Tài liệu ảnh hưởng một số tổ hợp phân bón đến sinh trưởng và phát triển của giống lúa bg1 vụ mùa 2015 và xuân 2016 và tại hoành bồ, quảng ninh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ĐẶNG THỊ YẾN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG MỘT SỐ TỔ HỢP PHÂN BÓN ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA GIỐNG LÚA BG1 TẠI HUYỆN HOÀNH BỒ, TỈNH QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG Chuyên ngành: KHOA HỌC CÂY TRỒNG THÁI NGUYÊN - 2016 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ĐẶNG THỊ YẾN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG MỘT SỐ TỔ HỢP PHÂN BÓN ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA GIỐNG LÚA BG1 TẠI HUYỆN HOÀNH BỒ, TỈNH QUẢNG NINH Chuyên ngành: Khoa học cây trồng Mã số ngành: 60 62 01 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG Người hướng dẫn khoa học: TS. PHẠM VĂN NGỌC THÁI NGUYÊN - 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa hề sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn chỉnh luận văn này đều được tác giả cảm ơn. Các thông tin, tài liệu trình bày trong luận văn này đều đã được ghi rõ nguồn gốc./. TÁC GIẢ Đặng Thị Yến ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập và thực hiện Đề tài này, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ của Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm, phòng Đào tạo, khoa Nông học, các thầy giáo, cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp, cơ quan và gia đình. Trước tiên tôi xin chân thành cảm ơn và bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS. Phạm Văn Ngọc, giáo viên khoa Nông học Trường Đại học Nông Lâm, người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tôi thực hiện Đề tài này. Đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo khoa Nông học, phòng Đào tạo Trường Đại học Nông Lâm đã giúp đỡ tôi hoàn thiện Đề tài và có những đóng góp ý kiến để tôi hoàn thành Luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn: - Hội Nông dân huyện, Phòng Nông nghiệp &PTNT, Trung tâm dịch vụ kỹ thuật nông nghiệp huyện Hoành Bồ; Đảng ủy, UBND xã Bằng Cả, huyện Hoành Bồ nơi tôi thực hiện Đề tài đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện Đề tài này. - Cảm ơn bố, mẹ, anh, chị em trong gia đình đã giúp đỡ và đồng hành cùng tôi thực hiện các công thức thí nghiệm ở vụ Mùa năm 2015 và vụ Xuân 2016 tại trang trại gia đình. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy giáo, cô giáo, bạn bè đồng nghiệp, cơ quan, gia đình và người thân đã quan tâm động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Đặng Thị Yến iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN............................................................................................................................ ii MỤC LỤC ................................................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................................ v DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH...................................................................................................... vii MỞ ĐẦU ................................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................................ 1 2. Mục tiêu, yêu cầu của đề tài ................................................................................................. 3 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................................................. 4 1.1. Cơ sở lý luận ....................................................................................................................... 4 1.2. Tình hình nghiên cứu phân bón trên thế giới và ở Việt Nam ........................................ 5 1.2.1. Tình hình nghiên cứu phân bón trên thế giới ........................................................... 5 1.2.2. Tình hình nghiên cứu phân bón ở Việt Nam ........................................................... 7 1.3. Tình hình sử dụng phân bón trên Thế giới và ở Việt Nam ............................................ 9 1.3.1. Tình hình sử dụng phân bón trên Thế giới .............................................................. 9 1.3.2. Tình hình sử dụng phân bón ở Việt Nam ............................................................... 11 1.4. Vai trò của phân bón đối với cây lúa ............................................................................ 13 1.4.1. Nhu cầu về đạm của cây lúa..................................................................................... 14 1.4.2. Nhu cầu về lân của cây lúa .................................................................................... 15 1.4.3. Nhu cầu về kali của cây lúa ................................................................................... 16 1.5. Phương pháp bón phân cho lúa ...................................................................................... 17 1.5.1. Các loại và dạng phân bón sử dụng cho lúa........................................................... 17 1.5.2. Lượng phân bón cho lúa ở các vùng trồng lúa chính ............................................. 18 1.5.3. Phương pháp bón phân cho lúa .............................................................................. 19 1.6. Vấn đề bón phân cân đối cho cây lúa............................................................................. 22 1.7. Đánh giá chung rút ra từ tổng quan tài liệu ................................................................... 23 iv Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................................................................................................................ 24 2.1. Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu .................................................................... 24 2.1.1. Vật liệu nghiên cứu ................................................................................................ 24 2.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .......................................................................... 24 2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 25 2.2.1. Nội dung nghiên cứu.............................................................................................. 25 2.2.2. Công thức và phương pháp bố trí thí nghiệm ........................................................ 25 2.2.3. Kỹ thuật áp dụng thực hiện thí nghiệm .................................................................. 26 2.3. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi ............................................................................ 28 2.3.1. Các chỉ tiêu đặc điểm hình thái .............................................................................. 28 2.3.2. Các chỉ tiêu đặc điểm nông sinh học và sâu bệnh hại............................................ 28 2.3.3. Kỹ thuật so màu lá lúa ........................................................................................... 32 2.3.4. Xác định hiệu lực phân bón ................................................................................... 33 2.4. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................................................... 34 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN........................................... 35 3.1. Tình hình thời tiết ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng phát triển giống lúa BG1 vụ Mùa............................................................................................................................. 35 3.1.1. Ảnh hưởng thời tiết vụ Mùa 2015 đến sinh trưởng phát triển giống lúa BG1....... 35 3.2.2. Ảnh hưởng thời tiết vụ Xuân 2016 đến sinh trưởng phát triển giống lúa BG1 ..... 37 3.2. Kết quả đánh giá ảnh hưởng các tổ hợp phân bón đến khả năng sinh trưởng phát triển giống lúa BG1......................................................................................................... 38 3.3. Kết quả đánh giá ảnh hưởng các tổ hợp phân bón đến mức độ biểu hiện sâu bệnh giống lúa BG1 ................................................................................................................ 49 3.4. Kết quả đánh giá ảnh hưởng các tổ hợp phân bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và hiệu quả kinh tế giống lúa BG1 ....................................................................... 52 3.4.1. Ảnh hưởng của các tổ hợp phân bón đến các yếu tố cấu thành năng suất ................... 52 3.4.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng Mùa vụ gieo cấy và phân bón đến năng suất giống lúa BG1 .................................................................................................................. 56 3.4.3. Hiệu quả kinh tế ..................................................................................................... 58 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................................................. 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................... 62 PHỤ LỤC................................................................................................................................ 66 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết đầy đủ Chữ viết tắt CT Công thức CV(%) Hệ số biến động (Coefficient of Variation) Đ/c Đốichứng FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations - Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc Ha Hecta IRRI Viện nghiên cứu lúa gạo Quốc tế LSD0,5 Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa (Least Significant Difference Test) mức độ tin cậy 95% M2015 Vụ Mùa 2015 MV Mùa vụ NS Sai khác không có ý nghĩa (Non - Signifiticant) NSC Ngày sau cấy NSLT Năng suất lý thuyết NSTT Năng suất thực thu P Xác xuất P1000 Khối lượng nghìn hạt TB Trung bình X2016 Vụ Xuân 2016 vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Lượng phân bón tiêu thụ toàn cầu ............................................... 10 Bảng 1.2. Nhóm 10 nước tiêu thụ phân bón lớn nhất trên thế giới năm 2010/2011 .................................................................................... 10 Bảng 1.3 Tình hình sản xuất và nhập khẩu phân bón (tấn) ........................ 12 Bảng 2.1: Tỷ lệ lượng phân đạm và kali bón ở các thời kỳ ......................... 26 Bảng 3.1. Mức độ biểu hiện dinh dưỡng đạm trên lá ở một số giai đoạn sinh trưởng................................................................................... 39 Bảng 3.2a: Một số chỉ tiêu nông học giống BG1 vụ Mùa 2015 và Xuân 2016 .................................................................................. 39 Bảng 3.2b: Các chỉ tiêu nông học giống BG1 vụ Mùa 2015 và Xuân 2016 . 41 Bảng 3.3a: Thời gian sinh trưởng và phát dục của giống BG1 vụ Mùa 2015, vụ Xuân 2016 .................................................................... 43 Bảng 3.3b: Thời gian sinh trưởng và phát dục của giống BG1 vụ Mùa 2015 và vụ Xuân 2016 ................................................................ 43 Bảng 3.4: Tốc độ đẻ nhánh giống BG1 vụ Mùa 2015 và Xuân 2016 ......... 44 Bảng 3.5: Khả năng đẻ nhánh và tỷ lệ đẻ nhánh hữu hiệu giống BG1 vụ Mùa 2015 và Xuân 2016 ............................................................. 47 Bảng 3.6: Mức độ biểu hiện sâu hại trên giống BG1 vụ Mùa 2015 và vụ Xuân 2016 ................................................................................... 49 Bảng 3.7: Mức độ biểu hiện bệnh hại giống BG1 vụ Mùa 2015, vụ xuân 2016 ............................................................................ 51 Bảng 3.8a: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất giống BG1 ........... 52 Bảng 3.8b: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất giống BG1 ........... 54 Bảng 3.9. Giá trị biến động các nguốn biến động của năng suất ................ 56 Bảng 3.10. Năng suất trung bình của các công thức phân bón qua 2 vụ thí nghiệm. 57 Bảng 3.11: Ảnh hưởng mùa vụ đến năng suất trung bình thí nghiệm ........... 58 Bảng 3.12. Hiệu quả kinh tế của các công thức phân bón trên giống lúa BG1 thí nghiệm ........................................................................... 58 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1.a: Đồ thị diễn biến thời tiết ở các ngày sau cấy giống lúa BG1 vụ Mùa 2015 tại huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh ....................................35 Hình 3.1.b: Đồ thị diễn biến thời tiết ở các ngày sau cấy của giống lúa BG1 ở vụ Xuân 2016 tại huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh ...........................37 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Sinh trưởng, phát triển và năng suất cây trồng phụ thuộc vào tác động tổng hợp của nhiều loại yếu tố: Ánh sáng, nhiệt độ, nước, phân bón… Trong điều kiện sản xuất, việc điều khiển các yếu tố để tăng sinh trưởng và năng suất rất khác nhau. Điều khiển chế độ nước, phân bón dễ hơn và thực tế sản xuất người ta coi phân bón là đòn bẩy tăng năng suất cây trồng. Bằng kinh nghiệm sản xuất của mình, nông dân Việt Nam đã đúc kết kinh nghiệm trồng trọt thành “Nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống”. Câu nông dao trên đã khẳng định được vai trò của phân bón trong hệ thống liên hoàn tăng năng suất cây trồng. Trong mấy thập kỷ qua năng suất cây trồng đã không ngừng tăng lên, ngoài vai trò của giống mới còn có tác dụng quyết định của phân bón. Giống mới cũng chỉ phát huy được tiềm năng của mình cho năng suất cao khi được bón đủ phân và bón phân hợp lý. Bón phân cân đối là cung cấp cho cây trồng đúng các chất dinh dưỡng thiết yếu, đủ liều lượng, tỷ lệ thích lượng, thời gian bón hợp lý cho từng đối tượng cây trồng, đất, mùa vụ để đảm bảo năng suất, chất lượng nông sản tốt và an toàn môi trường sinh thái, tăng năng suất cây trồng và đảm bảo an ninh lương thực quốc gia. Bón phân không cân đối làm giảm hiệu lực của phân từ 20-50%. Trong kỹ thuật thâm canh tăng năng suất cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng, việc không ngừng đầu tư cơ sở vật chất, khoa học kỹ thuật như giống, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, thuỷ lợi... đã làm tăng năng suất lúa không ngừng. Trong các yếu tố đó, phân bón là yếu tố vô cùng quan trọng đối với năng suất, phẩm chất lúa. Theo tính toán, tuỳ từng chân đất, loại cây trồng và vùng sinh thái, phân bón đóng góp từ 30-40% tổng sản lượng cây trồng, nhờ có bón phân mà năng suất, sản lượng cây trồng nói chung, cây lúa nói 2 riêng tăng cao liên tục. Trong các loại phân bón khoáng, các yếu tố dinh dưỡng đa lượng đạm (N), lân (P) và Kali (K) được xếp ở vị trí hàng đầu, đó là những yếu tố quyết định đến năng suất cây trồng, phẩm chất nông sản. Vì vậy, việc nghiên cứu bón phân khoáng cho lúa đã được thực hiện từ lâu ở nhiều nước trên thế giới cũng như trong nước. Ở Việt Nam, diện tích đất lúa ngày càng thu hẹp dân số tăng, quá trình đô thị hóa mạnh, do biến đổi khí hậu nên để đảm bảo nhu cầu lương thực trong nước và xuất khẩu thì cần có các biện pháp tăng năng suất như sử dụng giống có năng suất cao, chống chịu sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất thuận, ứng dụng các biện pháp canh tác hợp lý... Đối với huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh, diện tích tự nhiên 84.463 ha, trong đó đất sản xuất nông nghiệp: 3.727,29 ha chiếm 4,4 % diện tích tự nhiên. Mặc dù đất đai nhiều, lao động dư thừa, nhưng trình độ thâm canh của người dân còn hạn chế nên năng suất và sản lượng còn thấp. Sản lượng lương thực cung cấp cho người dân trong huyện chỉ chiếm từ 68-70%, còn lại nhập từ các địa phương khác, do vậy việc tăng năng suất và sản lượng lúa của huyện rất quan trọng đảm bảo an ninh lương thực ở địa phương. Giống lúa BG1 là giống lúa mới có triển vọng do Công ty Cổ phần giống cây trồng Bắc Giang chọn lọc và đã được Bộ Nông nghiệp & PTNT công nhận giống lúa quốc gia năm 2014. Giống lúa BG1 đã được trồng thử nghiệm ở huyện Hoành Bồ cho thấy có khả năng thích ứng với điều kiện đất đai, khí hậu ở vùng này. Để phát huy tiềm năng năng suất của giống cần nghiên cứu hoàn thiện qui trình thâm canh trong đó yếu tố phân bón là quan trọng. Từ những lý do trên, trong phạm vi luận văn đề tài thạc sỹ khoa học cây trồng tôi tiến hành nghiên cứu: "Ảnh hưởng một số tổ hợp phân bón đến sinh trưởng và phát triển của giống lúa BG1 vụ Mùa 2015 và Xuân 2016 và tại Hoành Bồ, Quảng Ninh". 3 2. Mục tiêu, yêu cầu của đề tài 2.1. Mục tiêu của đề tài Xác định được tổ hợp phân bón thích hợp cho giống lúa BG1 đạt hiệu quả kinh tế cao tại huyện Hoành Bồ tỉnh Quảng Ninh 2.2. Yêu cầu của đề tài + Đánh giá được ảnh hưởng các tổ hợp phân bón đến khả năng sinh trưởng và phát triển của giống lúa BG1 ở vụ Mùa 2015 và vụ Xuân 2016. + Xác định được hiệu quả kinh tế các tổ hợp phân bón trên giống lúa BG1 tại xã Bằng Cả huyện Hoành Bồ ở vụ Mùa 2015 và vụ Xuân 2016. 4 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở lý luận Trong lịch sử phát triển nông nghiệp của mỗi quốc gia trên thế giới đã, đang và sẽ trải qua các hình thức phát triển nông nghiệp và sử dụng phân bón gồm: - Nền nông nghiệp cổ điển: Là hái lượm (không trồng trọt) nên không đáp ứng được nhu cầu sống của con người khi dân số ngày càng tăng. - Nền nông nghiệp hữu cơ: Là dựa vào chăn nuôi để lấy phân và trồng cây phân xanh, tận dụng tàn dư thực vật, không dùng phân hoá học và thuốc bảo vệ thực vật, dựa vào vi sinh vật sống trong đất và điều kiện phát triển vi sinh vật đất cung cấp dinh dưỡng cho cây. - Nền nông nghiệp hóa học: Là nền sản xuất nông nghiệp được chuyên môn hóa trong tất cả các khâu sản xuất nông nghiệp, bao gồm cả cơ giới hóa trong sản xuất và sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật vào trong lĩnh vực nông nghiệp. Kinh nghiệm ở Việt Nam: Để đạt năng suất lúa 5 tấn/ha cần phải cung cấp từ 100 - 120 kg N/ha. Nếu chỉ bằng phân chuồng hoặc phân hữu cơ thì phải bón 30 tấn mới đủ lượng đạm, do vậy rất khó khăn trong việc chuẩn bị đủ lượng phân hữu cơ. Vì vậy, nền nông nghiệp này cũng không thể đáp ứng được nhu cầu lương thực, thực phẩm ngày càng tăng với yêu cầu của con người. Kết quả thử nghiệm sau 30 năm của FAO cho thấy: “Nếu tận dụng hết phân chuồng và tàn dư thực vật trong một trang trại để bón ruộng mà không bón phân hoá học, năng suất cây trồng giảm ít nhất là 30%, đất bị suy kiệt dinh dưỡng nghiêm trọng; một số cây giống mới (giống lai) cần có một lượng phân bón thích hợp thì mới đạt được năng suất tối đa". Phân bón là một trong những yếu tố quan trọng hàng đầu góp phần vào việc nâng cao năng suất, sản lượng cây trồng và chất lượng của sản phẩm. 5 Trên cơ sở lý luận về mối quan hệ giữa đặc điểm của giống, biện pháp kỹ thuật, điều kiện đất đai, thời tiết khí hậu... với mức bón và loại phân bón Nguyễn Hữu Tề và Cộng sự - (1997)[29], cho rằng: những giống thấp cây bón lượng đạm nhiều hơn giống cao cây; giống có bông to và hạt to bón phân nhiều hơn giống có bông nhỏ và hạt nhỏ; giống có thân to và dầy sẽ chịu được lượng phân bón cao, khi bón nhiều sẽ khó bị đổ. Lúa vụ Xuân (nhiệt độ thấp) bón nhiều phân hơn lúa vụ Mùa (nhiệt độ cao). Trồng lúa dùng làm giống thì bón nhiều phân để hạt mẩy, nảy mầm khoẻ, sức sống cao. Giống lúa đẻ nhánh ít, thời gian đẻ nhánh kết thúc sớm thì bón nhiều phân đạm vào giai đoạn đầu để thúc đẻ nhánh. Những giống đẻ lai rai thì bón tập trung ở thời kỳ đầu giai đoạn đẻ nhánh để lúa đẻ tập trung. Những giống có lá to, dài và mỏng, bón ít đạm hơn giống có lá ngắn, hẹp, bản lá dầy và xanh đậm. Dạng cây xoè không nên bón nhiều phân vì không cấy được dầy và diện tích lá lớn che khuất lẫn nhau. Giống chống chịu sâu bệnh kém không nên bón quá nhiều phân. 1.2. Tình hình nghiên cứu phân bón trên thế giới và ở Việt Nam 1.2.1. Tình hình nghiên cứu phân bón trên thế giới Phân bón không chỉ có vai trò quan trọng đối với an toàn lương thực mà còn có ảnh hưởng đáng kể đến sức khỏe con người. Việc trao giải hòa bình năm 1970 cho tiến sĩ Norman Borlaug cho thấy thế giới đã ghi nhận mối liên kết khoa học nông nghiệp với sức khỏe cộng đồng. Tăng cường sử dụng phân bón cho cây trồng đã đẩy mạnh sản xuất trên một đơn vị diện tích, tăng nguồn cung cấp lượng thực cũng như góp phần vào cải thiện chất lượng thực phẩm như bổ sung các vi lượng thiết yếu (Tom W. Bruulsema etal., 2012). Tuy nhiên cho mãi đến giữa thế kỷ 18 thế giới mới quan tâm đến các yếu tố hóa học và dinh dưỡng cây trồng. Ngành công nghiệp sản xuất phân bón được ra đời vào cuối thế kỷ 18 và nữa đầu thế kỷ 19, bắt đầu từ vùng tây bắc của châu Âu (IFA, 1998), song chỉ thật sự phát triển mạnh vào những năm 60 của thế kỷ 20 khi mà cuộc cách 6 mạng xanh ra đời. Việc ứng dụng các giống cây trồng có năng suất cao và kỹ thuật canh tác mới vào thời điểm đó đã đưa sản lượng lương thực tăng từ 830 triệu tấn lên 1.820 triệu tấn từ 1960 đến 1990, trong khi đó diện tích đất sử dụng chỉ tăng từ 1,4 tỷ ha lên 1,48 tỷ ha. Cũng trong khoảng thời gian đó thì lượng phân bón của thế giới cũng gia tăng từ 30 triệu tấn lên 138 triệu tấn (IFA, 1998) [41]. Như vậy, với diện tích đất chỉ tăng 3,5% trong khi sản lượng lương thực tăng đến 120% trong vòng 30 đã năm nói lên vai trò của thâm canh trong đó phân bón giữ vai trò quyết định. Theo FAO (1980), phân bón làm gia tăng năng suất đến 55% ở những nước đang phát triển trong giai đoạn 1965 đến 1975 và đầu tư 1 kg N-P2O5-K2O sẽ thu được 10 kg hạt ngũ cốc. Vì vậy trong giai đoạn này các nước đang phát triển sử dụng phân bón rất nhiều từ 4 triệu tấn năm 1960 lên đến 65 triệu tấn năm 1990 để gia tăng năng suất. Phân bón có tác dụng thúc đẩy hoạt động quang hợp. Kết quả nghiên cứu các giống lúa Indica có phản ứng với phân bón là tăng diện tích lá lớn hơn so với giống lúa Japonica nhưng lại phản ứng yếu hơn khi hàm lượng phân bón tăng. Ở vùng ôn đới, giống Japonica thường cho năng suất cao vì nó phản ứng tốt với phân bón. Theo kết quả nghiên cứu của Sinclair và Horie - (1989)[36], hiệu suất bón đạm cho lúa rất khác nhau: 1kg N cho từ 3,1 - 23 kg thóc. Các công trình nghiên cứu của Koyama - (1981)[33]. Sinclair (1989)[36] về đặc điểm bón phân cho các giống lúa đều đi đến kết luận: giống mới yêu cầu về phân bón nhất là lân cao hơn giống cũ. Bón lân làm tăng khả năng hút đạm và kali, là cơ sở để tăng năng suất cây trồng. Để đánh giá khả năng cung cấp lân của đất cho cây trồng, người ta dựa vào hàm lượng lân tổng số, phân lân bón cho lúa có hiệu quả đứng thứ 2 sau đạm, nhưng trong một vài trường hợp, ở những đất nghèo dinh dưỡng thì phân lân lại làm tăng năng suất nhiều hơn đạm. Tuy nhiên, bón phân lân cùng với đạm là điều kiện tốt để phát huy hiệu quả cao của phân lân. Khi 7 cây bị thiếu lân cây non có bộ lá hẹp, thường bị cuộn lại, sức đẻ nhánh giảm và đẻ muộn, giai đoạn đẻ nhánh kéo dài. Ở thời kỳ lúa đẻ nhánh và tròn mình phân lân có ảnh hưởng tốt đối với cây lúa, nó làm cho trọng lượng của phần trên mặt đất của cây lúa tăng khá lớn, sau đó đến thời kỳ chín mức tăng của trọng lượng thân cây giảm. Ở những chân đất tương đối phì nhiêu, hiệu quả của phân lân đối với năng suất lúa không lớn. Bón lân làm cho lúa cứng cây và tăng khả năng chống đổ. 1.2.2. Tình hình nghiên cứu phân bón ở Việt Nam Phân bón có từ rất lâu đời cùng với sự ra đời của nền nông nghiệp và bắt đầu bằng việc sử dụng các loại phân hữu cơ. Từ trước Công Nguyên con người đã quan tâm đến việc bón phân hữu cơ cho ruộng, ở Trung Quốc đã biết bón phân xanh và phân bón đã được bắt đầu sử dụng từ các phân của động vật và mở rộng ra các loại phân hữu cơ khác. Nông dân Việt Nam đã dùng phân hữu cơ từ rất lâu đời, từ việc phát nương làm rẫy, đốt rơm rạ trên nương để lại lớp tro rồi chọc lỗ bỏ hạt. Việc cày vặn ngả rạ (làm dầm) mục đích là để rơm rạ được ủ nát thành phân ngay tại ruộng, người nông dân đã biết tận dụng ngay tại chỗ nguồn hữu cơ kết hợp với thu gom phân trâu bò, tro bếp... để bón ruộng. Khi nghiên cứu ảnh hưởng của phân đạm đến sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa, Bùi Huy Đáp- (1999) [11] cho biết: “phân hoá học cung cấp từ 1/3 đến 1/2 lượng phân đạm cho lúa”. Những năm gần đây việc bón phân chuồng cho lúa không đáp ứng đủ nhu cầu dinh dưỡng cho cây nên con người đã sử dụng phân đạm hoá học để bón. Mỗi giống lúa khác nhau cần một lượng phân bón nhất định vào các thời kỳ cây đẻ nhánh, đẻ nhánh rộ và giảm dần khi lúa đứng cái. Theo Lê Văn Căn -(1964) [5], ở đất phù sa sông Hồng nếu bón đơn thuần phân đạm mà không kết hợp với phân lân và kali vẫn phát huy được hiệu quả của phân đạm, lượng phân lân và kali bón thêm không làm tăng năng suất đáng kể, nhưng nếu cứ bón liên tục sau 3 - 4 năm thì việc phối hợp 8 bón lân và kali sẽ làm tăng năng suất rõ rệt trên tất cả các loại đất. Phân đạm là nguyên tố dinh dưỡng cần thiết nhất nên việc sử dụng phân đạm đã làm tăng năng suất rất lớn. Tuy nhiên, chỉ phân đạm khó có thể tạo lập độ phì nhiêu cho đất nên khi sử dụng không cân đối giữa đạm với nguyên tố khác sẽ làm suy thoái đất. Qua nghiên cứu về phân bón cho thấy: ở Việt Nam, trên đất phèn nếu không bón lân, cây trồng chỉ hút được 40 - 50 kg N/ha, nếu bón lân cây trồng sẽ hút 120 - 130 kg N/ha. Do vậy, để đảm bảo đất không bị suy thoái thì về nguyên tắc phải bón trả lại cho đất một lượng dinh dưỡng tương tự lượng dinh dưỡng mà cây trồng đã lấy đi. Tuy nhiên, việc bón phân cho cây trồng lại không chỉ hoàn toàn dựa vào dinh dưỡng cây trồng hút từ đất và phân bón, mà phải dựa vào lượng dinh dưỡng dự trữ trong đất và khả năng hấp thu dinh dưỡng của cây. Lúa yêu cầu đạm ngay từ lúc nảy mầm và gần như đến cuối cùng của thời kỳ sinh trưởng sinh thực. Tỷ lệ đạm trong cây so với trọng lượng chất khô ở các thời kỳ như sau: thời kỳ mạ 1,54%, đẻ nhánh 3,65%, làm đòng 3,06%, cuối làm đòng 1,95%, trổ bông 1,17% và chín 0,4%. Đối với nhiều loại đất, ngay từ đầu cần phải bón đạm kết hợp với lân mới cho năng suất cao. Sự tích luỹ đạm, lân, kali ở các cơ quan trên mặt đất không chỉ kết thúc ở thời kỳ trỗ mà còn được tiến hành ở giai đoạn tiếp theo của cây. Tuy nhiên, từ khi cây bắt đầu đẻ nhánh đến làm đòng, cây lúa phản ứng mạnh với dinh dưỡng N, K2O ở mức độ cao. Theo Đào Thế Tuấn - (1970) [24], trong thí nghiệm 3 vụ liền ở đất phù sa sông Hồng đã rút ra kết luận: “Vụ lúa chiêm cũng như vụ lúa mùa, chia đạm ra bón nhiều lần để bón thúc đẻ nhánh, nếu bón tập trung vào thời kỳ đầu đẻ nhánh thì số nhánh tăng lên rất nhiều về sau lụi đi cũng nhiều và thiếu dinh dưỡng. Nếu bón tập trung vào cuối thời kỳ đẻ nhánh thì số nhánh lụi đi ít nhưng tổng số nhánh cũng ít vì vậy cần chú ý cả hai mặt. Trong trường hợp đạm bón tương đối ít thì nên bón tập trung vào thời kỳ đẻ nhánh rộ. 9 Khi nghiên cứu về lúa lai các nhà khoa học Trung Quốc kết luận rằng: “Với cùng một mức năng suất, lúa lai hấp thu lượng đạm và lân thấp hơn lúa thuần, ở mức 75 tạ/ha lúa lai hấp thu thấp hơn lúa thuần 4,8% về đạm, hấp thu P2O5 thấp hơn 18,2% nhưng hấp thu K2O cao hơn 4,5 % - Trần Thúc Sơn- (1999)[19]. Thực tế sản xuất đã có nhiều khuyến cáo về mức bón phân kali cho lúa. Ở Việt Nam liều lượng phân kali khuyến cáo sử dụng cho lúa ở Đồng bằng sông Hồng còn chưa được thống nhất, thường dao động từ 60 - 120 K2O/ha đối với lúa thường, 90 - 120 K2O/ha đối với lúa lai, tùy theo mức độ đạm bón và lượng phân chuồng được sử dụng -Nguyễn Văn Bộ - (2003) [4]. Như vậy, muốn tăng năng suất cây trồng, đặc biệt là cây lúa thì cần phải có một lượng phân bón thích hợp trên từng loại đất. Phải biết phối hợp cân đối giữa các loại phân bón theo đúng tỷ lệ để cho hiệu quả kinh tế cao nhất. 1.3. Tình hình sử dụng phân bón trên Thế giới và ở Việt Nam 1.3.1. Tình hình sử dụng phân bón trên Thế giới Tiêu thụ phân bón có liên quan chặt đến sản xuất nông nghiệp. Nếu như sản xuất thuận lợi, kinh tế và thị trường phát triển thì nhu cầu phân bón tăng cao. Chính vì vậy, trong một số giai đoạn tình hình kinh tế thế giới bất ổn, sản xuất khủng hoảng sẽ kéo sản xuất và tiêu thụ phân bón giảm xuống. Theo FAO (2008), dự báo nhu cầu phân bón trong các năm 2008-2009 sẽ tăng 1,9% trong đó đạm tăng 1,4%, lân tăng 2,0% và kali tăng 2,4% nhưng thực tế thì trong giai đoạn này lượng phân bón tiêu thụ toàn cầu lại giảm mạnh, cùng với khủng khoảng kinh tế tại nhiều nước. Mức tiêu thụ phân bón đạt gần 173 triệu vào năm 2007, sau đó giảm mạnh xuống còn 155,3 triệu tấn vào năm 2008/2009 và tăng trở lại từ cuối năm 2009 lên 163,5 triệu tấn, đạt 172,6 triệu tấn năm 2010/2011 và 176,8 triệu tấn năm 2011/2012 (Bảng 1.1). 10 Bảng 1.1. Lượng phân bón tiêu thụ toàn cầu Đơn vị tính: Triệu tấn NĂM N P205 K2O TỔNG 2007/2008 100,8 38,5 29,1 168,4 2008/2009 98,3 33,8 23,1 155,3 2009/2010 102,2 37,6 23,6 163,5 2010/2011 104,3 40,6 27,6 172,6 2011/2012 (Ước tính) 107,7 41,1 28,2 176,6 Nguồn: IFA, 2011 Trong các nước tiêu thụ phân bón trên thế giới Trung Quốc là nước tiêu thụ phân bón lớn nhất, tiếp đến Ấn Độ, Mỹ, Braxin… 46 nhóm 10 nước này chiếm trên 74% sản lượng tiệu thụ toàn cầu. Bảng 1.2. Nhóm 10 nước tiêu thụ phân bón lớn nhất trên thế giới năm 2010/2011 Đơn vị: Triệu tấn STT Nước N Nước P2O5 Nước K2O Nước Tổng 1 Trung Quốc 34,10 Trung Quốc 11,70 Trung Quốc 5,30 Trung Quốc 51,10 2 Ấn Độ 16,15 Ấn Độ 8,00 Mỹ 4,26 Ấn Độ 27,95 3 Mỹ 11,93 Mỹ 3,99 Braxin 3,80 Mỹ 20,18 4 Indonesia 3,35 Braxin 3,30 Ấn Độ 3,80 Braxin 9,80 5 Pakistan 2,93 Pakistan 0,80 Indonesia 1,05 Indonesia 4,90 6 Braxin 2,70 Úc 0,74 Malaysia 1,00 Pakistan 3,76 7 Pháp 2,12 Canada 0,65 Pháp 0,48 Pháp 3,05 8 Canada 1,94 Thổ Nhĩ Kỳ 0,54 Đức 0,38 Canada 2,91 9 Đức 1,70 Nga 0,54 Nga 0,35 Đức 2,33 1,38 Indonesia 0,50 Canada 0,32 Nga 2,26 10 Nga Tổng cộng 78,30 30,76 Nguồn: IFA, 2011 20,73 128,24 11 Trong các sản phẩm phân bón được tiêu thụ thì sản lượng urê chiếm nhiều nhất, có đến 150 triệu tấn urê được tiêu thụ trong năm 2010 và lượng này tăng lên 155 triệu năm 2011 (Magnus Berge, 2012), trong đó Trung Quốc chiếm 54 triệu tấn, kế đến Ấn Độ trên 21 triệu tấn, các nước Nga, Indonesia, Mỹ mỗi nước trên 6 triệu tấn, còn lại các nước khác (IFA, 2012) [40]. Đối với phân DAP và MAP năm 2011 tiêu thụ 56 triệu tấn, trong đó Ấn Độ tiêu thụ DAP chiếm 34%, Trung Quốc chiếm 25% thì Trung Quốc tiêu thụ MAP chiếm 47%, Bắc Mỹ 20% và Nam Mỹ 15% sản lượng của toàn cầu (Eduar Lindner, 2016). Ngoài ra, các loại phân bón NPK, SSP và CAN cũng được người nông dân ngày càng quan tâm và tiêu thụ ngày càng tăng, trong đó Trung Quốc, Ấn Độ, Braxin, Nga, Mỹ là những quốc gia có lượng NPK sử dụng nhiều nhất. Trong đó, sản lượng tiêu thụ các chủng loại phân bón tại Ấn độ gia tăng liên tục từ năm 2005 đến 2011. 1.3.2. Tình hình sử dụng phân bón ở Việt Nam Việt Nam là một quốc gia nông nghiệp và về lâu dài vẫn dựa vào nông nghiệp, cho dù đóng góp của nông nghiệp (bao gồm cả nông, lâm, thủy sản) vào GDP chỉ khoảng 20%. Đối với Việt Nam, nông nghiệp không chỉ là một ngành kinh tế quan trọng, cung cấp lương thực, thực phẩm, nguyên liệu cho công nghiệp mà còn là chỗ dựa vững chắc cho công nghiệp hóa, đảm bảo an sinh xã hội. Việt Nam với tài nguyên hạn chế, chỉ có 10,126 triệu ha đất sản xuất nông nghiệp (Niên giám thống kê 2012). Tuy nhiên, nhờ chính sách đổi mới chúng ta đã chuyển từ một nước nhập khẩu lương thực thành nước xuất khẩu gạo và nhiều nông, lâm, thủy sản hàng đầu thế giới với kim ngạch đạt 27,5 tỉ USD năm 2012, chiếm gần 25% tổng kim ngạch xuất khẩu của cả nước. Một điều đặc biệt nữa, duy nhất chỉ có nông nghiệp xuất siêu trên 9,2 tỉ USD làm cho nhập siêu cả nước giảm dần. Gần đây, tại Diễn đàn kinh tế Thế giới, Việt Nam đã cam kết triển khai “Tầm nhìn mới trong nông nghiệp” với mục tiêu tăng trưởng 20% cho mỗi thập kỷ, trong khi đảm bảo phát triển bền