Luận văn Nghiên cứu sử dụng hợp lý phân hữu cơ kết hợp phân khoáng đối với cây lúa trên đất bạc màu Bắc Giang

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác từ trước tới nay. Các thông tin, tài liệu tham khảo sử dụng trong luân văn này đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả TrÇn ThÞ Thu Trang Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 Lời cảm ơn §Ó hoµn thµnh b¶n luËn v¨n nµy, t«i ®· nhËn ®•îc rÊt nhiÒu sù gióp ®ì cña c¸c thÇy h•íng dÉn, cña c¬ quan chñ qu¶n, c¸c c¸ nh©n trong vµ ngoµi n•íc. T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n: Phã Gi¸o s• TiÕn sü NguyÔn Ngäc N«ng, Tr•ëng khoa Tµi nguyªn M«i tr•êng - tr•êng §¹i häc N«ng L©m Th¸i Nguyªn; Th¹c sü TrÇn Minh TiÕn, phßng Ph©n tÝch Trung t©m - ViÖn Thæ nh•ìng N«ng ho¸, lµ nh÷ng ng•êi thÇy ®· tËn t©m h•íng dÉn t«i trong suèt thêi gian t«i thùc hiÖn ®Ò tµi. Ban Gi¸m ®èc vµ tËp thÓ c¸n bé Trung t©m Nghiªn cøu §Êt vµ Ph©n bãn vïng Trung du ®· t¹o ®iÒu kiÖn gióp ®ì t«i trong suèt qu¸ tr×nh häc tËp vµ nghiªn cøu. T«i còng xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« trong Khoa ®µo t¹o Sau ®¹i häc, Khoa N«ng häc tr•êng §¹i häc N«ng L©m Th¸i Nguyªn, nh÷ng ng•êi ®· truyÒn thô cho t«i nh÷ng kiÕn thøc vµ ph•¬ng ph¸p nghiªn cøu quý b¸u trong suèt thêi gian t«i häc tËp t¹i tr•êng. Vµ cuèi cïng t«i xin göi lêi c¶m ¬n s©u s¾c nhÊt tíi gia ®×nh, b¹n bÌ vµ ®ång nghiÖp, nh÷ng ng•êi lu«n quan t©m gióp ®ì trong suèt thêi gian t«i häc tËp vµ nghiªn cøu võa qua. Xin ch©n thµnh c¶m ¬n! MỤC LỤC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 Trang phụ bìa Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục……………………………………………………………… Danh mục, các ký hiệu, chữ viết tắt………………………………… Danh mục các bảng………………………………………………… Danh mục các đồ thị………………………………………………… MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 1.1. Cơ sở khoa học………………………………………………… 4 1.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thâm canh lúa………… 5 1.3. Tổng quan về đất bạc màu…………………………………… 8 1.3. Những nghiên cứu về phân bón cho lúa ………………………… 10 1.3.1. Những nghiên cứu về phân bón cho lúa trên thế giới………… 10 1.3.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam…………………………….. 16 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu……………………………… 28 2.2. Địa điểm và thời gian thực hiện………………………………… 29 2.3. Nội dung nghiên cứu…………………………………………… 29 2.4. Phương pháp nghiên cứu………………………………………… 30 2.5. Phạm vi nghiên cứu....................................................................... 36 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUÂN 38 3.1. Điều kiện tự nhiên – Khí hậu thời tiết tỉnh Bắc Giang………… 38 3.2. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp……………………………. 41 3.3. Kết quả điều tra tình hình sử dụng phân bón và năng suất lúa …… 42 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 3.4. Kết quả sử dụng phối hợp phân hữu cơ và phân khoáng ……….. 44 3.4.1. Ảnh hưởng của bón phối hợp phân hữu cơ và phân khoáng đến sinh trưởng, phát triển …………………………………………. 44 3.4.2. Ảnh hưởng của bón phối hợp phân hữu cơ và phân khoáng đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ………………………. 53 3.4.3. Hiệu suất sử dụng phân chuồng đối với cây lúa…………. 65 3.4.4. Hiệu quả nông học của việc bón phối hợp …………………… 68 3.4.5. Ảnh hưởng của bón kết hợp phân khoáng và phân hữu cơ đến một số tính chất đất sau thí nghiệm……………………… 73 3.4.5. Ảnh hưởng của bón kết hợp phân khoáng và phân hữu cơ đến cân bằng dinh dưỡng ……………… 76 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 79 4.1. Kết luận 79 4.2. Đề nghị 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PHỤ LỤC 89 Danh môc c¸c ký hiÖu, c¸c ch÷ viÕt t¾t 1 Chiều c.cây Chiều cao cây Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 2 §/C Đối chứng 3 ha HÐcta 4 K2O Kali tæng sè 5 Kg Kil«gam 6 N §¹m tæng sè 7 NS h¹t N¨ng suÊt h¹t 8 NSLT N¨ng suÊt lý thuyÕt 9 NSTL Năng suất thân lá 10 NSSVH N¨ng suÊt sinh vËt häc 11 P c.khô Trọng lượng chất khô 13 P1000 h¹t Träng l•îng trªn ngh×n h¹t 14 P2O5 L©n tæng sè 15 P/C Ph©n chuång 16 Lsd05 Sai khác có ý nghĩ nhỏ nhất khi so sánh ở mức 5% DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ ĐỒ THỊ DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 Bảng 2.1: Một số tính chất lý, hoá học đất trước thí nghiệm Bảng 2.2: Hàm lượng N, P2O5 và K2O tổng số trong phân chuồng Bảng 3.1: Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp năm 2006 và dự kiến đến năm 2010 của tỉnh Bắc Giang Bảng 3.2: Kết quả điều tra lượng phân bón và năng suất lúa xuân năm 2007 tại huyện Tân Yên và Hiệp Hoà, Bắc Giang. Bảng 3.3: Kết quả điều tra lượng phân bón và năng suất lúa mùa năm 2007 tại huyện Tân Yên và Hiệp Hoà, Bắc Giang. Bảng 3.4: Ảnh hưởng của các công thức phân bón đến chiều cao cây lúa Khang dân 18 trên đất bạc màu Bắc Giang Bảng 3.5: Ảnh hưởng của các công thức phân bón đến khả năng đẻ nhánh của cây lúa Khang dân 18 trên đất bạc màu Bắc Giang Bảng 3.6: Ảnh hưởng của các công thức phân bón đến trọng lượng chất khô của cây lúa Khang dân 18 trên đất bạc màu Bắc Giang Bảng 3.7: Ảnh hưởng của các công thức phân bón đến yếu tố cấu thành năng suất lúa khang dân 18 trên đất bạc màu Bắc Giang. Bảng 3.8: Ảnh hưởng của các công thức phân bón đến năng suất hạt và năng suất thân lá lúa khang dân 18 trên đất bạc màu Bắc Giang vụ xuân năm 2008. Bảng 3.9: Ảnh hưởng của các công thức phân bón đến năng suất hạt và năng suất thân lá lúa khang dân 18 trên đất bạc màu Bắc Giang vụ mùa 2008. Bảng 3.10: Ảnh hưởng của bón phối hợp phân hữu cơ và phân khoáng với các liều lượng khác nhau đến năng suất lúa. Bảng 3.11: Bội thu do bón thêm phân chuồng trên các nền phân khoáng Bảng 3.12: Hiệu suất của bón phân chuồng cho lúa khang dân 18 trên 28 28 42 43 43 46 50 51 55 59 61 64 66 67 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 đất bạc màu Bắc Giang 3.12.a: Hiệu suất của bón phân chuồng trên nền bón 100%NPK 3.12.b: Hiệu suất của bón phân chuồng trên nền không bón phân 3.13: Hiệu quả kinh tế của các mức đầu tư phân bón cho cây lúa khang dân 18 trên đất bạc màu Bắc Giang vụ xuân 2008 3.13.a: Hiệu quả kinh tế trên nền không bón phân khoáng và bón đơn phân chuồng 3.13.b: Hiệu quả kinh tế trên nền NPK và NPK phối hợp với phân chuồng. Bảng 3.14: Ảnh hưởng của công thức phân bón đến một số tính chất hoá học đất. Bảng 3.15: Vai trò của phân hữu cơ trong cân bằng dinh dưỡng 67 67 69 69 70 74 77 DANH SÁCH CÁC ĐỒ THỊ Trang Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 Đồ thị 3.1: Diễn biến một số yếu tố khí hậu thời tiết tỉnh Bắc Giang (trung bình từ năm 2006 - 2008) Đồ thị 3.2: Diễn biến một số yếu tố khí hậu thời tiết huyện Hiệp Hoà năm 2008. Đồ thị 3.3: Bội thu do bón thêm phân chuồng kết hợp phân khoáng so với công thức không bón phân (đối chứng 1). Đồ thị 3.4: Hiệu quả kinh tế tăng so với công thức không bón phân. Đồ thị 3.5: Ảnh hưởng của các công thức đến độ xốp đất sau thí nghiệm (% so với đất trước thí nghiệm). 39 40 63 71 75 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 Më ®Çu 1. Đặt vấn đề Cây lúa (Oryza Sativa L) có vai trò quan trọng trong đời sống con người và là cây lương thực chính cho 1/2 dân số trên thế giới. Có nguồn gốc từ Đông Nam Á, hiện nay cây lúa đã lan truyền ra nhiều nơi. Ở Việt Nam, sản xuất lúa gắn liền với sự phát triển nông nghiệp. Kinh nghiệm sản xuất lúa đã hình thành, tích luỹ và phát triển cùng với sự hình thành và phát triển của dân tộc. Những tiến bộ của khoa học, kỹ thuật trong nước và thế giới trên lĩnh vực nghiên cứu sản xuất lúa đã thúc đẩy mạnh ngành trồng lúa nước ta vươn lên bắt kịp trình độ tiên tiến của thế giới. Đến nay nghề trồng lúa ở Việt Nam vẫn không ngừng phát triển và có một vị trí hết sức quan trọng trong nền kinh tế Quốc dân. Đặc biệt từ sau Nghị quyết 10 của TW Đảng ra đời (1988) đến nay, sản xuất lúa ở nước ta đã có những bước phát triển vượt bậc. Từ một nước thiếu ăn phải nhập khẩu lương thực, hiện nay nước ta không những sản xuất đủ nhu cầu lương thực trong nước mà đã trở thành nước xuất khẩu gạo đứng thứ hai thế giới sau Thái Lan. Tuy nhiên, theo định hướng chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp, diện tích đất dành cho sản xuất lúa sẽ ngày càng giảm. Như vậy để đảm bảo an ninh lương thực và giữ mức xuất khẩu gạo như hiện nay thì sản lượng lúa cả nước cần được nâng cao. Song đến nay, mục tiêu tăng sản lượng bằng con đường mở rộng diện tích canh tác, tăng số vụ/năm không còn tiềm năng khai thác, giải pháp quan trọng nhất là nâng cao năng suất lúa. Để giải quyết vấn đề này cần sự đầu tư có chiều sâu vào nghiên cứu, đẩy nhanh công tác triển khai và ứng dụng khoa hoc kỹ thuật tiên tiến vào thực tế sản xuất. Việc đưa ra các qui trình kỹ thuật thâm canh đạt hiệu quả cao cả về kinh tế và môi trường theo hướng sử dụng tối ưu nguyên, nhiên liệu, tài nguyên và tiết kiệm chi phí sản xuất là rất cần thiết để tiến tới xây dựng nền sản xuất nông nghiệp bền vững. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 Tỉnh Bắc Giang có diện tích đất tự nhiên 382.250 ha, nhưng đất dành cho sản xuất nông nghiệp chỉ có 99.300ha trong đó 38.369 ha là đất bạc màu được hình thành trên trầm tích phù sa cổ, sản phẩm của lũ tích và quá trình phong hoá đá cát và đá mắc ma axít [26]. Đặc điểm của loại đất này là có thành phần cơ giới từ cát pha đến thịt nhẹ ở tầng mặt và chuyển sang thành phần cơ giới nặng ở tầng sâu. Đất có phản ứng chua, hàm lượng mùn và thành phần dinh dưỡng nghèo, khả năng giữ nước và dinh dưỡng kém. Chính vì vậy, ổn định và cải tạo độ phì nhiêu đất là một vấn đề cần được quan tâm. Việc đầu tư phân bón là một trong những biện pháp quan trọng để giải quyết vấn đề này. Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của khoa học trong nước và thế giới, người nông dân chủ yếu sử dụng phân hoá học với liều lượng cao mà quên đi vai trò của phân hữu cơ trong sản xuất nông nghiệp. Tính tiện lợi và hiệu lực nhanh chóng đối với cây trồng của phân khoáng đã làm lu mờ dần vai trò của phân hữu cơ trên đồng ruộng dẫn đến hàm lượng mùn trong đất không được cải thiện. Việc sử dụng phân khoáng cao trong điều kiện mùn thấp dẫn đến sự mất đạm, rửa trôi lân và kali diễn ra nhiều hơn. Do đó sử dụng hợp lý giữa phân khoáng và phân hữu cơ để tiết kiệm mức đầu tư phân bón, không làm ô nhiễm môi trường, đảm bảo năng suất và thu được hiệu quả kinh tế cao, đồng thời duy trì độ phì nhiêu đất, đảm bảo sức sản xuất lâu bền, tiến tới một nền nông nghiệp bền vững trên đất bạc màu Bắc Giang chính là vấn đề cấp thiết. Xuất phát từ những lý do trên, nhằm bổ sung để hoàn thiện hơn qui trình kỹ thuật canh tác cho cây lúa trên đất bạc màu, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu sử dụng hợp lý phân hữu cơ kết hợp phân khoáng đối với cây lúa trên đất bạc màu Bắc Giang”. 2. Mục đích của đề tài Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 - Xác định được ảnh hưởng của việc bón kết hợp giữa phân hữu cơ và phân khoáng đối với sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa trên đất bạc màu Bắc Giang. - Nâng cao hiệu lực phân bón, tiết kiệm phân hoá học nhằm giảm ô nhiễm đối với môi trường và tăng hiệu quả kinh tế của cây trồng. - Kết hợp sử dụng phân hữu cơ và phân khoáng nhằm nâng cao năng suất lúa trên đất bạc màu Bắc Giang và đảm bảo môi trường bền vững trong sản xuất nông nghiệp. 3. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3.1. ý nghĩa về mặt khoa học - Xác định được ảnh hưởng của việc bón phân hữu cơ kết hợp phân khoáng đối với sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa trên đất bạc màu. Trên cơ sở khoa học đó xây dựng một chế độ bón phân hữu cơ hợp lý và giảm thiểu lượng phân khoáng bón cho cây lúa tiến tới một nền sản xuất nông nghiệp bền vững trên đất bạc màu Bắc Giang. - Kết quả của đề tài làm luận cứ khoa học để đề xuất nghiên cứu tiếp theo. 3.2. ý nghĩa về mặt thực tiễn Xây dựng được quy trình kỹ thuật bón phân hợp lý cho cây lúa trên đất bạc màu Bắc Giang. Những kết quả nghiên cứu của đề tài đạt được sẽ là những tiến bộ khoa học mới làm cơ sở trong chỉ đạo và sản xuất lúa của Bắc Giang và các địa phương khác. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Cơ sở khoa học Đất bạc màu là loại đất có thành phần cơ giới từ cát pha đến thịt nhẹ ở tầng mặt và chuyển sang thành phần cơ giới nặng ở tầng sâu. Đất có phản ứng chua, hàm lượng mùn và thành phần dinh dưỡng nghèo, khả năng giữ nước và giữ dinh dưỡng kém. Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất nông nghiệp những năm gần đây, các qui trình kỹ thuật thâm canh đang áp dụng thường tập trung chủ yếu vào phân khoáng mà ít chú ý đến phân hữu cơ (một yếu tố đặc biệt cần thiết trên đất bạc màu để nâng cao hàm lượng mùn trong đất và tăng khả năng hấp thu dinh dưỡng của cây trồng). Lượng phân khoáng sử dụng trong nhiều năm mà không có chế độ bổ sung lượng phân hữu cơ hợp lý nên đã gây hậu quả là làm giảm hàm lượng chất hữu cơ của đất, rửa trôi các chất kiềm dẫn đến đất bị chua nhanh chóng và làm sụt giảm nghiêm trọng chất dinh dưỡng dẫn đến các yếu tố dinh dưỡng trong đất bị thiếu hụt so với nhu cầu đòi hỏi của cây trồng. Năng suất cây trồng kém xa so với tiềm năng của chúng. Vì vậy, để đảm bảo an toàn lương thực và nâng cao năng suất lúa trên đất bạc màu, yếu tố cơ bản là tạo được cho đất một nền hữu cơ - khoáng để có thể bảo toàn chất dinh dưỡng có sẵn, tiếp nhận có hiệu quả phân bón đưa vào cũng như cải thiện năng suất lâu dài. Nghiên cứu chiến lược mới trong việc sử dụng chất hữu cơ như là phân bón trong sản xuất lúa trên đất bạc màu, tác giả Phạm Tiến Hoàng [18] đã kết luận: Dùng chất hữu cơ như nguồn phân bón trong sản xuất lúa trên phạm vi rộng đối với đất bạc màu là điều rất cần thiết. Trên đất bạc màu nếu không bón phân hữu cơ (phân chuồng) thì không thể cho năng suất lúa cao dù bón lượng phân khoáng cao, tăng lượng phân Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 13 chuồng bón cho lúa có thể tiết kiệm được phân khoáng. Trần Thúc Sơn, Đặng văn Hiến (1995) [29] đã kết luận trên đất bạc màu sử dụng phối hợp phân chuồng với phân hoá học cho hiệu quả rất cao đối với cây lúa. Bón cân đối giữa phân khoáng và phân chuồng không những giúp cây sinh trưởng phát triển tốt mà còn nâng cao năng suất cây trồng, nâng cao hiệu quả sử dụng dinh dưỡng của cây. Những công trình nghiên cứu nêu trên đã chỉ ra được vai trò cũng như mối quan hệ giữa phân hữu cơ và phân khoáng đối với cây lúa. Tuy nhiên trong thực tế vẫn chưa đưa ra được mức bón hợp lý cho năng suất cũng như hiệu quả kinh tế cao nhất đối với cây lúa trên đất bạc màu, nhưng đó cũng chính là những cơ sở khoa học để chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài này. 1.2. Những yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình thâm canh lúa 1.2.1. Ảnh hưởng của giống đến quá trình thâm canh Giống cây trồng là yếu tố đầu tư rất quan trọng và có hiệu quả kinh tế cao của ngành trồng trọt. Do vậy, công tác chọn tạo giống cây trồng rất được quan tâm. Những năm gần đây, công tác chọn tạo giống đã thu được nhiều kết quả góp phần đáng kể vào sự nghiệp phát triển nông thôn của nước nhà. Hàng loạt các giống mới được ra đời theo mục tiêu: Năng suất cao, cải tiến chất lượng nông sản, chống chịu sâu bệnh và các điều kiện bất thuận, rút ngắn thời gian sinh trưởng và tạo các đặc tính cần thiết cho sản phẩm. Chính vì vậy trong những năm gần đây tổng sản lượng lương thực của nước ta ngày một tăng nhanh. Từ một nước phải nhập khẩu lương thực hiện nay chúng ta đã là nước xuất khẩu gạo đứng thứ hai trên thế giới. Trong nghề trồng lúa, giống thực sự là một trong những yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả của việc thâm canh. Ở nước ta, việc sử dụng các giống lúa thuần đã được các nhà khoa học của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam tiến hành nghiên cứu ngay từ đầu thập kỷ 80. Hiện nay Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 14 trong sản xuất có rất nhiều giống nhập nội và chọn tạo như: Khang dân 18, Q5 .... có năng suất cao, chất lượng tốt thích nghi với điều kiện khí hậu, phù hợp với cơ cấu cây trồng cho vùng Trung du và miền núi phía Bắc, đặc biệt là trên đất bạc màu Bắc Giang. 1.2.2 Ảnh hưởng của phương thức gieo cấy đến quá trình thâm canh * Phương thức làm mạ Theo Nguyễn Thị Lẫm (năm 2003) thì cây lúa có ba phương thức gieo cấy: Mạ dược cấy sâu tay, mạ dược cấy nông tay và gieo thẳng hốc [21]. Tuy nhiên trên thực tế hiện nay tuỳ điều kiện sản xuất đã có nhiều vùng làm mạ khác với 3 phương thức trên như: cấy mạ non, gieo vãi đều trực tiếp trên ruộng vẫn cho năng suất cao nếu có biện pháp kỹ thuật thâm canh tốt. * Thời gian cấy Thời gian cấy là một yếu tố vô cùng quan trọng nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất lúa (Nguyễn Thị Lẫm, 2003 [21]). Tuỳ theo vùng, miền, nhiệt đô, ánh sáng lượng mưa và đất đai mà chúng ta bố trí thời gian gieo cÊy khác nhau để tận dụng những cơ hội cho lúa đẻ nhánh, phân hoá đòng, trỗ bông và chín trong điều kiện tối ưu. Ở miền núi phía Bắc và Trung du Bắc Bộ, đồng bằng sông Hồng nên áp dụng các khung thời vụ như sau: Vụ lúa xuân sớm (giống dài ngày): Gieo tháng 11, cấy tháng 12, thu hoạch tháng 5, 6. Vụ lúa xuân chính vụ (giống trung bình): Gieo tháng 12, cấy tháng 1, thu hoạch tháng 5, 6. Vụ lúa xuân muộn (giống ngắn ngày): Gieo tháng 1, cấy tháng 2, 3 thu hoạch tháng 5, 6. Vụ lúa mùa sớm (giống ngắn ngày): Gieo tháng 5, 6; cấy tháng 6,7 thu hoạch tháng 9,10. Vụ lúa mùa chính vụ (giống dài ngày): Gieo tháng 6, cấy tháng 7, thu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 hoạch tháng 11. * Mật độ cấy Mật độ cấy là số cây, số khóm được gieo, trồng trên 1 đơn vị diện tích. Với lúa cấy thì mật độ được đo bằng số khóm/m2, còn với lúa gieo thẳng thì mật độ được đo bằng số hạt mọc/m2. Đối với lúa lai cũng như lúa thuần năng suất được quyết định bởi số bông/m2, số hạt chắc/bông và khối lượng của hạt. Trong đó, khối lượng 1000 hạt được kiểm soát chặt chẽ bởi yếu tố di truyền của giống khó điều chỉnh, còn số bông/m2 mặc dù là yếu tố quan trọng nhất, song nó lại chịu sự ảnh hưởng rất lớn của mật độ cấy. Nếu mật độ càng cao (cấy dày) thì số bông càng nhiều nhưng số hạt chắc/bông càng ít. khối lượng 1000 hạt thấp, vì thế cấy dày quá sẽ làm cho năng suất giảm nghiêm trọng. Tuy nhiên, nếu cấy quá thưa đối với giống có thời gian sinh trưởng ngắn không thể đạt số bông tối ưu. Để chứng minh điều này, kết quả thí nghiệm về mật độ thực hiện ở giống Bácưu 64 cho thấy: mật độ 35 khóm đạt 320 bông/m2 và trung bình đạt 130 hạt/bông, khi tăng mật độ lên 70 khóm thì cũng chỉ đạt được 400 bông/m 2 và số hạt giảm xuống chỉ còn 73 hạt/bông. Như vậy khi tăng mật độ lên 2 lần chỉ tăng được 1,25 số bông còn số hạt trên bông lại giảm tới 1,78 lần (Nguyễn Văn Hoan, 2000 [20]) Vì vậy, khi các khâu kỹ thuật khác được đảm bảo thì chọn mật độ cấy thích hợp cho từng loại đất, từng giống để đạt được số bông tối ưu mà vẫn không làm cho bông nhỏ đi, số hạt chắc và độ chắc không thay đổi là điều rất cần thiết trong thâm canh lúa. 1..2.3. Ảnh hưởng của phân bón đến quá trình thâm canh lúa Phải nói rằng từ khi con người biết trồng trọt và chăn nuôi thì cũng đã biết sử dụng phân bón. Khoảng năm 900 trước công nguyên, người La Mã đã biết sử dụng phân chuồng để bón cho ruộng nho nhằm đạt một năng suất mong muốn. Năm 1840, Liebig đã cho ra đời tác phẩm “Hoá học đối với Nông Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 16 nghiệp và Sinh lý thực vật” (Trích dẫn theo Vũ Hữu Yêm, 1995) [41]. Với tác phẩm này ông đã khẳng định, tất cả các cây trồng đều cần được nuôi dưỡng bằng các nguyên tố ở dạng khoáng (vô cơ), từ kết quả nghiên cứu của ông mà ngành nông nghiệp đã có một bước tiến kỳ diệu. Hàng năm, sản lượng cây trồng tăng trên thế giới theo tính toán của IFPRI (1996) là có 80% nhờ vào việc tăng năng suất, trong đó có phần đóng góp không nhỏ của phân bón (Trích dẫn theo Nguyễn Văn Bộ. 2003) [2]. Rõ ràng phân hoá học đã thực sự có vai trò quan trọng trong việc cung cấp cho cây trồng những chất dinh dưỡng cần thiết mà đất không đủ khả năng đáp ứng, đồng thời góp phần vào việc duy trì độ phì nhiêu đất trong quá trình canh tác. Sự ra đời của các giống lúa mới, cao sản, đặc biệt là các giống lúa lai có tiềm năng năng suất cao đòi hỏi nhu cầu dinh dưỡng là rất cao, gấp 3 lần các giống lúa cũ (De Dattail, 1984[46]). Sự bón phân mất cân đối là nguyên nhân chính dẫn đến không phát huy hết tiềm năng năng suất của giống. Những giống lúa năng suất cao phổ biến hiện nay với năng suất 5 tấn/ha và lượng rơm rạ tương đương trên 1ha sẽ lấy đi 110 kg N; 105kg P2O5; 130kg K2O; 14kg Ca; 12kg Mg; 5kg S; 1kg Fe; 2kg Mn; 0,2kg Zn; 0,15kg Cu; 0,15kg, Bo; 250kg Si và 25kg Cl từ đất (Pillai K.G, 1996[54]). 1.3. Tổng quan về đất bạc màu trên thế giới và ở Việt Nam Trên thế giới tổng diện tích đất bạc màu khoảng 800 triệu ha (chiếm gần 8% diện tích đất bề mặt của trái đất) và tập trung phần lớn ở vùng nhiệt đới như: Đông Nam Á, Tây Phi, Trung Nam Mỹ ..... Điều kiện hình thành do quá trình phong hoá mạnh nên đây là loại đất nghèo dinh dưỡng, độ bão hoà bazơ thấp. Đất bề mặt cổ, canh tác lâu đời, thành phần cơ giới nhẹ, độ phì tự nhiên thấp, dung tích hấp thu thấp, khả năng trao đổi cation kém. Loại đất này được hình thành trên phù sa cổ nơi địa hình đồi núi không bằng phẳng với khí Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 17 hậu nhiệt đới và bán nhiệt đới ẩm, lượng mưa lớn, mưa tập trung dẫn đến sự rửa trôi mạnh mẽ dẫn đến độ phì nhiêu đất ngày càng giảm. Có thể nói rằng đất bạc mầu là một loại đất xấu bị tác động thường xuyên của nhiều quá trình, điển hình là quá trình rửa trôi cho nên việc bảo vệ và cải tạo đất bạc mầu là yêu cầu cấp thiết có quan hệ đến thu nhập và đời sống của hàng triệu nông dân vùng này (http:/ www, tháng 2/ 2009 [49]). Diện tích đất bạc mầu ở nước ta phân bố tập trung ở vùng Trung du miền Bắc và Đông Nam Bộ với diện tích khoảng 2,348 triệu ha, trong đó ở miền Bắc Việt Nam có diện tích khoảng 221.360 ha (Trần An Phong, 1995, [25]) được phân ra thành các loại: Đất bạc mầu trên phù sa cổ Đất dốc tụ bạc mầu Đất feralit do trồng lúa biến đổi thành đất bạc mầu Số liệu tổng hợp về tính chất đất ở vùng đã canh tác của các tác giả Bùi Đình Dinh(1995), Phạm Tiến Hoàng (1995) [10,18] cho thấy đây là loại đất chua, nghèo dinh dưỡng toàn diện, thành phần cơ giới nhẹ, cấp hạt sét không quá 20%, độ xốp thường ở dưới 40%, độ phì tự nhiên thấp: mùn < 1,0%; N: 0,04- 0,08%; P205: 0,02- 0,06%; K20: 0,02- 0,04 %; P205 và K20 dễ tiêu thấp 4-6mg/100g đất và 1-4mg/100g đất, dung tích hấp thu thấp và có chiều hướng tăng ở tầng tích tụ (60- 70 cm), khả năng trao đổi cation kém. Đây là loại đất có chủng loại vi sinh vật cũng như số lượng vi sinh vật sống trong đất thấp hơn nhiều so với các loại đất khác (Thái Phiên, 1998; Mai Văn Quyền, 1990 [24 ;27]). Loại đất này thường tập trung ở các tỉnh Trung du miền núi phía Bắc có mùa hè nóng ẩm mưa nhiều cho nên thường bị tác động của nhiều quá trình, điển hình là quá trình rửa trôi do mưa lũ cho nên hàm lượng dinh dưỡng trong đất sẽ ngày càng nghèo kiệt nếu không có biện pháp bón phân cân đối và hợp lý. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 18 Tỉnh Bắc Giang có 42.897,84ha đất bạc màu (chiếm 11,22% tổng diện tích đất tự nhiên) nhưng có tới 38.369ha đất bạc màu nằm trong diện tích đất nông nghiệp (chiếm 38,9% diện tích đất sản xuất nông nghiệp) và phân bố chủ yếu ở các huyện Lục Nam, Tân Yên, Lạng Giang, Việt Yên và Hiệp Hoà. Đây là các huyện Trung du đồi núi thấp, phần lớn là ruộng bậc thang có độ dốc từ 3 -8 0, trước đây người dân chủ yếu độc canh cây trồng lại không có biện pháp sử dụng đất hợp lý nên độ phì nhiêu của đất ngày càng bị suy giảm [26 ]. Nghiên cứu của Nguyễn Văn Sức, (1995) [31] về tính chất đất bạc màu ở vùng Bắc Giang đã cho thấy đây là loại đất chua, nghèo dinh dưỡng, thành phần cơ giới nhẹ, hàm lượng hữu cơ: 0,93%, N: 0,05% ; P205: 0,031%; K20: 0,15%; P205 và K20 dễ tiêu thấp: 7,3mg/100g đất và 3,7mg/100g đất, dung tích hấp thu thấp (9,1meq/100g). Đây là loại đất có số lượng vi sinh vật sử dụng N khoáng cao hơn nhiều so với số lượng vi khuẩn sử dụng N hữu cơ từ 8,1-10,1 lần. Vì vậy sử dụng phân hữu cơ bón cho cây trồng trên đất bạc màu chính là biện pháp tăng cường sinh khối của vi sinh vật đất, góp phần điều hoà một cách hợp lý việc huy động các chất dinh dưỡng trong đất, nâng cao và ổn định độ phì nhiêu của đất. 1.4. Những nghiên cứu về phân bón cho lúa trên thế giới và Việt Nam 1.4.1.. Những nghiên cứu về phân bón cho lúa trên thế giới Phân bón đã thực sự có vai trò quan trọng trong việc cung cấp cho cây trồng những chất dinh dưỡng cần thiết mà đất không đủ khả năng đáp ứng, đồng thời góp phần vào việc duy trì độ phì nhiêu đất trong quá trình canh tác. Trong các nhân tố tác động đến năng suất cây trồng, dinh dưỡng khoáng (phân bón) chiếm một vị trí quan trọng dù trong thành phần của thực vật đạm, lân, kali và các nguyên tố khoáng chỉ chiếm một phần nhỏ so với sản phẩm quang hợp nhưng nếu thiếu hoặc không đủ dinh dưỡng thì cây trồng không tích luỹ được chất hữu cơ. Cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng các yếu tố Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 19 dinh dưỡng thường được cây lấy từ một số nguồn như: từ phân khoáng và phân hữu cơ bón vào, từ phế phụ phẩm nông nghiệp vùi lại, từ môi trường, từ đất, nước tưới… Dinh dưỡng cho lúa cũng được chia ra làm 3 nhóm chính: đa lượng, trung lượng và vi lượng. Tuy nhiên lượng dinh dưỡng mà cây lúa sử dụng nhiều và có vai trò quan trọng nhất là các yếu tố dinh dưỡng đa lượng như: đạm, lân, kali. Nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng đa lượng đối với cây lúa các nhà khoa học trên thế giới đã tổng kết như sau: 1.4.1.1. Những nghiên cứu về đạm đối với cây lúa Đạm là một trong những yếu tố dinh dưỡng quan trọng hàng đầu của cây lúa, bón phân đạm ít năng suất thấp, bón quá nhiều chẳng những lãng phí mà còn tác động xấu tới sinh trưởng, phát triển của cây lúa. Đạm không chỉ là nguồn nitơ mà còn là chất hoạt động sinh lý, nhu cầu đạm của cây lúa có tính chất liên tục từ đầu thời kỳ sinh trưởng cho đến lúc thu hoạch. Theo Yoshida.S, (1976) [59] lượng đạm cây hút ở thời kỳ đẻ nhánh quyết N:P:K bãn Ph©n bãn M«i tr•êng N•íc t•íi Ph©n chuång PhÕ phô phÈm §Êt Một số nguồn cung cấp dinh dƣỡng cho cây lúa Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 20 định tới 74% năng suất. Bón nhiều đạm làm cây lúa đẻ nhánh khoẻ và tập trung, tăng số bông /m2; số hạt/ bông, nhưng trọng lượng nghìn hạt (P1000) ít thay đổi. Tuy nhiên lúa có hệ số sử dụng phân đạm trong sản xuất thường không quá 40%, ở đất có độ phì trung bình để sản xuất ra được 5 tấn thóc/ha cần bón ít nhất 160N. Sinh V.K và Bajpai R.P (1990) [56] đã thí nghiệm với nhóm lúa IR50 bón từ 0-150kgN/ha; 0 - 80kgP2O5 với các tỷ lệ phối hợp, kết quả cho thấy: bón 100kgN/ha cho năng suất lúa cao nhất (4,39 tấn/ha) so với không bón N là 3,42 tấn/ha. Bón 0 - 40 - 80kgP2O5 cho năng suất tương ứng là: 3,35 tấn – 3,86 tấn - 4,00 tấn/ha. Ernst W.Mutert. (2003) [47] cho rằng trong nền nông nghiệp dựa vào phân. Bón, bón phân cân đối phải là nền tảng của tất cả các hoạt động, vì sử dụng phân bón mất cân đối có thể dẫn tới thoái hoá đất và giảm sức sản xuất của đất. Theo ông. đạm là yếu tố dinh dưỡng phổ biến nhất, vì vậy bón đạm dẫn đến tăng năng suất rất lớn. Nhưng bón đạm không đóng góp vào việc tăng cường độ phì đất. Ngược lại sử dụng đạm không cân đối hiện là yếu tố lớn gây ra sự cạn kiệt dinh dưỡng trong đất. Ernst W.Mutert và công tác viên đã nhận thấy một xu hướng nhất quán năng về suất lúa trong mùa khô ở các trại nghiên cứu của IRRI từ năm 1968 – 1991 ở mức bón đạm 150kg/ha. Tuy nhiên. khi mức đạm bón tăng đến 190kg/ha năm 1992 và 216kg/ha năm 1993, năng suất cao nhất từ các công thức này cao hơn mức năng suất đạt được vào năm 1989 – 1991 là 40% [47]. Theo Yoshida. S, (1976) [59] thì cây lúa có hai thời kỳ khủng hoảng đạm: thời kỳ đẻ nhánh và thời kỳ phân hoá đòng (PI). Nếu thiếu đạm ở thời kỳ đẻ nhánh sẽ ảnh hưởng số dảnh, số bông/m2. Thiếu đạm ở thời kỳ PI ảnh hưởng đến số hạt/bông. Tuy vậy việc cung cấp đạm cho cây lúa còn phụ thuộc vào khả năng cung cấp đạm từ đất, từ nguồn nước tưới, khả năng cố định đạm của vi sinh vật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 21 trong đất, của môi trường và phân chuồng. Mức độ cung cấp đạm lại tuỳ thuộc vào mùa vụ, vụ xuân nhiệt độ thấp khả năng khoáng hoá kém hơn vụ mùa. 1.4.1.2. Những nghiên cứu về lân cho lúa Lân là loại phân đa lượng rất cần thiết cho cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng. Lân ở trong đất tồn tại dưới dạng hợp chất hữu cơ và hợp chất khoáng, lân là một loại phân khó tiêu phải có thời gian mới phân huỷ hết và ít bị rửa trôi. Qua nghiên cứu Suichi Yoshida, (1976) [59] cho rằng thiếu lân là nguyên nhân chủ yếu làm giới hạn đỉnh cao năng suất của các giống lúa mới hiện nay. Khi các giống lúa mới chưa ra đời, ở nhiều nước trên thế giới thấy bón lân cho lúa làm tăng năng suất không nhiều. Nhóm tác giả Lafitan, Lafeve Coyouda, Malyc cho rằng ở đất nhiệt đới do giầu sắt và nhôm nên khi bón lân vào đất, phần lớn lân chuyển sang dạng khó tan cây lúa không sử dụng được (dẫn Đỗ Ánh 1996 [1]). Theo Katyal, (1978) các giống lúa mới như IR36 có năng suất 9,8 tấn/ha lấy đi từ đất 31 kg P/ha trong khi đó đất chỉ đáp ứng được 3-11 kgP/ha. Đồng thời thì hiệu lực của lân phụ thuộc vào giống, tính chất đất đai, hàm lượng lân dễ tiêu thời kì đầu, điều kiện mùa vụ. Bón lân cho các giống lúa mới cho bội thu năng suất cao hơn các giống lúa cũ. hiệu lực của lân đối với lúa mùa khô cao hơn mùa mưa [51]. Ở Philipine, C. M. Duque Sr; R.B. Cagmat and I. O. Mugot, (1998) [45] đã nghiên cứu về ảnh hưởng của lân đến năng suất lúa và thu được kết quả trên đất bạc màu năng suất lúa cao nhất ở công thức bón 70 kg P2O5/ha, năng suất dạt 5.016kg/ ha. Với lúa, đa số phân lân có hiệu lực rõ và kéo dài qua nhiều vụ. Bội thu bình quân 5- 6 kg thóc/kg P205 trong vụ đầu trên đất nghèo lân và 2 - 3 kg thóc trên đất có hàm lượng lân khá, hiệu lực tổng số qua nhiều vụ đạt khoảng 10 kg thóc/kg P205. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 22 1.4.1.3. Những nghiên cứu về kali cho lúa Kali là một trong 3 yếu tố dinh dưỡng quan trọng đối với cây trồng, kali là yếu tố phân bón mà cây hút nhiều nhất và nhu cầu kali của cây lúa kéo dài cho tới cuối thời gian sinh trưởng. Theo Suichi Yoshida, 1976) [59] lượng kali cây hút có tương quan thuận với năng suất. Lượng kali cây hút để tạo ra được 1 tấn thóc ở các vùng khác nhau trên thế giới dao động từ 35 – 50 kg K2O, trung bình là 44kg K2O trong đó chỉ khoảng 20% tổng lượng kali cây hút là được vận chuyển vào hạt, lượng còn lại được tích luỹ trong các bộ phận khác của cây (trong rơm rạ). Nghiên cứu của H.M. Trung (1994) 60 cho thấy K làm giảm tính mẫn cảm và mức độ nhiễm của nhiều loại bệnh ở một số loại cây trồng. Tổng kết 1.549 quan sát bệnh nấm, 144 bệnh vi khuẩn và 186 bệnh virus trên nhiều loại cây trồng ở các điều kiện khác nhau thấy K làm giảm mức độ nhiễm bệnh của 70 % số bệnh nấm, 69% số bệnh vi khuẩn và 41% bệnh virus. 1.4.1.4. Những nghiên cứu về vài trò của chất hữu cơ đối với độ phì nhiêu đất Phân hữu cơ ngoài khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng do trong thành phần có chứa các yếu tố dinh dưỡng từ đa đến vi lượng, đồng thời phân hữu cơ còn có vai trò điều hoà dinh dưỡng trong đất, khắc phục các yếu tố hạn chế trong đất, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thâm canh lúa và duy trì độ phì nhiêu đất. Nghiên cứu của F. J. Stevenson, (1982) [58] cho thấy hàm lượng lân dễ tiêu của đất tăng khi bón hữu cơ vào đất bởi quá trình "chelat" của cation đa hoá trị với axit hữu cơ và các sản phẩm thối rữa hữu cơ. Chất hữu cơ có vai trò trong việc điều hoà dinh dưỡng không chỉ đối với lân mà ngay cả với sắt. Các hợp chất hữu cơ có đặc tính "chelat" đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp cho thực vật Fe và các nguyên tố vi lượng khác. Theo K. W. Smilde, (1983)[57] chất hữu cơ đóng vai trò quan trọng trong Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 23 việc giữ nguồn dinh dưỡng, giảm rửa trôi, phân giải mùn, giải phóng dinh dưỡng dễ tiêu cho cây trồng, tăng lân dễ tiêu, tăng các hợp chất hữu cơ với N, P, Fe... Vai trò của chất hữu cơ đất trong việc nâng cao độ phì nhiêu và cung cấp dinh dưỡng, đặc biệt là việc cung cấp đạm cho cây trồng đã được các nhà khoa học nghiên cứu và đưa ra các kết luận như sau: A. Q. Laniza, (1965) [44] đã kết luận có khoảng 95% N và S, 20- 75% P trên lớp mặt của đất nằm trong chất hữu cơ đất. Trong điều kiện nóng ẩm, cây cối sinh trưởng tốt tạo ra lượng sinh khối lớn không những phần trên mặt đất mà cả phần rễ cây, đó là nguồn năng lượng cho sự tổng hợp axit humic. Đất mất chất hữu cơ trở nên cứng chắc do đó khả năng giữ nước, nước thấm đều... kém (F. J. Stevenson, 1982 [58]). Nghiên cứu về vai trò của chất hữu cơ đối với khả năng hấp thu dinh dưỡng của cây lúa Liang B. C, (1996) [52], đã nhận xét: Bón phân hữu cơ tạo thành phức hệ lân - mùn trong đất làm cho lân ở trạng thái cây có thể dùng được cho dù đất rất giàu Ca, Fe di động, sản phẩm CO2 sản sinh trong quá trình phân giải phân hữu cơ còn có tác dụng hoà tan những chất dinh dưỡng khó tiêu trong đất, nhất là các phốt phát cho cây trồng sử dụng. 1.4.1.5. Vai trò của chất hữu cơ đối với cây lúa trên đất bạc màu Việc sử dụng cân đối tỉ lệ dinh dưỡng hữu cơ - vô cơ đối với cây trồng trong sản xuất nông nghiệp là rất cần thiết trên mọi loại đất, nhất là trên đất bạc mầu nơi mà hệ số sử dụng đất rất cao, lượng phân hữu cơ cần rất lớn trong khi phân hoá học lại có hiệu suất sử dụng thấp. Theo B.R.Naga; (1985) [53] việc bón phân hữu cơ ngoài tác dụng cung cấp một lượng dinh dưỡng cho đất nó còn nâng cao hiệu quả phân khoáng (bón kết hợp phân khoáng với phân chuồng tăng hiệu quả sử dụng phân khoáng trên đất bạc màu lên 27-33% so với không phân chuồng). Nghiên cứu chiến lược mới trong việc sử dụng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 24 chất hữu cơ như là phân bón trong sản xuất lúa tác giả B.R.Naga, (1985) [53] đã nhấn mạnh: - Dùng chất hữu cơ như nguồn phân bón trong sản xuất lúa trên phạm vi rộng là điều rất cần thiết. - Muốn đạt được năng suất lúa tối đa cần kết hợp phân khoáng với phân hữu cơ. - Cần tuyên truyền rộng rãi việc sử dụng phân hữu cơ trong sản xuất lúa. Sử dụng cân đối tỉ lệ dinh dưỡng hữu cơ - vô cơ đối với cây trồng trong sản xuất nông nghiệp là rất cần thiết trên mọi loại đất, nhất là trên đất bạc mầu nơi mà hệ số sử dụng đất rất cao, lượng phân hữu cơ cần rất lớn trong khi phân hoá học lại có hiệu suất sử dụng thấp 1.4.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam Đối với sản xuất nông nghiệp Việt Nam, phân bón đóng một vai trò quan trọng trong việc tăng năng suất. Từ những năm 60 của thế kỷ XX, Việt Nam đã sử dụng phân bón vô cơ trong nông nghiệp và ngày càng tiến bộ. Đặc biệt trong những năm gần đây, nhiều giống lúa có tiềm năng năng suất cao, có khả năng chịu phân rất tốt được đưa vào sản xuất. Hiện nay, Việt Nam là nước sử dụng phân bón cho lúa tương đối cao so với những năm trước đây do người dân áp dụng được rất nhiều biện pháp kỹ thuật trong thâm canh. 1.4.2.1. Những nghiên cứu về phân đạm cho lúa. Cũng như trên thế giới, ở Việt Nam đối với cây lúa, đạm là yếu tố hạn chế năng suất trên tất cả các loại đất. Trong sản xuất nếu bón đạm ít năng suất thấp, song bón quá nhiều không những lãng phí mà nó còn ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng, phát triển của cây lúa dẫn đến là giảm năng suất và hiệu quả kinh tế. Đối với cây lúa đạm có tác dụng trong việc hình thành bộ rễ, thúc đẩy nhanh quá trình đẻ nhánh và sự phát triển thân lá của lúa dẫn đến làm tăng năng suất lúa. Do vậy, đạm thúc đẩy cây sinh trưởng nhanh (chiều cao, số Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 25 nhánh) và tăng kích thước lá, số hạt, tỷ lệ hạt chắc, hàm lượng protein trong hạt. Đạm ảnh hưởng đến tất cả các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa. Theo Nguyễn Văn Bộ, 2003 [5], mỗi năm nước ta sử dụng 1.202.140 tấn đạm, 456.000 tấn lân và 402.000 tấn kali, trong đó sản xuất lúa chiếm 62%. Song do điều kiện khí hậu còn gặp nhiều bất lợi cho nên kỹ thuật bón phân mới chỉ phát huy được 30% hiệu quả đối với đạm và 50% hiệu quả đối với lân và kali. Nghiên cứu của Nguyễn Văn Bộ, Nguyễn Trọng Thi, Bùi Huy Hiền, Nguyễn Văn Chiến (2003) [5] cho thấy: trung bình 1 tấn thóc kèm cả rơm rạ cây lấy đi lượng dinh dưỡng từ đất là: 22,2kg N; 7,1kg P205; 31,6kg K20 và nhiều yếu tố trung, vi lượng khác. Thông thường các giống có tiềm năng năng suất cao bao giờ cũng cần một lượng đạm cao. Theo Bùi Huy Đáp (1980), lượng đạm cần thiết để tạo ra 1 tấn thóc từ 17-25 kg N trung bình cần 20,5 kg [11]. Hiệu suất sử dụng phân đạm ở Việt Nam thường thấp, theo Bùi Huy Đáp (1985), Vũ Hữu Yêm (1995) đối với lúa hệ số sử dụng phân đạm trong sản xuất không quá 40% [11] [42]. Ngay trên đất phù sa sông Hồng là loại đất có độ phì nhiêu cao, điều kiện tưới tiêu thuận lợi, nếu không bón phân năng suất lúa chỉ có thể đạt được khoảng 3,5 tấn/ha song để đạt được năng suất lúa 5 tấn/ha cần bón 90-120 kg/ha (Theo Trần Thúc Sơn, Đặng Văn Hiến, 1995 [29]). Nghiên cứu của Lê Văn Căn (1968) và Trần Đức Toàn (1988) cũng kết luận để đạt được năng suất lúa 7 tấn/ha cần bón 180-200 kg N [7], [34]. Đạm cần thiết cho suốt quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa và có tính chất liên tục từ khi gieo trồng đến khi chín. Tuy nhiên chúng ta cần quan tâm nhất 2 thời kỳ đẻ nhánh và làm đòng, đặc biệt là thời kỳ đẻ nhánh rộ cây lúa hút nhiều đạm nhất. Thông thường lúa hút 70% lượng đạm cần thiết Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 26 cho đẻ nhánh, đây là thời kỳ hút đạm có ảnh hưởng lớn nhất đến năng suất lúa (Nguyễn Văn Bộ,1993[6] và Lê Văn Căn, 1968 [7]). Nguyễn Thị Hiền (2005), Trần Thúc Sơn (1995) đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của đất, mùa vụ và liều lượng phân đạm bón đến tỷ lệ đạm cây lúa hút. Không phải do bón nhiều đạm thì tỷ lệ đạm được lúa sử dụng nhiều. Ở mức phân đạm 80 kg N/ha, tỷ lệ sử dụng đạm là 46,6%, so với mức đạm này có phối hợp với phân chuồng tỷ lệ đạm hút được là 47,4%. Nếu tiếp tục tăng liều lượng đạm đến 160N và 240N có bón phân chuồng thì tỷ lệ đạm mà cây lúa sử dụng cũng giảm xuống. Trên đất bạc màu so với đất phù sa sông Hồng thì hiệu suất sử dụng đạm của cây lúa thấp hơn. Khi bón liều lượng đạm từ 40N- 120N thì hiệu suất sử dụng phân giảm xuống, tuy lượng đạm tuyệt đối do lúa sử dụng có tăng lên [16 ] [29]. 1.4.2.2. Những nghiên cứu về lân cho lúa Sau đạm thì lân là yếu tố dinh dưỡng rất quan trọng đối với sinh trưởng và phát triển của cây trồng, vì lân là thành phần chủ yếu của axit nucleic, là thành phần chủ yếu của nhân tế bào. Khi thiếu lân, lá lúa có màu xanh đậm, bản lá nhỏ hẹp và mềm yếu, mép lá có màu vàng tía, đẻ nhánh kém, kéo dài thời kỳ chỗ chín. Nếu thiếu lân ở thời kỳ làm đòng sẽ ảnh hưởng rất rõ đến năng suất lúa, cụ thể là làm giảm năng suất lúa. Khi cây lúa được cung cấp lân thoả đáng sẽ tạo điều kiện cho bộ rễ phát triển tốt, tăng khả năng chống hạn, tạo điều kiện cho sinh trưởng, phát triển, thúc đẩy sự chín của hạt và cuối cùng là tăng năng suất lúa. Nghiên cứu về thời kỳ bón lân cho lúa Lê Văn Căn, 1968 [7] cho biết: năng suất trung bình 3 năm giảm khi bón lân chậm 2, 4 và 6 tuần sau khi gieo, càng bón chậm hiệu lực của lân càng thấp, như vậy bón lân trước khi cấy là biện pháp tốt nhất. Khi nghiên cứu về lân các tác giả Bùi Đình Dinh, (1993); Trần Thúc Sơn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 27 (1996); Nguyễn Vi, (1995) [10], [28], [37] đã kết luận: Trên đất phù sa sông Hồng hiệu suất của lân dao động từ 10,3 đến 26,7 kg thóc/1 kg P2O5 tuỳ theo dạng phân, liều lượng và phương pháp bón. Theo Nguyễn Vi, 1995 [38] bón lân tiết kiệm được đạm, lượng đạm tiêu tốn để tạo ra 1 tấn thóc giảm. Trên đất phù sa sông Hồng không bón lân cần 23-27 kg N tạo ra 1 tấn thóc, nhưng nếu bón lân chỉ cần 19-23 kg N. Theo Vũ Hữu Yêm, 1995 [42], cây lúa non rất mẫn cảm với việc thiếu lân. Thiếu lân trong thời kỳ cây non cho hiệu quả rất xấu, sau này dù có bón nhiều lân thì cây cũng trỗ không đều hoặc không thoát. Do vậy, cần bón đủ lân ngay từ giai đoạn đầu và bón lót phân lân là rất có hiệu quả. Dinh dưỡng lân có liên quan mật thiết với dinh dưỡng đạm. Nếu bón đủ lân sẽ làm tăng khả năng hút đạm và các chất dinh dưỡng khác. Cây được bón cân đối N, P sẽ xanh tốt, phát triển mạnh, chín sớm, cho năng suất cao và phẩm chất tốt. Như vậy, muốn cho cây lúa sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao thì không những cần cung cấp đầy đủ đạm mà còn cần cung cấp đầy đủ cả lân cho cây lúa (Lê Văn Tiềm, 1996 [33] và Vũ Hữu Yêm, 1995 [42]). Theo các tác giả Nguyễn Văn Bộ và cộng sự (1996) [3], (Bùi Đình Dinh và cộng sự, 1993) [8], lúa lai cũng như lúa thuần lân có vai trò quan trọng trong suốt quá trình sinh trưởng và phát triển. Đặc biệt trong việc hình thành và phát triển bộ rễ giúp cho cây tăng khả năng hút dinh dưỡng từ đất, không những thế khi bón lân còn kích thích cây hút các dinh dưỡng khác như đạm, kali... mạnh hơn tạo tiền đề cho năng suất cao. 1.4.2.3. Những nghiên cứu về kali cho lúa: Vai trò của kali đối với sinh trưởng, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa đã được nhiều tác giả trong và ngoài nước nghiên cứu. Nói chung, khi thiếu kali thì dẫn đến sự quang hợp của cây bị giảm sút rõ rệt, kéo theo cường độ hô hấp tăng lên, làm cho sản phẩm của quá trình quang hợp Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 28 trong cây bị giảm, trường hợp này được thể hiện rất rõ trong điều kiện thiếu ánh sáng. Đặc biệt, vai trò của kali được thể hiện rõ nhất trong thời kỳ đầu làm đòng. Trong thời kỳ này, nếu thiếu kali sẽ làm cho gié bông thoái hoá nhiều, số bông ít, trọng lượng nghìn hạt giảm, hạt xanh, lép lửng và bạc bụng nhiều, phẩm chất gạo bị giảm sút. Theo Nguyễn Văn Bộ, Bùi Thị Trâm, Phạm văn Ba (1995), lúa cũng như các cây trồng khác, kali có vai trò vô cùng quan trọng trong suốt quá trình sống của cây, kali tham gia vào hầu hết các quá trình sinh lý, hoá sinh và đảm bảo hoạt động bình thường quá trình hấp thu dinh dưỡng và nước 4]. Vì vậy kali là một trong 3 nguyên tố (N, P, K) được gọi là “thức ăn chính của thực vật” (Nguyễn Văn Soàn, Lê Văn Căn30). Theo Đào Thế Tuấn (1970), kali làm tăng phát triển của hệ rễ, sự phát triển của hệ rễ càng lớn bao nhiêu thì cây hấp thu nước trong đất càng tốt bấy nhiêu 35. Nghiên cứu của Lê văn Căn (1968) và Bùi Trọng Thi (1999) cũng chỉ rõ kali làm tăng năng suất cây trồng theo nhiều cách khác nhau như: Làm tăng số nhánh hữu hiệu, tăng số hạt chắc/bông và khối lượng của mỗi hạt có thể được cải thiện 7, [32]. Các giống khác nhau có nhu cầu K cũng khác nhau. Theo tổng kết của Nguyễn Vi, (1995) [37] các giống lúa cũ, năng suất thấp hút khoảng 100kg K2O/ha/ 2 vụ, chỉ bằng một nửa giống lúa mới. Nhu cầu K trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây cũng khác nhau. Đối với cây lúa, cây hút mạnh K vào thời kỳ từ cuối đẻ nhánh đến trỗ (Bùi Trọng Thi, Nguyễn Văn Bộ, 1999 32). Tỷ lệ K cây hút trong các thời kì sinh trưởng phụ thuộc vào giống lúa: từ cấy đến đẻ nhánh là 20- 22%, phân hoá đòng đến trỗ là 52 - 62% và vào chắc đến chín 16 - 28% (Nguyễn Văn Bộ, 2003 2). Chỉ khoảng 20% lượng K cây hút được chuyển về hạt, số còn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 29 lại nằm trong các bộ phận khác của cây. Năng suất cao đã ảnh hưởng trực tiếp đến sự gia tăng nhu cầu K của cây trồng, năng suất càng cao nhu cầu K càng lớn (Nguyễn Văn Bộ, 1993 [6], Nguyễn Vi,1995 37). 1.4.2.4. Những nghiên cứu về phân bón cho cây lúa trên đất bạc màu ở Việt Nam Lúa là cây cho năng suất chất xanh rất cao, có thể đạt 100,0-150,0 tạ chất khô/ha (Nguyễn thị Lẫm, 2003 [21] ) trong vòng 120 -160 ngày, vì thế lúa cần phải được cung cấp các nguyên tố khoáng đa, trung và vi lượng đầy đủ. Để đạt được 1 tấn sản phẩm, cây lúa lấy đi một lượng dinh dưỡng trung bình là 22 kg N; 7,2 kg P2O5 và 20 kg K2O; 4kg CaO và 4kg MgO. Sau 1 năm lúa lấy đi từ 1ha đất một lượng dinh dưỡng lớn tới 125kgN; 74,5kg P2O5 và 96kg K 2O, năng suất lúa phụ thuộc vào mức đầu tư phân bón tới 36-78%. Tuỳ từng loại đất mà mức độ ảnh hưởng của các nguyên tố đến năng suất khác nhau.: nơi thiếu đạm, đất xấu, đạm có ảnh hưởng lớn hơn lân và kali. Nơi đất tốt, đất chua lân lại có ảnh hưởng lớn hơn đạm. Vùng đất bạc màu có thành phần cơ giới nhẹ kali có ý nghĩa lớn. Lượng phân bón cho lúa trên đất bạc màu dao động trong khoảng: 100N + 70P2O5 + 100K0O/ha 80N + 60P2O5 + 80K0O/ha 120N + 80P2O5 + 120K0O/ha Theo Nguyễn Văn Bộ, (1993) [6], liệu lực phân lân trên đất bạc màu thường chỉ đạt 20- 30% ở vụ thứ nhất, tuy nhiên ở vụ sau cây có thể hấp thu lân bón từ vụ trước. Tuỳ theo loại đất và cây trồng mà lựa chọn phương pháp sử dụng lân để đạt hiệu quả cao. Theo Nguyễn văn Đại;Trần Thị Thu Trang, 2005 [13], trên đất bạc màu bón 70 kgP205/ha tăng năng suất lúa 40,5% so với đối chứng. Theo Nguyễn Vi và cộng sự, 1993[39], hiệu suất sử dụng kali của lúa trên đất bạc màu khoảng 60- 65%. Sử dụng kali nên chú ý hàm lượng kali Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 30 trong đất, nhu cầu kali của từng loại cây trồng, lượng phân hữu cơ và lượng đạm sử dụng (Bùi Đình Dinh, 1995[10]). Nguyễn Văn Soàn và Lê Văn Căn, (1970) [30] nghiên cứu 10 năm giai đoạn những năm 60 đã tổng kết như sau: Đối với lúa trên đất bạc màu nghèo đạm, giầu lân và kali thì bội thu 20 kg thóc/kg N, hãn hữu có thể lên 25- 30kg, bội thu trên sản xuất đại trà 12- 15 kg thóc/kgN. Vì vậy, tuỳ theo từng loại đất, loại cây trồng mà có những phương thức bón thích hợp để nâng cao hiệu quả sử dụng phân đạm (áp dụng các biện pháp tổng hợp liên hoàn). Theo Ngô Xuân Hiền, Đoàn Thị Phú, Vi văn Nam (2003)[17] trên đất bạc màu Bắc Giang bón phối hợp giữa phân chuồng và phân khoáng với liều lượng 10 tấn P/C + 120N + 80P2O5 + 120K2O cho năng suất và hiệu quả kinh tế đạt cao nhất (năng suất đạt 46,2 tạ/ha và hiệu quả kinh tế đạt 2.084.000 nghìn đồng/ha) Trên đất bạc màu hiệu suất sử dụng phân đạm đạt 39- 49% (Nguyễn Văn Bộ, Bùi Thị Trâm, Phạm Văn Ba, 1995 [4]). Bón đạm viên giảm được 20-30 % lượng đạm cần bón cho diện tích gieo trồng (Bùi Đình Dinh,1995[10]). Theo Nguyễn Văn Đại, Trần Thị Thu Trang trên đất bạc màu Bắc Giang việc bón thiếu N kéo dài trong nhiều năm đối với cây lúa năng suất sẽ giảm chỉ bằng 64,9-68,3% so với công thức bón đầy đủ NPK [13]. 1.4.2.5. Vai trò của phân hữu cơ đối với cây lúa trên đất bạc màu Phải khẳng định rằng để có được những thành tịu to lớn về nông nghiệp trong thời gian qua là do có sự đóng góp của phân hoá học. Tuy nhiên, cũng phải thấy rằng để có được năng suất cây trồng cao cần phải có được nền đất có độ phì nhiêu cao. Mà độ phì nhiêu đất lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó yếu tố quyết định là chất và lượng hữu cơ trong đất. Phân hữu cơ, đặc biệt là phân chuồng có vai trò quan trọng trong việc nâng cao hàm lượng mùn, tăng độ xốp và cải thiện tích cực cấu trúc và độ phì nhiêu đất canh tác. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 31 Theo Phạm Tiến Hoàng và cộng sự, (1999) [19] trong điều kiện nhiệt đới ẩm nước ta tốc độ khoáng hoá hữu cơ trong đất rất cao. Nếu không có biện pháp bổ sung chất hữu cơ cho đất thì độ phì nhiêu đất sẽ sụt giảm rất nhanh. Phân hữu cơ không chỉ trực tiếp cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng mà còn có tác dụng quyết định cải thiện các tính chất lý, hoá, sinh của đất, có tác dụng điều hoà dinh dưỡng trong cơ chế tăng hấp thụ của đất bằng việc tăng chất và lượng các hợp chất hữu cơ khoáng trong đất, tạo cho đất có khả năng giữ chất dinh dưỡng, hạn chế sự mất dinh dưỡng do rửa trôi và bốc hơi. Chức năng điều hoà dinh dưỡng còn được biểu hiện ở khả năng chuyển hoá các hợp chất khó tan thành dễ tan cung cấp thêm dinh dưỡng cho cây trồng mà rõ nhất là chuyển hoá lân khó tiêu thành dễ tiêu (Lê Văn Tiềm, 1996 [33]). Từ những kết quả nghiên cứu các tác giả Nguyễn Vi và Trần Khải, (1978) [40] cho biết trên đất bạc màu cần bón liên tục những lượng phân chuồng lớn, bón phân hoá học không đủ tác dung cân bằng mùn mà cần phải phối hợp thêm từ 6-20 tấn phân hữu cơ/ha/năm. Về hiệu suất phân chuồng tác giả Bùi Đình Dinh, (1995) [10] cho biết trung bình khi bón phân chuồng hiệu suất đạt 101,5 kg thóc/1 tấn phân chuồng. Như vậy ngoài tác dụng tăng độ phì nhiêu đất, phân hữu cơ còn có khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng. Trong thành phần phân hữu cơ có chứa các yếu tố dinh dưỡng từ đa, trung đến vi lượng, nhìn chung hàm lượng dinh dưỡng chứa trong phân hữu cơ không cao, nó phụ thuộc vào nguồn gốc của từng loại phân hữu cơ đem ra sử dụng. Theo các tác giả Nguyễn Ngọc Nông; Nguyễn Thế Đặng (1995) [22], bón phân chuồng cho lúa trên các nền NPK khác nhau đều cho bội thu năng suất. Điều đó chứng tỏ phân chuồng rất cần thiết cả trên nền bón nhiều đạm. Theo Nguyễn Văn Đại và cộng sự, trên đất bạc màu Bắc Giang khi bón thêm phân chuồng trên nền không bón phân và trên nền bón NPK đều có tác Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 32 dụng nâng cao năng suất cây trồng ở cả vụ xuân và vụ mùa (2005)[13]. Nghiên cứu của Nguyễn Thị Hiền; Phạm Tiến Hoàng (2005) cho thấy, yếu tố hạn chế trên đất bạc màu Bắc Giang là độ phì nhiêu tự nhiên thấp, vì vậy lượng phân chuồng bón vào đất có tác động rất rõ đến sự thay đổi về lượng các hợp chất hữu cơ khoáng và lân dễ tiêu trong đất. Vai trò của phân hữu cơ còn làm tăng khả năng hấp thu của đất, hạn chế sự mất dinh dưỡng trong đất [16]. Theo Phạm Tiến Hoàng, (1995) [19]: trên đất bạc màu nếu không bón phân hữu cơ thì không thể cho năng suất cao, cho dù bón lượng phân khoáng lớn. Phân hữu cơ bón vào đất ngoài việc cung cấp dinh dưỡng trực tiếp cho cây còn có chức năng điều hoà dinh dưỡng trong đất và hạn chế một số nguyên tố gây độc cho đất. Phân hữu cơ làm tăng khả năng hấp thu của đất, hạn chế sự rửa trôi, sự bốc hơi các chất dinh dưỡng và quan trọng hơn là tạo phức đối với các kim loại gây độc như Fe, Al, Mn… Những kết quả nghiên cứu các tác giả Nguyễn Vi và Trần Khải, (1978) [40] cho biết trên đất bạc màu cần bón liên tục những lượng phân chuồng lớn, bón phân hoá học không đủ tác dụng cân bằng mùn mà cần phải phối hợp thêm từ 6-20 tấn phân hữu cơ/ha/năm. Đỗ Thị Xô; Ngô Xuân Hiền, (1992) [41] khi nghiên cứu sử dụng hợp lý sản phẩm phụ nông nghiệp nhằm tăng năng suất cây trồng và ổn định độ phì nhiêu của đất bạc màu đã kết luận: Dùng 40%- 70% phụ phẩm của cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau cùng với quy trình bón phân hiện đang được áp dụng đã làm tăng năng suất cây lúa từ 3,6%- 21,1% tuỳ theo số lượng, loại phụ phẩm cũng như mùa vụ sử dụng. Đồng thời bón phụ phẩm có thể giảm bớt một tỷ lệ phân khoáng nhất định mà vẫn không làm giảm năng suất cây trồng. Xét trên thực tế, để đảm bảo an ninh lương thực quốc gia, từng nước có thể sử dụng một hay nhiều giải pháp với các thứ tự ưu tiên khác nhau như: Tăng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33 diện tích, tăng vụ, thâm canh và hạn chế tăng dân số. Với Việt Nam, thâm canh gần như giải pháp duy nhất mà trong thâm canh, vai trò phân bón lại ngày càng quan trọng. Như đã nêu trên phân bón có thể góp phần làm tăng năng suất cây trồng thông qua nhiều cơ chế tác động khác nhau. Song trong thực tế, do còn những tồn tại trong nghiên cứu và sử dụng phân bón nên việc đánh giá vai trò của chúng còn có lúc, có nơi chưa chính xác. Có những ý kiến cho rằng cần tăng cường sử dụng phân hoá học, cũng có những ý kiến lại thiên về bảo vệ môi trường cực đoan nên cho rằng cần thiết phải xây dựng một nền nông nghiệp chỉ dựa vào phân hữu cơ và cũng có những ý kiến dung hoà. Tất cả những quan điểm nêu trên đều không sai. Tuy nhiên, nó chỉ đúng trong những điều kiện cụ thể, chỉ có phương pháp tiếp cận khoa học trên cơ sở quản lý dinh dưỡng tổng hợp mới cho phép nhìn nhận một cách khách quan vai trò của phân bón trong một nền nông nghiệp đang phát triển như Việt Nam. Một trong những biện pháp chủ yếu để tăng năng suất cây trồng, tăng phẩm chất nông sản và tăng tổng sản lượng là phải sử dụng phân bón, bao gồm phân hữu cơ và phân vô cơ. 1.4.2.6. Tác dụng của sự phối hợp phân hữu cơ - phân khoáng đến năng suất cây lúa trên đất bạc màu. Trong sản xuất nông nghiệp ở nước ta hiện nay tình trạng giảm độ phì nhiêu đất đang lan rộng do nhiều nguyên nhân như: Xói mòn, rửa trôi và dinh dưỡng bị lấy đi theo sản phẩm của cây trồng và phụ phẩm không được trả lại cho đất. Thêm vào đó việc tăng nhanh hàm lượng dinh dưỡng lấy đi do thâm canh cây trồng cũng như sử dụng những giống mới có năng suất cao. Đồng thời hàm lượng mùn trong đất ngày càng giảm do người nông dân chỉ sử dụng phân khoáng mà ít chú ý đến phân hữu cơ. Vì vậy bón cân đối và hợp lý giữa phân khoáng và phân hữu cơ chính là biện pháp chiến lược để phát triển nông Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 34 nghiệp bền vững trên đất bạc màu. Áp dụng biện pháp bón phân tổng hợp, Bùi Đình Dinh,1993 [8] cho biết : để đảm bảo năng suất cây trồng ổn định thì cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng chỉ dựa vào phân vô cơ là không đủ mà phải có phân hữu cơ, ít nhất chiếm 20% trong tổng số dinh dưỡng. Theo Nguyễn Văn Bộ (1993) [6], trên đất bạc màu để đạt năng suất lúa 5 - 6 tấn/ha cần bón mức tối đa là 60 kgK20/ ha trên nền 10 tấn phân chuồng trên ha. Nâng cao hiệu quả phân khoáng bằng bón kết hợp với phân chuồng tăng hiệu quả sử dụng phân khoáng trên đất bạc màu lên 27-33% so với không bón phân chuồng (Nguyễn Văn Bộ, Phạm Văn Ba, Bùi Thị Trâm, 1995[4]). Tóm lại đất bạc màu Bắc Giang là loại đất chua, nghèo dinh dưỡng toàn diện, thành phần cơ giới nhẹ, cấp hạt sét không quá 20%, độ xốp và độ phì tự nhiên thấp, dung tích hấp thu thấp, khả năng trao đổi cation kém. Đây là loại đất có chủng loại vi sinh vật cũng như số lượng vi sinh vật sống trong đất thấp hơn nhiều so với các loại đất khác vì vậy năng suất cây trồng thường kém xa so với tiềm năng của giống. Do đó việc bảo vệ, cải tạo và duy trì độ phì nhiêu trên đất bạc màu chính là yêu cầu cấp thiết. Những nghiên cứu về sử dụng phân bón cho lúa trên đất bạc màu của các nhà khoa học trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã khẳng định rằng: đạm, lân, kali có vai trò rất lớn trong việc tăng năng suất lúa. Cây lúa muốn tạo ra 1 tấn sản phẩm cần lấy đi một lượng dinh dưỡng trung bình là 22 kgN; 7,2 kg P2O5 và 20 kgK 2O; 4 kgCaO và 4 kgMgO ….. Nghiên cứu của các nhà khoa học cũng chỉ ra được vai trò quan trọng của phân hữu cơ trong hệ thống dinh dưỡng tổng hợp của cây trồng trên đất bạc màu. Để có một nền nông nghiệp bền vững và an toàn về lương thực không thể nhìn vào sản lượng trước mắt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 35 mà phải nghĩ đến sự bền vững lâu dài. Sự bền vững đó được xác định bởi độ phì nhiêu đất mà phân hữu cơ là yếu tố quyết định. Do đó trên đất bạc màu đối với cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng muốn thu được năng suất và hiệu quả kinh tế cao cần khuyến cáo sử dụng phối hợp giữa phân hữu cơ và phân khoáng. Tuy nhiên vấn đề đặt ra là cần phải tiếp tục nghiên cứu để trả lời câu hỏi khi bón phân hữu cơ phối hợp với phân khoáng trên đất bạc màu thì lượng bón bao nhiêu là đủ để vừa nâng cao năng suất cũng như hiệu quả kinh tế của cây lúa, ổn định và duy trì độ phì nhiêu đất. Chính vì vậy chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm: “Nghiên cứu sử dụng hợp lý phân hữu cơ kết hợp phân khoáng đối với cây lúa trên đất bạc màu Bắc Giang”. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 36 CHƢƠNG 2 ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng và vật liệu nghiên cứu 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu + Đất làm thí nghiệm: Đất bạc màu phát triển trên phù sa cổ Bảng 2.1: Một số tính chất lý, hoá học đất trước thí nghiệm ( tầng 0 – 20 cm) pHKCL % mg/100g đất Mùn Độ xốp N P2O5 K2O P2O5 K2O 5,0 1.89 39,5 0,08 0,095 0,048 6,9 3,22 Nguồn: Số liệu phân tích đất trước thí nghiệm được phân tích tại Phòng phân tích Trung tâm Viện Thổ nhưỡng – Nông hoá Theo đánh giá của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá, đất bạc màu điển hình của tỉnh Bắc Giang có độ phì tự nhiên thấp: mùn 1,0-1,2%; N từ 0,04-0,07 %; P205: 0,02- 0,06%; K20 từ 0,02- 0,035%; P205 và K20 dễ tiêu thấp từ 3 - 6mg/100g đất và 1 - 4mg/100g đất, dung tích hấp thu thấp, khả năng trao đổi cation kém và độ xốp thường ở dưới 40%. Đất khu làm thí nghiệm có độ pHKCL ít chua, khả năng hấp thu dinh dưỡng kém, hàm lượng chất hữu cơ thấp, đạm, lân, kali tổng số thấp, lân và kali dễ tiêu vào loại trung bình. + Cây trồng: Lúa Khang dân 18 do công ty giống cây trồng Quảng Ninh nhập nội, được công nhận năm 1999 theo quyết định số 1659 của Hội đồng khoa học Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Giống có thể gieo cấy ở vụ xuân và Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 37 vụ mùa sớm. Vụ xuân, giống Khang dân 18 có thời gian sinh trưởng 120 - 125 ngày; vụ mùa 100 - 105 ngày với năng suất bình quân đạt 50- 55 tạ/ha. Đặc điểm chính của giống là khả năng chống chịu sâu bệnh tốt, chịu rét khá, giống được gieo cấy phổ biến ở vụ xuân, vụ mùa sớm trên đất bạc màu tỉnh Bắc Giang. 2.1.2. Vật liệu nghiên cứu + Phân khoáng sử dụng trong thí nghiệm: Đạm urê 46% Lân super 16.5% Kali clorua 60% + Phân chuồng Bảng 2.2: Hàm lượng N , P2O5 và K2O tổng số trong phân chuồng Thành phần Đơn vị tính Hàm lƣợng Quy ra kg/1 tấn phân chuồng N (%) % 0,39 3,9 P 2O5 (%) % 0,31 3,1 K2O (%) % 0,64 6,4 Nguồn: Số liệu phân tích phân chuồng sử dụng trong thí nghiệm được phân tích tại Phòng phân tích Trung tâm Viện Thổ nhưỡng – Nông hoá 2.2. Địa điểm và thời gian thực hiện Địa điểm: Thí nghiệm được tiến hành tại Trung tâm Nghiên cứu Đất và Phân bón vùng Trung du xã Lương Phong, huyện Hiệp Hoà, tỉnh Bắc Giang Thời gian thực hiện: từ tháng 1 năm 2008 đến tháng 12 năm 2008 2.3. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu một số nét cơ bản về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, đất đai, phân bón và năng suất lúa … có liên quan đến vấn đề nghiên cứu. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 38 - Nghiên cứu vai trò của phân hữu cơ kết hợp với phân khoáng đến sinh trưởng, phát triển của cây lúa trên đất bạc màu Bắc Giang. - Nghiên cứu mối quan hệ giữa phân hữu cơ và phân khoáng đối với yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa trên đất bạc màu Bắc Giang. - Nghiên cứu hiệu suất sử dụng của phân hữu cơ đối với cây lúa trên đất bạc màu. - Nghiên cứu khả năng giảm lượng phân khoáng bón cho cây lúa trên nền sử dụng phân hữu cơ hợp lý và so sánh hiệu quả kinh tế giữa các công thức phân bón để từ đó đưa ra công thức bón phân cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất trên đất bạc màu. - Nghiên cứu ảnh hưởng của việc bón phân hữu cơ và phân khoáng đến một số tính chất lý, hoá đất. - Nghiên cứu ảnh hưởng của việc bón phân hữu cơ và phân khoáng đến hàm lượng dinh dưỡng cây tích luỹ và khả năng sử dụng dinh dưỡng của cây lúa. 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu Thí nghiệm được thực hiện trên đồng ruộng (ô nhỏ), bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCB). 2.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm. - Mỗi công thức thí nghiệm được nhắc lại 3 lần, - Kích thước ô thí nghiệm: 6m x 4m = 24m2 - Tổng số ô thí nghiệm là: 14 x 3 = 42 ô. - Mật độ cấy: 50 khóm/m2, cấy 4 dảnh trên khóm (hàng cách hàng 20 cm, cây cách cây 10 cm) 2.4.2. Cây trồng - Cây lúa xuân, lúa mùa sớm; giống lúa Khang dân 18 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 39 Sơ đồ bố trí thí nghiệm I 9 I 4 I 12 I 10 I 7 I 1 I 5 I 11 I 6 I 14 I 2 I 3 I 8 I 13 Mƣơng tƣới II 4 II 12 II 3 II 7 II 9 II 10 II 11 II 6 II 1 II 8 II 2 II 5 II 13 II 14 Mƣơng tƣới III 12 III 9 III 4 III 11 III 10 III 5 III 8 III 13 III 7 III 6 III 14 III 1 III 2 III 3 2.4.3. Công thức thí nghiệm Thí nghiệm gồm 14 công thức, 3 lần nhắc CT 1. Không phân (Đ/C 1) CT 2. NPK (100N + 70P2O5 + 100K2O) (Đ/C 2) CT 3. 5 tấn phân chuồng CT 4. 5 tấn phân chuồng + 100% NPK Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40 CT 5. 5 tấn phân chuồng + 75% NPK (giảm 25% so với Đ/C 2) CT 6. 5 tấn phân chuồng + 50% NPK (giảm 50% so với Đ/C 2) CT 7. 10 tấn phân chuồng CT 8. 10 tấn phân chuồng + 100% NPK CT 9. 10 tấn phân chuồng + 75% NPK (giảm 25% so với Đ/C 2) CT 10. 10 tấn phân chuồng + 50% NPK (giảm 50% so với Đ/C 2) CT 11. 15 tấn phân chuồng CT 12. 15 tấn phân chuồng + 100% NPK CT 13. 15 tấn phân chuồng + 75% NPK (giảm 25% so với Đ/C 2) CT 14. 15 tấn phân chuồng + 50% NPK (giảm 50% so với Đ/C2) 2.4.4. Mức đầu tư phân bón, giống, thời vụ cho cây trồng trong thí nghiệm 2.4.4.1. Cây lúa xuân - Giống: Khang dân 18 - Ngày gieo mạ: 7/2; ngày cấy: 02/03/2008, ngày thu hoạch: 4/06/2008 - Lượng phân bón: Mức bón Phân chuồng (tấn/ha) Đạm (kg N/ha) Lân (kg P2O5/ha) Kali (kg K2O/ha) Mức 1 5 100 70 100 Mức 2 10 75 52,5 75 Mức 3 15 50 35 50 - Phương pháp bón phân: Bón lót: 100% P/C + 70%P2O5 + 50%K2O (bón trước khi cấy). Thúc 1: 40%N (sau cấy 10 ngày) Thúc 2: 30% N (sau cấy 25 ngày) Thúc 3: 30%N + 30%P2O5 + 50%K2O (sau cấy 45 ngày) 2.4.4.2. Cây lúa mùa - Giống: Khang dân 18 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 41 - Ngày gieo mạ: 14/6; ngày cấy: 30/6/2008 - Ngày thu hoạch: 24/09/2008 - Lượng phân bón: Mức bón Phân chuồng (tấn/ha) Đạm (kg N/ha) Lân (kg P2O5/ha) Kali (kg K2O/ha) Mức 1 5 100 70 100 Mức 2 10 75 52,5 75 Mức 3 15 50 35 50 - Phương pháp bón phân: Bón lót: 100% P/C + 30%N + 70%P2O5 + 50%K2O (bón trước khi cấy) Thúc 1: 40%N (sau cấy 12 ngày) Thúc 2: 30%N + 30%P2O5 + 50%K2O (sau cấy 40 ngày) 2.4.5. Chỉ tiêu theo dõi và phân tích 2.4.5.1. Chỉ tiêu theo dõi đối với cây trồng + Chỉ tiêu sinh trưởng - Số nhánh/khóm: dùng thẻ đánh dấu 5 cây/1 ô, theo dõi số nhánh đẻ của 5 cây ở 3 giai đoạn: đẻ nhánh rộ, làm đòng, thu hoạch (giai đoạn thu hoạch đếm số nhánh hữu hiệu và vô hiệu), từ đó tính số nhánh tối đa, số nhánh hữu hiệu. - Trọng lượng chất khô: Theo dõi 3 giai đoạn đẻ nhánh rộ, làm đòng, thu hoạch. Cắt sát gốc 10 khóm/1 ô, cân trọng lượng tươi, sau đó phơi và sấy khô ở nhiệt độ 700C cho đến khi trọng lượng không đổi, cân trọng lượng sau sấy. - Chiều cao cây: dùng thẻ đánh dấu 5 cây/1 ô, đo chiều cao từ sát gốc đến mút đầu lá hoặc đầu bông từng cây, theo dõi ở 3 giai đoạn đẻ nhánh rộ, làm đòng, thu hoạch. (Vụ xuân: Giai đoạn đẻ nhánh rộ tính sau cấy 25 ngày; giai đoạn làm đòng tính sau cấy 50 ngày. Vụ mùa: Giai đoạn đẻ nhánh rộ tính sau cấy 20 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 42 ngày; giai đoạn làm đòng tính sau cấy 45 ngày). + Chỉ tiêu năng suất: - Yếu tố cấu thành năng suất: Số bông hữu hiệu/m2, hạt chắc/bông, P1000hạt Thu 20 khóm/1 ô, đến số bông hữu hiệu, bông vô hiệu, tuốt hết hạt chắc và lép, phơi sấy khô, cân 50g, đếm số hạt chắc và lép/50g, cân trọng lượng hạt chắc và lép sau khi đếm. - Năng suất lý thuyết (tạ/ha) = Số bông/m2 x số hạt chắc/bông x trọng lượng 1000 hạt/10.000. - Năng suất thân lá: Thu 20khóm/1 ô (thu sát gốc), tuốt bỏ hạt, cân trọng lượng rơm rạ tươi, sau đó phơi, sấy khô ở nhiệt độ 700C cho đến khi trọng lượng không đổi, cân trọng lượng khô từ đó tính năng suất thân lá. - Năng suất thực thu: Dùng khung 4m2 thu ở giữa ô thí nghiệm, tuốt lấy hạt, cân tổng trọng lượng hạt/4m2 sau đó lấy mẫu phụ 200g, phơi và sấy khô ở nhiệt độ 700C cho đến khi trọng lượng không đối, sẩy sạch hạt lép, cân trọng lượng hạt trên 200g, từ đó tính năng suất thực thu. + Hiệu quả kinh tế sử dụng phân bón: Hiệu quả kinh tế (lãi) = Tiền thu được do bán sản phẩm (thóc) trừ tiền đầu tư (giống, phân bón, công lao động) + Hiệu suất sử dụng P/C = kg thóc bội thu/tạ phân chuồng bón vào + Lượng N; P2O5; K2O cây tích luỹ = tổng lượng N; P2O5; K2O trong thân lá + tổng lượng N; P2O5; K2O trong hạt lúa + Tính khả năng sử dụng dinh dưỡng (% cây hút): % (N; P2O5; K2O) cây hút = kg N; P2O5; K2O tổng số (trong thân lá, hạt)/ kg N; P2O5; K2O tổng số do bón phân (phân khoáng, phân chuồng) + N; P2O5; K2O từ đất, nước, không khí (trong đó nguồn cung cấp từ đất, nước, không khí tính từ công thức không bón phân). + Lượng dinh dưỡng cây tích luỹ (N; P2O5; K2O) = Lượng dinh dưỡng trong thân lá + lượng dinh dưỡng trong hạt lúa (tính ở giai đoạn thu hoạch). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 43 + Cách phân loại mức phân bón trong điều tra lượng phân bón và năng suất lúa: - Vụ xuân: Mức TB: bón từ 8-9 tấn P/C, 90 -100N, 60 – 70P2O5, 80-90K2O; mức cao: bón trên 9 tấn P/C, 100N, 70P2O5 và 90K2O; mức thấp: bón dưới 8 tấn P/C, 90N, 60P2O5, 80K2O) - Vụ mùa: Mức TB: bón từ 8-9 tấn P/C, 90 -100N, 50 – 60P2O5, 90-100K2O; mức cao: bón trên 9 tấn P/C, 100N, 60P2O5 và 100K2O; mức thấp: bón dưới 8 tấn P/C, 90N, 60P2O5, 80K2O 2.4.5.2. Chỉ tiêu phân tích + Một số tính chất hoá học và sinh học đất trước và sau làm thí nghiệm như: pH KCL; mùn (%); Hàm lượng N, P2O5, K2O tổng số; P2O5, K2O dễ tiêu, vi sinh vật tổng số, vi sinh vật phân giải lân, vi sinh vật cố định N tự do. + Hàm lượng N, P2O5, K2O tổng số và dễ tiêu trong phân chuồng. + Hàm lượng N, P2O5, K2O tổng số trong hạt và thân lá giai đoạn thu hoạch. 2.4.6. Phương pháp thu hoạch và lấy mẫu (mẫu đất và mẫu cây) Theo phương pháp hướng dẫn của Viện lúa IRRI đang được sử dụng ở Viện Thổ nhưỡng - Nông hoá [50 ]. + Phương pháp lấy mẫu đất: - Phân tích chỉ tiêu hoá học: Lấy 5 điểm trên 1 ô theo đường dích dắc, các mẫu ban đầu được thu gom lại thành một mẫu hỗn hợp chung. Từ mẫu hỗn hợp chung băm nhỏ, trộn đều và loại bỏ bớt theo nguyên tắc đường chéo. - Phân tích độ xốp: Được lấy nguyên trạng thái bằng ống đóng + Phương pháp lấy mẫu cây: - Mẫu hạt: Lấy 200g/1 lần nhắc, các mẫu ban đầu được thu gom lại thành một mẫu hỗn hợp chung. Từ mẫu hỗn hợp chung trộn đều và loại bỏ bớt theo nguyên tắc đường chéo. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 44 - Mẫu cây: Lấy 50g/1 lần nhắc, các mẫu ban đầu được thu gom lại thành một mẫu hỗn hợp chung. Từ mẫu hỗn hợp chung cắt nhỏ, trộn đều và loại bỏ bớt theo nguyên tắc đường chéo. 2.4.7. Phương pháp xử lý và đánh giá số liệu + Số liệu được thu thập tính toán và sử lý thống kê bằng phần mền IRRISTRT 4.0 trên máy vi tính. Đồ thị vẽ trên Excel. + Đánh giá hiệu quả kinh tế theo phương pháp Sullivan, 1973. 2.4.8. Phương pháp phân tích mẫu Phân tích theo các phương pháp thông dụng ở Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (Sổ tay phân tích: Đất, nước, phân bón, cây trồng). + Phương pháp phân tích đất - pHKCL đo bằng máy pHmeter, tỷ lệ (1:25). - Chất hữu cơ: Phương pháp Walkley- Black. - Ni tơ tổng số: Phương pháp Kjeldahl. - Phốt pho tổng số: Mẫu đất được công phá bằng hỗn hợp hai axít H2SO4 (d = 1,84) và HClO4 sau đó phân tích theo phương pháp so màu bằng Spectrophotometer (=720 nm). - Phốt pho dễ tiêu: Theo phương pháp BrayII (=882nm) so màu trên máy Spectrophotometer. - Kali tổng số: Phương pháp Flamphotometer - Kali dễ tiêu: Phương pháp quang kế ngọn lửa chiết bằng CH3COONH4 1N. - Độ xốp đất = (Tỷ trọng - dung trọng)/dung trọng x 100. + Phương pháp phân tích cây - Xác định N tổng số bằng phương pháp Kjeldahl. - Xác định Photpho tổng số bằng phương pháp Vanadomolypdat - Xác định kali tổng số bằng phương pháp quang kế ngọn lửa 2.5. Phạm vi nghiên cứu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 45 Việc nghiên cứu ảnh hưởng của phân hữu cơ và phân khoáng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất cây lúa trên đất bạc màu có nhiều vấn đề cần được giải quyết, nhất là việc sử dụng hợp lý giữa phân hữu cơ và phân khoáng. Tuy nhiên trong điều kiện về thời gian và khả năng nghiên cứu có hạn chúng tôi chỉ tập trung vào nghiên cứu mối quan hệ giữa phân hữu cơ và phân khoáng đến năng suất cây lúa xuân và lúa mùa trên vùng đất bạc màu Bắc Giang. Các vấn đề nghiên cứu chủ yếu là: Vai trò của phân hữu cơ và phân khoáng đối với sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa trên đất bạc màu Bắc Giang. Nghiên cứu hiệu quả kinh tế của việc bón phối kết hợp giữa phân hữu cơ và phân khoáng nhằm tìm ra được những công thức bón phân hợp lý cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao đối với cây lúa trên đất bạc màu Bắc Giang. Bên cạnh đó chúng tôi cũng nghiên cứu về ảnh hưởng của việc bón phối kết hợp giữa phân hữu cơ và phân khoáng đến một số tính chất lý hoá, sinh học đất và khả năng cân bằng dinh dưỡng trong cây nhằm tìm ra một công thức bón phân vừa cho hiệu quả kinh tế cao vừa góp phần giúp cây sử dụng dinh dưỡng tốt nhất để hạn chế lượng phân khoáng bón vào và làm giảm ô nhiễm môi trường đất nông nghiệp. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 46 CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Điều kiện tự nhiên – Khí hậu thời tiết tỉnh Bắc Giang 3.1.1. Điều kiện tự nhiên Vị trí địa lý: Bắc Giang là tỉnh miền núi, nằm ở toạ độ địa lý 210 vĩ độ Bắc, 1060 độ kinh Ðông, cách thủ đô Hà Nội 50 km. Phía Bắc giáp tỉnh Lạng Sơn, phía Ðông giáp tỉnh Quảng Ninh, phía Tây giáp tỉnh Thái Nguyên, phía Nam giáp tỉnh Bắc Ninh. Diện tích tự nhiên toàn tỉnh là 3.822 km2 chiếm Bản đồ hành chính tỉnh Bắc Giang Administrative map of Bac Giang Province 1,16% tổng diện tích tự nhiên cả nước. Các đường giao thông quan trọng như đường quốc lộ 1A, quốc lộ 31 từ thị xã Bắc Giang đi Lục Nam, Lục Ngạn, Sơn Ðộng, Ðình Lập gặp quốc lộ 4A Lạng Sơn đi cảng Mũi Chùa - Tiên Yên và cửa khẩu Móng Cái- Quảng Ninh, đường quốc lộ 279 từ Hạ Mi - Sơn Ðộng đến Tân Sơn - Lục Ngạn, có đường sắt Hà Nội - Ðồng Ðăng chạy qua. Hệ thống sông ngòi: tỉnh Bắc Giang có 3 con sông lớn: Sông Cầu, sông Thương và sông Lục Nam với tổng chiều dài chảy qua là 347 km. Ðịa hình: Tỉnh có vùng núi chiếm 89% diện tích tự nhiên toàn tỉnh; vùng trung du chiếm 11% diện tích, điểm cao nhất là núi Ba Vòi thuộc huyện Sơn Ðộng cao 975 m. 3.1.2.Khí hậu thời tiết tỉnh Bắc Giang Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 47 0.0 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 180.0 210.0 240.0 270.0 300.0 330.0 360.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Th¸ ng NhiÖt ®é TB ngµ y (oC) § é Èm (%) Sè giê nắng (giê) L• î ng m• a (mm) Đồ thị 3.1: Diễn biến một số yếu tố khí hậu thời tiết tỉnh Bắc Giang (trung bình từ năm 2006 – 2008) Nguồn: Đài khí tượng thuỷ văn tỉnh Bắc Giang Bắc Giang nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng Đông Bắc. Một năm có bốn mùa rõ rệt: mùa đông lạnh, mùa hè nóng ẩm, mùa xuân, thu khí hậu ôn hòa. Nhiệt độ trung bình ngµy tõ 16,8 – 29,20C; độ ẩm dao động lớn từ 78 - 92%. Mưa, bão tập trung vào các tháng 7; 8; 9 với lượng mưa trung bình hàng năm là 1.721,1 mm. Nhiệt độ trung bình hàng năm là 24,60C; nhiệt độ cao nhất là 37,50C; thấp nhất là 70C, số giờ nắng trong năm khoảng 1700 giờ, tháng lạnh nhất là tháng 1. Ngoài ra, tỉnh Bắc Giang còn chịu ảnh hưởng của gió tây nam khô nóng, đôi khi xẩy ra hiện tượng lốc cục bộ và mưa đá, lũ quét vào mùa hè. Khí hậu thời tiết tỉnh Bắc Giang trong những năm gần đây nhìn chung thuận lợi cho sản xuất lúa cả ở vụ xuân và vụ mùa. Tuy nhiên để đánh giá ảnh hưởng các yếu tố khí hậu thời tiết đến sinh trưởng, phát triển của cây lúa năm 2008 có thuận lợi hay không, chúng tôi đã theo dõi và kết quả thể hiện qua đồ thị 3.2. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 48 0.0 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 180.0 210.0 240.0 270.0 300.0 330.0 360.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Th¸ ng NhiÖt ®é TB ngµ y (oC) § é Èm (%) Sè giê nắng (giê) L• î ng m• a (mm) Đồ thị 3.2: Diễn biến một số yếu tố khí hậu thời tiết huyện Hiệp Hoà năm 2008 Nguồn: Đài khí tượng thuỷ văn huyện Hiệp Hoà tỉnh Bắc Giang Diễn biến khí hậu thời tiết trong năm 2008 có một số biến đổi so với điều kiện thời tiết khí hậu những năm trước, đó là nhiệt độ bình quân trên năm thấp, thời gian rét kéo dài và nhiệt độ thấp nhất vào tháng 2. Những năm trước mưa thường tập trung chủ yếu từ tháng 5 đến tháng 10 nhưng năm 2008 mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11và tập trung cao nhất là tháng 6 và tháng 11, lượng mưa giữa các tháng trong năm dao động từ 21,7 – 348,6 mm và tổng lượng mưa trung bình năm đạt 1592,5 mm. + Mùa mưa: thời tiết nóng ẩm, mưa nhiều, lượng mưa lớn (khoảng 88,0% lượng mưa cả năm, bình quân trên 216,3 mm/tháng) + Mùa khô: lượng mưa ít (thường dưới 50 mm/tháng), song lại có lượng bốc hơi lớn nên thường gây khô hạn, thiếu nước cho sản xuất và sinh hoạt. + Nhiệt độ trung bình năm là 230C, nhiệt độ tháng cao nhất (tháng 7) là 28,5 0 C và nhiệt độ tháng thấp nhất (tháng 2) là 13,40C. Nhìn chung khí hậu thời tiết năm 2008 có một số bất lợi cho sản xuất Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 49 nông nghiệp, đó là vụ xuân rét đậm kéo dài đến tận tháng 2 nên thời vụ gieo cây lúa xuân muộn hơn so với những năm trước một tháng, tuy nhiên sau đó lượng mưa và số giờ nắng phân bố đều từ tháng 5 đến tháng 11 nên tương đối thuận lợi cho sinh trưởng và phát triển của cây lúa. 3.2. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp tỉnh Bắc Giang Tỉnh Bắc Giang có 382.200,0 ha diện tích đất tự nhiên trong đó: Diện tích đất nông nghiệp là 123.733,0 ha, chiếm 32,37%; diện tích đất lâm nghiệp có rừng là 110.600 ha, chiếm 28,93%; diện tích đất chuyên dùng là 54.892.0 ha chiếm 14,3%; diện tích đất ở là 11.604 ha. chiếm 3%; diện tích đất chưa sử dụng và sông suối núi đá là 81.371 ha, chiếm 21,29%. Toàn tỉnh có 6 nhóm đất chính là: Nhóm đất phù sa, nhóm đất bạc màu, nhóm đất đỏ vàng, nhóm đất thung lũng và sản phẩm dốc tụ, nhóm đất mùn vàng đỏ trên núi và nhóm đất xói mòn trơ sỏi đá. Trong đó nhóm đất bạc màu có diện tích 42.897,84ha, chiếm 11,22% diện tích đất tự nhiên với một loại đất chính là đất bạc màu trên phù sa cổ. Loại đất này được phân bố ở hầu khắp các huyện, trong đó tập trung nhiều ở Việt Yên, Hiệp Hoà, Tân Yên. Trong tổng diện tích đất sản xuất nông nghiệp, diện tích đất trồng cây hàng năm là 80.262 ha chiếm 64,86%, riêng đất trồng lúa chiếm 60,1% được gieo trồng 2 vụ; diện tích đất trồng cây lâu năm là 29.614 ha, chiếm 23,93%; diện tích đất có mặt nước nuôi trồng thuỷ sản là 2.541 ha. Với điều kiện đất đai có khả năng khai thác cho sản xuất nông nghiệp rất hạn chế, mật độ dân số cao và đa số là làm nghề nông. Trong tương lai thực hiện chiến lược công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nông nghiệp sẽ bị mất đi một phần do chuyển sang sử dụng cho các mục đích khác. Do đó ngoài việc mở rộng thêm diện tích, thâm canh, tăng vụ thì việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật mới sẽ là vấn đề cần thiết để đảm bảo an ninh lương thực trong toàn tỉnh trong thời gian tới. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 50 Bảng 3.1: Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp năm 2006 và dự kiến đến năm 2010 của tỉnh Bắc Giang Hạng mục Diện tích (ha) Dự kiến (năm 2010) 1. Đất trồng cây hàng năm - Đất ruộng lúa - Đất cỏ dùng chăn nuôi - Đất trồng cây hàng năm khác 77.984,82 71.422,71 609,50 5.932,28 73.529,00 66.689,00 1.763,00 5.077,00 2. Đất trồng cây lâu năm 5.988,18 4.595,00 3. Mặt nước nuôi trồng thuỷ sản 4.226,58 5.855,00 Tổng 88.199,58 83.979,0 Nguồn: Báo cáo “Quy hoạch phát triển kinh tế nông nghiệp nông thôn tỉnh Bắc Giang giai đoạn 2006 – 2020” [26 ]. 3.3. Kết quả điều tra tình hình sử dụng phân bón và năng suất lúa trên đất bạc màu địa bàn tỉnh Bắc Giang 3.3.1. Tình hình sản xuất lúa trên địa bàn tỉnh Bắc Giang Với tổng diện tích lúa 114.157ha trên 2 vụ, hàng năm tỉnh thu được sản lượng là 545.351,00 tấn lúa. Trong đó lượng lương thực bình quân đầu người là 341,5kg. Trên cơ sở đưa các giống mới ngắn ngày vào sản xuất và chuyển dịch mùa vụ (tăng tỷ lệ vụ lúa xuân muộn và vụ lúa mùa sớm) để thực hiện tăng vụ nên những năm qua hệ số sử dụng đất canh tác trên địa bàn tỉnh cũng đã được nâng lên đáng kể. Năng suất và sản lượng lương thực tăng khá, năng suất lúa tăng từ 30,0 tạ/ha (năm 1995) lên 41,0tạ/ha (năm 2000) và 48,8 tạ/ha (năm 2007). Mục tiêu của tỉnh đề ra là quy hoạch bố trí vùng sản xuất lúa thâm canh cao ở các huyện trọng điểm sản xuất lúa như Hiệp Hoà, Việt Yên, Tân Yên, Yên Dũng… và nâng cao năng suất lúa lên 55,0 – 60,0tạ/ha [26]. 3.3.2. Kết quả điều tra lượng phân bón và năng suất lúa Để đánh giá được mối quan hệ giữa mức độ đầu tư thâm canh và năng suất Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 51 cây lúa của người dân trên địa bàn nghiên cứu chúng tôi đã tiến hành điều tra 60 hộ dân trên 6 đội sản xuất của 2 xã Lương Phong huyện Hiệp Hoà và xã Ngọc Vân huyện Tân Yên tỉnh Bắc Giang, kết quả thu được kết quả như sau: Bảng 3.2: Kết quả điều tra lượng phân bón và năng suất lúa xuân năm 2007 tại huyện Tân Yên và Hiệp Hoà, Bắc Giang. Chỉ tiêu Số hộ P/C (Tấn/ha) N (Kg/ ha) P205 (Kg/ ha) K20 (Kg/ha) Năng suất (Tạ/ ha) Trung bình 20 8,4 92,6 65,1 89,9 47,0 Mức cao 14 9,7 127,8 72,8 133,3 55,6 Mức thấp 26 5,6 89,4 45,8 72,0 38,9 n 60 60 60 60 60 60 Ở vụ xuân, lượng phân bón cho cây lúa với mức trung bình là 8,4 tấn phân chuồng + 92.6N + 65,1P205 + 89,9K20 đã cho năng suất đạt 47,0 tạ/ha. Tuy nhiên, việc áp dụng phân bón cho lúa xuân không đồng đều và mất cân đối giữa các hộ. Với những hộ có điều kiện kinh tế thì lượng phân bón cao (thậm chí lượng đạm và kali quá cao so với mức khuyến cáo của các nhà khoa học trên đất bạc màu), ngược lại các hộ còn gặp khó khăn thì lượng phân bón thấp, kết quả là năng suất lúa xuân có sự biến động lớn (từ 38,9 – 55,6 tạ/ha). Bảng 3.3: Kết quả điều tra lượng phân bón và năng suất lúa mùa năm 2007 tại huyện Tân Yên và Hiệp Hoà, Bắc Giang. Chỉ tiêu Số hộ P/C (Tấn/ha) N (Kg/ ha) NPK (Kg/ha) K20 (Kg/ha) Năng suất (Tạ/ ha) Trung bình 26 8,7 89,0 418,5 83,3 43,1 Mức cao 11 10,9 140,6 555,6 116,7 50,0 Mức thấp 23 5,6 51,1 277,8 66,7 38,9 n 60 60 60 60 60 60 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 52 Ở vụ lúa mùa sớm phân hoá học được bón với lượng trung bình là 89N + 418,5NPK(5- 10- 3) + 83,3K20 tương đương với 110N + 42P205 + 121K20. Mức bón này thì đạm và kali quá cao so với lân gây mất cân đối về dinh dưỡng dẫn đến năng suất lúa không cao. Điều này có thể do việc đầu tư phân bón tổng hợp NPK cho sản xuất tuy có tác dụng tốt vì ngoài các yếu tố chính là đạm, lân và kali ra nó còn có tác dụng bổ xung thêm một số các nguyên tố trung và vi lượng khác. Tuy nhiên nó lại gây khó khăn cho người dân trong việc quy đổi loại phân hỗn hợp sang phân đơn. 3.4. Kết quả sử dụng phối hợp phân hữu cơ và phân khoáng cho cây lúa trên đất bạc màu Bắc Giang. Qua quá trình thực hiện thí nghiệm đồng ruộng vụ xuân và vụ mùa năm 2008 đối với giống lúa Khang dân 18, chúng tôi đã thu được các kết quả sau: 3.4.1. Ảnh hưởng của bón phối hợp phân hữu cơ và phân khoáng đến sinh trưởng, phát triển và sinh khối cây lúa Khang dân 18 trên đất bạc màu Bắc Giang vụ xuân và vụ mùa năm 2008. 3.4.1.1. Ảnh hưởng của bón kết hợp phân khoáng và phân chuồng đến động thái sinh trưởng chiều cao cây lúa. Chiều cao cây là một chỉ tiêu phản ánh sự sinh trưởng của cây. Sự tăng trưởng chiều cao cây quyết định lượng vật chất hữu cơ được đồng hoá và tích luỹ trong thân lá. Đối với cây lúa chiều cao cây là một trong những chỉ tiêu quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất hạt lúa. Chiều cao cây phụ thuộc chủ yếu hai yếu tố là giống và phân bón. Để cây lúa đạt chiều cao tối đa do giống quy định thì phân bón có tính chất quyết định và đóng một vai trò quan trọng. Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, chiều cao cây lúa sẽ tăng dần theo thời gian sinh trưởng. Nghiên cứu về ảnh hưởng của các công thức phân bón đến chiều cao cây lúa khang dân 18, số liệu bảng 3.4 cho thấy: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 53 Ở cả ba thời điểm theo dõi nếu ta chỉ bón phân chuồng từ 5 - 15 tấn/ha luôn cho chiều cao cây thấp hơn so với công thức NPK và sự sai khác này rất có ý nghĩa ở mức 95%. Trên cùng một nền phân chuồng các công thức có mức bón NPK khoáng cao hơn luôn cho chiều cao cây cao hơn, điều này thể hiện ở cả vụ xuân và vụ mùa. Trên cùng một nền NPK khoáng các công thức có mức bón phân chuồng cao hơn chiều cao cây lúa đạt cao hơn song sự sai khác này chưa có ý nghĩa ở độ tin cậy 95%. Công thức có mức bón cao nhất (15 tấn P/C + 100%NPK) cho chiều cao cây đạt cao nhất (ở cả vụ xuân và vụ mùa) trên cả ba thời điểm theo dõi (đẻ nhánh rộ, làm đòng và thu hoạch). Giai đoạn đẻ nhánh rộ chiều cao cây tăng trưởng chậm, sự sai khác giữa các công thức chưa đáng kể. Tuy nhiên đến giai đoạn làm đòng tốc độ tăng trưởng chiều cao cây mạnh hơn và đã có sự sai khác rõ rệt giữa các công thức phân bón trong đó công thức 12 (15 tấn P/C + 100%NPK) cho chiều cao cây đạt cao nhất, tăng so với công thức không bón phân 131,9% ở vụ xuân và 125,4% ở vụ mùa. Giai đoạn thu hoạch là giai đoạn chiều cao cây lúa đạt tối đa và đây cũng là giai đoạn sự sai khác về chiều cao cây do ảnh hưởng của phân bón giữa các công thức thể hiện rõ nhất: kết quả cho thấy ở cả vụ xuân và vụ mùa công thức không bón phân chiều cao cây luôn đạt thấp nhất (78,6cm ở vụ xuân và 95,2cm ở vụ mùa). Công thức cho chiều cao cây đạt cao nhất là công thức 12 (đạt 97,7cm ở vụ xuân và 112,3cm ở vụ mùa). Nghiên cứu về ảnh hưởng của bón phân chuồng đến chiều cao cây kết quả cho thấy: ở cả 3 giai đoạn đẻ nhánh rộ, làm đòng, thu hoạch trên nền không bón phân khoáng khi bón thêm phân chuồng chiều cao cây cũng tăng lên, trong đó công thức bón 15 tấn phân chuồng cho chiều cao cây đạt cao nhất và công thức bón 5 tấn phân chuồng chiều cao cây đạt thấp nhất. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 54 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 55 Khi ta tăng lượng phân khoáng từ 50%NPK đến 100%NPK và tăng dần lượng phân chuồng từ 5 đến 15 tấn trên ha thì chiều cao cây cũng tăng tỷ lệ thuận với số lượng phân chuồng và phân khoáng bón vào. Tuy nhiên trên nền bón 100%NPK khi bón thêm 5, 10 hoặc 15 tấn phân chuồng sự sai khác về chiều cao cây lúa ở giai đoạn thu hoạch (ở cả vụ xuân và vụ mùa) đều nằm trong sai số thí nghiệm. Nhìn chung ảnh hưởng của phân chuồng đến chiều cao cây lúa thể hiện rõ nhất ở các công thức bón giảm lượng phân khoáng. Điều ®ã cho thÊy viÖc bón phân chuồng là biện pháp cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng ®ång thêi cũng là biện pháp tăng nhanh tốc độ sinh trưởng của cây trồng, tăng sinh khối của cây. Nghiªn cøu ảnh hưởng của mùa vụ đến chiều cao cây kết quả cho thấy: Chiều cao cây ở vụ xuân thấp hơn vụ mùa, điều này là do điều kiện thời tiết ở vụ xuân nhiệt độ thấp gây ảnh hưởng đến khả năng hấp thu, vận chuyển dinh dưỡng, từ đó ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển và chiều cao của cây lúa. Còn ở vụ mùa, do nhiệt độ cao, ẩm độ cao là điều kiện thuận lợi cho khả năng hấp thu dinh dưỡng, từ đó giúp cho cây lúa sinh trưởng, phát triển một cách tốt nhất và đạt chỉ số tối đa về chiều cao cây. 3.4.1.2. Ảnh hưởng của bón kết hợp phân khoáng và phân chuồng đến khả năng đẻ nhánh của cây lúa. Cùng với mật độ cấy (nh¸nh/khóm và số khóm/m2), đẻ nhánh góp phần tạo nên số lượng bông/m2, vì vậy chỉ tiêu sức đẻ nhánh có ý nghĩa rất lớn đối với năng suất lúa. Tuy nhiên khả năng đẻ nhánh lúa phụ thuộc vào giống, mật độ cấy và đặc biệt là chế độ dinh dưỡng. Năng suất của ruộng lúa được quyết định bởi số bông hữu hiệu của ruộng lúa, số hạt chắc trên bông và độ lớn của hạt. Tuy nhiên khối lượng hạt chủ yếu phụ thuộc vào giống là chính, nó có bị tác động của điều kiện ngoại cảnh mùa vụ nhưng không lớn. Như vậy số bông của ruộng lúa là yếu tố quan trọng hàng đầu, ở cây lúa các giai đoạn sinh trưởng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 56 có mối liên quan chặt chẽ với nhau. Muốn có số bông hữu hiệu nhiều trên cơ sở phải có số nhánh nhiều, điều này phụ thuộc vào khả năng đẻ nhánh của giống và biện pháp kỹ thuật canh tác. Tuy nhiên nếu ta bón phân không hợp lý làm cho cây sinh trưởng, phát triển mất cân đối, hiện tượng cạnh tranh dinh dưỡng xẩy ra mạnh mẽ trong quần thể sẽ làm giảm số bông hữu hiệu trên ruộng lúa. Chính vì vậy nâng cao số nhánh đẻ/khóm là biện pháp cơ bản để nâng cao năng suất cây lúa. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các tổ hợp phân bón đến khả năng đẻ nhánh của giống lúa Khang dân 18 được thể hiện qua bảng 3.5 như sau: Giống lúa Khang dân 18 có khả năng đẻ nhánh mạnh và đạt tối đa từ 5,1 nhánh đến 8,7 nhánh ở vụ xuân và 7,2 nhánh đến 10,8 nhánh ở vụ mùa (giai đoạn làm đòng). Trên cùng một nền phân chuồng các công thức có mức bón NPK cao hơn luôn cho số nhánh đẻ cao hơn, điều này thể hiện rõ ở cả vụ xuân và vụ mùa. Lượng phân khoáng và phân chuồng bón cao khả năng đẻ nhánh càng mạnh và số nhánh càng nhiều. Tính đến thời điểm làm đòng (sau cấy 50 ngày ở vụ xuân và 45 ngày ở vụ mùa) các công thức 8 và 12 với lượng phân bón là 100N + 70P2O5 + 100K2O kết hợp với 2 mức phân chuồng là 10 tấn và 15 tấn có số nhánh đạt cao nhất, so sánh ở cả hai vụ đều có ý nghĩa ở mức tin cậy là 95%. Như vậy với mức bón phân chuồng kết hợp với phân khoáng cao trong thí nghiệm đã tạo điều kiện cung cấp dinh dưỡng một cách đầy đủ nhất cho cây lúa giúp cây lúa đẻ được nhiều nhánh. Hay nói một cách khác, việc bón kết hợp phân chuồng đã làm tăng khả năng hút đạm của lúa, giúp cho cây lúa phát huy khả năng đẻ nhánh tối đa. Mùa vụ khác nhau ảnh hưởng đến khả năng đẻ nhánh của giống lúa Khang dân 18 cũng khác nhau: ở vụ xuân, công thức không bón phân số nhánh đẻ chỉ đạt cao nhất là 5,1 nhánh, nhưng khi bón thêm 100N + 70P2O5 + 100K2O kết Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 57 hợp với các mức bón 5:10:15 tấn phân chuồng cho số nhánh/khóm là cao nhất (đạt 8,4 – 8,7 nhánh/khóm). Song ở vụ mùa khi bón mức phân khoáng 100N + 70P2O5 + 100K2O kết hợp với các mức bón 5:10:15 tấn phân chuồng cho số nhánh/khóm đạt từ 10,1-10,8 nhánh/khóm. Đồng thời ở vụ mùa mức bón 100%NPK và 75%NPK cho số nhánh/khóm là tương đương nhau (không nằm ngoài sai số thí nghiệm). Điều đó chứng tỏ rằng ở vụ xuân mức độ biến động của các công thức phân bón tới số nhánh/khóm lớn hơn so với vụ mùa. Điều này có thể do vụ xuân nhiệt độ thấp, ẩm độ không khí thấp nên khả năng phân giải của phân chuồng chậm dẫn đến việc giải phóng các chất dinh dưỡng chậm, vì vậy phân chuồng bón vào không có tác động mạnh đến khả năng đẻ nhánh của cây lúa. Còn vụ mùa khí hậu thời tiết nhiệt độ cao, lượng mưa lớn giúp cho phân chuồng phân giải tốt hơn. Nhưng cũng chính nhiệt độ cao, lượng mưa lớn làm cho lượng đạm bị rửa trôi, bốc hơi nhiều, vì vậy làm giảm hiệu lực của đạm dẫn đến sự sai khác giữa các công thức không cao. Nghiên cứu ảnh hưởng của các tổ hợp phân bón đến số nhánh hữu hiệu kết quả cho thấy: Các công thức có số nhánh tối đa cao thì số nhánh hữu hiệu cũng cao và công thức cho số bông hữu hiệu đạt cao nhất chính là công thức có mức phân chuồng và phân khoáng bón cao nhất (15 tấn P/C + 100%NPK), kết quả này thể hiện ở cả vụ xuân và vụ mùa. Về tỷ lệ bông hữu hiệu, công thức đối chứng (không bón phân) và các công thức bón 5, 10 và 15 tấn phân chuồng có chiều hướng đạt cao hơn so với các công thức bón phối hợp giữa phân chuồng và phân khoáng. Điều này là do các công thức chỉ bón phân chuồng hoặc không bón phân khả năng đẻ nhánh rất kém, số nhánh tối đa chỉ tăng hơn số nhánh cơ bản từ 1 - 2 nhánh. Tuy nhiên các công thức bón phối hợp giữa phân khoáng và phân chuồng luôn cho tỷ lệ bông hữu hiệu đạt cao hơn so với công thức chỉ bón NPK. Điều đó cũng cho thấy việc bón phối hợp giữa phân khoáng và phân chuồng không Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 58 chỉ làm tăng số nhánh tối đa trên khóm mà còn làm tăng tỷ lệ nhánh hữu hiệu của cây lúa. Bảng 3.5: Ảnh hưởng của các công thức phân bón đến khả năng đẻ nhánh cây lúa Khang dân 18 trên đất bạc màu Bắc Giang Công thức Số nhánh (nhánh/khóm) Vụ xuân Vụ mùa Nhánh cơ bản Nhánh tối đa Nhánh hữu hiệu Tỷ lệ nhánh H.hiệu (%) Nhánh cơ bản Nhánh tối đa Nhánh hữu hiệu Tỷ lệ nhánh H. hiệu (%) 1 4,0 5,1 4,4 0,86 4,0 7,2 5,0 0,69 2 4,0 8,6 5,0 0,58 4,0 9,9 6,0 0,55 3 4,0 5,9 4,6 0,78 4,0 8,3 5,5 0,66 4 4,0 8,4 5,1 0,61 4,0 10,1 6,4 0,63 5 4,0 7,9 4,9 0,62 4,0 10,0 6,3 0,66 6 4,0 7,7 4,7 0,61 4,0 9,8 6,3 0,64 7 4,0 6,7 4,7 0,70 4,0 7,7 5,3 0,69 8 4,0 8,6 5,1 0,59 4,0 10,4 6,5 0,63 9 4,0 8,1 5,0 0,62 4,0 9,7 6,3 0,65 10 4,0 7,3 4,8 0,66 4,0 9,6 6,2 0,65 11 4,0 6,4 4,8 0,75 4,0 8,1 5,5 0,68 12 4,0 8,7 5,2 0,60 4,0 10,8 6,7 0,62 13 4,0 8,5 5,0 0,59 4,0 10,3 6,5 0,63 14 4,0 7,7 5,0 0,65 4,0 9,8 6,3 0,64 Lsd05 0,58 0,45 0,83 0,62 3.4.1.3. Ảnh hưởng của bón kết hợp phân khoáng và phân chuồng đến khả năng tích luỹ chất khô của cây lúa. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 59 Kết quả nghiên cứu trên đã cho thấy các công thức phân bón có đã ảnh hưởng rất rõ tới chiều cao cây cũng như khả năng đẻ nhánh của cây lúa ở cả vụ xuân và vụ mùa. Tuy nhiên để trả lời câu hỏi khi đầu tư tăng lượng phân khoáng và phân chuồng liệu có làm tăng khả năng tích luỹ chất khô của cây lúa hay không, chúng tôi đã theo dõi ảnh hưởng của các công thức bón phân đến khả năng tích luỹ chất khô của cây lúa khang dân 18 và kết quả thể hiện qua bảng 3.6 như sau: Trên cả ba thời điểm theo dõi công thức không bón phân hoặc chỉ bón đơn phân chuồng đều cho trọng lượng chất khô thấp hơn so với các công thức bón phân khoáng và phân khoáng kết hợp với phân chuồng, sự sai khác này luôn có ý nghĩa ở mức tin cây 95%. Khi bón tăng lượng phân chuồng từ 5 -15 tấn/ha và tăng lượng phân khoáng từ 50% - 100%NPK/ha ở cả vụ xuân và vụ mùa thì khối lượng chất khô cây lúa đều tăng lên tỷ lệ thuận với lượng phân khoáng và phân chuồng bón vào. Ở vụ xuân: Giai đoạn đẻ nhánh rộ công thức không bón phân có trọng lượng chất khô đạt thấp nhất (7,8 tạ/ha) và cao nhất là công thức 12 (13,5 tạ/ha), tuy nhiên sự sai khác giữa các công thức ở giai đoạn này không thể hiện rõ. Đến giai đoạn làm đòng đã có sự chênh lệch khá rõ giữa các công thức phân bón và sự chênh lệch này đã có ý nghĩa trong so sánh ở độ tin cậy 95%. Đến giai đoạn thu hoạch sự sai khác đã tăng khá mạnh, các công thức được bón kết hợp NPK + P/C cho trọng lượng chất khô cao hơn so với các công thức chỉ bón phân khoáng hoặc phân chuồng và trọng lượng chất khô đạt cao nhất khi bón 15 tấn P/C + 100%NPK (123,9tạ/ha). Điều này cho thấy các tổ hợp dược bón kết hợp giữa phân chuồng và phân khoáng nếu lượng phân bón càng cao thì chiều cao cây càng lớn và khối lượng chất khô càng tăng hay nói cách khác trọng lượng chất khô của cây lúa tăng tỷ lệ thuận với lượng phân khoáng hoặc phân chuồng bón vào. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 60 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 61 So sánh giữa các công thức bón NPK và NPK + P/C giai đoạn thu hoạch kết quả cho thấy: Trên nền NPK khi bón thêm 5 – 10 tấn P/C cho trọng lượng chất khô đạt từ 113,1 – 120,6 tạ/ha cao hơn hẳn so với công thức chỉ bón NPK (107,4 tạ/ha). Còn trên nền bón 15 tấn phân chuồng khi ta giảm lượng phân khoáng từ 100% xuống 75%NPK trọng lượng chất khô vẫn đạt 119.7 tạ/ha, (cao hơn so với công thức bón 5 tấn P/C + 100%NPK). Điều này cho thấy bón phân hữu cơ sẽ góp phần tiết kiệm được phân hoá học mà vẫn cho năng suất lúa cao bởi ngoài việc cung gấp dinh dưỡng trực tiếp cho cây lúa khi bón phân hữu cơ sẽ tạo cho đất khả năng giữ dinh dưỡng tốt hơn. Vì vậy nên khi bón phân khoáng sẽ nâng cao được hiệu suất sử dụng, chính vì vậy cây lúa hấp thu dinh dưỡng được nhiều hơn trong quá trình sinh trưởng và phát triển. Ở vụ mùa sự sai khác giữa các công thức đã có chiều hướng giảm hơn, đặc biệt là trên các nền được bón thêm phân chuồng. Công thức bón 5 tấn P/C + 50%NPK trọng lượng chất khô đã đạt 54,7 tạ/ha (ở giai đoạn làm đòng) và 102,0tạ/ha (ở giai đoạn thu hoạch) tương đương với công thức bón 100% NPK. Nghiên cứu ảnh hưởng của các tổ hợp phân bón đến trọng lượng chất khô ở vụ mùa kết quả cũng cho thấy công thức bón 15 tấn P/C + 100%NPK cho trọng lượng chất khô đạt cao nhất và khi ta giảm lượng phân khoáng hoặc phân chuồng thì trọng lượng chất khô cũng giảm dần. Nhưng ở công thức bón 15 tấn P/C + 75%NPK trọng lượng chất khô của cây lúa ở giai đoạn thu hoạch đã đạt 125,3 tạ/ha, (cao hơn so với công thức bón 10 tấn P/C + 100%NPK chỉ đạt 123,6 tạ/ha), tuy nhiên sự sai khác này vẫn nằm trong sai số thí nghiệm. Điều đó chứng tỏ rằng ở vụ mùa khi bón thêm 15 tấn phân chuồng có thể giảm 25% lượng NPK khoáng mà không làm ảnh hưởng tới trọng lượng chất khô của cây lúa. 3.4.2. Ảnh hưởng của bón phối hợp phân hữu cơ và phân khoáng đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa Khang dân 18 vụ xuân và vụ mùa năm 2008 trên đất bạc màu Bắc Giang. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 62 3.4.2.1. Ảnh hưởng của bón phối hợp phân hữu cơ và phân khoáng đến yếu tố cấu thành năng suất cây lúa khang dân 18 trên đất bạc màu Bắc Giang vụ xuân và vụ mùa năm 2008. Muốn có năng suất lúa cao, trong thâm canh phải có biện pháp kỹ thuật phù hợp nhằm tạo điều kiện thúc đẩy các yếu tố cấu thành năng suất (đặc biệt là số bông/m2 và số hạt chắc/bông bởi đây là những yếu tố chính quyết định năng suất). Đạm, lân và kali là các yếu tố dinh dưỡng chính rất cần thiết trong suốt quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa. Khi bón cân đối, ngoài việc cung cấp dinh dưỡng cho cây, nó còn có tác tác dụng tương hỗ nhau giúp cây hút dinh dưỡng mạnh hơn và được nhiều hơn. Như các giống lúa khác, giống khang dân 18 cũng đòi hỏi một lượng dinh dưỡng cao. Song nếu lượng dinh dưỡng được cung cấp không cân đối sẽ gây ảnh hưởng đến quá trình tạo năng suất. Vì vậy trong nghiên cứu thí nghiệm chúng tôi đã theo dõi ảnh hưởng của các công thức bón phân đến số bông hữu hiệu/m2 và số hạt chắc/bông, trọng lượng nghìn hạt. Số liệu bảng 3.7 cho thấy: Về trọng lượng nghìn hạt kết quả cho thấy ảnh hưởng của các công thức phân bón đến trọng lượng nghìn hạt không có sự sai khác rõ rệt bởi trọng lượng nghìn hạt là yếu tố được quyết định bởi đặc tính của giống. Trọng lượng 1000hạt chỉ bị tác động bởi yếu tố ngoại cảnh như thời tiết, mùa vụ nên trọng lượng nghìn hạt ở vụ mùa thấp hơn vụ xuân. Điều này là do vụ mùa thời gian sinh trưởng của cây lúa ngắn nên khả năng tích luỹ dinh dưỡng vào hạt kém hơn so với vụ xuân. Ở các mức phân bón trong thí nghiệm đều có số bông/m2 cao hơn công thức đối chứng (không bón phân) và rất có ý nghĩa ở mức 95%. Trong các yếu tố cấu thành năng suất sự sai khác thể hiện chủ yếu ở số bông/m2 và số hạt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 63 chắc/bông trong đó công thức không bón phân cho số bông/m2 và số hạt chắc/bông đạt thấp nhất. Điều này là do công thức không được bón phân, nguồn dinh dưỡng tự nhiên không đủ cung cấp cho cây dẫn đến khả năng đẻ nhánh kém, số bông hữu hiệu ít, bông ngắn làm giảm số bông/m2 và số hạt chắc/bông. Bảng 3.7: Ảnh hưởng của các công thức phân bón đến yếu tố cấu thành năng suất lúa khang dân 18 trên đất bạc màu Bắc Giang Công thức Vụ xuân Vụ mùa B«ng/m2 (b«ng) HC/ b«ng (hạt) P1000 hạt (gr) NSLT (tạ/ha) B«ng/m2 (b«ng) HC/ b«ng (hạt) P1000 hạt (gr) NSLT (tạ/ha) 1 219,2 67,6 19,8 29,3 271,7 53,8 18,3 27,7 2 249,2 101,1 20,2 50,9 298,3 95,2 18,6 52,8 3 234,2 73,1 20,3 34,8 276,7 65,8 18,3 33,4 4 254,2 107,8 20,3 55,6 317,5 99,2 18,3 57,6 5 245,8 107,3 20,3 53,5 315,0 93,8 18,2 53,8 6 236,7 104,5 20,1 49,7 314,2 87,5 18,0 49,5 7 237,5 84,7 19,9 39,9 285,8 74,6 18,1 38,5 8 253,3 116,8 20,1 59,5 322,5 100,7 18,2 59,1 9 248,3 111,3 20,3 56,1 315,8 100,6 18,0 57,2 10 238,3 108,2 20,4 52,6 310,0 100,5 18,0 56,1 11 238,3 90,5 19,9 42,9 292,5 80,8 18,3 43,2 12 257,5 119,6 20,0 616 323,3 107,3 18,1 62,8 13 250,8 115,9 20,2 58,7 321,7 106,5 18,0 61,7 14 243,3 108,2 20,2 53,2 315,8 101,8 18,1 58,1 Lsd05 16,4 9,66 0,50 2,60 13,92 6,19 0,43 2,34 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 64 Khi tăng lượng phân chuồng từ 5; 10;15 tấn/ha kết hợp với mức phân khoáng 50; 75; 100% NPK thì số bông /m2 cũng như số hạt chắc/bông tăng một cách có ý nghĩa, qui luật này xuất hiện ở cả vụ xuân và vụ mùa. Năng suất tăng do bón phân khoáng kết hợp phân chuồng tăng có ý nghĩa ở mức 95% chủ yếu do tăng số bông/m2 và số hạt chắc/bông. Điều đó chứng tỏ rằng: trong thí nghiệm với các tổ hợp phân bón được bón kết hợp giữa phân khoáng và phân chuồng đã cung cấp một cách đầy đủ nhất lượng dinh dưỡng cần thiết cho quá trình sinh trưởng, phát triển và cấu thành năng suất của cây lúa. Các yếu tố khác như: khối lượng 1000 hạt cũng như tỷ lệ lép cũng tăng do bón thêm phân chuồng và phân khoáng song sự sai khác không có ý nghĩa trong sai số thí nghiệm. Bón 5 tấn phân chuồng kết hợp với NPK ở 3 mức 50%; 75%; 100% cho số bông và số hạt chắc/bông có sự sai khác rõ rệt có ý nghĩa ở mức Lsd05. Nhưng khi tăng lượng phân chuồng lên 10 tấn và 15 tấn sự sai khác của các công thức có chiều hướng giảm dần. Ở vụ xuân khi bón lượng phân chuồng ở mức thấp (5 tấn/ha) kết hợp với mức phân khoáng thấp (50%NPK) đã làm giảm số bông trên m2 cũng như số hạt chắc/bông so với công thức bón đầy đủ 100%NPK. Tuy nhiên trên cùng mức bón 50%NPK khi tăng lượng phân chuồng lên 10 hoặc15 tấn trên ha thì số hạt chắc trên bông và số bông/m2 cũng tăng lên đáng kể dẫn đến năng suất lý thuyết cũng tăng lên. Công thức bón 15 tấn P/C + 50%NPK/ha số bông/m2 đạt 243,3 bông và số hạt chắc/ bông đạt 108,2 hạt (số hạt chắc/bông đã đạt cao hơn so với công thức chỉ bón NPK không bón phân chuồng), nhưng sự sai khác này chưa vượt được ngoài sai số thí nghiệm. Điều này chứng tỏ rằng bón 15 tấn phân chuồng ngoài tác dụng cung cấp một lượng NPK cho cây lúa nó còn có tác dụng cải tạo đất góp phần giúp cho cây lúa hấp thu dinh dưỡng một cách tốt nhất. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 65 Trên các nền được bón 5; 10; 15 tấn P/C nhưng khi giảm dần lượng phân khoáng xuống 75% hoặc 50% thì số bông/m2 và số hạt chắc/bông cũng có chiều hướng giảm theo, điều đó chứng tỏ rằng phân chuồng và phân khoáng chỉ thực sự phát huy tác dụng nếu được bón đầy đủ và cân đối. Trên nền không bón phân khoáng khi được bón phân chuồng từ 5 – 15 tấn/ha cho số bông/m2 cũng như số hạt chắc/bông tăng dần từ 234,2 – 238,3 bông hữu hiệu/m2 và từ 73,1 – 90,5 hạt chắc/bông. Điều đó chứng tỏ rằng phân chuồng đã cung cấp một lượng N.P.K giúp cho cây