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:196

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 7
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: 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 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2019
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 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Tất Cảnh PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng HÀ NỘI – 2019
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng sử dụng bảo vệ để lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày....... tháng.......năm 2019 Tác giả luận án Nguyễn Thị Lan Anh i
LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Nhân dịp hoàn thành luận án, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Tất Cảnh, PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Canh tác học, Bộ môn Cây lương thực Khoa Nông học – Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Công ty Cổ phần Công nghệ Xanh Nông nghiệp I, UBND xã Quang Kim, huyện Bát Xát đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận án./. Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 2019 Nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Lan Anh ii
MỤC LỤC Lời cam đoan .................................................................................................................... i Lời cảm ơn ....................................................................................................................... ii Mục lục ........................................................................................................................... iii Danh mục chữ viết tắt ..................................................................................................... vi Danh mục bảng ............................................................................................................. viii Danh mục hình ................................................................................................................ xi Trích yếu luận án .......................................................................................................... xiii Thesis abstract.................................................................................................................xv Phần 1. Mở đầu ...............................................................................................................1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................1 1.2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................................2 1.2.1. Mục tiêu chung .....................................................................................................2 1.2.2. Mục tiêu cụ thể .....................................................................................................3 1.3. Phạm vi nghiên cứu ..............................................................................................3 1.4. Những đóng góp mới của đề tài ............................................................................3 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ..............................................................3 1.5.1. Ý nghĩa khoa học ..................................................................................................3 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................................4 Phần 2. Tổng quan tài liệu .............................................................................................5 2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam ................................................5 2.1.1. Vai trò của cây ngô ...............................................................................................5 2.1.2. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới .....................................................................6 2.1.3. Tình hình sản xuất ngô tại Việt Nam ....................................................................8 2.2. Nghiên cứu bón phân cho ngô trên thế giới và ở Việt Nam ...............................10 2.2.1. Vai trò của phân bón đối với cây ngô .................................................................10 2.2.2. Nghiên cứu về phân bón cho ngô trên thế giới và Việt Nam .............................11 2.2.3. Nghiên cứu về phân bón nhả chậm cho ngô trên thế giới và Việt Nam .............14 2.3. Một số nghiên cứu về sự di động đạm ................................................................17 2.4. Sự mất đạm trong nông nghiệp ...........................................................................20 2.5. Một số giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón ........................22 iii
2.5.1. Sử dụng phân viên nhả chậm bón cho cây trồng ................................................22 2.5.2. Sử dụng phần mềm HYDRUS để mô phỏng sự di chuyển của đạm trong đất nghiên cứu .....................................................................................................24 2.5.3. Sử dụng dịch chiết thực vật có khả năng ức chế urease .....................................26 2.6. Đặc điểm đất đai và tình hình sản xuất ngô tại vùng nghiên cứu .......................29 2.6.1. Đặc điểm đất đai khu vực nghiên cứu ................................................................29 2.6.2. Tình hình sản xuất ngô tại Lào Cai .....................................................................31 2.7. Một số nhận xét từ tổng quan nghiên cứu...........................................................32 Phần 3. Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................33 3.1. Địa điểm nghiên cứu ...........................................................................................33 3.2. Thời gian nghiên cứu ..........................................................................................33 3.3. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu........................................................................33 3.4. Nội dung nghiên cứu ...........................................................................................34 3.4.1. Đánh giá hiện trạng sản xuất ngô vùng nghiên cứu ............................................34 3.4.2. Nghiên cứu sự di động của đạm trong phân viên nhả chậm khi bón vào đất đỏ vàng Lào Cai ..................................................................................................34 3.4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng các loại phân viên nhả chậm và kĩ thuật bón đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô vụ Xuân ..............................................34 3.4.4. Xây dựng mô hình thử nghiệm và đánh giá hiệu quả kinh tế .............................34 3.5. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................35 3.5.1. Phương pháp thu thập số liệu..............................................................................35 3.5.2. Phương pháp thí nghiệm trong phòng ................................................................37 3.5.3. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng..................................................................40 3.5.4. Xây dựng mô hình bón phân viên nhả chậm cho ngô.........................................42 3.6. Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi .......................................................................43 3.7. Phương pháp phân tích .......................................................................................45 3.8. Phương pháp xử lý số liệu ..................................................................................46 3.8.1. Các công thức tính toán số liệu ...........................................................................46 3.8.2. Các phần mềm thống kê xử lý số liệu .................................................................51 Phần 4. Kết quả và thảo luận .......................................................................................52 4.1. Thực trạng sản xuất ngô tại huyện Bát Xát, Lào Cai ..........................................52 4.1.1. Đặc điểm khí hậu, thời tiết vùng nghiên cứu ......................................................52 iv
4.1.2. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô của Bát Xát từ năm 2005 - 2016 ...............54 4.1.3. Thực trạng kỹ thuật canh tác ngô tại Bát Xát .....................................................55 4.1.4. Tình hình sử dụng phân bón các hộ điều tra tại Bát Xát.....................................58 4.1.5. Tính chất đất vùng nghiên cứu ...........................................................................60 4.2. Nghiên cứu sự di động của đạm của phân viên nhả chậm khi bón vào đất đỏ vàng Lào Cai ..................................................................................................62 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 ............................................................62 4.2.2. Sự biến động của EC (electro-conductivity) khi bón các dạng phân viên nhả chậm vào đất đỏ vàng của Lào Cai ..............................................................68 4.2.3. Sự thay đổi nồng độ amon khi bón các loại phân viên nhả chậm. ......................70 4.2.4. Nghiên cứu sự di động đạm của các loại phân viên nhả chậm khi được bón vào đất đỏ vàng của Lào Cai trên phần mềm HYDRUS -2D ..............................77 4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng các dạng phân viên nhả chậm và kỹ thuật bón đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô .............................................................81 4.3.1. Ảnh hưởng của các dạng phân viên nhả chậm đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô .................................................................................................81 4.3.2. Ảnh hưởng của khoảng cách và độ sâu bón phân viên nhả chậm đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô.....................................................................89 4.4. Xây dựng mô hình ứng dụng kết quả nghiên cứu cho ngô NK66 tại vùng đất đỏ vàng của Lào Cai ...................................................................................102 4.5. Đánh giá hiệu quả kinh tế của mô hình thử nghiệm .........................................103 Phần 5. Kết luận và kiến nghị ....................................................................................104 5.1. Kết luận .............................................................................................................104 5.2. Kiến nghị...........................................................................................................105 Danh mục các công trình công bố có liên quan đến luận án ........................................106 Tài liệu tham khảo ........................................................................................................107 Phụ lục ..........................................................................................................................121 v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt AWD Alternate wetting and drying mode Tưới luân phiên khô ướt ACF Phân bón tráng attapulgite BNNPTNT Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn BCU Bentonite coated urea - urê tráng bentonite CT Công thức CV Coefficient of Variation – Hệ số biến động CS Cộng sự CIMMYT International Maize and Wheat Improvement Center Trung tâm Cải tạo Ngô và Lúa mỳ CEC Dung tích trao đổi cation – Cation Exchange Capacity CRF Controlled Release Fertilizer Phân chậm tan có kiểm soát EFF Phân bón cải thiện với môi trường FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations- Tổ chức Nông – Lương thế giới FUE Hệ số sử dụng phân bón HQ hydroquinone IFPRI International Food Policy Research Institute Viện nghiên cứu chính sách thực phẩm quốc tế LSD Least Signification Difference – Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa NSTT Năng suất thực thu NUE Nitrogen Use Efficiency - Hiệu suất sử dụng đạm NBPT thiophosphrictriamide nBTPT n-Butyl Thiophotphoric Triamit MP Mô phỏng OC Các bon hữu cơ PCU Urê được phủ polymer PVA Polyvinyl Acetate PVNC Phân viên nhả chậm PTNT Phát triển nông thôn vi
RRA Rapid Rural Appraisal Điều tra nhanh nông thôn PGCU Phosphogypsum coated urea - urê tráng phosphogypsum QCVN Quy chuẩn Việt Nam SRF Slow release fertilizer - Phân nhả chậm SCU Sulphur coated urea - urê tráng lưu huỳnh TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TN Thí nghiệm TGST Thời gian sinh trưởng U uncoated urea - urê không tráng UBND Ủy ban nhân dân UNESCO United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization Tổ chức giáo dục, khoa học và văn hóa Liên hiệp quốc vii
DANH MỤC BẢNG TT Tên bảng Trang 2.1. Diện tích, năng suất và sản lượng của ba cây lương thực chính giai đoạn 2010-2016 .............................................................................................................7 2.2. Diện tích, năng suất và sản lượng ngô thế giới giai đoạn 2005 – 2016 ................7 2.3. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2005 – 2015 .................................8 2.4. Hiệu quả bón phân cân đối cho ngô ....................................................................13 2.5. Đặc điểm đất của huyện Bát Xát – Lào Cai ........................................................30 2.6. Tình hình sản xuất ngô ở Lào Cai .......................................................................31 3.1. Một số tính chất đất trước thí nghiệm .................................................................33 4.1a. Một số chỉ tiêu khí hậu tại huyện Bát Xát tỉnh Lào Cai .....................................52 4.1b. Một số chỉ tiêu khí hậu tại huyện Bát Xát tỉnh Lào Cai .....................................53 4.2. Tình hình sản xuất ngô của Bát Xát từ năm 2005 đến 2016 ...............................54 4.3. Cơ cấu giống ngô lai chủ yếu vụ Xuân năm 2010-2013 tại Bát Xát ..................55 4.4. Hiện trạng canh tác ngô tại Bát Xát ....................................................................56 4.5. Phân tích SWOT thực trạng sản xuất ngô tại Bát Xát, Lào Cai .........................57 4.6. Tình hình sử dụng phân bón cho ngô năm 2013 tại Bát Xát ..............................58 4.7. Một số yếu tố hạn chế hiệu quả sử dụng phân bón cho ngô trên vùng đất đỏ vàng tại Lào Cai .............................................................................................59 4.8. Một số tính chất lý, hóa học của đất vùng nghiên cứu .......................................60 4.9. Sự thay đổi hàm lượng amon ở đất đỏ vàng Lào Cai .........................................70 4.10. Đặc điểm động thái của NH4+ trong đất đỏ vàng Lào Cai ..................................71 4.11. Đạm giải phóng từ phân viên nhả chậm C1 và L1 .............................................72 4.12. Lượng N giải phóng từ phân viên nhả chậm bọc keo với dịch chiết (C1) và lượng amon trong đất đỏ vàng Lào Cai ..............................................................73 4.13. Lượng N giải phóng từ phân viên nhả chậm bọc dịch chiết (L1) và lượng amon trong đất đỏ vàng Lào Cai .........................................................................73 4.14. Đặc điểm động thái của giải phóng đạm từ phân viên nhả chậm C1 và L1 .......73 4.15. Mô hình tuyến tính dự đoán giải phóng N từ C1 và L1 ......................................75 4.16. Thời gian sinh trưởng của qua các giai đoạn giống ngô NK66 ..........................82 viii
4.17. Ảnh hưởng của các loại phân viên nhả chậm đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của giống ngô NK66 ...............................................................................83 4.18. Ảnh hưởng của các loại phân viên nhả chậm tới chỉ số diện tích lá của giống ngô NK66..................................................................................................84 4.19. Ảnh hưởng của các loại phân viên nhả chậm đến khả năng chống chịu của ngô NK66 ............................................................................................................86 4.20. Ảnh hưởng của các loại phân viên nhả chậm đến các yếu tố cấu thành năng suất của giống ngô NK66 ...........................................................................86 4.21. Ảnh hưởng của các loại phân viên nhả chậm đến năng suất giống ngô NK66 ...................................................................................................................88 4.22. Hiệu quả kinh tế khi sử dụng các loại phân viên nhả chậm cho giống ngô NK66 ...................................................................................................................89 4.23. Ảnh hưởng của khoảng cách và độ sâu bón phân viên nhả chậm đến các giai đoạn sinh trưởng của giống ngô NK66 ........................................................89 4.24. Ảnh hưởng riêng rẽ của khoảng cách bón khác nhau đến một số chỉ tiêu hình thái cây và bắp của giống ngô NK66 ..........................................................90 4.25. Ảnh hưởng riêng rẽ của độ sâu bón khác nhau đến một số chỉ tiêu hình thái cây và bắp của giống ngô NK66 ..................................................................91 4.26. Ảnh hưởng tương tác của khoảng cách và độ sâu bón đến một số chỉ tiêu hình thái cây và bắp của giống ngô NK66 ..........................................................91 4.27. Ảnh hưởng riêng rẽ của khoảng cách bón đến chỉ số diện tích lá và khả năng tích luỹ chất khô của giống ngô NK66 ......................................................92 4.28. Ảnh hưởng riêng rẽ của độ sâu bón đến chỉ số diện tích lá và khả năng tích luỹ chất khô của giống ngô NK66 ......................................................................93 4.29. Ảnh hưởng tương tác của khoảng cách và độ sâu bón đến chỉ số diện tích lá và khả năng tích luỹ chất khô của giống ngô NK66 .......................................94 4.30. Ảnh hưởng của khoảng cách và độ sâu bón đến khả năng chống chịu của giống ngô NK66..................................................................................................96 4.31. Ảnh hưởng riêng rẽ của khoảng cách bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất giống ngô NK66 .....................................................................96 4.32. Ảnh hưởng riêng rẽ của độ sâu bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất giống ngô NK66 .................................................................................98 ix
4.33. Ảnh hưởng của khoảng cách và độ sâu bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất giống ngô NK66 ...................................................................100 4.34. So sánh các chỉ tiêu sinh trưởng, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của hai mô hình thử nghiệm ......................................................................102 4.35. Hiệu quả kinh tế mô hình sử dụng phân viên nhả chậm bón cho giống ngô NK66 tại Quang Kim, Bát Xát..........................................................................103 x
DANH MỤC HÌNH TT Tên hình Trang 2.1. Diễn biến của nitơ khi bón vào đất .....................................................................20 3.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát ................................................................................35 3.2. Mô tả phương pháp điều tra hiện trạng sản xuất ngô .........................................36 3.3. Cột đất với các điều kiện biên và chu trình vận hành .........................................38 3.4. Mô hình thí nghiệm xác định lượng NH4+ giải phóng và di chuyển sau bón của các dạng phân viên nhả chậm .......................................................................39 4.1. Phẫu diện đất trồng ngô tại xã Quang Kim, huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai ..........61 4.2a. Sự biến thiên hàm lượng nước theo thí nghiệm và mô phỏng ở cột đất bão hòa C1, độ sâu nghiên cứu 10cm ........................................................................63 4.2b. Sự biến thiên hàm lượng nước theo thí nghiệm và mô phỏng ở cột đất bão hòa C1, độ sâu nghiên cứu 30cm ........................................................................63 4.3a. Diễn biến nồng độ amon theo thời gian và độ sâu đất ........................................64 4.3b. Diễn biến nồng độ nitrat theo thời gian và độ sâu đất ........................................65 4.4a. Diễn biến nồng độ amon khi tưới nước luân phiên khô và ướt (AWD) .............66 4.4b. Diễn biến nồng độ nitrat khi tưới nước luân phiên khô và ướt (AWD) .............66 4.5. Biến động EC ở độ sâu 5 cm sau khi bón các loại phân viên nhả chậm.............68 4.6. Biến động EC ở độ sâu 10 cm sau khi bón các loại phân viên nhả chậm ...........69 4.7. Biến động EC ở độ sâu 15 cm sau khi bón các loại phân viên nhả chậm...........69 4.8. Sự thay đổi hàm lượng amon của các loại phân viên nhả chậm trên đất đỏ vàng Lào Cai .......................................................................................................71 4.9. Lượng đạm giải phóng từ phân viên nhả chậm C1 và L1 ...................................72 4.10. Tương quan giữa lượng đạm giải phóng và nồng độ amon ................................74 4.11. Nồng độ amon trong đất sau 5 ngày bón phân viên nhả chậm ...........................77 4.12. Nồng độ amon trong đất sau 10 ngày bón phân viên nhả chậm .........................78 4.13. Nồng độ amon trong đất sau 20 ngày bón phân viên nhả chậm .........................79 4.14. Nồng độ amon trong đất sau 30 ngày bón phân viên nhả chậm .........................80 4.15. Nồng độ amon trong đất sau 60 ngày bón phân viên nhả chậm .........................81 4.16a. Tương quan giữa năng suất ngô với khoảng cách bón phân viên nhả chậm vụ Xuân 2014 ......................................................................................................97 xi
4.16b. Tương quan giữa năng suất ngô với khoảng cách bón phân viên nhả chậm vụ Xuân 2015 ......................................................................................................98 4.17a. Tương quan giữa năng suất ngô với độ sâu bón phân viên nhả chậm vụ Xuân 2014 ...........................................................................................................99 4.17b. Tương quan giữa năng suất ngô với độ sâu bón phân viên nhả chậm vụ Xuân 2015 .........................................................................................................100 4.18. Ảnh hưởng của khoảng cách và độ sâu bón phân viên nhả chậm đến năng suất thực thu giống ngô NK66 tại Lào Cai .......................................................101 xii
TRÍCH YẾU LUẬN ÁN Tên tác giả: Nguyễn Thị Lan Anh Tên Luận án: 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 Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu 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. Phƣơng pháp nghiên cứu - Nội dung nghiên cứu: (1) Đánh giá hiện trạng sản xuất ngô vùng nghiên cứu. (2) Nghiên cứu sự di động của đạm trong phân viên nhả chậm khi bón vào đất đỏ vàng Lào Cai. (3) Nghiên cứu ảnh hưởng các loại phân viên nhả chậm và kĩ thuật bón đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô NK66. (4) Xây dựng mô hình thử nghiệm và đánh giá hiệu quả kinh tế. - Phương pháp nghiên cứu: + Phương pháp thu thập số liệu: Số liệu thứ cấp được thu thập thông qua các số liệu thống kê của Cục 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 có sự tham gia của người dân (RRA) với việc sử dụng phiếu điều tra. + Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng; + Phương pháp phân tích và tính toán số liệu: (1) Phương pháp phân tích mẫu đất và đạm. (2) Xác định sự di động đạm bằng phần mềm Hydrus 2.0. (3) Phân tích kết quả thí nghiệm bằng phân mềm IRRISTAT 5.0. - Vật liệu và đối tượng nghiên cứu: Giống ngô lai NK66; Các loại phân viên nhả chậm. Kết quả chính và kết luận 1) Bát Xát là một trong bốn huyện trồng ngô nhiều nhất trong toàn tỉnh Lào Cai, có 90% giống ngô lai được trồng, trong đó giống ngô NK66 là giống được trồng chủ xiii
yếu, do bón phân chưa cân đối và lượng phân chưa theo quy trình nên năng suất mới đạt 36,94 tạ/ha (2016). Để đạt năng suất ngô 41 tạ/ha trở lên, người dân bón N, P, K đến 281,3 kg/ha, phải bón nhiều lần nên tốn công lao động mà lại chưa phát huy được cao tiềm năng năng suất của giống dẫn đến năng suất và hiệu quả kinh tế còn thấp. 2) Sử dụng phần mềm Hydrus-2D để dự đoán diễn biến đạm trong đất đỏ vàng ở Bát Xát, Lào Cai cho thấy khi hòa loãng phân đạm ure để tưới liên tục lượng đạm mất đi cao hơn 50% so với chia làm nhiều lần tưới. Khi tưới khô ẩm luân phiên có 45% đạm N- NH4+ bị di động ra khỏi cột đất, 3% bị hấp thụ, 23% bị rửa trôi vào nước ngầm, khoảng 25,2% bị mất do quá trình phản nitrat hóa. 3) Khi bón các loại phân viên nhả chậm vào đất đỏ vàng Lào Cai cho thấy đạm N- NH4+ di động chủ yếu theo chiều sâu và tập trung nhiều ở độ sâu 9cm đến 11cm. Sau 30 ngày đạm di động khắp vùng rễ cây. Loại phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết giải phóng N chậm hơn so với loại nén và loại bọc dịch chiết. Số liệu đạm N- NH4+ di động trong đất được mô phỏng bằng phần mềm Hydrus - 2D là tương đồng so với số liệu đi động đạm thực tế. 4) Bón phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết với lượng 110 N + 24 P2O5 + 57 K2O/ha và bón lót bổ sung 36 kg P2O5 kg/ha, ngay sau khi gieo hạt ngô NK66 với mật độ 5,7 vạn cây/ha tại huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai cho ảnh hưởng tích cực đến chỉ số diện tích lá ở cả 2 vụ (Xuân 2013: 3,97 m2 lá/m2 đất, Xuân 2014: 4,01 m2 lá/m2 đất), năng suất cao nhất đạt 78,97 tạ/ha ở vụ Xuân 2013 và 79,57 tạ/ha ở vụ Xuân 2014. 5) Bón phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết cách gốc ngô 8,75 cm và ở độ sâu 8,63 cm so với bề mặt luống, ngô sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao nhất (82,30 tạ/ha ở vụ Xuân 2014 và 81,69 tạ/ha ở vụ Xuân 2015). 6) Mô hình thử nghiệm cho thấy khi sử dụng phân viên nhả chậm bọc keo và dịch chiết (110N + 24 P2O5 + 57 K2O/ha) và bón lót bổ sung 36 kg P2O5/ha năng suất đạt 71,32 tạ/ha cao hơn đối chứng 14,97%, mang lại lợi nhuận lớn hơn 9,35 triệu/ha so với sử dụng phân bón thông thường. xiv
THESIS ABSTRACT PhD candidate: Nguyen Thi Lan Anh Thesis Title: The research on nitrogen movement of slow release fertilizers and the their effects on the Growth, Development and Yield of maize on yellow red soil in Lao Cai. Major: Crop Science Code: 9.62.01.10 Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives Determination of nitrogen movement of slow release nitrogen fertilizers and appropriate cultivation methods to enhance the fertilizer using effect (FUE) of maize, which contributes improvement of the farming technique process to increase maize’s productivity. Materials and Methods - Research contents: (1) Assessment of current situation of maize production in the ressearch area.(2) Study on nitrogen movement from slow release fertilizers when applied to red-yellow soil in Lao Cai. (3) Study on effects of slow release fertilizer types and fertilizing application techniques on the growth, development and yield of NK66 maize. (4) Building a trial model and evaluating its economic efficiency. - Research Methods + Data collection method: The secondary data was collected through statistical data of General Statistics Office of Lao Cai, Hydro – Meteorological Forecasting stations and reports of agricultural production of People’s Committee of Bat Xat district Lao Cai. Primary data was collected using (RRA) with using questionnaires. + Filed experiment method; + Data analysis: (1) Analysis method of soil and nitrogen samples. (2) Determination of nitrogen movement by Hydrus 2.0 software. (3) Analysis of experimental error by IRRISTAT 5.0 software. - Materials: Hybrid NK66 maize, slow release fertilizers. Main findings and conclusions 1) Bat Xat is one of the four largest maize growing districts in Lao Cai province, with 90% of hybrid maize varieties being grown, of which NK66 corn is the main variety grown, due to unbalanced fertilization and unregulated fertilizer. Therefore, the productivity is 36.94 quintal/ha (2016). With corn seed yield 4.1 tone/ha farmer applied xv
N P K is 281,3 kg/ha, need to apply many times, so it is labor-intensive but it does not promote the high yield potential of the variety, resulting in low seed yield and economic efficiency. 2) Using Hydrus-2D software for simulation of nitrogen concentration change in yellow red soil in Bat Xat district, Lao Cai province showed that the nitrogen amount loss was 50% higher than when maize irrigated with more irrigation times. When irrigating dry and moist alternately, 45% nitrogen N- NH4+ amount was removed from the soil comlumn, 3% was absorbed, 23% was washed into the groundwater, about 25.2% was lost due to denitrification process. 3) Application of slow release fertilizer in yellow red soil in Lao Cai province the concentration nitrogen N- NH4+ movement is mainly in depth and concentrated at a depth of 9 cm to 11 cm. After 30 days nitrogen moves throughout the root system. This shows that the slow released fertilizer pellet coated glue and extracted plant solution released nitrogen slower. Soil nitrogen N- NH4+ mobile data simulated by Hydrus - 2D software are similar to actual nitrogen dynamics. 4) Slow release fertilizers coated glue and extracted plant solution appliedwith the amount 110 N + 24 P2O5 + 57 K2O/ha and supplemented basal fertilizing with 36 kg P2O5 kg/ha immediately after sowing maize with the density of 57 thousand plants/ha had positive influence on growth and productivity of NK66 maize in Bat Xat district, Lao Cai province in spring 2014. 5) Application of slow release fertilizer coated glue and extracted plant solution at a distance of 8,75 cm from soil surface and 8,63 cm from corn seedincreased maize growth, development and seed yield up to 8230 kg/ha in spring season 2014 and 8169 kg/ ha in spring season 2015. 6) Trial model of application of slow release fertilizer coated glue and extracted solution (110 N + 24 P2O5+ 57 K2O/ha) and supplementing 36 kg P2O5/ha seed yield up to 7132 kg/ha brought profit higher than 9,035,000VND/ha compared with conventional fertilizer application. xvi
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). Do cây ngô có khả năng chịu hạn, không kén đất nên trồng được ở các địa hình khác nhau đặc biệt khu vực miền núi nơi có địa hình dốc và không chủ động nước tưới. Trong quá trình canh tác, lượng dinh dưỡng trong đất giảm dần do cây hút và bị rửa trôi do vậy muốn cây ngô đạt được năng suất cao thì cần bón phân đầy đủ và đúng cách. 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 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 báo cáo của UBND huyện Bát Xát (2010), ngô được canh tác chủ yếu trên đất đỏ vàng (đất đỏ vàng chiếm 61,01% diện tích đất tự nhiên của huyện). Quá trình canh tác ngô người dân 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 phân chưa được bón đầy đủ, thêm vào đó sự biến đổi khí hậu làm cho vùng núi thường sảy ra lũ lớn vào mùa mưa, hạn hán vào mùa khô nên một lượng lớn phân bón bị mất đi do rửa trôi, bay hơi, thấm sâu vào 1
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). Hiện nay có khá nhiều các giải pháp để nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón như bón phân cân đối, bón làm nhiều lần, sử dụng hài hòa các nguồn phân bón khác nhau kể cả vô cơ và hữu cơ, tái sử dụng rơm rạ, tưới nước tiết kiệm, tưới tiêu xen kẽ, sử dụng các công cụ phụ trợ để dự đoán nhu cầu dinh dưỡng của cây (Phạm Quang Hà và Nguyễn Văn Bộ, 2013). Kiểm soát sự giải phóng dinh dưỡng của phân bón phù hợp với nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng theo thời gian sinh trưởng là cách nhanh nhất và thuận tiện nhất để giảm thiểu sự mất phân phân bón đồng thời kéo dài hiệu quả phân bón theo thời gian. Phân viên nhả chậm (PVNC) là loại phân kiểm soát sự hòa tan đạm do được bọc bởi các phụ gia giúp cho việc giải phóng các chất dinh dưỡng đáp ứng lý tưởng nhu cầu của cây (Trenkel, 2010). Như vậy, sử dụng phân viên nhả chậm bón cho cây 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. Thực tế sự bay hơi của NH3 tỷ lệ thuận với nồng độ NH4+ trong dung dịch đất (Shaviv and Mikkelsen, 1993). Sự hình thành N2O cùng với nồng độ nitrate cao (NO3-) trong đất (Jenkinson, 1990) và giảm thiểu việc tích luỹ đạm vô cơ trong đất (NH4+, NO3-, etc) với mong muốn giảm bay hơi N2O (Firestonne and Davidson, 1989; Zhang et al., 2016). 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. 1.2. 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 nhằm góp phần hoàn thiện quy trình thâm canh ngô đạt năng suất và hiệu quả cao trên đất đỏ vàng của Lào Cai. 2