MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Lúa và ngô là hai cây lƣơng thực quan trọng trên thế giới và ở nƣớc ta. Theo thống kê năm 2015, ƣớc tính diện tích gieo trồng lúa ở nƣớc ta khoảng 7,83 triệu ha, diện tích ngô 1,18 triệu ha, năng suất lúa 5,77 tấn/ha, ngô 4,41 tấn/ha, sản lƣợng lúa 44,97 triệu tấn, ngô 5,20 triệu tấn (Tổng cục Thống kê năm 2016). Phần lớn diện tích trồng lúa ở nƣớc ta phân bố chủ yếu ở đồng bằng sông Cửu Long, khoảng 4,2 triệu ha và ở đồng bằng sông Hồng hơn 1 triệu ha, số diện tích còn lại phân bố ở ven biển miền Trung và ở vùng Trung du….
Đất phù sa sông Thái Bình đƣợc hình thành do quá trình bồi lắng phù sa của hệ thống sông Thái Bình, phân bố trên các tỉnh thành Bắc Ninh, Hải Dƣơng, Hải Phòng, Thái Bình. Xét về độ phì nhiêu, đất phù sa sông Thái Bình chỉ đứng sau đất phù sa sông Hồng và đất phù sa đồng bằng sông Cửu Long. Cho đến nay lúa vẫn là một cây quan trọng trong cơ cấu cây trồng của vùng đất này. Chỉ tính riêng trên địa bàn Hải Dƣơng trong những năm gần đây, diện tích lúa hai vụ đạt khoảng 125 ngàn ha.
Với năng suất lúa khá cao, gần 60 tạ/ha, nên mặc dù với diện tích không lớn, nhƣng sản lƣợng thóc của Hải Dƣơng cũng đạt trên dƣới 740 ngàn tấn (Cục Thống kê tỉnh Hải Dƣơng, 2014). Đất bạc màu Miền Bắc chủ yếu đƣợc hình thành trên nền phù sa cổ , nằm ở vùng chuyển tiếp giữa ĐBSH và miền núi, tại địa hình bằng, dốc thoải và gò, đồi, (Vũ Năng Dũng và nnk, 2009) đƣợc phân bố ở một số tỉnh thành nhƣ Vĩnh Phúc, Hà Nội, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hải Dƣơng.Đất này có độ phì nhiêu thấp hơn so với đất phù sa sông Thái Bình. Chỉ tính riêng Bắc Giang, diện tích lúa hàng năm đạt gần 112 ngàn ha, năng suất khá, trung bình khoảng 55- 56 tạ, sản lƣợng lúa của tỉnh cũng đạt khoảng 620 ngàn tấn; ngoài ra diện tích cây ngô đông của tỉnh cũng đạt gần 11 ngàn ha, với sản lƣợng trên 42 ngàn tấn ( Sở Nông nghiệp và PTNT Bắc Giang, 2016). 1 Cho đến nay, việc sử dụng phân bón cho cây trồng nói chung và cây lúa, ngô nói riêng còn kém hiệu quả.
Đã có nhiều nghiên cứu nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón đƣợc tiến hành, tuy nhiên, những nghiên cứu chủ yếu tập trung vào nghiên cứu ảnh hƣởng trực tiếp của các dinh dƣỡng đến cây lúa ngắn hạn với mục đích đạt đƣợc năng suất cao mà không chú ý đến ảnh hƣởng tồn dƣ của chúng, vì thế, lƣợng phân khuyến cáo và lƣợng phân bón thực tế của ngƣời nông dân thƣờng cao hơn so với nhu cầu tối ƣu của cây. Mặc dù các nguyên tố dinh dƣỡng N, P, K dƣ thừa đã bị mất đi do các quá trình bốc hơi, rửa trôi và xói mòn, gây ra phú dƣỡng nguồn nƣớc, một lƣợng không nhỏ N, đặc biệt là P và K dƣ thừa đƣợc tích lũy trong đất. Hậu quả là, gây ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng nƣớc do bị phú dƣỡng, hàm lƣợng P và K ở nhiều loại đất tăng gấp nhiều lần so với bản chất của đất, dẫn đến hiệu quả kinh tế trong sản suất lúa, ngô giảm, đặc biệt trong trƣờng hợp giá phân bón tăng nhanh hơn so với giá lúa. Trong tổng số trên 10 triệu tấn phân bón các loại dùng trong ngành trồng trọt trung bình trong những năm gần đây, lƣợng phân bón dùng cho cây lúa chiếm khoảng 7 triệu tấn, ngô gần 1 triệu tấn (năm 2014 ) vì thế, nếu tiết kiệm đƣợc khoảng 10- 20 % thì lƣợng phân cần bón cho lúa sẽ giảm từ 0,7 – 1,4 triệu tấn/năm và hiệu quả kinh tế trong sản xuất lúa sẽ tăng đáng kể (dẫn theo Đoàn Minh Tin, 2015).
Với những lý do trên, vấn đề nâng cao hiệu quả sản xuất lúa, ngô dƣới góc độ phân bón là việc làm cấp bách. Để đạt đƣợc điều này cần thiết phải nghiên cứu biện pháp bón phân hợp lý, cân đối dựa trên mối quan hệ mật thiết trực tiếp và lâu dài giữa đất- phân bón- cây trồng. Vì thế, việc tiến hành nghiên cứu đề tài: “ Nghiên cứu hiệu lực trực tiếp và tồn dư của phân vô cơ đa lượng đối với cây lúa trên đất phù sa sông Thái Bình và lúa, ngô trên đất xám bạc màu” là cần thiết. Mục tiêu của luận án Mục tiêu tổng quát Xác định đƣợc cơ sở khoa học và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu suất sử dụng phân bón đạm, lân và kali cho lúa thuần trên đất phù sa sông Thái 2 Bình trong cơ cấu lúa xuân- lúa mùa và lúa thuần, ngô lai trên đất xám bạc màu ở Bắc Giang trong cơ cấu lúa xuân- lúa mùa- ngô đông.
Mục tiêu cụ thể Xác định đƣợc hiệu lực trực tiếp của các nguyên tố đạm, lân, kali, hiệu lực tồn dƣ và cộng dồn của phân lân và kali làm cơ sở xác định lƣợng bón phân vô cơ đa lƣợng thích hợp cho cây lúa thuần trên đất phù sa sông Thái Bình tại Hải Dƣơng và lúa thuần, ngô lai trên đất xám bạc màu ở Bắc Giang. Phạm vi và giới hạn của đ tài Đề tài tiến hành nghiên cứu với cây lúa thuần trên đất phù sa sông Thái Bình trong cơ cấu lúa xuân- lúa mùa và lúa thuần ngô đông trên đất xám bạc màu trong cơ cấu lúa xuân- lúa mùa- ngô đông. Đóng góp mới của luận án Đây là công trình nghiên cứu có hệ thống đầu tiên xác định đƣợc hiệu lực trực tiếp của phân đạm, lân, kali và hiệu lực tồn dƣ và cộng dồn của lân, kali làm cơ sở cho việc nâng cao hơn nữa hiệu quả phân bón đối với lúa thuần trên đất phù sa sông Thái Bình và lúa thuần, ngô lai trên đất xám bạc màu ở Bắc Giang. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học Đề tài góp phần bổ sung lý luận về cơ sở khoa học trong việc xác định hiệu lực trực tiếp của phân đạm, lân, kali hiệu lực tồn dƣ và cộng dồn của phân lân và kali đối với lúa trên đất phù sa sông Thái Bình và lúa, ngô đất xám bạc màu Bắc Giang trên cơ sở đánh giá lƣợng dinh dƣỡng cây hút, diễn biến dinh dƣỡng lân, kali trong đất và năng suất cây trồng.
Ý nghĩa thực tiễn Trên cơ sở xác định đƣợc hiệu lực trực tiếp của phân đạm, lân, kali hiệu lực tồn dƣ và cộng dồn của phân lân và kali đối với lúa thuần trên đất phù sa sông Thái Bình và lúa thuần, ngô lai trên đất xám bạc màu Bắc Giang, đề tài đã đề xuất đƣợc lƣợng bón phân đạm, lân, kali tiết kiệm, hợp lý đối với lúa 3 thuần trên đất phù sa sông Thái Bình và lúa thuần, ngô lai trên đất xám bạc màu Bắc Giang, cụ thể lƣợng N,P,K bón cho 1 ha nhƣ sau: Trên đất PSSTB : Lúa xuân bón 90N, 30P2O5, 45 K2O; Lúa mùa bón 90N, 30P2O5, 45 K2O. Trên đất XBM : Lúa xuân bón 90N, 30P2O5, 90K2O; Lúa mùa bón 80N, 23P2O5, 80K2O; Ngô đông bón 200N, 90P2O5, 150K2O. 4 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Diễn biến khí hậu vùng nghiên cứu, đặc điểm đất PSSTB và đất XBM 1.
Diễn biến khí hậu vùng nghiên cứu 1. Diễn biến khí hậu tại Gia Lộc - Hải Dương * Độ ẩm không khí Độ ẩm trung bình năm ở giai đoạn 2011- 2015 cao hơn so với độ ẩm trung bình năm ở giai đoạn 2000- 2010 (0,6%), đặc biệt vào giai đoạn mùa khô (tháng 10- 11) tăng từ 1,2% đến 8%. Đây là giai đoạn phát triển cây vụ đông, nên độ ẩm cao cũng ảnh hƣởng đáng kể đến cây trồng, đặc biệt là vấn đề sâu bệnh hại (hình 1. Nguồn: Website: https://power.
Đồ thị độ ẩm không khí tại Gia Lộc, Hải Dƣơng * Nhiệt độ không khí Từ kết quả hình 1.2 cho thấy: nhiệt độ trung bình năm ở giai đoạn 2011- 2015 cao hơn so với nhiệt độ trung bình năm ở giai đoạn 2000- 2010 khoảng 0,9 độ C, nhiệt độ trung bình các tháng ở giai đoạn 2011-2015 cao hơn giai đoạn trƣớc từ 0,1 đến 2 độ C, thấp hơn sự gia tăng nhiệt độ trên vùng đất Hiệp Hòa, Bắc Giang. Tƣơng tự, với sự gia tăng nhiệt độ tháng 10 đến tháng 3 có lợi 5 cho sinh trƣởng và phát triển của cây vụ đông và đầu vụ lúa xuân, tuy nhiên ở các tháng còn lại sự gia tăng nhiệt độ lại ảnh hƣởng không nhỏ đến sinh trƣởng và phát triển của cây trồng do gia tăng cƣờng độ hô hấp và tốc độ bốc thoát hơi nƣớc. Nguồn: Website: https://power. Đồ thị nhiệt độ không khí tại Gia Lộc, Hải Dƣơng * Lượng mưa Nguồn: Website: https://power.
Đồ thị lƣợng mƣa tại Gia Lộc, Hải Dƣơng Từ kết quả hình 1.3 cho thấy: tổng lƣợng mƣa năm trung bình ở giai đoạn 2011- 2014 cao hơn so với tổng lƣợng mƣa trung bình năm ở giai đoạn 2000- 2010 khoảng 242,1 mm, lƣợng mƣa giảm ở các tháng 1, 2, và 5 (từ 2,7- 17,1 mm), nhƣng tăng ở các tháng còn lại, lƣợng tăng cao nhất vào tháng 9 6 (tăng 94,3 ml), các tháng khác tăng từ 3,9 đến 56 mm. Có thể nói, việc gia tăng lƣợng mƣa vào giai đoạn 2011- 2015 tạo điều kiện cung cấp nƣớc tốt hơn cho canh tác lúa nƣớc và một số cây trồng khác. Diễn biến khí hậu tại Hiệp Hòa - Bắc Giang * Độ ẩm không khí Nguồn : Website : https://power. Đồ thị độ ẩm không khí tại Hiệp Hòa, Bắc Giang Độ ẩm trung bình năm ở giai đoạn 2011- 2015 cao hơn so với độ ẩm trung bình năm ở giai đoạn 2000- 2010 là 1,5 %.
Nói chung, độ ẩm không khí cao có tác dụng hạn chế bốc thoát hơi nƣớc, nhƣng lại tạo điều kiện cho sự phát triển của sâu bệnh. Sự chênh lệch độ ẩm từ táng 1 đến tháng 8 là rất ít giữa giai đoạn tiến hành thí nghiệm và giai đoạn 2000 - 2010, nên không ảnh hƣởng đến sinh trƣởng và phát triển của cây lúa trong giai đoạn này. Tuy nhiên vào mùa khô (từ tháng 9- 12) là giai đoạn phát triển cây vụ đông, độ ẩm ở giai đoạn 2011- 2015 độ ẩm cao hơn hẳn so với giai đoạn trƣớc nên sẽ gây ảnh hƣởng đáng kể đến cây trồng, đặc biệt là vấn đề sâu bệnh hại ( hình1. * Nhiệt độ không khí Từ kết quả hình 1.5 cho thấy: nhiệt độ trung bình năm ở giai đoạn 2011- 2015 cao hơn so với nhiệt độ trung bình năm ở giai đoạn 2000- 2010 khoảng 2,4 độ C, nhiệt độ trung bình các tháng ở giai đoạn 2011-2015 cao hơn giai 7 đoạn trƣớc từ 1,7 đến 4 độ C.
