Tài liệu Nghiên cứu quản lý dinh dưỡng theo vùng đặc thù (ssnm) trên cây mía đường (saccharum officinarum l.) tại vùng đồng bằng sông cửu long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC CÂY TRỒNG MÃ NGÀNH: 62 62 01 10 NGHIÊN CỨU QUẢN LÝ DINH DƯỠNG THEO VÙNG ĐẶC THÙ (SSNM) TRÊN CÂY MÍA ĐƯỜNG (Saccharum officinarum L.) TẠI VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG NGUYỄN KIM QUYÊN 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN KIM QUYÊN NGHIÊN CỨU QUẢN LÝ DINH DƯỠNG THEO VÙNG ĐẶC THÙ (SSNM) TRÊN CÂY MÍA ĐƯỜNG (Saccharum officinarum L.) TẠI VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC CÂY TRỒNG MÃ NGÀNH: 62 62 01 10 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Gs Ts NGÔ NGỌC HƯNG Gs Ts NGUYỄN BẢO VỆ 2014 Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ LỜI CẢM TẠ O Xin tỏ lòng biết ơn! Gs Ts Ngô Ngọc Hưng và Gs Ts Nguyễn Bảo Vệ đã tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi và truyền đạt kiến thức quý báu cho tôi trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận án tốt nghiệp. Chân thành cảm ơn! ThS Nguyễn Quốc Khương, Ks Trương Thúy Liễu đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thí nghiệm ngoài đồng cũng như làm đề tài. Quý Thầy Cô công tác tại Khoa Nông nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng trường Đại học Cần Thơ, đã tận tình giảng dạy truyền đạt kiến thức khoa học trong suốt khóa học. Ban Giám Hiệu, thầy Trưởng Khoa và các bạn đồng nghiệp Khoa Khoa học Nông nghiệp – trường Đại học Cửu Long đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi hoàn thành chương trình học này. Gia đình anh chị Tỏn ở xã Đại n 1, huyện Cù Lao Dung, tỉnh Sóc Trăng và gia đình anh Đoàn ở xã Vĩnh Viễn, huyện Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang đã nhiệt tình cộng tác và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành các thí nghiệm ngoài đồng phục vụ đề tài. Các bạn học viên cao học Nguyễn Thị Lướt, Nguyễn Hoàng Anh – Trồng trọt Khóa 16, Phạm Văn Hảo – Trồng trọt Khóa 17; Các em sinh viên tham gia thực hiện đề tài thuộc ngành Khoa học đất Khóa 34, Nông nghiệp sạch Khóa 35 đã giúp đỡ tôi suốt thời gian thí nghiệm ngoài đồng và phân tích ở Phòng thí nghiệm Hóa học đất – Bộ môn Khoa học đất – Đại học Cần Thơ; Các em sinh viên ngành Nông học Khóa 8, 9, 10 - Khoa Khoa học Nông nghiệp – trường Đại học Cửu Long đã giúp đỡ tôi suốt thời gian thí nghiệm ngoài đồng. Chân thành cảm ơn những người thân trong gia đình đã động viên tôi trong suốt thời gian học tập. Kính dâng! Cha mẹ hết lòng nuôi dạy con khôn lớn nên người! Nguyễn Kim Quyên i Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ TÓM LƯỢC Đề tài “Nghiên cứu quản lý dinh dưỡng theo vùng đặc thù (SSNM) trên cây mía đường (Saccharum officinarum L.) tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long” được thực hiện nhằm: (i) Đánh giá hiện trạng canh tác và sử dụng phân bón NPK cho cây mía đường trồng trên đất phù sa Sóc Trăng và đất phèn Hậu Giang; (ii) Xác định ảnh hưởng của bón phân NPK lên hấp thu dưỡng chất, sinh trưởng và năng suất của mía trên hai loại đất nghiên cứu; (iii) Xác định Hiệu quả thu hồi phân bón (RE) và Hiệu quả nông học (AE) cho đề xuất lượng bón NPK trên cây mía đường; (iv) Đánh giá sử dụng bảng so màu lá (LCC) trong chẩn đoán các thời điểm bón đạm cho mía trên hai loại đất nghiên cứu. Thí nghiệm được tiến hành trên ruộng mía nông dân tại huyện Cù Lao Dung, tỉnh Sóc Trăng và huyện Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang trong thời gian từ tháng 1/2011 đến tháng 1/2013. (1) Hiện trạng canh tác và sử dụng phân bón trên cây mía đường ở vùng nghiên cứu Cù Lao Dung và Long Mỹ là hai khu vực điển hình có diện tích canh tác mía ở Đồng bằng sông Cửu long. Nông dân bón N với mức bón phổ biến từ 250300 kgN/ha (36,1%) và 300-350 kgN/ha (31,1%) (Cù Lao Dung); bón N ở mức 300-350 kgN/ha cũng cho thấy phổ biến ở Long Mỹ-Hậu Giang (34,5%). Ở Cù Lao Dung, lân được bón ở mức bón từ 100-150 kgP2O5/ha (37,7%), trong khi ở Long Mỹ hầu hết bón lân dưới 100 kgP2O5/ha. Nông dân ít quan tâm bón kali trong canh tác mía ở hai vùng này. Trung bình năng suất mía điều tra ở các ruộng bón đầy đủ NPK là 158 tấn/ha (Cù Lao Dung) và 135 tấn/ha (Long Mỹ). (2) Ảnh hưởng của phân bón NPK trên sinh trưởng, hấp thu NPK và năng suất của mía đường Bón đạm (300 kgN/ha) và lân (125 kgP2O5/ha) làm gia tăng ý nghĩa tổng hấp thu đạm và lân của cây mía, bón kali (200 kgK2O/ha) làm tăng độ Brix mía. Phân đạm được ghi nhận là nhân tố quyết định nhất đến sự thay đổi năng suất mía vì nó làm gia tăng có ý nghĩa chiều cao cây, đường kính thân và mật độ của mía. Tỉ lệ phần trăm so với tổng nhu cầu của N, P và K để tạo năng suất mong muốn ở Cù Lao Dung là 32,6%N, 46,2%P2O5, 56,1%K2O và ở Long Mỹ là 32,9%N, 59,6% P2O5 và 63,4% K2O. Năng suất mía đáp ứng với phân bón ở hai địa điểm thí nghiệm theo thứ tự là N>P>K. Trên cùng một lượng phân bón, đáp ứng năng suất mía của đất phèn Long Mỹ chỉ đạt 89% so với năng suất trên đất phù sa Cù ii Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ Lao Dung. Sử dụng “nghiệm thức cải thiện” bằng bón bã bùn mía với lượng 10 tấn/ha đã làm tăng năng suất mía ở hai địa điểm nghiên cứu; (3) Xác định hiệu quả nông học (AEX) và hiệu quả sử dụng phân bón (REX) cho đề xuất lượng bón NPK cho cây mía đường Trên đất phù sa Cù Lao Dung, hiệu quả nông học của phân đạm (AEN), phân lân (AEP) và phân kali (AEK) là 150; 140 và 50 kg mía/kg phân đạm, lân và kali, tương ứng. Đất phèn Long Mỹ có hiệu quả thấp hơn: AEN, AEP và AEK theo thứ tự là 130; 100 và 50. Hiệu quả thu hồi phân bón (REX) đối với N, P và K là 49%, 33% và 93% (Cù Lao Dung) và 48%, 45% và 77% (Long Mỹ) qua hai vụ trồng mía. Bón kết hợp với bã bùn mía cho hiệu quả thu hồi N, P và K thấp hơn ở hai địa điểm thí nghiệm, ngoại trừ REK ở Long Mỹ. Công thức phân bón được đề xuất cho Cù Lao Dung là 328N-156P2O5279K2O (kg/ha) và Long Mỹ là 334N-168P2O5-296K2O (kg/ha) với năng suất mục tiêu giả định là 158 và 135 tấn/ha, tương ứng. (4) Sử dụng bảng so màu lá (LCC) trong chẩn đoán thời điểm bón đạm cho mía Phương pháp bón phân đạm theo bảng so màu lá LCC được đánh giá là phù hợp ứng dụng trên cây mía để bón N có hiệu quả. Thời điểm bón đạm tốt nhất được ghi nhận có khác nhau ở hai địa điểm thí nghiệm. Khi LCC<2, hàm lượng đạm trong lá là 1,30-1,68% (Cù Lao Dung) và 1,31-1,61% (Long Mỹ) thấp hơn so với giá trị tới hạn (1,80%). Phương pháp bón này cho thấy chiều cao thân lóng cao hơn và do đó năng suất mía ở Cù Lao Dung (183 tấn/ha) và Long Mỹ (166 tấn/ha) được ghi nhận đạt cao nhất. Đề nghị: (i) Nghiên cứu yếu tố môi trường đất và nước làm nên sự khác biệt năng suất mía giữa Cù Lao Dung và Long Mỹ; (ii) Nghiên cứu ảnh hưởng của bón bổ sung bã bùn mía đến màu sắc lá và sự kéo dài thời điểm bón N cho miá; (iii) Tiếp tục nghiên cứu qui luật của các thời điểm bón đạm chính xác cho dựa vào các mốc đã được ghi nhận theo kết quả đạt được trong nghiên cứu này. Từ khóa: bảng so màu lá (LCC), bã bùn mía, cây mía, kỹ thuật lô khuyết, hấp thu dưỡng chất, hiệu quả nông học (AE), hiệu quả thu hồi (RE). iii Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ ABSTRACT The study entitled “Site-specific nutrient management (SSNM) for sugarcane (Saccharum officinarum L.) in Mekong delta” was conducted in order to: (i) Evaluate the situation of sugarcane cultivation and NPK fertilizers use in Soc Trang-alluvial soil and Hau Giang-acid sulfate soil; (ii) Evaluate effect of NPK fertilization on response of sugarcane growth, NPK uptake and yield of the two soils; (iii) Determine the Recovery Efficiency (RE) and Agronomic Efficiency (AE) for NPK rate recommendation for sugarcane; (iv) Evaluate using leaf color chart (LCC) for nitrogen management in sugarcane. The field experiments have been conducted at Cu Lao Dung-Soc Trang and Long My-Hau Giang during January 2011 to January 2013. (1) Situation of sugarcane cultivation and NPK fertilizers use in Soc Trangalluvial soil and Hau Giang-acid sulfate soil Cu Lao Dung-Soc Trang and Long My-Hau Giang typically were two largest areas of cultivated sugarcane in the Mekong Delta. At the first area, two rates of nitrogen such as 250-300 kgN/ha (36,1%) and 300-350 kgN/ha (31,1%) were most used by farmers. However, at the second area, the N rate of 300-350 kgN/ha (34,5%) was used popularly. P fertilizer at rate of 100-150 kgP2O5/ha (37,7%) has been applied at Cu Lao Dung while that of 100 kgP2O5/ha applied at Long My. Consideration of K application was very less at the both sites. Average sugarcane yield from NPK fertilizer applied in farmer’s field were reported as much as 158 tons/ha for Cu Lao Dung and 135 tons/ha for Long My. (2) Effect of NPK fertilization on response of sugarcane growth, NPK uptake and yield Application of N (300 kgN/ha) and P (125 kgP2O5/ha) gave higher N and P uptake in the sugarcane. K application (200 kgK2O/ha) gave rise to Brix value of sugarcane. N was the most important factor for increasing sugarcane yield through improving the higher plant population, stalk weight and diameter. Percent ratio of N, P, K from soils to total crop requirement in order to achieve target yield were recorded as 32.6%N, 46.2%P2O5, 56.1%K2O in Cu Lao Dung and 32.9%N, 59.6% P2O5 và 63.4% K2O in Long My. Yield responses to fertilizer application across two sites followed the order N>P>K. At the same NPK fertilizer application rates, response to sugarcane yield in Long My was iv Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ about 89% compared to Cu Lao Dung. Using “improved treatment” by using sugarcane pressmud at 10 tons/ha made sugarcane yield increased at both study sites. (3) Determination of Agronomic Efficiency and Recovery Efficiency for NPK rate recommendation The Agronomic Efficiency of N (AEN), Agronomic Efficiency of P (AEP) and Agronomic Efficiency of K (AEK) in Cu Lao Dung were 150; 140 và 50 kg sugacane/kg of N, P and K fertilizer, respectively. However, that of AEN, AEP and AEK in Long My were lower, such as: 130; 100 and 50 kg sugacane/kg of N, P and K fertilizer, respectively. Complentary application of sugacane dregs did not increase AEX in both soils. Average of REN, REP, and REK in Cu Lao Dung soil were 49, 33 and 93%, respectively. However, that of Long My were 48, 45, 77%. Complentary application of sugacane dregs gave lower REX in both soils. (4) Using leaf color chart for nitrogen management in sugarcane Leaf colour chart (LCC) based nitrogen management in the study sites has been evaluated as effective in N real-time application for sugarcane, the sugarcane yield of Cu Lao Dung (183 tons/ha) and Long My (166 tons/ha) were highest in the LCC treatment. As recorded when leaf color code was smaller than 2.0, the leaf N content were 1.30-1.68% (Cu Lao Dung) and 1.31-1.61% (Long My), those values were lower than the limit (1.80%). It is recommended that: (i) Studying effect of soil condition that made the difference in yield between Cu Lao Dung and Long My; (ii) Evaluating sugarcane dregs application that effect to LCC method; (iii) Based on the time-marks as recorded from this study, having research to know the rule of timing N application by LCC for the sugarcane. Keyword: Leaf Color Chart (LCC), sugarcane, sugarcane dregs, omission treatment, nutrient uptake, agronomic efficiency (AE), recovery efficiency (RE). v Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ LỜI CAM ĐOAN O Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình luận án nào trước đây. Tác giả luận án Nguyễn Kim Quyên vi Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ MỤC LỤC Tóm tắt ................................................................................................................ ii Abstract ................................................................................................................ iv Chương 1: Mở đầu ................................................................................................. 1 Chương 2: Tổng quan tài liệu ............................................................................... 5 2.1 Khái quát về hai vùng mía nguyên liệu tại huyện Cù Lao Dung - Sóc Trăng và huyện Long Mỹ-Hậu Giang ....................................................... 5 2.1.1 Khái quát chung về tỉnh Sóc Trăng .................................................. 5 2.1.2 Khái quát chung về tỉnh Hậu Giang.................................................. 6 2.2 Đặc điểm thực vật học, sinh trưởng và dinh dưỡng của cây mía ............. 7 2.2.1 Đặc điểm thực vật học của cây mía ................................................. 7 2.2.2 Các thời kỳ sinh trưởng của cây mía ............................................ 10 2.2.3 Nhu cầu dinh dưỡng của cây mía ................................................. 12 2.2.4 Các thông số chất lượng của mía .................................................... 14 2.3 Đặc điểm giống mía K88-92 .................................................................. 14 2.4 Bón phân cho cây mía ............................................................................ 15 2.4.1 Khuyến cáo bón phân cho cây mía ................................................ 15 2.4.2 Vai trò của N, P, K đối với cây mía .............................................. 15 2.5 Phương pháp quản lý dinh dưỡng theo vùng đặc thù (Site-specific Nutrient Management, SSNM) ............................................................... 18 2.5.1 Khái niệm Quản lý dinh dưỡng theo vùng đặc thù (SSNM) ......... 18 2.5.2 Phương pháp luận về “Quản lý dinh dưỡng theo vùng đặc thù” (SSNM) ................................................................................................... 19 2.5.3 Hiệu quả nông học của N, P và K .................................................. 22 2.5.4 Sử dụng “nghiệm thức cải thiện” trong Quản lý dinh dưỡng theo vùng đặc thù (SSNM) trên cây mía ........................................................ 25 2.5.5 Quản lý dinh dưỡng đạm (N) trong canh tác mía ........................... 26 2.6 Phương pháp đánh giá tình trạng dinh dưỡng của đất đối với cây mía .. 29 2.6.1 Nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón thông qua kiểm tra đất và phân tích mô cây ..................................................................................... 29 2.6.2 Đánh giá tình trạng dinh dưỡng cây trồng ..................................... 31 2.7 Tương tác dinh dưỡng trong canh tác mía .............................................. 33 2.7.1 Tương tác giữa NxP ....................................................................... 34 2.7.2 Tương tác giữa NxK ...................................................................... 35 vii Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ Chương 3: Phương pháp nghiên cứu ................................................................ 3.1 Nội dung 1: Khảo sát hiện trạng canh tác và sử dụng phân bón trên cây mía đường ở vùng nghiên cứu .............................................. 3.1.1 Thời gian và địa điểm điều tra ....................................................... 3.1.2 Phương pháp .................................................................................. 3.1.3 Xử lý số liệu ................................................................................... 3.2 Nội dung 2: Khảo sát ảnh hưởng của phân bón trên sinh trưởng, hấp thu NPK và năng suất của mía ..................................................... 3.2.1 Địa điểm và thời gian bố trí thí nghiệm .......................................... 3.2.2 Nguyên vật liệu .............................................................................. 3.2.3 Phương pháp nghiên cứu ................................................................ 3.3 Nội dung 3: Xác định Hệ số sử dụng phân bón (REX) và Hiệu quả nông học (AEX) cho đề xuất lượng bón NPK trên cây mía đường ... 3.3.1 Địa điểm và thời gian bố trí thí nghiệm ......................................... 3.3.2 Phương pháp thí nghiệm ................................................................ 3.3.3 Các thông số sử dụng cho đề xuất lượng bón NPK trên cây mía đường ...................................................................................................... 3.4 Nội dung 4: Chẩn đoán các thời điểm bón đạm cho mía qua sử dụng bảng so màu lá (LCC) ................................................................. 3.4.1 Địa điểm và thời gian bố trí thí nghiệm ......................................... 3.4.2 Nguyên vật liệu .............................................................................. 3.4.3 Phương pháp nghiên cứu ............................................................... 3.4.4 Các chỉ tiêu theo dõi ...................................................................... 3.4.5 Tính toán và xử lý số liệu .............................................................. 36 Chương 4: Kết quả và thảo luận ....................................................................... 4.1 Nội dung 1: Khảo sát hiện trạng canh tác và sử dụng phân bón trên cây mía đường ở vùng nghiên cứu .............................................. 4.1.1 Kỹ thuật canh tác ........................................................................... 4.1.2 Sử dụng phân bón .......................................................................... 4.1.3 Năng suất mía tại địa điểm điều tra ............................................... 4.2 Nội dung 2: Khảo sát ảnh hưởng của phân bón trên sinh trưởng, hấp thu NPK và năng suất của mía ..................................................... 4.2.1 Đánh giá đặc tính lý, hóa học đất trồng mía đầu vụ ....................... 4.2.2 Đánh giá khả năng cung cấp dưỡng chất bản địa của đất trồng mía tại Cù Lao Dung-Sóc Trăng và Long Mỹ-Hậu Giang ...................... 48 viii 36 36 36 37 37 37 37 38 43 43 43 43 44 44 44 45 46 47 48 48 49 54 56 56 58 Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ 4.2.3 Ảnh hưởng của bón khuyết N, P, K và bã bùn mía lên năng suất của mía trồng trên đất phù sa và đất phèn ............................................ 89 4.2.4 Ảnh hưởng của bón khuyết N, P, K và bã bùn mía lên độ Brix (Brix%), chữ đường (CCS%) của cây mía trồng trên đất phù sa và đất phèn ......................................................................................................... 92 4.3 Nội dung 3: Đánh giá khả năng cung cấp dưỡng chất từ đất và xác định hiệu quả thu hồi (RE), hiệu quả nông học (AE) cho đề xuất lượng bón NPK trên cây mía đường .................................................... 94 4.3.1 Khảo sát các thông số sử dụng trong tính toán lượng phân cần bón trong phương pháp SSNM ..........................................................................94 4.3.2 Tính toán lượng phân bón cho cây mía trên đất phù sa Cù Lao Dung và đất phèn Long Mỹ ......................................................................................... 100 4.4 Nội dung 4: Chẩn đoán các thời điểm bón đạm cho mía qua sử dụng bảng so màu lá (LCC) ............................................................... 102 4.4.1 Ảnh hưởng của phương pháp bón đạm lên sinh trưởng và phát triển của cây mía ................................................................................... 102 4.4.2 Ảnh hưởng của phương pháp bón đạm lên tổng hấp thu đạm trong lá và thân mía (kgN/ha) ở giai đoạn chín .................................... 106 4.4.3 Ảnh hưởng của phương pháp bón đạm lên độ Brix mía .............. 109 4.4.4 Ảnh hưởng của phương pháp bón đạm lên các yếu tố cấu thành năng suất mía ........................................................................................ 109 4.4.5 Hàm lượng đạm trong lá ở các đợt bón đạm khi LCC<2 hoặc trước lúc bón phân ................................................................................ 111 4.5 Tính toán hiệu quả kinh tế của phương pháp SSNM ...................... 114 Chương 5: Kết luận và đề xuất ........................................................................ 116 5.1 Kết luận ........................................................................................... 116 5.2 Đề xuất ............................................................................................ 118 Danh mục các công trình đã công bố .............................................................. 119 Tài liệu tham khảo ............................................................................................ 120 Phụ lục ............................................................................................................... 133 ix Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 Tựa bảng Diện tích, năng suất mía của huyện Cù Lao Dung giai đoạn 2005-2008 Diện tích và năng suất mía bình quân qua các năm tại tỉnh Hậu Giang Giá trị chất dinh dưỡng tới hạn và phạm vi tối hảo của lá mía Số nông hộ điều tra tại các xã thuộc hai vùng điều tra Cù Lao Dung-Sóc Trăng và Long Mỹ-Hậu Giang, năm 2010. Nghiệm thức cho thí nghiệm đồng ruộng Liều lượng NPK sử dụng cho các lô bón phân (kg/ha) Thành phần bã bùn mía của công ty mía đường Casuco tính trên chất khô (ẩm độ 75%) Thời điểm bón N cho mía Số hộ và phần trăm (%) hộ trồng mía sử dụng phân hóa học tại Cù Lao Dung-Sóc Trăng và Long Mỹ-Hậu Giang, năm 2010. Phần trăm (%) nông hộ sử dụng phân đạm (kgN/ha/vụ) bón cho mía tại địa bàn điều tra thuộc huyện Cù Lao Dung-Sóc Trăng, năm 2010. Phần trăm (%) nông hộ sử dụng phân đạm (kgN/ha/vụ) bón cho mía tại địa bàn điều tra thuộc huyện Long Mỹ-Hậu Giang, năm 2010. Phần trăm (%) nông hộ sử dụng phân lân (kgP2O5/ha/vụ) bón cho mía tại địa bàn điều tra thuộc huyện Cù Lao Dung-Sóc Trăng, năm 2010. Phần trăm (%) nông hộ sử dụng phân lân (kgP2O5/ha/vụ) bón cho mía tại địa bàn điều tra thuộc huyện Long Mỹ-Hậu Giang, năm 2010. Phần trăm (%) nông hộ sử dụng phân kali (kgK2O/ha/vụ) bón cho mía tại địa bàn điều tra thuộc huyện Cù Lao Dung-Sóc Trăng, năm 2010. Phần trăm (%) nông hộ sử dụng phân kali (kgK2O/ha/vụ) bón cho mía tại địa bàn điều tra thuộc huyện Long Mỹ-Hậu Giang, năm 2010. Năng suất trung bình (t/ha) ở các mức phân đạm (kgN/ha) bón cho mía tại Cù Lao Dung-Sóc Trăng và Long Mỹ-Hậu Giang, năm 2010. Trung bình lượng phân bón và năng suất mía điều tra tại Cù Lao Dung-Sóc Trăng và Long Mỹ-Hậu Giang, năm 2010. Trung bình lượng phân bón (kg/ha) và năng suất mía (t/ha) điều tra các hộ trồng mía có bón đầy đủ NPK tại Cù Lao Dung – Sóc Trăng và Long Mỹ - Hậu Giang, năm 2010. x Trang 6 7 32 36 40 41 41 45 49 50 51 52 52 53 53 54 54 55 Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ 4.11a 4.11b 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17 4.18 4.19 4.20 4.21 4.22 4.23 4.24 Đặc tính hóa học đất đầu vụ tại huyện Cù Lao Dung-Sóc Trăng và huyện Long Mỹ-Hậu Giang. Vụ mía 2011-2012. Đặc tính hóa học đất ở xã Vĩnh Viễn, huyện Long Mỹ, Hậu Giang. Năm 2011 Ảnh hưởng của bón khuyết dưỡng chất NPK và kết hợp bón bã bùn mía trên đường kính lóng thân (cm) mía đường qua các giai đoạn lấy mẫu. Ảnh hưởng của bón khuyết dưỡng chất NPK và kết hợp bón bã bùn mía trên mật độ mía (số cây/m2) qua các giai đoạn lấy mẫu. Ảnh hưởng của việc bón khuyết dưỡng chất N, P, K và kết hợp bón bã bùn mía lên hàm lượng đạm trong lá và thân mía trên đất phù sa Cù Lao Dung. Vụ mía 2011-2012. Ảnh hưởng của việc bón khuyết dưỡng chất N, P, K và kết hợp bón bã bùn mía lên hàm lượng đạm trong lá và thân mía trên đất phèn Long Mỹ. Vụ mía 2011-2012. Ảnh hưởng của việc bón khuyết dưỡng chất N, P, K và kết hợp bón bã bùn mía lên hàm lượng lân trong lá và thân mía trên đất phù sa Cù Lao Dung. Vụ mía 2011-2012. Ảnh hưởng của việc bón khuyết dưỡng chất N, P, K và kết hợp bón bã bùn mía lên hàm lượng lân trong lá và thân mía trên đất phèn Long Mỹ. Vụ mía 2011-2012. Ảnh hưởng của việc bón khuyết dưỡng chất N, P, K và kết hợp bón bã bùn mía lên hàm lượng kali trong lá và thân mía trên đất phù sa Cù Lao Dung. Vụ mía 2011-2012. Ảnh hưởng của việc bón khuyết dưỡng chất N, P, K và kết hợp bón bã bùn mía lên hàm lượng kali trong lá và thân mía trên đất phèn Long Mỹ. Vụ mía 2011-2012. Ảnh hưởng của việc bón khuyết dưỡng chất N, P, K và kết hợp bón bã bùn mía lên tổng hấp thu đạm (kgN/ha) trong cây mía trên đất phù sa Cù Lao Dung-Sóc Trăng. Vụ mía 2011-2012. Ảnh hưởng của việc bón khuyết dưỡng chất N, P, K và kết hợp bón bã bùn mía lên tổng hấp thu đạm (kgN/ha) trong cây mía trên đất phèn Long Mỹ-Hậu Giang. Vụ mía 2011-2012. Ảnh hưởng của việc bón khuyết dưỡng chất N, P, K và kết hợp bón bã bùn mía lên tổng hấp thu lân (kgP2O5/ha) trong cây mía trên đất phù sa Cù Lao Dung-Sóc Trăng. Vụ mía 2011-2012. Ảnh hưởng của việc bón khuyết dưỡng chất N, P, K và kết hợp bón bã bùn mía lên tổng hấp thu lân (kgP2O5/ha) trong cây mía trên đất phèn Long Mỹ-Hậu Giang. Vụ mía 2011-2012. Ảnh hưởng của việc bón khuyết dưỡng chất N, P, K và kết hợp bón bã bùn mía lên tổng hấp thu kali trong cây mía trên đất phù sa Cù Lao Dung-Sóc Trăng. Vụ mía 2011-2012. xi 57 57 60 62 64 65 67 68 70 71 76 77 81 82 87 Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ 4.25 4.26 4.27 4.28 4.29 4.30 4.31 4.32 4.33 4.34 4.35 4.36 4.37 4.38 4.39 Ảnh hưởng của việc bón khuyết dưỡng chất N, P, K và kết hợp bón bã bùn mía lên tổng hấp thu kali trong cây mía trên đất phèn Long Mỹ-Hậu Giang. Vụ mía 2011-2012. Ảnh hưởng của bón N, P, K theo phương pháp lô khuyết và bón bã bùn mía lên năng suất của cây mía trồng trên đất phù sa Cù Lao Dung. Vụ mía 2011-2012. Ảnh hưởng của bón N, P, K theo phương pháp lô khuyết và kế hợp bón bã bùn mía lên năng suất của cây mía trồng trên đất phèn Long Mỹ. Vụ mía 2011-2012. Ảnh hưởng của bón N, P, K theo phương pháp lô khuyết và kết hợp bón bã bùn mía lên độ Brix (%) của cây mía trồng trên đất phù sa Cù Lao Dung và đất phèn Long Mỹ. Vụ mía 2011-2012 Ảnh hưởng của bón khuyết N, P, K và bã bùn mía lên chữ đường mía (CCS) của cây mía trồng trên đất phù sa Cù Lao Dung và đất phèn Long Mỹ ở giai đoạn 330 NSKT. Vụ mía 2011-2012. Xác định các thông số cho tính lượng đạm bón cho mía đường ở Cù Lao Dung – Sóc Trăng. Vụ mía tơ năm 2011-2012 và mía lưu gốc năm 2012-2013. Xác định các thông số cho tính lượng lân bón cho mía đường ở Cù Lao Dung – Sóc Trăng. Vụ mía tơ năm 2011-2012 và mía lưu gốc năm 2012-2013. Xác định các thông số cho tính lượng kali bón cho mía đường ở Cù Lao Dung – Sóc Trăng. Vụ mía tơ năm 2011-2012 và mía lưu gốc năm 2012-2013. Xác định các thông số cho tính lượng đạm bón cho mía đường ở Long Mỹ - Hậu Giang. Vụ mía tơ năm 2011-2012 và mía lưu gốc năm 2012-2013. Xác định các thông số cho tính lượng lân bón cho mía đường ở Long Mỹ - Hậu Giang. Vụ mía tơ năm 2011-2012 và mía lưu gốc năm 2012-2013. Xác định các thông số cho tính lượng kali bón cho mía đường ở Long Mỹ - Hậu Giang. Vụ mía tơ năm 2011-2012 và mía lưu gốc năm 2012-2013. Đề xuất lượng phân bón NPK cho hai địa điểm thí ngiệm Ảnh hưởng của phương pháp bón đạm lên chiều cao cây mía ở các giai đoạn sinh trưởng tại Cù Lao Dung-Sóc Trăng. Vụ mía 2012-2013. Ảnh hưởng của phương pháp bón đạm lên chiều cao cây mía ở các giai đoạn sinh trưởng tại Long Mỹ-Hậu Giang. Vụ mía 2012-2013. Ảnh hưởng của phương pháp bón đạm lên đường kính thân mía ở các giai đoạn sinh trưởng tại Cù Lao Dung-Sóc Trăng. Vụ xii 88 90 90 92 93 97 97 98 98 99 99 101 102 103 104 Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ 4.40 4.41 4.42 4.43 4.44 4.45 4.46 4.47 4.48 4.49 4.50 4.51 mía 2012-2013. Ảnh hưởng của phương pháp bón đạm lên đường kính thân mía ở các giai đoạn sinh trưởng tại Long Mỹ-Hậu Giang. Vụ mía 2012-2013. Ảnh hưởng của phương pháp bón đạm lên mật độ cây mía ở các giai đoạn sinh trưởng tại Cù Lao Dung-Sóc Trăng. Vụ mía 2012-2013 Ảnh hưởng của phương pháp bón đạm lên mật độ cây mía ở các giai đoạn sinh trưởng tại Long Mỹ-Hậu Giang. Vụ mía 2012-2013. Ảnh hưởng của phương pháp bón đạm lên hàm lượng đạm tổng số (%Nts) trong lá và thân mía ở giai đoạn 330 NSKT tại Cù Lao Dung-Sóc Trăng và Long Mỹ-Hậu Giang. Vụ mía 20122013. Ảnh hưởng của phương pháp bón đạm lên sinh khối khô lá và thân mía (tân/ha) ở giai đoạn 330 NSKT tại Cù Lao Dung-Sóc Trăng và Long Mỹ-Hậu Giang. Vụ mía 2012-2013. Ảnh hưởng của phương pháp bón đạm lên sự hấp thu đạm trong lá và thân mía (kgN/ha) ở giai đoạn 330 NSKT tại Cù Lao Dung-Sóc Trăng và Long Mỹ-Hậu Giang. Vụ mía 20122013. Ảnh hưởng của phương pháp bón đạm lên độ Brix mía (Brix%) ở giai đoạn 8 tháng và 11 tháng tuổi tại Cù Lao Dung-Sóc Trăng và Long Mỹ-Hậu Giang. Vụ mía 2012-2013 Ảnh hưởng của phương pháp bón đạm lên các yếu tố cấu thành năng suất mía ở giai đoạn 330 NSKT tại Cù Lao Dung-Sóc Trăng. Vụ mía 2012-2013. Ảnh hưởng của phương pháp bón đạm lên các yếu tố cấu thành năng suất mía ở giai đoạn 330 NSKT tại Long Mỹ-Hậu Giang. Vụ mía 2012-2013. So sánh giá trị trung bình hàm lượng đạm tổng số trong lá (%N lá) ở các đợt của các phương pháp bón đạm tại Cù Lao Dung Sóc Trăng. Vụ mía 2012-2013. So sánh giá trị trung bình hàm lượng đạm tổng số trong lá (%N lá) ở các đợt của các phương pháp bón đạm tại Long Mỹ - Hậu Giang. Vụ mía 2012-2013. So sánh hiệu quả kinh tế giữa phương pháp SSNM và biện pháp bón của nông dân tại hai địa điểm thí nghiệm. xiii 104 105 105 106 107 108 109 110 110 112 112 114 Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3.1 3.2 3.3 3.4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 Tựa hình Trang Thứ tự xuất hiện lá trên thân mía 8 Cấu tạo của một hệ thống rễ mía 9 Các thời kỳ sinh trưởng của cây mía 10 Xác định lượng dưỡng chất bổ sung cho cây trồng sau khi xác 20 định dưỡng chất bản địa để đạt năng suất mong muốn. Các bước chính trong phương pháp quản lý dinh dưỡng theo 24 vùng đặc thù (SSNM) Mối quan hệ tiêu biểu giữa nồng độ dinh dưỡng và năng suất, 32 biễu diễn nồng độ “tới hạn” Sơ đồ bố trí thí nghiệm Nội dung 2 39 Cách đặt hom mía kiểu 1 hàng nối tiếp 39 Bảng so màu lá 4 vạch của IRRI 45 Sơ đồ bố trí thí nghiệm Nội dung 4 45 Phần trăm (%) giống mía canh tác tại các nông hộ ở huyện Cù 48 Lao Dung-Sóc Trăng và huyện Long Mỹ-Hậu Giang, năm 2010. Ảnh hưởng của bón khuyết dưỡng chất NPK và kết hợp bón bã 59 bùn mía trên chiều cao cây (cm) mía đường qua các giai đoạn lấy mẫu. Diễn biến sinh khối mía trên đất phù sa Cù Lao Dung: a) 72 Không bón bã bùn, b) Có bón bã bùn và trên đất phèn Long Mỹ: c) Không bón bã bùn, d) Có bón bã bùn Hấp thu đạm trong lá: a) không bón bã bùn, b) bón bã bùn và 74 trong thân: c) không bón bã bùn, d) bón bã bùn ở Cù Lao Dung-Sóc Trăng. Vụ mía 2012-2013 Hấp thu đạm trong lá: a) không bón bã bùn, b) bón bã bùn và 75 trong thân: c) không bón bã bùn, d) bón bã bùn ở Long MỹHậu Giang. Vụ mía 2010-2011 Hấp thu lân trong lá: a) không bón bã bùn, b) bón bã bùn và 79 trong thân: c) không bón bã bùn, d) bón bã bùn ở Cù Lao Dung-Sóc Trăng. Vụ mía 2010-2011 Hấp thu lân trong lá: a) không bón bã bùn, b) bón bã bùn và 80 trong thân: c) không bón bã bùn, d) bón bã bùn ở Long MỹHậu Giang. Vụ mía 2010-2011 Hấp thu kali trong lá: a) không bón bã bùn, b) bón bã bùn và 84 trong thân: c) không bón bã bùn, d) bón bã bùn ở Cù Lao Dung-Sóc Trăng. Vụ mía 2010-2011 xiv Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ 4.9 4.10 4.11 Hấp thu kali trong lá: a) không bón bã bùn, b) bón bã bùn và trong thân: c) không bón bã bùn, d) bón bã bùn ở Long MỹHậu Giang. Vụ mía 2010-2011 Ảnh hưởng của nghiệm thức bón phân N, P, K: a) đất phù sa Cù Lao Dung, b) đất phèn Long. Vụ mía 2011-2012. Trung bình mức tăng năng suất mía (t/ha) khi bón NPK (300125-200 kg/ha) và kết hợp bón bã bùn mía (10 t/ha): (a) Cù Lao Dung – Sóc Trăng và (b) Long Mỹ - Hậu Giang của vụ mía tơ năm 2011-2012 và mía lưu gốc năm 2012. xv 85 91 95 Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt USDA EC QUEFT SSNM CNC DRIS LCC SPAD meter NSKT DAP AEN AEP AEK REN REP REK Ý nghĩa United States Department of Agriculture Electrical Conductivity = Độ dẫn điện Quantitative Evaluation of the Fertility of Tropical Soils Site-specific Nutrient Management = Quản lý dinh dưỡng theo vùng đặc thù Critical Nutrient Concentration = Nồng độ dinh dưỡng tới hạn Diagnosis and Recommendation Integrated System = Hệ thống chẩn đoán và khuyến cáo tích hợp Leaf Color Chart = Bảng so màu sắc lá Máy đo diệp lục tố Ngày sau khi trồng Days after planting Agronomy Efficiency of Nitrogen = Hiệu quả nông học của đạm Agronomy Efficiency of Phosphorus = Hiệu quả nông học của lân Agronomy Efficiency of Potassium = Hiệu quả nông học của kali Recovery Efficiency of Nitrogen = Hệ số sử dụng phân đạm Recovery Efficiency of Phosphorus = Hệ số sử dụng phân lân Recovery Efficiency of Potassium = Hệ số sử dụng phân kali xvi Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ CHƢƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Đồng Bằng Sông Cửu Long hiện có tổng diện tích trồng mía vào khoảng 69.200 ha. Trong đó có hai tỉnh trồng mía lâu đời là Sóc Trăng và Hậu Giang, đây được xem là hai vùng mía nguyên liệu của miền Tây. Thu nhập từ việc trồng mía là nguồn thu chủ yếu của hàng ngàn hộ nông dân ở hai tỉnh này song kỹ thuật canh tác của phần đông nông dân còn hạn chế, chi phí đầu tư cao, năng suất, chất lượng chưa tương xứng, làm cho giá thành sản xuất mía nguyên liệu cao, khó cạnh tranh với đường của khu vực và thế giới. Vì vậy, cây mía ở hai vùng này phải đối mặt với thách thức rất lớn đó là những giải pháp để tăng năng suất, chất lượng, hạ giá thành chi phí đầu tư. Mía đường (Saccharum officinarum L.) là loại cây trồng hằng năm có năng suất sinh h c cao nhất, do đó c ng đòi h i chất dinh dư ng khá lớn cho cả chu k sống. Để cây mía tăng trưởng và phát triển kh e mạnh, các chất dinh dư ng cần được cung cấp cân đối và hợp l . Dinh dư ng hợp l là chìa khóa để cây mía cho năng suất và chất lượng cao. Để đánh giá tình trạng dư ng chất trong cây mía nhằm chỉ thị cho bón phân hợp l , đã có nhiều phương pháp đánh giá được đưa ra như: (i) Phương pháp Nồng độ dinh dư ng tới hạn (Critical Nutrient Concentration = CNC) đã xây dựng được Bảng giá trị chất dinh dư ng tới hạn và phạm vi tối hảo của lá mía để làm tiêu chuẩn chẩn đoán, tuy nhiên phương pháp chẩn đoán này sẽ không chính xác khi nồng độ của các chất dinh dư ng khác tăng hoặc giảm trong mô cây (Walworth and Sumner, 1986; Bailey 1989, 1991 and 1993); (ii) Hệ thống chẩn đoán và khuyến cáo tích hợp (Diagnosis and Recommendation Integrated System = DRIS) được đưa ra với việc sử dụng sử dụng ít nhất ba tỷ lệ dư ng chất trong chẩn đoán, và thường là nhiều như 6 hoặc 7 (Walworth and Sumner, 1987). Nói cách khác, tình trạng đầy đủ của mỗi chất dinh dư ng trong mô cây được chẩn đoán dựa trên mối quan hệ của nó ít nhất là 2, và thường là nhiều như 8, với các chất dinh dư ng cây trồng khác, do đó có tính đến cân bằng dinh dư ng trong mô cây trồng. Hơn thế nữa, bằng cách đồng thời so sánh hiệu quả của các chất dinh dư ng khác nhau lên năng suất cây trồng, DRIS tự động xếp hạng thiếu hụt và dư thừa dư ng chất theo thứ tự quan tr ng (Walworth and Sumner, 1987). DRIS đã được sử dụng thành công để giải thích kết quả phân tích lá cho phạm vi rộng cây 1 Luận án tốt nghiệp Tiến sĩ trồng như là mía đường (Beaufils and Sumner, 1976; Elwali and Gascho, 1984; Beverly, 1991; Reis, 1999 and Hundal et al., 2005), tuy nhiên phương pháp này chỉ đạt đến sự định tính ―thiếu, thừa‖ mà không đưa ra lượng phân bón cụ thể cho cây; (iii) Phương pháp quản l dư ng chất theo vùng đặc thù (Site-Specific Nutrient Management= SSNM) dựa trên cơ sở năng suất cây trồng của lô bón phân được tạo thành từ hai phần, một là năng suất từ cung cấp chất dư ng chất bản địa, và còn lại là từ phân bón, việc xác định chính xác lượng bón này sẽ giúp giảm mất mát dư ng chất, và cải thiện được hiệu quả sử dụng phân bón. Phương pháp SSNM đã được ứng dụng thành công nhiều nơi trên thế giới trên cây lúa (Dobermann et al., 2002) và bắp lai (Pasuquin et al., 2014), tuy nhiên ứng dụng SSNM trên mía đến nay vẫn chưa được nghiên cứu rộng rãi. Bên cạnh việc xác định lượng dư ng chất bón cho cây trồng bằng kỹ thuật ―bón phân theo lô khuyết‖, cần có phương pháp xác định thời điểm bón chính xác để nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón cho cây trồng. Sử dụng bảng so màu lá (LCC) để kiểm tra tình trạng dinh dư ng N của cây trồng là một phương pháp đơn giản, d làm và đã được ứng dụng phổ biến trên thế giới đối với cây lúa. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu sử dụng LCC trên cây mía hiện nay còn rất hạn chế. 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Đề tài ―Nghiên cứu quản l dinh dư ng theo vùng đặc thù (SSNM) trên cây mía đường (Saccharum officinarum L.) tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long‖ được thực hiện với các mục tiêu sau: (i) Đánh giá hiện trạng canh tác và sử dụng phân bón NPK cho cây mía đường trồng trên đất phù sa-Sóc Trăng và đất phèn-Hậu Giang. (ii) Xác định ảnh hưởng của bón phân NPK lên hấp thu dư ng chất, sinh trưởng và năng suất của mía trên hai loại đất nghiên cứu. (iii) Xác định Hiệu quả thu hồi (RE) và Hiệu quả nông học (AE) cho đề xuất lượng bón NPK trên cây mía đường. (iv) Đánh giá sử dụng bảng so màu lá (LCC) trong chẩn đoán các thời điểm bón đạm cho mía trên hai loại đất nghiên cứu.  Đối tượng nghiên cứu: bón phân NPK cho cây mía đường (Saccharum officinarum L.)  Phạm vi nghiên cứu:  Thí nghiệm trồng mía đường trên ruộng mía nông dân ở huyện Cù Lao Dung-Sóc Trăng và Long Mỹ-Hậu Giang.  Thời gian nghiên cứu: từ tháng 1/2011 đến tháng 1/2013. 2