Sự tích luỹ nitơ, phopho và kali trong cây lúa trồng trên đất phù sa sông Hồng dưới tác động của chế độ phân bón khác nhau

Chia sẻ: Minh Minh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

34
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Xác định lượng N, P, K mà cây lúa lấy từ đất để tạo năng suất cao là việc làm cần thiết. Những số liệu này là cơ sở cho việc tính toán liều lượng phân bón bổ sung vào đất để hoàn trả lại cho đất lượng chất dinh dưỡng mà cây trồng đã lấy đi. Trong bài báo này chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu sự tích lũy N, P, K trong cây lúa trồng trên đất phù sa sông Hồng dưới tác động của chế độ phân bón khác nhau.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sự tích luỹ nitơ, phopho và kali trong cây lúa trồng trên đất phù sa sông Hồng dưới tác động của chế độ phân bón khác nhau

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Natural Sci., 2011, Vol. 56, No. 3, pp. 93-99 SỰ TÍCH LUỸ NITƠ, PHOPHO VÀ KALI TRONG CÂY LÚA TRỒNG TRÊN ĐẤT PHÙ SA SÔNG HỒNG DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA CHẾ ĐỘ PHÂN BÓN KHÁC NHAU Vũ Văn Hiển Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Email: hienvv@hnue.edu.vn 1. Mở đầu An ninh lương thực ở Châu Á phần lớn dựa vào thâm canh lúa trong hệ thống canh tác được tuới tiêu thuận lợi. Hiện nay, do áp lực của việc tăng dân số, giảm diện tích đất trồng trọt và giảm nguồn nước tưới nên sự thúc đẩy gia tăng sản xuất là điều cần thiết. Trong tương lai, muốn tăng năng suất lúa đòi hỏi phải chăm sóc cây trồng tốt hơn, phải có chiến lược thâm canh cao, chiến lược cho việc sử dụng hiệu quả dinh dưỡng và phân bón [10]. Cây lúa là cây trồng cần tương đối nhiều phân bón. Thực tế cho thấy trong một phạm vi nhất định, lượng phân bón càng nhiều thì năng suất càng cao. Nhưng bón phân không hợp lí cũng có thể làm cho cây lúa sinh trưởng, phát triển không bình thường do đó làm giảm năng suất [2]. Cây lúa cần hút từ đất những nguyên tố dinh dưỡng như N, P, K và các nguyên tố khác như Ca, Mg, Fe, Si,. . . mới sinh trưởng, phát triển bình thường được. Số lượng N, P, K mà cây lúa lấy đi từ đất phụ thuộc vào giống cây trồng, đất đai, điều kiện trồng trọt [2]. Xác định lượng N, P, K mà cây lúa lấy từ đất để tạo năng suất cao là việc làm cần thiết. Những số liệu này là cơ sở cho việc tính toán liều lượng phân bón bổ sung vào đất để hoàn trả lại cho đất lượng chất dinh dưỡng mà cây trồng đã lấy đi. Trong bài báo này chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu sự tích lũy N, P, K trong cây lúa trồng trên đất phù sa sông Hồng dưới tác động của chế độ phân bón khác nhau. 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Đối tượng, địa điểm và phương pháp nghiên cứu * Đối tượng và địa điểm nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là hàm lượng các nguyên tố N, P, K tích lũy trong rễ, thân, lá và hạt thóc. 93
Vũ Văn Hiển Thí nghiệm được tiến hành trên đất phù sa sông Hồng trồng lúa ở xã Tam Hiệp huyện Phúc Thọ và xã Hạ Mỗ huyện Đan Phượng Hà Nội. * Phương pháp nghiên cứu - Chúng tôi đã tiến hành 3 thí nghiệm đồng ruộng sau : + Thí nghiệm 1. Nền 1: Phân chuồng (PC) 8 tấn P60 K30 kg/ha; Nền 1 + N60 kg/ha; Nền 1 + N90 kg/ha; Nền 1 + N120 kg/ha. + Thí nghiệm 2. Nền 2: PC 8 tấn K30 kg/ha; Nền 2 + P30 kg/ha; Nền 2 + P60 kg/ha; Nền 2 + P90 kg/ha. + Thí nghiệm 3. Nền 3: PC 8 tấn N120 P60 kg/ha; Nền 3 + K30 kg/ha; Nền 3 + K60 kg/ha. - Diện tích ô thí nghiệm là 20 m2 (5m x 4m). Các ô thí nghiệm được sắp xếp hoàn toàn ngẫu nhiên và được lặp lại 4 lần [3]. - Lấy mẫu phân tích: Mẫu phân tích được lấy ở thời điểm thu hoạch lúa. Mỗi ô thí nghiệm lấy một mẫu trung bình. Mẫu trung bình được hình thành từ 5 khóm lúa theo phương pháp đường chéo. Như vậy, mỗi một công thức với 4 lần nhắc lại sẽ có 4 mẫu trung bình. - Chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp xác định + Hàm lượng nitơ tổng số được xác định theo phương pháp Kjeldahl trên máy xác định nitơ bán tự động UDK-126. +Hàm lượng photpho tổng số được xác định bằng phương pháp so màu trên máy Specol. + Hàm lượng kali tổng số được xác định bằng phương pháp quang kế ngọn lửa. 2.2. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 2.2.1. Sự tích lũy nitơ trong cây Nitơ là thành phần bắt buộc của axit amin, axit nucleic. Đây là những chất cơ bản của sự sống. Ngoài ra, nitơ còn là thành phần của nhiều chất hữu cơ quan 94
Sự tích luỹ nitơ, phopho và kali trong cây lúa trồng trên đất phù sa sông Hồng... trọng điều tiết mọi quá trình trao đổi chất trong cơ thể thực vật như các enzim, coenzim và các hợp chất giàu năng lượng được sử dụng trong các phản ứng sinh hóa,. . . Kết quả phân tích lượng nitơ tích lũy trong cây lúa dưới tác động của liều lượng phân đạm khác nhau được trình bày trong Bảng 1. Bảng 1. Lượng nitơ tích lũy trong cây dưới tác động của liều lượng phân đạm khác nhau Năng suất Hàm lượng N Lượng N tích lũy Lượng N Công thức (tạ/ha) (% chất khô) trong cây (kg/ha) cần để tạo Sinh Rễ, Rễ, Toàn 1 tấn thóc Hạt Hạt Hạt vật thân, lá thân, lá bộ cây và SPP∗ (kg) Nền 1 135,8 54,3 0,42 1,03 34,2 55,9 90,1 16,6 Nền 1 + N60 151,5 60,6 0,43 1,07 39,1 64,8 103,9 17,1 Nền 1 + N90 159,3 63,7 0,47 1,17 44,9 74,5 119,4 18,7 Nền 1 + N120 162,5 65,8 0,53 1,31 52,3 86,3 138,5 21,0 LSD05 5,95 2,51 0,03 0,06 3,90 6,53 10,4 - SPP*: Sản phẩm phụ (rơm,rạ rễ) Số liệu Bảng 1 cho thấy hàm lượng nitơ trong cây ở các công thức có bón đạm đều cao hơn công thức Nền 1. Khi tăng liều lượng đạm bón, hàm lượng nitơ trong rễ, thân, lá và trong hạt có xu hướng tăng theo. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cũng phù hợp với kết quả nghiên cứu của Chino M., Hayashi H. và CTV; Hayashi H. và Chino M. [1,4]. Hàm lượng nitơ trong rễ, thân, lá ở các công thức có bón phân đạm dao động từ 0,43 % đến 0,53%, chất khô và hàm lượng nitơ trong hạt thay đổi từ 1,07% đến 1,31% chất khô. Sự chênh lệch về hàm nitơ trong cây ở các công thức bón liều lượng đạm thấp (N60 ) so với Nền 1 là không đáng kể (không có ý nghĩa về mặt thống kê; d = 0,01 < LSD05 (Least significant difference) = 0,03). Ngược lại, ở công thức bón liều lượng đạm lớn hơn (N90 , N120 ), hàm lượng nitơ trong rễ, thân, lá và trong hạt tăng lên đáng kể (d > LSD05 ) so với Nền 1. Hàm lượng nitơ trong rễ, thân, lá và trong hạt với N90 là 0,47% và 1,17%, với N120 là 0,53% và 1,31% so với Nền 1 là 0,42% và 1,03%. Số liệu trong Bảng 1 còn cho thấy ở tất cả các công thức thí nghiệm, hàm lượng nitơ trong hạt đều cao hơn so với hàm lượng nitơ trong rễ, thân, lá. Như chúng ta đã biết, sau khi thụ phấn, thụ tinh bắt đầu quá trình hình thành và tích lũy chất khô trong hạt. Các sản phẩm của quá trình quang hợp được hình thành ở thân,lá; các chất dinh dưỡng được rễ hút từ đất đều được vận chuyển tới hạt. Tại đây các sản phẩm này tham gia vào quá trình tổng hợp tinh bột và tổng hợp protein. Nitơ là thành phần bắt buộc của axít amin và của protein vì vậy hàm lượng nitơ trong hạt cao hơn hàm lượng nitơ trong rễ, thân, lá là điều dễ hiểu. Tính toán lượng nitơ tích lũy trong cây chúng tôi thấy lượng nitơ tích lũy trong cây trên một ha dao động từ 90,1 kg đến 138,5 kg. Lượng phân đạm bón càng lớn thì lượng nitơ tích lũy trong cây càng cao. Để hình thành một tấn thóc và các sản phẩm phụ cây lúa tiêu thụ tới 21 kg nitơ. 95
Vũ Văn Hiển 2.3. Sự tích lũy photpho trong cây Photpho có vai trò quan trọng và đa dạng trong cơ thể thực vật. Photpho tham gia vào cấu trúc nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng của tế bào như axít nucleic, photphoprotein, photpholipit,. . . Đây là thành phần cấu tạo nên cơ sở vật chất thông tin di truyền của cơ thể sống, thành phần xây dựng nên nguyên sinh chất, xây dựng nên màng tế bào và các bào quan. Kết quả nghiên cứu về lượng photpho tích lũy trong cây lúa dưới tác động của liều lượng phân lân khác nhau được trình bày trong Bảng 2. Bảng 2. Lượng photpho tích lũy trong cây dưới tác động của liều lượng phân lân khác nhau Năng suất Hàm lượng P Lượng P tích lũy Lượng P Công thức (tạ/ha) (% chất khô) trong cây (kg/ha) cần để tạo Sinh Rễ, Rễ, Toàn 1 tấn thóc Hạt Hạt Hạt vật thân, lá thân, lá bộ cây và SPP (kg) Nền 2 147,3 58,9 0,060 0,165 5,30 9,72 15,02 2,55 Nền 2 + P30 152,0 60,8 0,063 0,178 5,75 10,82 16,57 2,73 Nền 2 + P60 157,0 62,8 0,064 0,209 6,03 13,12 19,23 3,06 Nền 2 + P90 155,0 62,0 0,064 0,200 5,95 12,40 18,35 2,96 LSD05 2,15 0,85 0,001 0,010 0,17 0,77 0,94 - Những thí nghiệm do chúng tôi tiến hành nhằm tìm hiểu sự tích lũy của photpho trong cây lúa dưới tác động của liều lượng phân lân khác nhau cho thấy hàm lượng photpho tích lũy trong thân lá rễ dao động trong phạm vi từ 0,060% chất khô đến 0,064 % chất khô. Hàm lượng photpho trong hạt biến động từ 0,165% đến 0,209% chất khô (Bảng 2). Tương tự như nitơ, trong cây lúa photpho tập trung chủ yếu trong hạt. Qua nghiên cứu chúng tôi thấy hàm lượng photpho trong hạt lớn hơn hàm lượng photpho trong rễ, thân, lá từ 2,75 đến 3,84 lần (0,165/0,060 và 0,209/0,060). Lượng photpho tích lũy trong cây ở các công thức có bón phân lân đều cao hơn lượng photpho tích lũy trong cây ở công thức Nền 2. Hàm lượng photpho trong rễ, thân, lá ở các công thức Nền 2 + P30 , Nền 2 + P60 và Nền 2 + P90 chênh lệch nhau không đáng kể (d < LSD05 ). Ngược lại, lượng photpho tích lũy trong hạt ở các công thức này có sự khác nhau rõ rệt (d > LSD05 ). Tăng lượng phân lân bón từ 30 kg P/ha lên 60 kg và 90 kg P/ha thì lượng photpho tích lũy trong cây trên một ha tăng từ 16,57 kg lên 19,23 kg. Photpho là nguyên tố rất cần thiết đối với dinh dưỡng của thực vật nói chung và cây lúa nói riêng. Sự xâm nhập của photpho vào trong cây không những phụ thuộc vào các yếu tố bên trong như quang hợp, hô hấp, trao đổi chất v.v. . . mà còn phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài như hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng 96
Sự tích luỹ nitơ, phopho và kali trong cây lúa trồng trên đất phù sa sông Hồng... khoáng trong môi trường dinh dưỡng; quá trình sinh trưởng và phát triển của cây; điều kiện chiếu sáng và nhịp điệu ngày đêm. . . Tăng liều lượng phân lân bón vào đất tức là đã tăng hàm lượng photpho trong môi trường dinh dưỡng. Tăng hàm lượng photpho trong môi trường dinh dưỡng là điều kiện thuận lợi cho photpho xâm nhập và tích lũy trong cây. Điều này đã được khẳng định trong các công trình nghiên cứu ở các tài liệu [6-8]. Từ kết quả nghiên cứu chúng tôi nhận thấy để tạo ra 1 tấn thóc và các sản phẩm phụ, cây lúa có thể phải lấy từ đất 3,06 kg photpho. 2.3.1. Sự tích lũy kali trong cây Mặc dù không tham gia vào thành phần cấu trúc tế bào nhưng kali có ý nghĩa rất to lớn trong đời sống thực vật. Kali thực hiện nhiều chức năng sinh lí, hóa sinh, xúc tác các phản ứng diễn ra trong cây. Kali tham gia vào quá trình tổng hợp và tích lũy tinh bột, hút và vận chuyển nước trong cây. Kali là một trong số các cation hoạt hóa enzim. Có tới 60 enzim được kali hoạt hóa ở mức độ khác nhau,. . . Kết quả phân tích hàm lượng kali trong cây lúa dưới tác động của lượng phân kali khác nhau được trình bày trong Bảng 3. Bảng 3. Lượng kali tích lũy trong cây dưới tác động của liều lượng phân kali khác nhau Năng suất Hàm lượng K Lượng K tích lũy Lượng K Công thức (tạ/ha) (% chất khô) trong cây (kg/ha) cần để tạo Sinh Rễ, Rễ, Toàn 1 tấn thóc Hạt Hạt Hạt vật thân, lá thân, lá bộ cây và SPP (kg) Nền 3 126,2 50,4 1,40 0,32 106,12 16,13 122,25 24,26 Nền 3 + K30 157,1 62,8 1,44 0,33 135,79 20,72 156,51 24,92 Nền 3 + K60 149,5 59,8 1,49 0,34 133,50 20,33 153,98 25,75 LSD05 9,30 3,74 0,03 0,01 9,53 1,47 11,02 - Hàm lượng kali trong rễ, thân, lá dao động từ 1,40% đến 1,49% chất khô (Bảng 3). Giữa các công thức có bón phân kali và không bón phân kali có sự khác biệt nhau rõ rệt về lượng kali tích lũy trong rễ, thân, lá (d > LSD05 ). Hàm lượng kali trong hạt thay đổi trong phạm vi từ 0,32% đến 0,34% chất khô. Không thấy có sự khác biệt nhau lớn về hàm lượng kali trong hạt giữa các công thức có bón phân kali và công thức không bón phân kali (Nền 3) (d không lớn hơn LSD05 ). Khác với nguyên tố nitơ và photpho, lượng kali tích lũy trong hạt thấp hơn lượng kali tích lũy trong rễ, thân, lá. Kết quả này phù hợp với những công bố của Hirata H. và Leonard R.T. [5, 6, 9 ]. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy lượng kali tích lũy trong cây ở các công thức có bón phân kali cao hơn lượng kali tích lũy trong cây ở công thức Nền 3 khoảng 26 - 28% (153,98 kg/122,25 kg và 156,51 kg/12,25 kg). Tăng lượng phân bón từ 30 kg K/ha lên 60 kg K/ha lượng kali trong cây giảm không đáng kể (d = 97
Vũ Văn Hiển 2,53 < LSD05 = 11,02). Qua tính toán chúng tôi thấy để hình thành một tấn thóc cùng với sản phẩm phụ cây lúa lấy đi từ đất 25,75 kg kali. 3. Kết luận Từ kết quả nghiên cứu chúng tôi đi đến một số kết luận sau: - Khả năng tích lũy nitơ, photpho, kali trong cây lúa phụ thuộc vào hàm lượng của chúng trong môi trường dinh dưỡng. Hàm lượng của các nguyên tố này trong môi trường dinh dưỡng càng cao thì khả năng tích lũy chúng trong cây càng lớn. - Ở trong cây lúa, nitơ và photpho tập trung chủ yếu trong hạt. Ngược lại, hàm lượng kali trong hạt thấp hơn so với hàm lượng kali trong rễ, thân, lá. - Để hình thành 1 tấn thóc cùng với các sản phẩm phụ, cây lúa lấy đi từ đất 21 kg nitơ, 3,06 kg photpho và 25,75 kg kali. Từ khóa: Chế độ phân bón, tích lũy N, P, K, cây lúa, đất phù sa sông Hồng. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Chino M, Hayashi H. and Fukumorita T., 1987. The chemical composition of rice phloem sap and its fluctuation. J. Plant Nutrition 10, pp.1651-1661 [2] Đinh Dĩnh, 1970. Bón phân cho lúa, trong “ Nghiên cứu lúa ở nước ngoài”, tập 1. Nxb Khoa học Hà Nội, tr. 5-86. [3] Gomez K.A., Gomez A.A., 1986. Statistical procedures for Agricultural Research. John Wiley & Sons New York, pp. 1-680. [4] Hayashi H and Chino M., 1985. Nitrate and other anion in the rice phloem sap. Plant and Cell Physiol. 26, pp. 325-330. [5] Hirata H., 1971. On several question for the uptake of potassium in higher plants, in “Potasium Symposium”. Potasium Research Assoc. Tokyo, pp. 35-76. [6] Hirata H., 1982. Effect of phosphorus and potassium deficit treatment on roots secretion of wheat and rice seedling. Soil Sci. Plant Nutrition. 28, pp. 543-552. [7] Hirata H., 1987. Variatal differences of rice in phosphorus absortion from phos- phrus compounds in soil. J. Plant Nutrition, 10, pp. 1997-2005. [8] Kogano K ., 1984. Effect of accumulated phosphorus in pady soil on the growth of lowland rice plant in the cool region, in “ Pady soil and phosphorus Nakuyusha”. Tokyo. [9] Leonard R.T., 1985. Absortion of potassium into cell, in R D Mumson Ed “ Potasium in agriculture” ASA-CSSA-SSSA, Madison pp. 327-336. [10] Thomas Faihurst, C. Witt, R.J.Buresh, A. Dobermann, 2007. Cây lúa: Hướng dẫn thực hành quản lí dinh dưỡng (Biên tập lần 2). Viện nghiên cứu lúa Quốc tế 98
Sự tích luỹ nitơ, phopho và kali trong cây lúa trồng trên đất phù sa sông Hồng... (IRRI), Viện nghiên cứu cây trồng Quốc tế (IPNI) và Viện Kali Quốc tế (IPI). Biên dịch: TS.Trần Thúc Sơn, KS.Nguyễn Văn Trường, ThS. Đào Quốc Hưng, KS. Nguyễn Đức Dũng .Tr. 1-90. ABSTRACT Accumulation of nitrogen, phosphorus and potassium in the rice plant cultivated in the red river alluvial soil under the effect of different fertilizer regimes Three field experiments were conducted in the Red River alluvial soil in Tam Hiep commune, Phuc Tho district and Ha Mo commune, Dan Phuong district, Hanoi city to study the accumulation of nitrogen, phosphorus and potassium in the rice plants under the effect of different fertilizer regimes. Experiment 1. Fond 1: Organic fertilizer 8 tons P60 K30 kg/ha, Fond 1 + N60 kg/ha, Fond 1 + N90 kg/ha and Fond 1 + N120 kg /ha; Experiment 2. Fond 2: Organic fertilizer 8 tons N120 K30 kg/ha, Fond 2 + P30 kg/ha, Fond 2 + P60 kg/ha and Fond 2 + P90 kg/ha; Experiment 3. Fond 3: Organic fertilizer 8 tons N120 P60 kg/ha, Fond 3 + K30 kg/ha and Fond 3 + K60 kg/ha. The result of the research shows that: Absorption and accumulation of nitro- gen, phosphorus and potassium in rice plants depend on the concentration of these elements in the nutritional medium.The higher the concentration in the nutritional medium is, the higher are the absorption and accumulation in the rice plants are; In rice plants, nitrogen and phosphorus mainly concentrate in the seeds, whereas the amount of potassium in the grain is lower than that in the body, leaves and roots; The rice plant takes 21 kg N, 3.06 kg P and 25,75 kg K from the soil to form a ton of grain and second products. 99