Nghiên cứu bón đạm vào thời kỳ làm đòng cho lúa vụ xuân tại thái nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
---------o0o---------




Nguyễn Thị Lân



NGHIÊN CỨU BÓN ĐẠM VÀO THỜI KỲ LÀM ĐÒNG CHO
LÚA VỤ XUÂN TẠI THÁI NGUYÊN






LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP









THÁI NGUYÊN - 2009
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
---------o0o---------



Nguyễn Thị Lân


NGHIÊN CỨU BÓN ĐẠM VÀO THỜI KỲ LÀM ĐÒNG CHO
LÚA VỤ XUÂN TẠI THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành: Trồng Trọt
Mã số: 62.62.01.01



LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP


NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Lê Tất Khương
2. PGS.TS. Hoàng Văn Phụ



THÁI NGUYÊN - 2009
i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận án là trung thực và chưa ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên
cứu nào khác. Mọi trích dẫn trong luận án đều có nguồn gốc rõ ràng.

Ngày 25/6/2009
Nghiên cứu sinh


Nguyễn Thị Lân


ii
LỜI CẢM ƠN
Luận án được hoàn thành với sự giúp đỡ của nhiều cá nhân và cơ quan
nghiên cứu. Trước hết tôi xin trân trọng cảm ơn PGS.TS. Lê Tất Khương, PGS.
TS. Hoàng Văn Phụ, với cương vị là người hướng dẫn khoa học đã có nhiều đóng
góp to lớn trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành Luận án. Tôi xin trân trọng
cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Lãnh đạo và tập thể
giảng viên Khoa Sau đại học, Khoa Nông học đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất
và tinh thần để tôi hoàn thành nghiên cứu của mình.
Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ của UBND, Trung tâm Khuyến nông,
Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Thái
Nguyên; UBND và các Ban ngành chức năng huyện Đồng Hỷ, huyện Phổ Yên,
huyện Phú Lương; UBND và các Ban ngành chức năng cùng nhân dân xã Đổng
Bẩm huyện Đồng Hỷ, xã Đắc Sơn huyện Phổ Yên, xã Cổ Lũng và xã Sơn Cẩm
huyện Phú Lương trong việc cung cấp thông tin triển khai thí nghiệm, tổ chức hội
thảo đầu bờ và xây dựng mô hình sản xuất lúa.
Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ của sinh viên khóa 33, 34, 35, 36
khoa Nông học trong việc thực hiện thí nghiệm và xây dựng mô hình sản xuất
lúa. Để hoàn thành Luận án này tôi cũng nhận được sự động viên khích lệ của gia

đình, bạn bè gần xa, tập thể lớp Trồng trọt 15A-B, đặc biệt là sự giúp đỡ của gia
đình TS. Nguyễn Thế Hùng.
Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó!
Thái Nguyên, ngày 25/6/2009
Nghiên cứu sinh


Nguyễn Thị Lân
iii
Mục lục
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt vii
Danh mục các bảng viii
Danh mục các hình vẽ, đồ thị xi
MỞ ĐẦU
1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục tiêu nghiên cứu 3
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài 3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3
4. Điểm mới của đề tài 4
Chương I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
5
1.1. Cơ cở khoa học của đề tài 5
1.2. Tình hình nghiên cứu về bón phân cho lúa trên thế giới 7

1.2.1. Tổng quan nghiên cứu về bón phân đa lượng cho lúa 7
1.2.2. Tổng quan nghiên cứu về liều lượng, thời gian và hiệu quả sử
dụng đạm của lúa
9
1.2.3. Những yếu tố ảnh hưởng và biện pháp nâng cao hiệu quả sử 12
iv
dụng đạm của lúa
1.2.4. Tổng quan nghiên cứu về bón đạm theo tình trạng dinh dưỡng
của lúa
19
1.3. Tình hình nghiên cứu về bón phân cho lúa trên ở Việt Nam 26
1.3.1. Tổng quan nghiên cứu về bón phân đa lượng cho lúa 26
1.3.2. Tổng quan nghiên cứu về liều lượng, thời gian và hiệu quả sử
dụng đạm của lúa
30
1.3.3. Những yếu tố ảnh hưởng và biện pháp nâng cao hiệu quả sử
dụng đạm của lúa
34
1.3.4. Tổng quan nghiên cứu về bón đạm theo tình trạng dinh dưỡng
của lúa
41
1.4. Tình hình sản xuất lúa và sử dụng phân bón ở Thái Nguyên 43
1.4.1. Tình hình sản xuất lúa ở Thái Nguyên 43
1.4.2. Tình hình sử dụng phân bón cho lúa vụ Xuân ở Thái Nguyên 44
1.5. Kết luận rút ra từ phần tổng quan tài liệu 46
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
48
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 48
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 48
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 48

2.2. Nội dung nghiên cứu 48
2.3. Phương pháp nghiên cứu 49
2.3.1. Khung nghiên cứu 49
2.3.2. Điều kiện đất thí nghiệm 49
v
2.3.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm 50
2.3.4. Chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi 54
2.3.5. Kỹ thuật chăm sóc 58
2.4. Phương pháp phân tích đất 58
2.5. Phương pháp phân tích số liệu 58
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59
3.1. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến sinh trưởng, phát triển và năng
suất lúa vụ Xuân tại Thái Nguyên
59
3.1.1. Điều kiện thời tiết - khí hậu vụ Xuân giai đoạn 2005 đến 2007 59
3.1.2. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến sinh trưởng, phát triển của
lúa vụ Xuân
60
3.1.3. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến tình hình sâu bệnh hại lúa 67
3.1.4. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến yếu tố cấu thành năng suất,
năng suất lúa và hàm lượng protein trong gạo
67
3.1.5. Hiệu quả sử dụng đạm và hiệu quả kinh tế của các công thức
bón đạm cho lúa vụ Xuân
79
3.2. Ảnh hưởng của thời gian bón đạm thúc đòng đến yếu tố cấu thành
năng suất, năng suất lúa và hàm lượng protein trong gạo vụ Xuân
85
3.2.1. Ảnh hưởng của thời gian bón đạm thúc đòng đến yếu tố cấu
thành năng suất lúa

85
3.2.2. Ảnh hưởng của thời gian bón đạm thúc đòng đến năng suất lúa,
hàm lượng protein trong gạo và lượng đạm hấp thu của lúa
91
3.3. Xác định lượng đạm bón đón đòng cho lúa vụ Xuân trên cơ sở đánh
giá tình trạng dinh dưỡng đạm của lúa
95
vi
3.3.1. Xác định đường giới hạn đạm cho sinh trưởng tối ưu của lúa
vụ Xuân tại Thái Nguyên
95
3.3.2. Xác định lượng đạm bón đón đòng cho lúa vụ Xuân trên cơ sở
đánh giá tình trạng dinh dưỡng đạm của lúa thông qua chỉ số diệp lục
và màu sắc lá
108
3.4. Ứng dụng phương pháp bón đạm đón đòng theo chỉ số diệp lục,
màu sắc lá trên đồng ruộng và xây dựng mô hình sản xuất lúa áp dụng
phương pháp bón đạm mới
126
3.4.1. Nghiên cứu ứng dụng phương pháp bón đạm đón đòng theo
chỉ số diệp lục và màu sắc lá
126
3.4.2. Kết quả xây dựng mô hình sản xuất lúa áp dụng phương pháp
bón đạm theo màu sắc lá
132
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
134
1. Kết luận 134
2. Đề nghị 135
Danh mục các công trình liên quan đến đề tài đã được công bố 136

Tài liệu tham khảo 137
Phần phụ lục 154

vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu Chữ được viết tắt
CEC Dung tích trao đổi cation
CT Công thức
CSDL Chỉ số diệp lục
Dw Khối lượng chất khô
ĐHNL Đại học Nông Lâm
ĐN Đẻ nhánh
ĐVT Đơn vị tính
GĐST Giai đoạn sinh trưởng
HLĐ Hàm lượng đạm trong cây
HSDTL Hệ số diện tích lá
IRRI Viện nghiên cứu lúa quốc tế
LCC Thang so màu lá
LĐ Thời kỳ phân hóa đòng
LĐ – 10 Thời kỳ trước phân hóa đòng 10 ngày
LĐ + 10 Thời kỳ sau phân hóa đòng 10 ngày
Nc Hàm lượng đạm giới hạn cho sinh trưởng tối ưu của lúa
NN& PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn
NS Năng suất
NSLT Năng suất lý thuyết
PC Phân chuồng
QT Quy trình
SPAD Máy đo chỉ số diệp lục
SSNM Quản lý dinh dưỡng theo từng điểm cụ thể
TB Trung bình

TTKN Trung tâm Khuyến nông
viii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Liều lượng phân bón nông dân sử dụng cho lúa trên một số loại
đất ở miền Bắc Việt Nam
28
Bảng 1.2. Diễn biến diện tích và năng suất lúa ở Thái Nguyên 43
Bảng 1.3. Tình hình sử dụng phân bón cho lúa vụ Xuân ở Thái Nguyên 45
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến số nhánh tối đa của lúa vụ
Xuân năm 2005 và 2006
62
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến tỷ lệ đẻ nhánh hữu hiệu của
lúa vụ Xuân năm 2005 và 2006
65
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến số bông lúa vụ Xuân năm
2005 và 2006
68
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến số hạt chắc/bông lúa vụ Xuân
năm 2005 và 2006
70
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến khối lượng 1000 hạt lúa vụ
Xuân năm 2005 và 2006
73
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến năng suất lúa vụ Xuân
năm 2005 và 2006
74
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến hàm lượng protein thô trong
gạo vụ Xuân năm 2005 và 2006
78

Bảng 3.8. Hiệu quả sử dụng đạm của giống Khang dân 18, vụ Xuân năm
2005 và 2006
79
Bảng 3.9. Hiệu quả sử dụng đạm của giống Việt lai 20, vụ Xuân năm 2005
và 2006
81
Bảng 3.10. Lãi thuần ở các công thức bón đạm cho lúa vụ Xuân năm 2005
và 2006
83
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của thời gian bón đạm thúc đòng đến số bông lúa vụ
Xuân năm 2005 và 2006
86
ix
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của thời gian bón đạm thúc đòng đến tỷ lệ đẻ hữu
hiệu của lúa vụ Xuân năm 2005 và 2006
87
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của thời gian bón đạm thúc đòng đến số hạt
chắc/bông lúa vụ Xuân năm 2005 và 2006
88
Bảng 3.14. Ảnh hưởng thời gian bón đạm thúc đòng đến khối lượng 1000
hạt lúa vụ Xuân năm 2005 và 2006
90
Bảng 3.15. Ảnh hưởng của thời gian bón đạm thúc đòng đến năng suất lúa
vụ Xuân năm 2005 và 2006
91
Bảng 3.16. Ảnh hưởng của thời gian bón đạm thúc đòng đến hàm lượng
protein thô trong gạo vụ Xuân năm 2005 và 2006
92
Bảng 3.17. Ảnh hưởng của thời gian bón đạm thúc đòng đến lượng đạm
hấp thu của lúa vụ Xuân năm 2005 và 2006

94
Bảng 3.18. Năng suất ở các công thức thí nghiệm xác định đường giới hạn
đạm cho sinh trưởng tối ưu của lúa vụ Xuân năm 2006 và 2007
97
Bảng 3.19. Khối lượng chất khô ở thời kỳ phân hóa đòng trong thí nghiệm
xác định đường giới hạn đạm cho sinh trưởng tối ưu của lúa vụ
Xuân năm 2006 và 2007
106
Bảng 3.20. Hệ số tương quan giữa hàm lượng đạm trong cây với các yếu tố
cấu thành năng suất, năng suất lúa và hàm lượng protein trong
gạo vụ Xuân 2005 và 2006
109
Bảng 3.21. Chỉ số diệp lục của lá thứ nhất, thứ hai, thứ ba qua các giai đoạn
sinh trưởng của lúa vụ Xuân năm 2005 và 2006
111
Bảng 3.22. Hệ số tương quan giữa hàm lượng đạm trong cây với chỉ số diệp
lục của lúa vụ Xuân năm 2005 và 2006
113
Bảng 3.23. Hệ số tương quan giữa chỉ số diệp lục với các yếu tố cấu thành
năng suất, năng suất lúa, hàm lượng protein trong gạo vụ Xuân
năm 2005 và 2006
114
Bảng 3.24. Sử dụng mô hình phân tích tương quan đa biến để dự đoán năng 115
x
suất lúa và hàm lượng protein trong gạo vụ Xuân dựa trên chỉ số
diệp lục
Bảng 3.25. Lượng đạm bón đón đòng theo chỉ số diệp lục cho lúa vụ Xuân
ở Thái Nguyên
118
Bảng 3.26. Hệ số tương quan giữa màu sắc lá với chỉ số diệp lục, hàm

lượng đạm trong cây lúa vụ Xuân năm 2005 và 2006
120
Bảng 3.27. Hệ số tương quan giữa màu sắc lá với yếu tố cấu thành năng
suất, năng suất lúa, hàm lượng protein trong gạo vụ Xuân năm
2005 và 2006
121
Bảng 3.28. Sử dụng mô hình phân tích tương quan đa biến để dự đoán năng
suất lúa vụ Xuân và hàm lượng protein trong gạo dựa trên màu
sắc lá
122
Bảng 3.29. Lượng đạm bón đón đòng theo màu sắc lá cho lúa vụ Xuân ở
Thái Nguyên
124
Bảng 3.30. Kết quả ứng dụng phương pháp bón đạm đón đòng theo chỉ số
diệp lục cho giống Khang dân 18 vụ Xuân năm 2007 và 2008
tại trường ĐHLNTN
127
Bảng 3.31. Kết quả ứng dụng phương pháp bón đạm đón đòng theo chỉ số diệp
lục cho lúa vụ Xuân 2007 và 2008 trên đồng ruộng nông dân
129
Bảng 3.32. Kết quả ứng dụng phương pháp bón đạm đón đòng theo màu
sắc lá cho giống Khang dân 18 vụ Xuân năm 2007-2008 tại
trường ĐHNLTN
130
Bảng 3.33. Kết quả ứng dụng phương pháp bón đạm đón đòng theo màu
sắc lá cho lúa vụ Xuân 2007 và 2008 trên đồng ruộng nông dân
131
Bảng 3.34. Kết quả xây dựng mô hình sản xuất lúa áp dụng phương pháp
bón đạm theo màu sắc lá vụ Xuân 2008
133

xi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Trang
Hình 2. Phương pháp xác định đường giới hạn đạm cho sinh trưởng tối ưu
của lúa
56
Hình 3.1. Diễn biến thời tiết - khí hậu 6 tháng đầu năm giai đoạn 2005 -
2007 ở Thái Nguyên
59
Hình 3.2. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến động thái tăng trưởng chiều
cao cây lúa vụ Xuân năm 2005 và 2006
61
Hình 3.3. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến khối lượng chất khô của lúa
vụ Xuân 2005 và 2006
66
Hình 3.4. Diễn biến khối lượng chất khô ở thí nghiệm xác định đường giới
hạn đạm cho sinh trưởng tối ưu của vụ Xuân năm 2006 và 2007
96
Hình 3.5. Tương quan giữa năng suất lúa với khối lượng chất khô ở thí
nghiệm xác định đường giới hạn đạm cho sinh trưởng tối ưu của
lúa vụ Xuân năm 2006 và 2007
98
Hình 3.6. Diễn biến hàm lượng đạm trong cây qua các thời kỳ sinh trưởng ở
thí nghiệm xác định đường giới hạn đạm cho sinh trưởng tối ưu
của lúa vụ Xuân năm 2006 và 2007
99
Hình 3.7. Tương quan giữa hàm lượng đạm với khối lượng chất khô của lúa
vụ Xuân năm 2006 và 2007
100

Hình 3.8. Đường giới hạn đạm cho sinh trưởng tối ưu của giống Khang dân
18, vụ Xuân năm 2006 và 2007
102
Hình 3.9. Đường giới hạn đạm chung cho sinh trưởng tối ưu của giống
Khang dân 18 cấy vụ Xuân tại Thái Nguyên
103
Hình 3.10. Đường giới hạn đạm cho sinh trưởng ưu của giống Việt lai 20, 104
xii
vụ Xuân năm 2006 và 2007
Hình 3.11. Đường giới hạn đạm chung cho sinh trưởng tối ưu của giống
Việt lai 20 cấy vụ Xuân tại Thái Nguyên
105
Hình 3.12. Tương quan giữa chỉ số diệp lục và màu sắc lá với hàm lượng
đạm trong cây ở thí nghiệm xác định đường giới hạn đạm cho
sinh trưởng tối ưu của lúa vụ Xuân năm 2006 và 2007
107
Hình 3.13. Diễn biến hàm lượng đạm trong cây qua các thời kỳ sinh trưởng
của lúa vụ Xuân năm 2005 và 2006
108
Hình 3.14. Diễn biến màu sắc lá lúa vụ Xuân năm 2005 và 2006 119

1


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Lúa là một loại cây lương thực quan trọng trên thế giới, đặc biệt ở các nước
châu Á. Theo Gislum và cs., (2005)[81]; Sheehy và cs., (2004)[136] thì năng suất
lúa của châu Á hiện nay trung bình là 5,3 tấn/ha, bằng 60% tiềm năng năng suất lý
thuyết có thể đạt được trong điều kiện khí hậu của châu lục. Do vậy, việc ứng dụng

kỹ thuật tiến bộ trong sản xuất như: cải tạo giống đi đôi với chế độ dinh dưỡng hợp
lý, đặc biệt là dinh dưỡng đạm góp phần quan trọng nâng cao năng suất lúa vì đạm
luôn là yếu tố hạn chế năng suất hàng đầu trên tất cả các loại đất. Ảnh hưởng của
đạm đến sinh trưởng và năng suất lúa đã được khẳng định qua các kết quả nghiên
cứu ở nhiều vùng sinh thái (Dobermann và cs., 2002[77]; Kim, 2004[98]; Nguyen,
2005[114]; Peng và cs., 2005[123]), kể cả trên những loại đất được coi là giàu mùn
và đạm như đất dốc tụ (Nguyễn Thế Đặng và cs., 1994)[12].
Người ta thường khuyến cáo là bón đạm làm nhiều lần: bón lót để cung cấp
đạm cho quá trình bén rễ, hồi xanh; bón thúc đẻ sẽ tăng số nhánh, số bông; bón
thúc đòng làm tăng số hạt/bông và ở giai đoạn trỗ để tăng khối lượng 1000 hạt
(Nguyễn Như Hà, 2006[16]; De Data, 1981)[71]. Nhiều nghiên cứu khẳng định,
bón đạm ở các giai đoạn sinh trưởng cho hiệu quả khác nhau. Bón đạm trước trỗ
15 ngày có hệ số sử dụng đạm cao nhất là 55%, 49% ở giai đoạn làm đòng, 34% ở
giai đoạn đẻ nhánh và 7% ở giai đoạn trước khi cấy (De Data, 1981)[71]. Kim
(2004)[98] đã nghiên cứu lượng đạm hấp thu của giống lúa mới Hwaseongbyeo ở
Hàn Quốc trong 2 năm 2001 – 2002. Kết quả là, hệ số sử dụng đạm ở giai đoạn
làm đòng đạt 66,3 – 69,6% lượng đạm cây hút so với tổng lượng đạm bón, cao hơn
rõ ràng so với hệ số sử dụng đạm ở thời kỳ bón lót và thúc đẻ (34%). Thực tế nhiều
nước như Việt Nam khuyến cáo bón đạm làm nhiều lần với liều lượng và thời gian
định sẵn, trong đó lượng đạm bón lót là 40 – 60%, thúc đẻ 20 - 50% và thúc đòng
10 - 30% (Nguyễn Thị Thoa và cs., 2003[40]; Phạm Hữu Tôn, 2004[41]; Đinh Thế
2


Vu và cs., 2005[46]). Bangladesh khuyến cáo bón 60 – 70% N vào thời cấy và đẻ
nhánh (Murshedul Alam và cs., 2005)[112]… Việc bón đạm không theo nhu cầu
dinh dưỡng của cây dẫn đến hiệu quả sử dụng đạm thấp. Hệ số sử dụng đạm ở
ruộng lúa châu Á chỉ khoảng từ 20 – 40% (Schnier và cs., 1990)[133].
Nhiều nhà khoa học cho rằng, nhu cầu về đạm của lúa biến đổi rất lớn do sự
khác nhau về khả năng cung cấp đạm của đất. Vì vậy bón đạm theo số lượng và số

lần định sẵn theo quy trình khuyến cáo không tránh khỏi khi thừa, khi thiếu đạm
(Cassman và cs., 1996[58]; Dobermann và cs., 2003[78]; Nguyen, 2005[114]). Để
tăng hiệu quả sử dụng đạm thì liều lượng và thời gian bón đạm cần được xác định
dựa vào tình trạng dinh dưỡng đạm của lúa, vì hàm lượng đạm trong lá liên quan
chặt với khả năng quang hợp và khối lượng chất khô của lúa (Dobermann và cs.,
2003)[78]. Sự sinh trưởng, tình trạng dinh dưỡng đạm trong cây lúa có thể sử dụng
để dự đoán năng suất và hàm lượng protein trong hạt đồng thời xác định lượng
đạm cần bón ở giai đoạn làm đòng (Dobermann và cs., 2002[77]; Gislum và cs.,
2005[81]; Kim, 2004[98]; Nguyen, 2005[114]; Peng và cs., 2005[123]).
Thái Nguyên là một tỉnh miền núi Đông Bắc Việt Nam có diện tích đất trồng
lúa là 70.800 ha. Trong những năm qua người dân đã không ngừng cố gắng ứng
dụng các kỹ thuật mới như: giống, phân bón, phòng trừ dịnh hại…nên năng suất
lúa tăng từ 38,7 tạ/ha (năm 2000) lên 46,3 tạ/ha (năm 2007) (Sở Nông nghiệp và
Phát triển Nông thôn Thái Nguyên)[33]. 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 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.
3


Để nâng cao năng suất lúa và hiệu quả sử dụng đạm góp phần giảm thiểu ô
nhiễm môi trường chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên bón đạm vào thời kỳ làm
đòng cho lúa vụ Xuân tại Thái Nguyên”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
1- Nghiên cứu xây dựng phương pháp bón đạm vào thời kỳ làm đòng trên cơ

sở đánh giá tình trạng dinh dưỡng đạm của lúa thông qua chỉ số diệp lục, màu sắc
lá và đường giới hạn đạm cho sinh trưởng tối ưu nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng
đạm, hiệu quả kinh tế trong sản xuất lúa vụ Xuân tại Thái Nguyên.
2- Phổ triển phương pháp bón đạm vào thời kỳ làm đòng theo chỉ số diệp
lục, màu sắc lá trên diện rộng thông qua việc đánh giá hiệu quả trên đồng ruộng
nông dân và xây dựng mô hình sản xuất lúa áp dụng phương pháp bón đạm mới.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
1- Xác định lượng đạm thích hợp bón đón đòng cho lúa vụ Xuân tại Thái
Nguyên trên cơ sở đánh giá tình trạng dinh dưỡng đạm của lúa thông qua máy đo
chỉ số diệp lục và thang so màu lá.
2- Xác định đường giới hạn đạm cho sinh trưởng tối ưu của lúa vụ Xuân ở
Thái Nguyên là căn cứ khoa học để đánh giá tình trạng dinh dưỡng đạm của lúa.
3- Xác định và bổ sung tư liệu khoa học để xây dựng quy trình bón phân
theo tình trạng dinh dưỡng của lúa vụ Xuân ở tỉnh Thái Nguyên nói riêng và các
tỉnh Miền núi phía Bắc nói chung, đồng thời là tài liệu để các nhà nghiên cứu, sinh
viên ngành nông nghiệp truy cứu và tham khảo.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Giúp cho người nông dân có phương pháp bón đạm mới góp phần thực hiện
tốt Chương trình “Ba giảm ba tăng” đang được triển khai ở tất cả các vùng trồng
lúa của tỉnh Thái Nguyên.
4


4. Điểm mới của Đề tài Luận án
- Đề tài luận án đã xác định được hệ số và hiệu suất sử dụng đạm cho lúa vụ
Xuân ở từng giai đoạn sinh trưởng, trong đó bón đạm vào thời kỳ phân hoá đòng
cho hiệu quả sử dụng đạm cao nhất.
- Đã xác định được đường giới hạn đạm cho sinh trưởng tối ưu trong các giai
đoạn sinh trưởng của lúa vụ Xuân.

- Đã xây dựng quy trình kỹ thuật bón đạm cho lúa vụ Xuân tại Thái Nguyên
dựa trên CSDL và màu sắc lá.

5


Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
Trong số các nguyên tố đa lượng thiết yếu thì đạm được xem là nguyên tố
quan trọng nhất cho quá trình sinh trưởng thân lá, nở hoa và hình thành hạt lúa
(Mengel và cs., 1987)[109]. Thời kỳ bón có ý nghĩa lớn trong việc nâng cao hiệu
lực của phân đạm và tăng năng suất (Nguyễn Văn Bộ và cs., 1995)[2]. Nghiên cứu
của Patnaik và cs., (1967)[119] cho kết quả: Có 18% nguyên tử đánh dấu N
15
được
hấp thu khi bón ở giai đoạn đẻ nhánh tối đa, 45% khi bón ở giai đoạn giữa làm
đòng. Nghiên cứu của Hung, (2006)[91] thực hiện năm 2003 và 2004 trên 4 giống
lúa ở Hàn Quốc cho kết quả: Thời kỳ đẻ nhánh có hệ số sử dụng đạm rất thấp, chỉ
đạt từ 24,4% (công thức bón 72 N) đến 33,1% (công thức bón 36 N), 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 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 72
N) đến 76,1% (công thức bón 36 N), hiệu suất sử dụng đạm là 21,9 – 32,5 kg
thóc/kg N.
Mặc dù hệ số sử dụng đạm của lúa ở thời kỳ đẻ nhánh thấp nhưng có vai trò
quan trọng làm tăng khả năng đẻ nhánh và hình thành bông nên được khuyến cáo
bón nhiều vào giai đoạn đầu (Nguyễn Văn Bộ và cs., 1995[2]; Nguyễn Văn Hoan,
2006[19]; Nguyễn Thị Thoa (2003)[40]; Phạm Hữu Tôn, 2004[40]; Đinh Thế Vu
và cs., 2005[46]). Mặt khác hầu hết đạm được khuyến cáo bón theo quy trình với

liều lượng và thời gian định trước cho một hay nhiều vùng rộng lớn trong khi khả
năng cung cấp đạm của đất khác nhau dẫn đến nơi thừa, nơi thiếu đạm (Cassman
và cs., 1996[58]; Dobermann và cs., 1996[76]; Mohanty và cs., 2004[110]). Việc
bón đạm không theo nhu cầu dinh dưỡng của lúa là một trong những nguyên nhân
dẫn đến hiệu quả sử dụng đạm thấp.
6


Sự sinh trưởng và tình trạng dinh dưỡng đạm ở giai đoạn làm đòng ảnh
hưởng đến yếu tố cấu thành năng suất, năng suất lúa, hàm lượng protein trong gạo
(Cui và cs., 2002[67]; Ntanos và cs., 2002[118]) nên có thể sử dụng chúng để tính
lượng đạm bón ở giai đoạn làm đòng, trong số đó khối lượng chất khô, hàm lượng
đạm trong cây và lượng đạm hấp thu thường được sử dụng nhiều hơn (Dobermann
và cs., 2002[78]; Gislum và cs., 2005[81]; Kim, 2004[98]; Nguyen, 2005[114];
Peng và cs., 2005[123]). Tuy nhiên những chỉ tiêu này phải làm trong phòng thí
nghiệm và mất nhiều thời gian.
Nhiều nghiên cứu về quản lý dinh dưỡng đạm cho kết quả: Sự khác nhau về
chỉ số diện tích lá, khối lượng chất khô, hàm lượng diệp lục và hàm lượng đạm
trong lá đều làm cho phản xạ của tán lá khác nhau (Hinzman và cs., 1986)[89].
Máy đo chỉ số diệp lục (SPAD-502, Minolta, Ramsey, NJ) nhằm xác định tương
quan giữa số lượng diệp lục trong lá với sự hấp thu tia sáng đỏ (λ = 650 nm được
hấp thu nhiều nhất) và ánh sáng hồng ngoại (λ = 950 nm được hấp thu ít nhất).
Nhiều tác giả đã sử dụng máy đo chỉ số diệp lục (SPAD) để xác định hàm lượng
diệp lục trong lá lúa (Peng và cs., 1993)[120] vì các chỉ số máy đo tương quan với
hàm lượng diệp lục/đơn vị diện tích lá. Khi hàm lượng diệp lục tương quan chặt
với hàm lượng đạm thì có thể dùng chỉ số diệp lục (CSDL) để tính toán lượng đạm
bón cho lúa (Chubachi và cs., 1986[64]; Turner và cs., 1991[145]).
Không giống như SPAD (đo khả năng hấp thu ánh sáng), thang so màu lá
(LCC) đo màu xanh của lá và dự tính hàm lượng đạm bằng so sánh sự phản xạ ánh
sáng từ bề mặt lá với bề mặt của LCC (Balasubramanian và cs.,1999)[50]. LCC có

giá rẻ, đơn giản và dễ sử dụng vì thông qua sự tương quan giữa màu lá và hàm
lượng diệp lục là chỉ tiêu để đánh giá tình trạng dinh dưỡng đạm của lúa (Shukla
và cs., 2004[141]; Yang và cs., 2003[155]).
Sử dụng SPAD và LCC có thể đánh giá được tình trạng dinh dưỡng đạm của
cây trồng nhanh, có hiệu quả cao cho lúa (Trần Thị Ngọc Huân và cs., 2002[20];
Balasubramanian và cs., 1999[50]; Hussain và cs., 2000[92]). Sự tương quan giữa
7


CSDL và màu lá với hàm lượng đạm trong cây khác nhau giữa các giống
(Yamamoto và cs., 2002)[151], thời vụ trồng (Bullock và cs., 1998[54]; Dwyer và
cs., 1995[79]), giai đoạn sinh trưởng (Chapman và cs., 1997)[61], điều kiện trồng
trọt (Simorte và cs., 2001)[137] và kiểu gen (Peng và cs., 1993)[120]. Vì vậy sự
tương quan phải xác định trong những điều kiện cụ thể… Tuy nhiên chưa có
nghiên cứu nào được thực hiện trên lúa ở Thái Nguyên.
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ BÓN PHÂN CHO LÖA TRÊN THẾ GIỚI
1.2.1. Tổng quan nghiên cứu về bón phân đa lƣợng cho lúa
Ở những ruộng lúa năng suất cao, lượng chất dinh dưỡng cây trồng lấy đi
nhiều, vì vậy cần phải bổ sung các nguyên tố đa lượng và vi lượng. Lúa yêu cầu
một lượng dinh dưỡng khá cao, để đạt được 1 tấn thóc cần từ 15 – 24 kg N; 2 – 11
kg P
2
O
5
và 16 – 50 kg K
2
O (Cassman và cs., 1997[59]; Yoshida, 1981[157]). Điều
đó cho thấy muốn tái sản xuất lúa cần bón lượng phân không những bù đắp phần
dinh dưỡng do con người lấy mà còn bù đắp lượng dinh dưỡng bị mất qua quá
trình thẩm lậu tự nhiên như rửa trôi, xói mòn.

Sự ra đời của các giống lúa mới, giống lúa cao sản, đặc biệt là các giống
lúa lai có tiềm năng năng suất cao đòi hỏi nhu cầu dinh dưỡng rất cao, gấp 3 lần
các giống lúa cũ (De Datta, 1986)[72]. Những giống lúa có năng suất đạt 5
tấn/ha và lượng rơm rạ tương đương lấy đi 110 kg N, 45 kg P
2
O
5
, 130 kg K
2
O,
14 kg Ca, 12 kg Mg, 5 kg S, 1 kg Fe, 2 kg Mn, 0,2 kg Zn, 0,15 kg Cu, 0,15 kg
Bo, 250 kg Si và 25 kg Cl từ đất (Pillai, 1996)[126]. Bón phân không cân đối là
nguyên nhân chính dẫn đến không phát huy hết tiềm năng năng suất của các
giống lúa.
Nhu cầu dinh dưỡng của lúa không chỉ phụ thuộc vào giống mà còn phụ
thuộc vào các giai đoạn sinh trưởng. Giai đoạn mạ cần nhiều lân và kali, đặc biệt là
mạ Xuân. Giai đoạn đẻ nhánh, lúa cần nhiều đạm, lân và kali. Phân tích hàm lượng
đạm và lân trong cây cho thấy: Khi hàm lượng đạm > 3% khối lượng chất khô thì
lúa đẻ nhánh mạnh; < 2,5% lúa không đẻ nhánh; < 1,6% thì các nhánh nhỏ bắt đầu
8


chết lụi. Hàm lượng lân trong lá > 0,25% thì lúa đẻ nhánh và < 0,25% thì lúa
không đẻ nhánh (Matsushima,1995)[107]. Giai đoạn lúa làm đòng là giai đoạn tạo
nên các yếu tố cấu thành năng suất như số bông/khóm, số hạt chắc/bông và khối
lượng 1000 hạt vì vậy lúa cần đầy đủ 3 nguyên tố đa lượng NPK. Giai đoạn lúa trỗ,
hạt lớn nhanh, các chất hữu cơ mà cây quang hợp và tích lũy trước thời kỳ trỗ bông
đều được chuyển về hạt (De Datta, 1981)[71]. Do nhu cầu dinh dưỡng của lúa khác
nhau qua các giai đoạn sinh trưởng nên cần có chế độ dinh dưỡng phù hợp yêu cầu
dinh dưỡng của các giai đoạn đó.

Lúa có 2 thời kỳ khủng hoảng dinh dưỡng là thời kỳ đẻ nhánh và làm đòng.
Lúa hút dinh dưỡng mạnh nhất vào thời kỳ làm đòng đến trỗ, còn thời kỳ đầu lúa
hấp thu dinh dưỡng rất kém (Hung, 2006 [91]; Kim, 2004[98]; Yanagisawa và cs.,
1967[153]). Nghiên cứu của Viện Hàn lâm Khoa học Nông nghiệp Hồ Nam Trung
Quốc chỉ rõ, nếu áp dụng bón phân theo kiểu truyền thống là nặng đầu nhẹ cuối thì
khó đạt được năng suất tối đa. Kết luận này rút ra từ kết quả nghiên cứu của Zheng
Shengxian và cs., (1992)[159]: Trong giai đoạn đầu cây lúa chỉ sử dụng 16,8% N,
12,9 % P, 12% K, giai đoạn giữa (từ phân hóa đòng đến trỗ) nhu cầu dinh dưỡng
lại tăng rất nhanh: 75,9% N; 81,9% P; 78,8% K so với tổng lượng hút. Trên cơ sở
đó các nhà khoa học Trung Quốc, Hàn Quốc đã đề xuất phương pháp bón nhiều
vào thời kỳ phân hóa đòng.
Thời kỳ bón phân đạt hiệu quả cao còn phụ thuộc vào bản chất của phân
bón… Đạm và kali được khuyến cáo là bón làm nhiều lần vào các giai đoạn trước
khi cấy, đẻ nhánh và làm đòng. Bón lân tốt nhất ở thời kỳ trước khi cấy vì lân là
nguyên tố ít di động trong đất nên bị thiếu sớm hơn các nguyên tố khác. Robert H.
Wells, (2007)[131] nghiên cứu thí nghiệm với 3 mức lân 99,8; 69,6 và 39,1 kg
P
2
O
5
/ha, bón làm 4 lần: trước nảy mầm, 5 – 10 ngày sau nảy mầm, giữa thời kỳ
sinh trưởng và trước khi trỗ ở bang Arkansas Mỹ cho thấy: Năng suất tăng rõ ràng
khi được bón lân và đạt cao nhất là bón 69,6 kg P
2
O
5
(năng suất tăng từ 24 – 41%).
Bón lân trước và sau nảy mầm 5 - 10 ngày tốt hơn bón giữa thời gian sinh trưởng.
9

1.2.2. Tổng quan nghiên cứu về liều lƣợng, thời gian và hiệu quả sử dụng đạm
của lúa
1.2.2.1. Nhu cầu về đạm của lúa
Trong số các nguyên tố đa lượng thiết yếu thì đạm được xem là nguyên tố
quan trọng nhất cho quá trình sinh trưởng và hình thành năng suất lúa, đạm luôn là
yếu tố hạn chế năng suất hàng đầu trên tất cả các loại đất (De Data, 1981)[71]. Lúa
cần đạm trong suốt quá trình sinh trưởng sinh dưỡng để tích lũy chất khô và đẻ
nhánh, điều này xác định số lượng bông. Đạm góp phần tạo nên số hạt trong giai
đoạn phân hóa đòng, tăng kích thước hạt bằng giảm số lượng hoa thoái hóa và tăng
kích thước vỏ trấu trong suốt giai đoạn làm đòng. Đạm góp phần tích lũy
hydratcacbon trong thân lá ở giai đoạn trước trỗ và trong hạt ở giai đoạn vào chắc
vì chúng phụ thuộc vào tiềm năng quang hợp

(Mae, 1997)[106].
Nghiên cứu của Yang và cs., (2000)[154] đã xác định tỷ lệ hạt chắc tương
quan thuận với hàm lượng cytokinin trong hạt và rễ. Khả năng quang hợp của lá
ảnh hưởng đến năng suất thông qua 2 con đường. Một là tăng sức chứa có thể cho
phép chuyển nhiều sản phẩm quang hợp ở lá cây vào hạt (Winder và cs.,
1998)[149]. Hai là hormon điều chỉnh khả năng tổng hợp và vận chuyển chất hữu
cơ. Đạm tác động đến cả sức chứa và lượng cytokinin trong cây vì vậy ảnh hưởng
lớn đến số hạt chắc của lúa (Horton, 2000[90]; Richards, 2000[130]).
Quang hợp của lúa trong giai đoạn vào chắc chiếm khoảng 60 -100% hàm
lượng hydratcacbon trong hạt (Yoshida, 1981)[157], phần còn lại là do từ bộ phận
khác chuyển đến (Watanabe và cs., 1997[148]; Yoshida, 1981[157]). Để đạt được
năng suất hạt cao nhất thì hoạt động trao đổi chất trong hạt phải trùng với giai
đoạn lá lúa có hoạt động quang hợp mạnh nhất. Thực tế năng suất lúa cao ở
những giống mà lá có thể duy trì hoạt động quang hợp đến tận giai đoạn vào chắc
(Murchie và cs., 1999)[111]. Bón đạm làm tăng diện tích lá, bề rộng của tán lá,
duy trì hoạt động quang hợp của cây vì vậy ảnh hưởng quyết định đến năng suất

lúa (Mae và cs., 1981[105]; Mae, 1997[106])
10


1.2.2.2. Nghiên cứu về liều lượng đạm bón cho lúa
Nhiều thí nghiệm về hiệu lực, liều lượng sử dụng đạm trong mối quan hệ với
các yếu tố khác đã được tiến hành. Ladha và cs., (2003)[101] so sánh năng suất lúa
và yêu cầu dinh dưỡng đạm qua các năm cho biết: Thời kỳ trước Cách mạng xanh
năng suất lúa rất thấp chỉ đạt 3 tấn/ha và lượng đạm cần bón là 60 kg N/ha. Trong
những năm đầu cuộc Cách mạng xanh, năng suất hạt đạt gần 8 tấn/ha thì lượng
đạm cần bón là 160 kg N/ha. Giai đoạn thứ 2 của Cách mạng xanh năng suất mong
đợi là 12 tấn/ha và lượng đạm cần bón khá cao là 240 kg N/ha.
Ở vùng ôn đới như Yanco - Australia và Yunnan - Trung Quốc, năng suất
lúa có thể đạt 13 – 15 tấn/ha và yêu cầu lượng đạm hút là 250 kg N/ha (Ying và
cs., 1998)[156]. Trong ruộng lúa nhiệt đới, để đạt năng suất hạt 9 – 10 tấn/ha, lúa
cần hút được 180 – 200 kg N (Cassman và cs., 1993[57]; Peng và cs., 1996[121]).
Muốn lúa hấp thu được 200 – 250 kg N/ha cần bón 150 – 200 kg N/ha vì lúa còn
hút được đạm từ đất (Ying và cs., 1998)[156]. Liều lượng đạm bón còn phụ thuộc
vào giống. Giống lai yêu cầu lượng đạm cao hơn giống thuần (Yoshida, 1983[158]).
1.2.2.3. Nghiên cứu về thời gian bón đạm cho lúa
Norman và cs., (1992)[116] khẳng định nếu đạm được hấp thu với lượng
thích hợp trong suốt quá trình sinh trưởng thì lúa cho năng suất cao. Trong điều
kiện khí hậu châu Á, khi tăng lượng đạm bón và bón vào thời điểm thích hợp thì
năng suất có thể đạt trên 10 tấn/ha nếu cây không bị đổ hoặc bị sâu bệnh phá hoại.
Muốn tăng năng suất cần duy trì hàm lượng đạm trong lá cao qua giai đoạn lúa vào
chắc. Khi bón đạm không đúng yêu cầu của cây thì lượng đạm bị mất càng nhiều
hơn do hiệu quả sử dụng đạm thấp (Aggarwal và cs., 1997)[48].
Thời kỳ bón đạm phụ thuộc vào đặc điểm của giống, mùa vụ, thành phần cơ
giới đất và trình độ thâm canh. Các giống lúa trồng ở những thập kỷ 70 và 80 là
những giống cao cây, nhiều lá nên khả năng chống đổ kém và che bóng lẫn nhau

nếu bón quá nhiều đạm khi cấy (Guindo và cs., 1994)[87]. Loại hình thấp cây chịu
11


được sự che bóng lẫn nhau nên cần bón nhiều đạm ở thời kỳ đầu. Hơn nữa loại
hình thấp cây có khả năng chuyển đạm từ tế bào thân lá lên bông trong suốt giai
đoạn vào chắc, vì chúng phản ứng mạnh với việc bón đạm ở giai đoạn cấy và cần
nhiều đạm trong suốt giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng đến khi hình thành năng
suất (Norman và cs., 1997) [117].
Thường có 2 cách bón đạm, thứ nhất là chia làm 2 lần (lần 1 vào khi cấy và
và lần thứ 2 vào khoảng 25 – 30 ngày sau cấy); hai là chia làm 3 lần, lần 3 được
bón vào thời kỳ làm đòng. Ở một số nước trồng lúa vùng nhiệt đới thường khuyến
cáo bón vào lần bừa cuối cùng trước khi cấy với 50 – 67% tổng lượng đạm, lượng
còn lại bón trước khi lúa làm đòng 5 – 7 ngày (Cassman và cs., 1998)[60]. Nghiên
cứu của Hung, (2006)[91]; Kim, (2004)[98];Zheng Shengxian và cs., (1992)[159]
thì khuyến cáo bón nhiều đạm vào giai đoạn lúa làm đòng vì thời kỳ đầu lúa hút
đạm kém.
Ở Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế thường bón 115 kg N/ha và chia làm 3 lần,
để đạt được năng suất cao hơn thì lượng đạm cần bón là 145 kgN/ha và chia làm 4
lần (Kroff và cs., 1994)[99]. Ở Bangladesh lượng đạm khuyến cáo là 80 kg N/ha,
chia làm 3 lần bón vào thời gian 15, 30 và 50 ngày sau cấy (Murshedul Alam và
cs., 2005)[112].
Những nghiên cứu trên cho thấy, còn nhiều quan điểm về thời gian bón đạm
cho lúa. Khuyến cáo trước đây và nhiều nước hiện nay, đạm thường được bón làm
nhiều lần, tập trung vào thời kỳ trước khi cấy và đẻ nhánh. Thời gian gần đây
nghiên cứu của một số nhà khoa học ở Trung Quốc và Hàn Quốc đã khuyến cáo
bón nhiều đạm vào giai đoạn làm đòng vì nhu cầu về đạm và hiệu quả sử dụng đạm
cao hơn. Tuy nhiên thời gian bón đạm thích hợp cho lúa cần được xác định cho
từng giống lúa và trong từng điều kiện cụ thể.
1.2.2.4. Nghiên cứu về hiệu quả sử dụng đạm của lúa

Ảnh hưởng của đạm đối với lúa thường bị tác động bởi hệ số sử dụng đạm
(tỷ lệ giữa lượng đạm cây hút với lượng đạm bón) và hiệu suất sử dụng đạm (kg