Ảnh hưởng của các nguồn lân đến sinh trưởng và năng suất lúa om5464 trồng trong chậu vụ hè thu 2014

  • 40 trang
  • file .pdf
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
PHẠM ĐỨC HIẾN
ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NGUỒN LÂN
ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT
LÚA OM5464 TRỒNG TRONG CHẬU
VỤ HÈ THU 2014
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH NÔNG HỌC
2014
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH NÔNG HỌC
ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NGUỒN LÂN
ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT
LÚA OM5464 TRỒNG TRONG CHẬU
VỤ HÈ THU 2014
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Sinh viên thực hiện:
TS. NGUYỄN THÀNH HỐI Phạm Đức Hiến
Lớp Nông học K37
Mssv: 3113236
2014
ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
..........................................................................................................................
Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp thuận luận văn với đề tài:
Ảnh hưởng của các nguồn lân đến sinh trưởng và năng suất lúa OM5464
trồng trong chậu vụ hè thu 2014
Do sinh viên Phạm Đức Hiến thực hiện.
Kính trình lên hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp.
Cần Thơ, ngày….. tháng….. năm 2014
Cán bộ hướng dẫn
TS. Nguyễn Thành Hối
i
ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
..........................................................................................................................
Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp thuận luận văn với đề tài:
Ảnh hưởng của các nguồn lân đến sinh trưởng và năng suất lúa OM5464
trồng trong chậu vụ hè thu 2014
Do sinh viên Phạm Đức Hiến thực hiện và bảo vệ trước hội đồng.
ngày ........tháng ........năm 2014
Ý kiến của hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Luận văn đã được hội đồng chấp nhận và đánh giá ở mức: ……………………
Cần Thơ, ngày ……..tháng ……năm 2014
Thành viên Hội đồng
------------------------- ------------------------ ------------------------
DUYỆT KHOA
ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu , kết
quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong
bất kỳ công trình luận văn nào trước đây.
Tác giả luận văn
Phạm Đức Hiến
iii
LÝ LỊCH CÁ NHÂN
Sinh viên: Phạm Đức Hiến Giới tính: Nam
Ngày sinh: 15/11/1993 Nơi sinh: Cần Thơ
Quê quán: Thới Lai-Cần Thơ Dân tộc: Kinh
Cha: Phạm Văn Quang
Mẹ: Nguyễn Thị Hiền
E-mail: [email protected]
Đã tốt nghiệp tại trường trung học phổ thông Hòa Hưng, huyện Giồng Riềng,
tỉnh Kiên Giang.
Vào trường Đại học Cần Thơ năm 2011, theo ngành Nông Học, khóa 37, khoa
Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng.
iv
LỜI CẢM TẠ
Kính dâng Cha, Mẹ và Ông Bà những người suốt đời tận tụy nuôi nấng chăm
sóc cho con, cám ơn những người thân trong gia đình đã luôn động viên, giúp
đỡ con trong suốt thời gian qua.
Xin tỏ lòng biết ơn xâu sắc đến
Thầy Nguyễn Thành Hối, Thầy Mai Vũ Duy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ
và động viên em trong suốt thời gian làm và hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Thầy cố vấn học tập Nguyễn Lộc Hiền, cùng toàn thể thầy cô khoa Nông
nghiệp và Sinh học Ứng dụng, khoa Thủy Sản đã truyền dạy những kiến thức
quý báu cho em trong suốt thời gian học tập tại trường. Đây sẽ là hành trang
vững chắc giúp em bước vào đời.
Xin chân thành biết ơn đến
Các bạn Nông học khóa 37 đã đóng góp, động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá
trình học tập và thực hiện đề tài.
Và gởi những lời chúc tốt đẹp nhất đến toàn thể các bạn sinh viên khoa Nông
nghiệp và Sinh học Ứng dụng.
v
PHẠM ĐỨC HIẾN, 2014 “Ảnh hưởng của các nguồn lân đến sinh trưởng
và năng suất lúa OM5464 trồng trong chậu vụ hè thu 2014” luận văn tốt
nghiệp kỹ sư ngành Nông học, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng,
Trường Đại học Cần Thơ. 25 trang. Cán bộ hướng dẫn: TS Nguyễn Thành
Hối.
TÓM LƯỢC
Lân là nguyên tố đa lượng thiết yếu cho cây trồng, tuy nhiên đa số lân tồn tại
trong đất ở thể khó tan. Bên cạnh đó, nhiều nghiên cứu chứng minh vi khuẩn
hòa tan lân Pseudomonas stutzeri có khả năng phân giải lân khó tiêu thành lân
dể tiêu chính vì vậy đề tài được tiến hành nhằm tìm ra nguồn lân thích hợp
đến sinh trưởng và năng suất cây lúa, góp phần tăng hiệu quả sản xuất, tiết
kiệm chi phí qua đó giúp nông dân nâng cao lợi nhuận. Thí nghiệm được thực
hiện tại nhà lưới Bộ môn Khoa học Cây trồng, khoa Nông nghiệp và Sinh học
Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ. Thời gian thực hiện đề tài từ tháng 3 đến
tháng 6 năm 2014. Thí nghiệm được bố trí trong nhà lưới theo thể thức hoàn
toàn ngẫu nhiên gồm 9 nghiệm thức và 4 lần lặp lại, mỗi lần lặp lại 1 chậu,
một chậu 5 cây. Kết quả thí nghiệm cho thấy nghiệm thức bón 50% lượng
phân lân hóa học (lân DAP) (0,075 g P2O5/chậu tương đương 30 kg P2O5/ha)
bổ sung vi khuẩn hòa tan lân Pseudomonas sp. cho năng suất tương đương với
nghiệm thức bón 100% lượng lân hóa học (lân DAP) (0,15 g P2O5/chậu tương
đương 60 kg P2O5/ha) có năng suất cao nhất.
vi
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................... iii
LÝ LỊCH CÁ NHÂN .................................................................................... iv
LỜI CẢM TẠ .................................................................................................v
TÓM LƯỢC.................................................................................................. vi
MỤC LỤC ................................................................................................... vii
DANH SÁCH HÌNH ..................................................................................... ix
DANH SÁCH BẢNG .....................................................................................x
MỞ ĐẦU ........................................................................................................1
CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ........................................................2
1.1 ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT CÂY LÚA .......................................................2
1.1.1 Rễ ...........................................................................................................2
1.1.2 Thân .......................................................................................................2
1.1.3 Lá ...........................................................................................................2
1.1.4 Hoa.........................................................................................................2
1.2 SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY LÚA ........................3
1.2.1 Các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa .....................................................3
1.2.1.1 Thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng ...........................................................3
1.2.1.2 Thời kỳ sinh trưởng sinh thực ..............................................................3
1.2.1.3 Thời kỳ hình thành hạt và chín.............................................................3
1.2.2 Những yếu tố cấu thành năng suất lúa.....................................................3
1.2.2.1 Số bông trên đơn vị diện tích ...............................................................3
1.2.2.2 Số hạt trên bông ...................................................................................4
1.2.2.3 Tỷ lệ hạt chắc ......................................................................................4
1.2.2.4 Khối lượng 1000 hạt ............................................................................4
1.2.2.5 Hệ số kinh tế (HI) ................................................................................4
1.3 LÂN TRONG ĐẤT LÚA ..........................................................................5
1.3.1 Vai trò của lân đối với cây lúa ................................................................5
1.3.2 Nhu cầu lân của cây lúa ..........................................................................5
1.3.3 Các dạng lân trong đất ............................................................................5
1.3.3.1 Lân tổng số ..........................................................................................5
1.3.3.2 Lân dễ tiêu ...........................................................................................6
1.3.3.3 Các phản ứng của lân trong đất ............................................................6
1.4 VI KHUẨN HÒA TAN LÂN ....................................................................6
1.5 HỢP CHẤT AVAIL ..................................................................................8
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN PHƯƠNG PHÁP .........................................9
2.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM ................................................................9
2.1.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm ...........................................................9
2.1.2 Vật liệu thí nghiệm .................................................................................9
2.1.2.1 Giống OM5464 ....................................................................................9
2.1.2.2 Đất và chậu thí nghiệm ........................................................................9
2.1.2.3 Phâm bón, thuốc bảo vệ thực vật và các dụng cụ khác .........................9
2.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ............................................................. 10
2.2.1 Bố trí thí nghiệm................................................................................... 10
vii
2.2.2 Kỹ thuật canh tác .................................................................................. 10
2.3 CÁC CHỈ TIÊU THEO DÕI VÀ THU THẬP ......................................... 11
2.3.1 Chỉ tiêu nông học.................................................................................. 11
2.3.2 Năng suất và các thành phần năng suất ................................................. 11
2.4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SỐ LIỆU THỐNG KÊ ........................... 12
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................ 13
3.1 GHI NHẬN TỔNG QUAN .....................................................................13
3.2 ĐĂC TÍNH SINH HỌC........................................................................... 13
3.2.1 Chiều cao cây ....................................................................................... 13
3.2.2 Số chồi trên chậu .................................................................................. 15
3.3 CÁC THÀNH PHẦN NĂNG SUẤT ....................................................... 17
3.3.1 Số hạt trên bông.................................................................................... 17
3.3.2 Tỷ lệ hạt chắc ....................................................................................... 17
3.3.3 Khối lượng 1000 hạt ............................................................................. 18
3.3.4 Số bông trên chậu ................................................................................. 19
3.4 NĂNG SUẤT THỰC TẾ VÀ CHỈ SỐ THU HOẠCH (HI) ..................... 19
3.4.1 Năng suất thực tế .................................................................................. 19
3.4.2 Hệ số kinh tế (HI) ................................................................................. 19
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................... 21
4.1 KẾT LUẬN ............................................................................................. 21
4.2 ĐỀ NGHỊ ................................................................................................ 21
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 22
PHỤ CHƯƠNG
viii
DANH SÁCH HÌNH
Hình Tên hình Trang
1 Các dạng khuẩn lạc của vi khuẩn Pseudomonas stutzeri 7
ix
DANH SÁCH BẢNG
Bảng Tên bảng Trang
3.1 Chiều cao (cm) của giống lúa OM 5464 theo các nguồn lân ở 14
các thời điểm sinh trưởng trồng trong chậu vụ Hè Thu năm
2014
3.2 Số chồi/chậu của giống lúa OM5464 theo các nguồn lân ở các 16
thời điểm sinh trưởng trồng trong chậu vụ Hè Thu năm 2014
3.3 Thành phần năng suất của giống lúa OM5464 theo các nguồn 18
lân trồng trong chậu vụ hè thu năm 2014
3.4 Năng suất thực tế (g/chậu) và hệ số kinh tế (HI) của giống lúa 20
OM5464 theo các nguồn lân trồng trong chậu vụ Hè Thu 2014
x
MỞ ĐẦU
Lân là nguyên tố đứng thứ 2 trong 3 nguyên tố dinh dưỡng khoáng đa
lượng thiết yếu cho sự phát triển và sinh trưởng của cây trồng. Tuy nhiên, hàm
lượng lân dể tan trong đất là không cao, đa số lân tồn tại ở dạng khó tan
(Goldstein, 1994). Bên cạnh đó, một lượng lớn phân lân khi bón vào đất bị
chuyển hóa thành hợp chất khó tan (70 - 90%) mà cây trồng khó hấp thu được.
Việc mất lân ngày càng được quan tâm nhiều hơn. Hiện nay phân lân đầu trâu
46P+ (phân lân đã được xử lý avail) giúp tiết kiệm 25% lân. Theo Dela Cruz
(2008) phân lân có xử lý avail giúp tăng năng suất lúa 12,3%. Bên cạnh đó, đã
có nhiều công trình nghiên cứu áp dụng phân bón vi sinh nhằm sử dụng lượng
lân khó tiêu tồn tại trong đất và tăng hiệu quả sử dụng phân bón (Glick, 1995;
Sheng et al., 2002; Deng et al., 2003). Ở Việt Nam vi khuẩn hòa tan lân
Pseudomonas stutzeri đã được ứng dụng trong sản phẩm phân bón vi sinh bón
cho lúa cao sản và đạt hiệu quả cao (Cao Ngọc Điệp và ctv., 2010; Cao Ngọc
Điệp và Phan Văn Tùng, 2010). Theo Lê Thị Diễm Ái (2010) và Nguyễn Văn
Măng (2010) sử dụng vi khuẩn hòa tan lân Pseudomonas stutzeri trên lúa cho
hiệu quả giúp giảm được 50% lượng phân lân.
Hiện nay giống lúa OM5464 chất lượng cao, chống chịu tốt với một số
sâu, bệnh hại đang được trồng nhiều ở Đồng bằng sông Cửu Long, nhưng
những nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón và tăng năng
suất đối với giống lúa trên còn hạn chế. Vì vậy, đề tài được thực hiện với mục
tiêu tìm ra nguồn lân thích hợp đến sinh trưởng và năng suất của giống lúa
OM5464, góp phần tăng hiệu quả sản xuất, tiết kiệm chi phí qua đó giúp nông
dân nâng cao lợi nhuận.
1
CHƯƠNG 1
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT CÂY LÚA
1.1.1 Rễ
Bao gồm 2 loại rễ là rễ mầm và rễ phụ (Chang and Bardenas, 1965). Rễ
mầm là rễ mọc ra đầu tiên khi hạt lúa nẩy mầm, từ mắt thấp hơn và chết sau
khoảng 1 tháng. Thường mỗi hạt lúa chỉ có một rễ mầm. Rễ mầm không ăn
sâu, ít phân nhánh, chỉ có lông ngắn, thường dài khoảng 10-15 cm (Arraudeau
and Vergara, 1988). Rễ phụ mọc ra từ các mắt (đốt) trên thân lúa. Mỗi mắt có
từ 5-25 rễ phụ, rễ phụ mọc dài, có nhiều nhánh và lông hút. Tại mỗi mắt có 2
vòng rễ: vòng rễ trên to và khỏe, vòng rễ dưới nhỏ và kém quan trọng hơn.
Trong giai đoạn tăng trưởng, các mắt này thường rất khít nhau và nằm ở dưới
mặt đất, nên rễ lúa tạo thành một chùm, do đó rễ lúa còn gọi là rễ chùm. Do có
cấu tạo đặc biệt, có những ống thông khí ăn thông với thân và lá nên giúp cây
lúa sống trong điều kiện ngập nước (De Datta, 1981).
1.1.2 Thân
Thân lúa gồm nhiều mắt và lóng, thân lóng rỗng và được ôm chặt bởi bẹ
lá. Mắt lúa mang một chiếc lá, một mầm chồi và hai tầng rễ phụ, các mầm
chồi được lắp vào nách lá giữa mắt lúa và bẹ lá. Các mầm chồi có thể trở
thành một chồi hoàn thiện. chồi cấp sơ cấp phát triển từ mắt thấp nhất và phát
triển thêm tạo ra các chồi thứ cấp (De Datta, 1981). Lóng của một thân có
chiều dài thay đổi, các lóng thấp hơn thì ngắn hơn và dày hơn, các lóng cao
hơn thì dài hơn. Một lóng trực quan phát hiện được (dài hơn 5mm) được gọi là
lóng dài (Chang and Bardenas, 1965). Một thân lúa có từ 4 đến 6 lóng dài
(Arraudeau and Vergara, 1988). Thân lúa có nhiệm vụ vận chuyển và dự trữ
các chất trong cây (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009).
1.1.3 Lá
Cây lúa là một loại cỏ. Một lá lúa giống như tất cả các loại cỏ, có gân lá
chạy song song trên phiến lá. Tuy nhiên vẫn có thể phân biệt được lá cỏ và lá
lúa. Lá cỏ có cổ lá khác với lá lúa, chỉ có thìa lá hoặc tai lá hoặc không có, còn
lá lúa thì có cả thìa lá và tai lá (Arraudeau and Vergara, 1988). Lá lúa gồm có
phiến lá, cổ lá và bẹ lá. Phiến lá được gắn vào mắt lá bởi các bẹ lá, các bẹ lá là
phần dưới của lá, có nguồn gốc từ các mắt và ôm sát vào các lóng ở trên nó và
đôi khi bao bọc cả lá của các lóng bên trên. Cổ lá có thìa lá và tai lá, thìa lá là
một cấu trúc hình tam giác mỏng như giấy ngay trên tai lá, một cặp tai lá hình
lưỡi liềm. Tai lá là một bộ phận đặc trưng cho cây lúa trong họ hòa thảo. (De
Datta, 1981).
1.1.4 Hoa
Bông lúa gồm nhiều gié mang hoa (Vergara, 1992). Thời gian từ khi
tượng cổ bông đến lúc trổ hoàn toàn khoảng 35 ngày, mất 7 ngày để toàn bộ
hoa trên một bông lúa trổ hết, các hoa trên cùng nở đầu tiên và các hoa thấp
hơn nở cuối cùng (Arraudeau and Vergara, 1988). Hoa lúa là hoa lưỡng tính tự
2
thụ rất nghiêm ngặt, cấu tạo gồm hai mảnh vỏ, mảnh trấu lớn ở phía dưới và
mảnh trấu nhỏ ở phía trên, gồm sáu nhị đực và một nhụy cái chứa noản (De
Datta, 1981). Khi vỏ trấu vừa hé mở từ 0-4 phút thì bao phấn vỡ ra, tung hạt
phấn rơi lên đầu nhụy cái và sau đó vỏ trấu khép lại (khoảng 45-60 phút). Thời
gian thụ tinh kéo dài 8 giờ sau thụ phấn. Sau đó bầu noãn lớn dần lên thành
hạt lúa (Nguyễn Đăng Nghĩa và Nguyễn Mạnh Chinh, 2008).
1.2 SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY LÚA
1.2.1 Các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa
Chu kì sinh trưởng và phát triển của cây lúa tính từ lúc nảy mầm cho khi
lúa chín có thể chia làm 3 thời kỳ chính: thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng, thời
kỳ sinh trưởng sinh thực và thời kỳ hình thành hạt và chín (Đinh Thế Lộc,
2006).
1.2.1.1 Thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng
Thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng bắt đầu từ khi nảy mầm đến khi cây lúa
kết thúc đẻ nhánh. Trong thời kỳ này cây hình thành và phát triển nhánh, lá và
một phần thân. Cần có sự cân đối giữa sinh trưởng nhánh và sinh trưởng lá sao
cho số nhánh sinh ra đều có khả năng sinh ra đủ số lá để trở thành nhánh hữu
hiệu. Các nhánh hữu hiệu sẽ cho bông và các nhánh ra muộn, số lá ít sẽ trở
thành nhánh vô hiệu và không cho bông. Việc đẻ nhánh của cây phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như: đều kiện ngoại cảnh , môi trường, kỹ thuật canh tác và có
mối quan hệ chặt chẻ với sự ra lá. Bên cạnh quá trình đẻ nhánh cây lúa còn
xảy ra quá trình ra lá của cây mẹ và các nhánh. Cây lúa kết thúc đẻ nhánh khi
bước vào thời kỳ làm đốt (lóng) để phát triển thân (Đinh Thế Lộc, 2006).
1.2.1.2 Thời kỳ sinh trưởng sinh thực
Thời kỳ sinh trưởng sinh thực có đặc điểm chủ yếu là sự phân hóa hình
thành hoa và gié hoa để cấu tạo nên bông lúa. Chăm sóc tốt và thời tiết thuận
lợi sẽ giúp cho số hoa lúa được hình thành tối đa là tiền đề để có số hạt/bông
nhiều (Đinh Thế Lộc, 2006).
1.2.1.3 Thời kỳ hình thành hạt và chín
Thời kỳ hình thành hạt và chín bắt đầu từ lúc cây lúa trổ bông đến khi
thu hoạch, giai đoạn này kéo dài khoảng 30 ngày ở hầu hết các giống, trời mưa
nhiều hoặc thời tiết lạnh có thể kéo dài thời gian chín, ngược lại trời nắng ấm
có thể rút ngắn giai đoạn chín của cây lúa (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009). Thời kỳ
hình thành hạt và chín được đặc trưng bởi sự nở hoa và thụ phấn, thụ tinh để
hình thành hạt và quan trọng nhất là quá trình vận chuyển và tích lũy chất dinh
dưỡng từ thân, lá vào hạt. Trong thời kỳ này nếu gặp điều kiện thuận lợi thì sẽ
giảm tỷ lện hạt lép, tăng tỷ lện hạt chắc (tăng số hạt/bông) và nhất là tăng
trọng lượng hạt (Đinh Thế Lộc, 2006).
1.2.2 Những yếu tố cấu thành năng suất lúa
1.2.2.1 Số bông trên đơn vị diện tích
Các giống lúa hiện nay có thể đẻ nhánh lên tới 20-25 nhánh/bụi trong
điều kiện đầy đủ dinh dưỡng nhưng chỉ khoảng 14-15 nhánh cho bông hữu
3
hiệu, còn lại là nhánh vô hiệu hoặc bông rất nhỏ. Cây lúa chỉ ân có số bông
vừa phải, gia tăng số hạt chắc/bông thì tốt hơn là gia tăng số bông trên đơn vị
diện tích (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2003)
1.2.2.2 Số hạt trên bông
Số hạt trên bông tùy thuộc vào yếu tố số hoa được phân hóa và số hoa bị
thoái hóa. Hai yếu tố này bị ảnh hưởng bởi giống lúa, kỹ thuật canh tác và
điều kiện thời tiết. Trong điều kiện Đồng Bằng Sông Cửu Long Ở các giống
lúa cải thiện số hạt trên bông từ 80-100 hạt đối với lúa sạ và 100-120 hạt đối
với lúa cấy là tốt (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009).
1.2.2.3 Tỷ lệ hạt chắc
Tỷ lệ hạt chắc được quyết định từ đầu thời kì phân hóa đòng đến khi lúa
và chắc nhưng quan trọng nhất là thời kì phân bào giảm nhiễm, trổ bông, phơi
màu, thụ phấn, thụ tinh và vào chắc (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009). Mỗi giống lúa
yêu cầu một lượng phân bón nhất định để sinh trưởng và hình thành năng suất.
Vượt quá giới hạn yêu cầu một số giống có tỷ lệ hạt chắc thấp (Nguyễn Đình
Giao và ctv., 1997). Theo Hoshikawa (1990) lúa bị đổ ngã thì sự hấp thu
dưỡng chất và quang hợp không bình thường, sự vận chuyển cacbonhydrate về
hạt bị trở ngại, hô hấp mạnh làm tiêu hao chất dự trữ dẩn đến hạt lép nhiều,
giảm năng suất. Trong điều kiện bức sạ mặt trời thấp hoặc cây đổ ngã nhiều
khiến cây nhận được ít ánh sáng mặt trời cung cấp cho quá trình quang hợp thì
số hạt lép tăng lên (Matsushima, 1976).
1.2.2.4 Khối lượng 1000 hạt
Theo Bùi Huy Đáp (1980) khối lượng 1000 hạt được quyết định bởi yếu
tố di truyền của giống, và bị thay đổi bởi điều kiện ngoại cảnh một phần. Khối
lượng 1000 hạt của một giống có đặc tính không đổi không có nghĩa từng hạt
có cùng khối lượng. Khối lượng từng hạt thay đổi ở vài trường hợp nhưng giá
trị trung bình không đổi. Đặc tính khối lượng 1000 hạt rất ít chịu tác động của
điều kiện môi trường và có hệ số di truyền cao (Bùi Chí Bửu, 2002). Nghiên
cứu của Matsushima (1976) cho biết cây lúa bị che mát trước khi trổ bông làm
thay đổi kích thước vỏ hạt và làm giảm khối lượng 1000 hạt khoảng 4-5 g.
1.2.2.5 Hệ số kinh tế (HI)
Hệ số kinh tế là một trong những đặc tính chủ yếu đáp ứng việc gia tăng
năng suất. Gia tăng hệ số kinh tế làm cho lúa ít rơm rạ hơn hoặc các phần
không quang hợp của cây ít hơn và chiều cao cây giảm giúp cây tăng cường
khả năng chống đỗ ngã (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009).
Hệ số kinh tế HI (Harvest Index) được tính bằng công thức:
Năng suất kinh tế Năng suất hạt khô
HI = =
Năng suất sinh học Khối lượng chất khô tổng số
4
1.3 LÂN TRONG ĐẤT LÚA
1.3.1 Vai trò của lân đối với cây lúa
Lân là một nguyên tố đa lượng giữ vai trò quan trọng trong sự sinh
trưởng và phát triển của cây trồng, là thành phần cấu tạo nên các acid nucleic,
phytin, phospholipid. Lân còn tác động trực tiếp đến quá trình tích lũy đường,
protein, lipid, vitamin… của cây trồng. Đặc biệt lân còn là thành phần không
thể thiếu của ATP, ADP, AMP (phân tử trao đổi năng lượng), bên cạnh lân
còn thúc đẩy sự phát triển, tăng khả năng chống chịu của cây trồng, thúc đẩy
đẻ nhánh, trổ bông và tăng cường chất lượng hạt lúa (Đỗ Ánh, 2003). Lân giúp
rễ cây phát triển mạnh đặc biệt là lông hút, ăn sâu lan rộng, giúp cây đứng
vững, hút được nhiều dưỡng chất khác trong đất. Lân là yếu tố hạn chế năng
suất, chi phối độ phì nhiêu thực tế của đất và đã trở thành vấn đề chiến lược
đối với nông nghiệp vi một số loại đất có hàm lượng lân thấp.
Cây lúa cần lân nhất trong giai đoạn đầu, nên cần bón lót trước khi sạ
cấy. Khi lúa trổ, khoảng 37 – 83% chất lân được chuyển lên bông. Lân có mối
quan hệ chặt chẽ với sự hình thành diệp lục, protid và sự di chuyển tinh bột, có
vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi năng lượng và protein và bị giới hạn
bởi đất. Thiếu lân cây lúa lùn hẳn lại, nở bụi kém, lá rất thẳng hẹp và màu sậm
hơn bình thường hoặc ngã sang màu tím bầm. Lúa trổ và chín muộn hơn, hạt
không no đầy và giảm phẩm chất hạt (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009). Do trỗ bông
muộn nên hạt lép nhiều, độ dinh dưỡng hạt gạo thấp. Thiếu Lân ở thời kì làm
đòng thì năng suất giảm một cách rõ rệt (Nguyễn Đình Giao và ctv, 1997).
1.3.2 Nhu cầu lân của cây lúa
Theo Nguyễn Như Hà (2006) nhu cầu lân của cây lúa cần để tạ ra 1 tấn
lúa là khoảng 7,1 kg P2O5, trong đó tích lũy chủ yếu vào hạt (6kg). Cây lúa
hấp thu lân mạnh nhất vào thời kỳ đẻ nhánh và thời kỳ làm đòng nhưng xét về
cường độ thì cây hấp thu lân mạnh nhất vào thời kỳ đẻ nhánh.
1.3.3 Các dạng lân trong đất
Lân trong đất thường tồn tại ở hai dạng là hữu cơ và vô cơ, những người
ta thường phân biệt lân trong đất có hai dạng là lân tổng số và lân dễ tiêu.
1.3.3.1 Lân tổng số
Lân tổng số của đất là tổng các hợp chất lân trong đất, dù kết hợp với
cation nào, ở dạng vô cơ hay hữu cơ, thể hiện bằng hàm lượng tổng số P2O5 ().
Do đó, lân tổng số chỉ cho chúng ta biết được tổng lượng lân có trong đất mà
không cho biết khả năng cung cấp lân cho cây trồng, vì lân trong đất được
kiểm soát bởi nhiều yếu tố môi trường, có thể bị giữ lại bởi các hợp hợp chất
khó tan như phosphate sắt, phosphate nhôm. Mặt khác, các loại cây trồng khác
nhau thì khả năng sự dụng lân cũng khác nhau. Các đất khác nhau thì hàm
lượng lân tổng số khác nhau. Lân tổng số trong đất phụ thuộc vào thành phần
khoáng của đất. Lân hữu cơ được tìm thấy nhiều trong các vùng đất có nhiều
mùn, lá cây, các xác bã thực vật và động vật và chủ yếu tồn tại ở lớp đất mặt.
Dạng lân hữu cơ trong đất biến động từ 10 – 15% lân tổng số bao gồm các
5
phytin, nucleoprotein, lectin, hợp chất mùn và các acid hữu cơ chứa lân. Dạng
lân vô cơ chiếm khoảng 80% lân tổng số bao gồm phosphate K, Na, NH4, Ca,
MG, Fe, Al,… đây là những sản phẩm do phong hóa đá mẹ do phân giải chất
hữu cơ hoặc dosự chuyển biến phân lân từ bên ngoài vào.
1.3.3.2 Lân dễ tiêu
Hợp chất vô cơ chứa lân trong đất, có khả năng hòa tan trong nước hoặc
các dung môi yếu như các acid vô cơ có nồng độ thấp, các muối kiềm như
carbonate… phần lân mà cây trồng có thể hấp thu dễ dàng này được gọi là lân
dễ tiêu. Hàm lượng lân dễ tiêu trong đất luôn dao động và không ổn định ngay
cả trong một thời gian rất ngắn, ở một loại đất. Mặc dù vậy lân dễ tiêu vẫn là
một chỉ tiêu để đánh giá độ phì của đất rất quan trọng và không thể thiếu. Lân
dễ tiêu trong đất bị tác động mạnh mẽ của điều kiện môi trường, vi sinh vật,
pH và các kim loại như: Fe, Al, Mn, Ca. Lân dễ tiêu trong đất rất dẽ bị kết tủa,
ở đất kiềm nó bị kết tủa dưới dạng phosphate calci, ở đất chua bị kết tủa dưới
dạng phosphate sắt, nhôm. Vì vậy lượng phosphate hòa tan khi ta bón vào đất
không bao lâu sẽ chuyển thành những dạng khó tan hơn và càng ít hòa tan thì
càng chậm tiêu và cây khó hấp thu được (Lê Văn Căn, 1985)
1.3.3.3 Các phản ứng của lân trong đất
Trong môi trường đất chua, sắt và nhôm thường ở dạng lưỡng tính và có
thể mang điện tích âm, điện tích dương hoặc không mạng điện tích tùy thuộc
vào đất. Khi ở dạng điện tích âm, phosphate, sulfat và silicate được hấp thu
bởi điện tích dương trên bề mặt oxit. Sự phân ly ion hydroxyl ở phía ngoài của
khoáng sét (kaolinit) dẩn tới quá trình hấp thụ tương tự. Lân hữu hiệu bị giảm
đi và kết quả là việc dùng lân kém hiệu quả. Trong đất giàu Ca, Ca và Mg sẽ
hình thành những chất kết tủa phosphate – 2 canxi hoặc phosphate – 3 canxi
không tan hoặc chậm tan. Ngoài ra khi P càng nằm lâu trong đất thì nó càng
giảm tính hữu hiệu và chuyển sang dạng khó tan kể cả dạng apatite (Havlin et
al., 1999).
1.4 VI KHUẨN HÒA TAN LÂN
Theo Kyuma (1976) có khoảng 875 loài vi khuẩn có khả năng hòa tan
lân. Những vi khuẩn hòa tan lân nhờ enzyme và acid hữu cơ có khả năng hòa
tan hợp chất khó tan như: acid Gluconic, acid Oxalic, acid Citric, a cid
Butyric, acid Monolic, và acid 2-ketogluconic thành lân dễ tan (Yahya and
Azwi, 1989). Tùy theo loại đất mà có số lượng vi khuẩn hòa tan lân hiện diện
khác nhau (Khan and Bhatnagar,1997). Vi khuẩn hòa tan lân sống tập trung ở
vùng rễ (Sperber, 1985) và ảnh hưởng đến sự phát triển của cây (Grick, 1995).
Vi khuẩn Pseudomonas stutzeri lần đầu tiên được phân lập bởi Burri và
Stutzer (1985), có tên gọi là Bacillus denitrificans II, sau đó được Allen và
Niel (1952) đổi tên thành Pseudomonas stutzeri do có sự tương đồng về trình
tự của rRNAs với giống Pseudomonas. Bây giờ Pseudomonas stutzeri được
nhận diện thuộc lớp Gamma protobacteria (Lalucat et al., 2006).
Pseudomonas stutzeri là vi khuẩn gram âm, hình que, dài từ 1 – 3 µm, rộng
0,5 µm (Guasp et al., 2000). Chúng là loài có khả năng khử nitrat không sắc
tố, khử nitrat thành khí nitơ, có khả năng tạo amylase, không có khả năng tạo
6
gelatinase, và có thể tăng trưởng trong maltose và tinh bột (Bennasar et al.,
1998; Sikorski et al., 1999). Pseudomonas stutzeri là loài không có sắc tố
huỳnh quang. Đây là đặc điểm phân biệt Pseudomonas stutzeri với những loài
khác của giống Pseudomonas (Lalucat et al., 2006). Khuẩn lạc của
Pseudomonas stutzeri (Hình 1) có màu hơi đỏ, nâu, không vàng, nhăn nheo.
Đặc tính điển hình là cứng, khô và dính chặt (Rius et al., 2001). Hình dạng
không đồng nhất và không ổn định theo thời gian. Sau nhiều lần cấy truyền
trong môi trường phòng thí nghiệm, các khuẩn lạc trở nên trơn, láng và màu
tái đi (Lalucat et al., 2006). Pseudomonas stutzeri hòa tan lân khó tiêu (Ca-Ps)
bằng cách tiết ra proton H+. Các proton H+ này được sinh ra từ quá trình đồng
hóa-hoán vị NH4+ (Beever and Burns, 1980) hoặc từ sản phẩm hô hấp H2CO3
(Jurinak et al., 1986).
Hình 1: Các dạng khuẩn lạc của vi khuẩn Pseudomonas stutzeri
(Lalucat et al., 2006)
Theo nhiều ngiên cứu của Gaur (1990) cho thấy khi sử dụng chế phẩm
Phosphate Solubilizing Microoganisms (PSM) có chứa vi khuẩn hòa tan lân
Pseudomonas stutzeri ở Liên Xô (cũ) năng suất cây trồng tăng 5 - 10% và có
trường hợp tăng 30%, tại Ấn Độ hiệu quả tương ứng là 10 – 20%, những
nghiên cứu mới nhất ở Canađa và Ấn Độ cho thấy PSM có thể thay thế 50 –
70% lượng lân cần bón bằng quặng nghèo P2O5 mà năng suất và chất lượng
không thay đổi.
Ở Việt Nam vi khuẩn hòa tan lân Pseudomonas stutzeri khi sử dụng cho
thấy hiệu quả tích cực trên cây đậu nành giúp gia tăng số nốt rễ, thành phần
năng suất giảm được 60kg P2O5/ha (Nguyễn Văn Được và Cao Ngọc Điệp,
7
2004). Khi sử dụng trên mía giúp rễ mía phát triển mạnh và hấp thu chất dinh
dưỡng tốt hơn (Cao Ngọc Điệp và Bùi Kiều Oanh, 2006). Trên khoai lang
giúp gia tăng chiều dài, số lá, năng suất thân lá, chiều dài củ và đường tròn củ,
giảm 50% lượng phân lân (Trần Quốc Dũng, 2011). Trên lúa giúp gia tăng các
chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất: Trọng lượng khô bụi tăng 2,85 lần
(185,06%), năng suất thực tế tăng 1,48 lần (44,8%), trọng lượng 1000 hạt tăng
3,97%... so với đối chứng giúp tiết kiệm 50% lượng phân lân (Nguyễn Ngọc
Phương Thùy, 2011).
1.5 HỢP CHẤT AVAIL
Avail là hợp chất co-polymer Dicarboxylic tập trung mật độ điện tích cao
ảnh hưởng tích cực đến lượng phân lân hửu hiệu và sử dụng phân lân của cây
trồng (Sanders, 2011). Hợp chất này có khả năng tự phân hủy và tan trong
nước. Avail có thể áp dụng trực tiếp vào hạt lân như một chất bọc ngoài hoặc
trộn với dung dịch phân lân.
Cơ chế hoạt động là do mật độ điện tích cao của polymer (có thể tới
1500 meq/100 g polymer) đưa tới kết quả là sự hấp thụ hoặc sự thâu tóm của
những cation kim loại đa hóa trị trong dung dịch đất nơi mà hạt phân lân hòa
tan sẽ phá vỡ hoặc làm chậm lại những phản ứng cố định lân bình thường đưa
tới kết quả làm tăng số lượng các hợp chất lân dễ tan trong nước.
8