Nghiên cứu khả năng cung cấp dinh dưỡng cho lúa từ đất thông qua thí nghiệm ô khuyết

110 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 7(104)/2019 1 Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Bắc Trung Bộ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CUNG CẤP DINH DƯỠNG CHO LÚA TỪ ĐẤT THÔNG QUA THÍ NGHIỆM Ô KHUYẾT Lê Văn Vĩnh1, Trần Thị Thắm1 TÓM TẮT Năm 2017, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Bắc Trung Bộ đã tiến hành nghiên cứu khả năng cung cấp dinh dưỡng từ đất cho cây lúa tại xã Diễn Liên, huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ An qua thí nghiệm ô khuyết. Kết quả cho thấy ở vụ Xuân, lượng dinh dưỡng N, P, K nội tại do đất cung cấp là 36 kg N + 34,02 kg P2O5 + 94,45 kg K2O và đề xuất công thức phân bón N, P, K tại Diễn Liên, Diễn Châu, Nghệ An để đạt năng suất lúa 63,8 tạ/ha là 119,4 - 132,7 kg N + 14,2 - 17 kg P2O5 + 34 - 40,8 kg K2O. Ở vụ Hè Thu, lượng dinh dưỡng N, P, K nội tại do đất cung cấp là 47,25 kg N + 34,82 kg P2O5 + 106,51 kg K2O và đề xuất công thức phân bón N, P, K tại Diễn Liên, Diễn Châu, Nghệ An để đạt năng suất lúa 65,8 tạ/ha là 114,3 - 128,6 kg N + 18,6 - 23,3 kg P2O5 + 23,9 - 29,8 kg K2O. Từ khóa: Lúa, dinh dưỡng, thí nghiệm ô khuyết I. ĐẶT VẤN ĐỀ Mỗi loại đất có khả năng cung cấp cho cây trồng một lượng dinh dưỡng khác nhau. Trong điều kiện tính chất đất có sự biến động lớn, đặc biệt là hàm lượng dinh dưỡng, nếu bón lượng phân đồng nhất cho toàn bộ cánh đồng hoặc một vùng rộng lớn như hiện nay có thể dẫn đến nơi thừa, nơi thiếu dinh dưỡng. Bón phân hóa học quá mức cần thiết, đặc biệt là N là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường (Khalilzadeh et al., 2012). Vì vậy, việc nghiên cứu khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây của mỗi loại đất là rất cần thiết để từ đó có quy trình bón phân hợp lý phát huy hết khả năng của phân bón nâng cao hiệu quả kinh tế sản xuất lúa, giảm được tác động của phân bón đến môi trường. Thông qua nghiên cứu thí nghiệm ô khuyết dinh dưỡng xác định được khả năng cung cấp dinh dưỡng của từng loại đất. Từ đó đề xuất được công thức bón phân N, P, K hợp lý đạt hiệu quả cao cho sản xuất lúa. II. VẬT LIỆU VÀ PH ƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu - Vật liệu nghiên cứu: Vụ Xuân: Giống lúa BT7 là giống cảm ôn, nên gieo cấy được cả hai vụ - vụ Hè Thu và vụ Xuân. Vụ Hè Thu: Giống Bắc Hương 9 là giống lúa mới ngắn ngày, có năng suất cao, chất lượng tốt. - Các loại phân bón sử dụng gồm: Urea (46%N), Super lân (16% P2O5) và KCl (60% K2O). 2.2. Phương pháp nghiên cứu - Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối hoàn toàn ngẫu nhiên, giữa các ô được đắp bờ ngăn cách không cho nước chảy tràn hoặc dinh dưỡng thấm từ ô này sang ô khác. Thí nghiệm gồm các công thức được mô tả trong bảng 1. Bảng 1. Lượng N, P, K sử dụng trong các phương pháp bón vụ Xuân và Hè Thu năm 2017 Công thức Lượng phân bón (kg/ha) N P2O5 K2O I Bón đầy đủ NPK 120 80 80 II - N (khuyết Đạm) 0 80 80 III - P (khuyết Lân) 120 0 80 IV - K (khuyết Ka li) 120 80 0 V - NPK (khuyết N P K) 0 0 0 - Phương pháp bón phân: Phân bón được chia làm 3 đợt để bón. Đợt 1 bón lót trước cấy với 100% P (trừ ô không bón P), 30% tổng lượng N (trừ ô không bón N). Đợt 2 bón thúc lần 1 (sau cấy 10 - 12 ngày) với bón 40% lượng N (trừ ô không bón N) và 50% lượng K (trừ ô không bón K). Đợt 3 bón thúc lần 2 (trước trỗ 20 - 25 ngày) bón 30% tổng lượng N (trừ ô không bón N) và 50% K (trừ ô không bón K). - Phương pháp xác định lượng phân cần bón: Xác định lượng phân cần bón cho lúa theo phương pháp của Hach và Tan (2007) gồm các bước: + Năng suất mục tiêu thường cao hơn năng suất thực tế đạt được (thường cao hơn khoảng 0,5 tấn/ha), nhưng không vượt quá 15%. + Xác định nhu cầu dinh dưỡng cung cấp từ đất. Để tạo ra 1 tấn thóc cây phải hấp thu 15 kg N + 6 kg P2O5 + 18 kg K2O. Dựa vào các thông số trên ta có thể tính được lượng N, P2O5 và K2O mà đất đã cung cấp. Cụ thể nếu năng suất lô (-N) đạt 4 tấn lúa/ha thì lượng N đất cung cấp là 4 tấn lúa/ha ˟ 15 kg N/tấn lúa = 60 kg N/ha, như vậy đất cung cấp được 60 kg N/ha. Tương tự, nếu năng suất lô (-P) đạt 5 tấn lúa/ha thì lượng lân do đất cung cấp là: 111 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 7(104)/2019 5 ˟ 6 = 30 kg P2O5/ha; nếu năng suất lô (- K) đạt 5,5 tấn/ha thì kali do đất cung cấp sẽ là 5,5 ˟ 18 = 99 kg K2O/ha. + Xác định nhu cầu dinh dưỡng để đạt được năng suất mục tiêu. Cụ thể, để đạt được năng suất mục tiêu là 7 tấn/ha thì lượng dinh dưỡng cần bón là 105 kg N, 42 kg P2O5 và 126 kg. + Tính toán lượng phân cần thiết phải bón bổ sung để đạt năng suất mục tiêu theo công thức: FR = Nu – (Nss + Nso) E Trong đó: FR là lượng phân cần bón, Nu là dinh dưỡng cần để đạt năng suất mục tiêu; Nss là dinh dưỡng cung cấp từ đất; Nso là dinh dưỡng cung cấp từ các nguồn khác (nước tưới, nước mưa, vi sinh vật); E là hiệu quả thu hồi phân bón (Hiệu quả thu hồi của phân đạm trong vụ Đông Xuân khoảng 45 - 50%, lân khoảng 20 - 25% và kali khoảng 50 - 60%. Hiệu quả thu hồi của phân đạm trong vụ Hè Thu khoảng 40 - 45%, lân khoảng 20 - 30% và kali khoảng 40 - 50%). - Quy trình kỹ thuật: Các quy trình chăm sóc sau cấy: Áp dụng theo Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 01-55-2011/BNNPTNT về khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng giống lúa do Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành. - Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi: Theo Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 01-55-2011/ BNNPTNT về khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng giống lúa và tham khảo thang điểm đánh giá của IRRI (2000). - Thu thập và xử lý số liệu: Số liệu thu thập được xử lý bằng chương trình Excel và Statistix 10.0. 2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Thí nghiệm được tiến hành từ tháng 1 đến tháng 10 năm 2017 tại xã Diễn Liên, huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ An. Vụ Xuân gieo 01/01/2017; vụ Hè Thu gieo 10/5/2017. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Ảnh hưởng của phương pháp bón phân lên các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa vụ Xuân và Hè Thu 2017 3.1.1. Vụ Xuân 2017 Kết quả thể hiện ở bảng 2 cho thấy: - Số bông/m2: Ở công thức - N có số bông/m2 thấp nhất (216,67 bông/m2). Như vậy, nếu không bón N cho cây sẽ có số bông/m2 thấp, điều này cũng tìm thấy bởi Yoshida (1981) là số bông/m2 còn có mối tương quan thuận với lượng đạm được cây lúa hấp thu vào lúa trổ bông, lượng đạm được cây hấp thu nhiều thì số bông cũng tăng. - Số hạt chắc/bông: Ở các công thức bón đầy đủ N, P, K và - P, - K cho hạt chắc/bông dao động từ 109,33 (- K) đến 116, 33 hạt/bông (- P). Công thức - N cho hạt chắc/bông là thấp nhất (85,67 hạt/bông). - Năng suất lý thuyết của công thức bón đầy đủ N, P, K là cao nhất (73,51 tạ/ha), cao tương đương với các công thức - P, - K và cao hơn hẳn qua xử lý thống kê với năng suất ở công thức - N (35,68 tạ/ha) ở mức ý nghĩa 5%. - Năng suất thực thu: Qua kết quả ở bảng 2 và hình 1 cho thấy ở công thức - N cho năng suất thấp nhất (24 tạ/ha), năng suất ở các công thức bón đầy đủ NPK, - P, - K không khác biệt thống kê với nhau. Như vậy, trong đất cung cấp cho cây tương đối đầy đủ về nhu cầu P, K cho lúa và nhu cầu về N còn thiếu rõ rệt. Bảng 2. Ảnh hưởng của biện pháp bón phân theo kỹ thuật ô khuyết đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa vụ Xuân 2017 Công thức Số dảnh hữu hiệu (dảnh) Số bông/m2 Hạt chắc/bông (hạt/bông) Tỷ lệ lép (%) Khối lượng 1000 hạt (gam) NSLT (tạ/ha) NSTT (tạ/ha) NPK 6,73a 336.67a 110,33a 17,37b 19,73a 73,51a 58,77a - N 4,33b 216.67b 85,67b 25,00a 19,13a 35,68b 24,00b - P 6,20a 310a 116,33a 16,17b 19,53a 70,51a 56,70a - K 6,16a 308,33a 109,33a 16,13b 19,60a 65,94a 52,47a F - * * * ns * * CV (%) * 10,72 3,05 7,04 2,77 11,58 5,07 Ghi chú: Trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau không khác biệt qua xử lý số liệu, *: khác biệt ở mức ý nghĩa 5%, ns: không khác biệt ở mức ý nghĩa. 112 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 7(104)/2019 Hình 1. Ảnh hưởng các phương pháp bón phân đến năng suất lúa 3.1.2. Vụ Hè Thu 2017 Kết quả trình bày ở bảng 3 cho thấy: - Số bông/m2: Công thức - K có số bông/m2 nhiều nhất (400 bông/m2), hai công thức - N, - NPK có số bông/m2 thấp nhất (271,67 bông và 226,67 bông/m2). - Hạt chắc/bông: Số hạt chắc/bông của công thức - N có số hạt chắc thấp nhất. Số hạt chắc/bông cao nhất ở công thức - P (98 hạt/bông). - Năng suất lý thuyết của giống đạt cao nhất khi bón đầy đủ N, P, K (77,08 tạ/ha). Hai công thức - N và - NPK có năng suất thấp nhất là 45,67 tạ/ha và 38,53 tạ/ha. - Năng suất thực thu: Kết quả ở bảng 3 và hình 2 cho thấy năng suất ở các công thức bón đầy đủ NPK; - P; - K tương đương nhau nhưng cao hơn khác biệt thống kê so với công thức - N và - NPK. Năng suất ở công thức - NPK là thấp nhất (28,23 tạ/ha), tương đương với công thức - N (31,5 tạ/ha), khác biệt thống kê với các công thức còn lại. Kết quả ở vụ Hè Thu cũng tương tự như vụ Xuân ở công thức không bón N đều cho năng suất thấp so với công thức - P, - N, bón đầy đủ NPK. Bảng 3. Ảnh hưởng của biện pháp bón phân theo kỹ thuật ô khuyết đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa vụ Hè Thu 2017 Công thức Số dảnh hữu hiệu (dảnh ) Số bông/m2 Hạt chắc/bông (hạt/bông) Tỷ lệ lép (%) K.lượng 1000 hạt (gam) NSLT (tạ/ha) NSTT (tạ/ha) NPK 7,30a 365,00a 97,33a 13,9a 21,70a 77,08a 60,83a - N 5,43bc 271,67bc 82,67b 6,9b 20,20a 45,67b 31,50b - P 6,67ab 333,33ab 98,00a 12,8a 21,5a 70,42a 58,03a - K 8,0a 400,00a 87,33b 11,9a 21,67a 75,57a 59,17a -NPK 4,53c 226,67c 85,67b 6,0b 19,73a 38,53b 28,23b F * * * * ns * * CV (%) 9,12 9,12 3,87 10,49 4.0 12.03 4,44 NSTT (tạ/ha) Hình 2. Ảnh hưởng của phương pháp bón phân tới năng suất lúa ở vụ Hè Thu 113 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 7(104)/2019 3.3. Xác định lượng phân bón thích hợp cho giống lúa BT7 và Bắc Hương 9 dựa vào kỹ thuật ô khuyết ở vụ Xuân 2017 và Hè Thu 2017 3.3.1. Xác định mức năng suất mục tiêu Ở vụ Xuân, năng suất lúa thực tế của giống BT7 ở công thức bón đầy đủ N P K đạt được là 58,77 tạ/ha (~5,88 tấn/ha) (Bảng 2 và Hình 1). Do đó, năng suất mục tiêu cần đạt được là 63,77 tạ/ha (~6,38 tấn/ha). Ở vụ Hè Thu năng suất lúa thực tế của giống Bắc Hương 9 tại công thức bón đầy đủ N P K đạt được là 60,8 tạ/ha (6,08 tấn/ha) (Bảng 3 và Hình 2). Vì vậy, năng suất mục tiêu cần đạt được là 65,8 tạ/ha (6,58 tấn/ha). 3.3.2. Xác định lượng dinh dưỡng N, P, K do đất cung cấp dựa vào năng suất ở các ô khuyết (- N, - P, - K) Đất trồng lúa tại xã Diễn Liên, Diễn Châu, Nghệ An trong vụ Xuân 2017, 1 ha đất đã cung cấp cho lúa là 36 kg N, 34,02 kg P2O5 và 94,45 kg K2O (Bảng 4). Ở vụ Hè Thu, đất cung cấp cho lúa là 47,25 kg N, 34,82 kg P2O5 và 106,51 kg K2O (Bảng 4). Bảng 4. Lượng dinh dưỡng do dất cung cấp trong vụ Xuân 2017 và vụ Hè Thu 2017 tại vùng đất Diễn Liên, Diễn Châu, Nghệ An Ô khuyết Lượng phân cho 1 tấn lúa (kg) Năng suất vụ Xuân 2017 (tấn/ha) Lượng dinh dưỡng do đất cung cấp (kg/ha) Năng suất vụ Hè Thu 2017 (tạ/ha) Lượng dinh dưỡng do đất cung cấp (kg/ha) - N 15 kg N 2,40 36 kg N 3,15 47,25 kg N - P 6 kg P2O5 5,67 34,02 kg P2O5 5,80 34,82 kg P2O5 - K 18 kg K2O 5,25 94,45 kg K2O 5,92 106,51 kg K2O 3.3.3. Xác định lượng dinh dưỡng để đạt năng suất mục tiêu Dựa vào cách tính lượng phân tạo ra cây lúa hấp thu để tạo ra 1 tấn lúa/ha của Hach và Tan (2007), cây lúa cần hấp thu 15 kg N, 6 kg P2O5 và 18 kg K2O. Như vậy, vụ Xuân 2017 để đạt được năng suất mục tiêu 6,38 tấn/ha thì cây lúa cần hấp thu 95,7 kg N, 38,28 kg P2O5 và 114,84 kg K2O. Vụ Hè Thu để đạt được năng suất mục tiêu 6,58 tấn/ha thì cây lúa cần hấp thu 98,7 kg N, 39,48 kg P2O5 và 118,44 kg K2O. 3.3.4. Xác định lượng phân cần bón Nhu cầu dinh dưỡng thực tế: Ở vụ Xuân, khi bón phân cho cây thì hiệu quả sử dụng phân bón cho cây lúa cũng rất thấp, với phân đạm chỉ đạt 45 - 50%, phân lân 25 - 30% và kali 50 - 60%, như vậy lượng phân thực tế để đạt năng suất 6,38 tấn/ha là 119,4 - 132,7 kg N; 14,2 - 17 kg P2O5 và 34 - 40,8 kg K2O (Bảng 5). Ở vụ Hè Thu, khi bón phân cho cây thì hiệu quả sử dụng phân bón cho cây lúa cũng rất thấp, với phân đạm chỉ đạt 40 - 45%, phân lân 20 - 25% và kali 40 - 50%. Như vậy, lượng phân thực tế để đạt năng suất 6,58 tấn/ha là từ 114,3 - 128,6 kg N; 18,6 - 23,3 kg P2O5 và 23,9 - 29,8 kg K2O (Bảng 6). Bảng 5. Lượng dinh dưỡng cần thiết để đạt năng suất mục tiêu 6,38 tấn/ha trong vụ Xuân và 6,58 tấn/ha trong vụ Hè Thu cho đất tại xã Diễn Liên, Diễn Châu, Nghệ An Loại phân Lượng dinh dưỡng cần thiết bón (kg/ha) Vụ Xuân Vụ Hè Thu N 119,4 - 132,7 114,3 - 128,6 P2O5 14,2 - 17,0 18,6 - 23,3 K2O 34,0 - 40,8 23,9 - 29,8 IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1. Kết luận - Vụ Xuân: Lượng dinh dưỡng N, P, K nội tại do đất cung cấp là 36 kg N + 34,02 kg P2O5 + 94,45 kg K2O và đề xuất công thức phân bón N, P, K tại Diễn Liên, Diễn Châu, Nghệ An để đạt năng suất lúa 63,8 tạ/ha là 119,4 - 132,7 kg N + 14,2 - 17 kg P2O5 + 34 - 40,8 kg K2O. - Vụ Hè Thu: Lượng dinh dưỡng N, P, K nội tại do đất cung cấp là 47,25 kg N + 34,82 kg P2O5 + 106,51 kg K2O và đề xuất công thức phân bón N, P, tại Diễn Liên, Diễn Châu, Nghệ An để đạt năng suất lúa 65,8 tạ/ha là 114,3 - 128,6 kg N + 18,6 - 23,3 kg P2O5 + 23,9 - 29,8 kg K2O.