Nghiên cứu ảnh hưởng biến động của một số yếu tố dinh dưỡng đất đến sinh trưởng và năng suất lúa tại tỉnh thái nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM





NGUYỄN THỊ NGỌC THÚY

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG BIẾN ĐỘNG CỦA MỘT
SỐ YẾU TỐ DINH DƢỠNG ĐẤT ĐẾN SINH TRƢỞNG
VÀ NĂNG SUẤT LÚA TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN








LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

THÁI NGUYÊN - 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

i
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM





NGUYỄN THỊ NGỌC THÚY

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG BIẾN ĐỘNG CỦA MỘT
SỐ YẾU TỐ DINH DƢỠNG ĐẤT ĐẾN SINH TRƢỞNG
VÀ NĂNG SUẤT LÚA TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN
Chuyên ngành: Trồng trọt
Mã số: 60.62.01

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP






Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN TUẤN ANH







THÁI NGUYÊN - 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ii
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận
văn này là hoàn toàn trung thực và chưa hề sử dụng để bảo vệ một học vị
nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn đều đã được cảm ơn. Các
thông tin tài liệu trình bày trong luận văn này đều đã được ghi rõ nguồn gốc.

NGƯỜI VIẾT CAM ĐOAN

Nguyễn Thị Ngọc Thúy


























Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iii

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện đề tài này, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ
tận tình của các thầy giáo, cô giáo cùng các tập thể và cá nhân. Nhân dịp luận
văn hoàn thành, tôi xin chân thành cảm ơn mọi sự giúp đỡ quý báu của các
thầy, cô giáo cùng các tập thể và cá nhân đã giúp đỡ tôi hoàn thành công trình
này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Phó Giáo Sư, tiến sỹ Nguyễn Tuấn Anh-
Trưởng P.QHQT - ĐHTN, người đã trực tiếp tận tình hướng dẫn để tôi hoàn
thành tốt được đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn chinh quyền địa phương và bà con nông dân
xã Quyết Thắng, TPTN đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện các thí
nghiệm và xây dựng mô hình thực nghiệm tại địa phương.
Tác giả


Nguyễn Thị Ngọc Thuý

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iv

MỤC LỤC
Trang
Trang phụ lục bìa i
Lời cam đoan ii
Lời cảm ơn iii
Mục lục iv
Danh mục các ký hiệu, các chữ cái viết tắt viii
Danh mục các bảng iv
Danh mục các hình vẽ, đồ thị xi
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu 2
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài 3
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3
Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 4
1.2. Tình hình nghiên cứu về cây lúa trên thế giới 6
1.3. Tình hình nghiên cứu đạm, lân và kali cho cây lúa trên thế giới 8
1.3.1. Nghiên cứu về đạm cho cây lúa trên thế giới 9

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

v
1.3.2. Nghiên cứu về lân cho cây lúa trên thế giới 10
1.3.3. Nghiên cứu về kali cho cây lúa trên thế giới 13
1.4. Tình hình nghiên cứu về sử dụng phân đạm, lân, kali cho cây lúa… 14
1.4.1. Những nghiên cứu về bón phân đạm cho cây lúa ở Việt Nam 15
1.4.2. Những nghiên cứu về phân lân ở Việt Nam 16
1.4.3. Những nghiên cứu về phân kali cho cây lúa ở Việt Nam 18
1.5. Hàm lượng các yếu tố đạm, lân, kali trong đất lúa ở Việt Nam 20
1.5.1. Đạm trong đât lúa nước ở Việt Nam 20
1.5.2. Lân trong đất lúa nước ở Việt Nam 22
1.5.3. Kali trong đất lúa nước ở Việt Nam 24
1.6. Một số kết quả nghiên cứu phân bón đối với lúa 25
1.6.1. Phân bón và cách bón phân cho lúa 25
1.6.2. Nhu cầu dinh dưỡng của cây lúa và vai trò của phân bón 26
1.7. Sự cần thiết phải bón phân cân đối và hợp lý cho lúa 37
1.7.1. Cân đối đạm – lân 38
1.7.2. Cân đối đạm – kali 39
Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng, phạm vi, thời gian và địa điểm nghiên cứu 41
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 41
2.1.2. Thời gian nghiên cứu 41
2.2.3. Địa điểm nghiên cứu 41

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vi
2.2. Nội dung nghiên cứu 41
2.3. Phương pháp nghiên cứu 41
2.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm 41

2.3.2. Điều kiện thí nghiệm 41
2.3.3. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 42
2.3.3.1. Thời gian sinh trưởng 42
2.3.3.2. Chỉ tiêu về khả năng đẻ nhánh 42
2.3.3.3. Chiều cao cuối cùng 42
2.3.3.4. Trọng lượng khô của thân, lá và…. 42
2.3.35. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lý thuyết 43
2.3.3.6. Năng suất thực thu 43
3.2.4. Phương pháp lấy mẫu đất 43
2.3. Xử lý số liệu 44
Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Điều kiện tự nhiên tỉnh Thái Nguyên 45
3.1.1. Diễn biến thời tiết khí hậu vụ Mùa 2010 và vụ Xuân 2011 tại Thái
Nguyên 45
3.1.2. Tài nguyên đất ở Thái Nguyên 47
3.2. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp và hiện trạng sản xuất lúa ở Thái
Nguyên 49
3.2.1. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp ở Thái Nguyên 49

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vii
3.2.2. Hiện trạng sản xuất lúa ở Thái Nguyên 52
3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của biến động các yếu tố dinh dưỡng đất
đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của giống lúa KD18 54
3.3.1. Các đặc điểm của đất thí nghiệm 54
3.3.2. Khả năng sinh trưởng và phát triển của cây lúa 56
3.3.3. Tương quan giữa dinh dưỡng đất với sinh trưởng và năng suất lúa 61
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
1. Kết luận 72

2. Đề nghị 73
Phụ lục 74
Tài liệu tham khảo 78











Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

viii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
Chữ đƣợc viết tắt
CEC
Dung tích hấp thu
CT
Công thức
Dw
Khối lượng chất khô
ĐHNL
Đại học Nông Lâm
ĐN
Đẻ nhánh

ĐVT
Đơn vị tính
GĐST
Giai đoạn sinh trưởng
LĐ
Thời kỳ phân hóa đòng
NN&PTNT
Nông nghiệp và phát triển nông thôn
NS
Năng suất
NSLT
Năng suất lý thuyết
PC
Phân chuồng
QT
Quy trình
TB
Trung bình
TTKN
Trung tâm khuyến nông
OM
Hàm lượng mùn




Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ix
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng: 1.1. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của Việt Nam những năm
gần đây 7
Bảng 1.2. Mối quan hệ lân - đạm và hiệu lực phân đạm với lúa 38
Bảng 1.3. Ảnh hưởng của phân kali đến hiệu lực phân đạm với lúa trên đất
bạc màu 40
Bảng 1.4. Liều lượng phân bón nông dân sử dụng cho lúa 40
Bảng 3.1: Điều kiện thời tiết khí hậu vụ Mùa năm 2010 và vụ xuân 2011 46
Bảng 3.2. Hiện trạng sử dụng đất 1/1/2009 51
Bảng 3.3. Diễn biến diện tích và năng suất lúa ở Thái Nguyên 53
Bảng 3.4. Đặc tính đất thí nghiệm 54
Bảng 3.5. Khả năng sinh trưởng của cây lúa 56
Bảng 3.6. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 60
Bảng 3.7. Tương quan giữa dinh dưỡng đất với năng suất và các yếu tố cấu
thành năng suất 61
Bảng 3.8. Tương quan giữa các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 66











Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

x

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
Đồ thị 3.1. Tương quan giữa dung tích hấp thu của đất (CEC) với số hạt
chắc/bông 63
Đồ thị 3.2. Tương quan giữa dung tích hấp thu của đất (CEC) với trọng lượng
nghìn hạt 64
Đồ thị 3.3. Tương quan giữa dung tích hấp thu của đất (CEC) với năng suất
thực thu 65
Đồ thị 3.4. Tương quan giữa số hạt chắc/bông với năng suất 67
Đồ thị 3.5. Tương quan giữa trong lượng nghìn hạt với năng suất 68






Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Thái Nguyên là một tỉnh thuộc vùng núi và trung du phía Bắc, có diện
tích đất trồng lúa là 70.800 ha, tuy nhiên tình hình sản xuất lúa tại tỉnh Thái
Nguyên còn gặp nhiều khó khăn, nguyên nhân chủ yếu là do điều kiện đất đai,
khí hậu, lượng mưa hàng năm không đều, tập trung chủ yếu vào các tháng
mùa mưa (từ tháng 4 đến tháng 10), dẫn đến một thực trạng rất phổ biến trong
sản xuất đó là chỉ có những nơi chủ động được nguồn nước tưới mới có thể
sản xuất được 2 vụ lúa/năm. Vấn đề đặt ra là phải tăng hệ số sử dụng đất,
ngoài việc nghiên cứu và tuyển chọn những giống lúa năng suất cao, chất
lượng tốt để có thể đưa vào ứng dụng trong sản xuất thì việc nghiên cứu các
biện pháp kỹ thuật để thâm canh cây lúa cũng đang là một vấn đề cấp thiết mà

thực tiễn sản xuất đang đặt ra. Mặc dù trong những năm gần đây sản xuất lúa
ở Thái Nguyên đã đạt được những kết quả nhất định, tuy nhiên tốc độ phát
triển và năng suất lúa giữa các địa phương không đồng đều và chưa xứng với
tiềm năng của nó. Thái Nguyên có nhiều khó khăn về kinh tế, trình độ dân trí,
cơ sở hạ tầng còn thấp, đất đai xói mòn rửa trôi bạc màu nhiều. Mặt khác đất
trồng lúa ở khu vực trung du, miền núi nói chung và ở Thái Nguyên nói riêng
luôn có những tính chất đặc thù riêng do quá trình hình thành khác biệt hẳn
với các đất đồng bằng và thường thì độ phì tự nhiên ít khi đồng nhất với độ
phì nhiêu thực tế do trong đất có những yếu tố hạn chế. Ngoài ra do trình độ
thâm canh của nông dân chưa cao, việc dùng phân hoá học lại rất mất cân đối,
vừa lãng phí lại vừa không có hiệu quả, năng suất lúa vì vậy mà nhiều năm
tăng không đáng kể. Phân bón có ảnh hưởng không những tới năng suất, chất
lượng sản phẩm, hiệu quả kinh tế của sản xuất mà còn được quan tâm đến ảnh
hưởng của bón phân tới môi trường đất, nước, không khí và tới sức khỏe cộng
đồng. Hiệu quả bón phân cao hay thấp phụ thuộc nhiều vào yếu tố, trong đó
tính chất đất bao gồm cả tính chất vật lý hóa học và thành phần dinh dưỡng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

2
đất là yếu tố quan trọng bậc nhất, rất cần quan tâm trong việc việc xây dựng
chế độ bón phân hợp lý.
Biến động không gian về tính chất đất đai đã được quan tâm nghiên
cứu trong nhiều năm qua trên thế giới và ứng dụng trong việc xây dựng chế
độ phân bón cho nhiều loại cây trồng. Nhiều thuật ngữ mới ra đời phục vụ
cho phát triển lĩnh vực nghiên cứu này như: Khuyến cáo phân bón dựa vào
tính chất đất; Bón phân theo vùng đặc thù và hiện nay là nông nghiệp chính
xác.
Tuy nhiên việc nghiên cứu về bón phân theo vùng đặc thù chưa được
tiến hành nhiều ở Việt Nam. Một số nghiên cứu rất ít, chủ yếu là những dự án

nghiên cứu hợp tác nước ngoài như nghiên cứu bón phân theo vùng đặc thù
của Nguyễn Văn Bộ, Nguyễn Thúc Sơn hợp tác với PPI của Canada, Bón
phân theo vùng đặc thù cho lúa của Lê Văn Tiềm, Bùi Huy Hiều hợp tác với
Viện lúa Quốc tế (IRRI).
Trong những năm qua người dân Thái Nguyên đã không ngừng cố
gắng ứng dụng các kỹ thuật mới như: giống, phân bón, phòng trừ bệnh hại…
nên năng suất lúa tăng từ 38,7 tạ/ha (năm 2000) lên 48,6 tạ/ha (năm 2009) (Sở
Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Thái Nguyên). Tuy nhiên chế độ bón
phân cho lúa còn nhiều vấn đề phải nghiên cứu. Kết quả điều tra ở 3 huyện
Đồng Hỷ, Phú Lương và Phổ Yên cho thấy: có 90% số hộ bón phân thúc đẻ
muộn; 91% số hộ bón phân thúc đòng sớm hơn từ 5-15 ngày so với quy trình
kỹ thuật hiện hành; 15,3% số hộ không bón lót phân đạm; 38,9% số hộ không
bón đạm thúc đẻ; 65,6% số hộ không bón lót phân đạm thúc đòng. Mặt khác
việc áp dụng quy trình bón phân duy nhất của Trung tâm Khuyến nông với
một liều lượng đạm cố định cho toàn bộ diện tích trồng lúa của tỉnh cũng là
một trong những nguyên nhân dẫn đến hiệu quả sử dụng phân bón thấp.
Xuất phát từ thực tế trên và yêu cầu của sản xuất nhằm không ngừng
làm tăng năng suất lúa và hiệu quả của việc đầu tư góp phần ổn định lương

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3
thực, giúp nông dân sử dụng hợp lý đất đai. Chúng tôi tiến hành nghiên cứu
đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng biến động của một số yếu tố dinh dưỡng đất
đến sinh trưởng và năng suất lúa tại tỉnh Thái Nguyên”.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu ảnh hưởng sự biến động của một số yếu tố dinh dưỡng đất
đến các yếu tố nông học: sinh trưởng, phát triển của cây lúa, trọng lượng chất
tươi và chất khô v.v… tại các thời điểm phát triển của cây lúa. Chi tiết
phương pháp theo dõi dựa trên hướng dẫn của IRRI.

- Nghiên cứu ảnh hưởng sự biến động của một số yếu tố dinh dưỡng đất
đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cây lúa.
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Nghiên cứu và tìm hiểu ảnh hưởng sự biến động dinh dưỡng một số
yếu tố dinh dưỡng đất đến sinh trưởng và năng suất lúa từ đó đề xuất việc ứng
dụng rộng rãi kỹ thuật này trong sản xuất.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Từ kết quả nghiên cứu xây dựng biện pháp kỹ thuật nhằm mục tiêu
tăng năng suất lúa và giảm ô nhiễm môi trường hoá nông nghiệp.









Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

4
Chƣơng I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Trong những năm gần đây nền móng nông nghiệp nước ta đã có những
bước nhẩy vọt, từ một nước thiếu lương thực trầm trọng đã vươn lên sản xuất
đủ nhu cầu lương thực đứng thứ 2 trên thế giới sau Thái Lan. Diện tích trồng
lúa hầu như không tăng mà có xu hướng giảm dần, do đô thị hoá và chuyển
sang đất chuyên dùng, nhưng sản lượng không ngừng tăng lên từ 25 triệu tấn

thóc năm 1995, năm 2005 sản lượng lúa nước đạt 35,8 triệu tấn. Lương thực
bình quân đầu người là 475,8kg/người/năm. Lượng gạo xuất khẩu đạt trên 4
triệu tấn. Để đạt được thành quả đó là nhờ vào yếu tố giống, phân bón tạo tiền
đề của năng suất và phẩm chất thì phương pháp thâm canh hợp lý đã làm thay
đổi cấu trúc của cây lúa như:
Quan hệ giữa năng suất và cá thể (khóm lúa, bông lúa) với năng suất
quần thể ruộng lúa là rất chặt chẽ. Trên một đơn vị diện tích nếu mật độ càng
cao (gieo cấy dày) thì số bông nhiều song số hạt trên bông càng ít (bông bé),
tốc độ giảm số hạt trên bông mạnh hơn tốc độ tăng của mật độ. Vì vậy, gieo
cấy dày quá sẽ làm giảm năng suất nghiêm trọng. Nếu gieo cấy quá thưa nhất
là những giống có thời gian sinh trưởng ngắn rất khó hoặc không thể đạt được
số bông tối ưu. Vì vậy, các khâu kỹ thuật khác được duy trì thì chọn một mật
độ vừa phải là phương án tối ưu để đạt được số lượng hạt thóc nhiều nhất trên
một đơn vị diện tích gieo cấy.
Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa cần một lượng
dinh dưỡng nhất định, đặc biệt là phân đạm, lượng dinh dưỡng này một phần
có sẵn ở trong đất, phần còn lại là do con người cung cấp (bón thêm). Nếu
cung cấp hợp lý sẽ làm cho cây lúa sinh trưởng tốt năng suất cao.
Khi nghiên cứu về vai trò của đạm đối với cây trông nói chung, với cây
lúa nói riêng, nhiều tác giả đã chỉ rõ: Đạm tham gia cấu thành nên cơ thể thực

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

5
vật, đạm có trong protein, đạm điều tiết các hoạt động sống của cây, tham gia
vào các chất kích thích sinh trưởng các Xytokinin, Vitamin. Đạm có hoạt tính
sinh học cao, làm tăng giảm các hoạt động sinh lý của cây. Người ta còn thấy
đạm có trong các enzim xúc tiến các quá trình biến đổi sinh hoá trong cơ thể
cây. Đặc biệt đạm có mặt trong diệp lục tố, vì thế lúa được bón đạm sẽ khác
hẳn như: Lá to, dài, xanh, quang hợp tốt, đẻ nhiều. Nếu thiếu đạm lá, vàng,

nhỏ, đẻ ít, bông nhỏ, nhưng nếu quá nhiều đạm lúa sẽ lốp đổ, sâu bệnh nhiều,
hạt lép (Nguyễn Thị Lẫm, 1994) [37].
Trong cây lúa, tính theo chất khô, tỉ lệ kali nguyên chất (K
2
O) chiếm
khoảng 0,6-1,2% trong rơm rạ khoảng 0,3-0,45% trong hạt gạo. Khác với
đạm và lân, kali không tham gia vào thành phần bất kỳ một hợp chất hữu cơ
nào mà chỉ tồn tại dưới dạng ion trong dịch bào và một phần nhỏ kết hợp với
chất hữu cơ trong tế bào chất của cây lúa. Cũng như đạm, lân và kali chiếm tỷ
lệ cao hơn tại các cơ quan non của cây lúa. Kali tồn tại dưới dạng ion nên nhờ
vậy mà kali có thể len lỏi vào giữa các bào quan, xúc tiến quá trình vận
chuyển dinh dưỡng, giúp cây lúa tăng cường hô hấp. Kali còn thúc đẩy tổng
hợp protit, do vậy nó hạn chế việc tích luỹ nitrat trong lá, hạn chế tác hại của
việc bón thừa đạm cho lúa. Ngoài ra kali còn giúp bộ rễ tăng khả năng hút
nước và cây không bị mất nước quá mức ngay cả trong lúc gặp khô hạn. Kali
làm tăng khả năng chống hạn và chống rét cho cây lúa.
Cây lúa được bón đầy đủ kali sẽ phát triển cứng cáp, không bị ngã đổ,
chịu hạn và chịu rét tốt. Cây lúa thiếu kali lá có màu lục tối, mép lá có màu
nâu hơi vàng. Thiếu kali nghiêm trọng trên đỉnh lá có vết hoại tử mầu nâu tối
trong khi các lá già phía dưới thường có vết bệnh tiêm lửa. Khi tỷ lệ kali trong
cây giảm xuống chỉ bằng 1/2-1/3 so bình thường thì mới thấy xuất hiện triệu
chứng thiếu kali trên lá, cho nên khi triệu chứng xuất hiện thì năng suất đã
giảm nên việc bón kali không thể bù đắp được. Do vậy không nên đợi đến lúc
xuất hiện triệu chứng thiếu kali rồi mới bón bổ xung cho cây. Trong sản xuất,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

6
khi bón phân kali cho lúa, lượng kali clorua bao giờ cũng ít nhất trong 3 loại
phân bón chính và thường sử dụng để bón thúc cùng với phân đạm.

1.2. Tình hình nghiên cứu về cây lúa trên thế giới
Lúa là cây lương thực chủ yếu trên thế giới và Châu Á là cái nôi của
nghề trồng lúa trên thế giới. Việt Nam là một nước nông nghiệp sản xuất lúa
gắn liền với sự phát triển nông nghiệp. Theo tài liệu khảo cổ học cho thấy lúa
được trồng ở nước ta từ 3000 – 2000 năm trước công nguyên. Nước ta nằm
trong vùng nhiệt đới nóng ẩm, lượng bức xạ mặt trời cao và đất đai phù hợp,
nên có thể trồng được nhiều vụ lúa trong năm và với nhiều giống lúa khác
nhau. Một điểm nổi bật trong nghề trồng lúa ở nước ta là áp dụng nhanh nhất
những tiến bộ kỹ thuật về giống, phân bón, phòng trừ tổng hợp, tưới tiêu hợp
lý và các biện pháp kỹ thuật khác. Nhờ vậy, trong thời gian vừa qua hàng loạt
các giống mới có năng suất cao, phẩm chất tốt, có khả năng chống chịu với
điều kiện bất lợi, thích hợp với điều kiện tự nhiên và khả năng thâm canh của
từng vùng đã được công nhận và gieo cấy trong sản xuất. Việc kết hợp gieo
cấy với các giống mới chọn tạo trong nước với việc tuyển chọn các giống từ
nước ngoài của IRRI, Trung Quốc… đã tạo ra những triển vọng to lớn trong
ngành trồng lúa của Việt Nam đặc biệt là các giống lúa lai.
Như vậy, cùng với việc đổi mới cơ chế quản lý trong nông nghiệp, việc
áp dụng các biện pháp kỹ thuật đã làm cho sản xuất lương thực ở Việt Nam
những năm gần đây đạt được những thành tựu to lớn và ổn định. Mặc dù bình
quân ruộng đất trên đầu người giảm nhưng bình quân lương thực trên đầu
người lại tăng. Năm 1994 là 359 kg/người/năm thì năm 2009 đạt 513
kg/người/năm. Hiện nay lúa vẫn là cây lương thực quan trọng nhất của nước
ta, cây lúa cung cấp 85-87% tổng sản lượng lương thực trong nước. Trong
những năm gần đây diện tích cây lúa không tăng nhưng năng suất lúa được
cải thiện đáng kể và sản lượng lúa không ngừng tăng lên từ 24,9 triệu tấn thóc
năm 1995 đến năm 2009 đạt 38,9 triệu tấn. Do bước nhảy vọt về sản xuất lúa

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

7

trong thập kỷ vừa qua mà Việt Nam đã trở thành nước xuất khẩu gạo đứng
thứ hai trên thế giới. Năm 1989 là năm đầu tiên chúng ta xuất khẩu gạo được
1,42 triệu tấn. Từ năm 1999 đến năm 2004 chúng ta luôn đạt mức xuất khẩu
gạo trên dưới 4 triệu tấn và năm 2009 là chúng ta có số lượng suất khẩu gạo
cao đạt 6 triệu tấn.
Bảng 1.1. Diện tích, năng suất và sản lƣợng lúa của Việt Nam
những năm gần đây
Năm
Diện tích
(Nghìn ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Sản lƣợng
(Nghìn tấn)
1995
6765.6
36.9
24963.7
1996
7003.8
37.7
26396.7
1997
7099.7
38.8
27523.9
1998
7362.7
39.6
29145.5

1999
7653.6
41.0
31393.8
2000
7666.3
42.4
32529.5
2001
7492.7
42.9
32108.4
2002
7504.3
45.9
34447.2
2003
7452.2
46.4
34568.8
2004
7445.3
48v.6
36148.9
2005
7329.2
48.9
35832.9
2006
7324.8

48.9
35849.5
2007
7207.4
49.9
35942.7
2008
7400.2
52.3
38729.8
2009
7440.1
52.3
38895.5
(Nguồn: tổng cục thống kê năm 2010)





Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

8
1.3. Tình hình nghiên cứu đạm, lân và kali cho cây lúa trên thế giới
Từ khi biết trồng trọt và chăn nuôi thì con người đã biết sử dụng phân
bón, đầu tiên từ năm 900 năm trước công nguyên, người La Mã đã biết sử
dụng phân chuồng bón cho ruộng nho.
Người đầu tiên đặt nền móng cho sản xuất phân bón hoá học là Liebig
(Justusvon). Năm 1840, Liebig đã cho ra đời tác phẩm “Hoá học đối với nông
nghiệp và sinh lý thực vật” (Vũ Hữu Yêm, 1995) [54]. Với tác phẩm này ông

đã khẳng định rằng: tất cả các cây đều được nuôi dưỡng bằng các nguyên tố
vô cơ hay nguyên tố khoáng, phân bón không tác động trực tiếp đến cây qua
các chất hữu cơ trong phân bón mà gián tiếp đến cây qua các chất hữu cơ
trong phân bón mà gián tiếp qua các sản phẩm phân giải của chất hữu cơ. Với
công trình nghiên cứu của mình, Liebig đã đưa lại một bước tiến kỳ diệu cho
nông nghiệp, qua đó đã tạo cho sự tăng trưởng mạnh mẽ về sản xuất phân bón
hoá học ở Tây Âu và Bắc Mỹ trong nửa đầu thế kỷ XX cho đến những năm
60. Mức sản xuất phân bón năm 1905 của toàn thế giới chỉ có 1,9 triệu tấn
dinh dưỡng (N,P,K), đến năm 1939 lên 9,2 triệu tấn (tăng 384%), bình quân
mỗi năm tăng 11%. Do chiến tranh, mức sản xuất phân bón thế giới sản xuất
1946 chỉ có 7,5 triệu tấn dinh dưỡng. Đến năm 1961 là 30,9 triệu tấn chất
dinh dưỡng (tăng 312%), bình quân mỗi năm tăng là 20,8%. Thập kỷ 60, từ
năm 1961 đến 1971 cũng còn tăng bình quân mỗi năm được 13,7% (Vũ Hữu
Yêm, 1995) [54]. Vì những thành tựu hoá học to lớn đó con người đã lạm
dụng quá mức về phân bón hoá học, do đó đã để lại những hậu quả nghiêm
trọng đe doạ môi trường sống bị ô nhiễm và làm suy giảm sức khoẻ của con
người ở các nước công nghiệp phát triển. Nông nghiệp hoá học vì thế mà
được xem lại và nông nghiệp sinh học ra đời. Tuy nhiên, với điều kiện hiện
nay, dân số ngày càng tăng, nguồn lương thực sản xuất ra có hạn, nhất là các
nước chậm phát triển và đang phát triển, nền nông nghiệp hoá học vẫn không
thể thiếu, vấn đề là sử dụng thế nào để có thể đưa đến một nền nông nghiệp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

9
bền vững cải thiện và duy trì độ phì nhiêu của đất qua việc sử dụng hợp lý và
phân phối nguồn dinh dưỡng hữu cơ và phân bón hoá học trong hệ thống dinh
dưỡng cây trồng tổng hợp.
1.3.1. Nghiên cứu về đạm cho cây lúa trên thế giới
Trong 3 yếu tố phân bón chính (đạm, lân, kali) thì phân đạm là yếu tố

hàng đầu được nhiều nhà khoa học quan tâm nhất, nó cũng là yếu tố tăng
năng suất nhanh nhất nhưng lại gây ô nhiễm môi trường nặng nhất.
Các nghiên cứu ở ruộng cao sản của Philippin cho thấy với giống lúa
IR36 sản lượng là 9,8 tấn hạt/ha và 8,3 tấn rơm/ha thì lượng đạm có trong
rơm rạ là 7,6 kg/tấn thóc (SK.De Datta, 1989) tổng số là 22,2 kg N/tấn thóc
(Hoàng Minh Châu, 1998) [10]. Nói chung ở các ruộng cao sản với năng suất
lúa là 5 tấn/ha thì có lấy đi từ đất với lượng đạm là 110 kg N (trích từ bản
dịch của Hoàng Minh Châu, 1998) [10]. Theo De Datta và Buresh (1989) [58]
thì bón đạm urê vào đất, cây lúa sử dụng rất ít do tỷ lệ mất đạm lớn ở thể bay
hơi NH3.
Vlek và Byrnes (1996) [67] cho rằng cây lúa chỉ sử dụng được từ 20 -
40% lượng phân bón đạm bón vào đất. Do vậy mặc dù cây lúa được bón một
lượng đạm khoáng khá lớn, lượng sử dụng đạm từ đất vẫn chiếm khoảng 50-
80% hoặc còn cao hơn nữa (Koyama, 1981) [61], (Broadlent, 1979) [56].
Phần lớn lượng đạm cung cấp cho cây lúa từ đất được khoáng hoá từ các hợp
chất hữu cơ. Quá trình và tốc độ khoáng hoá chất hữu cơ chịu ảnh hưởng bởi
nhiệt độ, độ ẩm, chế độ nước, số lượng và chất lượng chất hữu cơ, tỷ lệ cấp
hạt sét và nhiều yếu tố khác (Broadlent, 1979) [56].
Nghiên cứu của Hung (2006) [59] thực hiện năm 2003 và năm 2004
trên 4 giống lúa ở Hàn Quốc cho kết quả: Thời kỳ đẻ nhánh có hệ số sử dụng
phân đạm rất thấp, chỉ đạt từ 24,4% (công thức bón 72N) đến 33,1% (công
thức bón 36N), hiệu suất sử dụng đạm chỉ đạt 11,1 - 13,1 kg thóc/kg N, thấp
hơn cả bón đạm trước khi cấy (hệ số sử dụng đạm là 41,5%; hiệu suất sử dụng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

10
đạm là 23,3 kg thóc/kg N). Bón đạm vào thời kỳ làm đòng có hệ số sử dụng
đạm cao nhất là 65,8% (công thức bón 72N) đến 76,1% (công thức bón 36N),
hiệu suất sử dụng đạm là 21,9 - 32,5 kg thóc/kgN.

Tuy vậy, trong đất luôn luôn xảy ra hai quá trình thuận nghịch là
khoáng hoá các hợp chất hữu cơ có chứa đạm và cố định các dạng đạm vô cơ
dưới dạng hữu cơ cây trồng khó hấp thụ. Lượng đạm khoáng bị cố định ở hữu
cơ có thể lên đến 34g N/1kg C ở rễ và gốc lúa.
1.3.2. Nghiên cứu về lân cho cây lúa trên thế giới
Yếu tố quan trọng sau đạm là lân, đây cũng là yếu tố được nhiều nhà
khoa học đặc biệt quan tâm. Đối với lân, các nghiên cứu ở ruộng cao sản ở
Philippin với giống IR36, sản lượng là 9,8 tấn/ha và 8,3 tấn rơm/ha thì hàm
lượng lân có trong rơm là 1,1 kg P
2
O
5
(SK.DC Datta, 1989 - trích dẫn theo
bản dịch của Hoàng Minh Châu, 1998) [10].
Như vậy, cây lúa cần một lượng lân rất thấp so với đạm, dễ hiểu ở một
số giai đoạn nhất định, một số nước người ta không thấy rõ hiệu lực của phân
lân bón cho lúa nhất là hiệu lực supe lân (A 1958 Angladette, R.P.
Bazthlomew, E.1958 Shapiro, R.H Walliamion và CTV 1959 vv…Trích dẫn
theo Lê Văn Căn, 1974) [9].
Jack, D.H.Grist (1958) cho rằng: một vụ thu hoạch lúa 31,7 tạ lấy đi
của đất 27,5 kg N, 2,8 kg P
2
O
5
và 67,5 kg K
2
O trong rơm rạ và 47,5 kg N;
10,7 kg P
2
O

5
và 11,2 kg K
2
O trong thóc. Như vậy là: một vụ lúa, thu hoạch
hơn 30 tạ thóc mà chỉ lấy của đất có 13,5 kg P
2
O
5
(mỗi tấn thóc thu hoạch chỉ
cần khoảng 4kg P
2
O
5
) nên có thể quan niệm được là bón phân lân vào đất
không có hiệu lực lắm (Lê Văn Căn, 1974) [9].
Đối với đất nhiệt đới giàu sắt nhôm, nhiều tác giả đã nhận định phân
supe lân bón vào ruộng lúa sẽ chuyển thành những dạng nhôm phosphat rất
khó hoà tan, cho nên cây lúa không được mạnh mẽ và do sự thu hút supe lân
bị trì hoãn (E.lapitan 1904, Lefeme, N.1964 M.O.Ghani và M.Aislam

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

11
1946.Y.Coyand 1950, M.Malyc 1952 vv…Trích dẫn theo Lê Văn Căn (1974)
[9].
Tuy nhiên một số nghiên cứu khác lại cho rằng bón lân có hiệu quả rất
cao: ở Thái Lan, theo A.Angladette (1960) đối với đất lúa thì giữa supe lân và
dicanxi phosphate bón với liều lượng 37,8 kg P
2
O

5
/ha, hiệu quả hoàn toàn
như nhau, làm tăng năng suất được 28% so với đối chứng. Qua năm thứ 2,
hiệu lực còn lại làm tăng năng suất được 60% của bội thu năm thứ nhất. Theo
tài liệu của Owen (1953) do I.Nagai (1959) ghi lại, thì đất lúa Thái Lan hiệu
lực phân lân thể hiện mạnh mẽ ở hầu hết các nơi. Những loại phân khác bón
vào nếu không phối hợp với lân thì không có tác dụng, ở trại thí nghiệm
Trung ương Bankhen, chỉ bón đơn thuần supe lân đã tăng được 1,5 - 2,5 tấn
thóc/ha. Bón phân phối hợp với phân đạm lại còn tăng hơn nữa, chỉ bón đạm
bội thu rất thấp có khi năng suất không tăng (trích dẫn theo Lê Văn Căn,
1974) [9].
Ở Miến Điện, theo tài liệu của D.H.Grist (1958) trên đất ruộng lúa phân
đạm và phân lân có hiệu lực. Theo A.Angladette (1960) hiệu lực phân supe
lân bón cho lúa ở Miến Điện thể hiện không được mạnh ở vụ đầu nhưng qua
vụ sau bội thu được khá lớn, nhất là ở những chân đất thuộc khoáng sét
Montmoritonit. Hiệu lực của phân lân có thể được kéo dài tới 10 vụ. Đối với
những chân đất pH = 6 thì người ta thường bón với lượng phân khá cao để có
thể bội thu ngay vụ đầu. Những loại phân lân sử dụng rộng rãi ở Miến Điện
có thể bón cho lúa là Amofoot, supe lân và Nixifot (trích dẫn theo Lê Văn
Căn, 1974) [9].
Theo các báo cáo tại hội nghị thực phẩm Quốc tế, loại phân lân sử dụng
phổ biến nhất ở Indonexia là supe lân kép. Thường bón 1 tạ supe lân kép, bội
thu lúa từ 600-1200kg/ha, 1kgP
2
O
5
làm bội thu từ 20-25 kg thóc. Theo tài liệu
của Y.Hoffmando Coyand (1950), ở những chân đất nghèo lân của một số
vùng thuộc java, hiệu lực supe lân kép có khả năng bội thu đến 10 tạ thóc,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

12
lượng supe lân kép thích hợp nhất với đa số chân ruộng vào khoảng 75-100kg
P
2
O
5
/ha. Một số chân ruộng đặc biệt cần thiết có thể bón 200kg P
2
O
5
/ha [9].
Đặc biệt những nghiên cứu mới đây ở Ấn Độ cho thấy bón khoảng 60
kg P
2
O
5
/ha có thể tăng sản lượng lúa trung bình 0,5 - 0,7 tạ/ha đối với những
vùng đất hay bị khô hạn thì việc bón lân là đặc biệt cần thiết [10]. Trong điều
kiện thâm canh hiện nay, việc bón phân lân lại càng hết sức cần thiết để cây
lúa sử dụng đạm tốt hơn tránh thừa đạm, bảo vệ môi trường và sức khoẻ con
người.
Sempen (1969) [9] cho rằng nếu dùng phân lân thích đáng sẽ tăng hệ số
sử dụng của cây trồng.
Nghiên cứu ở Liên Xô trước đây cho thấy đất có hàm lượng hữu cơ cao
thì càng phải bón nhiều lân. Như vậy thì đạm lân mới cân đối.
Giáo sư Dusetkin (1956) đã giải thích khi bón lân vào đất sẽ có hiện
tượng cố định lân dưới dạng hữu cơ [9]. Lân hữu cơ trong đất không có khả
năng cung cấp trực tiếp cho cây trồng mà nó chỉ trở nên hữu dụng khi đã được

khoáng hoá. Trong điều kiện ngập nước, do tốc độ giải phóng lân hàng năm
từ nguồn gốc hữu cơ trong đất chỉ đạt khoảng từ 2-4% tổng số lân hữu cơ cho
nên hữu cơ không phải là nguồn dinh dưỡng lân đối với cây trồng [65]. Quá
trình phân huỷ chất hữu cơ xảy ra với sự tham gia của các vi sinh vật đất. Tỷ
số C/P là một trong những chỉ tiêu quan trọng quyết định khả năng giải phóng
lân từ các nguồn này, vì các vi sinh vật phân giải chất hữu cơ sẽ lấy lân từ
dung dịch đất và gây hiệu quả tăng lượng lân cố định thay vì giải phóng lân
[63].
Như vậy hiệu lực bón phân lân có thể sẽ đặc biệt cao ở ruộng chân núi
của ta là do sự mất cân đối giữa lân và đạm. Mặt khác, cũng do phần lớn lân ở
dạng hữu cơ gây nên có khả năng đói lân trầm trọng.
Theo Chang, Jackson (1975) [43], lân khoáng trong đất có thể chia làm 4
nhóm chính gồm phosphate canxi (Ca-P), phosphate sắt (Fe-P) và phosphate

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

13
không tan bị giữ chặt giữa các khoáng sắt nhôm (RS-P). Để giải phóng lân trong
PS-P phải dùng chất khử rất mạnh mới phá bỏ được các lớp áo bọc ngoài. Do
trong thực tế, nhóm RS-P đóng góp rất ít trong việc cung cấp chất dinh dưỡng
lân cho cây trồng, hơn nữa do thủ tục phân tích lại phức tạp cho nên người ta chỉ
quan tâm nhiều đến 3 nhóm phosphate khoáng đầu. Mức độ phong hoá là yếu tố
quan trọng nhất chi phối sự phân bố các nhóm lân trong đất. Ngược lại trong đất
kiềm thì các phosphats Ca-P lại chiếm ưu thế trong đất. Trong đất Fe-P tồn tại
chủ yếu dưới dạng variscit (ALPO
4
. 2H
2
O) và một phần dưới dạng wavelit
(AL

3
(OH)
3
(PO
4
).2H
2
O); các phosphat canxi tồn tại chủ yếu dưới dạng photphat
có độ hoà tan rất khác nhau trong việc cung câp dinh dưỡng lân cho cây trồng
[62].
1.3.3. Nghiên cứu về kali cho cây lúa trên thế giới
Yếu tố tiếp theo được các khoa học nghiên cứu rất nhiều đó là yếu tố
kali. Theo các nghiên cứu của Philippin đối với ruộng lúa cao sản IR36, sản
lượng 9,8 tấn thóc/ha và 8,3 tấn rơm/ha thì hàm lượng kali chứa trong rơm rạ
khi thu 1 tấn thóc là 28,4 kg, hàm lượng kali chứa trong hạt khi thu 1 tấn thóc
là 3,2 kg. Như vậy tổng lượng kali trong rơm và hạt thóc là 31,6 kg/tấn hạt.
Đối với ruộng cao sản nói chung với sản lượng là 5 tấn thóc/ha. Có thể lấy đi
từ đất khoáng 156 kg K
2
O. So với lượng đạm và lân do cây lấy đi thì lượng
kali là cao nhất. Tuy nhiên, hàm lượng này hầu hết là ở thân lá, rơm rạ. Vì
vậy nếu chỉ thu hạt và trả lại rơm rạ cho đất thì hàm lượng kali lấy đi là rất
thấp (chỉ 3,2 kg/1 tấn thóc). Trong khi đó đạm, lân vẫn bị mất một lượng đáng
kể (SK.DC Datta, 1989 - trích dẫn theo bản dịch của Hoàng Minh Châu,
1998) [10].
Ở Ấn Độ đã có khuyến cáo đối với việc dùng kali của các bảng như
sau: Các nghiên cứu ở Ấn Độ cho thấy khi bón kali bón vào mùa khô có hiệu
quả hơn mùa mưa. Cùng một cánh đồng canh tác, hiệu quả kali thu được
trong mùa khô là 10 kg thóc/kg K
2

O, trong mùa mưa là 8 kg/ kg K
2
O [10].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

14
Mặc dù hàm lượng kali cây trồng lấy trong đất là không lớn lắm khi con
người trả lại rơm rạ cho đất.
Tuy nhiên, nếu canh tác liên tục nhiều năm mà không bón kali hợp lý thì
đất cũng sẽ bị thiếu kali. Theo Brinkman và CTV, 1985 thì mặc dù hàm lượng
kali trong đất có cao thì sự thâm canh 2-3 vụ lúa trong năm hơn 20 năm, cùng
với việc bón phân đạm cao, ít bón hoặc không bón kali và việc lấy đi không
hoàn trả lại rơm rạ cho đất có thể làm giảm lượng kali dễ tiêu và kali không
trao đổi trong đất đến mức hạn [55]. Kết quả nghiên cứu ở nhiều nước cho thấy
có sự thấy có sự đáp ứng với phân kali (Kemler, 1980) [60]. Reyes (1961) [64]
cho rằng khả năng cung cấp kali của đất có thể được đánh giá thông qua sự hấp
thụ của cây trồng qua nhiều vụ. Thật vậy các yếu tố đạm, lân, kali sẽ có hiệu
lực cao, tránh được ô nhiễm môi trường do bón phân cân đối theo nhu cầu của
cây trồng.
1.4. Tình hình nghiên cứu về sử dụng phân đạm, lân và kali cho cây lúa ở
Việt Nam
Ở Việt Nam, các yếu tố đạm, lân, kali cũng được các nhà nghiên cứu
đặc biệt quan tâm. Nhất là từ sau năm 1954, những nhà nghiên cứu đi đầu
trong lĩnh vực này là Lê Văn Căn (1974) [9], Đỗ Ánh, Bùi Đình Dinh (1992)
[1], Lê Văn Tiềm (1974) [50], Nguyễn Vy, Trần Khải (1974) [52].
Cũng như ở nước ngoài, ở Việt Nam việc sử dụng phân hoá học đã đưa
năng suất cây trồng của chúng ta tăng nhanh vượt bậc.
Bùi Đình Dinh (1999) [18] có nhận xét: ở Việt Nam trước năm 1955
nông dân chưa sử dụng phân hoá học để bón cho lúa, mà chỉ bón khoảng 5-6

tấn hữu cơ/ha với giống lúa cũ, năng suất chỉ đạt trên dưới 2 tấn/ha. Theo
thống kê từ năm 1990 trở lại đây nhờ có giống lúa mới mà áp dụng đồng bộ
các kỹ thuật canh tác, trong đó việc sử dụng phân bón hoá học tăng nhanh,
bình quân bón 127 kg NPK nguyên chất, năng suất đạt 3,9 tấn/ha, tổng số