Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu sự di động đạm của các loại phân viên nhả chậm và ảnh hưởng của chúng đến sinh trưởng, phát triển, năng suất ngô trồng trên đất đỏ vàng Lào Cai

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của Luận án nhằm xác định sự di động đạm của các dạng phân viên nhả chậm và biện pháp canh tác phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón cho ngô góp phần hoàn thiện quy trình thâm canh ngô năng suất cao trên đất đỏ vàng của Lào Cai. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu sự di động đạm của các loại phân viên nhả chậm và ảnh hưởng của chúng đến sinh trưởng, phát triển, năng suất ngô trồng trên đất đỏ vàng Lào Cai

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ LAN ANH NGHIÊN CỨU SỰ DI ĐỘNG ĐẠM CỦA CÁC LOẠI PHÂN VIÊN NHẢ CHẬM VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, NĂNG SUẤT NGÔ TRỒNG TRÊN ĐẤT ĐỎ VÀNG LÀO CAI Chuyên ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 9 62 01 10 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2019 1
Công trình hoàn thành tại: HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Tất Cảnh PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng Phản biện 1: GS.TS. Nguyễn Thế Đặng Trƣờng Đại học Nông lâm, Đại học Thái Nguyên Phản biện 2: PGS.TS. Tăng Thị Hạnh Học viện Nông nghiệp Việt Nam Phản biện 3: TS. Đặng Ngọc Hạ Viện nghiên cứu Ngô Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng Đánh giá luận án cấp Học viện họp tại: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi giờ phút, ngày tháng năm 2019 Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt Nam Thư viện Lương Định Của - Học viện Nông nghiệp Việt Nam 2
PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cây ngô (Zea mays L.) là một loại cây ngũ cốc quan trọng trên thế giới, đến năm 2014 diện tích ngô đứng thứ 2 chỉ sau lúa mì và có sản lượng vượt lên lúa mì và lúa gạo. Ở Việt Nam, cây ngô là cây lương thực được trồng ở tất cả các vùng sinh thái (FAOSTAT, 2014). Nitơ là yếu tố quan trọng hàng đầu đối với cây trồng nói chung và cây ngô nói riêng, là yếu tố dinh dưỡng quan trọng để cây sinh trưởng phát triển và hình thành năng suất, chất lượng. Các nghiên cứu của các nhà khoa học đã chỉ ra đạm (N) là nguyên tố hạn chế chính đến năng suất cây trồng, do hiệu quả sử dụng thấp vì N chỉ được cây hấp thụ và sử dụng một phần (Trenkel, 2010; Shaviv, 2001) nên hiệu lực của phân bón hóa học rất thấp, chiếm khoảng 40 - 50% phân đạm, 50 - 60% phân kali và 40 - 50% phân lân (Vanek, 2001). Tính chung trên toàn thế giới, hiệu quả sử dụng đạm của cây lấy hạt nói chung và ngô nói riêng chỉ đạt 33%. Có tới 67% lượng đạm bị mất đi, tương ứng với khoảng 15,9 tỷ đô la (William and Gordon, 1999). Tại tỉnh Lào Cai ngoài lúa thì ngô cũng là cây lương thực chính của cộng đồng dân tộc ít người, diện tích trồng ngô năm 2015 là 36,8 nghìn ha (Tổng cục Thống kê, 2016) năng suất đạt 36,2 tạ/ha. Theo kết quả điều tra sơ bộ cho thấy người dân Lào Cai chỉ bón phân đơn hoặc NPK vào lúc gieo hạt, một số ít người dân bón bổ sung 1 lần vào lúc cây 5-7 lá, lượng bón không theo quy trình. Do vậy, vừa tốn công mà không phát huy được hiệu quả của phân bón do lúc cây cần lượng dinh dưỡng vào giai đoạn quan trọng thì một lượng lớn phân bón bị mất đi do rửa trôi, bay hơi, thấm sâu vào trong đất làm giảm độ mầu mỡ của đất, nước ngầm bị ô nhiễm đe dọa đến môi trường và sức khỏe con người (Cameron et al., 2013). Phân viên nhả chậm (PVNC) là loại phân kiểm soát sự hòa tan đạm do được bọc bới các phụ gia giúp cho việc giải phóng các chất dinh dưỡng đáp ứng lý tưởng nhu cầu của cây (Trenkel, 2010). Như vậy, phân viên nhả chậm được xem là phương pháp thúc đẩy nâng cao năng suất cây trồng và làm giảm những tác động tiêu cực đến môi trường gây ra do phát thải khí (NH3, N2O, etc) (Trenkel, 2010). Tuy nhiên, tại Việt Nam còn ít nghiên cứu ảnh hưởng của phân viên nhả chậm đến lượng NO3- và NH4+ trong đất, đặc biệt đối với đất đỏ vàng của Lào Cai chưa có nghiên cứu nào. Do vậy, nghiên cứu sự di động đạm của các loại phân viên nhả chậm (PVNC) bón một lần cho ngô trên đất đỏ vàng Lào Cai nhằm kiểm soát được lượng phân bón cho cây ngô được đánh giá là có tiềm năng ứng dụng cao từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế cho ngành sản xuất ngô, góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng sản phẩm là rất cần thiết. 1
1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1.2.1. Mục tiêu chung Xác định sự di động đạm N - NH4+ của các loại phân viên nhả chậm và biện pháp kỹ thuật phù hợp cho ngô góp phần hoàn thiện quy trình thâm canh ngô đạt năng suất và hiệu quả cao trên đất đỏ vàng của Lào Cai. 1.2.2. Mục tiêu cụ thể - Đánh giá thực trạng sản xuất, thâm canh ngô làm căn cứ xác định liều lượng bón phân cho ngô của Lào Cai; - Xác định mức độ di động đạm N - NH4+ của các loại phân viên nhả chậm trên đất đỏ vàng của Lào Cai; - Xác định được phương pháp bón phân viên nhả chậm nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón cho Ngô; - Xây dựng mô hình trồng ngô bón phân viên nhả chậm trên đất đỏ vàng Lào Cai đạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao. 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu mức độ di động đạm N - NH4+ của các loại phân viên nhả chậm trên đất đỏ vàng của Lào Cai; - Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón cho ngô trên đất đỏ vàng Lào Cai (xác định được loại phân viên nhả chậm, khoảng cách bón); - Đề tài luận án được thực hiện từ năm 2013 - 2017 tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam và huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai. 1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI Đã mô hình hóa được sự di động đạm N - NH4+ của các dạng phân viên nhả chậm trong đất đỏ vàng Lào Cai theo chiều sâu ở các thời điểm khác nhau. Kết quả cho thấy đạm di động chủ yếu theo chiều sâu và tập trung nhiều ở độ sâu từ 9-11cm. Sau 30 ngày đạm di động đều khắp vùng rễ cây. Đã xác định được phương pháp bón phân viên nhả chậm phù hợp cho giống ngô NK66 khi trồng trên đất đỏ vàng của Lào Cai là bón một lần khi gieo hạt; bón 2 viên/1gốc ngô, trọng lượng 1 viên là 4,2g. Với mật độ 5,7 vạn cây/ha, lượng phân bón là 110 kg N + 24kg P2O5 + 57kg K2O/ha và bót lót bổ sung 36 kg P2O5/ha, bón cách hạt ngô 10cm và sâu 10 cm. 1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.5.1. Ý nghĩa khoa học Công trình nghiên cứu đã cung cấp những dẫn liệu khoa học có giá trị về xác định được sự di động đạm N - NH4+ trên đất đỏ vàng là cơ sở khoa học quan trọng để xác định được độ sâu bón và khoảng cách bón phù hợp cho một giống ngô và một loại đất cụ thể. 2
Sự di động của đạm N - NH4+ phụ thuộc khá nhiều vào các chất kìm hãm quá trình thủy phân đạm và hạn chế mức độ hòa tan của đạm, đây là cơ sở khoa học để nghiên cứu sản xuất các loại phân đạm chậm tan phù hợp cho từng loại cây trồng và từng vùng đất cụ thể. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự di động đạm N - NH4+ sau khi bón phân viên nhả chậm cùng với kết quả xác định độ sâu bón và khoảng cách bón phù hợp cho ngô là tài liệu tham khảo có giá trị cho các nghiên cứu tiếp theo và phục vụ cho công tác giảng dạy. 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn Xác định được hiệu quả, cách bón phân viên nhả chậm cho giống ngô lai NK66 trên đất đỏ vàng Lào Cai, góp phần xây dựng quy trình kỹ thuật bón phân viên nhả chậm trồng ngô đạt hiệu quả kinh tế cao tại huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai. PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 2.1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Cây ngô là được trồng ở hầu hết các nước trên thế giới. Năm 2005 diện tích ngô là 148,08 triệu ha, năng suất 48,19 tạ/ha, sản lượng 713,59 triệu tấn/ha, đến 2016 diện tích ngô là 187,95 triệu ha, năng suất 56,40 tạ/ha, sản lượng 1.060,03 triệu tấn/ha. Những năm gần đây nhà khoa học đã nghiên cứu ra nhiều giống biến đổi gen (GM) đã góp phần đưa sản lượng ngô thế giới vượt lên trên lúa mì và lúa nước (Drinic et al., 2007; Zhang et al., 2010). 2.1.2. Tình hình sản xuất ngô tại Việt Nam Sản xuất ngô cả nước qua các năm không ngừng tăng về diện tích, năng suất, sản lượng: Năm 2005 diện tích là 1.052,6 nghìn ha, năng suất đạt 36,00 tạ/ha, sản lượng 3.789,3 nghìn tấn đến năm 2015 diện tích ngô là 1.164,8 nghìn ha, năng suất đạt 45,4 tạ/ha và sản lượng đạt 5.288,1 nghìn tấn, trong đó, giống ngô lai chiếm trên 80% diện tích trồng ngô của cả nước. 2.1.3. Tình hình sản xuất ngô tại Lào Cai Nhìn chung năng suất ngô của Lào Cai cũng đã tăng đáng kể, năm 2008 diện tích ngô là 28,8 nghìn ha, năng suất 28,06 tạ/ha, sản lượng 80,8 nghìn tấn đến năm 2015 diện tích ngô là 36,8 nghìn ha, năng suất 36,2 tạ/ha, sản lượng 133,2 nghìn tấn nhưng năng suất vẫn thấp hơn năng suất bình quân cả nước 9,2 tạ/ha (năm 2015). 3
2.2. NGHIÊN CỨU BÓN PHÂN CHO NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 2.2.1. Sự mất đạm trong nông nghiệp Nông nghiệp sử dụng nhiều dạng phân đạm khác nhau. Nguồn phân đạm hóa học được sử dụng trực tiếp cho cây trồng chỉ khoảng 50%, còn lại đi vào môi trường (Phan Trung Quý và Trần Văn Chiến, 2008) do bay hơi, phản nitrat hóa, thấm sâu, chảy ngang. Theo White (1987) thì sự mất nitơ do rửa trôi và phản nitrat hóa có thể tới 30 - 35% của lượng phân bón vào đất (dẫn theo Lê Văn Khoa và cs., 1996). Quá trình phản đạm hóa ở đất cây trồng cạn, thoát nước kém mất đạm đạt 20-40%, còn ở đất ngập nước như đất lúa có thể mất 60-79% đạm. 2.2.2. Nghiên cứu về phân bón cho ngô trên thế giới và Việt Nam Ở thành phố Longkou, tỉnh Shandong bón phân viên nhả chậm (CRF) bọc polime cho ngô làm tăng năng suất ngô so với đối chứng từ 36,2 đến 46,6% và FUE tăng từ 12,5 đến 25,2% (Liu et al., 2002; Yan et al., 2008). Theo Thomas and Ernst (2001) lượng dinh dưỡng mà ngô hút như sau: Ngô lai năng suất 4,5 tấn/ha tổng lượng hút 115 kg N, 20 kg P2O5, 75 kg K2O, 9 kg Ca, 16 kg Mg, 12 kg S/ha. Để xác định ảnh hưởng của phân ure có bọc và không bọc nutrisphere (một loại vật liệu polime) đã cho thấy năng suất ngô hạt tăng 18,3% và lượng đạm trong hạt cao nhất khi bón ure bọc (ure nhả chậm) ở lượng bón là 180 và 270 kg N/ha vào vụ mùa mưa và vụ xuân. (Wiatrak and Walter, 2014). Li et al. (2017) đã nghiên cứu ảnh hưởng của phân ure được kiểm soát (CRU) cho thấy: CRU ảnh hưởng đáng kể đến năng suất ngô và hiệu quả sử dụng N trong các điều kiện nước khác nhau. Khi độ ẩm đất 35% ± 5% thì chất khô tích lũy và năng suất thấp nhất, vật chất khô và năng suất cao nhất khi cây được bón mức 315kg/ha ở độ ẩm duy trì ở 55% ± 5%. Nguyễn Văn Lộc và Nguyễn Tất Cảnh (2009) nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng phân viên nén kết hợp với chế phẩm phân bón lá komix đến sinh trưởng và năng suất giống ngô LVN4 cho thấy hiệu quả kinh tế cao hơn 36,9% so với bón vãi phân ure. Trần Đức Thiện và cs. (2014) nghiên cứu ảnh hưởng của phân đạm dạng nén đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô C919 cho thấy mức bón 120N - 210N năng suất ngô đạt được dao động từ 70,46 tạ/ha đến 78,13 tạ/ha; tăng hơn 4
so với bón đạm ure từ 16,9 - 21,7%. Nguyễn Văn Hà và cs. (2017) khi nghiên cứu xác định mức phân bón và mật độ trồng thích hợp cho nhân dòng bố mẹ của giống ngô nếp lai VNUA69 cho thấy mức đạm thích hợp là 140 kg N/ha trên nền 80 kg P2O5 + 70 kg K2O ứng với mật độ 6 - 7 vạn cây/ha. 2.3. MỘT SỐ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG PHÂN BÓN 2.3.1. Sử dụng phân viên nhả chậm bón cho cây trồng Phân viên nén chậm tan hay phân viên nhả chậm (PVNC) được sản xuất với công nghệ lý - hóa đặc biệt tạo ra những viên phân chứa đầy đủ nhất các chất dinh dưỡng đa lượng, trung lượng và vi lượng. Hơn thế là tất cả các dinh dưỡng này đều được hòa tan một cách từ từ, hợp lý theo từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây trồng. Có 2 loại phân viên nhả chậm là phân không bọc (SRF) và phân có vỏ bọc (CRF). Ứng dụng phân viên nhả chậm để tăng hiệu quả sử dụng đạm (NUE) do vậy làm giảm hàm lượng dư thừa trong đất, tăng năng suất cây trồng, cải thiện chất lượng đất, tăng tỉ lệ nảy mầm cây, giảm số lần bón trong một vụ (Babar Azeem et al., 2014; Trenkel, 2010; IFA, 2014). 2.3.2. Sử dụng phần mềm HYDRUS để mô phỏng sự di chuyển của đạm trong đất nghiên cứu Phần mềm Hydrus phiên bản 2.0 nhằm chẩn đoán dòng chảy nước bão hoà, sự di chuyển nhiệt và di động chất tan, các chất ô nhiễm, các chất hóa học nông nghiệp khi bón vào đất theo không gian ba chiều và hai chiều. Phần mềm Hydrus dựa trên phương pháp số theo phương trình Rechard về dòng chảy nước trong điều kiện bão hòa - không bão hòa và phương trình khuếch tán đối lưu về sự di động của nhiệt và chất tan. Các phương trình di động chất tan cũng được lồng ghép với các phương trình phản ứng bậc nhất, phương trình phân hủy bậc nhất độc lập với các chất tan khác, và các phản ứng phân hủy bậc nhất yêu cầu kết nối các chất tan trong chuỗi phản ứng bậc nhất liên tục (Langergraber and Šimůnek, 2005, 2006; Tamás et al., 2015). 2.3.3. Sử dụng dịch chiết thực vật có khả năng ức chế urease Để hạn chế quá trình mất đạm trong trồng trọt gần đây các nhà khoa học đã tìm ra và chiết xuất một số hoạt chất có nguồn gốc thực vật khả năng ức chế enzyme urease đã được sử dụng với mục tiêu làm tăng hiệu quả sử dụng đạm là 5
một giải pháp tiềm năng, có ý nghĩa tích cực trong phát triển nông nghiệp bền vững, bảo vệ hệ sinh thái và môi trường sống của con người (Lata, 2012; Farzaneh et al., 2012). Năm 1997, các nhà khoa học đã sử dụng hoạt chất nBTPT đưa vào phân đạm để ức chế emzym ureaza, hạn chế quá trình chuyển hóa urê thành amoniac sau khi bón vào đất, làm giảm thất thoát đạm. Công nghệ này đã hạn chế tối đa việc thất thoát đạm, giúp tăng hiệu suất sử dụng phân đạm lên 75 - 80% và tiết kiệm 20 - 25% lượng đạm cần bón. PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU - Nội dung điều tra, thí nghiệm đồng ruộng, xây dựng mô hình kiểm chứng được thực hiện tại huyện Bát Xát tỉnh Lào Cai; - Thí nghiệm nghiên cứu về sự di động đạm của phân viên nhả chậm được tiến hành tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam. 3.2. THỜI GIAN NGHIÊN CỨU Đề tài được thực hiện từ năm 2013 đến năm 2017. 3.3. ĐỐI TƢỢNG VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU - Giống ngô lai đơn NK66; Phân viên nhả chậm (PVNC) do Công ty Cổ phần Công nghệ Xanh Nông nghiệp I sản xuất và phân phối. Khối lượng 1 viên phân 4,2g, có hàm lượng N: 23%, P2O5:5%, K2O:12%. Các dạng phân viên nhả chậm được nén, bọc hỗn hợp keo PVA (Polyvinyl Acetate (C4H6O2)n), bọc dịch chiết thực vật (AUN1) làm chậm quá trình thủy phân urea và quá trình nitrat hóa. - Đất nghiên cứu là đất đỏ vàng (feralite) tại huyện Bát Xát, Lào Cai. 3.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Nội dung 1: Đánh giá hiện trạng sản xuất ngô vùng nghiên cứu; - Nội dung 2: Nghiên cứu sự di động của đạm trong phân viên nhả chậm khi bón vào đất đỏ vàng Lào Cai; - Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng các loại PVNC và kĩ thuật bón đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô; - Nội dung 4: Xây dựng mô hình thử nghiệm và đánh giá hiệu quả kinh tế. 3.5. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.5.1. Phƣơng pháp thu thập số liệu Số liệu thứ cấp được thu thập thông qua các số liệu thống kê của Cục 6
Thống kê tỉnh Lào Cai, Trạm khí tượng thủy văn và các báo cáo sản xuất nông nghiệp của UBND huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai. Số liệu sơ cấp được thu thập bằng phương pháp điều tra nhanh nông thôn (RRA) với việc sử dụng phiếu điều tra. Thời gian điều tra: tháng 3/2013. Tiến hành điều tra 90 hộ trồng ngô lai đơn NK66 ở 3 xã Quang Kim, Bản Qua, Bản Vược huyện Bát Xát, Lào Cai. 3.5.2. Phƣơng pháp thí nghiệm 3.5.2.1. Nghiên cứu mô phỏng rửa trôi đạm hòa tan theo chiều sâu của đất có độ ẩm khác nhau bằng mô hình Hydrus-2D Thí nghiệm gồm 2 cột đất có chiều cao 70cm, đường kính trong 5cm, một cột đất bão hòa nước (C1), một cột đất bão hòa và ẩm luân phiên (C2). Thí nghiệm lặp lại 3 lần. Các cột đất được chứa đất đỏ vàng tại xã Quang Kim, huyện Bát Xát, Lào Cai. Phân đạm ure (46%N) được hòa tan theo tỷ lệ 184 mg ure/L nước và bơm đều lên bề mặt cột đất. Mẫu nước thoát ra được tiến hành phân tích hàm lượng amon, nitrat. 3.5.2.2. Xác định lượng NH4+ giải phóng và di chuyển sau bón các loại phân viên nhả chậm (PVNC) trong đất đỏ vàng Lào Cai Thí nghiệm có 4 công thức: C1: PVNC bọc keo và dịch chiết; L1: PVNC bọc dịch chiết; LS: PVNC dạng nén; SL1: PVNC bọc keo. Các công thức phân viên nhả chậm (PVNC) đều cho 1 viên phân có khối lượng 4,2g, có hàm lượng N: 23%, P2O5: 5%, K2O: 12%. Thí nghiệm được thực hiện bằng ống trụ (đường kính 5cm, cao 70cm), mỗi ống trụ chứa 1kg đất đỏ vàng của Lào Cai đã khô và nghiền nhỏ. Thí nghiệm được thực hiện từ tháng 4 đến tháng 7 năm 2013. 3.5.2.3. Ảnh hưởng của các loại phân viên nhả chậm (PVNC) đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô Thí nghiệm gồm 5 công thức: P1: không bón phân; P2: PVNC dạng nén; P3: PVNC bọc keo; P4: PVNC bọc dịch chiết; P5: PVNC bọc keo và dịch chiết. Các công thức phân viên nhả chậm có hàm lượng 110 N+ 24 P2O5 + 57 K2O/ha và bón lót bổ sung 36 P2O5/ha (dạng phân thương phẩm supe lân). Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) với 3 lần nhắc lại. Diện tích của 1 ô thí nghiệm 14 m2, mật độ trồng 5,7 vạn cây/ha (hàng cách hàng 70cm, cây cách cây 25cm). Thí nghiệm được tiến hành ở vụ xuân năm 2013 và vụ xuân năm 2014 tại huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai. 7
3.5.2.4. Ảnh hưởng của độ sâu bón và khoảng cách bón phân viên nhả chậm đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô NK66 Thí nghiệm gồm 2 nhân tố được bố trí theo kiểu (split-plot) với 3 lần nhắc lại. Phân viên nhả chậm được bón vuông góc với hàng cách điểm gieo hạt 5cm 9(K5); 10cm (K10) và 15cm (K15) và ở độ sâu 5cm (D5), 10cm (D10) và 15cm (D15). Diện tích của 1 ô là 14 m2, mật độ trồng 5,7 vạn cây/ha, hàng cách hàng 70 cm, cây cách cây 25 cm. Các công thức đều được bón trên nền phân viên nhả chậm: 110 N+ 24 P2O5 + 57 K2O/ha, đồng thời bón lót bổ sung 36 P2O5/ha (dạng phân thương phẩm supe lân). Thí nghiệm được tiến hành ở vụ xuân năm 2014 và vụ xuân năm 2015. 3.5.3. Xây dựng mô hình bón phân viên nhả chậm cho ngô Diện tích mô hình 15.120 m2, gồm 10 hộ trồng trồng ngô cho 2 mô hình. Mô hình 1 (3 hộ có diện tích 5.040 m2) thực hiện theo quy trình thông thường làm đối chứng với lượng phân bón 160 N + 60 P2O5 + 60 K2O/ha. Mô hình 2 (7 hộ có diện tích 10.080 m2) theo quy trình sử dụng phân viên nhả chậm được bọc keo và dịch chiết với lượng phân bón là 110 N + 24 P2O5 + 57 K2O/ha, đồng thời bón lót bổ sung 36 P2O5/ha. Địa điểm thực hiện: xã Quang Kim, huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai. 3.6. CHỈ TIÊU VÀ PHƢƠNG PHÁP THEO DÕI Các chỉ tiêu theo dõi được áp dụng theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng của giống ngô (QCVN 01-56: 2011/BNNPTNT) của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. 3.7. PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU 3.7.1. Phƣơng pháp phân tích mẫu đất, nƣớc Phân tích một số chỉ tiêu về lý, hóa học đất thí nghiệm bằng phương pháp phân tích theo sổ tay phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (1998), Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. Tuyển tập tiêu chuẩn Nông nghiệp Việt Nam (2001). Tập III. NXB Hà Nội. 3.7.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu Các số liệu thí nghiệm được xử lý trên phần mềm Excel 2007, IRRISTART 5.0 và số liệu nghiên cứu về sự di động của phân đạm trong đất được xử lý bằng phần mềm Hydrus 2.0 trên máy vi tính. 8
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. THỰC TRẠNG SẢN XUẤT NGÔ TẠI HUYỆN BÁT XÁT, LÀO CAI 4.1.1. Tình hình sản xuất ngô vùng nghiên cứu Kết quả điều tra thực trạng sản xuất ngô tại huyện Bát Xát có thể rút ra một số kết luận: - Diện tích ngô từ năm 2005 là 2.697 ha năm, năng suất 26,93 tạ/ha đến năm 2016 diện tích tăng lên 5.328 ha, năng suất đạt 36,94 tạ/ha (Cục Thống kê Lào Cai, 2017); - Giống ngô chủ yếu các hộ sử dụng là giống ngô lai đơn như: NK66, Bioseed 9698, LVN 885, C919, AG59… Trong đó giống ngô NK66 được trồng nhiều nhất diện tích đạt cao nhất 972,2 ha (năm 2012); - Việc sử dụng phân bón: 100% hộ dân sử dụng phân NPK 5:10:3 để bón lót, 28% - 57% số hộ sử dụng phân đạm, kali, phân hỗn hợp NPK để bón lót lúc cây được 5-7 lá lượng bón theo khả năng của gia đình. Kết quả điều tra cho thấy có 47,78% số hộ đạt năng suất ngô từ 41- 45 tạ/ha/vụ với lượng N, P, K bón là 281,3 kg/ha ứng với 161,5 kg N + 71,5 kg P2O5 + 48,3 kg K2O /ha.So với quy trình khuyến cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn 160 kg N + 60 kg P2O5 + 60 kg K2O /ha thì lượng phân người dân bón là chưa cân đối, đặc biệt lượng kali còn thấp. Trong quá trình canh tác phân đơn phải bón phân nhiều lần, tốn công lao động, lượng bón chưa cân đối nên hiệu quả của phân bón chưa cao, do lúc cây cần lượng dinh dưỡng vào giai đoạn quan trọng thì một lượng lớn phân bón bị mất đi do rửa trôi, bay hơi, thấm sâu vào trong đất, làm giảm độ màu mỡ của đất, nước ngầm bị ô nhiễm đe dọa đến môi trường và sức khỏe con người (Cameron et al., 2013). Vì vậy, việc nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng đạm cho cây ngô là hết sức cần thiết. 4.2. NGHIÊN CỨU SỰ DI ĐỘNG CỦA ĐẠM TRONG PHÂN VIÊN NHẢ CHẬM KHI BÓN VÀO ĐẤT 4.2.1. Nghiên cứu mô phỏng rửa trôi đạm hòa tan theo chiều sâu của đất có độ ẩm khác nhau bằng mô hình Hydrus-2D 4.2.1.1. Sự biến thiên hàm lượng nước Hàm lượng nước được đo hàng ngày ở độ sâu 10cm và 30cm và được mô phỏng bằng phần mềm HYDRUS 2D (Hình 4.1a,b) cho thấy hàm lượng nước trung bình đo được là 0,2cm3/cm3, trong đó ở độ sâu 15cm dao động mạnh trong 9
thời gian 8 ngày, ở vị trí đo 30cm dao động mạnh trong thời gian 4 ngày đo đầu tiên sau đó mức độ dao động giảm thấp và ổn định từ ngày 11 trở đi. Tuy nhiên hàm lượng nước mô phỏng thấp hơn so với hàm lượng nước đo được trong giai đoạn đầu, nhưng ở giai đoạn sau sự khác nhau này rất thấp ở cả hai vị trí đo. Sự chênh lệch cao là do bốc hơi của đất, dòng chảy ưu tiên, giả thuyết về đường biên dòng chảy gây nên sự sai khác giữa giá trị đo thực và giá trị mô phỏng. Hình 4.1a. Sự biến thiên hàm lƣợng nƣớc theo thí nghiệm và mô phỏng ở cột đất bão hòa C1, độ sâu nghiên cứu 10cm Hình 4.1b. Sự biến thiên hàm lƣợng nƣớc theo thí nghiệm và mô phỏng ở cột đất bão hòa C1, độ sâu nghiên cứu 30cm 4.2.1.2. Động thái phân bố đạm So sánh số liệu đo hàng ngày và số liệu mô phỏng nồng độ amon và nitrat được biểu diễn ở Hình 4.2 (a) và (b) ở độ sâu 15cm, 30cm và 50cm cho thấy mô hình có số liệu mô phỏng cao hơn ở độ sâu đất 15cm trong khi ở 2 độ sâu còn lại 10
có sự tương đồng rất cao giữa số liệu đo và số liệu mô phỏng ngoại trừ một số điểm, đặc biệt là ở độ sâu 50cm. Đối với nitrat số liệu mô phỏng của mô hình có sự tương đồng cao với các số liệu thí nghiệm, chỉ có một số chênh lệch nhỏ ở độ sâu 15cm. Mô hình có trị số nồng độ nitrat thấp hơn ở độ sâu 30cm và 50cm so với độ sâu 15cm. Nghiên cứu của Skagg et al. (2010) cũng cho kết quả tương tự. (MP: Mô phỏng; TN: Thí nghiệm) Hình 4.2a. Diễn biến nồng độ amon theo thời gian và độ sâu đất (MP: Mô phỏng; TN: Thí nghiệm) Hình 4.2b. Diễn biến nồng độ nitrat theo thời gian và độ sâu đất Càng xuống sâu như đã chỉ ra ở hình 4.2 (a), nồng độ amon đạt đến nồng độ tối đa 78 mg/L ở đỉnh cột đất và thấp nhất (49 mg/L) ở đáy cột đất. Điều này cho thấy có sự biến thiên theo độ sâu do tác động của việc hấp thụ và quá trình nitrat hóa dọc theo chiều dài cột đất. Hệ số nitrat hóa được ước lượng là 0,25/ngày được tính toán từ kết quả mô phỏng của mô hình. Tổng lượng amon bị rửa trôi do 11
quá trình nitrat hóa và hấp thụ là 50%. Diễn biến nồng độ amon theo thời gian và độ sâu đất được đánh giá qua phương trình tương quan. y = 0,92X + 6,83 với R2 = 0,93 Qua phương trình tương quan nồng độ amon thí nghiệm theo thời gian và độ sâu đất có mối tương quan thuận với nồng độ amon mô phỏng và có tương quan chặt r = 0,96. a. Nồng độ amon thí nghiệm và mô phỏng ở độ sâu 15cm và 50cm. Hình 4.3a. Diễn biến nồng độ amon khi tƣới nƣớc luân phiên khô và ƣớt (AWD) b. Nồng độ nitrat thí nghiệm và mô phỏng ở độ sâu 15cm và 50cm. Hình 4.3b. Diễn biến nồng độ nitrat khi tƣới nƣớc luân phiên khô và ƣớt (AWD) Trong trường hợp tưới nước khô ướt luân phiên như đã chỉ ra ở hình 4.3 (a) và (b) mô hình mô phỏng được dòng chảy theo cột đất nhưng không ước lượng được tốc độ nitrat hóa. Mô hình chỉ ước lượng được nồng độ amon nhưng dự đoán thấp nồng độ nitrat. Như đã trình bày ở hình 4.3a nồng độ amon đạt 80 mg/L sau 4 ngày sau đó đạt ổn định giá trị này cho đến hết thí nghiệm. Để đánh giá mối quan hệ nồng độ amon thí nghiệm và mô phỏng chúng tôi đã thiết lập phương trình tương quan ở độ sâu 15cm và 50 cm khi tưới luân phiên khô ướt ứng với hàm số sau: Ở độ sâu 15 cm: y = 1,06X + 1,81 với R2 = 0,97; Ở độ sâu 50 cm: y = 0,95X + 0,59 với R2 = 0,99. 12
Qua phương trình tương quan nồng độ amon thí nghiệm khi tưới luân phiên khô ướt ở độ sâu 15cm và 50 cm có mối tương quan thuận với nồng độ amon mô phỏng và có tương quan chặt r = 0,97 (độ sâu 15cm) và r = 0,99 (độ sâu 50cm). Như vậy sự di động đạm nitrat phụ thuộc nhiều vào lượng nước tưới và độ ẩm của phẫu diện đất. Khi tưới liên tục lượng đạm mất đi cao hơn 50% so với chia làm nhiều lần tưới. Khi bón phân đạm dạng rời cho thấy 45% đạm N- NH4+ bị di động ra khỏi cột đất, 3% bị hấp thụ, 23% (ở độ sâu 50cm) bị rửa trôi vào nước ngầm, khoảng 25,2% bị mất do quá trình phản nitrat hóa. 4.2.2. Sự thay đổi nồng độ amon khi bón các loại phân viên nhả chậm Nồng độ NH4+ thấp hơn ở trong đất khi bón phân viên nhả chậm bọc keo với dịch chiết (C1) và phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) so với bón phân viên nhả chậm dạng nén (LS), điều này cho thấy chúng giải phóng N chậm hơn. Nồng độ NH4+ trong đất khi bón phân viên nhả chậm dạng nén (LS) bị giảm mạnh ở giai đoạn đầu tiếp tục giảm chậm hơn cho đến ngày 28. Sau đó, nồng độ NH4+ ở đất được bón phân viên nhả chậm dạng nén (LS) có xu hướng di chuyển lên phía trên. NH4+ tích lũy khi bón phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) ở đất đỏ vàng Lào Cai giảm dần và sau đó ổn định, trong khi NH4+ tích lũy ở đất được bón phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) tăng nhẹ, kết quả này cũng trùng với các kết quả nghiên cứu trước (Paramasivam and Alva, 1997). Ghi chú: C1: PVNC bọc keo + dịch chiết, L1 PVNC bọc dịch chiết, LS: PVNC dạng nén, SL1: PVNC bọc keo Hình 4.4. Sự thay đổi hàm lƣợng amon của các dạng phân viên nhả chậm trên đất đỏ vàng Lào Cai Phương trình khuếch tán parabol và phương trình đơn giản Elovich đã mô tả tốt động thái tích lũy NH4+ trong đất khi bón phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) hoặc phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1). 13
Bảng 4.1. Đặc điểm động thái của NH4+ trong đất đỏ vàng Lào Cai Công thức Mô hình Phƣơng trình r SE Động học bậc 1 - - - LS Simple Elovich qt = 1233,599 – 243,888 ln (t) 0,845 90,57 Khuếch tán Parabol qt = 1022,234 – 108,333 t0,6 0,807 98,99 Động học bậc 1 qt = 434 (1-e-0,299t) 0,555 22,31 C1 Simple Elovich qt = 277,214 + 47,076 ln(t) 0,825 18,98 Khuếch tán Parabol qt = 299,344 + 26,212 t0,5 0,826 18,01 Động học bậc 1 - - - L1 Simple Elovich qt = 499,966 - 37,006 ln(t) 0,898 8,098 Khuếch tán Parabol qt = 489,044 - 16,012 t0,5 0,906 11,01 Significant at α
Ở giai đoạn đầu của thí nghiệm, N giải phóng từ phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) nhanh hơn so với phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1). Thoạt đầu trong thí nghiệm lượng đạm giải phóng của phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) tăng lên nhanh chóng theo phương trình tuyến tính được giải phóng trước 7 ngày cuối cùng. Sau đó, lượng N giải phóng tích lũy tăng lên chậm dần. Ngược lại lượng N giải phóng của phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) tăng lên ổn định trước 21 ngày sau bón, nhưng N được coi là giải phóng nhanh hơn ở giai đoạn sau vì độ dốc của đường cong lớn hơn. Bảng 4.2. Đặc điểm động thái của giải phóng đạm từ phân viên nhả chậm C1 và L1 Công thức Mô hình Phƣơng trình r SE Động học bậc 1 qt = -15,678 (1-e 0.017t) 0,966 1,761 C1 Simple Elovich qt = 1233,599 – 243,888 ln (t) 0,845 90,57 Khuếch tán Parabol qt = 1022,234 – 108,333 t0,6 0,807 98,99 Động học bậc 1 qt = 434 (1-e-0,299t) 0,555 22,31 L1 Simple Elovich qt = 277,214 + 47,076 ln(t) 0,825 18,98 Khuếch tán Parabol qt = 299,344 + 26,212 t0,5 0,826 18,01 Significant at α
Mô hình với mối tương quan chặt (r = 0,957, SE = 1,501) đối với phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) phản ánh tốt lượng N giải phóng tích lũy ở đất đỏ vàng Lào Cai. 4.2.3. Nghiên cứu sự di động đạm của các loại phân viên nhả chậm khi đƣợc bón vào đất đỏ vàng của Lào Cai trên phần mềm HYDRUS -2D Thí nghiệm xác định sự di động của đạm khi bón các dạng phân viên nhả chậm trong đất đỏ vàng Lào Cai ở các thời điểm 5, 10, 20, 30, 60 ngày sau khi bón phân, kết quả phân tích được biểu diễn trên các đồ thị (hình 4.6- 4.10). Ghi chú: LS: PVNC dạng nén, SL1: PVNC bọc keo, L1 PVNC bọc dịch chiết, C1: PVNC bọc keo + dịch chiết Hình 4.6. Nồng độ amon trong đất sau 5 ngày bón PVNC Kết quả nghiên cứu tại hình 4.6 cho thấy nồng độ amon của cả 4 dạng phân viên nhả chậm đều tăng và đạt cực đại ở độ sâu 10,5 cm. Trong đó phân viên nhả chậm dạng nén (LS) chất dinh dưỡng giải phóng từ viên phân có nồng độ amon đạt cao nhất 986,6 mg/kg, thấp nhất là phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (C1) có nồng độ amon là thấp nhất 378,7 mg/kg. Như vậy, so với phân viên nhả chậm dạng nén thì phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết việc giải phóng đạm từ viên phân chỉ còn 38,4%. Ghi chú: LS: PVNC dạng nén, SL1: PVNC bọc keo, L1 PVNC bọc dịch chiết, C1: PVNC bọc keo + dịch chiết Hình 4.7. Nồng độ amon trong đất sau 10 ngày bón PVNC 16
Kết quả nghiên cứu sự giải phóng đạm từ viên phân sau 10 ngày bón được biểu diễn theo hình 4.7 cho thấy nồng độ đạm ở độ sâu 10,5 cm ở phân viên nhả chậm dạng nén chỉ còn 55% (541,3 mg/kg so với 986,6 mg/kg), tiếp đến phân viên nhả chậm bọc keo (39%), phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (40%) và phân viên nhả chậm bọc keo + dịch chiết là cũng đạt 40%. Các loại phân viên nhả chậm đều di động mạnh ở độ sâu 10 cm kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu của (Trần Đức Thiện và cs., 2015). Ghi chú: LS: PVNC dạng nén, SL1: PVNC bọc keo, L1 PVNC bọc dịch chiết, C1: PVNC bọc keo + dịch chiết Hình 4.8. Nồng độ amon trong đất sau 20 ngày bón PVNC Tại hình 4.8 cho thấy lượng đạm giải phóng ra khỏi phân viên nhả chậm dạng nén so với 5 ngày đầu chỉ đạt 9%, phân viên nhả chậm bọc keo đạt 8%; phân viên nhả chậm bọc dịch chiết đạt 8,5% và phân viên nhả chậm bọc keo + dịch chiết là 9%. Điều này cho thấy đến ngày 20 sau bón lượng đạm giải phóng ra ở các dạng phân viên nhả chậm là không có sự sai khác. Ghi chú: LS: PVNC dạng nén, SL1: PVNC bọc keo, L1 PVNC bọc dịch chiết, C1: PVNC bọc keo + dịch chiết Hình 4.9. Nồng độ amon trong đất sau 30 ngày bón PVNC Kết quả nghiên cứu di động đạm ở thời điểm 30 ngày tại hình 4.9 cho thấy nồng độ đạm trong đất ở độ sâu 10,5 cm so với nồng độ đạm cũng tại độ sâu này sau 5 ngày bón không có sự sai khác đáng kể nào. Cụ thể phân viên nhả chậm dạng nén là 2,7%, các loại phân viên nhả chậm còn lại là 2%. Như vậy, có 17
thể nói đến ngày thứ 30 sau khi bón, dinh dưỡng đạm từ phân viên nhả chậm khác nhau đã gần đi ra hết khỏi viên phân. Ghi chú: LS: PVNC dạng nén, SL1: PVNC bọc keo, L1 PVNC bọc dịch chiết, C1: PVNC bọc keo + dịch chiết Hình 4.10. Nồng độ amon trong đất sau 60 ngày bón PVNC Kết quả nghiên cứu sự di động của đạm ở thời điểm 60 ngày sau khi bón được trình bày tại hình 4.16 cho thấy, hầu như nồng độ amon trong phân viên nhả chậm đã lan đều trong toàn phẫu diện nghiên cứu, lúc này nồng độ amon của các loại phân viên nhả chậm bằng 0 mg/kg. Qua nghiên cứu sự di động của đạm cho thấy bón phân viên nhả chậm có bọc keo và dịch chiết khả năng giữ đạm trong đất tốt hơn và khi được bón ở độ sâu 10cm so với bề mặt luống ngô, cách gốc ngô 10cm là phù hợp nhất với sinh trưởng phát triển của cây ngô trên đất đỏ vàng của Lào Cai. 4.3. NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CÁC DẠNG PHÂN VIÊN NHẢ CHẬM VÀ KỸ THUẬT BÓN ĐẾN SINH TRƢỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT NGÔ 4.3.1. Ảnh hƣởng của các dạng phân viên nhả chậm đến sinh trƣởng cây ngô 4.3.1.1. Ảnh hưởng của các loại phân viên nhả chậm đến sinh trưởng của cây ngô Nghiên cứu ảnh hưởng của các dạng phân bón đến chỉ số diện tích lá được trình bày tại bảng 4.4 cho thấy Vụ Xuân năm 2013 và vụ Xuân năm 2014 ở giai đoạn 7 - 9 lá, chỉ số diện tích lá đạt cao nhất ở công thức phân viên nhả chậm nén có bọc keo và dịch chiết (CT5) (Xuân 2013:0,81 m2 lá/m2 đất; Xuân 2014: 0,74 m2 lá/m2 đất) và thấp nhất ở công thức không bón phân (CT1) (Xuân 2013: 0,38m2 lá/m2 đất; Xuân 2014: 0,35 m2 lá/m2 đất). Điều này cho thấy, việc sử dụng phân viên nhả chậm có bọc keo và dịch chiết đã làm cho lượng dinh dưỡng giải phóng ra chậm hơn, do dịch chiết thực vật có tác dụng ức chế enzyme urease có trong đất nhằm làm giảm sự mất đạm (Lin et al., 2014; An et al., 2014) nên phân cung cấp được dinh dưỡng cho cây 18