biện pháp kỹ thuật không thể thiếu được Tuy nhiên, để đảm bảo hiệu quả sử dụng phân bón cần quản lý nước tốt để ngăn ngừa rửa trôi chất dinh dưỡng Trên đất cát, bón đạm sâu, đúng lúc và quản lý nước có hiệu quả là những biện pháp quan trọng để nâng cao hiệu suất sử dụng đạm, điều này cũng giúp duy trì chất lượng nước tốt (Raun and Gordon, 1999)

2.3.2 Bón phân sâu và chia lượng phân thành nhiều lần bón

Bón phân sâu là một trong những biện pháp tốt nhất để nâng cao hiệu quả

sử dụng phân bón, có hiệu quả ổn định, nghiên cứu đã chỉ ra rằng bón phân sâu

đã làm tăng năng suất cây trồng từ 2,7 đến 11,6% so với bón phân vãi trên mặt ở

cùng thời gian, hiệu quả sử dụng đạm cũng tăng từ 7,2 đến 12,8% (Gao and Lu, 2006; Huang and Pu, 2006)

Kết quả nghiên cứu xác định hệ thống quản lý đạm cho cây ngô lai nhiệt đới sử dụng phương pháp bón nhiều lần được điều chỉnh dựa trên việc đánh giá màu lá (thông qua việc sử dụng các biểu đồ màu lá LCC ở ngô) cho biết: Nông dân trồng ngô ở khu vực Đông Nam Á thường bón đạm lúc gieo hoặc ngay sau khi cây ngô nảy mầm và một lần hoặc hai lần 3-8 tuần sau đó (Gerpacio et al., 2004; Swastika et al., 2004; Thanh Ha et al., 2004) Các thí nghiệm được tiến hành trong mùa khô tại Maros và Ô Môn (Việt Nam) cho thấy công thức bón 3 đợt kém lợi thế so với bón 2 đợt cả về năng suất hạt, AEN hay lợi nhuận Cả hai địa điểm đều có thành phần cơ giới đất trung bình, là loại ít có nguy cơ bị rửa trôi đạm (Pasuquin et al., 2012)

Ngược lại, kết quả nghiên cứu khác của một số tác giả; đã chứng minh những lợi ích của việc bón đạm nhiều đợt tại các vùng đất dễ bị rửa trôi, thường

là loại đất cát và lượng mưa cao Do đó bón 2 đợt dễ bị rủi ro hơn, ngay cả trên đất ít bị tổn thương, thì sự thất thoát phân bón ban đầu khi gặp mưa lớn có nguy

cơ cao hơn ở ô bón 2 đợt so với 3 đợt (Sitthaphanit et al., 2010; Randall and Schmitt, 2004)

Khi nghiên cứu về ảnh hưởng của số lần bón đạm cho ngô ảnh hưởng đến năng suất và lượng phát thải khí N2O, tác giả Wanga et al (2016) cho rằng: Với lượng đạm bón là 225 kg N/ha được chia bón 1 lần (N1), bón hai lần theo tỷ lệ 4:6 (N2) và bón 3 lần theo tỷ lệ 4:3:3 (N3) và công thức không bón đạm (N0) So với bón một lần, chia bón làm nhiều lần đã làm tăng đáng kể năng suất hạt từ 4,7 đến 9,1% Lượng phát thải tích lũy khí N2O tăng lên đáng kể khoảng 18,1% khi bón 3 lần trong mùa vụ 2014-2015 so với bón một lần Bón phân khi có mưa

là nhân tố chi phối chủ yếu đến việc phát thải khí N2O Do vậy bón phân nhiều lần (3 lần) đã tạo ra rủi ro cao trong việc làm tăng phát thải khí N2O Bón phân 2 lần thích hợp hơn trong vùng bán khô hạn, làm cho năng suất hạt cao hơn và giảm việc phát thải khí N2O Đây được coi là biện pháp có hiệu quả để nâng cao hiệu suất sử dụng đạm (NUE)

Khi nghiên cứu tác dụng của việc chia đạm bón làm nhiều lần cho ngô được bón vào thời kỳ gieo hạt (bón lót) và bón thúc, Lana et al (2013) cho rằng, bón với lượng từ 39-54 kg N/ha vào lúc gieo hạt ngô và bón thúc với lượng từ

40-70 kg N/ha đã làm cho năng suất ngô hạt cao hơn so với chỉ bón thúc 100 kg N/ha Năng suất hạt ngô cao hơn ở công thức bón lót 50 kg N/ha kết hợp với bón thúc 70 kg N/ha so với công thức bón lót 20 kg/ha kết hợp với bón thúc 100 kg/ha Mức bón 70 kg N/ha cho năng suất cao nhất với chi phí thấp nhất so với mức bón 40-100 kg/ha Như vậy, căn cứ vào đặc điểm của từng loại đất và lượng mưa việc chia lượng đạm bón thành 2 hoặc 3 đợt sẽ mang lại hiệu quả sử dụng cao hơn so với bón 1 lần (Pasuquin et al., 2012)

Bón phân sâu không chỉ có tác dụng hạn chế sự mất dinh dưỡng, tăng hiệu suất sử dụng phân bón mà còn làm giảm bớt ô nhiễm môi trường Mặc dù phương pháp này tương đối đơn giản nhưng không phát triển được trên diện rộng

ở nhiều khu vực và vùng miền do khó xác định được thời gian tưới (vùi sâu trước khi tưới) và khó vùi được toàn bộ phân đạm xuống sâu

2.3.3 Bón cân đối phân đạm, lân, kali cùng với các nguyên tố trung, vi lượng

Để có thể sinh trưởng, phát triển bình thường, cây trồng cần được cung cấp một tỷ lệ nhất định các nguyên tố cần thiết cho quá trình sống Khi tỷ lệ các chất dinh dưỡng đạt mức cân bằng tối thích thì cây trồng cho năng suất thu hoạch cao nhất (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2005)

Để duy trì các hoạt động sống và tạo năng suất, cây ngô chủ yếu phải lấy các chất dinh dưỡng từ đất Do hàm lượng N, P, K dễ tiêu trong đất thường chỉ đảm bảo cung cấp một phần; vì vậy cần bón bổ sung phân bón để cung cấp đủ nhu cầu dinh dưỡng cho cây trồng

Tuy nhiên để phân bón đạt hiệu quả cao, cần bón phân cân đối cho cây trồng Bón phân cân đối được hiểu là cung cấp cho cây trồng các nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu với liều lượng đúng, tỉ lệ thích hợp, thời gian bón hợp lý cho từng đối tượng cây trồng, đất, mùa vụ cụ thể đảm bảo năng suất cao, chất lượng nông sản tốt và an toàn với môi trường sinh thái Kết quả tổng kết của FAO trên phạm vi toàn thế giới cho thấy có ít nhất 10 nguyên nhân chính làm giảm hiệu lực phân bón, trong đó bón phân cân đối giữ vai trò quan trọng nhất, có thể làm giảm tới 50% cho cùng một lượng bón (Nguyễn Văn Bộ, 2013)

Kỹ thuật này có thể tránh được tình trạng bón phân không có hiệu quả vì mất cân bằng dinh dưỡng Điểm chủ yếu của kỹ thuật này là kiểm soát tỷ lệ các chất dinh dưỡng khác nhau, đảm bảo cân bằng giữa nhu cầu của cây và và lượng phân cần bón ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau (Yan et al., 2008)

Việc bón phân cân đối sẽ đem lại lợi nhuận tối đa cho sản xuất nông nghiệp do không chỉ phát huy tối đa hiệu quả của độ phì nhiêu tự nhiên, cùng tất

cả các nhân tố hợp thành khả năng sản xuất thực tế của đất mà còn giảm thiểu các chi phí cho việc sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật… (Nguyễn Như

Hà, 2010)

2.3.4 Biện pháp che phủ đất

Che phủ là một biện pháp nông học che bề mặt đất để bảo tồn đất và nước

và tạo điều kiện tốt cho sự sinh trưởng của cây trồng Thuật ngữ “che phủ” có nghĩa là bất kỳ loại vật liệu nào không phải là đất hoặc thảm thực vật sống có chức năng bảo vệ đất lâu dài hoặc bán lâu dài khi che phủ bề mặt đất (Jordán et al., 2011) Như vậy, các vật liệu khác nhau có thể được sử dụng như tàn dư thực vật, các vật liệu của may mặc, sỏi, đá dăm… để che phủ đất (Blavet et al., 2009;

Xu et al., 2012; Mandal and Sharda, 2013)

Ở Việt Nam việc sử dụng vật liệu che phủ để che phủ đất đã được ứng dụng từ lâu Người nông dân đã sử dụng rơm rạ để che phủ mặt đất khi canh tác hành tỏi, cà chua, rau thơm, lạc, ngô Ngoài biện pháp sử dụng tàn dư cây trồng nông dân còn sử dụng những thực vật sống (cây che phủ) để che phủ đất, sử dụng các biện pháp sinh học như trỗng xen, trồng gối, luân canh cây trồng Các biện pháp che phủ đã có tác dụng tốt trong việc giữ ẩm, chống xói mòn, bảo vệ và cải tạo đất tốt, chi phí thấp, hiệu quả lại cao nên được nhiều nông dân chấp nhận

Các kết quả nghiên cứu tác dụng của che phủ cho thấy: Che phủ đất có tác dụng hạn chế xói mòn rửa trôi đất, giữ ẩm cho đất, khống chế cỏ dại, cải thiện độ phì của đất, tăng cường hoạt tính sinh học đất, tăng năng suất cây trồng, tăng hiệu quả kinh tế cho người sản xuất (Hà Đình Tuấn và cs., 2011) Trong số các lợi ích

do che phủ mang lại, giữ ẩm cho đất và hạn chế xói mòn là một trong những tác dụng có ý nghĩa nhất của che phủ (Adekalu et al., 2007; Liu et al., 2012; Sadeghi

et al., 2015; Prosdocimi et al., 2016a)

Khi nghiên cứu về các biện pháp kỹ thuật canh tác bền vững trên đất dốc vùng Tây Bắc của tác giả Hà Đình Tuấn và cs (2011) cho biết: Khi sử dụng biện pháp che phủ cho cây ngô đã làm tăng tăng năng suất ngô 62,6%, giảm mức độ xói mòn đất 73-94%, đất được che phủ có độ ẩm cao hơn từ 117-282%, mật độ vi sinh vật tổng số 118,2-136,4%, giảm chi phí công lao động 35-40% so với không che phủ

Khi nghiên cứu đánh giá tác động của hạn hán và vai trò một số biện pháp giữ ẩm đối với ngô vụ Đông tại vùng Trung du Bắc Bộ, tác giả Đoàn Văn Điếm

và Trần Danh Thìn (2007) cho biết, các biện pháp giữ ẩm (sử dụng nilon che phủ giữ ẩm, sử dụng vật liệu giữ ẩm Aronzap RS - 2 với lượng 3 kg/sào, sử dụng rơm

rạ che phủ giữ ẩm) đã phát huy tác dụng tốt, làm tăng độ ẩm đất trong thời kỳ hạn nghiêm trọng, giúp cây ngô phân hóa hoa, thụ phấn và vận chuyển dinh dưỡng về hạt khá tốt, qua đó cho năng suất thu hoạch cao Trong khi công thức đối chứng (không sử dụng biện pháp giữ ẩm) chỉ đạt năng suất 25,5 tạ/ha thì các công thức sử dụng biện pháp giữ ẩm cho năng suất từ 40,9-48,3 tạ/ha (vượt từ 162,3-191,7% so với đối chứng)

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp làm đất và che phủ đất bằng tàn dư thực vật đến một số đặc tính của đất dốc canh tác ngô ở huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La, tác giả Trịnh Duy Nam và cs (2013) cho biết: Biện pháp kỹ thuật chọc lỗ bỏ hạt kết hợp với che phủ bằng tàn dư thực vật và biện pháp cày rạch hàng kết hợp với che phủ đất bằng tàn dư thực vật đã có tác động làm giảm lượng đất xói mòn từ 55,2-58,4%, năng suất đạt 57,1-60,5 tạ/ha, tăng 5,3-8,7 tạ/ha (10,1-17,0%), hiệu quả kinh tế tăng 4,6-5,6 triệu đồng/ha (55,4-68,6%) so với phương thức canh tác truyền thống của nông dân (cày vỡ và đốt toàn bộ tàn dư cây trồng trên đồng ruộng)

Kết quả thí nghiệm được tiến hành ở vùng đồi của Italia và Tây Ban Nha của tác giả Prosdocimi et al (2016b) cho biết, trong điều kiện che phủ thì lượng đất bị mất đi là 186,67 g/m2 trong khi không che phủ thì lượng đất bị mất đi lên tới 431,19 g/m2 Việc che phủ bằng trấu của đại mạch với lượng 75 g/m2, làm giảm lượng xói mòn bề mặt từ 52,59% xuống còn 39,27%, lượng huyền phù trong nước chảy bề mặt giảm từ 9,8 xuống còn 3,0 g/lít, lượng đất bị mất giảm từ 2,81 xuống còn 0,63 mg/ha/h sau khi che phủ

Kết quả nghiên cứu ở vùng bán khô hạn tại Kenya của tác giả Mo et al (2016) đã tiến hành bố trí thí nghiệm với 4 công thức: (1) sử dụng vật liệu che phủ màng poly eylen trong suốt (RFT), (2) sử dụng vật liệu che phủ màng poly etylen màu đen (RFB); (3) sử dụng vật liệu che phủ rơm rạ (RFS) và (4) không che phủ (đối chứng) Kết quả thí nghiệm đã chỉ ra rằng cả công thức thí nghiệm RFT và RFB đề làm tăng đáng kể lượng nước trữ trong đất ở độ sâu 0-60cm

Năng suất hạt và hiệu suất sử dụng nước (WUE) trong cả hai công thức thí nghiệm tăng lên từ 66,5 đến 349,9% và 72,9 đến 382% so với công thức không che phủ trong cả hai vụ thí nghiệm Ngoài ra, năng suất hạt và WUE trong công thức RFS chỉ tăng từ 4,2 lên 127,1% so với công thức không che phủ Đặc biệt, hai công thức che phủ nilon đã ảnh hưởng rõ rệt đến nhiệt độ lớp đất mặt Che phủ nilon trắng trong đã làm tăng đáng kể nhiệt độ lớp đất mặt khoảng 1,3oC cao hơn so với không che phủ, thúc đẩy sự sinh trưởng của ngô trong mùa lạnh Ngược lại che phủ bằng nilon đen làm giảm nhiệt độ 0,3oC so với không che phủ

Kết quả nghiên cứu của tác giả Zhu et al (2015) cho biết, so với công thức không che phủ cả công thức che phủ bằng sỏi (GM) và che phủ bằng nilon (FM) đều làm tăng khá lớn lượng nước trữ trong đất trong thời kỳ sinh trưởng của ngô Nhìn chung, bốc thoát hơi nước (ET) không có sự sai khác đáng kể trong cả 3 công thức, nhưng ở công thức che phủ làm tăng một cách đáng kể tỷ lệ bốc thoát hơi nước trước và sau trỗ cờ Thông qua đó đã giúp năng suất hạt ngô tăng lên đáng kể trong các năm 2010, 2011 và 2012 tương ứng là 17,1%; 70,3%

và 16,7% đối với công thức che phủ bằng sỏi; 28,3%; 87,6% và 38,2% đối với công thức che phủ bằng nilon so với công thức không che phủ Che phủ bằng sỏi, nilon là biện pháp có hiệu quả để làm giảm ảnh hưởng của việc thiếu nước và làm tăng năng suất ngô ở vùng bán khô hạn

Có thể nói, trong số các biện pháp bảo tồn đất thì che phủ là biện pháp được đánh giá là có hiệu quả nhất để giảm lượng đất và nước mất do xói mòn 2.3.5 Quản lý dinh dưỡng theo vùng chuyên biệt (Site - Specific Nutrient Management - SSNM)

Sự tiếp cận về quản lý dinh dưỡng theo vùng chuyên biệt nhằm mục đích đồng hóa việc cung cấp đạm cho đất với nhu cầu đạm của cây trồng đã được phát triển đối với các loại cây lương thực khác ở khu vực châu Á (Dobermann et al., 2002; Khurana et al., 2008)

Quản lý dinh dưỡng theo vùng chuyên biệt (SSNM) sử dụng lần đầu tiên trong quản lí bón phân cho lúa; đây là kĩ thuật quản lí dinh dưỡng đạm trên cơ sở

sử dụng SPAD để hướng dẫn sử dụng phân bón Giá trị SPAD thu được thông qua việc đo sự thay đổi màu sắc lá ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau được so

với màu chuẩn ứng với mức độ yêu cầu bón phân và lượng phân cần bón là bao nhiêu (Peng et al., 1996) Theo phương pháp này việc bổ sung các chất dinh dưỡng đạm, lân và kali vào trong đất, năng suất và các chất dinh dưỡng trong thân lá, điều kiện thời tiết là những thông số cần thiết để phân tích trong việc đưa

ra quyết định bón phân (Peng et al., 1996; Liu et al., 2006) Thuận lợi nhất của phương pháp này là thời gian xác định rất nhanh và lượng phân bón khá phù hợp với nhu cầu thực tế của cây Điểm quan trọng nhất của phương pháp này là giảm thiểu được lượng đạm bón và nâng cao được hiệu quả sử dụng phân bón Hiện tại phương pháp này đang được sử dụng rộng rãi cho lúa, lúa mì, ngô và một số cây khác (Peng et al., 1993; Li et al., 2005)

Kết quả nghiên cứu về hiệu quả sử dụng phân bón trong xây dựng phương pháp bón phân chuyên dùng cho cây ngô của tác giả Nguyễn Mỹ Hoa và cs (2008) cho biết, trên cơ sở xác định các thông số như: khả năng cung cấp đạm (INS), khả năng cung cấp lân (IPS), khả năng cung cấp kali (IKS) từ đất, hệ số sử dụng phân bón, năng suất ngô… có thể dụng phương pháp SSNM để nghiên cứu và tính toán lượng phân bón thích hợp cho cây ngô

Áp dụng biện pháp quản lý dinh dưỡng theo vùng chuyên biệt (SSNM) có thể giảm lượng phân bón từ 38,7-41,3%, năng suất tăng 2,5-3,5% và nâng cao được hiệu quả sử dụng phân đạm so với bón phân theo phương pháp truyền thống (Liu et al., 2006)

Mặc dù có nhiều thuận lợi so với bón phân theo phương pháp truyền thống, SSNM cũng có những hạn chế nhất định Trong đó, quan trọng nhất là phương pháp này chỉ có thể thực hiện trên diện tích nhỏ vì số lượng mẫu đo nhiều Do vậy hàm lượng đạm được đo bằng phương pháp này dựa vào số lượng điểm đo hạn chế (Yan et al., 2008)

2.3.6 Sử dụng các chất kìm hãm quá trình phân giải urea

Urê là một loại phân bón được sử dụng rộng rãi hiện nay Theo ước tính

có tới hơn 50% lượng các chất hóa học sử dụng hàng năm trong nông nghiệp là phân urê Khi bón vào trong đất, với tác dụng của hệ vi sinh vật, urê sẽ bị phân giải theo quá trình amôn hóa, nitrat hóa và phản nitrat hóa dẫn đến việc mất đạm

Sử dụng các chất kìm hãm quá trình phân giải urê chính là kìm hãm quá trình nitrat hóa và quá trình amôn hóa hay hoạt động của men ureaza

Chất kìm hãm quá trình nitrat hóa: Phân đạm khi bón vào trong đất trong