Một Số Kết Quả Nghiên Cứu Về Cân Bằng Dinh Dưỡng Trên Thế Giới Và Ở

Đối với tỷ lệ nước mía, tỷ lệ K và các nguyên tố khoáng trong cây: bón K có xu hướng làm tăng lượng nước trong thân, cây mía mọng nước, tỷ lệ nước ép nhiều. Hàm lượng K trong tất cả các bộ phận của cây cùng với việc tăng lượng bón K. Hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng khác như N, Mg, P và Si có xu hướng giảm. Song cũng có ý kiến không đồng ý về việc giảm các nguyên tố này do các bộ phận khác nhau của cây có phản ứng khác nhau. Khi trồng mía trong dung dịch đủ dinh dưỡng, hàm lượng các nguyên tố N, P ở các bộ phận hoạt động và non nhất của cây cao hơn rất nhiều so với khi trồng trong dung dịch thiếu K, trong khi đó, các nguyên tố này lại giảm trong các bộ phận già (dt. Van Dillewijn, 1952 [106]).

Đối với hoạt động của men: K có ảnh hưởng đến hoạt động của 60 loại men trong tế bào (Öborn I et al, 2005 [95]). K là chất xúc tác quan trọng của men invertase xúc tiến quá trình chuyển hoá đường. K hạn chế quá trình phân giải tinh bột trong phiến lá và trong thân của men amylase. Hoạt động của các men peptase và catalase trong các bộ phận trên mặt đất được thúc đẩy nhờ việc bón K.

Đối với năng suất mía: nhìn chung, năng suất mía tăng lên khi bón một lượng K thích hợp cho mía trồng trên đất thiếu K (Nguyễn Thị Rạng, 2007; Fihlo, 1985 [31], [74]).

Đối với chất lượng mía: K có vai trò quan trọng trong việc hình thành đường. Bón K làm tăng tỷ lệ diệp lục sơ cấp của lá và làm tăng hàm lượng đường trong nước mía. K rất cần thiết cho quá trình chuyển hoá giữa đường hexoza và saccaroza cũng như quá trình vận chuyển của chúng. Giữa lượng bón K và hàm lượng đường tích luỹ trong thân có mối tương quan thuận. Trong cây mía, đường saccaroza được tổng hợp do hoạt động của men invertase, trong khi đó K chính là chất xúc tác men invertase trong quá trình tổng hợp đường (dt. Van Dillewijn, 1952 [106]).

Mối tương quan chặt chẽ giữa hàm lượng đường và việc thiếu K đã được chú ý nhiều. Ở vùng nhiệt đới Arecibo của Puerto Rico, năng suất mía tăng khi tăng lượng K bón và việc cắt giảm lượng K bón dẫn đến giảm tỷ lệ đường. Các kết quả tăng năng suất, chất lượng mía khi bón K và mức độ phản ứng cũng được giới hạn trong phạm vi khá rộng, từ vùng nhiệt đới đến á nhiệt đới. Đồng thời khi nghiên cứu thành phần và tỷ lệ đường của mía từ một loạt các thí nghiệm bón N, P, K người ta nhận thấy độ Brix (Bx), độ giàu đường tương đối (Pol), độ tinh khiết (AP) và hàm lượng đường khử (RS) giảm đáng kể trong thân cây và nước ép mía của cây mía thiếu K. Hơn nữa, khi K đã được bón đầy đủ về số lượng, bón N làm tăng đáng kể các giá trị Bx, Pol và nâng cao tỷ lệ chiết rút (De Geus, 1983 [18]). Hàm lượng đường thương phẩm trong thân cây mía thấp là hậu quả của việc bón thiếu K và mất cân đối giữa tỷ lệ K/N (Nguyễn Kim Quyên và cs, 2011 [30]).

Cây mía thiếu K, các lá non có màu xanh tối, lá già có màu vàng cam, sau đó xuất hiện các đốm và vết cháy “rỉ sắt” lan dần từ mép lá vào trong và làm cho lá bị chết. Số các lá khỏe trong cây mía thiếu K và diện tích lá giảm dẫn đến giảm hiệu suất quang hợp, cây nhỏ, hàm lượng đường trong mía giảm mạnh (PPIC, 1995 [25]). Thiếu K, hoạt động của tất cả các bộ phận của cây đều bị suy giảm, cây nhỏ, cong queo, tóp ngọn, khả năng đẻ nhánh giảm mạnh (thậm chí đến mức thấp hơn cả trường hợp thiếu đạm và lân), tỷ lệ đường thấp, tỷ lệ giữa khối lượng ngọn và thân tăng, sự phát triển của bộ rễ bị hạn chế. Thiếu K dẫn đến hiện tượng cây tích luỹ các nguyên tố N, Ca, Mg, P, Si, Fe và S, tỷ lệ đạm amid trong ngọn lá xanh tăng lên cao so với cây được cung cấp K đầy đủ (dt. Van Dillewijn, 1952 [106]).

Bón K đầy đủ và cân đối với N và P, mía sinh trưởng mạnh, đẻ nhiều, bộ rễ phát triển tốt, tăng khả năng chống đổ, chống sâu bệnh cho cây, năng suất mía cao, tích luỹ đường sớm, hàm lượng đường cao, dễ chế biến (Trần Văn Sỏi, 1995 [33]).

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 220 trang tài liệu này.

1.3.4. Hiệu suất K và kỹ thuật bón K cho mía

1.3.4.1. Hiệu suất K

Theo Srinivasarao. Ch (2010); (2009) [104], [105], hiệu suất bón K cho mía có sự biến động lớn, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như khí hậu, giống mía và sự tương tác với các nguyên tố khác.

- Khí hậu: khí hậu có ảnh hưởng đáng kể đến phản ứng của mía với việc bón K. Khi điều kiện khí hậu thuận lợi, năng suất mía và đường tăng theo lượng bón K. Trong điều kiện thiếu ánh sáng, các chỉ tiêu này không tăng hoặc chỉ tăng rất ít, đồng thời cây tích luỹ K. Điều này chứng tỏ điều kiện khí hậu đã hạn chế lượng bón và khả năng đồng hoá K của cây. Trong điều kiện thiếu ánh sáng, bón K làm tăng tỷ lệ nước trong thân cây mía.

- Giống mía: ảnh hưởng của K đến sinh trưởng của mía có xu hướng phụ thuộc vào giống. Thí nghiệm so sánh 4 giống mía khác nhau ở Hawaii cho thấy, giống H 109 bị ảnh hưởng nhiều nhất khi thiếu K, tiếp đến là giống 2806, giống 32 - 1063 sinh trưởng tốt hơn. Giống 32 - 8560 hầu như không bị ảnh hưởng khi thiếu K. Vì vậy, giống 32 - 8560 được coi là phù hợp để trồng trên các loại đất nghèo K (dt. Van Dillewijn, 1952 [106]).

Kết quả nghiên cứu của Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2005 [51] về hiệu lực của K trong trường hợp bón đơn độc K và bón K phối hợp với N, P cho giống mía chín sớm Quế Đường 11 trên đất phù sa sông Hồng, năm 1994 - 1995 cho thấy, đối với mía trồng mới, bón K phối hợp với N, P, mía đẻ nhánh nhiều hơn, mật độ cây khi thu hoạch cao hơn, năng suất mía cao hơn so với chỉ bón đơn độc K, trên cả hai nền bón phân khoáng đơn thuần và bón phân khoáng kết hợp với phân chuồng, tương ứng. Trên nền chỉ bón phân khoáng, bón N: P2O5: K2O theo tỷ lệ 1: 0,5: 1,33 cho năng suất mía cao nhất. Bón kết hợp phân khoáng và phân hữu cơ, tỷ lệ N: P2O5: K2O thích hợp là 1: 0,6 : 0,8 - 1,2.

- Tương tác với các nguyên tố dinh dưỡng khác: các kết quả nghiên

cứu ở Java đã khẳng định vai trò quan trọng của K trong việc hạn chế tác hại

của việc bón N và P trên hay dưới lượng bón tối thích, song về cơ chế tác động thì chưa được hiểu rõ. Các nghiên cứu về mối tương tác giữa N và K cho thấy, cả hai quá trình tổng hợp và vận chuyển đều bị giảm trong trường hợp thiếu K, dẫn đến tích luỹ N trong bẹ lá và trong thân. Việc hạn chế quá trình tổng hợp protein thường xảy ra sau quá trình tổng hợp axit amin. Điều này chứng tỏ quá trình khử nitơrat xảy ra không bình thường trong cây mía thiếu K (dt. Van Dillewijn, 1952 [106]).

1.3.4.2. Kỹ thuật bón K cho mía

Ở Ấn Độ, thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của việc bón K phối hợp với N và P đối với mía tơ và mía gốc trồng trên đất phù sa ở Uttar Pradesh (Singh V. K et al, 2008 [101]) cho thấy: bón K ở mức 150 K2O kết hợp với 200 N; 100 P2O5 đạt năng suất mía và đường cao nhất. Bón 50 K2O ở các mức N, P khác nhau đều gây nên tình trạng thiếu K ở vụ mía gốc tiếp theo.

Theo Singh V. K et al (2008) [101] mía trồng trên đất Entisol khô hạn, điều kiện tưới hạn chế ở vùng Uttar Pradesh, hàm lượng K2O trao đổi trong đất 132 kg/ha, bón 120 - 140 K2O có tác dụng tăng năng suất mía rõ rệt. Hiệu lực của K càng được phát huy trong điều kiện có tưới, bón tăng lượng N và áp dụng biện pháp tủ lá.

Kết quả nghiên cứu nhu cầu K của mía trồng trên đất phù sa vùng đồng bằng Darsana, Bangladesh (Singh V.K et al, 2008 [101]) cho thấy: năng suất đường đạt cao nhất khi bón 70 K2O đối với mía tơ và mía gốc 1. Tỷ lệ K trong lá lớn hơn 1,55% được coi là đất có khả năng cung cấp K2O dễ tiêu đủ để đảm bảo mía đạt năng suất cao.

Theo Ing - Jye Fang (1981) [83], lượng bón K thay đổi tuỳ theo hàm lượng K2O trao đổi trong đất. Hàm lượng K2O trao đổi trong đất (chiết rút theo phương pháp Hunter và Patt,s N01a đã cải tiến theo đề nghị của tác giả) ở mức

rất thấp: bón 160 - 200 K2O, mức thấp: bón 120 - 160 K2O, mức trung bình: bón 80 - 120 K2O, mức cao: không cần bón hoặc chỉ bón dưới 40 K2O/ha.

Ở Trung Quốc, kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của việc bón phối hợp K với N và P đến năng suất, chất lượng và hiệu quả sản xuất mía đối với giống mía ROC16 (LinXu et al, 2010 [89]) cho thấy: năng suất mía đạt cao nhất (101,8 tấn/ha) khi bón 423,3 kg K2O/ha trên nền bón 367,2 kg N +162,6 kg P2O5. Tuy nhiên lượng bón K đạt hiệu quả kinh tế cao nhất là 401,1 kg K2O/ha trên nền bón 340,1 kg N/ha + 141,9 kg P2O5/ha.

Ở Alagoas, Brazil, kết quả thí nghiệm bón phân cho mía (Albuquerque

et al, 1982 [53]) cho thấy: bón 140 K2O trên nền 90 N - 90 P2O5 ở đất podzol và 120 K2O trên nền 90 N -180 P2O5 ở đất latosol, đồng thời bổ sung thêm 25kg/ha ZnSO4, 25kg/ha CuSO4 trên cả hai loại đất, cho thấy: việc chia K làm 3 lần bón không có tác dụng tăng năng suất, chất lượng mía, trong khi đó năng suất đường tăng ở công thức bón 2 lần.

Ở Mauritius, Mohan Naidu K et al (1987) [91] cho biết: bón chậm 100% hoặc 50% lượng bón K2O vào thời kỳ mía sinh trưởng mạnh không ảnh hưởng đến năng suất và tình trạng dinh dưỡng K của mía. Vì vậy, những vùng có lượng mưa nhỏ hơn 2000 m/năm, nhu cầu K trong 6 vụ mía liên tiếp có thể được đáp ứng bằng cách bón môt lần toàn bộ tổng lượng K vào rãnh mía khi trồng mía tơ. Những vùng có lượng mưa trên 2000 mm/năm, phương pháp bón K hàng năm là thích hợp hơn so với bón một lần khi trồng.

Ở Việt Nam, lượng bón K cho mía thay đổi từ 100 - 200 K2O/ha, tùy theo giống mía và điều kiện canh tác. Đối với mía để lưu gốc, cần tăng thêm 20% tổng lượng K bón so với mía tơ (Phan Gia Tân, 1992 [38]).

Kết quả nghiên cứu của Viện Thổ nhưỡng Nông hóa (2005) [51] cho thấy: bón K cho mía lưu gốc có tác dụng thúc đẩy mía tái sinh sớm, nhanh và mạnh. Lượng K bón càng tăng, số mầm tái sinh càng nhiều. Lượng bón K đạt năng suất mía và hiệu quả kinh tế cao nhất là 180 kg K2O/ha và 120 kg K2O/ha trong trường hợp bón hoàn toàn bằng phân khoáng và bón phối hợp phân

khoáng với phân hữu cơ, tương ứng. Tăng lượng bón lên mức 240 kg K2O/ha trong trường hợp bón hoàn toàn phân khoáng và 180 kg K2O/ha trong trường hợp bón phối hợp phân khoáng với phân hữu cơ, năng suất mía vẫn tiếp tục tăng, song hiệu suất K giảm mạnh.

Trên đất nâu vàng phát triển trên phù sa cổ vùng Lam Sơn Thanh Hóa, trong điều kiện không tưới, bón K cho giống mía VĐ63 - 237 có tác dụng tăng năng suất, chất lượng mía, năng suất đường. So với không bón K, bón 100 K2O/ha trên nền 100 kg N + 125 kg P2O5/ha, chữ đường tăng 13,11% (1,32 CCS), hiệu suất K đạt 93,67 kg mía/kg K2O và 16,54 kg đường/kg K2O. Trên nền bón 205 kgN/ha + 125P2O5 chữ đường tăng 27,19% (2,17 CCS), hiệu suất K đạt 117,17 kg mía/kg K2O và 22,19 kg đường/kg K2O (Trần Công Hạnh, 1999 [24]).

Trên đất phù sa (Fluvisols), đất xám (Acrisols) và đất đen (Luvisols) độ phì thấp đến trung bình thấp ở Tân Kỳ, Nghệ An, năng suất, chất lượng mía (giống ROC 10 và Viên Lâm 6) đạt ở mức cao (82,4 - 83,6 tấn/ha, chữ đường 13,2 - 13,3 CCS) trong mô hình thực nghiệm bón phân: 300 kg K2O/ha + (500

- 1000) kg vôi bột/ha + 2 kg axit boric + (200 - 300) kg NO3- + (100 - 150) kg

P2O5 (Hồ Quang Đức và cs, 2010 [20]).

Trên đất phèn nặng ở các huyện Phụng Hiệp, Vị Thanh, Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang, với lượng bón 200 kg K2O/ha trên nền 300 kg N + 125 kg P2O5 , năng suất giống mía có triển vọng DLM 24 đạt 139 - 144 tấn/ha, song độ Brix thấp. Các giống R570 và ROC16 đạt 146,7 tấn/ha và 143,5 tấn/ha, độ Brix đạt 24,0 và 23,7 độ, tương ứng (Phan Toàn Nam và cs, 2009; Lâm Ngọc Phương, 2011 [26], [29]).

1.4. Một số kết quả nghiên cứu về cân bằng dinh dưỡng trên thế giới và ở Việt Nam

1.4.1. Trên thế giới

Trên thế giới, nghiên cứu cân bằng dinh dưỡng đã được thực hiện ở các cấp độ khác nhau từ mức vĩ mô (châu lục, quốc gia) đến mức trung bình

(vùng miền) và mức vi mô (nông trại), nhằm giải quyết các vấn đề mang tính cấp thiết là xác định cân bằng dinh dưỡng ở thời điểm hiện tại, định lượng sự suy giảm nguồn dinh dưỡng, đánh giá thực trạng thoái hóa đất, làm cơ sở cho việc xây dựng chiến lược quản lý dinh dưỡng phù hợp.

Ở Châu Phi, kết quả nghiên cứu của Roy R.N (2003) [97] đã chỉ ra rằng: K cân bằng âm ở hầu hết các quốc gia trong khu vực, âm từ 14 - 136 kg K2O

/ha/năm. Ở Ghana, Kenya và Mali, K đều ở mức cân bằng âm 15 đến âm 23 kg

K2O/ha/năm. Ở Kisii, cân bằng K ở mức âm 33 kg/ha. Ở Uganda, cân bằng K2O đạt âm 68,3 kg/ha. Đối với đất trồng ngô, cân bằng K ở mức âm 82,4 kg K2O

/ha. Trên đất vườn của nông hộ, cân bằng âm K đạt giá trị thấp nhất (18,9 kg/ha). Ở Bungari, kết quả nghiên cứu cân bằng dinh dưỡng của Margatita Nikolova et al, 2007 [90] cho thấy: việc bón phân bón không dựa trên cơ sở cân bằng dinh dưỡng vẫn là hiện tượng phổ biến, cân bằng K trong hai năm 2004 và 2005 đều ở mức âm: (-14 và - 45 kg K2O/ha), dẫn đến làm giảm năng suất cây trồng trong năm 2005: lúa mì 3,2 tấn/ha, lúa mạch 2,5 tấn/ha, ngô 5,3

tấn/ha và hướng dương 1,5 tấn/ha.

Ở Andhra Pradesh Ấn Độ, kết quả nghiên cứu cân bằng dinh dưỡng của Singh et al, 2008 [101] cho thấy: cân bằng K ở mức (-38 kg/ha/năm)

Ở Trung Quốc, trong giai đoạn từ năm 1962 đến năm 1997, trên cơ sở các kết quả nghiên cứu cân bằng dinh dưỡng, Trung Quốc đã đề ra chiến lược nhằm khắc phục tình trạng cân bằng âm về N, P, K trong đất, thông qua việc sử dụng một lượng lớn phân khoáng (65% tổng nhu cầu đầu vào về N, 57% tổng nhu cầu đầu vào về P). Vì vậy về cơ bản đã khắc phục được tình trạng cân bằng âm về N. Đối với P, cân bằng âm đã giảm từ 1,2 triệu tấn năm 1985 xuống còn 0,5 triệu tấn năm 1997. Riêng đối với K, cân bằng âm không giảm mà ngược lại tăng từ - 2.9 triệu tấn năm 1961 lên - 8,3 triệu tấn năm 1997. Đây là thách thức lớn nhất đối với sản xuất lương thực trong tương lai của

Trung Quốc. Theo ước tính, để đạt được cân bằng K vào năm 2020 thì cần phải tăng lượng bón kali mỗi năm thêm 8% so với hiện nay (IPNI, 2009, William F et al, 2003 [84], [107])

Kết quả nghiên cứu của Hongwei Tan et al (2007) [79] về cân bằng dinh dưỡng K cho mía trong điều kiện khí hậu vùng Quảng Tây Trung Quốc cho thấy: các nguồn K đầu vào được xác định bao gồm: (1) phân khoáng, (2) phân hữu cơ, (3) nước mưa, (4) nước tưới. Các nguồn K đầu ra bao gồm: (1) mất theo sản phẩm thu hoạch, (2) mất theo xói mòn, (3) mất theo rửa trôi. Tổng lượng K đầu vào trên toàn bộ diện tích đất trồng mía của Quảng Tây là

112.095 tấn, trong đó 56,54% do phân bón hóa học, 39,40% do phân chuồng, 4,06% do mưa và nước tưới. Tổng lượng K đầu ra là 124.700 tấn, chủ yếu là mất theo sản phẩm mía cây, một phần mất do xói mòn, rửa trôi. Cân bằng K âm ở mức 12.604 tấn K2O/năm.

1.4.2. Ở Việt Nam

Kết quả nghiên cứu về quản lý dinh dưỡng K cho lúa trên đất xám bạc màu vùng đồng bằng sông Hồng (Frank Mussgnug, 2006) [75] cho thấy: các nguồn K đầu vào bao gồm: phân khoáng, phân chuồng, nước mưa, nước tưới và tàn dư thực vật trả lại cho đất. Các nguồn K đầu ra bao gồm: mất theo sản phẩm thu hoạch, mất do rửa trôi. Lượng K do nước tưới cung cấp là 2,6 mg K/lít. Lượng K do nước mưa cung cấp là 6,1 kg K2O/ha. Lượng K mất do rửa trôi là 150g K2O/kg K2O đầu vào. Cân bằng biểu kiến K phụ thuộc vào các yếu tố biến động là lượng K được cung cấp từ phân khoáng, phân chuồng và lượng K mất theo sản phẩm thu hoạch.

Kết quả nghiên cứu về cân bằng dinh dưỡng trên đất phèn nhẹ trồng lúa (Trần Quang Giàu, 2012 [21]) cho thấy: do hàm lượng K trong thân rơm rạ rất cao nên đối với các trường hợp rơm rạ không được trả lại đồng ruộng thì cân bằng K trong đất trồng lúa âm ở mức 410 kg K2O/ha/năm đến 252 kg