Phương Pháp Xác Định Lượng K Do Nước Mưa Cung Cấp, Lượng K Mất Do Xói Mòn

K2O/ha/năm. Trong trường hợp vùi trả lại toàn bộ rơm rạ cho đất thì cân bằng K âm giảm mạnh, từ âm 19 kg K2O/ha/năm đến dương 10 kg K2O/ha/năm.

Trên đất phù sa ít được bồi hàng năm trồng 2 vụ lúa ở đồng bằng sông Cửu Long, trong điều kiện không được bón phân K và rơm rạ bị lấy đi hoàn toàn, cân bằng K âm ở mức 70 kg K2O/năm đến 45 kg K2O/năm. Đối với các loại đất 2 vụ khác, khi bón 70 kg K2O/ha/năm và lấy đi một phần rơm rạ, cân bằng K đạt trạng thái cân bằng (0). Trên đất 3 vụ lúa, khi bón K ở mức 40 kg K2O/ha/năm và lấy đi một phần rơm rạ, cân bằng K âm ở mức 80 kg K2O/ha/năm (Nguyen My Hoa, 2003 [93]).

Tóm lại: cho đến nay, trên thế giới và trong nước đã có khá nhiều các công trình nghiên cứu về cân bằng dinh dưỡng ở cả các cấp độ vĩ mô, trung bình và vi mô. Mục tiêu chung của các nghiên cứu đều nhằm hướng tới đánh giá tình trạng cân bằng của 3 nguyên tố dinh dưỡng đa lượng N, P, K trong điều kiện sản xuất hiện tại của vùng nghiên cứu, làm cơ sở để đánh giá dự trữ dinh dưỡng trong đất, xác định nhu cầu và kế hoạch cung cấp phân bón cũng như các giải pháp nhằm khắc phục tình trạng mất cân bằng dinh dưỡng trong hệ thống cây trồng.

Nhằm bổ sung dữ liệu khoa học về các nguồn dinh dưỡng đầu vào, đầu ra phục vụ cho việc đánh giá cân bằng dinh dưỡng và xác định lượng bón K phù hợp cho mía trên đất xám ferralit, đồng thời, tạo cơ sở để phổ biến, khuyến cáo, vận dụng trong sản xuất, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng, hiệu quả sản xuất ở các vùng trồng mía trong tỉnh Thanh Hóa và cả nước, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu cân bằng dinh dưỡng kali cho mía đồi vùng Lam Sơn Thanh Hóa”.

CHƯƠNG 2

VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Vật liệu nghiên cứu

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 220 trang tài liệu này.

2.1.1. Đất thí nghiệm

Các thí nghiệm được bố trí trên đất xám ferralit điển hình có độ dốc từ dưới 8 - 10o, không có kết von ở độ sâu 0 - 50 cm. Đất có thành phần cơ giới nhẹ - trung bình, khả năng trao đổi cation thấp, đất chua, nghèo hữu cơ, hàm lượng các chất dinh dưỡng N, P2O5, K2O tổng số và dễ tiêu đều ở mức nghèo đến trung bình, điều kiện tưới hạn chế, trồng mía dựa hoàn toàn vào nước trời.

2.1.2. Giống mía thí nghiệm

Các thí nghiệm được bố trí với giống mía MY 55 - 14.

Giống mía MY 55 - 14 là con lai của cặp bố mẹ CP 3479 x B 45181, do Viện Nghiên cứu Mía đường Cu Ba lai tạo. MY 55 - 14 được nhập vào miền Bắc Việt Nam từ đầu những năm 1970. Sau thời gian được Viện Công nghiệp, Viện Nghiên cứu Mía đường Bến Cát nhân giống, khảo nghiệm và tuyển chọn, MY 55 - 14 được công nhận là giống tốt quốc gia và đưa ra sản xuất đại trà. Đặc điểm: chín trung bình - muộn (12 - 14 tháng tuổi). Chịu hạn tốt, nảy mầm, đẻ nhánh khá. Mía to cây, mọc thẳng, sinh trưởng khỏe, khả năng để lưu gốc khá, tính thích ứng rộng, không ra hoa trong điều kiện khí hậu vùng Bắc Trung Bộ. Tiềm năng năng suất cao (80 - 100 tấn/ha), thích hợp trồng trên đất đồi khô hạn. Nhược điểm chủ yếu của giống là mẫn cảm với rệp xơ trắng, tỷ lệ cây bị rỗng ruột cao. Hiện tại MY 55 - 14 được xác định là một trong những giống chủ lực ở vùng Lam Sơn Thanh Hóa (chiếm trên 60% cơ cấu giống), các vùng trồng mía trong cả nước và được đánh giá là giống có khả năng thích ứng cao với điều kiện biến đổi khí hậu [19].

2.1.3. Phân bón

Các loại phân bón sử dụng trong thí nghiệm bao gồm: đạm urê (46% N), supe lân - SSP (16% P2O5), kali clorua (60% K2O), phân NPK có bổ sung hữu cơ: 6,4 - 3,2 - 6,6 - HC 9,5 (chuyên dùng cho cây mía) do Công ty Cổ phần phân bón Lam Sơn sản xuất, ngọn lá mía sau thu hoạch.

2.2. Nội dung nghiên cứu

Để đáp ứng mục đích, yêu cầu đề ra, đề tài luận án tập trung nghiên cứu các nội dung như sau:

1) Đánh giá điều kiện cơ bản vùng Lam Sơn Thanh Hóa trong mối quan hệ với các nguồn dinh dưỡng đầu vào, đầu ra của cân bằng K cho mía.

2) Nghiên cứu khả năng cung cấp K cho mía của đất xám ferralit điển hình; lượng K do nước mưa cung cấp cho đất hàng năm; lượng K mất do xói mòn, rửa trôi sau mỗi vụ trồng mía.

3) Nghiên cứu mối quan hệ giữa lượng bón K với năng suất, chất lượng mía, năng suất đường và lượng K mất theo sản phẩm thu hoạch.

4) Đánh giá cân bằng dinh dưỡng K trong điều kiện sản xuất mía hiện tại.

5) Thiết lập phương trình xác định lượng bón K phù hợp trên cơ sở các nguồn dinh dưỡng đầu vào, đầu ra của cân bằng K cho mía.

6) Nghiên cứu hiệu quả mô hình thực hiện quản lý bền vững dinh dưỡng K trong sản xuất mía trên cơ sở kết quả nghiên cứu cân bằng dinh dưỡng.

2.3. Phương pháp nghiên cứu

2.3.1. Tiến trình nghiên cứu

Toàn bộ công việc nghiên cứu của đề tài luận án được thực hiện trong thời gian từ tháng 1/2010 đến tháng 2/2013 (1 chu kỳ mía 3 vụ: 1 vụ mía trồng mới, 2 vụ mía để lưu gốc) qua ba bước như sau:

- Bước 1: điều tra, đánh giá tình hình cơ bản vùng Lam Sơn Thanh Hóa trong mối quan hệ với sản xuất mía thông qua phương pháp nghiên cứu tài

liệu thứ cấp và điều tra nông hộ, nhằm xác định các nguồn dinh dưỡng đầu vào, đầu ra của cân bằng K trong điều kiện sản xuất mía hiện tại.

- Bước 2: trên cơ sở kết quả điều tra tình hình cơ bản, tiến hành bố trí thí nghiệm đánh giá khả năng cung cấp K của đất, xác định lượng các nguồn dinh dưỡng đầu vào, đầu ra và mối quan hệ giữa chúng với năng suất, chất lượng mía. Qua đó đánh giá cân bằng K trong điều kiện sản xuất hiện tại và thiết lập phương pháp xác định lượng bón K phù hợp cho mía thông qua cân bằng dinh dưỡng.

- Bước 3: xây dựng và đánh giá hiệu quả mô hình thực nghiệm quản lý bền vững dinh dưỡng K trong sản xuất mía trên cơ sở vận dụng kết quả xác định các yếu tố đầu vào, đầu ra của cân bằng K và phương trình xác định lượng bón K cho mía thông qua cân bằng dinh dưỡng.

2.3.2. Phương pháp điều tra tình hình cơ bản

2.3.2.1. Thu thập thông tin thứ cấp

Thu thập tất cả các nguồn tài liệu, số liệu thống kê, bản đồ, qui trình kỹ thuật, báo cáo khoa học, báo cáo sản xuất… có liên quan đến điều kiện khí hậu, đất đai, tình hình sản xuất và các biện pháp kỹ thuật thâm canh mía ở vùng Lam Sơn Thanh Hóa, làm cơ sở để tổng hợp, phân tích, đánh giá điều kiện cơ bản trong mối quan hệ với các nguồn dinh dưỡng đầu vào, đầu ra của cân bằng K cho mía.

2.3.2.2. Thu thập thông tin sơ cấp

Điều tra, thu thập các thông tin liên quan đến tình hình sản xuất và kỹ thuật thâm canh mía của nông dân thông qua phương pháp điều tra nông hộ, cụ thể:

- Chọn điểm, chọn hộ điều tra: chọn 4 trong số 10 huyện có diện tích trồng mía hàng năm cao nhất trong vùng nguyên liệu làm điểm điều tra, bao gồm các huyện: Thọ Xuân, Ngọc Lặc, Lang Chánh, Thường Xuân. Trong mỗi huyện, chọn ngẫu nhiên 50 hộ trồng mía ở các địa phương trong huyện làm hộ điều tra. Tổng số hộ điều tra: 4 huyện x 50 hộ/huyện = 200 hộ.

- Phương pháp điều tra: Điều tra, thu thập thông tin theo phiếu điều tra với các câu hỏi in sẵn, trong đó bao gồm cả câu hỏi đóng và câu hỏi mở (mẫu phiếu kèm theo trong phần phụ lục).

- Nội dung điều tra: bao gồm các thông tin chung về nông hộ, tình hình sản xuất mía của nông hộ trong 3 năm gần đây (diện tích, năng suất, chất lượng mía), tình hình thực hiện các biện pháp kỹ thuật thâm canh mía (giống mía, kỹ thuật làm đất, trồng, chăm sóc, tưới nước, phân bón, chăm sóc, thu hoạch), các khoản chi phí đầu tư, hiệu quả sản xuất và những vấn đề tồn tại, hạn chế trong sản xuất mía hiện tại, các kiến nghị, đề xuất giải pháp khắc phục.

- Tổng hợp, xử lý thông tin điều tra: sử dụng phương pháp phân tổ thống kê theo tiêu chí điều tra để phân tích và mô tả các thông tin thu thập được qua phiếu điều tra.

2.3.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm

2.3.3.1. Thí nghiệm trong vại

Bố trí thí nghiệm trong vại theo phương pháp lô khuyết (không bón K), để tự nhiên ngoài trời, nhằm nghiên cứu khả năng cung cấp dinh dưỡng K cho mía của đất xám ferralit điển hình trong các điều kiện khác nhau về chế độ nước và bón N, P. Khả năng cung cấp K của đất được xác định thông qua lượng K2O cây hấp thu và tích lũy trong tất cả các bộ phận trên mặt đất (thân, lá khô theo thân rơi rụng trong suốt quá trình sinh trưởng, ngọn lá khi thu hoạch) và dưới mặt đất (gốc, rễ) ở thời điểm mía ngừng sinh trưởng. Thí nghiệm gồm 4 công thức, bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên hoàn toàn (Randomized Complete Block - RCB), nhắc lại 3 lần.

- Công thức thí nghiệm:

1. Không tưới - không bón N, P

2. Không tưới - bón N, P

3. Có tưới - không bón N, P

4. Có tưới - bón N, P

- Đất thí nghiệm: đất xám ferralit điển hình. Đất được lấy trên ruộng mía gốc vụ 2 (phá gốc để trồng mới) ở độ sâu độ sâu 0 - 40 cm (phạm vi hoạt động của trên 90% bộ rễ mía) [Mohan Naidu. K et al, 1987 [92]. Mỗi vại 30 kg đất.

- Kỹ thuật canh tác áp dụng trong thí nghiệm:

+ Trồng mía bằng hom 1 mầm, mỗi vại trồng 3 hom.

+ Phân bón: bón N, P theo mức 200 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha (3,32 g urê/vại; 4,46 g supe lân/vại) ở các công thức có bón phân (công thức 2; 4). Cách bón: P bón lót 100% khi trồng; N chia 3 lần bón: lót 30%, thúc đẻ nhánh 30%, thúc vươn cao 40%.

+ Tưới nước: đối với các công thức có tưới (công thức 1, 3) thường xuyên kiểm tra và tưới nước để duy trì độ ẩm đất trong vại trong giới hạn 70 – 80% độ ẩm tối đa đồng ruộng. Sử dụng nước cất 1 lần để tưới nhằm loại bỏ khả năng cung cấp K từ nước tưới.

- Chỉ tiêu theo dõi:

+ Theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng, các yếu tố cấu thành sinh khối và sinh khối của tất cả các bộ phận cây mía khi cây ngừng sinh trưởng.

+ Xác định hàm lượng chất khô, hàm lượng K2O, khối lượng K2O tích lũy trong các bộ phận của cây và khả năng cung cấp K2O của đất trong các điều kiện tưới nước và bón N, P khác nhau.

- Thời gian, địa điểm nghiên cứu:

+ Thời gian: Ngày trồng: 10/2/2010, ngày thu hoạch: 15/9/2010.

+ Địa điểm: thí nghiệm được đặt tại Trường Đại học Hồng Đức.

2.3.3.2. Thí nghiệm đồng ruộng

Bố trí thí nghiệm đồng ruộng nghiên cứu ảnh hưởng của các lượng bón K khác nhau đến sinh trưởng, năng suất, chất lượng mía, năng suất đường, lượng K mất theo sản phẩm thu hoạch và mối quan hệ giữa chúng. Thí nghiệm gồm 7 công thức, bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCB), nhắc lại 3 lần:

- Công thức thí nghiệm:

1. Nền (200 kg N/ha + 100 kg P2O5/ha)

2. Nền + 100 kg K2O/ha

3. Nền + 150 kg K2O/ha

4. Nền + 200 kg K2O/ha

5. Nền + 250 kg K2O/ha

6. Nền + 300 kg K2O/ha

- Diện tích ô thí nghiệm: 90 m2, trồng 5 hàng mía dài 15 m, khoảng cách hàng 1,20 m.

- Đất thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí trên đất xám ferralit điển hình, vụ trước trồng mía, phá gốc để trồng mới.

- Kỹ thuật canh tác áp dụng trong thí nghiệm:

+ Trồng mía bằng hom 2 mầm lấy từ ruộng nhân giống vụ thu (mía 8 tháng tuổi). Lượng hom trồng 32.000 hom/ha (4 hom/m dài).

+ Bón phân: bón lót 100% P, 30% N, 30% K (khi trồng mía hoặc khi xử lý gốc đối với mía lưu gốc). Bón thúc đẻ nhánh 30% N, 30% K. Bón thúc vươn cao 40% N, 40% K (tính theo lượng bón của từng công thức thí nghiệm).

+ Các biện pháp kỹ thuật canh tác khác áp dụng trong thí nghiệm (kỹ thuật làm đất, trồng, làm cỏ, chăm sóc, phòng trừ sâu bệnh, thu hoạch) được thực hiện thống nhất theo qui trình kỹ thuật trồng mía của Công ty Cổ phần Mía đường Lam Sơn Thanh Hóa, hiện đang phổ biến áp dụng trong vùng [13].

- Chỉ tiêu nghiên cứu:

+ Các chỉ tiêu sinh trưởng, năng suất, chất lượng mía, năng suất đường.

+ Khối lượng ngọn lá mía sau mỗi vụ thu hoạch.

+ Hàm lượng chất khô, hàm lượng K2O, khối lượng K2O tích lũy trong các bộ phận trên mặt đất của cây mía khi thu hoạch (mía cây, ngọn lá mía).

+ Lượng bón K tối đa về kỹ thuật và tối thích về kinh tế đối với năng suất mía, năng suất đường.

+ Hiệu suất nông học của K (Reciprocal Internal Efficiencies of Potassium - RIEK).

+ Chỉ số thu hoạch của K (Harvest Index of Potassium - HIK).

+ Hiệu suất sử dụng K trong phân khoáng (Recovery Efficiency of Potassium - REK).

- Thời gian, địa điểm nghiên cứu:

+ Thời gian: thí nghiệm được bố trí lặp lại liên tục trong 3 vụ mía (1 vụ mía trồng mới, 2 vụ mía để lưu gốc), bắt đầu năm 2010, kết thúc năm 2013:

Mía tơMía gốc 1Mía gốc 2

Ngày trồng 11/1/2010 - -

Ngày thu hoạch 29/1/2011 10/2/2012 25/2/2013

+ Địa điểm: Trạm nguyên liệu Thọ Xuân - Sao Vàng thuộc Công ty Cổ phần Mía đường Lam Sơn, xã Thọ Lâm, huyện Thọ Xuân.

2.3.4. Phương pháp xác định lượng K do nước mưa cung cấp, lượng K mất do xói mòn và lượng K mất do rửa trôi

2.3.4.1. Lượng K do nước mưa cung cấp

Lượng K do nước mưa cung cấp được xác định thông qua lượng mưa và hàm lượng K2O có trong nước mưa qua các tháng trong năm.

- Theo dõi lượng mưa qua các tháng trong năm bằng Vũ lượng kế tại trạm

Khí tượng Thủy văn Bái Thượng - Huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hóa

- Lấy mẫu nước mưa phân tích hàm lượng K2O: bố trí 1 thùng hứng nước mưa ngoài trời tại khu vực bố trí thí nghiệm đồng ruộng ở Trạm nguyên liệu Thọ Xuân - Sao Vàng thuộc Công ty Cổ phần Mía đường Lam Sơn, xã Thọ Lâm, huyện Thọ Xuân. Thùng hứng nước mưa có đường kính 50 cm, cao 70 cm, đảm bảo hứng được lượng nước mưa của tất cả các trận mưa ở cường