Báo cáo: Nghiên cứu hiệu quả phân bón dài hạn cho lúa tại Viện nghiên cứu lúa Quốc tế

Chia sẻ: Lê Công Vũ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:22

Thêm vào BST

Báo xấu

127
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Báo cáo: Nghiên cứu hiệu quả phân bón dài hạn cho lúa tại Viện nghiên cứu lúa Quốc tế nhằm trình bày tóm tắt hiệu quả sử dụng phân N đối với lúa (Oryza sativa L.) bao gồm việc điều chỉnh thời gian bón phân N phù hợp với nhu cầu của cây và điều chỉnh lượng phân phù hợp với năng suất dự kiến sẽ đạt. Năng suất này được xác định từ sự chênh lệch giữa năng suất đạt được do có bón N và năng suất đạt được do không bón N.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo: Nghiên cứu hiệu quả phân bón dài hạn cho lúa tại Viện nghiên cứu lúa Quốc tế

LONG-TERM FERTILIZER EFFICIENCY RESEARCH FOR RICE AT THE INTERNATIONAL RICE RESEARCH INSTITUTE NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ PHÂN BÓN-DÀI HẠN CHO LÚA TẠI VIỆN NGHIÊN CỨU LÚA QUỐC TẾ Roland J. Buresh1 and Teodoro Correa1, Jr. Người dịch: Nguyễn Văn Linh, Phạm Sỹ Tân Abstract Tóm tắt The efficient use of fertilizer Hiệu quả sử dụng phân N đối N for rice (Oryza sativa L.) với lúa (Oryza sativa L.) bao involves adjusting the time of gồm việc điều chỉnh thời gian fertilizer N applications to bón phân N phù hợp với nhu match crop needs for N and cầu của cây và điều chỉnh adjusting the rate of fertilizer lượng phân phù hợp với năng N to match the expected yield suất dự kiến sẽ đạt. Năng suất gain from applied N. This này được xác định từ sự chênh yield gain can be determined lệch giữa năng suất đạt được from the difference between do có bón N và năng suất đạt the yield attained with N được do không bón N. fertilization and the yield attained without added fertilizer N. An eight-year experiment Thí nghiệm tiến hành trong with irrigated rice in the tám năm trên lúa có tưới ở Philippines showed that Philippines cho thấy chế độ water regime during the nước trong thời gian chuyển fallow, between harvest of vụ (từ khi thu hoạch vụ trước one rice crop and land tới khi xuống giống vụ sau) preparation for the next crop, ảnh hưởng đến khả năng cung affected the supply of cấp N bản địa (N có sẵn trong indigenous N and yield gain đất) và năng suất lúa đạt được 1 International Rice Research Institute, DAPO Box 7777, Metro Manila, Philippines 375
from applied N for the next từ lượng phân N bón vào cho rice crop. vụ tiếp theo. Estimated optimal rates of Ước tính lượng phân đạm khác fertilizer N varied by 95 kg N biệt dao động khoảng 95 kg ha–1 among fallow N/ha do biện pháp xử lý trong management practices. The thời gian chuyển vụ. Mặt khác, retention rather than the việc giữ lại các tồn dư rơm rạ removal of rice residue, on trong ruộng, không ảnh hưởng the other hand, had no effect tới năng suất gia tăng từ việc on yield gain from applied N. bón phân N. Conventional soil analyses Phân tích đất theo phương are unlikely to predict the pháp truyền thống không có influences of such water and khả năng dự đoán ảnh hưởng residue management của nước tưới và quản lý tồn practices on fertilizer N dư rơm rạ tới nhu cầu phân N. requirements. Rice yields Khi được cung cấp đầy đủ attainable with full phân bón trong mùa khô ở thí fertilization in the dry season nghiệm dài hạn tiến hành liên in the Long-Term Continuous tục (LTCCE) trong 20 năm Cropping Experiment qua, năng suất lúa dao động (LTCCE) have fluctuated in trong khoảng từ 6,5 đến the past 20 years between 6.5 9,5t/ha. Năng suất thực tế có and 9.5 t ha–1. The yields khuynh hướng song song với tended to parallel the năng suất tiềm năng được xác potential yield determined định bởi mô hình Oyrza2000 with the Oyrza2000 model bằng cách sử dụng các số liệu using daily climate data and khí hậu thời tiết hàng ngày và phenological characteristics đặc điểm hình thái của các of the rice varieties. giống lúa. This highlights the strong Điều này minh chứng có sự dependence of rice yield and liên quan giữa năng suất lúa optimal fertilizer N với lượng phân N tối hảo phụ requirements on climate. In thuộc vào khí hậu thời tiết. such case, an increase in the Trong trường hợp đó, thực efficiency of fertilizer N use hiện sự gia tăng hiệu quả của 376
might be possible through use phân N bằng cách dự đoán khí of anticipated climate to hậu tời tiết để ước tính năng estimate climate-adjusted rice suất lúa do khí hậu thay đổi và yields and fertilizer N rates lượng phân bón N cho vụ sắp for the upcoming crop tới. season. The climate-adjusted fertilizer Lượng phân bón theo đó điều rates would then need to be chỉnh theo sự thay đổi thời tiết rapidly disseminated to cần được thông báo nhanh farmers and fertilizer chóng cho nông dân và các distributors. nhà phân phối phân bón biết. Extractable soil P increased Trong một thí nghiệm dài hạn, with P fertilization in long- người ta thấy rằng lượng P dễ term experiments reflecting a tiêu gia tăng khi phân P bón greater addition than removal vào trong đất, điều này phản of P. Exchangeable soil K ánh lượng P bổ sung lớn hơn declined with continuous rice lượng P lấy đi. Lượng K trao cropping when rice residues đổi giảm dần theo thời gian were removed even with canh tác, khi tồn dư rơm rạ application of some fertilizer được lấy đi, ngay cả khi có K. bón phân K. The retention of rice residues Việc lưu giữ tồn dư rơm rạ did not reduce fertilizer N không làm giảm nhu cầu phân requirements or increase rice N hoặc tăng năng suất lúa trên yield on flooded clay soils đất sét ngập nước với lượng K with relatively large soil K trong đất tương đối lớn, nhưng reserves; but the retention of việc giữ lại tồn dư rơm rạ về residues could markedly lâu dài có thể làm giảm đáng reduce requirements for kể nhu cầu phân K. fertilizer K in the longer term. 1. Introduction 1. Giới thiệu Soil, crop residues, irrigation Đất, tồn dư thực vật, nước water, and biological N2 tưới, và vi sinh vật cố định N2 fixation supply most of the cung cấp hầu hết các chất dinh 377
nutrients taken up by rice; but dưỡng cho cây lúa hấp thu, these indigenous sources of nhưng nguồn dinh dưỡng có nutrients are typically not sẵn trong đất thường không sufficient to sustain high rice đủ để duy trì năng suất lúa và yields and profits for rice lợi nhuận cao cho nông dân farmers. Rice production trồng lúa. Sản xuất lúa do đó consequently relies on the use dựa vào phân bón như một of fertilizer as a supplemental nguồn bổ sung các chất dinh source of nutrients. Nitrogen dưỡng. Đạm (N) là chất dinh (N) is the nutrient typically dưỡng cây lúa sử dụng với số required in largest quantity lượng lớn nhất, nhưng việc from fertilizers, but quản lý phân N không hiệu inefficient management of quả có thể dẫn đến thất thu fertilizer N can lead to loss in năng suất do cung cấp không yield arising from both an đủ cho cây ở các giai đoạn insufficient supply at critical tăng trưởng quan trọng và crop growth stages and an cung cấp dư thừa dẫn đến lúa excess supply resulting in bị lốp đổ tạo điều kiện thuận luxuriant growth and lợi cho sâu bệnh tấn công. associated disease and pests. Research in the 1970s and Nghiên cứu trong những năm 1980s showed that about one- 1970 và 1980 ở châu Á cho third of the fertilizer N thấy khoảng một phần ba phân applied by conventional N được nông dân ở vùng có hệ farmers’ practices to irrigated thống tưới tiêu bón theo lowland rice in Asia can be phương pháp thông thường, lost as gases to the đạm có thể bị mất mát dưới atmosphere. Only about one- dạng khí bay vào khí quyển. third of the fertilizer N is Chỉ khoảng một phần ba lượng taken up by the rice crop. The phân N bón vào được cây lúa remaining one-third of the hấp thu và một phần ba còn lại fertilizer N remains in the soil nằm trong đất không được cây unused by the crop (Buresh et trồng sử dụng (Buresh et al., al., 2008). Research on N 2008). Nghiên cứu về quản lý management during the 1970s phân N trong những năm 1970 and 1980s largely focused on và 1980 chủ yếu tập trung vào increasing N fertilizer use việc tăng hiệu quả sử dụng 378
efficiency through ‘reducing bằng cách làm giảm lượng N N loss’. The aim was to bị mất mát. Mục tiêu là tăng increase the portion of lượng phân N cho cây lúa hấp fertilizer N taken up by the thu. Một thông số quan trọng rice crop. A key parameter for là “hiệu quả thu hồi phân N”, success was the ‘recovery nói cách khác là lượng phân N efficiency of fertilizer N’ or bón vào được cây lúa hấp thu. the percentage of applied N Trong 20 năm qua, tập trung taken up by the mature rice nghiên cứu phân N nhằm gia crop. During the past 20 tăng hiệu quả thu hồi đã years, emphasis has evolved chuyển sang gia tăng hiệu quả from increasing recovery nông học (AEN), đó là sự gia efficiency to increasing the tăng năng suất trên một đơn vị agronomic efficiency of phân N bón vào. Điều đó cho fertilizer N (AEN), which is thấy gia tăng năng suất trên the increase in grain yield per một đơn vị phân N đầu tư quan unit of fertilizer N applied. trọng hơn gia tăng năng suất This emphasis on the output lúa, là để đảm bảo gia tăng lợi per unit of input without nhuận cho người nông dân compromising on the need for (Buresh, 2007). high yield acknowledges the importance of ensuring increased profit for farmers (Buresh, 2007). The greatest opportunities for Cơ hội lớn nhất để nâng cao widespread improvements in hiệu quả nông học AEN được AEN in farmers’ fields exist lan rộng ngay trên ruộng nông with optimizing fertilizer N dân với liều lượng phân N bón rates to match the yield gain tối ưu hóa để đạt năng suất to applied fertilizer N and như đã đạt được khi bón phân with splitting the application N chia làm nhiều lần, bón đáp of fertilizer N to match crop ứng nhu cầu đạm bổ sung tại needs for supplemental N at các thời kỳ sinh trưởng quan critical crop growth stages. trọng. Điều này đòi hỏi một sự This will require a chuyển đổi khuyến cáo từ bón transformation from fertilizer phân cố định về lượng giống recommendations with a nhau cho cả vùng rộng lớn 379
preset, uniform rate of N sang khuyến cáo linh hoạt có across vast areas to sự điều chỉnh lượng phân N và recommendations with thời điểm bón phân phù hợp greater flexibility in adjusting tùy thuộc vào vùng đặc thù và fertilizer N rates and timings nhu cầu cụ thể của từng giai to the site-specific and growth đoạn tăng trưởng của cây lúa. stage-specific needs of the rice crop. After N, phosphorus (P) and Sau phân đạm (N), phân lân potassium (K) are the (P) và kali (K) là các chất dinh nutrients typically dưỡng cây trồng sử dụng với recommended in largest số lượng lớn. Hiệu quả sử amounts from fertilizer. The dụng phân lân (P) trên ruộng recovery efficiency of lúa có tưới của nông dân đạt fertilizer P in farmers’ fields trung bình vào khoảng từ 15% usually averages about 15% đến 30%. Lượng P không to 30% for irrigated rice. The được hấp thu thường không di non-recovered P is typically chuyển mà được tích lũy vào not mobile and adds to the lượng lân (P) bản địa sẵn có indigenous P in the soil. The trong đất. Hiệu quả sử dụng recovery efficiency of phân K trung bình có thể đạt fertilizer K can average about khoảng 50% đến 60%, nhưng 50% to 60%, but it can also cũng có thể thấp hơn nhiều khi be markedly lower when the gia tăng năng suất do bón K gain in yield to applied K is không thể hiện. Như một negligible. As a general nguyên lý chung, hiệu quả thu principle, a recovery hồi khoảng 30% được coi là efficiency of about 30% can mục tiêu đối với P và khoảng be targeted for P and a 60% được coi là mục tiêu đối recovery efficiency of about với K trong điều kiện môi 60% can be targeted for K in trường canh tác lúa được cấp rice-growing environments nước đầy đủ và quản lý cây with ample water and good trồng tốt. Hiệu quả mục tiêu crop management practices. cho vùng trồng lúa nhờ nước Target efficiencies for rainfed trời có thể thấp hơn (Gregory environments could be lower et al., 2010). (Gregory et al., 2010). 380
Fertilizer P and K Nhu cầu phân P và K cho một requirements for a specific thửa ruộng cụ thể có thể được field can be determined with xác định dựa theo nguyên lý principles derived from site- bón phân theo vùng đặc thù specific nutrient management (SSNM). Khi gia tăng năng (SSNM). When the yield gain suất do bón P hoặc K được ghi to applied P or K is nhận là không đáng kể, thì nhu negligible, fertilizer P or K cầu phân P hoặc K được tính requirements are derived toán ra từ cân bằng dinh dưỡng from an estimated nutrient (tức là lượng chất dinh dưỡng balance (i.e. nutrient inputs bón vào liên quan đến lượng relative to nutrient removal chất dinh dưỡng cây trồng lấy by the crop). When a yield đi). Khi gia tăng năng suất do gain to applied P or K is bón P hoặc K được ghi nhận certain, fertilizer P or K đạt ở mức độ nào đó thì nhu requirements can be cầu phân P hoặc K có thể được determined from a xác định bởi sự kết hợp giữa combination of the nutrient cân bằng dinh dưỡng và năng balance and the anticipated suất dự đoán do bón phân yield gain from nutrient (Buresh et al., 2010). application (Buresh et al., 2010). We report recent findings Báo cáo phát hiện gần đây từ from several medium- and các thí nghiệm trung và dài long-term experiments at hạn tại IRRI ở Philippines IRRI in the Philippines to cung cấp cho chúng ta các yếu provide insights into factors tố ảnh hưởng đến sự khác biệt affecting variations among giữa các thửa ruộng và giữa fields and seasons in fertilizer các mùa vụ về nhu cầu phân requirements for irrigated bón cho vùng lúa có tưới. Điều rice. This will highlight how đó sẽ làm sáng tỏ việc làm thế further increases in fertilizer nào để gia tăng hiệu quả sử use efficiency require flexible dụng phân bón hơn nữa đòi fertilizer guidelines hỏi hướng dẫn bón phân cần accommodating local phải đề cập tới điều kiện khí management and climatic hậu thời tiết và kỹ thuật quản 381
conditions rather than blanket lý cây trồng của địa phương recommendations with fixed hơn là khuyến cáo một liều fertilizer rates across large lượng phân bón cố định cho cả areas. vùng rộng lớn. 2. Nitrogen management for 2. Quản lý bón đạm cho lúa rice Việc quản lý bón phân đạm cho The efficient management of lúa có tưới vùng nhiệt đới phụ fertilizer N for irrigated rice thuộc vào: in the tropics depends on  Optimizing fertilizer N  Tối ưu hóa lượng phân N rates to match the phù hợp với năng suất dự expected yield gain from kiến do bón phân N, và applied fertilizer N, and  Splitting the application of  Chia nhỏ lượng phân bón fertilizer N to match crop làm nhiều lần đáp ứng nhu needs for supplemental N cầu bổ sung N vào các thời at critical crop growth kỳ sinh trưởng quan trọng. stages. The importance of N timing Tầm quan trọng của thời điểm to match critical crop growth bón phân N phù hợp với giai stages has been well đoạn sinh trưởng của cây trồng documented (IRRI, 2012), đã được ghi trong tài liệu rất and tools such as the leaf bài bản (IRRI, 2012), và trên color chart (Buresh, 2007) các bảng so màu lá (Buresh, and the Nutrient Manager for 2007) và phần mềm Quản lý Rice (www.irri.org/nmrice) dinh dưỡng cho cây lúa are available to guide farmers (www.irri.org/nmrice) có sẵn in more efficient timing and để hướng dẫn nông dân một distribution of fertilizer N for cách hiệu quả hơn về thời tropical rice. We will điểm thích hợp và cung cấp consequently focus on phân đạm cho cây lúa vùng optimizing fertilizer N rates. nhiệt đới. Do đó chúng tôi sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa lượng phân N. With the SSNM approach, the Với việc bón phân theo fertilizer N required by a rice (SSNM), nhu cầu phân N của 382
crop (FN, expressed in kg N một vụ lúa (FN, được thể hiện ha–1) to achieve an attainable bằng kg N/ha) để đạt được target yield is determined năng suất mục tiêu được xác from the anticipated yield định từ năng suất dự kiến do gain to application of bón phân N: fertilizer N: FN = (GY - GY0N)/ FN = (GY – (AEN/1000) GY0N)/(AEN/1000) [Phương trình 1] [Equation 1] where GY – GY0N is the trong đó GY - GY0N là gia increase in grain yield due to tăng năng suất do phân bón N, fertilizer N, which is the là sự khác biệt giữa năng suất difference between the mục tiêu có thể đạt được (GY) attainable target yield (GY) thể hiện bằng t/ha và năng suất expressed in t ha–1 and the không bón phân N (GY0N) thể yield without fertilizer N hiện bằng t/ha. GY0N là năng (GY0N) expressed in t ha–1. suất do N bị giới hạn, là năng The GY0N is the N-limited suất đạt được do không bón grain yield, which reflects the phân N từ các nguồn phân yield attainable from only bón. Lượng N cây trồng hấp non-fertilizer sources of N. thu trong trường hợp canh tác The amount of N taken up by không bón đạm được xem như a mature crop without added N cung cấp cho cây trồng là có fertilizer N is referred to as sẵn trong đất bản địa. the indigenous N supply. The targeted AEN is estimated Hiệu quả nông học mục tiêu from results of field trials của phân đạm (AEN) được ức conducted across Asia in the tính dựa vào các kết quả thí development and verification nghiệm đồng ruộng triển khai of SSNM principles. The AEN ở châu Á trong quá trình phát measured in field trials can triển và kiểm tra nguyên lý vary among countries and SSNM. Chỉ số AEN trong các with crop response to applied thí nghiệm đồng ruộng được N. The targeted AEN typically ghi nhận là khác nhau giữa các ranges from a 16 to 25 kg nước và phản ứng của cây increase in grain yield per kg trồng với phân N. Chỉ số AEN applied fertilizer N (Witt et mục tiêu dao động từ 16 tới 25 383
al., 2007). This corresponds kg lúa trên mỗi kg phân N to fertilizer N rates of 40 to (Witt et al, 2007). Tính ra, 60 kg for a 1 tonne increase tương ứng với lượng phân N in grain yield. từ 40 đến 60 kg để gia tăng mỗi tấn năng suất hạt. 3. Variations among fields 3. Biến động lượng phân N in optimal fertilizer N rates tối hảo ở các thửa ruộng We first examine the effect of Trước tiên phải xem xét ảnh management practices on hưởng của thực tiễn quản lý GY0N because as shown in cây trồng tới GY0N vì như thể equation 1 differences in hiện trong phương trình 1, GY0N would lead to khác nhau GY0N dẫn đến khác differences in fertilizer N nhau về nhu cầu phân N (FN) requirements (FN) at similar để đạt ngang bằng nhau về target yields (GY) and AEN. năng suất mục tiêu (GY) và We start with a medium-term AEN. Bắt đầu với thí nghiệm experiment at IRRI trung hạn tại IRRI, chúng ta examining the effect of water xem xét ảnh hưởng của quản management and tillage lý nước và làm đất trong thời during the fallow, between gian chuyển vụ (thời gian từ harvest of one rice crop and thu hoạch vụ trước đến khi land preparation for the next làm đất cho vụ kế tiếp) tới rice crop, on yield of the next năng suất lúa trong vụ tiếp rice crop. Results show theo. Kết quả cho thấy quản lý management during the đồng ruộng trong thời gian fallow strongly affected GY0N chuyển vụ ảnh hưởng mạnh within five years with two mẽ tới GY0N trong vòng năm rice crops per year (Fig. 1). năm với canh tác hai vụ lúa Within five years of mỗi năm (Hình 1). Trong thời continuous soil flooding, the gian năm năm cho nước ngập GY0N increased by about 2 t liên tục, GY0N tăng khoảng 2 ha–1. This increase was t/ha. Sự gia tăng này là do tăng attributed to increased lượng N bản địa cung cấp từ indigenous N supply arising việc cố định N2 sinh học gia from increased biological N2 tăng và từ quá trình khoáng fixation and increased hóa chất hữu cơ N gia tăng. mineralization of organic N. 384
Grain yield with sufficient Khi được bón đủ phân N đáp fertilizer N to meet crop ứng yêu cầu của cây thì việc requirements (GY) was not quản lý đồng ruộng trong thời affected by the management gian chuyển vụ không ảnh during the fallow (Fig. 1). hưởng gì tới năng suất (GY) The yield gain (GY – GY0N) (Hình 1). Năng suất chênh lệch for the fallow with continuous (GY - GY0N) bình quân của flooding averaged 1.3 t ha–1 nghiệm thức 5 năm và 8 năm across year 5 and year 8, áp dụng ngập nước trong giai whereas the yield gain for the đoạn chuyển vụ hơn kém nhau two fallow treatments with 1,3 t/ha trong khi đó áp dụng soil drying averaged 3.2 t ha– phơi đất năng suất hơn kém 1 . The difference of 1.9 t ha–1 nhau bình quân 3,2 t/ha. Khác in yield gain between the biệt là 1,9 t/ha giữa 2 phương treatments translates into a pháp xử lý dẫn tới nhu cầu lower fertilizer N requirement phân N thấp hơn khoảng 95 kg of 95 kg N ha–1 (at AEN = 20 N/ha (AEN = 20 trong phương in equation 1) when rice trình 1) khi thời gian chuyển follows fallow with vụ áp dụng phương pháp ngập continuous flooding rather liên tục hơn là để đất khô. than soil drying. In this experiment we needed Trong thí nghiệm này, giảm to appropriately reduce lượng phân N cho lúa một fertilizer N rates for rice after cách thích hợp là cần thiết khi the fallow with continuous áp dụng ngập nước liên tục flooding. The use of similar trong thời gian chuyển vụ. high fertilizer N rates for all Việc sử dụng phân N cùng liều the treatments risked lower liều lượng cao trong tất cả các yields for rice after the fallow nghiệm thức xử lý dẫn đến with continuous flooding due nguy cơ giảm năng suất do to lodging and greater disease thời gian chuyển vụ áp dụng arising from excessive N. ngập nước gây ra lốp đổ và sâu These findings highlight how bệnh nhiều hơn bởi quá dư differences in land thừa N. Phát hiện này làm management between fields sáng tỏ sự khác biệt trong việc or locations can result in quản lý đồng ruộng giữa các marked differences in thửa khác nhau tạo ra sự khác 385
indigenous N supply and nhau trong cung cấp N bản địa consequently the optimal và dẫn tới nhu cầu tối ưu về requirement for fertilizer N. phân N là khác nhau. Fig 1. Effect of management during the fallow between harvest and land preparation on rice yield without and with fertilizer N in the dry season. Hình 1. Ảnh hưởng của quản lý đồng ruộng trong thời gian chuyển vụ tới năng suất lúa có bón và không bón N trong mùa khô. Fig 2. Effect of rice crop residue on rice yield without and with fertilizer N in the dry season. Hình 2. Ảnh hưởng của tồn dư thực vật đối với năng suất lúa có bón và không bón phân N trong mùa khô. The retention of rice straw Giữ rơm rạ trong ruộng lại là has often been proposed as a đề xuất được xem như 386
management practice to phương thức nâng cao độ phì enhance soil fertility and của đất và làm giảm nhu cầu reduce the requirement for phân bón. Xem xét thí nghiệm fertilizer. We next examine trung hạn tại IRRI về ảnh with a medium-term hưởng của tồn dư thực vật experiment at IRRI the effect (tổng sinh khối lưu lại sau khi of rice crop residue (i.e., thu hoạch cộng với rơm rạ) standing biomass after đến năng suất của vụ lúa tiếp harvest plus straw) on yield theo. Kết quả cho thấy duy trì of the next rice crop. Results tồn dư thực vật không làm show that retention of rice tăng năng suất nếu không bón residue never increased rice phân N (GY0N) trong lô với P yield without added fertilizer hoặc K không giới hạn năng N (GY0N) in this site with no suất (Hình 2). Năng suất khi limitation of P or K on crop được bón đầy đủ phân N đáp yield (Fig. 2). Grain yield ứng nhu cầu của cây (GY) with sufficient fertilizer N to cũng không thấy tăng lên do meet crop requirements (GY) lưu giữ tồn dư thực vật (Hình was also never increased with 2). Sau hơn 5 năm, năng suất retention of rice residue (Fig. lúa có xu hướng tương đương 2). After more than 5 years, nhau do lưu giữ hoặc không grain yields tended to be lưu giữ các tồn dư thực vật. comparable with and without Việc giữ lại thay vì loại bỏ retention of crop residue. hoàn toàn tồn dư thực vật liên Retention rather than tiếp 15 vụ trong 8 năm chưa complete removal of all bao giờ làm giảm nhu cầu aboveground crop residue for phân N. 15 crops across 8 years never reduced fertilizer N requirement. Nitrogen immobilization and Đạm cố định và các hợp chất anaerobic compounds arising được hình thành từ phân giải from decomposition of yếm khí do quá trình phân residue with high C–to–N hủy tồn dư thực vật có tỷ lệ ratio might have had a C/N cao có thể ảnh hưởng detrimental effective on crop quyết định tới sinh trưởng của performance. These findings cây trồng. Phát hiện này 387
do not support the often held không ủng hộ nhận thức cho perception that incorporation rằng vùi tồn dư thực vật vào of crop residues can reduce trong đất làm giảm nhu cầu về the need for fertilizer N. phân N. 4. Variations among seasons 4. Khác biệt các mùa vụ về in optimal fertilizer N rates lượng phân N tối ưu. The Long-Term Continuous Thí nghiệm dài hạn duy trì Cropping Experiment liên tục (LTCCE) bắt đầu (LTCCE) was initiated at triển khai tại IRRI ở IRRI in the Philippines in Philippines năm 1963 để xem 1963 to examine the xét tính bền vững của việc sustainability of continuous canh tác lúa có tưới liên tục, cultivation of irrigated rice sử dụng giống cao sản với using modern high-yielding bốn lượng phân bón N. Thí varieties with four rates of nghiệm áp dụng trồng ba vụ fertilizer N. Three crops of lúa một năm kể từ năm 1968. rice have been grown each Một trạm khí tượng thủy văn year since 1968. A weather thu thập nhiệt độ, lượng mưa, station has collected daily và bức xạ mặt trời hàng ngày temperature, precipitation, được lắp đặt từ năm 1979 and solar radiation from 1979 ngay bên cạnh khu thí adjacent to the experiment. nghiệm. Chúng tôi sử dụng We used these data and các số liệu này và đặc điểm phenological characteristics hình thái của các giống lúa, áp of the rice varieties with the dụng mô hình Oryza2000 để Oryza2000 model to estimate ước tính năng suất tiềm năng potential yield for the highest cho các giống lúa có năng yielding rice variety in each suất cao nhất trong mỗi vụ. season. Potential yield Năng suất tiềm năng đại diện represents the maximum cho năng suất tối đa trong plausible yield for actual điều kiện khí hậu thời tiết climatic conditions in the thực tế mà không bị các cản absence of biotic and abiotic trở sinh học và phi sinh học constraints for rice. tới cây lúa. 388
We then compared estimated Sau đó chúng tôi so sánh potential yield with the năng suất tiềm năng ước tính measured yield for the highest và năng suất thực tế với các yielding rice variety with full giống lúa có năng suất cao fertilization (Fig. 3). For the nhất khi được bón phân đầy past 20 years, since the early đủ (Hình 3). Trong 20 năm 1990s, the measured yield qua, kể từ những năm đầu with crop management của thập kỷ 90, năng suất practices recommended for thực tế ghi nhận đạt mục tiêu farmers has stabilized near gần 80% năng suất tiềm năng the target of 80% of the với cách thức quản lý cây potential yield. Measured trồng theo khuyến cáo cho yields prior to 1991 were nông dân. Năng suất thực tế constrained by insufficient trước năm 1991 bị cản trở do application of fertilizer N. lượng phân N bón không đầy đủ. Fig 3. Measured yields relative to potential yields for the highest yielding variety in the dry season in the LTCCE at IRRI in the Philippines. Hình 3. Năng suất thực tế liên quan với năng suất tiềm năng cho giống lúa năng suất cao nhất trong mùa khô của thí nghiệm dài hạn tại IRRI ở Philippines. Measured yields during the dry Năng suất thực tế trong mùa season in the past 20 years khô suốt 20 năm qua dao động varied between about 6.5 and trong khoảng 6,5 và 9,5 t/ha. 389
9.5 t ha–1. The trend in Khuynh hướng năng suất thực measured yields during the past tế trong 20 năm qua chạy song 20 years paralleled the trend in song với xu hướng năng suất estimated potential yields (Fig. tiềm năng ước tính (Hình 3), 3), indicating a strong affect of điều đó cho thấy khí hậu thời climate on yield. The general tiết ảnh hưởng mạnh mẽ đến downward trend in potential năng suất. Khuynh hướng giảm yield for the past 15 years năng suất tiềm năng nói chung results from climate and a trong 15 năm qua là kết quả từ downward trend in solar khí hậu tời tiết và khuynh radiation. hướng giảm bức xạ mặt trời. These findings highlight the Những phát hiện này minh strong effect of climate on the chứng ảnh hưởng mạnh mẽ của yield attainable with optimal khí hậu đối với năng suất có use of fertilizer N (GY). Grain thể đạt được khi sử dụng tối ưu yields without fertilizer N phân N (GY). Năng suất không (GY0N) were relatively bón phân N (GY0N) tương đối constant. The difference in ổn định. Sự khác biệt giữa measured yield between 7 and năng suất thực tế trong khoảng 9 t ha–1 therefore represents a 7-9 t/ha thể hiện sự khác biệt difference in optimal fertilizer về lượng phân N tối ưu yêu cầu N requirements of about 80 kg vào khoảng 80 kg N/ha tại AEN N ha–1 at AEN = 25. Use of = 25. Sử dụng khí hậu thời tiết anticipated climate to set dự kiến để thiết lập năng suất preseason yield targets and mục tiêu trước vụ lúa & liều fertilizer N rates, and lượng phân N, và giám sát sinh monitoring of crop trưởng của cây trồng thông qua performance such as through các cảm biến từ xa để điều remote sensing to adjust in- chỉnh lượng phân N đang áp season fertilizer N rates might dụng có thể được coi như một be explored as options for sự lựa chọn để tiếp tục nâng further increasing the cao hiệu quả phân N hơn nữa. efficiency of fertilizer N use. 5. Phosphorus and potassium 5. Quản lý bón lân và kali management The addition of excess fertilizer Việc bổ sung quá nhiều phân N 390
N can result in detrimental dẫn đến tác hại cho cây lúa, effects on rice, such as lodging chẳng hạn như lốp đổ, gia tăng and increased damage from sâu bệnh phá hại. Lượng phân disease and insects. Excess N dư thừa cây trồng không hấp fertilizer N not taken up by the thu dễ bị mất mát dưới dạng crop is prone to loss, especially khí bốc hơi (Buresh et al., as gases (Buresh et al., 2008). 2008). Đạm từ phân bón không Nitrogen from fertilizer đóng góp thêm gì cho đất lúa consequently does not normally và cũng chẳng có ảnh hưởng built up in rice soils or have lưu tồn cho các vụ tiếp theo. residual benefits to subsequent Trong khi đó lượng lân và kali crops. Phosphorus and K, on bón dư thừa sau khi cây trồng the other hand, added in excess hấp thu có thể vẫn tồn tại trong of crop uptake can remain in đất. Quản lý dinh dưỡng theo the soil. The SSNM approach vùng đặc thù (SSNM) với cách with its use of nutrient balances sử dụng cân đối dinh dưỡng để to determine fertilizer P and K xác định nhu cầu phân P và K requirements can be used to để tính toán nhanh chóng quickly estimate the amount of lượng phân P và K cần thiết fertilizer P and K required to phải bón cân bằng với lượng P match the net removal of P and và K cây trồng lấy đi (Buresh K (Buresh et al., 2010). et al., 2010). Fertilizer P rates in long-term Lượng phân P trong thí nghiệm experiments, like in many dài hạn, giống như các khuyến existing fertilizer P cáo hiện tại về phân P cho lúa recommendation for rice across trên khắp châu Á, thường vượt Asia, often exceed the net quá lượng P ròng đã được cây removal of P. Extractable soil P trồng lấy đi. Hàm lượng P dễ in P addition plots in both the tiêu trong các lô có bổ sung P Long-Term Fertility trong cả hai thí nghiệm phân Experiment (LTFE) and the bón dài hạn (LTFE) và LTCCE at IRRI have built up (LTCCE) tại IRRI đã ghi nhận through time (Table 1). This có tích lũy thêm theo thời gian reflects greater input than (Bảng 1). Điều này phản ánh removal of P. lượng P bổ sung lớn hơn lượng P lấy đi. 391
Table 1. Changes in soil P and K during cropping with two rice crops per year in the Long-Term Fertility Experiment (LTFE) and three rice crops per year in the Long-Term Continuous Cropping Experiment (LTCCE) at IRRI in the Philippines. Bảng 1. Những thay đổi lượng P và K trong đất trong quá trình canh tác với hai vụ lúa mỗi năm trong các thí nghiệm bón phân dài hạn (LTFE) và ba vụ lúa mỗi năm trong thí nghiệm dài hạn canh tác liên tục (LTCCE) tại IRRI ở Philippines. Parameter LTFE LTCCE 1985 2010 Diff† 1983 2009 Diff Bicarbonate 13 25 12*** 19 33 14*** extractable P, mg kg–1 Exchangeable K, cmol 1.57 1.36 -0.21ns 0.96 0.22 -0.74*** kg–1 *** Significant at P  0.001. ns = Not significant at P  0.05. † Diff = Difference between means for two years. Current fertilizer  Khuyến cáo phân bón hiện tại recommendations for irrigated cho lúa có tưới tại nhiều quốc rice in many Asian countries gia châu Á có ưu điểm là tích merit a new examination as lũy thêm P trong đất do sử soil P levels across farmers’ dụng phân lân liên tục. Cân fields build up from continual bằng dinh dưỡng được sử dụng use of fertilizer P. A nutrient cùng với phương pháp Quản lý balance as used with the dinh dưỡng theo vùng đặc thù SSNM approach and now (SSNM) giờ đây được tích hợp incorporated into decision vào phần mềm Quản lý dinh tools like Nutrient Manager dưỡng cho cây lúa for Rice (www.irri.org/nmrice) (www.irri.org/nmrice) có thể can help determine revised giúp thay đổi cách khuyến cáo fertilizer P recommendations bón phân P tại các vùng có ít in locations with little or no hoặc không gia tăng năng suất yield gain from applied từ việc bón phân P. fertilizer P. 392
Potassium is taken up by rice Kali được cây lúa hấp thu với in greater quantities than P, số lượng lớn hơn so với P, và and only about 15% of the K chỉ có khoảng 15% lượng K in a mature rice plant resides trong cây tồn tại trong hạt sau in the harvested grain. The khi thu hoạch. Sự cần thiết của need of rice for fertilizer K is phân K đối với lúa là do phần consequently influenced sinh khối không kể phần hạt (ví strongly by the fraction of the dụ như, tồn dư rơm rạ) lưu tồn non-grain biomass of rice (i.e., lại trong ruộng sau khi thu crop residue) retained in the hoạch. Nước tưới cũng chứa K, field after harvest. Irrigation cho nên nước tưới cần được đề water can also contain K, cập khi quyết định lượng phân which should be considered in K theo nhu cầu của cây the determination of fertilizer (Buresh et al., 2010). K requirements (Buresh et al., 2010). Exchangeable soil K has not K trao đổi trong đất giảm declined significantly in fully không đáng kể ở các lô bón fertilized plots of the Long- phân đầy đủ, ghi nhận từ thí Term Fertility Experiment nghiệm phân bón dài hạn (LTFE) at IRRI, where the (LTFE) tại IRRI, với tồn dư biomass standing after harvest thực vật được giữ lại sau khi is retained (Table 1). The thu hoạch (Bảng 1). Lượng K inputs of K from the crop đưa vào trong đất từ tồn dư residue, irrigation water, and thực vật, nước tưới và phân fertilizer appear sufficient to bón đủ để bù lượng K bị lấy đi approximately match the K từ hạt và rơm rạ. Tuy nhiên, removed in harvested grain hàm lượng K trao đổi trong đất and straw. But exchangeable giảm đi trong những lô bón soil K has declined within nhiều N, kết quả của thí high N plots of the LTCCE nghiệm dài hạn LTCCE, tại đó where all aboveground tất cả phần sinh khối trên mặt biomass is removed after each đất được lấy đi sau mỗi vụ với of the three rice crops per year ba vụ lúa mỗi năm (Bảng 1). (Table 1). The inputs of K Lượng K đưa vào đất từ tồn dư from the crop residue, thực vật, nước tưới và phân irrigation water, and fertilizer bón không đủ để bù vào lượng 393
were insufficient to match the K bị lấy đi, khi mà sinh khối K removal with aboveground thực vật phần trên mặt đất crop biomass. không được giữ lại. While medium-term Trong khi những thí nghiệm experiments across 8 years trung hạn trên 8 năm cho thấy reveal no savings in fertilizer không tiết kiệm được phân N N and no increase in rice yield và cũng không có sự gia tăng from the retention of rice năng suất do lưu giữ tồn dư residue (Fig. 2), the retention thực vật (Hình 2), nhưng duy of rice residue can trì tồn dư thực vật có thể làm dramatically reduce the giảm đáng kể lượng K bị lấy đi removal of K and the need for và nhu cầu bón phân K. khoảng fertilizer K. The 5 t/ha tồn dư thực vật được giữ –1 approximately 5 t ha of lại trong thí nghiệm trình bày ở retained rice residue in the Hình 2 chứa khoảng 70 kg experiment shown in Fig. 2 K/ha. Lượng K tích lũy hoặc K contained about 70 kg K ha–1. mất đi trong 15 vụ gieo trồng The accumulated difference in do lưu giữ tồn dư thực vật lại K removal across the 15 trong ruộng hay lấy chúng đi cropping seasons for the khỏi ruộng, tính ra được residue removed and residue khoảng 1 tấn K/ha. retained treatments was about 1 tonne K ha–1. 6. Concluding comments 6. Nhận xét kết luận Our findings highlight the Phát hiện của chúng tôi làm following: sáng tỏ các vấn đề sau:  The incorporation of rice  Chôn vùi tồn dư thực vật, residue, despite its benefit mặc dù lợi ích của nó là làm of reducing the need for giảm nhu cầu phân K, fertilizer K, can reduce nhưng có thể làm giảm hơn rather than increase rice là gia tăng năng suất lúa khi yield when N is the main N là chất dinh dưỡng chính limiting nutrient. The quyết định sự hạn chế. Việc management of rice quản lý tồn dư thực vật để residue to avoid tránh các tác động có hại detrimental effects on trong thâm canh tăng vụ 394