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:

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.
2.1.

Nội dung nghiên cứu
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.
2.2.1.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận
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
Công thức

Nền 1
Nền 1 + N60
Nền 1 + N90
Nền 1 + N120
LSD05

Năng suất
(tạ/ha)
Sinh
Hạt
vật
135,8 54,3
151,5 60,6
159,3 63,7
162,5 65,8
5,95
2,51

Hàm lượng N

(% chất khô)
Rễ,
Hạt
thân, lá
0,42
1,03
0,43
1,07
0,47
1,17
0,53
1,31
0,03
0,06

Lượng N tích lũy
Lượng N
trong cây (kg/ha)
cần để tạo
Rễ,
Toàn
1 tấn thóc
Hạt
thân, lá
bộ cây và SPP∗ (kg)
34,2
55,9
90,1
16,6
39,1

64,8
103,9
17,1
44,9
74,5
119,4
18,7
52,3
86,3
138,5
21,0
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
Công thức

Nền 2
Nền 2 + P30
Nền 2 + P60
Nền 2 + P90
LSD05

Năng suất
(tạ/ha)
Sinh
Hạt
vật
147,3 58,9
152,0 60,8
157,0 62,8
155,0 62,0
2,15
0,85

Hàm lượng P
(% chất khô)
Rễ,
Hạt
thân, lá
0,060
0,165
0,063
0,178
0,064
0,209
0,064

0,200
0,001
0,010

Lượng P tích lũy
trong cây (kg/ha)
Rễ,
Toàn
Hạt
thân, lá
bộ cây
5,30
9,72
15,02
5,75
10,82
16,57
6,03
13,12
19,23
5,95
12,40
18,35
0,17
0,77
0,94

Lượng P
cần để tạo
1 tấn thóc

và SPP (kg)
2,55
2,73
3,06
2,96
-

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
Công thức

Nền 3
Nền 3 + K30
Nền 3 + K60
LSD05

Năng suất

(tạ/ha)
Sinh
Hạt
vật
126,2 50,4
157,1 62,8
149,5 59,8
9,30
3,74

Hàm lượng K
(% chất khô)
Rễ,
Hạt
thân, lá
1,40
0,32
1,44
0,33
1,49
0,34
0,03
0,01

Lượng K tích lũy
trong cây (kg/ha)
Rễ,
Toàn
Hạt
thân, lá

bộ cây
106,12
16,13 122,25
135,79
20,72 156,51
133,50
20,33 153,98
9,53
1,47
11,02

Lượng K
cần để tạo
1 tấn thóc
và SPP (kg)
24,26
24,92
25,75
-

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 phosphrus 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 nitrogen, 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