Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng đạm đến hiệu quả sử dụng đạm của các giống lúa mới năng suất cao

TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 67, 2011<br /> NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA LIỀU LƯỢNG ĐẠM ĐẾN HIỆU QUẢ SỬ<br /> DỤNG ĐẠM CỦA CÁC GIỐNG LÚA MỚI NĂNG SUẤT CAO<br /> Trịnh Thị Sen, Trần Văn Tý<br /> Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Nghiên cứu được thực hiện trên đồng ruộng với 3 lượng bón đạm trên hai giống lúa<br /> năng suất cao Momiroman và Nipponbare tại Nhật Bản trong vụ Hè Thu 2009. Kết quả nghiên<br /> cứu cho thấy khi tăng lượng đạm bón đã làm giảm tất cả các chỉ tiêu liên quan đến hiệu quả sử<br /> dụng đạm và nhìn chung hiệu quả sử dụng đạm của giống lúa mới năng suất cao<br /> “Momiroman” là cao hơn so với giống đối chứng “Nipponbare”. Tuy nhiên, hiệu quả sinh khối<br /> của đạm (BEN) ở giống Momiroman thấp hơn so với giống Nipponbare, ngoại trừ ở mức bón<br /> đạm 2N. Ngược lại, hiệu quả sử dụng đạm đầu vào (IEN) của giống Momiroman là cao hơn<br /> giống Nipponbare. So với giống đối chứng, hiệu quả thu hồi đạm của giống Momiroman là thấp<br /> hơn nhưng khi tăng mức bón đạm từ 1N đến 2N, hiệu quả thu hồi đạm của giống Momiroman<br /> chỉ giảm 7,8 % trong khi đó giống Nipponbare là 18,5 %. Hiệu quả nông học của đạm ở giống<br /> Momiroman tại mức bón 1N là cao hơn so với giống Nipponbare, nhưng thấp hơn ở mức bón<br /> 2N. Hiệu suất phân đạm của giống Momiroman là cao hơn so với giống Nipponbare ở cả 2 mức<br /> bón, ở mức bón 1N cao hơn 40,5 g/g và 2N là 9,0 g/g. Tăng liều lượng bón đạm đã làm giảm<br /> hiệu quả sinh khối của đạm ở tất cả các thời kỳ sinh trưởng của cả hai giống. Bón đạm đã cải<br /> thiện rõ hiệu quả quang hợp của đạm và giống Momiroman có hiệu quả quang hợp của đạm<br /> cao hơn giống Nipponbare.<br /> Từ khóa: Hiệu quả sử dụng đạm, lượng bón, Momiroman, Nipponbare.<br /> <br /> 1. Đặt vấn đề<br /> Lúa (Oryza Sativa L.) là cây lương thực quan trọng trên thế giới, đồng thời là<br /> nguồn lương thực chính của người dân tại vùng Đông Nam Á, và hiện tại có hơn một<br /> nửa dân số trên thế giới sống còn nhờ vào cây lương thực này (Manzoor và đồng tác giả,<br /> 2006).<br /> Trong các yếu tố dinh dưỡng cần thiết với cây trồng thì đạm là một trong những<br /> nguyên tố dinh dưỡng hạn chế lớn nhất đến năng suất lúa. Do đó quản lý dinh dưỡng<br /> đạm được xem là vấn đề then chốt để đạt năng suất cao. Trong các nghiên cứu liên quan<br /> đến cây lúa, các nhà khoa học đã đầu tư nhiều thời gian và công sức để nghiên cứu về<br /> quản lý dinh dưỡng đạm hơn là các yếu tố dinh dưỡng khác, bởi vì nó mang lại hiệu quả<br /> 109<br /> <br /> cao hơn trong đầu tư phân bón (Dawson và đồng tác giả, 2008).<br /> Rosegrant và đồng tác giả (2001) cho rằng tổng nhu cầu về lúa gạo sẽ tiếp tục<br /> gia tăng trên thế giới, với tốc độ hàng năm khoảng 1%. Do đó đòi hỏi phải mở rộng diện<br /> tích đất canh tác hàng năm hoặc thâm canh tăng vụ để tăng năng suất lúa từ 5.3 tấn/ha ở<br /> thời điểm hiện tại lên 7.0 tấn/ha để đáp ứng nhu cầu lương thực vào năm 2020. Theo<br /> ước tính, nếu như năng suất lúa bình quân 7.0 tấn/ha thì nhu cầu đạm của nó sẽ là 200<br /> kg N/ha ((Dobermann, 2000; Dobermann và đồng tác giả 2003).<br /> Phân hóa học đóng vai trò quan trọng trong vấn đề tăng năng suất lúa, đặc biệt là<br /> phân đạm. Tuy nhiên, hệ số sử dụng đạm của lúa ở Châu Á nhìn chung là thấp, khoảng<br /> từ 30 đến 50% (Prasad và DeDatta, 1979; Cassman và đồng tác giả 1993, 1996a; Panda<br /> và đồng tác giả 1995). Vì vậy, nâng cao hiệu quả sử dụng đạm là một mục tiêu quan<br /> trọng cho sản xuất lúa, đặc biệt đối với các giống lúa năng suất cao.<br /> Momiroman là một giống lúa mới năng suất cao vừa được lai tạo thành công và<br /> đưa vào trong sản xuất tại Nhật Bản năm 2008. Năng suất của giống này đạt trên 9<br /> tấn/ha trong điều kiện thuận lợi. Vì vậy, các nghiên cứu gần đây tại Nhật Bản đang tập<br /> trung vào xác định ảnh hưởng của liều lượng đạm đến các chỉ tiêu sinh trưởng, phát<br /> triển và năng suất của giống lúa này nhằm tăng năng suất hơn nữa. Để giảm tải tình<br /> trạng sử dụng phân đạm hóa học quá cao, làm cho hiệu quả đầu tư trong sản xuất giảm<br /> xuống, ảnh hưởng đến chất lượng nông sản phẩm cũng như chất lượng môi trường đất<br /> và nước thì nghiên cứu nâng cao hiệu quả sử dụng đạm trong sản xuất lúa là một trong<br /> những vấn đề cần thiết nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất lúa và góp phần cải thiện chất<br /> lượng môi trường ngày càng tốt hơn.<br /> 2.Vật liệu và phương pháp nghiên cứu<br /> 2.1.Vật liệu nghiên cứu<br /> - Giống: Hai giống lúa Momiroman và Nipponbare được sử dụng trong thí<br /> nghiệm, với giống Nipponbare làm đối chứng. Đây là hai giống lúa lai năng suất cao<br /> của Nhật Bản, giống Nipponbare được lai tạo vào năm 1990 và Momiroman được lai<br /> tạo vào năm 2008.<br /> - Phân bón: Sử dụng phân đạm phân giải chậm có tên gọi là đạm 100 ngày (N<br /> fertilizer with 100 days) cùng với phân lân Supe và Kaliclorua.<br /> 2.2. Địa điểm và thời gian<br /> - Địa điểm: Thí nghiệm đồng ruộng được tiến hành tại trung tâm thực nghiệm<br /> của Trường Đại học Okayama, Nhật Bản.<br /> - Thời gian: Thí nghiệm được gieo trồng trong vụ Hè Thu năm 2009.<br /> <br /> 110<br /> <br /> 2.3. Phương pháp nghiên cứu<br /> 2.3.1. Công thức và phương pháp bố trí thí nghiệm<br /> Thí nghiệm gồm ba mức đạm trên nền 80kg K20 và 80 kgP205/ha trên hai giống<br /> lúa trên.<br /> - Mức 1: 0 kgN/ha (0N)<br /> - Mức 2: 80 kgN/ha (1N)<br /> - Mức 3: 160 kgN/ha (2N)<br /> Đạm được bón lót một lần cùng với lân và kali trước khi cấy<br /> Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khối hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD)<br /> với ba lần lặp lại lại, mỗi mức bón là một ô. Diện tích mỗi ô thí nghiệm 34 m2.<br /> 2.3.2. Các chỉ tiêu nghiên cứu<br /> - Hiệu quả sinh khối của đạm (BEN) = BY/AN<br /> - Hiệu quả sử dụng đạm đầu vào (IEN) = GY/AN<br /> - Hiệu quả thu hồi của đạm tại mức bón 1N (RE1N) = (A1N- A0N)/APN<br /> - Hiệu quả thu hồi của đạm tại mức bón 2N (RE2N) = (A2N- A0N)/APN<br /> - Hiệu quả nông học của đạm tại mức bón 1N (AE1N) = GY1-GY0/INA<br /> - Hiệu quả nông học của đạm tại mức bón 2N (AE2N) = GY2-GY0/INA<br /> - Hiệu suất phân đạm (PFPN) = GY/APN<br /> - Hiệu quả quang hợp của đạm (PEN) = CER/LNC<br /> Trong đó:<br /> BY: Năng suất sinh khối (g/m2), AN: Đạm tích lũy (g/m2), A0N: Đạm tích lũy tại<br /> mức bón 0kg/ha (g/m2), A1N: Đạm tích lũy tại mức bón 80kg/ha (g/m2), A2N: Đạm tích<br /> lũy tại mức bón 160 kg/ha (g/m2), APN: Lượng đạm bón, INA: Lượng đạm bón tăng lên<br /> (g m-2), GY: Năng suất (g m-2), GY0: Năng suất tại mức bón 0 kgN/ha (g m-2), GY1:<br /> Năng suất tại mức bón 80 kgN/ha (g m-2), GY2: Năng suất tại mức bón 160 kgN/ha (g<br /> m-2), CER: Tốc độ quang hợp (µmol/m2/s), LNC: Hàm lượng đạm trong lá (mgN/dm2).<br /> 2.3.3. Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu nghiên cứu<br /> - Năng suất sinh khối (BY): Lấy mẫu trên 1m2 (20 khóm) của các lần nhắc ở<br /> các mức bón đạm lúc thu hoạch. Phơi khô mẫu và cân trọng lượng để tính năng suất<br /> sinh khối.<br /> - Năng suất hạt được tính theo công thức sau:<br /> 111<br /> <br /> Năng suất =<br /> <br /> (100 - hàm lượng nước trong hạt)<br /> × Trọng lượng hạt<br /> (100 - 14,5)<br /> <br /> - Đạm tích lũy (AN) = Năng suất sinh khối × hàm lượng đạm trong cây<br /> Hàm lượng trong cây được phân tích bằng máy CN-Corder (MT-700, Yanaco<br /> Industry)<br /> - Tốc độ quang hợp (CER): được đo bằng máy đo quang hợp xách tay (CIRAS-1,<br /> Koio Industry)<br /> - Hàm lượng đạm trong lá (LNC) được tính theo công thức sau:<br /> LNC =<br /> <br /> Hàm lượng đạm<br /> Diện tích lá<br /> <br /> 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận<br /> 3.1. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến hiệu quả sinh khối của đạm, hiệu<br /> quả sử dụng đạm đầu vào, hiệu quả thu hồi đạm, hiệu quả nông học của đạm và hiệu<br /> suất phân đạm<br /> Kết quả theo dõi được thể hiện qua bảng 1.<br /> Bảng 1. Ảnh hưởng của liều lượng đạm<br /> đến một số chỉ tiêu liên quan đến hiệu quả sử dụng đạm của lúa<br /> <br /> Hiệu Hiệu<br /> quả<br /> quả<br /> Hiệu<br /> Năng<br /> Hiệu<br /> Năng<br /> sinh đầu<br /> quả<br /> suất<br /> N tích<br /> quả<br /> Lượng N<br /> suất<br /> khối vào<br /> nông<br /> Giống<br /> sinh<br /> lũy<br /> thu<br /> (kg/ha)<br /> hạt<br /> sử<br /> sử<br /> học<br /> 2<br /> khối<br /> hồi N<br /> 2 (g/m )<br /> (g/m )<br /> dụng dụng<br /> của N<br /> (g/m2)<br /> (%)<br /> N<br /> N<br /> (g/g)<br /> (g/g) (g/g)<br /> 0 (0N) 1.146,4 488<br /> 7,4 154,3 65,7<br /> 80 (1N) 1.613,5 590<br /> 13,8 116,6 42,6 80,1 12,7<br /> Nipponbare<br /> 160 (2N) 1.538,7 656<br /> 17,3 89,0 38,0 61,6 10,5<br /> 0 (0N) 1.577,7 713<br /> 11,0 143,5 64,9<br /> Momiroma 80 (1N) 1.799,4 914<br /> 16,1 111,7 56,7 63,9 25,1<br /> n<br /> 160 (2N) 1.820,8 799<br /> 20,0 91,2 40,0 56,1<br /> 5,4<br /> Nguồn biến động<br /> ANOVA<br /> Lượng N (A)<br /> ns<br /> **<br /> **<br /> **<br /> **<br /> **<br /> **<br /> Giống (B)<br /> ns<br /> **<br /> ns<br /> ns<br /> *<br /> ns<br /> **<br /> A*B<br /> *<br /> ns<br /> ns<br /> ns<br /> *<br /> ns<br /> ns<br /> **: Sai khác có ý nghĩa tại mức 0,01.<br /> 112<br /> <br /> Hiệu<br /> suất<br /> phân<br /> N<br /> (g/g)<br /> 73,7<br /> 41,0<br /> 114,2<br /> 50,0<br /> **<br /> **<br /> *<br /> <br /> *: Sai khác có ý nghĩa tại mức 0,05.<br /> ns: Sai khác không có ý nghĩa tại mức 0,05.<br /> <br /> Kết quả bảng 1 cho thấy: Khi tăng lượng đạm bón đã không tăng hiệu quả sinh<br /> khối của đạm và hiệu qủa sử dụng đạm đầu vào và nhìn chung hiệu quả sử dụng đạm<br /> của giống Momiroman là cao hơn Nipponbare. Hiệu quả sinh khối của đạm ở giống<br /> Momiroman tại các mức bón đạm là: 143,5 (0N), 111,7 (1N) và 64,9 g/g (2N) và giống<br /> Nipponbare là 154,3 (0N), 116,6 (1N) và 89,0 g/g (2N). Hiệu quả sử dụng đạm đầu vào<br /> của giống Momiroman đạt 64,9 g/g tại mức bón 0N, 56,7 g/g tại mức bón 1N và 40,0<br /> g/g tại mức bón đạm cao nhất (2N) và tương tự như vậy với giống Nipponbare đạt lần<br /> lượt là 65,7 g/g (0N), 42,6 g/g (1N) và 38,0 g/g (2N). Jiang và đồng tác giả (2004), Peng<br /> và đồng tác giả (2006) cho rằng nếu như tăng lượng đạm quá cao sẽ dẫn đến giảm hiệu<br /> quả sinh khối của đạm và hiệu quả sử dụng đạm đầu vào.<br /> Có sự sai khác có ý nghĩa về hiệu qủa thu hồi của đạm (REN) giữa mức bón 1N<br /> và 2N trên cả hai giống lúa nghiên cứu. REN tại mức bón 1N cao hơn 2N ở cả hai giống,<br /> giống Momiroman đạt 63,9 % (1N) và 56,1% (2N), giống Nipponbare đạt 80,1 % (1N)<br /> và 61,6% (2N). Kết quả này chỉ ra rằng, tại mức bón đạm cao hơn, REN đạt thấp hơn.<br /> REN của Momiroman là thấp hơn Nipponbare tại cả hai mức bón, bởi vì đạm tích lũy ở<br /> mức bón 0N của Momiroman là cao hơn so với Nipponbare. Kết quả nghiên cứu của<br /> Doberman và đồng tác giả (2002), Peng và đồng tác giả (2006) đã cho thấy rằng khi<br /> tăng lượng đạm thì năng suất bình quân tăng từ 11 đến 40% và REN tăng từ 31 đến 40%.<br /> Kết quả nghiên cứu của chúng tôi chỉ phù hợp với trường hợp thứ nhất.<br /> Hiệu quả nông học của đạm (AEN) giảm có ý nghĩa (P