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

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 1 http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 2 http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 28 NGHIÊN CỨU 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 3 http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 44 sinh trưởng, phát triển …………………………………………. 3.4.2. Ảnh hưởng của bón phối hợp phân hữu cơ và phân khoáng đến 53 các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ………………………. 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 73 một số tính chất đất sau thí nghiệm……………………… 3.4.5. Ảnh hưởng của bón kết hợp phân khoáng và phân hữu cơ đến 76 cân bằng dinh dưỡng ……………… 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 4 http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 P2 O5 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 5 http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 2.1: Một số tính chất lý, hoá học đất trước thí nghiệm 28 Bảng 2.2: Hàm lượng N, P2O5 và K2O tổng số trong phân chuồng 28 Bảng 3.1: Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp năm 2006 và dự kiến 42 đến năm 2010 của tỉnh Bắc Giang Bảng 3.2: Kết quả điều tra lượng phân bón và năng suất lúa xuân 43 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 43 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 46 Khang dân 18 trên đất bạc màu Bắc Giang Bảng 3.5: Ảnh hưởng của các công thức phân bón đến khả năng đẻ 50 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 51 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 55 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 59 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 61 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 64 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 66 khoáng Bảng 3.12: Hiệu suất của bón phân chuồng cho lúa khang dân 18 trên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 67 http://www.lrc-tnu.edu.vn đất bạc màu Bắc Giang 3.12.a: Hiệu suất của bón phân chuồng trên nền bón 100%NPK 67 3.12.b: Hiệu suất của bón phân chuồng trên nền không bón phân 67 3.13: Hiệu quả kinh tế của các mức đầu tư phân bón cho cây lúa 69 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 69 phân chuồng 3.13.b: Hiệu quả kinh tế trên nền NPK và NPK phối hợp với phân 70 chuồng. Bảng 3.14: Ảnh hưởng của công thức phân bón đến một số tính chất 74 hoá học đất. Bảng 3.15: Vai trò của phân hữu cơ trong cân bằng dinh dưỡng 77 DANH SÁCH CÁC ĐỒ THỊ Trang Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 http://www.lrc-tnu.edu.vn Đồ thị 3.1: Diễn biến một số yếu tố khí hậu thời tiết tỉnh Bắc Giang 39 (trung bình từ năm 2006 - 2008) Đồ thị 3.2: Diễn biến một số yếu tố khí hậu thời tiết huyện Hiệp Hoà 40 năm 2008. Đồ thị 3.3: Bội thu do bón thêm phân chuồng kết hợp phân khoáng 63 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. 71 Đồ thị 3.5: Ảnh hưởng của các công thức đến độ xốp đất sau thí 75 nghiệm (% so với đất trước thí nghiệm). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 9 http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 10 http://www.lrc-tnu.edu.vn - 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 11 http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 12 http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 13 http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 14 http://www.lrc-tnu.edu.vn 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/m2 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 15 http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 17 http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 18 http://www.lrc-tnu.edu.vn 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… Một số nguồn cung cấp dinh dƣỡng cho cây lúa M«i tr-êng PhÕ phô phÈm Ph©n chuång N:P:K bãn N-íc t-íi Ph©n bãn §Êt 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 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 19 http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 20 http://www.lrc-tnu.edu.vn