Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Năng suất cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng chịu tác động của các yếu tố tự nhiên như đất, nước, dinh dưỡng, khí hậu, thời tiết, đồng thời nó cũng chịu tác động trực tiếp của các yếu tố kinh tế - xã hội như trình độ canh tác, biện pháp kỹ thuật, khả năng đầu tư, thâm canh,… Việc bón phân và bố trí mật độ hợp lý nhằm phân bố hợp lý đơn vị diện tích lá/đơn vị diện tích đất, tận dụng nguồn năng lượng ánh sáng mặt trời, hạn chế sâu bệnh hại, tạo tiền đề cho năng suất cao. Ngoài ra, việc bố trí mật độ hợp lý còn tiết kiệm được hạt giống, công lao động và các chi phí khác góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất lúa hiện nay. Nhiều kết quả nghiên cứu xác định rằng nếu trên đất giàu dinh dưỡng, mạ mọc tốt thì cần chọn mật độ thưa, nếu đất xấu mạ không tốt thì cần cấy dày.
Để xác định mật độ hợp lý có thể căn cứ vào số bông/m2 và số bông hữu hiệu/khóm. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu về phân bón và phương pháp cấy chưa nhiều và thiếu các nghiên cứu hệ thống vấn đề này. Thực tế, đây là một biện pháp kỹ thuật quan trọng trong thâm canh lúa. Với mỗi giống lúa, mỗi mức phân bón, mức đầu tư kỹ thuật trên các vùng khác nhau thì cần có các nghiên cứu tìm ra phương pháp bón phân và mật độ cấy hợp lý, đây là một việc làm thường xuyên của các nhà khoa học.
Chính vì vậy, đề tài mang đủ cơ sở khoa học và thực tiễn. Những nghiên cứu về phân bón đối với cây lúa 1. Vai trò của phân bón đối với cây lúa Bất kỳ lúa nước hay lúa trồng trên cạn muốn có năng suất cao đều cần nguồn dinh dưỡng rất lớn. Bón phân là một trong những biện pháp kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 4 được thực hiện khá phổ biến, thường mang lại hiệu quả lớn nhưng cũng chiếm phần khá cao trong chi phí của sản xuất nông nghiệp.
Cây trồng có yêu cầu với các chất dinh dưỡng ở những lượng và tỷ lệ nhất định, nếu thiếu một chất dinh dưỡng nào đó cây sinh trưởng phát triển kém, ngay cả khi các chất dinh dưõng khác dư thừa. Do đó cần bón hợp lý để đạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất. Bón phân hợp lý và sử dụng phân bón thích hợp bón cho cây đảm bảo tăng năng suất cây trồng với hiệu quả kinh tế cao nhất, không để lại các hậu quả tiêu cực lên nông sản và môi trường sinh thái. Bón phân hợp lý là thực hiện 5 đúng: bón đúng loại phân; bón đúng lúc; bón đúng đối tượng; bón đúng thời tiết, mùa vụ; bón đúng cách [3], [4].
Theo Mai Văn Quyền tổng kết kinh nghiệm trên 60 thí nghiệm khác nhau thực tiễn ở 40 nước có khí hậu khác nhau đã cho thấy: Nếu đạt năng suất 3 tấn thóc/ha, lúa lấy đi hết 50kg N, 26kg P205, 80kg K20, 100kg Ca, 6kg Mg, 5kg S. Và nếu ruộng lúa đạt năng suất 6 tấn/ha thì lượng dinh dưỡng cây lúa lấy đi là 100kg N, 50kg P205, 160kg K20, 19kg Ca, 12kg Mg, 10kg S (Nguồn do FIAC do FAO Rome dẫn trong Fertilizes and Their use lần thứ 5, lấy trung bình cứ tạo 1 tấn thóc lúa lấy đi hết 17kg N, 8kg P205, 27kg K20, 3kg CaO, 2kg Mg, 1,7kg S. Những số liệu này cho thấy cây lúa cần dinh dưỡng mới tạo được năng suất cao. Nhiều năm trước đây nông dân Việt Nam chỉ trồng các giống lúa địa phương, cây cao, kém chịu phân, thời gian sinh trưởng dài, năng suất chỉ đạt được từ 1-3 tấn/ha nên nhu cầu cung cấp thêm chất dinh dưỡng từ các nguồn phân bón không cao lắm.
Ngày nay các vụ lúa đông xuân và hè thu, nông dân đã trồng hầu hết các giống lúa cải tiến thấp cây, chịu phân cao nên muốn có năng suất cao cần phải cung cấp thêm nhiều chất dinh dưỡng có trong các Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 5 nguồn phân bón và phải bón đúng kỹ thuật, cân đối, đáp ứng nhu cầu của từng giống, từng vùng, từng vụ thì năng suất lúa cao và ổn định [13]. Nhu cầu dinh dưỡng của cây lúa Nhu cầu dinh dưỡng của cây lúa hay nói cách khác là các chất dinh dưỡng cần thiết, không thể thiếu được đối với sự sinh trưởng và phát triển của lúa bao gồm: đạm, lân, kali, vôi, sắt, đồng, magiê, mangan, molipđen, bo, silic, lưu huỳnh, các bon, oxy, hyđro. Tất cả các chất trên đây (trừ các bon, oxy, hyđro) phân bón đều có thể cung cấp được. Có nhiều chất dinh dưỡng khoáng mà cây lúa cần, nhưng 3 yếu tố dinh dưỡng mà cây lúa cần với lượng lớn là: N, P, K là những yếu tố cần thiết cho những quá trình sống diễn ra trong cây lúa.
Các nguyên tố khoáng còn lại, cây lúa cần với lượng rất ít và hầu như đã có sẵn ở trong đất, nếu thiếu thì tuỳ theo điều kiện cụ thể mà bón bổ sung [20]. Phân bón có vai trò tối quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa, nó cần thiết cho suốt quá trình phát triển, từ giai đoạn mạ cho đến lúc thu hoạch. Cùng với các yếu tố năng lượng khác, phân bón cung cấp cho cây là nguồn nguyên liệu để tái tạo ra các chất dinh dưỡng như: tinh bột, chất đường, chất béo, prôtêin. Ngoài ra, chúng còn giữ vai trò duy trì sự sống của toàn bộ cây lúa, không có nguồn dinh dưỡng thì cây lúa sẽ chết, không thể tồn tại.
Các yếu tố dinh dưỡng trong phân bón cung cấp cho cây lúa có vai trò khác nhau, với hàm lượng cung cấp khác nhau trong quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa. Vì vậy, việc bón phân, bổ sung dinh dưỡng cho lúa người ta đã nghiên cứu và đưa ra những công thức bón phân hợp lý cho từng giống lúa, cho từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển, theo từng điều kiện đất đai, khí hậu cụ thể. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 6 Tuy nhiên, không phải cứ bón bao nhiêu phân bón trong đất là cây lúa hút hết được, trong thực tế, cây lúa chỉ hút được khoảng 2/3 - 3/4 lượng phân bón, còn lại bị rửa trôi theo nước, bốc hơi và tồn dư trong đất [19]. Một số kết quả nghiên cứu về việc sử dụng phân bón đối với lúa trên thế giới Kết quả nghiên cứu lúa lai của Ấn Độ năm 2000 trên nền phân bón 120 kg N + 60kg P2O5 +45 kg K2O cho thấy: Giống TNRH 16 có lượng chất khô tích luỹ cao nhất (1.164 g/m2), năng suất hạt đạt 6.470 kg/ha và ưu thế lai 28% thấp hơn là giống DRRH 1 tương ứng là 1.750 kg/ha và 19,5%.
Lượng chất khô tích lũy ở các bộ phận trên lá là khác nhau: 14,35% ở rễ, 9,34% ở lá, 31,2% ở thân và 45% ở bông. Giống TNRH 16 hấp thu lượng dinh dưỡng đạm, lân, kali cao nhất tương ứng là 144, 21, 126 kg/ha, còn giống DNRH1 hấp thu được ít hơn tương ứng là 134, 20, 97 [22]. Ớ Pakistan, lúa là cây lương thực quan trọng, thí nghiệm đồng ruộng của người nông dân năm 2005 - 2007 cho thấy: Trên nền 85kg P2O5 + 62kg K2O các mức đạm bón khác nhau đã ảnh hưởng đáng kể đến năng suất lúa thuần. Năng suất lúa cao nhất đạt ở mức bón đạm 85kg N/ha là 4,02 tấn/ha, mức bón 115kg N/ha cho năng suất thấp hơn là 3,88 tấn/ha.
Năng suất lúa giảm khi lượng đạm bón ít hơn 85kg N/ha và nhiều hơn 115kg N/ha [23]. Tìm hiểu hiệu suất phân đạm đối với lúa Iruka (1963) cho thấy: Bón đạm với liều lượng cao thì hiệu suất cao nhất là bón vào lúc lúa đẻ nhánh, sau đó giảm dần, với liều lượng thấp thì bón vào lúc đẻ nhánh và trước trỗ 10 ngày có hiệu quả cao (Yoshida, 1985 [20]). Năm 1973, Xinixura và Chiba đã Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 7 thí nghiệm khá công phu là bón đạm theo 9 cách tương ứng với các giai đoạn sinh trưởng, phát triển và mỗi lần bón với 7 mức đạm khác nhau, hai tác giả trên đã có những kết luận: Hiệu suất của đạm (kể cả rơm, rạ và thóc) cao khi lượng đạm bón cây lúa ít; có 2 đỉnh về hiệu suất, đỉnh thứ nhất xuất hiện ở giai đoạn lúa đẻ nhánh, đỉnh thứ hai xuất hiện ở 19 đến 9 ngày trước trỗ, nếu lượng đạm nhiều thì không có đỉnh thứ hai. Hai tác giả đã đề nghị: Nếu hàm lượng ít sẽ bón vào 20 ngày trước trỗ, khi lượng đạm trung bình bón 2 lần lúc lúa con gái và 20 ngày trước trỗ bông, khi lượng đạm nhiều bón vào lúc lúa thì con gái [20].
Một số kết quả nghiên cứu phân bón đối với lúa ở trong nước Đến nay đã cơ bản khắc phục được hiện tượng thiếu lân đối với các vùng trồng lúa, bón lân là việc làm quen thuộc của nông dân trồng lúa. Vấn đề còn lại là khắc phục hiện tượng thiếu kali, đặc biệt là tỷ lệ N:P:K được đánh giá là quan trọng trong việc xác định lượng kali bón cho lúa nhưng về giá trị tuyệt đối thì ý kiến còn khác nhau. Vai trò cân đối đạm và kali ngày càng lớn khi lượng đạm sử dụng càng cao, nếu không bón kali thì hệ số sử dụng đạm chỉ đạt 15 - 30%, trong khi bón kali thì hệ số này tăng lên đến 39 - 49%. Như vậy, năng suất tăng không hắn là do kali (bởi bón kali riêng thì không tăng năng suất) mà là kali điều chỉnh dinh dưỡng đạm, làm cho cây sử dụng được nhiều đạm và các chất dinh dưỡng khác nhiều hơn [3], [19].
Đối với phân đạm: * Vai trò của phân đạm đối với cây lúa: Khi nghiên cứu về vai trò của đạm đối với cây trồng nói chung, với cây lúa nói riêng, nhiều tác giả đã chỉ rõ: Đạm tham gia cấu tạo nên cơ thể thực vật, đạm có trong protêin, đạm điều tiết các hoạt động sống của cây, tham gia vào các chất kích thích sinh trưởng các Xytokinin, Vitamin. Đạm có hoạt tính sinh học cao, làm tăng hay giảm các hoạt động sinh lý của cây. Người ta còn thấy đạm có trong các enzim xúc tiến các quá trình biến đổi sinh hoá trong cơ thể cây. Đặc biệt đạm có mặt trong diệp lục tố, vì thế lúa được bón đạm sẽ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 8 khác han như: Lá to, dài, xanh, quang hợp tốt, đẻ nhiều.